Крахмал описание вещества – Крахмал, свойства и все характеристики

Содержание

Крахмал, свойства и все характеристики

Характеристики и физические свойства крахмала

Его молекулы состоят из линейный и разветвленных цепей, содержащих остатки α-глюкозы. Фрагмент структуры крахмала выглядит следующим образом:

Крахмал является природным высокомолекулярным соединением и представляет собой смесь двух полисахаридов: амилозы и амилопектина. Число повторяющихся звеньев в различных молекулах амилозы и амилопектина варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч. Поэтому говорят только о средней молекулярной массе крахмала.

В горячей воде крахмальные зерна набухают и образуют коллоидный раствор, называемый крахмальным клейстером. Крахмал не обладает сладким вкусом.

Получение крахмала

В промышленности крахмал получают из картофеля (содержание крахмала – до 24%) или зерен кукурузы (57 – 72%).

Химические свойства крахмала

Крахмал способен гидролизоваться при нагревании в кислой среде, причем конечным продуктом гидролиза является глюкоза:

6Н10О5)n + nН2О → nC6H12O6.

Крахмал дает интенсивное синее окрашивание с йодом — это качественная реакция на йод.

Крахмал может образовывать эфиры за счет гидроксильных групп, однако они не имеют практического значения.

Применение крахмала

Крахмал – важнейшее пищевое вещество для человека и животных. В составе картофеля и зерновых культур (на крахмал приходится до 75% массы пшеничной муки) он потребляется в огромных количествах.

Примеры решения задач



Понравился сайт? Расскажи друзьям!



ru.solverbook.com

Особенности, полезные свойства и химический состав крахмала

Что бы ни утверждали диетологи и поклонники здоровых диет, а крахмал является важным компонентом в рационе человека. Он считается важным источником энергии людей. Но, как полагают врачи, употребление этого компонента может вызвать нарушения обмена веществ. Поэтому важно знать состав крахмала, а также правила его использования.

Описание

Это белое сыпучее вещество, иногда желтоватое. Порошок не имеет запаха и вкуса. Компонент не растворяется в холодной воде, но при взаимодействии с ней выделяет коллоидные частицы, концентрация которых образует вязкую, густую массу. Если крахмал растирать пальцами или сжать в ладони, то появится поскрипывание. Звук получается из-за трения крупиц друг о друга. Они не разрушаются даже при таком воздействии.

Крахмал есть в различных растениях:

  • бананах;
  • горохе;
  • манго;
  • бобах;
  • клубнях и корнеплодах.

Состав крахмала влияет на его калорийность – 313 ккал на 100 г. Этот показатель отлично подходит для активных и крепких людей, которые постоянно тратят много энергии. В этом случае продукция будет полезна для организма.

Виды

Крахмал бывает:

  • картофельным;
  • кукурузным;
  • пшеничным;
  • рисовым;
  • соевым;
  • тапиоковым.

Пшеничный крахмал применяется для выпечки хлеба. Он обладает свойством поглощения воды во время замеса теста. В процессе выпечки вещество клейстеризуется, участвуя в формировании мякиша хлеба. При хранении продукта клейстер стареет, из-за чего хлеб черствеет.

Рисовый крахмал идеален для получения соусов, десертов, сиропов. Тапиоковый создают из клубней маниоки. Клейстер будет более вязким по сравнению с кукурузным продуктом. Применяют его для приготовления супов, подлив.

Крахмал относится к сложным углеводам, которые делятся на природные (овощи, фрукты, бобовые) и рафинированные (мука и продукция из нее). Второй вид продуктов признан вредным.

Из чего состоит картофельный крахмал?

Состав крахмала разнообразный. В нем присутствует много простых сахаров, собранных в длинные цепи. Таковы состав и строение крахмала. Единицей 1 цепи считается глюкоза, которая в организме является источником энергии. Состав картофельного крахмала таков:

  • Микроэлементы – фосфор, кальций, калий.

Состав кукурузного крахмала

Для проверки качества продукта используется ГОСТ 32159-2013. В магазинах надо приобретать товары, изготовленные на основе этого документа.

По нему состав кукурузного крахмала следующий:

  • вода – 14-16 %;
  • кислотность – 20-25 куб. см;
  • протеин – 0,8-1 %;
  • SO2 – 50 мг/кг.

Примесей других крахмалов не должно быть. В состав крахмала этого вида входит немного селена, марганца, магния, натрия, цинка.

Варианты получения

Химический состав крахмала может отличаться в зависимости от исходного сырья. Ведь он бывает картофельным, кукурузным, рисовым, пшеничным, сорговым. Каждый продукт отличается свойствами и наличием дополнительных компонентов.

Если продукция получается из зерен, массу размачивают и перетирают для удаления зародышей из семян. Остаток вторично измельчают, а потом выделяют из него вещества и сушат. В итоге в нем могут быть минеральные компоненты и витамины. Такая процедура выполняется с картофелем, только вместо устранения зародышей проводится отвод сока и кожуры.

Обычно создание крахмала основывается на переработке картофеля. Клубни содержат этого вещества около 25 %. А в зерновых оно присутствует в пределах 65-80 %. Картофель используется чаще, поскольку из-за его измельчения оборудование не ломается быстро по сравнению с перетиранием зерновых.

Использование

Применяется продукт в пищевой промышленности. Из него готовят кисели, соусы, кремы, колбасы, выпечку. В большинстве сосисок присутствует именно крахмал, который добавляется для получения плотной консистенции. Обычно он служит в качестве загустителя продукта и связывания жидкости в нем. К примеру, для получения желе или майонеза. Для этого применяется модифицированный крахмал.

Этот углевод используется и в других сферах:

  1. В фармакологии применяется в качестве наполнителя в препаратах, имеющих форму таблеток. Его добавляют в детские присыпки, мази. С ним готовят сиропы, микстуры, сорбиты и глюкозу.
  2. В медицине его используют при интоксикациях, гастритах, язвах. Крахмал прекрасно защищает слизистую желудка и кишечника. Продукт избавляет от шпор на пятках, снимает кожное раздражение, опрелости.
  3. В косметологии из продукта готовят маски, кремы. Такие составы обладают питательным и смягчающим действием. Средства не вызывают аллергию, используются для всех типов кожи.
  4. В целлюлозной и текстильной промышленности. Продукт нужен для обработки бумаги и считается ее наполнителем. Состав крахмала и целлюлозы позволяет использовать их в разных областях. В текстильной сфере применяется для обработки материалов.

Польза и вред

Важно знать состав и свойства крахмала. Продукт насыщает энергией. Именно из-за его наличия в зернах, крупах хлеб, выпечка и каши являются питательными. Крахмал с большим содержанием амилозы является так называемым массажером для кишечника. Он хуже расщепляется по сравнению с продуктом, который содержит амилопектин, поэтому образует комок в кишечнике, стимулирующий его работу, улучшающий пищеварение. Полезным свойством продукта является способность восстановления организма после изменения уровня сахара в крови при диабете.

Но есть у крахмала и вредные свойства. С ним человек быстро набирает вес из-за содержания большого количества калорий. Продукт прекрасно подойдет людям, которые много двигаются. В остальном у него нет противопоказаний.

Суточная норма

Крахмал под влиянием кислоты подвергается гидролизации, после чего превращается в глюкозу. Она будет главным источником энергии организма. Поэтому для хорошего самочувствия человеку нужно употреблять некоторое количество крахмала.

Достаточно кушать каши, хлебобулочные и макаронные изделия, бобовые, картофель и кукурузу. В пищу следует добавлять хотя бы немного отрубей. Суточной нормой считается 330-450 грамм.

Так как крахмал считается сложным углеводом, его употребляют в том случае, если будет отсутствовать возможность частого питания. Продукт трансформируется из-за желудочного сока, выделяя нужную для организма глюкозу. Потребность в продукте уменьшается при болезнях печени, небольших физических нагрузках, а также при работе, для которой нужно быстрое поступление энергии.

Нехватка и избыток

Необходимо употреблять продукт в меру, чтобы не навредить организму. При недостатке человек мучается:

  • слабостью;
  • быстрой утомляемостью;
  • частыми депрессиями;
  • понижением иммунитета;
  • снижением полового влечения.

Но бывает избыток крахмала. Тогда наблюдаются следующие признаки:

  • головные боли;
  • большой вес;
  • снижение иммунитета;
  • раздражительность;
  • проблемы в тонком кишечнике;
  • запоры.

Выбор

При покупке следует обратить внимание на дату изготовления, целостность упаковки, отсутствие комков. У продукта не должно быть затвердений. Важно наличие порошка белого цвета. С растиранием образуется характерный скрип. Хранится продукт до 5 лет в герметичной емкости.

Для приготовления крема и бисквитного теста отлично подходит кукурузный крахмал. Внешний вид подобен муке высшего качества. Кисели готовят из картофельного крахмала. Продукт применяется для выпечки творожных и фруктовых тортов. Он имеет белоснежный цвет.

Приготовление

Дома можно приготовить крахмал. Для этого необходим мелкий, подмерзший и травмированный картофель. Его надо помыть, очистить. Подгнившие и сильно грязные участки надо устранить. Потом картофель натирается на терке, пропускается через мясорубку. Но можно его растолочь.

В широкий таз или кастрюлю надо налить холодную воду. Массу понемногу надо выкладывать в сито и погружать в емкость, протирая кашицу, помыть крахмал, поливать водой сверху. Мезгу следует отжать.

Из таза надо слить прозрачную воду так, чтобы не взболтать крахмал на дне. Затем его заливают холодной водой, размешивают и дают ему осесть. Воду сливают, а крахмал перекладывают на бумагу или полотенце для сушки. Потом продукт просевается и хранится в сухом месте.

fb.ru

Свойства крахмала, молекула крахмала — Libtime

  1. Главная
  2. Кухня
  3. Свойства крахмала, молекула крахмала

libre 11455

По своей химической природе крахмал, как и все сахара (глюкоза, сахароза и другие), а также клетчатка (целлюлоза), относится к классу углеводов. Установлено, что молекула крахмала состоит из двух составных частей — амилозы и амилопектина. В кукурузном крахмале амилоза составляет четверть всей массы вещества, а амилопектин — три четверти. В других крахмалах соотношение этих двух частей несколько иное; например, в картофельном крахмале амилоза составляет приблизительно 20%, а амилопектин — 80%. Амилоза и амилопектин отличаются друг от друга по химическому строению, но обе эти части состоят из остатков молекул глюкозы. Рассмотрим более подробно свойства крахмала.

Формула крахмала

Молекулы крахмала имеют различный размер, он не растворим в холодной воде. Имеет следующую формулу: (C6H10O5)n.

Молекула крахмала

В целом молекула крахмаласостоит примерно из шести с половиной тысяч глюкозных остатков, соединенных друг с другом. Эти остатки образуют как бы ветвистые цепочки. Таким образом, крахмал — это природный полимер. Ведь знакомое ныне всем слово «полимер» означает вещество, состоящее из многих одинаковых, сравнительно простых частиц. Таким именно веществом и является крахмал независимо от его происхождения, будь-то кукурузный или картофельный, рисовый или пшеничный. Отличаются между собой зерна крахмала только по величине и по форме. Зерна кукурузного крахмала круглой или реже многоугольной формы. Величина их колеблется в пределах от 2 до 30 мк; чаще всего приходится иметь дело с зернами величиной 20—25 мк.

Физические свойства крахмала

Весьма любопытны физические свойства крахмала. В холодной воде он поглощает очень немного воды (25—30%) и заметно не набухает. Зато уже при температуре больше 60°С кукурузный крахмал набирает воды в 3 раза больше собственного веса. При этом происходит клейстеризация крахмала. Если температуру повысить до 70 СС, то крахмал поглощает уже около 100% воды. Максимально крахмал может набрать и удержать до 2500% воды, то есть в 25 раз больше собственного веса. Удивительная «сила» у крахмала! До революции крахмал в нашей стране получали почти исключительно из картофеля. Производство кукурузного крахмала составляло всего только один процент от общей выработки крахмала. Похожие статьи: Кукурузный крахмал в промышленности Применение кукурузного крахмала

Рейтинг: 5/5 — 1
голосов

libtime.ru

Крахмал | Info-Farm.RU

Крахмал (лат. Amylum), 6 Н 10О 5) n — растительный высокомолекулярный полисахарид амилозы и амилопектина, мономером которых является глюкоза. Резервный Гомополисахариды растений. Накапливается в результате фотосинтеза в плодах, зерне, корнях и клубнях некоторых растений как запасная форма углеводов.

Виды крахмала: картофельный, кукурузный, амилопектинового, пшеничный, рисовый, гороховый, тапиоковый, модифицированный и др.

Этимология

Происходит от нем. Kraftmehl «крахмал». К русского, украинского и белорусского языков это слово пришло из польского (krochmal).

Биологические особенности

Богатый крахмалом зерно злаковых растений: риса (до 86%), пшеницы (до 75%), кукурузы (до 72%), а также клубни картофеля (до 24%) и зерно ячменя.

Для организма человека крахмал рядом с сахарозой служит основным поставщиком углеводов — одного из важнейших компонентов пищи. Под действием ферментов крахмал гидролизуется до глюкозы, которая окисляется в клетках до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма.

Известно, что крахмал активизирует обмен желчных кислот и способствует выведению холестерина из организма.

Физические свойства

Белый, хрустящий, аморфный и очень гигроскопичен порошок без вкуса и запаха. Обычно содержит 10-20% связанной воды, которую можно удалить высушиванием при 100-110 ° C. Под микроскопом — зернистый (гранулы) порошок. Нерастворимый в холодной воде, эфире, спирте; в горячей воде набухает, и образует коллоидный раствор, при охлаждении которого образуется устойчивый гель — крахмальный клейстер; с раствором йода дает синее окрашивание (амилоза дает синюю окраску, а амилопектин — от красного до фиолетового). Реакция с йодом дает возможность выявить даже миллионную часть крахмала в растворе. Молекулы крахмала неодинаковые по размерам.

Гранулы крахмала

Размеры зерен (в мм) для различных видов крахмала
Название крахмала Размеры
Картофельный 0,05-0,08
Кукурузный 0,02-0,03
Пшеничный 0,03-0,05
Рисовый 0,05-0,01

Крахмал содержится в растениях в виде гранул. В зерновых культурах и других высших растениях гранулы крахмала образуют пластиды. Пластиды, из которых состоит крахмал называют амилопласты. В зерновых культурах (пшеница, кукуруза, рожь, ячмень, сорго и просо) крахмал представлен простыми гранулами — каждый амилопласты состоит из одной гранулы. В черта и овса гранулы составлены — каждый амилопласты содержит много гранул.

В ржи, пшеницы и ячменя различают два типа гранул крахмала: крупные — двояковипукли (линзовидные) гранулы, и небольшие — сферической формы. В ячменя двояковипукли гранулы формируются в перид первых 15 дней после опыления, а с 18-го по 30-й день — после опыления появляются маленькие гранулы, которые составляют 88% от общего количества гранул. В пшеницы и ячменя каждый пластид сначала формирует большую двояковипуклу гранулу крахмала. После этого пластиды образуют выпуклости, в которых происходит формирование маленьких гранул крахмала. Эти значительно более меньшие амилопласты отделяются от материнского пластида перетяжкой-стриктурой. Крахмал синтезируется в пластидах.

Кристалличность

О том, что крахмал является полукристаллического материалом известно еще с 1930-х годов. По форме рентгенограмм цельных гранул крахмала, они подразделяются на три типа, которые обозначают буквами А, В и С. Крахмал большинства зерновых культур относится к типу А, крахмал картофеля и других корнеплодов, а также ретроградуйований крахмал — к типу В, а крахмал гороха и бобов — до типа С, который представляет собой промежуточную форму между типами А и В. Под действием тепла картофельный крахмал типа В превращается в тип А. Более короткие декстрины (12-15 глюкозных единиц) могут принадлежать к любому из этих трех типов в зависимости от характера их кристаллизации. Одним из инструментальных способов исследования крахмала эффективно используется метод дифракции рентгеновских лучей.

Двойное преломление света

При рассмотрении крахмала в поляризованном свете наблюдается двойное преломление лучей, которое имеет характерную форму «мальтийского креста». Причиной такого преломления является высокоорганизованная структура гранул крахмала, которую не надо путать с кристалличность. Даже очень хорошо организованы молекулярные структуры могут не быть кристаллическими, но они обладают свойством двойного преломления лучей — целлюлоза в листе бумаги является полукристаллического, а кристаллы сами по себе являются двоякопереломляючимы (упорядоченными), но в силу того, что кристаллы ориентированы неупорядоченным образом, бумага свойством двойного променезаломлювання не обладает.

Химический состав крахмала

Крахмал содержит полисахарида 97-99%, белковых веществ 0,3-1,5%, клетчатки 0,2-0,7%, зольных веществ (фосфаты, силикатные кислоты) 0,3-0,6%.

В составе товарного крахмала могут присутствовать второстепенные компоненты, но они присутствуют в столь малых количествах, что не совсем ясно, являются ли они составляющими крахмала, представленными в нем очень малых количествах, или примесями, недостаточно тщательно удаленными в процессе выделения. Тем не менее, такие второстепенные компоненты, несмотря на их очень малое количество, могут существенно влиять на качестве крахмала.

В крахмале найдено 0,6% жирных кислот (пальмитиновой, стеариновой и др.). В крахмала, которые выпускаются промышленным способом из зерновых культур, содержится малое количество липидов, которые, как правило, являются полярными. Для их выделения необходимы полярные растворители, водный раствор метилового спирта. Обычно, содержание липидов в крахмале из зерновых культур составляет 0,5-1%, а изготовленных из незерновой сырья — почти не содержит.

Кроме того, в состав крахмала входят в незначительных количествах фосфор и азот. В зерновых культурах основная масса фосфора представлена ​​в виде фосфолипидов. Известно, что картофельный крахмал етерификуеться к глюкозных остатков, тогда как с крахмалами зерновых культур этого не происходит. Во всех видах крахмалов содержится очень небольшое количество азота (менее 0,05%), часть которого входит в состав липидов, часть — в состав белков и, возможно, в состав остатков ферментов, участвующих в синтезе крахмала.

Крахмал в основном представляет собой полимеры α-D-глюкозы, которые с химической точки зрения можно разделить как минимум на два типа: амилозы (в целом линейный полимер) и амилопектин (сильно разветвленный полимер). То есть, молекула крахмала состоит из двух химически независимых частей (полисахариды): амилозы (20-30%) и амилопектина (70-80%), соотношение которых зависит от природы растений:

— В кукурузном крахмале амилоза составляет 25% всей массы вещества, а амилопектин — 75%. В восковидная кукурузе — более 95% амилопектина. Выращивают кукурузу и с 75% амилозы. — В картофельном крахмале амилозы — 20%, а амилопектина — 80%, что придает ему специфических свойств. — Крахмал яблок — с 100% амилозы.

Амилоза и амилопектин различаются между собой химическому строению. Однако, оба полисахариды состоят из глюкозных остатков, соединенных между собой образуя линейные или разветвленные цепи. В зернах крахмала молекулы амилозы и амилопектина образуют слои с кристаллической и аморфной строением. Энергия взаимодействия отдельных групп атомов в зерне крахмала зависит от расположения амилозы и амилопектина и их соотношение.

В горячей воде крахмал набухает. При этом амилоза переходит в раствор, а амилопектин образует коллоидный раствор (клейстер). Амилоза растворяется в горячей воде, не образует клейстера; с йодом дает синий цвет. Амилопектин не растворяется в воде, а набухает и образует клейстер. При окрашивание амилопектина йодом он принимает от красного до фиолетового цвет. Молекулы этих двух полисахаридов состоят из остатков глюкозы, соединенных в длинные цепочки. Чем длиннее цепочки амилозы, тем хуже она растворяется. В молекуле амилозы таких остатков в среднем более 1000, в молекуле амилопектина — намного больше.

Под действием ферментов или нагрева с кислотами — подвергается гидролизу.

В качестве растворителей крахмала используют холодную соляную, надхлорного, трихлоруксусной, сульфосалициловую кислоты, растворы CaCl 2, ZnCl 2, MgCl 2, щелочи, глицерин, формамид и др ..

При полном гидролизе в промышленности получают глюкозу, а промежуточными продуктами могут быть олигосахариды, мальтоза (К.Кирхгофф, 1814 гг.):

6 ​​Н 10О 5) n Н 2 О 180 ° C 6 ​​Н 10О 5) m Декстрины Т ° C n / 2 С 12 Н 22 О 11 Мальтоза Н + n С 6 Н 12 О 6 Глюкоза

Под действием амилаз в пищеварительном канале человека и животных крахмал подвергается гидролизу и расщепляется с образованием глюкозы и мальтозы, что расщепляется Мальтаза к глюкозе, которая усваивается организмом.

Содержание крахмала в растениях

Название растения Часть растения Содержание крахмала (до) Содержание сахара Примечания
Рогоз широколистный (Typha latifolia) сухие корневища 58% (25-58%) 10%
Цетрария исландский (Cetraria islandica) наземная часть 44% % (крахмал: лихенин)
Глицерия (Glyceria) зерновки 75% ?
Кукуруза (Zea mays L.) семян 71% ?
Хлебное дерево (Artocarpus altilis) сушеная мякоть плодов 80% (60-80%) 14%
Кувшинка белая (Nymphaea alba) корневище 49% 20%
Овес (Avena) зерно 60% ? Овес посевной (Avena sativa L.)
Сусак (Butómus umbellátus) корневище 60% ?
Водяной орех (Trapa natans) орех 55% ?
Батат (Ipomoea batatas L.) клубни 72% ?
Сорго (Sorghum) ? 74% ?
Маниок (Manihot) ? 77% ?
Горох (Pisum) зерно 40% ?
Ячмень (Hordeum L.) зерно 75% ?
Картофель (Solanum tuberosum) клубни (в сухом веществе) 82% ?
Саговые пальмы (род. Латов. Cycas) сердцевина пальмы ? ?
Рис (Oryza) зерно 89% ?
Рожь (Secale) зерно 72% ?
Пшеница (Triticum L) зерно 74% ?
Алтея лекарственная (Althaea officinalis L.) корни 37% 10% (10% сахарозы)
Стрелолист обыкновенная (Sagittaria sagittifolia L.) клубни 35%

Получение крахмала

Крахмал получают из картофеля и риса, реже — из других зерновых. Саго — крахмалистые продукты из древесины саговой пальмы, а также некоторых саговников.

В тропиках выращивают много крохмалоносних растений: батат, ямс, таро, маниок и другие.

Чтобы добыть крахмал, нужно разрушить клеточные стенки и добыть сок. Для этого сырье измельчают на терках, получая кашицу. Чтобы выделить свободный крахмал, кашицу многократно промывают на ситах в ситовых аппаратах. Ситовые аппараты в пять степеней проводят разделение продукта на мезгу и крахмальную суспензию (крахмальное молоко) различной концентрации. Крахмальное молоко рафинируют (очищают). После этого выделенный крахмал многократно промывают чистой водой на специальных центрифугах-пурификаторах или гидроциклонах.

В производстве картофельного крахмала применяют процессы очистки картофеля от легких и тяжелых примесей, мойки, измельчения, выделения клеточного сока, ситування и промывки, центрифугирования и сушки.

Из картофельного крахмала можно получить отдельно амилозы (суперлозу) и амилопектин (ромалин). Для этого на крахмал действуют растворами солей MgSO 4, (NH 4) 2 SO 4, Na 2 SO 4, содержащие н-бутиловый спирт, при 120 ° С. После этого амилозы осаждают при 70 ° С, а амилопектин — 20 ° С.

В производстве кукурузного крахмала существует два способа: сирчистокислотний и щелочной. По первому способу кукурузное зерно замачивают в 0,1-0,2% водном растворе сернистой кислоты при 48-50 ° С в течение двух суток, зерно промывают, грубо измельчают, выделяют зародыш, тонко измельчают, промывают крахмал на ситовых аппаратах, отделяют от мелкой и крупной мезги, глютена (на сепараторах), промывают на вакуум-фильтрах, центрифугируют, высушивают или перерабатывают на крахмало-продукты. По второму способу кукурузу замачивают в водном растворе щелочи, промывают, измельчают, крахмал выделяют и проходят мимо на ситовых аппаратах, центрифугируют, высушивают или направляют без высушивания на переработку.

Фракционирования крахмала

Для разделения крахмала на его компоненты, амилозы и амилопектин, используют два основных способа. Амилозы можно выборочно выщелачиваться из гранул, нагретых чуть выше температуры клейстеризации. При более высоких температурах выщелачиваются не только амилоза, но и амилопектин, из-за чего требуется дополнительное очищение. Фракции, получаемые выщелачивания, трудно поддаются количественной оценке, но если перед процессом водного выщелачивания обработать крахмал горячим водным раствором бутанола, то способность амилопектнна до растворения снизится, в результате чего будет выделено большее количество амилозы.

Другим методом является полное диспергирование гранул с последующим разделением компонентов. Крахмалы злаков очень трудно диспергировать полностью — для этого необходимо, чтобы смесь в течение нескольких часов находилась в автоклаве при температуре около 130 ° С. В этих условиях необходимо предотвратить расщеплению крахмала, то есть обезжирить его, буферизацию и защитить от воздействия кислорода. Существует несколько видов предварительной обработки крахмала, что позволяет его диспергировать полностью. Для этого можно использовать, например, жидкий аммиак, диметилсульфоксид или щелочной раствор. После полного диспергирования крахмала чаще всего для выделения амилозм ее осаждают в виде комплексов с n-бутанолом или тимолом. Для получения чистой амилозы необходимо несколько раз выполнить повторное осаждение. Амилопектин можно получить лиофилизацией или осадить спиртом.

Хранение

Хранят крахмал в чистых, сухих, хорошо проветриваемых складах, без постороннего запаха, не зараженных вредителями. Оптимальной для хранения считают 70% -ную относительную влажность воздуха, хотя допускается до 75%, и температуру около 10 ° C. В этих условиях стандарты предусматривают хранение картофельного и кукурузного крахмала 2 года, а пшеничной — 1 год. Длительное хранение существенно снижает клейстеризуючу способность крахмала. В помещениях с повышенной относительной влажностью воздуха он увлажняется, а вследствие микробиологических процессов и порчи приобретает сначала кисловатый, затхлого, а затем и гнилостного запаха.

Применение

Крахмал сельскохозяйственных культур является ведущим компонентом рациона человека, важным сырьем для пищевой, фармацевтической и технических отраслей промышленности: текстильной, нефтяной, бумажной и др.

Крахмал широко применяется в пищевой отрасли как загуститель (E1404), при производстве патоки различного углеводного состава, для получения декстринов, глюкозы (кристаллической глюкозы, глюкозного концентрата, глюкозно-фруктозного сиропа, этанола и других продуктов брожения. Крахмал со степенью гидролиза (по глюкозе) меньше 5% — мальтодекстрин — используется в качестве стабилизатора в производстве майонеза. В производстве сахарных кондитерских изделий крахмал используют как рецептурный компонент рахат-лукума, а также как формовочный компонент для конфет и драже.

Комплексная переработка крахмала крахмал гидролизуется до глюкозы, которая изомеризуется в фруктозу и гидрированием превращается в сорбит, или идет на получение других продуктов — этанола, молочной кислоты, лимонной кислоты; гидролизат смешивается с волокнами для кормов скоту.

Сырьем для производства кристаллической глюкозы является крахмал, полученный из кукурузы, или пшеницы, хотя может быть использован и картофельный крахмал. Однако картофельный крахмал является незаменимым сырьем в других отраслях промиисловости и для производства глюкозы не используется. Основное сырье для производства кристаллической глюкозы — кукурузный крахмал.

Крахмал используют как клей, как микробиологическая среда при получении различных энзимов, антибиотиков, витаминов, а также как основа искусственных биоразлагаемых биополимеров.

Во врачебной практике крахмал очень часто используют как наполнитель и субстрат для изготовления таблеток (в качестве наполнителя в твердых лекарственных формах) и облаток и в пастах, в присыпках и мазях применяют при болезнях кожи, в виде отвара (клейстера) — при заболеваниях желудочно-кишечного тракта как обволакивающим средство. Крахмал и декстрины (продукты неполного гидролиза линейных полисахаридов) положительно влияют на холестериновый обмен, улучшают пищеварение. Он входит как важный компонент практически до всех диет. Также растворы крахмала является частью инфузионных растворов, которые используют для лечения неотложных состояний.

Основной объем крахмалопродуктов готовят из кукурузы, на долю которой приходится 45 млн т, остальные сырьевой базы составляет тапиока (5 млн т), пшеница (4 млн т) и картофель (2500000 т).

Амилопектин пригоден для производства пленок и упаковочного материала, которые можно после использования полностью компостировать.

Изменения крахмала

Клейстеризация

Нагрев крахмала при наличии воды вызывает клейстеризации, то есть разрушения нативной структуры крахмальных зерен. Этот процесс проходит тремя стадиями:

  1. Во нагрева суспензии до температуры 50-55 ° С крохмальнi эерна набухают, поглощая до 50% воды от массы крахмала, но сохраняют форму и шаровую строение. Нарушение внутренней структуры незначительно.
  2. При дaльшому нагревании (до температуры 60-80 ° С) происходит сильное повреждение нативной структуры крахмальных зерен. Исчезает слойная строение, зерна увеличиваются в объеме вдекилька десятков раз и превращаются в пузырьки, наполненные раствором амилозы и амилопектина, а вязкость суспензии резко увеличивается и она превращается в клейстер. Поэтому этот процесс называется клейстеризации. Часть раствора переходит в окружающую среду. В результате все большее набухание крахмальных пузырьков количество воды извне сильно уменьшается, а клейстер становится более вязким. Для каждого вида крахмала характерна своя температура клейстеризации, при которой большинство зерен в суспензии поглощает максимальное количество воды.
  3. Нагрев клейстера выше 80 о С избытком воды приводит к распаду крахмальных зерен — пузырьки лопаются и вязкость клейстера снижается.

Наличие в воде солей, сахаров, спиртов и других веществ влияет на температуру клейстеризации. Поваренная соль даже в малых концентрациях повышает температуру клейстеризации и уменьшает набухание зерен.

В зависимости от соотношения крахмала и воды получают клейстер в виде геля или золя.

В кулинарии

Клейстер в виде геля образуется когда крахмальные пузырьки тесно скреплены между собой в результате почти полного поглощения ими воды. В приготовлении пищи плотные гели могут быть в киселях при наличии в них 6-8% крахмала, а еще плотные гели образуются в процессе варки круп, бобовых, макаронных изделий, картофеля, когда крахмал поглощает максимальное количество воды.

Крахмальные золе различной вязкости служат основой киселей жидкой и средней консистенции (содержание крахмала от 2 до 5%), сладких супов, соусов (содержание крахмала до 2%).

В тесте, при выпечке кондитерских изделий, воды мало, поэтому крахмал достигает лишь первой стадии клейстеризации.

Крахмал с картофеля дает прозрачный клейстер, а из зерновых (кукурузы) — непрозрачный.

Во время тепловой обработки картофеля клейстеризация крахмала происходит за счет влаги, которую выделяют белки клейковины, что зсилися. Во время варки каш, макаронных изделий крахмал клейстеризуется за счет влаги окружающей среды. Этим объясняется увеличение массы крупы и макаронных изделий во время варки.

При охлаждении и хранении в охлажденном состоянии крахмалосодержащие изделий содержание в них растворенного амилозы уменьшается и изделия черствеют (хлеб, каши, мучные изделия), то есть происходит старение оклейстеризованого крахмала.

Декстринизация

Декстринизация происходит во время сухого нагрева крахмала при температуре выше 120 ° С.

В кулинарии декстринизация осуществляется на поверхности изделий с образованием желтовато-коричневой корочки при жарке картофеля, мучных изделий, пассировки муки.

Гидролиз

Гидролиз — распад крахмальных полисахаридов с приенанням воды. Он может происходить при нагревании с водой в присутствии кислот (кислотный гидролиз) или под действием ферментов амилозы (ферментативный). Конечными продуктами гидролиза крахмала является глюкоза и фруктоза.

Ферментативный гидролиз происходит во время варки картофеля, замешивания и выпечки теста. При этом сахара переходят в отвар. Кислотный гидролиз крахмала происходит при варке соусов, киселей из ягод.

При гидролизе крахмала последовательно образуются дисахариды и декстрины, что в дальнишому превращаются в моносахариды, из которых преобладает глюкоза.

Крахмал при быстром нагревании расщепляется до декстринов формулы (С 6Н 10 О 5) х, где х — число глюкозных остатков в декстрины гораздо меньше, чем в формуле крахмала. При добавлении кислот процесс ускоряется. В зависимости от глубины гидролиза (температуры, концентрации и вида кислоты, ферментов), крахмал расщепляется до декстринов, мальтозы, глюкозы. Во время гидролиза крахмала постепенно образуется растворимый крахмал, декстрины, ди- и моносахара.

В гидролизата различают следующие декстрины: амилодекстрины — растворяются 25% -ным, а осаждаются 40% -ным этиловым спиртом, с йодом дают фиолетово-синюю окраску; эритродекстрины — растворяются 55% -ным раствором, а осаждаются в 65% этиловом спирте; ахродекстрины — растворяются в 70% -ном этиловом спирте, йодом НЕ окрашиваются; мальтодекстрин — спирт не осаждаются, йодом НЕ окрашиваются.

Незначительно дикстринизований крахмал, который дает с йодом синее окрашивание, лучше растворяется в воде, по сравнению с обычным крахмалом, называют растворимым крахмалом.

В промышленности применяется гидролиз, который имеет ступенчатый характер.

Частичный гидролиз крахмала до декстринов, для которых уже характерные свойства восстановителя, происходит при быстром нагревании крахмала с небольшим количеством воды (10-20%).

Декстрины образуются при выпечке хлеба (появление корочки), или при воздействии горячего утюга на накрахмаленное ткань, в результате чего она сверкает. При этом, основная задача процесса хлебопечения заключается в преобразовании нерастворимого крахмала в растворимые декстрины, которые лучше усваиваются человеком в процессе пищеварения.

При неполном гидролизе крахмала получают крахмальную патоку (содержание глюкозы составляет 60%) или крахмальный сахар (содержание глюкозы 70%) для пищевых потребностей.

Модификация крахмала

Модифицированный крахмал — это продукт с заданными свойствами. В технике превращения крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) происходит путем кипячения его в течение нескольких часов с раствором серной кислоты (каталитический влияние серной кислоты на осахаривания крахмала был изобретен в 1811 К. С. Кирхгофом). Чтобы с образованного раствора удалить серную кислоту в него добавляют мел, образуя с серной кислоты нерастворимый сульфат кальция. Последний отфильтровывают и вещество упаривают. Образуется густая сладкая масса — крахмальная патока, кроме глюкозы имеет значительное количество других продуктов гидролиза крахмала.

Патока используется для приготовления кондитерских изделий и для различных технических целей.

Если нужно получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу. Полученный после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают, пока из него не начнут выпадать кристаллы глюкозы.

Также в наше время проводят энзиматический гидролиз крахмала, с использованием альфа-амилазы для получения декстринов различной длины, и глюкоамилазы — для дальнейшего их гидролиза с получением глюкозы.

При нагревании сухого крахмала до 200-250 ° C происходит частичное его разложение и получается смесь менее сложных чем крахмал полисахаридов (декстрин и другие).

Физическое изменение позволяет получать крахмал с высокой способностью удерживать влагу, что в свою очередь придает конечному продукту желаемую консистенцию.

Крахмал осаждается этиловым спиртом, образует комплексы с йодом, очень легко меняет ряд своих свойств при воздействии температуры, кислот, щелочей, солей и других химических реагентов. Основываясь на этом, разработано много видов модифицированных крахмалов (фосфатные, оксиетилкрохмаль, диальдегидний поперечно связан, желирующий, предварительно клейстеризований, гипохлоритний др.)

Селекция растений

Так как амилоза и амилопектин имеют различные потребительские свойства, селекцией пытаются создать сорта, содержащие или амилозы, или амилопектин. Использование таких сортов, которые содержат только одну форму крахмала является очень выгодным, ведь отпадают затратные химические и физические способы воздействия на их разделение.

В Украине селекционерами Селекционно-генетического института национального центра насиннезнавства и сортоизучения создана перспективная пшеница Вакс, которая в строении молекул крахмала имеет амилозы 0% и 100% амилопектина. Крахмал пшеницы Вакс имеет 10 ° C ниже обычный крахмал температуру клейстеризации, выдерживает процесс замораживания-размораживания и лучше усваивается организмом человека.

Изображения по теме

info-farm.ru

формула, химические свойства, применение :: SYL.ru

Формула крахмала – (С6Н10О5)n. Это полисахарид, состоящий из амилозы и амилопектина. Мономером ее является альфа-глюкоза. Крахмал в природе производится растениями в процессе фотосинтеза, но в разных культурах он отличается по структуре, полимеризации и строению цепей. А иногда и по своим свойствам.

Физические свойства

Крахмал (формула (С6Н10О5)n) представляет собой белый аморфный порошок, который не растворяется в холодной воде, но при нагревании равномерно распределяется в жидкости, образуя мутную клейкую субстанцию.

Если положить небольшое количество порошка под микроскоп, то можно увидеть, что он состоит из небольших отдельных кристалликов или зерен, которые при сжатии издают характерный скрип. Вкуса и запаха не имеет, температура воспламенения равняется четырёхстам десяти градусам по Цельсию.

Химические свойства

Структурная формула крахмала представляет собой соединение глюкозных остатков, которые образуют две комбинации – амилозу и амилопектин. Молекулы его могут быть расположены не только линейно, но и разветвленно, что объясняет его зернистую структуру.

В горячей воде крахмал набухает и превращается в клейстер, но после добавления сильных кислот гидролизуется и полностью растворяется, вплоть до образования молекул глюкозы.

Химическая формула крахмала – С6Н10О5, то есть он относится к органическим веществам. Чтобы выявить его наличие в растворе, необходимо добавить в колбу несколько капель йода. Если жидкость поменяет цвет на синий, значит, реакция положительная. Есть и другие качественные реакции. Так, например, крахмал не восстанавливает серебро из его аммиачного раствора и не проделывает то же самое с трехвалентным оксидом меди.

Биосинтез

Крахмал (формула С6Н10О5), как уже говорилось выше, синтезируется в растительных клетках в процессе фотосинтеза. Глюкоза соединяется с молекулами воды, в результате этой реакции получается молекула крахмала и кислород.

Это вещество является хорошим энергетическим материалом для растений, поэтому они накапливают его на случай возникновения сложных условий жизни. Обычно они хранят его в клубнях (картофель), плодах и семенах (злаковые). Наибольшее количество крахмала находится в зернах риса, на втором месте кукуруза, затем пшеница и только потом – картофель.

Пищевое значение

Крахмал (формула С6Н10О5), попадая в желудок человека или животного, подвергается воздействию соляной кислоты и распадается на молекулы глюкозы, которые способны усваиваться организмом.

В пищевой промышленности он используется для загустения киселей, соусов, различных заправок и так далее. Наиболее распространенными и простыми блюдами, содержащими крахмал, являются хлеб, блины, лапша, каши и многие другие изделия из семян злаковых растений или их производных.

Крахмал в неизмененном виде плохо переваривается в желудке и тонком кишечнике. Для его расщепления необходимы бактерии, которые колонизируют толстую кишку. Но даже в таком виде этот продукт может снижать уровень глюкозы в крови, а также образует органические кислоты, необходимые для построения эпителия толстого кишечника. Поэтому для лучшей усваиваемости необходимо термически обрабатывать продукты, содержащие крахмал.

Применение в промышленных масштабах

Крахмал (химическая формула – С6Р10О5) широко применяется в производстве бумаги, обоев, картона и другой подобной продукции. Ежегодно выпускаются десятки миллионов метрических тонн целлюлозно-бумажной продукции.

Пищевая промышленность использует крахмал как загуститель, а также в качестве сырья для получения глюкозы, патоки и этилового спирта. Известно, что это вещество входит в состав колбасных изделий, майонеза, кетчупа и других соусов. На текстильном производстве крахмалом обрабатывают ткани, делая их более жесткими и прочными.

Модифицированный вариант крахмала широко применяется для производства обойного клея. В фармацевтической отрасли его используют в качестве наполнителя для таблетированных форм лекарственных средств. А также для изготовления оболочек капсул и таких растворов, как гемодез, реополиглюкин и других.

Модификация крахмала

Для того чтобы крахмал превратился обратно в глюкозу, его несколько часов кипятят в растворе серной кислоты. Когда гидролиз произошел, из полученной массы необходимо убрать катализатор. Для этого в жидкость добавляют мел. Серная кислота осаждается, превращаясь в нерастворимый сульфат кальция, а глюкоза остается в виде раствора.

После этого жидкость несколько раз переливают и отфильтровывают, затем выпаривают. В конце процесса получается густая и очень сладкая жидкость – патока. Она используется в дальнейшем для кондитерских и технических нужд.

Если необходимо получить абсолютно чистую глюкозу, без других продуктов гидролиза крахмала, то кипятить его нужно гораздо дольше. Серную кислоту вновь осаждают, раствор фильтруют и сгущают до того момента, пока на стенках посуды не начнут появляться кристаллы глюкозы. На современном этапе чистую глюкозу также можно получить ферментированием. Для этого в раствор крахмала добавляют альфа-амилазу. Она расщепляет молекулы вещества на более простые цепи, получая декстрины и глюкоамилазы.

Если нагреть сухой крахмал до температуры более двухсот градусов Цельсия, то он частично распадется на полисахариды, такие как декстрин. Некоторые физические изменения позволяют получить крахмал, который хорошо впитывает и удерживает влагу. Это позволяет загустить продукт до желаемой консистенции.

www.syl.ru

Виды крахмала и производство — Крахмал

Основные виды крахмала:

Картофельный крахмал

— получают из клубней картофеля, образует вязкий прозрачный клейстер.

Основная задача производства картофельного крахмала —
мак­симальное извлечение крахмала путем разрыва наибольшего чис­ла
клеток клубня и дальнейшая очистка крахмальных зерен от нерастворимых и растворимых примесей.

Для получения высококачественной
готовой продукции хоро­шее качество сырья (сырого картофеля) имеет
очень большое, а иногда и решающее значение. Белый цвет крахмала важен при применении его как вспомогательного материала в текстильной,
бумажной, полиграфической, пищевой и других отраслях промыш­ленности.
Большое значение для многих производств имеет вяз­кость крахмального
клейстера, получаемого при нагревании смеси крахмала с водой.
Особенностью картофельного крахмала, отли­чающей его от многих других
крахмалов (например, получаемых из зерна кукурузы, пшеницы и др.),
является высокая начальная вязкость крахмального клейстера. Однако при
неправильном ве­дении технологического процесса вязкость такого
клейстера может сильно уменьшиться. Главное влияние
на это оказывают длитель­ное пребывание крахмальных зерен в воде,
содержащей значитель­ную концентрацию клеточного сока, наличие
растворенных солей кальция и магния (жесткость воды) и некоторые другие
факторы. Сырой крахмал сохраняется плохо из-за высокого содержания
влаги. Поэтому сразу после выработки целесообразно обезвожи­вать его (на
центрифугах), а затем или немедленно высушить или перерабатывать для
получения других видов готовой продукции.

Выход крахмала больше всего зависит от крахмалистости картофеля и качества его измельчения.

Кукурузный крахмал — молочно-белый непрозрачный клейстер, имеет невысокую
вязкость, с запахом и привкусом, характерными для зерен кукурузы.

Производство кукурузного крахмала включает следующие ос­новные технологические операции:

— замачивание зерна

www.sites.google.com

КРАХМАЛ — Большая Медицинская Энциклопедия

КРАХМАЛ — основной резервный полисахарид растений; образуется в клеточных органеллах зеленых листьев (хлоропластах и амилопластах) в результате процесса фотосинтеза. К. является основной частью важнейших продуктов питания (в муке содержится 75—80% К., в картофеле 25%). Конечные продукты ферментативного расщепления К.— глюкоза и глюкозо-1-фосфат представляют собой важнейшие субстраты как энергетического обмена, так и биосинтетических процессов. В мед. практике крахмальный клейстер и отвар применяют в качестве обволакивающего средства при заболеваниях жел.-киш. тракта. К. входит в состав присыпок, мазей и паст, а также служит одним из наполнителей, используемых в фарм, промышленности. В клинико-диагностических и биохим, лабораториях К. (1% р-р) применяют как специфический индикатор для обнаружения йода. К. используют также в качестве носителя для электрофореза (см.) белков в крахмальном геле или в крахмальном блоке. Для зонального электрофореза белков в крахмальном геле К. специально гидролизуют. К. и его производные широко применяются в пищевой, бродильной и других отраслях пищевой промышленности, при производстве бумаги, клеев, текстильных изделий, в литейном производстве, при изготовлении некоторых видов пленок и искусственного волокна.

Синтезируясь в зеленых листьях растений, К. накапливается гл. обр. в семенах, где содержание его достигает 70%. В плодах, стеблях, луковицах и клубнях количество К. может составлять 25—30%. К. откладывается в клетках в виде отдельных гранул, размеры которых колеблются от 1 до 150 мкм. Гранулы К. имеют слоистую структуру, возможно связанную с определенной периодичностью его отложения. В состав гранул К., наряду с полисахаридами (см.), входит небольшое количество белков, липидов и неорганического фосфата.

Хотя К. представляет собой полимер альфа-D-глюкопиранозы (см. Углеводы), он не является однородным веществом, а состоит из смеси двух структурно различных полисахаридов — амилозы и амилопектина, общая формула которых (C6H10O5)n. Мол. вес (масса) К. колеблется в широких пределах — от нескольких тысяч до 500 000 и выше.

Схема 1. Строение макромолекулы амилозы.

Амилоза — линейный полимер, построенный из остатков альфа-D-глюкозы, соединенных между собой альфа-1,4-глюкозидными связями (схема 1). Высокомолекулярные препараты амилозы, в состав которых входит от нескольких сотен до нескольких тысяч остатков глюкозы, могут наряду с основными альфа-1,4-глюкозидными связями содержать очень незначительное количество точек ветвления или быть в слабой степени этерифицированы остатками фосфорной к-ты. Такая нерегулярность строения амилозы приводит к неполному расщеплению этого полисахарида бета-амилазой (см. Амилазы).

Схема 2. Строение молекулы амилопектина: точка ветвления.

Молекула амилопектина представляет собой разветвленный полимер, короткие цепи к-рого являются отрезками молекулы амилозы длиной в 18—25 глюкозных остатков, соединенных между собой альфа-1,6-глюкозидными связями (схема 2).

Содержание амилозы в большинстве видов К. составляет, как правило, 10—30%, остальные 70—90% приходятся на долю амилопектина. Вместе с тем К. из кукурузы в стадии восковой спелости, риса и ячменя почти не содержит амилозы и представляет собой практически чистый амилопектин. Напротив, К. некоторых растений семейства бобовых и лилейных характеризуется необыкновенно высоким (до 75%) содержанием амилозы.

Являясь по внешнему виду аморфным белым порошком, К. обнаруживает при микроскопическом исследовании в поляризованном свете микрокристаллическое строение. Кристаллические свойства К. зависят от наличия в нем амилозы, длинные линейные цепи к-рой характеризуются правильной спиральной конформацией. Обладая высокой степенью организации, гранулы К. состоят из участков, характеризующихся кристаллической структурой, и участков, имеющих аморфное или гелеподобное строение. В определенных условиях (напр., при повышении температуры) кристаллические участки крахмальных гранул «плавятся» или растворяются, что приводит к разрушению микрокристаллического строения гранул. Минеральные к-ты при комнатной температуре относительно быстро разрушают аморфную часть гранул К., а оставшаяся, нерастворимая часть гранул приобретает отчетливо выраженное кристаллическое строение.

К., а также его компоненты — амилоза и амилопектин — нерастворимы в холодной воде, спирте и эфире. В теплой воде гранулы К. сначала набухают (при этом незначительная часть наиболее растворимых полисахаридов переходит в р-р), а затем при повышении температуры разрушаются с образованием крахмального клейстера — вязкого, сравнительно однородного р-ра К. Длительное хранение крахмального клейстера (особенно на холоду) приводит к выпадению в осадок амилозы. Этот процесс, заключающийся в образовании организованных агрегатов из цепей амилозы, носит название ретроградации. Особенно быстрой ретроградации подвергаются р-ры самой амилозы. Водные р-ры К. оптически активны, [α]D=180—220°.

К. дает с реактивом Люголя (р-ром йода в KI) темно-синее окрашивание, исчезающее при нагревании до 70° и выше и появляющееся вновь при охлаждении. Р-ры амилозы окрашиваются йодом в синий цвет, а р-ры амилопектина— в краснофиолетовый. Взаимодействие К. и его компонентов с йодом (йодная реакция) заключается в образовании комплексных соединений между длинными, спирально ориентированными молекулами полисахаридов и располагающимися по продольной оси этой спирали атомами йода, причем каждый виток спирали в крахмальнойодном комплексе состоит из 6 глюкозных остатков. Йодная реакция широко используется в биохим, и клин, лабораториях для качественного определения К. и, наоборот, р-ры К. служат для качественного или титриметрического определения йода (напр., при определении сахара в крови по методу Хагедорна—Йенсена).

При нагревании, особенно в присутствии к-т, молекулы К. расщепляются сначала до декстринов (см.), дающих с йодом по мере уменьшения их мол. веса (массы) окраску от сине-фиолетовой до желтой. При полном гидролизе К. расщепляется до D-глюкозы.

Количественное определение К. основано на различных методах определения глюкозы (глюкозооксидазный метод, редуктометрический метод и др.) после полного гидролиза К. под действием к-ты или ферментов (см. Городецкого методы).

Под действием диметилсульфата происходит алкилирование К., приводящее к образованию метиловых эфиров К. Сложные эфиры К. (ацилпроизводные) образуются при обработке К. ангидридами и хлорангидридами к-т. В результате обработки К. азотной к-той получаются нитропроизводные К., являющиеся, как и нитропроизводные целлюлозы, взрывчатыми веществами. К. способен окисляться под действием перекиси водорода, галоидов и йодной к-ты.

Образование (биосинтез) амилозы и амилопектина осуществляется в пластидах зеленых листьев (или их аналогов) растений, в т. ч. в хлоропластах, содержащих ферментативные системы, обеспечивающие превращение растворимых сахаров в нерастворимые полисахариды типа К. Биосинтез неразветвленных цепей К. осуществляется с помощью глюкозилтрансферазы (УДФглюкоза-крахмал —гликозилтрансферазы; КФ 2.4.1.21), катализирующей перенос остатка глюкозы от аденозиндифосфатглюкозы (АДФГ) или, возможно, уридиндифосфатглюкозы (УДФГ), к полисахариду-акцептору: (C6H10O5)n +АДФГ -> (C6H10O5)n+1 + АДФ.

Другим путем образования линейных участков полисахаридов К. является путь с участием молекул-переносчиков, по-видимому, липидной природы. При этом включение глюкозы в растущую цепь полисахарида осуществляется в два этапа. Первый этап состоит в переносе глюкозного остатка от молекулы донора (УДФГ или глюкозо-1-фосфата) к молекуле-переносчику: УДФГ + переносчик -> глюкоза переносчик -> УДФ. На втором этапе происходит перенос растущей полисахаридной цепи от специфической молекулы-переносчика * к связанной с переносчиком глюкозе. При этом происходит удлинение цепи полисахарида на один глюкозный остаток и освобождение молекулы-переносчика *: (C6h20O5)n-переносчик * + глюкоза-переносчик -> (C6H10O5)n+1 -переносчик + переносчик * (звездочкой обозначена молекула специфического переносчика).

Образование альфа-1,6-связей в амилопектине катализирует альфа-1,4-глюкан: альфа-1,4-глюкан-6-глюкозилтрансфераза, называемая также «ветвящим» Q-ферментом (КФ 2.4.1.18). Этот фермент осуществляет реакцию гидролиза внутренней альфа-1,4-глюкозидной связи в линейной цепи полисахарида и последующий перенос отщепленного фрагмента к другой линейной цепи с образованием точки ветвления.

Расщепление линейных альфа-1,4-глюкозидных связей в К. осуществляется различными путями. В присутствии неорганического фосфата фосфорилаза растений (КФ 2.4.1.1) быстро расщепляет К. с образованием глюкозо-1-фосфата. Широко распространенные в растительном мире амилазы — альфа-бета-амилазы и глюкоамилаза (КФ 3.2.1.3)— осуществляют гидролитическое расщепление К. до низкомолекулярных декстринов (см.), мальтозы и глюкозы. Расщепление альфа-1,6-глюкозидных связей в амилопектине или продуктах его частичной деградации катализируется рядом высокоспециализированных гидролаз (изоамилазой, пуллуланазой и др.).

Переваривание К. в пищеварительном тракте осуществляется при помощи a-амилазы слюны, дисахаридаз (мальтаз и изомальтаз) и глюкоамилаз щеточной каймы слизистой оболочки тонкой кишки. Глюкоза, являющаяся конечным продуктом распада пищевого К., всасывается в тонкой кишке в кровь. Калорийность К. составляет ок. 4,2 ккал/г.

При наследственной непереносимости дисахаридаз (см. Дисахариды, Мальабсорбции синдром) из рациона наряду с соответствующими дисахаридами исключают и К.

В качестве источников для получения К. используют семена кукурузы, пшеницы и риса, клубни картофеля и батата, корни маниоки и др. Наиболее важное сырье для промышленного производства К.— кукуруза и картофель; картофельный К. получают из перетертых, промытых картофельных клубней (кашки).

Крахмал в фармацевтической практике

Крахмал (Amylum), являясь адсорбирующим средством (см.), входит в состав подсушивающих присыпок и пудр, часто в комбинации с окисью цинка, тальком, белой глиной и др.; так наз. детская присыпка является смесью 1 части окиси цинка, 2 частей К. и 8 частей талька. К. также входит в состав пасты (Pasta Zinci), содержащей по 25 г окиси цинка и К. и 50 г вазелина. Крахмальный отвар и клейстер применяют внутрь и в виде клизм как обволакивающие средства (см.) для уменьшения раздражающего действия лекарственных веществ и при отравлении едкими веществами, а также при отравлении йодом. Из пшеничного К. и крахмального клейстера изготовляют крахмальные капсулы (облатки), предназначенные для помещения в них порошков, имеющих неприятный вкус или сильно красящих. При заводском производстве таблеток крахмальный клейстер используют как смачивающее и склеивающее средство, а К. в порошке добавляют к таблетируемой массе для улучшения распадаемости таблеток.

Библиография: Кочетков Н. К. и др. Химия углеводов, М., 1967; Справочник фармацевта, под ред. А. И. Тенцовой, с. 15, М., 1973; Степаненко Б. Н. Углеводы, Успехи в изучении строения и метаболизма, М., 1968; Успехи химии целлюлозы и крахмала, под ред. Дж. Хо-нимена, пер. с англ., М., 1962; Химия и технология крахмала, под ред. Р. Л. Уистлера и Э. Ф. Пашаля, пер. с англ., М., 1975; French D. Chemical and physical properties of starch, J. Anim. Sci., v. 37, p. 1048, 1973; он же, Chemistry and biochemistry of starch, в кн.: Biochem. of carbohydrates, ed. by W. J. Whelan, p. 267, L., 1975, bibliogr.; Meyer К. H. a. Bernfeld P. Research on starch, Helv. chim. Acta, v. 23, p. 875, 1940.

xn--90aw5c.xn--c1avg

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о