Образование крахмала в растениях. Что запасают растения в виде крахмала

Крахмал растениях - Справочник химика 21

    Растения Содержание крахмала Растения Содержание крахмала [c.356]

    Крахмал (растения), гликоген (животные) Амилопектин (растения), гликоген (животные), декстрин (бактерии) [c.58]

    Исходя из этой гипотезы разложения диоксида углерода, можно было предположить, что для образования сахаров и крахмала растения должны усваивать промежуточные продукты — СО или формальдегид. Однако оба соединения оказались токсичными для растений, что указывало на ошибочность схемы Байера. [c.62]

    Углеводы — это обширный класс органических соединений с эмпирической формулой С (Н, 0) , образование которых связано с процессом фотосинтеза. Углеводы в растениях находятся в виде моносахаридов (глюкоза — С Н О ), олигосахаридов (крахмал) и полисахаридов (целлюлоза — (С Н О ) , где п > 10000. Целлюлоза — основной строительный материал растительных тканей. Она выполняет в растениях опорные функции и придает им механическую прочность. По распространенности органических веществ на земном шаре она занимает первое место. [c.47]

    Крахмал образуется в результате фотосинтеза в листьях растений, откладывается про запас в клубнях, корневищах, зернах. В пищеварительном тракте человека и животных крахмал подвергается гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом. [c.494]

    Затем в растениях глюкоза превращается в крахмал или целлюлозу — их основную структурную часть. Сахароза и крахмал быстро усваиваются человеческим организмом, что делает их удобной формой для запаса энергии. Целлюлоза же не усваивается в организме человека, поскольку отличается от крахмала по способу соединения остатков сахаров друг с другом (рис. 1У.5). Из-за такой структуры большинство животных (за исключением жвачных животных, многих насекомых, в том числе термитов) не могут использовать целлюлозу как источник энергии. Неперевариваемая человеком клетчатка играет, однако, важную роль в поддержании нормального состояния желудочно-кишечного тракта. [c.246]

    Ядро клетки по своему составу представляет ту же протоплазму, только более уплотненную и с прибавлением небольшого количества фосфорных соединений. Кроме того, клетки содержат в себе некоторые специализированные скопления белка — пластиды, представляющие собой как бы лабораторию органической химии, в которой происходят выработка и преобразование различного рода органических соединений. К пластидам относятся, например, хлорофилловые зерна растений, поглощающих угольную кислоту и обладающих способностью разлагать ее на свету на ее составные элементы, причем кислород возвращается в воздух, а углерод усваивается и отлагается в растениях в виде углеводов крахмала, сахара и пр. Усвоение углерода путем расщепления, углекислого газа происходит по уравнению  [c.22]

    Крахмал-также полимер глюкозы, но с а-связью, показанной на рис. 21-16, б. Крахмал представляет собой стандартную форму, в которой хранится глюкоза, использующаяся в качестве источника пищи в растениях и являющаяся основным источником запасенной солнечной энергии. Крахмал накапливается в стеблях растений, листьях, корнях и семенах. Все организмы обладают ферментами, необходимыми для усвоения крахмала. Первой стадией ферментации независимо от того, происходит она в желудке или в пивном чане, является расщепление крахмала в глюкозу. Если долго подержать во рту хлеб, он в конце концов приобретает сладкий вкус, потому что ферменты нашей слюны могут превращать в сахар содержащийся в хлебе крахмал. [c.312]

    Молекулой, синтезируемой в процессе фотосинтеза в качестве накопителя энергии, является глюкоза, один из простейших углеводов. Углеводы играют роль не только накопителей химической энергии, но и важного строительного материала в растениях из них состоят древесина, хлопковое волокно, ткани стеблей более мягких растений и др. Глюкоза полимеризуется в целлюлозу, которая является основой структурных материалов и не может быть пищевым продуктом для человека, и в крахмал, который накапливается в семенах, зернах и корнях растений и может использоваться в пищу, так как при его разложении в организме человека снова получается глюкоза. [c.338]

    Как используются в растениях два полимера-крахмал и целлюлоза Какие вещества играют аналогичные роли в человеческом организме  [c.342]

    Минеральными удобрениями называют соли, содержащие элементы, необходимые для питания растений и вносимые в почву для получения высоких и устойчивых урожаев. В состав растений входят около 60 химических элементов. Для образования ткани растения, его роста и развития требуются в первую очередь углерод, кислород и водород, образующие основную часть растительной массы, далее азот, фосфор, калий, магний, сера, кальций и железо. Источниками веществ, необходимых для питания растений, служат воздух и почва. Из воздуха растения извлекают основную массу углерода в виде диоксида углерода, усваиваемого путем фотосинтеза, а из почвы — воду и минеральные вещества. Некоторое количество диоксида углерода воспринимается корневой системой растений из почвы. Среди минеральных веществ особенно важны для жизнедеятельности растений азот, фосфор и калий. Эти элементы способствуют обмену веществ в растительных клетках, росту растений и особенно плодов, повышают содержание ценных веществ (крахмала в картофеле, сахара в све-кле, фруктах и ягодах, белка в зерне), повышают морозостойкость и засухоустойчивость растений, а также их стойкость к заболеваниям. При интенсивном земледелии почва истощается, т. е. в ней резко снижается содержание усваиваемых растениями минеральных веществ, в первую очередь растворимых в воде и почвенных кислотах соединений азота, фосфора и калия. Истощение почвы снижает урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Уменьшение содержания питательных веществ в почве необходимо постоянно компенсировать внесением удобрений. Ввиду огромных масштабов потребления минеральные удобрения— наиболее крупнотоннажный вид химической продукции, годовое количество которой составляет десятки миллионов тонн. [c.143]

    Одним из распространенных углеводов растений является крахмал. Он откладывается в форме зерен в корнях и семенах растений. [c.32]

    Применение МУ помимо повышения урожайности, увеличивает производительность труда, сокращает себестоимость сельскохозяйственной продукции и улучшает ее качество повышает содержание сахара в свекле, крахмала в картофеле, увеличивает прочность хлопкового и льняного волокон, морозо- и засухоустойчивость растений. [c.241]

    Простые сахара в виде сахарозы (димеров глюкозы и фруктозы) непосредственно ферментируются в этанол. Они, однако, содержатся в достаточной концентрации лишь в небольшом числе растений, прежде всего в сахарном тростнике и сахарной свекле. В некоторых сельскохозяйственных культурах (картофеле, кукурузе и других зерновых) довольно много крахмала, представляющего собой олигомер глюкозы. В древесине и растительных сельскохозяйственных отходах сахара содержатся в виде целлюлозы и гемицеллюлозы. Олигомеры и полимеры сахаров перед ферментацией превращают в моносахариды путем гидролиза  [c.122]

    Подкормку растений углекислым газом весьма часто осуществляют в оранжереях, так как СО2 — исходный материал в процессе фотосинтеза, т. е. в процессе образования в растениях крахмала и целлюлозы при взаимодействии СО2 с водой под воздействием химически активной радиации. Для нормального роста растений содержание в атмосфере СО2 должно составлять не менее 0,2 %. В действительности доля СО2 не превышает 0,03 %, поэтому желательно обогащение воздушной среды углекислым газом. [c.346]

    Реакции гидролиза, т. е. расщепления органических высокомолекулярных соединений действием воды, имеют большое биологическое и техническое значение. Путем гидролиза происходит распад белковых веществ, крахмала, гликогена, клетчатки, жиров, восков, глюкозидов и тому подобных веществ, причем образуются более простые низкомолекулярные соединения. Реакции гидролиза противоположны по направлению реакциям межмолекулярной дегидратации. В животных и растительных организмах между этими процессами существует биологическое равновесие. В организмах путем дегидратаций происходит образование полисахаридов, белков, жиров и других сложных соединений. Эти эндотермические по своему характеру процессы осуществляются при участии солнечной энергии, которая таким образом вовлекается в биосферу земли. Поэтому сложные химические вещества растений являются как бы аккумуляторами солнечного тепла. [c.534]

    Новейшие химические и рентгеноскопические исследования показали, что крахмал и целлюлоза состоят из остатков глюкозы, связанных глюкозидными связями, но, несмотря на большое химическое сходство, крахмал и целлюлоза отличаются друг от друга и по строению и по свойствам. Крахмал представляет собой зерна и сферокристаллы, которые можно растереть в мелкий порошок, а целлюлоза—нити и волокна, прочные на разрыв. Роль крахмала и клетчатки в растениях различна крахмал является питательным веществом, тогда как клетчатка—опорной тканью. [c.536]

    Понижение температуры замерзания растворов имеет большое значение для живых организмов. Так, сок в их клетках представляет собой в основном раствор органических веществ его температура замерзания лежит ниже 273 К, поэтому организмы не погибают при пониженных температурах. Характерно отметить, что зимостойкость растений обусловлена концент[)ацией клеточного сока чем выше концентрация, тем более низкие температуры может переносить растение. Процесс превращения более высокомолекулярных соединений в соединения с меньшей молекулярной массой при наступлении холодов (например, крахмала в углеводы типа глюкозы), протекающий в клетках растений, также вызван стремлением повысить концентрацию клеточного сока. По этой же причине хорошо сохраняются овощи и фрукты при температуре 272 К- [c.106]

    Крахмал (разд. 25.4)-общее название группы полисахаридов, которые служат резервными источниками энергии в растениях. [c.466]

    Целлюлоза является главной составной частью организма растений, она придает ему прочность и эластичность. Целлюлоза также состоит из длинных цепочек, составленных из остатков глюкозы, но соединенных друг с другом несколько иначе, чем в молекуле крахмала. Попытки синтезировать целлюлозу еще не привели к положительным результатам, и поэтому ее получают из древесины, соломы и других растительных материалов путем горячей обработки растворами вешеств, растворяющих содержащиеся в этих материалах лигнин и другие примеси. Целлюлозу широко используют для получения бумаги. Хлопок и другие виды растительного волокна, представляющие собой почти чистую целлюлозу, применяют в текстильном производстве для получения тканей. Производные целлюлозы — нитрат целлюлозы, ацетат целлюлозы и другие простые и сложные эфиры целлюлозы — применяют для получения кинофотопленок и искусственного волокна. [c.419]

    Гликоген (животный крахмал) имеет тот же состав, что и крахмал растений по строению подобен анилопектину (25 000 90 000 глюкозных остатков). Гидролизуется аналогично крахмалу. Гликоген выполняет ту же функцию в живых организмах, что крахмал в растениях. Все жизненные процессы сопровождаются и энергетически обеспечиваются биологическим расщеплениеи этого полисахарида, приводящим к образованию (+)-молочной кислоты. Гликоген содержится во всех клетках живого организма, наиболее богаты им печень и мышцы. [c.511]

    Крахмал ( eHi,Og),. является распространеннейшим веществом растительного мира. В виде крахмала растения накапливают питательные вещества крахмал образуется из углекислоты и воды, которые ассимилируются зелеными растениями на свету. Он содержится уже в хлоропластах листьев. В растениях углеводы находятся в питательной системе в виде водораствори)мой глюкозы и отлагаются в косточковых плодах и корневых клубнях в виде круглых крахмальных зерен. Каждый сорт крахмала имеет характерный вид, и происхождение его можно установить под микроскопом. В невыделенном виде, 8 сельскохозяйственных продуктах, крахмал является важнейшим пищевым и кормовым веществом. Его можно выделять также из продуктов и непосредственно использовать (см. ниже). [c.372]

    Внутриклеточные или соматические полисахариды являются энергетическим и структурным материалом клетки. К ним относятся гликоген мышц и крахмал растений. Эти соединения имеют лабильную а-глнко-зидную связь, легко разрывающуюся при ферментативном и кислотном гидролизе. [c.60]

    Медь принадлежит к числу микроэлементов. Такое название получили Fe, Си, Мп, Мо, В, Zn, Со в связи с тем, что малые количества их необходимы для нормальной жизнедеятельности растений. Микроэлементы повышают активность ферментов, способствуют синтезу сахара, крахмала, белков, нуклеиновых кислот, витаминов и ферментов. Микроэлементы вггосят в почну с микроудобрениями. Удобрения, содержащие медь, способствуют росту растений на некоторых малоплодород[1Ых почвах, повышают их устойчивость против засухи, холода и некоторых заболеваний. [c.576]

    Растения запасают пьзкгу в форме крахмала, а животные - в форме гликогена. [c.245]

    Полимерные молекулы, состоящие из мономеров - сахаров, называются полисахаридами >ис. IV.5). (Вспомните, что приставка поли обозначает молекулу, содержащую повторяющиеся молекулы меньшего размера, соединенные вместе.) Крахмал -- основной компонент зерна и многих овощей это полисахарид, состс яии й из глюкозных остатков. Целлюлоза — волокнистое структурное вещество растений это еще один полисахарид, образованный глюкозой. Некоторые ипы углеводов перечислены в табл. IV.3. [c.245]

    В растениях молекула глюкозы полимеризуется в цепи, состоящие из тысяч мономерных единиц, в результате чего получается целлюлоза, а если полимеризация происходит несколько иным образом, получается крахмал. Близкородственный к глюкозе К-ацетилглюкозамин в результате полимеризации образует хитин - вещество, из которого состоит роговица насекомых. Другое близкое по составу вещество, Ы-ацетилмурановая кислота, сополимеризуется в другую последовательность цепей, из которых построены стенки бактериальных клеток. Глюкоза разлагается в несколько стадий, выделяя энергию, которая требуется живому организму. Избыток глюкозы переносится кровотоком в печень и превращается в животный крахмал - гликоген, который при необходимости снова превращается в глюкозу. Глюкоза, целлюлоза, крахмал и гликоген относятся к углеводам. [c.308]

    Химические реакции лежат в основе всех жизненных процессов, протекающих в организмах растений и животных. Все продукты жизнедеятельности, как то целлюлоза, крахмал, сахар, жиры, белки и прочие вещества — получаются из исходных веществ, содержащихся в окр жающей среде, — углекислого газа, воды, минеральных солей и пр. Оргаинческне вещества растительного иро-исхо -кдення служат пищей для животных. В их организме путем химических превращений эти вещества преобразуются в еще более сложные вещества. [c.6]

    Растение (тип, часть) Белки сахар, крахмал .еллю- лоза Лигнин [c.24]

    Полисахариды (полимерные углеводы) представляЕот собой соединения, состоящие из многих сотен нли даже тысяч моносаха-ридных звеньев. Их состав отвечает общей формуле (СеНюОз) . Наиболее важными среди полисахаридов являются целлюлоза и крахмал. Оба эти вещества образуются в растениях из диоксида углерода и воды в результате фотосинтеза. Целлюлоза — основной строительный материал растений, крахмал служит запасным пищевым фондом растений и находится в основном в семенах (кукуруза, картофель, рис, пшеница и др.). Углеводы служат источником питания человека. В организме человека и животных они превращаются в жиры и белки. Целлюлоза в виде хлопка и вискозы применяется для изготовления одежды и бумаги. [c.307]

    Д-Глюкоза, виноградный сахар, декстроза. В свободном состоянии этот сахар часто встречается вместе с тростниковым сахаром в растениях особенно богаты им сладкие фрукты. Небольшие количества виноградного сахара содержатся в крови, спипномозговой жидкости и лимфе людей и животных. При некоторых заболеваниях (сахарный диабет) глюкоза в большом количестве появляется в моче. Л-Глюкоза принимает очень большое участие в образова[п-1и ди- и полисахаридов мальтоза, целлобиоза, крахмал, целлюлоза целиком построены нз виноградного сахара в тростниковом и молочно.м сахаре он содержится наряду с другими моносахаридами, а из чрезвычайно большого числа глюкозидов может быть выделен пуТем гидролиза. [c.441]

    Крахмал. Крахмал является важнейшим резервным углеводом растений. Он образуется из углекислоты, усваиваемой растениями с помощью хлорофилла, и попадает затем в различные части растения, где используется в качестве строительного вещества. В периоды сильной ассимиляции он откладывается в корнях, клубнях и семенах (особенно обильно, например, в картофеле и семенах хлебных злаков). В холодной воде крахмал почти совсем не растворим, но горячая вода растворяет его в значительной степени, причем образуется вязкий раствор, не восстанавливающий фелингову жидкость и при охлаждении застывающий в студнеобразную массу (крахмальный клейстер). Природный крахмал всегда содержит немного фосфора, количество которого в разных видах бывает различным (0,02—0,16%). Этот фосфор, по-видимому, имеет значение для энзиматического распада крахмала. Из продуктов гидролиза картофельного крахмала была выделена глюкозо-6-фосфорная кислота. На основании исследований Макэнна различают две фракции крахмала амилозу и а м и л о-пектин (вещество оболочки). Первая растворяется в воде без образования клейстера и окрашивается иодом в чисто-синий цвет. Амило-пектин, наоборот, с горячей водой образует клейстер и от иода приобретает фиолетовую окраску. Отделение амилопектина может быть осуществлено путем извлечения щелочами или посредством электродиализа отделение амилозы достигается осаждением различными органическими веществами — спиртами (например, амиловым), сложными эфирами, кетонами, меркаптанами, парафинами. [c.454]

    В растениях, например в картофеле, содержатся энзиматические системы, способные даже in vitro превращать глюкозо-1-фосфорную кислоту в такие углеводы, которые после метилирования и расщепления дают те же осколки, что и природный крахмал, или амилоза и амилопектин. По другим свойствам эти углеводы также очень близки амилозе и амилопектину (Хейнс, Хеуорс). С помощью так называемого Р-энзима из картофеля можно получить амилозу, а при большом избытке Q-энзима (из картофеля) — амилопектин Q-энзим может вызывать также превращение амилозы в амилопектин. [c.456]

    Гексозы (СбН120б). D-глюкоза (виноградный сахар) — кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, i n безводной глюкозы равна 146°С. Примерно в два раза уступает по сладости сахарозе. Встречается в растениях в свободном виде, а также входит в состав ди- и полисахаридов. В промышленности глюкозу получают из крахмала кипячением с разбавленной серной кислотой. [c.243]

    Крахмал — самый распространенный в природе полисахарид, играющий роль резервного продукта многих растений. В технике крахмал, в основном, получают нз картофеля. В состав крахмала входят два полисахарида — ажилоза (20—30%) и амилопектин (70—80%). Эти полисахариды построены из остатков а-О-глюко-зы, связанных между собой а-(1,4 )-глюкозидными связями  [c.247]

    В зеленом листе растения под воздействием солнечной радиации протекает целый комплекс фотохимических процессов, в результате которых из воды, углекислого газа и минеральных солей образуются крахмал, клетчатка, белки, жиры и другие сложные органические вещества. Процесс фотосинтеза о гень сложен. Он осуществляется при непосредственном участии важнейшего природного фотокатализатора — хлорофилла и сопровождается целым циклом химических превращений, не зависящих от солнечной радиации. В этих превращениях участвует большое число разнообразных биокатализаторов— ферментов. Суммарное уравнение фотосинтеза обычно выражают в виде реакции превращения двуокиси углерода и воды в гексозу  [c.176]

    Крахмал представляет собой не однородное вещество, а смесь содержащихся в растениях полисахаридов. КрахмальЕ служат основной формой пищи, запасаемой растениями в семенах и клубнях. Значительные количества крахмала содержатся в пшенице и кукурузе. Эти продукты служат главными источниками необходимой для человека энергии. Ферменты, имеющиеся в пищеварительном тракте организма человека, катализируют гидролиз крахмала в глюкозу. [c.457]

    Целлюлоза-главный строительный материал растений. Древесина приблизительно на 50% состоит из целлюлозы хлопчатобумажные нити представляют собой почти чистую целлюлозу. Целлюлоза состоит из неразветвленных цепей, построенных из остатков глюкозы ее молекулярная масса в среднем превышает 500000. Структура целлюлозы показана на рис. 25.12. На первый взгляд она очень напоминает структуру крахмала. Однако между ними имеется важное различие, которое заключается в способе связывания остатков глюкозы. Отметим, что в целлюлозе глюкоза находится в своей Р-форме. Ферменты, легко гидролизующие крахмалы, вовсе не гидролизуют глюкозу. Так, вы можете разжевать и проглотить фунт ( 0,5 кг) целлюлозы, не получив при этом вообще никаких калорий, хотя теплота сгорания целлюлозы в расчете на единицу массы почти не отличается от теплоты сгорания крахмала. В отличие от целлюлозы фунт ( 0,5 кг) крахмала обеспечивает значительный запас калорий. Дело в том, что крахмал гидролизуется в глюкозу, которая затем окисляется с выделением энергии. В отличие от крахмала целлюлоза не гидролизуется никакими ферментами, имеющимися в человеческом организме, и поэтому выводится из него неиспользованной. Многие бактерии содержат ферменты, называемые целлюлазами, которые гидролизуют целлюлозу. Эти бактерии присутствуют в пищеварительной системе жвачных животных, например лошадей, использующих целлюлозу в пищу. [c.458]

    Углеводы, образующиеся из полиок-сиальдегидов и полиоксикетонов, служат важнейшим строительным материалом растений и источником энергии для растений и животных. К трем важнейшим группам углеводов относятся крахмал, содержащийся в растениях, гликоген, обнаруживаемый [c.464]

    Крахмал, макромолекула которого состоит из звеньев глюкозы, представляет собой не индивидуальное вещество, а смесь полисахаридов, отличающихся не только размером макромолекул, но и строением. Крахмал является одним из важнейших продуктов фотосинтеза, образующихся в зеленых частях растений, и составляет основную часть питательного вещества хлеба, картофеля и различных круп. В воде при определенной температуре крахмал набухает и клейсте-ризуется, образуя внешне однородную густую жидкость — крахмальный клейстер, который широко применяют в технике в качестве клея, для шлихтования и отделки тканей, для проклеивания бумаги и т, д. Путем гидролиза из крахмала получают декстрин, патоку и глюкозу, [c.418]

    Набухание имеет большое значение в природе и технике. Набухание лежит в основе таких процессов, как клейстеризация крахмала, мерсеризация в текстильной технологии, придание нажора обезволошенной шкуре в кожевенном производстве. Ряд явлений в организмах животных и растении также можно объяснить набуханием. [c.443]

chem21.info

Крахмал из растений. Только ли картофель и кукуруза?

Растения, запасающие крахмал

Производство — по сути добыча крахмала из растений сосредоточена на двух основных растениях – кукурузе и картофеле. Однако, это растения не с самым высоким содержанием крахмалов.

Многие помнят про рецепты киселя из овсянки. И не даром, кисель создается как блюдо на воде и крахмале, а в том же овсе крахмала содержится больше, чем и в картофеле.

Да что говорить, в исландском мхе (ягеле) больше крахмала в несколько раз, чем в картофеле. Именно этим определяется питательные свойства ягеля, ведь им выкармливаются северные олени. Понятно, что ягель не сладкий, и хитрость растения состоит как раз в том, что бы не запасать энергию в простых сахарах. Сладкие части растений – это в большей степени удел теплых климатических зон.

Посмотрим на сложные сахара – крахмалы. Здесь среди растений выделились вполне понятные лидеры – картофель и кукуруза, к которым можно еще добавить тапиоку. Это три мировых лидера – растения, из которых добывают крахмал. Но если мы посмотрим на таблицу растений с указанием содержания крахмала в ста граммах – то окажется, что картофель не является лидером. Картофель и даже кукуруза отстают от других растений по содержанию крахмала. Причем в этом списке окажутся не только культивируемые, но и дикие растения (дикоросы). Очевидно, что кукуруза, тапиока и картофель были отобраны за счет балансирования параметров, среди которых процент содержания крахмала только один из параметров. А остальные параметры – возможность крупно-площадных посадок, гарантированность засухо-, морозоустойчивости, даже стандартизации размеров растений, защита от паразитов и болезней при плотном монокультурном выращивании. Итак, главное это возможность выращивать в монокультуре, промышленно собирать, хранить и транспортировать. Отбор здесь был произведен совсем не такой каким он представляется изнутри домашнего хозяйства. Для хозяина – нет большой разницы между переработкой одним или иным способом, он делает это чаще всего ближе к ручному способу переработки или с первичной механизацией. Поэтому можно выбирать растения лучшие по содержанию веществ, а не те, которые легко перевозятся.

Можно выделить десятки растений содержащие большой процент крахмалов. Назовем для начала рис и пшеницу. Можно возразить, что понятно, почему их не используют для производства крахмала – у них базовое использование – быть «хлебом». Но давайте сравним и с другими растениями.

Итак, картофель содержит 25% крахмала на 100 грамм веса. Причем есть сорта с более низким содержанием (13-15%). На этом фоне упомянем растения, от которых никак не ожидают крахмалистости – хрен (11,7%) и имбирь (11,2%). Ячмень содержит 71%, просо — 56%, рожь – 62%, пшеница 67%. Почему в хозяйствах прошлых веков готовили овсяной кисель? Понятно, почему получается приятный кисель, без всякого добавления картофельного крахмала. В том же овсе – в разы больше крахмала содержится, чем в картофеле. Кукуруза, правда, гораздо более крахмалистая 67%. Многие бобовые содержат от 50 до 60% крахмала, горох. Это все круг культурных растений, а что же с дикоросами? Корневища камыша – может содержать до 30% крахмала, то есть превышает по этому параметры картофель, но еще нужно сказать, что корневище камыша может и до 40% сахара содержать! Желуди 37% крахмала, некоторые сорта – 51% крахмала, опять же становиться понятно, почему это такой питательный продукт и на нем могут откармливаться дикие свиньи. Каштан более известный и используемым – в нем 41-52 % — то есть по этому параметру не отличается от желудей дуба. У рогоза используются корневища, которые накапливают очень много сахара 13% и крахмала 46%[1]. Лопух или репейник 46% крахмала в корневищах. В ягеле 45-46%. Тростник – 52% в корневой мякоти тростника. Из дикоросов нужно назвать еще стрелолист – 56% в клубнях. Корневище сусака зонтичного – 62%.

Итак, на рынке обращается крахмал из трех растений: всем известная кукуруза и картофель и менее известная тапиока или кассава (маниока съедобная). Отбор этих растений свершился по причинам, описанным ранее (пригодность в промышленной агротехнике) но еще одним важным критерием отбора была пригодность к переработке[2] полученного крахмала в декстрозу и сахарозу за счет ферментизации. Важная информация: крахмалы по разному извлекаются из различных растений. Для добычи крахмала важно простота извлечения – возможность быстро разрушить те, растительные клетки внутри которых содержится крахмал (перевести в растворенное состояние) – методом простого измельчения и водорастворения. Но крахмалы из разных растений и по разному клейстиризуются (и крахмалы из разных растений клесйстеризуются при разных температурах!). Так же осахаривание[3] разных крахмалов происходит с толь или иной скоростью.

В рисе 80-83 % крахмала, и только традиция не дает нам готовить кисели из риса и рисового крахмала. Наша кухня находится на самой архаической стадии – когда понимание базовых процессов, что происходит при обработке пиши. Большинство людей находиться на той фазе, которую еще критиковал Похлебкин – нет никакого понимания какой процесс происходит при приготовлении пиши, что, как и во что преобразуется, сколько это занимает времени. Слабые традиции в настоящее время серьезно подорваны практикой общественного питания и промышленного приготовления пиши и полуфабрикатов.

Итак, вернувшись к вопросу, какие же крахмалосодержащие растения могут и должны расти в усадьбе приведем список растений с указанием доли крахмалов в них на 100 грамм.

(ТАБЛИЦА) готовиться

Как проверить есть ли крахмал в продукте? (Капнуть йод разбавленный водой)

Рекомендация: для человека приемлемее заменить моносахара хотя бы на дисахариды и желательно полисахариды. Вопреки распространенному мнению, потребление продуктов с высоким содержанием крахмала более здоровая стратегия питания.

Что меня по итогам этого поиска заинтересовало, и что  я планирую рассмотреть позже:

• Какие продукты являются источником крахмала, пектиновых веществ?

• Как снизить потребление рафинированных углеводов?

Словарь

• Общая формула крахмалов (C6h20O5)n

• Нативные крахмалы- крахмалы, полученные промышленным образом, свойства которого условно принимаются аналогичными свойствам крахмала растений.

• Крахмальное зерно. Естественное образование, в виде которого растения запасают крахмал.

[1] содержание указано для мякоти корневищ рогоза, после снятия поверхностной грубой шкурки

[2] Используются продукты переработки крахмала в глюкозу используется в широком спектре отраслей от фармацевтики до пищевого производства. При этом удается построить почти безотходное производство, например сама клетчатка, остающаяся при вымывании крахмала из растений – применяется в пищевой промышленности. Она обладает хорошей гидрофильностью и используется, как наполнитель, так как хорошо разбухает и удерживает влагу.

[3] Осахаривание – это по сути расщепление длинных цепочек крахмалом на более короткие и простые. В России существует вековая традиция, которая исследовала большинство растений по этим свойствам – это связано с самогоноварением. И внутренний многовековой опыт – как раз использует открытые способы – как извлекать из растений простые и сложные сахара, как ферментизировать и переводить сложные сахара в простые.

method-estate.com

Образование крахмала в растениях

Крахмал — сложный углевод. Растения запасают его впрок. Крахмальные зерна откладываются обычно в тех органах, которые дают жизнь следующему поколению. У злаков это семена, у картофеля — клубни, у саговников (тропические растения, внешне напоминающие пальму) — стволы, у большинства многолетних трав — корневища и клубни. Наибольшее содержание крахмала — осенью.

Крахмалоносные растения возделываются во всех странах. У нас это хлебные, крупяные культуры и картофель. Так, в зернах пшеницы содержится около 60 процентов крахмала, в картофеле — 25. В тропических и субтропических странах этот углевод добывается из клубней маниоки, таро, батата, маранты и других культур. На территории нашей страны встречается много нетрадиционных растений-крахмалоносов. В основном это водные многолетние травы, но есть обитатели лесов, степей и гор. Русские люди, прекрасно зная родную флору, частенько улучшали свой рацион бесценными дарами природы. Сырые, печеные, жареные или вареные корневища и клубни крахмалоносных растений задолго до появления картофеля были обычной едой наших предков.

Некоторые растения употреблялись целиком, из других добывался крахмал. Технология добычи несложная. Каждая хозяйка, наверное, знает, что если натереть картофель на мелкой терке и разболтать массу в воде, крахмал осядет, остальные компоненты останутся в растворе. Воду лучше сменить несколько раз. Полученный крахмал можно употреблять на кисели и как лекарство (слизь) при отравлениях.

Если для создания крахмала, как и всякого органического вещества, из простых элементов — воды и воздуха — необходима энергия солнечного луча, то вполне естественно предположить, что те органы растения, которые в наибольшей степени подвергаются освещению, и являются местом образования крахмала. К этим органам принадлежат листья, которые как бы предназначены для улавливания света и рассеянной в воздухе углекислоты — основного материала для построения крахмала.

Корнеплод. Фото: Ton Rulkens

Крахмал состоит из углерода, извлекаемого из углекислоты воздуха и элементов воды, притекающей к листьям по сосудам из почвы. Других элементов в составе крахмала нет — при сгорании он не дает золы. Листья являются местом образования крахмала — той фабрикой, где производится синтез (образование) крахмала из воды и воздуха за счет солнечной энергии. В зеленых частях листьев происходит превращение солнечной анергии в органическое вещество, то есть из элементов; входящих в воду (водорода и кислорода), и углекислоты (углерода), находящейся в воздухе, при помощи солнечной энергии создается крахмал.

В клетках растений крахмал находится в виде плотных образований, получивших название крахмальных зерен. По внешнему виду зерен при микроскопировании устанавливают происхождение крахмала и его однородность. Зерна картофельного крахмала от 15 до 100 мкм и более имеют овальную форму и на поверхности бороздки, концентрически размещенные вокруг глазка — точки или черточки. Более мелкие зерна имеют округлую форму. Крахмал, состоящий из крупных зерен, отличается более высоким качеством. Крахмал по химическому составу и строению относится к углеводам. Он представляет собой природный высокополимер, состоящий из сс-Д-ангидроглюкозных остатков.

Крахмальные зерна состоят из двух природных фракций — амилозы и амилопектина. Свойства этих полимеров различаются. Амилоза образует в горячей воде гидратированные мицеллы, но со временем ретроградирует (осаждается) в виде труднорастворимого геля. Амилопектин набухает вводе и дает стойкие вязкие коллоидные растворы: он препятствует ретроградации амилозы в растворах крахмала. Благодаря способности амилозы образовывать упорядоченные кристаллические структуры из амилозной фракции крахмала получают эластичные пленки. Благодаря гидрофильным свойствам амилозы и амилопектина крахмальные зерна при тонкопористой структуре очень гигроскопичны, особенно высокая гигроскопичность картофельного крахмала.

Крахмальные зерна

Это наиболее распространенные и важные включения растительных клеток. В химическом отношении крахмал представляет собой полисахарид, сходный с целлюлозой, построенный из сотен глюкозных остатков.

Как и в целлюлозе, молекулы крахмала имеют вид цепочек, но располагаются в крахмальном зерне не параллельно друг другу, а по радиусам. Запасной крахмал растений, встречающийся исключительно в виде крахмальных зерен,— основной тип запасных питательных веществ растительной клетки. Он является и самым важным соединением, используемым в пищу растительноядными животными. Крахмал зерновок хлебных злаков (рис, пшеница, рожь, кукуруза), клубней картофеля, плодов банана — важнейший источник питания людей. Пшеничная мука, например, почти на 3/4 состоит из зерен крахмала, в клубнях картофеля крахмал составляет 20—30%. Крахмальные зерна образуются только в пластидах живых клеток, в их строме. В хлоропластах на свету откладываются зерна (одно или несколько) ассимиляционного (первичного) крахмала, образующиеся при избытке продуктов фотосинтеза — сахаров.

Образование осмотически неактивного крахмала предотвращает вредное повышение осмотического давления в фотосинтезирующих клетках Ночью, когда фотосинтеза нет, ассимиляционный крахмал с помощью ферментов гидролизуется до сахаров и транспортируется в другие части растения. Значительно большего объема достигают зерна запасного (вторичного) крахмала, откладывающиеся в амилопластах частей растений, лишенных света, из притекающих сюда сахаров фотосинтезирующих клеток. При мобилизации запасного крахмала он также превращается в сахара. Крахмал является основным запасным веществом растений.

Фото: David Eickhoff

Обычно крахмальные зерна имеют сферическую, яйцевидную или линзовидную форму (в зависимости от вида растений), однако у картофеля она неправильная. Если в амилопласте закладывается много образовательных центров (у шпината — до нескольких тысяч), то при обильном крахмалонакоплении зерна крахмала соприкасаются друг с другом, принимая гексагональную форму.

Совокупность крахмальных зерен такого амилопласта называют сложным крахмальным зерном (рис, овес, гречиха). Наиболее крупные зерна (до 100 мкм) характерны для клеток клубней картофеля; в зерновке пшеницы и ржи они двух размеров— мелкие (2—9 мкм) и более крупные (30—45 мкм). Для клеток зерновки кукурузы характерны мелкие крахмальные зерна (5—30 мкм). Отложения крахмала широко распространены во всех органах растения, но особенно богаты им бывают семена, подземные побеги (клубни, луковицы, корневища), паренхима проводящих тканей корней и стеблей древесных растений. В семенах крахмал накапливается сравнительно у немногих растений (злаки, бобовые, гречишные и некоторые другие семейства). Из подземных органов, особенно богатых крахмалом, можно назвать клубни картофеля.

biofile.ru

Крахмал | Info-Farm.RU

Крахмал (лат. Amylum), (С 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

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.):

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

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

Смотрите также

• 
  Примеры генетического критерия вида у растений
• 
  Морфологические особенности растений различных видов клевер
• 
  Изменчивость растений одного вида лабораторная работа
• 
  К какому виду растений относится дуб
• 
  Появление новых видов животных и растений
• 
  Виды растений 1 класс окружающий мир
• 
  Названия растений и их виды и
• 
  Какой вид почвенной влаги доступен растениям
• 
  К какому виду растений относится пшеница
• 
  У большинства видов растений стебли прямостоячие
• 
  Внимательно рассмотрите внешний вид голосеменных растений