![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Общие теоретические сведения о нативном крахмале
Для крахмала характерна зернистая структура, при этом каждый его вид отличается от другого размером и формой зерен. Нативный крахмал имеет двойное лучепреломление, в зернах крахмала наблюдается чередование кристаллических и аморфных слоев. По химическому составу молекула крахмала является смесью двух гомополисахаридов – амилозы и амилопектина. Его химическая эмпирическая формула (С6H10O5)n свидетельствует о том, что основой молекулы крахмала является глюкозидный остаток С6H10O5. Крахмалы разных крахмалопродуктов содержат от 10 до 30% амилозы и 70–90% амилопектина. Картофельный крахмал содержит в среднем на сухую массу 21% амилозы и 79% амилопектина. Молекула амилозы представляет собой линейный полисахарид крахмала, состоящий из глюкопиранозных остатков, соединенных в цепях a-1, 4 глюкозидными связями. Молекулярная масса амилозы в зависимости от происхождения крахмала равна 105 – 106. Молекула амилозы с йодом образует устойчивые комплексные соединения, дающие синее окрашивание. Растворы амилозы в воде нестабильны, легко образуют агрегаты, вызывающие помутнение, образование осадка или студня. Амилопектин существенно отличается от амилозы как по структуре, так и по свойствам. Амилопектин имеет многократно разветвленную молекулу, также состоящую из глюкозных остатков. В цепочках молекул амилопектина глюкопиранозные остатки связаны a-1, 4-глюкозидной связью, а в точках ветвления – связью a-1, 6, которая более прочна к внешним воздействиям, чем связь a-1, 4. Молекулярная масса амилопектина составляет 107–108. Молекула амилопектина дает с йодом фиолетово-красное окрашивание. Водные дисперсии амилопектина стабильны. Молекулы амилопектина не осаждаются спиртами, адсорбируются на кислой окиси алюминия, нерастворимы в холодной воде, но в горячей набухают, образуя высоковязкие, стабильные при хранении клейстеры. Нативный крахмал нерастворим в холодной воде, но имеет свойство адсорбировать ее в количестве 25–30%, при этом заметно не набухая. В горячей воде крахмал сначала набухает, а при повышении температуры образует вязкий коллоидный раствор, что характеризует его как гидрофильный высокополимер. Вязкость крахмальных клейстеров обусловлена способностью растворенных в воде полисахаридов образовывать трехмерную сетку, удерживающую большее количество воды, чем крахмальные зерна. Этой способностью в наибольшей степени обладает амилоза. Именно она определяет такие основные свойства крахмала как способность к набуханию и вязкость клейстеров. Крахмалы при гидротермической обработке подвергаются клейстеризации, т.е. разрушению нативной структуры крахмальных зерен, сопровождаемому их набуханием. Температуру и интервал клейстеризации, в котором происходит разрушение всех зерен крахмала, определяют природа крахмала и особенности строения его зерен. Например, клейстеризация картофельного крахмала происходит в интервале температур 53 – 70°С и зависит от величины зерен и содержания примесей. Температура клейстеризации может изменяться под влиянием добавок солей и сахаридов. Галоидные соединения натрия снижают температуру клейстеризации крахмала по мере увеличения порядкового номера аниона. Также ее снижают нитраты и перхлораты металлов, а сульфаты, фосфаты и пирофосфаты сильно увеличивают ее, также сахариды (глюкоза, мальтоза, сахароза) повышают ее. При охлаждении крахмальных клейстеров наблюдается определенное упорядочение его структуры и при достаточно высокой концентрации – затвердевание с образованием гелеобразной системы. Свойства гелей и их прочность зависят от вида крахмала, наличия и характера предварительной обработки его, продолжительности и температуры варки клейстера, а также хранения клейстера, перемешивания его в процессе варки, присутствия в системе других компонентов и т.д. Линейные молекулы амилозы обладают склонностью быстро ассоциировать и образовывать мицеллы с упорядоченной структурой. В отличие от молекул амилозы молекулы амилопектина обладают пониженной способностью к комплексообразованию. Разветвленные молекулы амилопектина затрудняют процесс упорядочения структуры и создание кристаллических областей как внутри набухших зерен крахмала, так и между ними. Длительное хранение гелей крахмалов приводит к дальнейшему упорядочению структуры и повышению кристалличности или к образованию нерастворимого микрокристаллического осадка при низкой концентрации клейстера. Эти изменения называют ретроградацией. Свойства как картофельного нативного крахмала, так и других нативных крахмалов, вырабатываемых в производственных условиях, как правило, не полностью отвечают всем требованиям, предъявляемым к ним как к вспомогательным материалам в ряде технологических процессов других отраслей промышленности. Природные свойства крахмалов могут быть изменены в результате физического, химического, биологического или комбинированного воздействия. Крахмалы, свойства которых изменены в результате специальной обработки, называются модифицированными. Модификация крахмала позволяет экономить значительное количество сырьевых ресурсов, заменять некоторые дефицитные виды сырья и создавать новые виды пищевых продуктов. Далее в работе рассмотрено получение и свойства этих крахмалов.
|