Крахмал

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.

Польза и вред

Производители активно используют крахмал при производстве мясных, рыбных полуфабрикатов, фастфуда, выпечки, сдобы в качестве скрепляющего агента.

Но в свете пропаганды здорового образа жизни эта пищевая добавка стала настоящим изгоем. Люди стараются не покупать товар, если видят на этикетке крахмал в составе. Они предпочитают приобретать изделия без него, так как считают, что он помогает производителям экономить на основном, более дорогостоящем продукте – мясе или рыбе.

Это утверждение не лишено доли истины, но все-таки крахмал не только вреден, но и полезен для здоровья.

Чем полезен кукурузный крахмал

Так как крахмал тяжело переваривается в тонкой и 12-перстной кишках, он поступает дальше – в толстую кишку, где осуществляется его бактериальное разложение. Это приносит здоровью большую пользу:

• образующиеся в процессе переваривания органические кислоты служат основным источником энергии для эпителия толстой кишки;
• продукт имеет противовоспалительные свойства и поддерживает иммунитет, который, как известно, формируется в кишечнике.

В ходе длительного переваривания этого веществ в кишечнике не происходит резкого повышения концентрации глюкозы в крови, что имеет огромное значение для диабетиков, вынужденных тщательно следить за своим питанием.

Вред и противопоказания

Высокоуглеводная пища является источником энергии, причем мгновенным. При обилии в рационе таких продуктов повышается риск развития ожирения. Но сам по себе крахмал не вызывает появления лишнего веса.

Только систематическое злоупотребление калорийной высокоуглеводной пищей на фоне гиподинамии может привести к таким последствиям. Поэтому пугаться нужно не кукурузного крахмала, а вредных пищевых привычек и пристрастий.

Людям, уже страдающим от ожирения, лучше его избегать. Это рекомендуется и тем, кто склонен к аллергическим реакциям и страдает от заболеваний пищеварительного тракта – колита, синдрома раздраженного кишечника.

Целлюлоза

Целлюлоза (клетчатка) – наиболее распространенный растительный полисахарид. Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.

Свойства целлюлозы

Образование сложных эфиров с азотной и уксусной кислотами.

Нитрование целлюлозы.

Так как в  звене целлюлозы содержится 3 гидроксильные группы, то при нитровании целлюлозы избытком азотной кислоты возможно образование тринитрата целлюлозы, взрывчатого вещества пироксилина:

Ацилирование целлюлозы.

При действии на целлюлозу уксусного ангидрида (упрощённо-уксусной кислоты) происходит реакция этерификации, при этом возможно участие в реакции 1, 2 и 3 групп ОН.

Получается ацетат целлюлозы – ацетатное волокно.

Гидролиз целлюлозы.

    Целлюлоза, подобно крахмалу, в кислой среде может гидролизоваться, в результате тоже получается глюкоза. Но процесс идёт гораздо труднее.

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11

Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы, соединенных друг с другом:

В молекуле сахарозы гликозидный атом углерода глюкозы связан из-за образования кислородного мостика с фруктозой, поэтому сахароза не образует открытую (альдегидную) форму.

Поэтому сахароза не вступает в реакции альдегидной группы – с аммиачным раствором оксида серебра   с гидроксидом меди при нагревании. Такие дисахариды называют невосстанавливающими, т.е. не способными окисляться.

Сахароза подвергается гидролизу подкисленной водой. При этом образуются глюкоза и фруктоза:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

                                                                                                       глюкоза   фруктоза

Крахмал

Крахмалом называется полисахарид, построенный из остатков циклической α-глюкозы.

• амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) – 10-20%
• амилопектин (оболочка крахмального зерна) – 80-90%

Цепь амилозы включает 200 — 1000 остатков α-глюкозы (средняя молекулярная масса 160 000) и имеет неразветвленное строение.

Амилопектин имеет разветвленное строение и гораздо большую молекулярную массу, чем амилоза.

Свойства крахмала

Запись полного гидролиза крахмала без промежуточных этапов:

Крахмал не дает реакцию “серебряного зеркала” и не восстанавливает гидроксид меди (II).

Качественная реакция на крахмал: синее окрашивание с раствором йода.

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.

Получение глюкозы

В присутствии кислот крахмал гидролизуется:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

Реакция была впервые изучена А.М. Бутлеровым. Синтез проходит в присутствии гидроксида кальция:

6CH₂=O_n  →  C₆H₁₂O₆

Фотосинтез

В растениях углеводы образуются в результате реакции фотосинтеза из CO₂ и Н₂О:

 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Фруктоза

Фруктоза — структурный изомер глюкозы. Это кетоноспирт (кетоза): она тоже может существовать в циклических формах (фуранозы).

Она содержит шесть атомов углерода, одну кетоновую группу и пять гидроксогрупп.

Фруктоза	α-D-фруктоза	β-D-фруктоза

Фруктоза – кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, более сладкое, чем глюкоза.

В свободном виде содержится в мёде и фруктах.

Химические свойства фруктозы связаны с наличием кетонной и пяти гидроксильных групп.

При гидрировании фруктозы также получается сорбит.

Дисахариды – это углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, соединенных друг с другом за счет взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой).

Крахмал

Крахмалом называется полисахарид, построенный из остатков циклической α-глюкозы.

В его состав входят:

• амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) – 10-20%
• амилопектин (оболочка крахмального зерна) – 80-90%

Цепь амилозы включает 200 — 1000 остатков α-глюкозы (средняя молекулярная масса 160 000) и имеет неразветвленное строение.

  Амилопектин имеет разветвленное  строение и гораздо большую молекулярную массу, чем амилоза.

Свойства крахмала

Гидролиз крахмала: при кипячении в кислой среде крахмал последовательно гидролизуется:

Запись полного гидролиза крахмала без промежуточных этапов:

Крахмал не дает реакцию “серебряного зеркала” и не восстанавливает гидроксид меди (II).

Качественная реакция на крахмал: синее окрашивание с раствором йода.

Опыт 4. Свойства полисахаридов (на примере крахмала)

4.1 Получение крахмального клейстера

Ход опыта

В пробирку с 1 мл воды помещают стеклянную лопаточку крахмала, содержимое взбалтывают. Далее порциями при перемешивании выливают взвесь крахмала в стакан с 5 мл горячей воды. Образуется коллоидный раствор – крахмальный клейстер.

Вопросы и задания:

1. Что собою представляет крахмал? Каково строение цепей? Растворяется ли крахмал в воде полностью?
2. Почему крахмал образует коллоидный раствор?

4.2 Реакции полисахаридов с гидроксидом меди (II) в щелочной среде

Ход опыта

В пробирку вносят 5 капель крахмального клейстера, 1 каплю сульфата меди (II) и 5 капель раствора гидроксида натрия. Образующийся в начале бледно–голубой осадок гидроксида меди (II) при встряхивании растворяется, раствор приобретают синеватую окраску вследствие образования комплексных сахаратов меди (II). Эта реакция доказывает присутствие в молекуле глюкозы нескольких гидроксильных групп; она характерна для многоатомных спиртов.

Затем смесь нагревают, не доводя до кипения. Изменяется ли окраска растворов? Объясните опыт.

Вопросы и задания:

1.Напишите уравнение реакции образования моносахарата меди (II), получившегося при взаимодействии крахмала с гидроксидом меди (II).

4.3 Взаимодействие крахмала с йодом

Ход опыта

В пробирку вносят 5–6 капель крахмального клейстера и одну каплю спиртового раствора йода. Раствор приобретает темно–синюю окраску.

Вопросы и задания:

1. Каково строение полимерной цепи крахмала?
2. Почему происходит окрашивание крахмального клейстера при добавлении раствора йода?
3. Сравните окрашивание картофельного среза с йодом до и после нагревания картофеля в кипящей воде?
4. Окрашивается ли срез яблока (или банана) при попадании на него раствора йода? Проверьте.

4.4 Кислотный гидролиз крахмала

Оборудование и реактивы: коническая колба (50 мл), штатив для пробирок, пробирки, пипетки, плитка с закрытой спиралью или спиртовка, спички; 1 % крахмальный клейстер, 10 % раствор серной кислоты, раствор йода в йодиде калия, фенолфталеиновая индикаторная бумага.

Ход опыта

В коническую колбу емкостью 50 мл наливают 20–25 мл 1% раствора крахмального клейстера и 3–5 мл 10% раствора серной кислоты. В 7–8 пробирок наливают по 1 мл очень разбавленного раствора йода в йодиде калия, пробирки ставят в штатив. В первую пробирку вносят 1–3 капли подготовленного для опыта раствора крахмала. Отмечают окраску. Затем колбу нагревают. Через 1 минуту после начала кипения отбирают пипеткой вторую пробу раствора, которую вносят во вторую пробирку с раствором йода, отмечают окраску. В дальнейшем отбирают пробы раствора через каждую 1 минуту и вносят их в последующие пробирки с раствором йода. Изменение окраски происходит в следующем порядке (см. таблицу).

Таблица

Гидролиз крахмала

Номер пробы	Окраска с йодом
1 2 3 4 5 6 7	Синяя Сине–фиолетовая Красно–фиолетовая Красновато–бурая Оранжевая Оранжево–желтая Желтая (цвет раствора йода)

Когда реакционная смесь перестанет давать окраску с йодом, ее кипятят еще 2–3 мин, после чего охлаждают и нейтрализуют 10% раствором гидроксида натрия, добавляя его по каплям до щелочной реакции среды (розовая окраска фенолфталеиновой индикаторной бумаги).

Часть щелочного раствора переливают в пробирку, смешивают с равным объемом реактива Фелинга и нагревают верхнюю часть жидкости до начинающегося кипения.

Вопросы и задания:

1. Объясните, почему в процессе гидролиза изменяется окраска гидролизата с йодом.
2. Напишите уравнение реакции гидролиза крахмала, укажите промежуточные и конечный продукты.
3. Выпадает ли красный осадок оксида меди (I) при нагревании гидролизата с реактивом Фелинга?

Крахмал, формула, молекула, строение, состав, вещество:

Крахмал – растительный полисахарид со сложным строением, смесь полисахаридов амилозы и амилопектина, мономером которых является α-глюкоза.

Крахмал – смесь макромолекул амилозы и амилопектина, имеющая формулу (C₆H₁₀O₅)_n.

Крахмал – природный углевод, накапливаемый в клетках растений в виде крахмальных зерен и выделяемый из крахмалсодержащего сырья при его переработке.

Таким образом, в состав крахмала входят амилоза и амилопектин. Соотношение амилозы и амилопектина различно в различных крахмалах: амилозы 13-30 %; амилопектина 70-85%. Звенья амилозы и амилопектина соединены между собой в цепочки посредством α-(1→4) гликозидных связей.

Амилоза – полисахарид, образованный линейными или слаборазветвлёнными цепочками остатков α-глюкозы, соединённых α-(1→4) гликозидными связями. Цепочка амилозы состоит из 200-1000 структурных единиц (остатков α-глюкозы) и закручена в спираль. На каждый виток приходится по шесть остатков α-глюкозы. Молекулярная масса амилозы колеблется от 50 000 до 160 000. Благодаря своему строению (цепочки молекулы амилозы закручены в спираль) амилоза растворима в горячей воде.

Амилопектин – полисахарид, образованный разветвлёнными цепочками остатков α-глюкозы, соединённых α-(1→4) и в точках разветвления цепи α-(1→6) гликозидными связями. Цепочка амилопектина состоит из 6000-40000 структурных единиц (остатков α-глюкозы). Цепочка амилопектина имеет разветвленное строение через каждые 20-25 остатков α-глюкозы, в точках разветвления цепи остатки α-глюкозы связаны между собой α-(1→6) гликозидными связями. Структура амилопектина трехмерна, его ветви расположены по всем направлениям и придают молекуле сферическую форму. Молекулярная масса амилопектина достигает 1 000 000. Амилопектин не растворим в холодной воде, в горячей воде образует студенистую часть клейстера.

Помимо полисахаридов (амилозы и амилопектина) в состав крахмала входят неорганические вещества (остатки фосфорной кислоты), липиды, жирные кислоты.

Химическая формула крахмала (C₆H₁₀O₅)_n.

Аналогичную химическую формулу имеет и гликоген (называемый животным крахмалом). Гликоген – это полисахарид состава (C₆H₁₀O₅)_n, образованный остатками глюкозы, соединёнными α-(1→4) и в местах разветвления – α-(1→6) гликозидными связями. В клетках животных гликоген служит основным запасным углеводом и основной формой хранения глюкозы. Откладывается в виде гранул в цитоплазме клеток (главным образом в клетках печени и мышц). Гликоген отличается от крахмала более разветвлённой и компактной структурой, а также физическими и химическими свойствами.

Строение молекулы крахмала, структурная формула крахмала:

По внешнему виду крахмал представляет собой белое аморфное вещество без вкуса и запаха.

Крахмал не растворяется в холодной воде. В горячей воде сначала полностью растворяется амилоза, а амилопектин не растворяется, а разбухает, образуя вязкий коллоидный раствор – крахмальный клейстер. Не растворим в этаноле.

При сжатии порошка крахмала он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц.

Биологическая роль для организма человека крахмала заключается в том, что наряду с сахарозой он служит основным источников углеводов – одного из важнейших компонентов пищи. Крахмал самый распространенный углевод в рационе человека.

Попадая в организм человека или животных в желудок и в кишечник, под действием собственных ферментов крахмал гидролизуется до глюкозы, после чего всасывается и попадает в кровь. Далее в клетках человека или животных глюкоза окисляется до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма.

Крахмал не имеет температуру плавления. При температуре 410 °C самовозгорается.

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.

Аммиачный раствор гидроксида серебра крахмал

Углеводы – органические соединения, содержащие карбонильные и гидроксильные группировки атомов, имеющие общую формулу C_n(H₂O)_m, (где n и m>3).

Углеводы можно разделить на три группы:

1) Моносахариды – углеводы, способные гидролизоваться с образованием более простых углеводов. К данной группе относятся гексозы (глюкоза и фруктоза), а также пентоза (рибоза).

2) Олигосахариды – продукты конденсации нескольких моносахаридов (например, сахароза).

3) Полисахариды – полимерные соединения, содержащие большое число молекул моносахаридов.

Глюкоза может существовать в линейной и циклической формах:

1) Реакции альдегидной группы:

а) реакция «серебряного зеркала»:

б) реакция с гидроксидом меди (II):

2) Реакции гидроксильной группы:

а) взаимодействие с гидроксидом меди (II):

б) брожение – расщепление глюкозы под действием ферментов:

Фруктоза вступает во все реакции, характерные для многоатомных спиртов, однако реакции карбонильной (альдегидной) группы, в отличие от глюкозы, для нее не характерны.

Химические свойства аналогичны глюкозе.

Сахароза образована остатками a-глюкозы и b-фруктозы:

сахароза глюкоза фруктоза

2) Взаимодействие с гидроксидом кальция с образованием сахарата кальция.

3) Сахароза не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, поэтому ее называют невосстанавливающим дисахаридом.

Химические свойства аналогичны глюкозе, поэтому ее называют восстанавливающим дисахаридом.

2) Крахмал дает интенсивно синее окрашивание с йодом за счет образования внутрикомплексного соединения.

3) Крахмал не вступает в реакцию «серебряного зеркала».

2) Образование сложных эфиров с азотной и уксусной кислотами:

Источник

Как используют крахмал

Сферы использования крахмала На кухне этому продукту всегда найдется применение. Загустить подливу или соус, удалить излишнюю влагу из бисквита, не дать растечься начинке в пироге — со всем этим отлично справится крахмал. Опытные хозяйки добавляют его в тесто при выпечке блинов и чебуреков, лепке пельменей и вареников.

Кстати, с успехом можно использовать порошок и для панировки мяса, овощей, рыбы. В таком случае сверху образуется аппетитная, хрустящая корочка.

Те, кому важно отсутствие глютена, могут использовать рисовый или кукурузный крахмал для приготовления вкусных диетических блюд. Можно ли в качестве загустителя использовать другой продукт? Смотря что мы готовим

Продуктами со сходными свойствами являются агар-агар, кокосовая стружка, манка, льняная мука. Кстати, в котлеты можно добавить сырой натертый картофель

Можно ли в качестве загустителя использовать другой продукт? Смотря что мы готовим. Продуктами со сходными свойствами являются агар-агар, кокосовая стружка, манка, льняная мука. Кстати, в котлеты можно добавить сырой натертый картофель.

А вот для киселя лучшего загустителя, чем крахмал вы не найдете.

Однако не забывайте, что продукт имеет высокую энергетическую ценность: на 100 г приходится целых 300 Ккал. Как мы помним, крахмал быстро превращается в глюкозу, а это грозит нам излишками жира на боках.

Преимущества и недостатки использования крахмала

Преимущества очевидны: крахмал практичен и широко используется при изготовлении различных продуктов. Соусы, пудинг и кондитерское печенье не могут быть приготовлены без использования крахмала.

Недостатком крахмала является его чрезмерное использование.

Не стоит забывать, что продукты крахмала представляют собой чистые углеводы. Они очень легко могут добавить вам лишний вес и принести проблемы со здоровьем, включая сахарный диабет.

Можно также утверждать, что пшеничный крахмал оказывает особенно высокое влияние на уровень сахара в крови и поэтому его следует тщательно избегать.

Назначение процесса осахаривания

Разжижение и осахаривание крахмала ферментативным гидролизом хорошо исследовано и изучено. Назначение его состоит в переводе крахмала, содержащегося в разваренной массе, в сахара (мальтоза + декстрины) под воздействием амилазы зеленого солода или плесневелых грибов при подготовке его (крахмала) к сбраживанию.

В 1811 году адъюнкт Российской Академии наук Константин Кирхгоф открыл превращение крахмала в сахар при кипячении с серной кислотой. За это открытие он был избран экстраординарным академиком и награжден пенсией. В 1814 году Кирхгоф открыл другую не менее важную каталитическую реакцию — действие диастсза солода на крахмал.

В статье «О приготовлении сахара из крахмала» Кирхгоф указывал, что «высокая цена арабского гумми побудила меня искать дешевого суррогата последнего. И казалось мне возможным и достижимым устранить желатинообразное состояние кипяченого крахмала посредством разбавленных минеральных кислот и теплоты, а если это удалось бы, предполагал я, тогда он (крахмал) должен был быть похож на арабское гумми». И дествительно, сегодня общеизвестно, что что серная,азотная и щавелевая кислоты уничтожают желатинообразное состояние крахмала и под их воэдействием при продолжительном нагревании крахмал превращается в глюкозу.

Для изучение эволюции представлений о процессе гидролиза, частным случаем которого является осахаривание крахмала, представлеют интерес воззрения профессора А.Н. Ходнева.

В 1852 году профессор Ходнев высказал мысль, что катализатор является химически активным веществом, которое дает промежуточные продукты. Каталитическое воздействие кислот на крахмал и превращение его в глюкозу профессор Ходнев объяснял предварительным образованием «парных соединений», например серная кислота присоединяется к крахмалу, а это соединение легко распадается при нагревании с водой на серную кислоту и углевод, который в «минуту выделения поглощает воду и переходит в виноградный сахар».

Действие диастаза зеленого соода на крахмал, по мнению профессора Ходнева, также состоит в постепеном образовании и разложении «парных соединений».

В последнее время стали известны
природа и состав ферментов. Установлено, что фермент
состоит из белковой части (апофермента) и свободной от белка части (простетической),
называемой коферментом.

Кофермент можно отделить от
апофермента путем диализа, причем в свободном состоянии коферменты
термостабильны. При соединении кофермента с апоферментом восстанавливается
присущая молекуле фермента активность.

Молекула апофермента обладает,
по-видимому, функциями активирования полярных групп и связывания фермента
с субстратом.

Соединение фермента с субстратом
может тормозиться веществами, образующими с ферментом стойкие соединения.

Предположение об образовании
промежуточных соединений фермента и субстрата ранее основывалось главным
образом на изучении кинетики реакций при различных условиях. В настоящее
время образование пероксидазой и каталазой комплексов с субстратом
доказано спектрофотометрическим анализом.

При тесном соприкосновении
реакционной группы фермента с реакционной группой субстрата образуется
ферментсубстратный комплекс.

В ферментсубстратном комплексе
имеется связь между полярными группами фермента и субстрата.

Механизм связи комплекса
фермент-субстрат был также доказан при помощи глюкозофосфатов, специально помеченных атомами С14.

Соединение фермента с субстратом
зависит от пространственного расположения вступающих в реакцию групп
фермента и субстрата и их конфигурации.

Многие детали механизма
образования ферментсубстратного комплекса изучены еще недостаточно, но
можно с уверенностью сказать, что в его образовании участвуют несколько
реакционных групп субстрата и фермента. Данное положение подтверждается
специфичностью ферментативных реакций, причем важную роль при этом
форма поверхностей реагирующих групп фермента и субстрата.

Как известно, при ферментативном
гидролизе крахмала в условиях спиртового производства получается мальтоза
и смесь промежуточных продуктов, называемых декстринами.

Мальтоза легко сбраживается
дрожжами с образованием спирта (и побочных продуктов брожения) и
углекислоты, а превращение декстринов в сахара и сбраживание их происходит
в период дображивания под действием разжижающих амилолитических ферментов

Отличие крахмала от целлюлозы

Крахмал и целлюлоза считаются братьями-близнецами. Они сделаны из глюкозы. Оба являются полимерами. Единственное отличие крахмала от целлюлозы заключается в повторяющихся звеньях глюкозы, когда речь идёт о химической формуле веществ.

Звенья крахмала имеют альфа-связи, в то время как целлюлоза имеет бета-связи. Из-за этого организм человека способен переварить и расщепить крахмал, а целлюлозу — нет.

Как следствие, крахмал уступает целлюлозе в прочности. Целлюлоза не может раствориться в воде. Тяжело поддается разложению. Является надёжным материалом для изготовления различных тканей, бумаги, пластмассы.

Суточная норма крахмала для человека

Как упоминалось ранее, крахмал распадается на глюкозу. Глюкоза — основной энергетический ресурс для тела человека. Поэтому его употребление в пищу является обязательным.

Более половины калорий организм должен брать из углеводных продуктов. Следственно, чтобы получить полноценный объем крахмала, треть рациона должны включать продукты с содержанием данного вещества.

Средняя суточная норма крахмала для человека — 350 грамм. Для того чтобы получить такое количество вещества, достаточно употребить в течение дня различные виды каш, блюда из картофеля, бобовые или же макароны. Отруби являются отличным источником нерафинированного крахмала, их также стоит добавить в рацион.

Все крахмалосодержащие продукты питания в одной порции доставляют телу около 16 граммов углеводов. Основная их часть образовывается непосредственно из крахмала.

Важно помнить!

Потребность организма в крахмале возрастает, если человек активно занимается спортом или же испытывает чрезмерную умственную или психическую нагрузку на работе. Употребление крахмалосодержащих продуктов необходимо снизить в случае малой физической активности.

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.