Крахмал
Содержание:
- Преимущества и недостатки использования крахмала
- Горячее осахаривание ферментами солода
- Польза и вред
- Целлюлоза (клетчатка)
- Химические свойства глюкозы
- Какова роль крахмала на кухне?
- Химический состав крахмала
- Какой полезнее?
- Хранение
- Суточная норма крахмала для человека
- Получение крахмала
- Селекция растений
- II. Реакции по гидроксильным группам
- Применение
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.
Горячее осахаривание ферментами солода
Данный подход является классическим в самогоноварении, так как применяется уже не одну сотню лет. Его довольно сложно реализовать в домашних условиях, если отсутствуют специальное оборудования для поддержания определенной температуры. Тем не менее конечный дистиллят получается потрясающим.
Технология горячего осахаривания выглядит следующий образом:
Консистенция браги после осахаривания солода
- Большую ёмкость с 5 литрами воды нагреть до температуры 55 градусов.
- Интенсивно перемешивая смесь, высыпать 1 килограмм муки или зерна.
- Поднять температуру до 60 градусов и выдержать 15 минут.
- Довести до кипения и варить 1–2 часа до появления однородной массы. Мука варится около 75 минут, а зерно около 115.
- Охладить кашу до 67–68 градусов и добавить 150 грамм перемолотого солода.
- Опустить температуру до 62 градусов, поддерживать в течение 3 часов и периодически помешивать.
- Быстро охладить до 25 градусов (можно поставить ёмкость в ледяную ванну), внести 5 грамм сухих спиртовых дрожжей, поставить гидрозатвор и убрать в тёмное место с температурой около 20–26 градусов на 3–4 дня.
- Когда брага прекратит булькать и выпадет осадок, обязательно снимаем её с осадка и фильтруем через марлю.
- Осуществляем первую перегонку.
- Если результат по каким-то причинам вам не понравился, повторно перегоняем дистиллят с выделением фракция «голова», «тело» и «хвосты».
- Дегустируем и наслаждаемся прекрасным самогоном!
Очень полезное видео записали профессиональные самогонщики Антоныч и Алексей Подоляк. Подробно рассказывается про технологию изготовление самогона из крахмала ржаной муки с использованием солода. Рекомендуем посмотреть всем, кто собирается использовать горячий способ осахаривания.
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 (клетчатка)
Целлюлоза – наиболее распространенный растительный
полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и исполняет роль
опорного материала растений. Древесина содержит 50-70% целлюлозы, хлопок
представляет собой почти чистую целлюлозу.
Как и у крахмала, структурной единицей целлюлозы
является D-
глюкопираноза, звенья которой связаны (1-4) -гликозидными связями. Однако, от
крахмала целлюлоза отличается b- конфигурацией гликозидных связей
между циклами и строго линейным строением.
Целлюлоза состоит из нитевидных молекул, которые
водородными связями гидроксильных групп внутри цепи, а также между соседними
цепями собраны в пучки. Именно такая упаковка цепей обеспечивает высокую
механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую
инертность, что делает целлюлозу идеальным материалом для построения клеточных
стенок.
b- Гликозидная связь не разрушается пищеварительными ферментами человека,
поэтому целлюлоза не может служить ему пищей, хотя в определенном количестве
является необходимым для нормального питания балластным веществом. В желудках
жвачных животных имеются ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому такие
животные используют клетчатку в качестве компонента пищи.
Несмотря на нерастворимость целлюлозы в воде и обычных
органических растворителях, она растворима в реактиве Швейцера (раствор
гидроксида меди в аммиаке), а также в концентрированном растворе хлористого
цинка и в концентрированной серной кислоте.
Как и крахмал, целлюлоза при кислотном гидролизе дает
глюкозу.
Целлюлоза – многоатомный спирт, на элементную ячейку
полимера приходятся три гидроксильных группы. В связи с этим, для целлюлозы
характерны реакции этерификации (образование сложных эфиров). Наибольшее
практическое значение имеют реакции с азотной кислотой и уксусным ангидридом.
|
целлюлоза |
+ 3n HNO3 |
H2SO4 –––– |
тринитрат целлюлозы |
+ 3nH2О |
Полностью
этерифицированная клетчатка известна под названием пироксилин, который после
соответствующей обработки превращается в бездымный порох. В зависимости от
условий нитрования можно получить динитрат целлюлозы, который в технике
называется коллоксилином. Он так же используется при изготовлении пороха и
твердых ракетных топлив. Кроме того, на основе коллоксилина изготавливают
целлулоид.
При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом в
присутствии уксусной и серной кислот образуется триацетилцеллюлоза.
|
+ 3n |
триацетилцеллюлоза |
+ 3n СH3СOOН |
Триацетилцеллюлоза (или ацетилцеллюлоза) является ценным продуктом для
изготовления негорючей кинопленки и ацетатного шелка. Для этого ацетилцеллюлозу
растворяют в смеси дихлорметана и этанола и этот раствор продавливают через
фильеры в поток теплого воздуха. Растворитель испаряется и струйки раствора
превращаются в тончайшие нити ацетатного шелка.
Целлюлоза не дает реакции «серебряного зеркала».
Говоря о применении целлюлозы, нельзя не сказать о том, что большое
количество целлюлозы расходуется для изготовления различной бумаги. Бумага –
это тонкий слой волокон клетчатки, проклеенный и спрессованный на специальной
бумагоделательной машине.
Из приведенного выше уже видно, что использование
целлюлозы человеком столь широко и разнообразно, что применению продуктов
химической переработки целлюлозы можно посвятить самостоятельный раздел.
Химические свойства глюкозы
Химические свойства глюкозы, как и других альдоз, обусловлены присутствием в ее молекуле: а)альдегидной группы; б) спиртовых гидроксилов; в) полуацетального (гликозидного) гидроксила.
Специфические свойства
1. Брожение (ферментация) моносахаридов
Важнейшим свойством моносахаридов является их ферментативное брожение, т.е. распад молекул на осколки под действием различных ферментов. Брожению подвергаются в основном гексозы в присутствии ферментов, выделяемых дрожжевыми грибками, бактериями или плесневыми грибками. В зависимости от природы действующего фермента различают реакции следующих видов:
1) Спиртовое брожение
2) Молочнокислое брожение
(образуется в организмах высших животных при мышечных сокращениях).
3) Маслянокислое брожение
4) Лимоннокислое брожение
Реакции с участием альдегидной группы глюкозы (свойства глюкозы как альдегида)
1. Восстановление (гидрирование) с образованием многоатомного спирта
В ходе этой реакции карбонильная группа восстанавливается и образуется новая спиртовая группа:
Cорбит содержится во многих ягодах и фруктах, особенно много сорбита в плодах рябины.
2. Окисление
1) Окисление бромной водой
Качественные реакции на глюкозу как альдегид!
Протекающие в щелочной среде при нагревании реакции с аммиачным раствором Ag2O (реакция серебряного зеркала») и с гидроксидом меди (II) Cu (OH)2 приводят к образованию смеси продуктов окисления глюкозы.
2) Реакция серебряного зеркала
Соль этой кислоты – глюконат кальция – известное лекарственное средство.
Видеоопыт «Качественная реакция глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра (I)»
3) Окисление гидроксидом меди (II)
В ходе этих реакций альдегидная группа – СНО окисляется до карбоксильной группы – СООН.
Реакции глюкозы с участием гидроксильных групп (свойства глюкозы как многоатомного спирта)
1. Взаимодействие с Cu (ОН)2с образованием глюконата меди (II)
Качественная реакция на глюкозу как многоатомный спирт!
Подобно этиленгликолю и глицерину, глюкоза способна растворять гидроксид меди (II), образуя растворимое комплексное соединение синего цвета:
Прильём к раствору глюкозы несколько капель раствора сульфата меди (II) и раствор щелочи. Осадка гидроксида меди не образуется. Раствор окрашивается в ярко-синий цвет.
В данном случае глюкоза растворяет гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт, образуя комплексное соединение.
Видеоопыт «Качественная реакция глюкозы с гидроксидом меди (II)»
2. Взаимодействие с галогеналканами с образованием простых эфиров
Являясь многоатомным спиртом, глюкоза образует простые эфиры:
Реакция происходит в присутствии Ag2O для связывания выделяющегося при реакции НI.
3. Взаимодействие с карбоновыми кислотами или их ангидридами с образованием сложных эфиров.
Например, с ангидридом уксусной кислоты:
Реакции с участием полуацетального гидроксила
1. Взаимодействие со спиртами с образованием гликозидов
Гликозиды – это производные углеводов, у которых гликозидный гидроксил замещен на остаток какого-либо органического соединения.
Содержащийся в циклических формах глюкозы полуацетальный (гликозидный) гидроксил является очень реакционноспособным и легко замещается на остатки различных органических соединений.
В случае глюкозы гликозиды называются глюкозидами. Связь между углеводным остатком и остатком другого компонента называется гликозидной.
Гликозиды построены по типу простых эфиров.
При действии метилового спирта в присутствии газообразного хлористого водорода атом водорода гликозидного гидроксила замещается на метильную группу:
В данных условиях в реакцию вступает только гликозидный гидроксил, спиртовые гидроксильные группы в реакции не участвуют.
Гликозиды играют чрезвычайно важную роль в растительном и животном мире. Существует огромное число природных гликозидов, в молекулах которых с атомом С (1) глюкозы остатки самых различных соединений.
Реакции окисления
Более сильный окислитель – азотная кислота НNO3 – окисляет глюкозу до двухосновной глюкаровой (сахарной) кислоты:
В ходе этой реакции и альдегидная группа – СНО и первичная спиртовая группа — СН2ОН окисляются до карбоксильных – СООН.
Видеоопыт Окисление глюкозы кислородом воздуха в присутствии метеленового голубого
Рубрики: Углеводы Теги: Углеводы
Какова роль крахмала на кухне?
Благодаря тому, что крахмал представляет собой порошок без запаха и цвета его можно использовать практически где угодно, не жертвуя вкусом готового продукта.
Свойства, которые ценятся в кулинарии и выпекании – способность связывать воду и липкость.
Последний играет важную роль в выпечке: без этой растительной молекулы не было бы красивых корочек на тесте, липкого теста и настоящего хлеба.
Крахмал используется для приготовления соусов и супов и является основным ингредиентом в пудинге.
Если необходимо связать жидкости, крахмал необходимо сначала размешать в холодной воде (желатинизировать), а затем смешать с пищей. Картофельный крахмал успешно связывается даже при 70 градусах и поэтому может использоваться для супов, соусов и тушеных блюд, которые требуют более щадящей готовки.
Во время выпечки можно заменить часть муки кукурузным крахмалом. Это сделает тесто песочным. Следует заменить максимум половину муки, иначе тесто может раскрошиться во время выпекания.
Тот факт, что продукт имеет менее сладкий вкус, но фактически состоит почти исключительно из молекул сахара, создает соответствующий маркетинговый эффект, цель которого предоставить покупателю «более здоровое питание».
Чем можно заменить крахмал
Что происходит с энергией в организме и как она влияет на уровень сахара в крови?
Полисахара расщепляются различными ферментатами на другие простые сахара и, наконец, на глюкозу.
Легко доказать, что крахмал, несмотря на кажущуюся безвкусность, на самом деле сладок. Все, что вам нужно сделать, это держать кусок хлеба подольше во рту. Слюна расщепит крахмал, и придаст пище очень сладкий вкус.
Окончательное расщепление на чистую глюкозу (то есть сахар, который служит людям для производства энергии) обычно происходит только в кишечнике. Затем глюкоза всасывается через слизистую оболочку и попадает в кровоток.
Из-за длительного процесса переваривания это происходит медленнее, чем с простыми сахарами.
Таким образом уровень сахара в крови не поднимается так быстро как при употреблении промышленного сахара, глюкозы или изолированной фруктозы. Тем не менее, гликемический индекс крахмалистых продуктов очень высок и обычно превышает 70 (низкое значение 50).
Гликемический индекс показывает, как пища влияет на уровень сахара в крови.
Предполагается, что резкое повышение уровня сахара в крови приводит к выработке инсулина. Когда уровень сахара падает слишком быстро, у человека появляются симптомы усталости, безразличия и тревоги.
Каждый продукт имеет свою гликемическую ценность, которая отличается в зависимости от его состояния. Индекс вареного картофеля около 60, что является нормой. Однако при приготовлении в духовке он поднимается до 85.
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.):
| (С 6 Н 10О 5) n | Н 2 О 180 ° C | (С 6 Н 10О 5) m Декстрины | Т ° C | n / 2 С 12 Н 22 О 11 Мальтоза | Н + | n С 6 Н 12 О 6 Глюкоза |
Под действием амилаз в пищеварительном канале человека и животных крахмал подвергается гидролизу и расщепляется с образованием глюкозы и мальтозы, что расщепляется Мальтаза к глюкозе, которая усваивается организмом.
Какой полезнее?
Есть популярный миф, согласно которому от картофельного крахмала или от его употребления в целом усиливается развитие жировых отложений. В реальности ситуация обратная, специалисты даже рекомендуют применять крахмал для похудения.
Поскольку в плане химического состава особой разницы нет, полученные из обоих видов растений реагенты:
- помогают вырабатывать энергию;
- усиливают иммунитет;
- понижают концентрацию сахара в крови.
Норма и частота потребления крахмала зависят от целого ряда факторов: возраста, телосложения, сопутствующих патологий, двигательной активности, экологической обстановки, рода профессиональной деятельности. Учесть все это в должной мере могут только медики. В любом случае не рекомендуется вводить крахмал в питание без меры.
О том, как сделать картофельный крахмал своими руками, смотрите в следующем видео.
Картофельный крахмал легко усваивается организмом и благотворно влияет на работу ЖКТ. Изготовленный на его основе кисель обволакивает стенки желудка и обеспечивает организм энергией.
Кукурузный углевод отличается отсутствием в составе глютена. Поэтому он рекомендован людям, страдающим сахарным диабетом. Если на завтрак съесть пищу, богатую кукурузным крахмалом, даже к вечеру не наблюдается повышение уровня сахара в крови.
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.
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.
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.
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.
II. Реакции по гидроксильным группам
Реакции по гидроксильным группам моносахаридов
осуществляются, как правило, в полуацетальной (циклической) форме.
1.Алкилирование (образование простых эфиров).
При действии метилового спирта в присутствии
газообразного хлористого водорода атом водорода гликозидного гидроксила
замещается на метильную группу.
|
a, D- глюкопираноза |
+ СH3ОН |
HCl(газ) –––– |
метил- a,D- глюкопиранозид |
+ H2О |
При использовании более сильных алкилирующих средств,
каковыми являются, например, йодистый метил или
диметилсульфат, подобное превращение затрагивает все гидроксильные группы
моносахарида.
|
СH3I –––– NaOH |
пентаметил- a,D- глюкопираноза |
2.Ацилирование (образование сложных эфиров).
При действии на глюкозу уксусного ангидрида образуется
сложный эфир – пентаацетилглюкоза.
|
–––––––– |
пентаацетил- a,D- глюкопираноза |
3.Как и все многоатомные спирты, глюкоза с гидроксидом
меди (II) дает интенсивное
синее окрашивание (качественная реакция).
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.