עמילן

מהו עמילן?

עמילן הוא פחמימה בעלת ערך תזונתי חשוב הנמצאת בצמחים רבים. מבחינה כימית מדובר ברב-סוכר עם מולקולות גלוקוז רבות. לעמילן ונגזרותיו יש מגוון שימושים בתעשיית המזון ובייצור התעשייתי. מקורות נפוצים לעמילן כוללים:

• תירס
• חיטה
• תפוחי אדמה
• טפיוקה

עמילן משמש כחומר מסמיך או מייצב במוצרים כמו פודינג, מרקים, רטבים, מילויים לעוגות פאי ורטבים לסלט. סוגים שונים של עמילן משמשים גם במזונות בעלי ערך pH נמוך או שאינם ניתנים לחימום.

מקור

השם האנגלי לעמילן (starch) מגיע מהמילה האנגלית העתיקה strechen, שפירושה "להתקשות", אך השימוש בעמילן מתוארך לתקופות מוקדמות עוד יותר. ישנן עדויות לכך שבמצרים הקדומה היו נוהגים להדביק דפי פפירוס בעזרת דבק עמילן, והרומאים החלו להפיק עמילן מדגנים כבר בשנת 170 לפני הספירה. מולקולת העמילן התגלתה לראשונה על ידי הכימאי הצרפתי בויון לגראנז' בשנת 1804. כמה שנים לאחר מכן, הכימאי הרוסי גוטליב קירכהוף גילה שאפשר לייצר סוכר מעמילן תפוחי אדמה על ידי הידרוליזה חומצית.

במאה ה-18, המקור העיקרי לעמילן היה חיטה. מאוחר יותר, תפוחי אדמה ותירס הפכו גם הם לחומרי גלם נפוצים. בשנות הארבעים של המאה ה-20, השימוש הגובר במזונות יבשים ומעובדים הביא לפיתוחה של תעשיית העמילן המעובד. בארצות הברית, סוגי העמילנים המותרים לשימוש במזון ושיעורי השימוש נקבעים על ידי ה-FDA.

ייצור מסחרי

עמילן מיוצר בעיקר מתירס, תפוחי אדמה, טפיוקה, חיטה, אורז ומרנטת הקנה. שיטת הייצור תלויה בחומר הגלם. בארצות הברית, עמילן מופק בעיקר מדגנים.

הגרגרים מנוקים ומושרים במים כדי לרכך אותם ולגרום להם לספוג מים ולהתנפח. לאחר מכן, הגרגרים נמעכים כדי לשבור את הקליפות החיצוניות ולהפריד את הנבט. הנבט מכיל עמילן, סיבים וגלוטן. נבטי הדגנים נטחנים כדי להפריד מהם את הסיבים. העמילן והגלוטן הנותרים מעובדים בצנטריפוגה, שמפרידה את העמילן הכבד מהגלוטן הקל יותר. העמילן שמתקבל מיובש ונמכר כאבקה או משמש להכנת סירופים, ממתיקים, דקסטרוז או פרוקטוז.

שימוש

עמילן משמש לשיפור המרקם, הצמיגות, יכולת ההקרשה והדביקות של מזונות. הוא עוזר לרכיבים להיקשר זה לזה, מסייע בשימור הלחות ויכול לשמש כתחליף שומן. הוא פועל גם כחומר מתחלב, חומר מייצב וחומר זיגוג. עם זאת, השימוש העיקרי בעמילן בתעשיית המזון הוא כחומר מסמיך.

ישנם שני סוגי עמילן לשימוש מסחרי:

1. עמילן טבעי: עמילן בצורתו המקורית, המופק מצמחים. זוהי אבקה לבנה, חסרת טעם וריח, שאינה מסיסה במים קרים או באלכוהול. עמילן טבעי משמש להסמכה וייצוב של פודינג, קינוחים, רטבים ומזונות אחרים המוכנים לצריכה.

2. עמילן מעובד: עמילן טבעי שעבר עיבוד פיזי, אנזימטי או כימי כדי לשנות את התכונות שלו ולהפוך אותו ליעיל יותר לשימושים ספציפיים, כמו הסמכה, הקרשה, אנקפסולציה וכו'.

עמילן מסמיך מזון על ידי ג'לטיניזציה ורטרוגרדציה. בנוכחות חום, תאי העמילן סופחים מים ומתנפחים, ובכך הם מגבירים את הצמיגות ואת הצלילות של המוצר. לאחר שהעמילן מגיע לרמת הצמיגות המקסימלית, התאים מתרחקים זה מזה ומפחיתים את הצמיגות. כאשר המוצר מצטנן שוב, הצמיגות שוב עולה, התמיסה הופכת לעכורה, ולבסוף נוצר ג'ל יציב. חוזק הג'ל תלוי בסוג העמילן ובשיעור השימוש.

עמילן מורכב משני פולימרים של גלוקוז: עמילוז ועמילופקטין. עמילנים לשימוש מסחרי מכילים בדרך כלל 20%–25% עמילוז ו-75%–80% עמילופקטין. לעמילן המופק מדגנים יש תכולת עמילוז גבוהה יותר בהשוואה לעמילן המופק מצמחים אחרים.

תקנות FDA

בארצות הברית, עמילן מוכר על ידי ה-FDA כתוסף מזון בטוח לשימוש. עמילן המופק מתירס יכול להיות מסומן כ"עמילן תירס" או פשוט כ"עמילן". עמילנים אחרים חייבים לכלול את חומר הגלם, כגון "עמילן תפוחי אדמה".

ה-FDA מתיר את העיבוד של עמילן בעזרת חומצה הידרוכלורית או חומצה גופרתית. שיטות עיבוד נוספות כוללות הלבנה, אסטריפיקציה, אתריפיקציה או טיפול בכלור. עמילן מעובד כפוף לתקנות המפורטות בחוק תוספי המזון של ה-FDA. רשימת הדרישות והמפרטים המלאה זמינה כאן.

References

1. BeMiller, James N., and Roy Lester. Whistler. Starch: Chemistry and Technology. London: Academic, 2009.

2. Nuss, Emily T., and Sherry A. Tanumihardjo. "Maize: A Paramount Staple Crop in the Context of Global Nutrition." Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 9.4 (2010): 417-36.

3. Rittenauer, M., L. Kolesnik, M. Gastl, and T. Becker. "From Native Malt to Pure Starch — Development and Characterization of a Purification Procedure for Modified Starch." Food Hydrocolloids 56 (2016): 50-57.

4. Patel, B.k., R.d. Waniska, and K. Seetharaman. "Impact of Different Baking Processes on Bread Firmness and Starch Properties in Breadcrumb." Journal of Cereal Science 42.2 (2005): 173-84.

5. Kim, Sanghoon, Atanu Biswas, Mukti Singh, Steven C. Peterson, and Sean Liu. "Thermal Dissolution of Maize Starches in Aqueous Medium." Journal of Cereal Science 56.3 (2012): 720-25.