 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Строение крахмала
Крахмал представляет собой наиболее важный резервный гомополисахарид растений, относящийся к группе углеводов. Этот полимер синтезируется высшими и низшими растительными организмами из глюкозы, которая образуется в результате фотосинтеза зелеными растениями. В процессе фотосинтеза углекислый газ, поглощенный растением из воздуха, под влиянием солнечного света взаимодействует с водой, в результате чего образуется глюкоза и выделяется кислород. Реакция протекает по уравнению:
хлорофилл
6CO2 + 12H2O ----------------► C6H12O6 + 6H2O.
свет
Накопленная в растениях глюкоза превращается затем в крахмал по уравнению:
nC6H12O6 ----------------► (C6H10O5)n + n H2O.
Крахмал является полимером глюкозы, которая образуется и существует в разных формах. Преобладающей из них является циклическая пиранозная форма. Превращение открытой формы D-глюкозы в циклическую α- D-глюкозу сопровождается образованием кислородного мостика -О- между первым и пятым атомами углерода.
В зернах крахмала содержатся 98-99,5% полисахаридов и 0,5-2% неуглеводных компонентов (в т.ч. липиды, белки, зольные элементы). Крахмал представляет собой смесь линейного (амилозы-20-30% от массы крахмала) и разветвленного (амилопектина – 70-80%) полисахаридов.
Первый из них состоит из длинных, неразветвленных цепей остатков D-глюкозы, соединенных друг с другом α-(1-4)-связями. Молекулярная масса таких цепей колеблется от нескольких тысяч до 500 000. Это объясняется тем, что в зависимости от метаболических потребностей клеток моносахаридные остатки могут ферментативно присоединяться к полисахаридам или же отщепляться от них.
Амилопектин также имеет высокую молекулярную массу, но в отличие от амилозы его цепи сильно разветвлены.В неразветвленных участках амилопектина остатки глюкозы соединены друг с другом связями α-(1-4), а в участках ветвления цепи – α-(1-6).
Благодаря α-(1-4)-связям полимерные цепи в молекулах амилозы и амилопектина приобретают сильно спирализованные компактные структуры. Это уменьшает вероятность образования межцепных Н-связей, но увеличивает возможность возникновения таких связей с молекулами воды. Поэтому амилоза растворяется в воде.
В отличие от линейной амилозы амилопектин имеет разветвленное строение и в точках ветвления звенья соединяются за счет отщепления воды от α – OH и CH2OH – групп. [4]
Различия в строении амилопектина и амилозы обуславливают их неодинаковые свойства, что видно из таблицы 3.
Таблица 3. Свойства амилозы и амилопектина. [3]
| Свойства или признак | Амилозная фракция | Амилопектиновая фракция |
| Растворимость при обработке зерен крахмала водой с температурой ниже 1000С | Растворима | Нерастворима |
| Стабильность раствора при хранении | Легко образует осадок | Остается стабильным |
| Окраска йодного комплекса | Синяя | От красно-бурой до красно-фиолетовой |
| Способность связывать йод,% | 18-20 | 0-1,3 |
| Число нередуцируюших концевых групп на одну молекулу | несколько сот | |
| Отношение растворов к высшим спиртам | Выпадает в осадок в виде комплексного соединения | Остается в растворе |
| Действие α-амилазы | Расщепляется полностью | Расщепляется примерно на 50% |
| Пленкообразующая способность фракций и их производных | Эластичные пленки | Хрупкие пленки |
Зерна пшеничного крахмала различаются размерами: менее 10 мкм- 78% и 25-30 мкм - около 3,7%, имеется значительное количество мелких зерен размером от 2 до 5 мкм. Зерна имеют эллиптическую и круглую сдавленную форму. [3]
а б 
Крахмальные зерна растений:
а- картофель
б - пшеница
в - кукуруза
г - рис
в г
Нативные крахмалы при использовании в пищевых и технических целях, как правило, подвергаются термической обработке в присутствии воды. При повышении температуры водных крахмальных суспензий выше 30°С происходит частичный разрыв водородных связей в молекуле зерна крахмала, ведущий к изменению его микроструктуры. При этом резко возрастает гидратация амилозы и амилопектина и соответственно увеличиваются размеры зерен - происходит их так называемое “набухание”. При повышении температуры амилоза частично диффундирует из аморфной части зерен и переходит в раствор, а амилопектин остается в основном в нерастворенном состоянии. При разрушении зерен происходит деструкция кристаллической части зерен, полисахариды переходят в раствор.
Изменения, протекающие при нагревании водной суспензии крахмала, зависят от температуры, до которой нагрета суспензия, и ее концентрации. При этом в процессе изменения структуры зерен крахмала различают четыре этапа.
На первом этапе при комнатной температуре или незначительном нагревании суспензии (обычно до 50°С) происходит медленное и обратимое ограниченное набухание зерен крахмала.
На втором этапе набухание зерен крахмала становится интенсивным и необратимым. Происходит частичная клейстеризация крахмала и переход в раствор низкомолекулярной фракции амилозы, быстро возрастает вязкость суспензии. После охлаждения системы, зерна крахмала претерпевают существенное изменение -большая их часть утрачивает первоначальную структуру. На третьем этапе в результате дальнейшего повышения температуры происходит полное растворение амилозы, содержащейся в крахмальных зернах.
На четвертом этапе нагревания зерна крахмала полностью разрушаются, и полисахаридные молекулы переходят в раствор, образуя клейстер. [5]
Поиск по сайту: