Крахмал

Крахмал
Крахмал
Крахмал: химическая формула
Крахмал: вид молекулы
Общие
Химическая формула (C6H10O5)n
Физические свойства
Состояние (ст. усл.) твёрдое, белый порошок
Молярная масса 162.141 × n г/моль
Плотность 1,5 г/см³
Термические свойства
Температура самовоспламенения 410 °C
Классификация
Рег. номер CAS 9005-25-8
Регистрационный номер EC 232-679-6
RTECS GM5090000

Крахма́л (C6H10O5)n — полисахариды амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Крахмал, синтезируемый разными растениями в хлоропластах, под действием света при фотосинтезе, несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам.

Содержание

Физические и химические свойства

Безвкусный, аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом видно, что это зернистый порошок; при сжатии порошка крахмала в руке он издаёт характерный «скрип», вызванный трением частиц.

В горячей воде набухает (растворяется), образуя коллоидный раствор — клейстер; с раствором йода образует соединение-включение, которое имеет синюю окраску. В воде, при добавлении кислот (разбавленная H2SO4 и др.) как катализатора, постепенно гидролизуется с уменьшением молекулярной массы, с образованием т. н. «растворимого крахмала», декстринов, вплоть до глюкозы.

Молекулы крахмала неоднородны по размерам. Крахмал представляет собой смесь линейных и разветвлённых макромолекул.

При действии ферментов или нагревании с кислотами подвергается гидролизу. Уравнение:(C6H10O5)n + nH2O—H2SO4→ nC6H12O6.

Качественные реакции:

  • Крахмал, в отличие от глюкозы, не даёт реакции серебряного зеркала;
  • Подобно сахарозе, не восстанавливает гидроксид меди (II);
  • Взаимодействует с йодом (окрашивание в синий цвет).

Биосинтез

Часть глюкозы, образующейся в зелёных растениях при фотосинтезе, превращается в крахмал:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

nC6H12O6(глюкоза) → (C6H10O5)n + nH2O

В общем виде это можно записать как 6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n+ 6nO2.

Крахмал в качестве резервного питания накапливается в клубнях, плодах, семенах растений. Так, в наиболее часто используемых для производства крахмала растениях, клубнях картофеля содержится до 24 % крахмала, в зёрнах пшеницы — до 64 %, риса — 75 %, кукурузы — 70 %.

Модификация крахмала

В промышленности превращение крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) происходит путём кипячения его на протяжении нескольких часов с разбавленной серной кислотой (каталитическое влияние серной кислоты на осахаривание крахмала было обнаружено в 1811 г. К. С. Кирхгофом). Чтобы из полученного раствора удалить серную кислоту в него добавляют мел, получая из серной кислоты нерастворимый сульфат кальция. Последний отфильтровывают, и вещество выпаривают. Получается густая сладкая масса — крахмальная патока, которая содержит кроме глюкозы значительное количество остальных продуктов гидролиза крахмала.

Патока используется для приготовления кондитерских изделий и для разнообразных 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 настоящее время гидролиз крахмала производят ферментативно, 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. Модифицированный крахмал не имеет никакого отношения к генетически модифицированным организмам, так как является веществом, а не организмом, и никаких генов не имеет.

Пищевое значение

В желудочном тракте человека и животного крахмал поддаётся гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом. Промежуточными продуктами гидролиза крахмала являются декстрины.

Крахмал, как пищевая добавка, используется для загущения многих пищевых продуктов, приготовления киселей, заправок и соусов.

Крахмал является наиболее распространенным углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания. Главными источниками крахмала в мире являются Зерновые культуры: рис, пшеница, кукуруза; различные корнеплоды, в том числе картофель, а также маниок.[1] Большинство других крахмалистых продуктов произрастают только в местах с определённым климатом, например: рожь, ячмень, гречиха, овёс, пшено, желуди, бананы, каштаны, сорго, батат, плоды хлебного дерева, ямс, таро, чилим, маранта, арракача, канна, колоказия, кандык японский, пуэрария дольчатая, маланга, кислица клубненосная, такка перистонадрезанная, саго, и многие виды бобовых, таких как чечевица, бобы садовые, маш, горох лущильный, нут.

Широкоизвестными блюдами, содержащими крахмал, можно назвать: хлеб, блины, лапшу, макароны, каши, кисели и различные лепешки, в том числе тортильи.

Для пищеварительных ферментов расщепление кристаллического крахмала (класс РК3) представляет некоторую сложность. Сырой крахмал плохо переваривается в двенадцатиперстной и тонкой кишках, а бактериальное разложение будет проходить в основном в толстой кишке. Продукты с большим количеством амилозы, хуже перевариваются, чем с амилопектином. При этом даже резистентный (неперевариваемый) крахмал (классов РК2, РК3, РК4) играет свою физиологическую роль: снижает уровень сахара после пищевой гипергликемии (увеличения концентрации глюкозы в крови, особенно важно для больных сахарным диабетом), образует органические кислоты — энергию эпителия толстого кишечника, поддерживает иммунитет кишечного тракта, противовоспалительную защиту организма и другое.[2] В целях повышения усваиваемости крахмала его термически обрабатывают. Поэтому, прежде чем люди начали использовать огонь, зерно и другие высококрахмалосодержащие продукты были не самым лучшим способом получения энергии организма (в отличие от белковой пищи).

Клейстеризация и желатинизация крахмала, например, во время выпечки торта, может быть снижена за счёт сахара, конкурирующего за воду, что улучшает текстуру крахмала, предотвращая "зарезинивание".

Промышленное значение

В пищевой промышленности крахмал используется для получения глюкозы, патоки, этанола, в текстильной — для обработки тканей, в бумажной — в качестве наполнителя.

Биологические свойства

Крахмал, являясь одним из продуктов фотосинтеза, широко распространен в природе. Для растений он является запасом питательных веществ и содержится в основном в плодах, семенах и клубнях. Наиболее богато крахмалом зерно злаковых растений: риса (до 86 %), пшеницы (до 75 %), кукурузы (до 72 %), а также клубни картофеля (до 24 %).

Для организма человека крахмал наряду 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.

Раствор крахмала в воде является неньютоновской жидкостью.

Грязевой крахмал

Грязевой крахмал — побочный продукт при производстве первого сорта крахмала: та его часть, которая отлагается вверху при отмывке в осадочных чанах или чанах с мешалкой. Содержит 90-95 % крахмала, перерабатывается вторично на крахмал.

См. также

Примечания

  1. Anne-Charlotte Eliasson (2004). Starch in food: Structure, function and applications. Woodhead Publishing. ISBN 978-0-8493-2555-7. (eng)
  2. Фитопребиотики: резистентный крахмал, статья Петровой И. В. (к.б.н., биотехнологии) на сайте lepestok.kharkov.ua.

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

См. также в других словарях:

  • крахмал —      (от нем. Kraftmehl крепкая, сильная мука). Мучнистое, сильное клеющее вещество ряда растений. В кулинарном и кондитерском деле применяют чаще всего картофельный, пшеничный и кукурузный крахмал, причем последний наиболее нежный. Крахмал идет… …   Кулинарный словарь

  • Крахмал — природный углевод, накапливаемый в клетках растений в виде крахмальных зерен и выделяемый из крахмалсодержащего сырья при его переработке;... Источник: Постановление Правительства РФ от 09.03.2010 N 132 Об обязательных требованиях в отношении… …   Официальная терминология

  • КРАХМАЛ — КРАХМАЛ, (С6Н10О5)п, углевод, относящийся к коллоидным полиозам. Конечным продуктом при кислотном его гидролизе является й глюкоза, при ферментативном (амилаза) мальтоза; промежуточными продуктами гидролиза являются растворимый К и декстрины… …   Большая медицинская энциклопедия

  • КРАХМАЛ — (польское krochmal, от немецкого Kraftmehl), запасной углевод растений; состоит из 2 полисахаридов амилозы и амилопектина, образованных остатками глюкозы. Накапливается в виде зерен, главным образом в клетках семян, луковиц, клубней, а также в… …   Современная энциклопедия

  • КРАХМАЛ — (польск. krochmal от нем. Kraftmehl), запасной углевод растений; состоит из двух полисахаридов амилозы и амилопектина, образованных остатками глюкозы. Накапливается в виде зерен, главным образом в клетках семян, луковиц, клубней, а также в… …   Большой Энциклопедический словарь

  • КРАХМАЛ — КРАХМАЛ, УГЛЕВОД, накапливающийся во многих растениях; он составляет около 70% питания человечества, поскольку содержится в таких продуктах, как картофель, пшеница, рис и другие злаки. Растения и животные преобразуют крахмал в ГЛЮКОЗУ, которая… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • КРАХМАЛ — КРАХМАЛ, крахмала, мн. нет, муж. (нем. Kraftmehl). Углевод особого состава, образующийся в виде мельчайших зернышек в зеленых частях растений из углекислоты воздуха под действием света (хим., бот.). || Продукт из таких зернышек различных растений …   Толковый словарь Ушакова

  • КРАХМАЛ — муж. чисто мучнистая часть семян, особ. хлебных растение; добывается мочкою зерен, в виде белого порошка, более из пшеницы и картофеля; по клейкости своей, идет для придания жесткости и глади белыо, почему и называется также скорбилом (скорбнуть) …   Толковый словарь Даля

  • крахмал — крахмала, мн. нет, м.[нем. Kraftmehl]. Углевод особого состава, образующийся в виде мельчайших зернышек в зеленых частях растений из углекислоты воздуха под действием света (хим., бот.). || Продукт из таких зернышек различных растений, употр. в… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • КРАХМАЛ — основной резервный углевод растений, состоящий из линейной амилозы (ок. 25%) и разветвлённого амилопектина (ок. 75%). Образуется в хлоропластах и амилопластах и откладывается в клетках в виде крахмальных зёрен; накапливается в семенах, клубнях,… …   Биологический энциклопедический словарь

Книги

Другие книги по запросу «Крахмал» >>

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»