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

Размеры зерен (в мм) для различных видов крахмала

Название крахмала	Размеры
Картофельный	0,05-0,08
Кукурузный	0,02-0,03
Пшеничный	0,03-0,05
Рисовый	0,05-0,01

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.

Крахмал. (Справочник кондитера)

Из крахмала вырабатывают декстрины, патоку, глюкозу и дру­гие продукты, широко применяемые в кондитерской промышленно­сти. Крахмал является углеводом, химическая формула его (С6Н10О5) n

Содержание крахмала в различном сырье приводится в табл. 49. Крахмал получают из картофеля, кукурузы и значительно мень­ше из пшеницы и риса.

Крахмал наиболее легко извлекается из картофеля и значи­тельно труднее из другого сырья, где присутствуют белки. В этом случае зерно замачивают, применяя химические средства* грубое и тонкое дробление и другие операции.

Таблица. 49. Среднее содержание крахмала в сырье

Наименование сырья	Крахмал в %	Крахмал в пересчете на сухое вещество
Картофель	От 14—29	74
Кукуруза	До 68,7	50—70
Пшеница	67,8	58-76
Рис	76,75	75 — 80

Крахмал относится к полисахаридам и его теплотворная спо­собность находится в пределах 418 ккал.

Физико-химические свойства крахмала

Крахмал состоит из амилозы и амилопектинa в соотношении 1 : (3,5—4,5). Содержание амилопектина и амилозы в крахмале (в %) приведено в табл. 50.

Таблица 50. Содержание амилопектина и амилозы в крахмале

Вид крахмала	Амилоза	Амилопектин
Картофельный	19 22	81-78
Кукурузный (маисовый)	21—23	79-77
Пшеничный	17	83
Рисовый	24	76

Крахмал нерастворим в воде, хорошо растворяется в 30%-ном растворе салицилового натрия. Амилоза растворяется в горячей во­де и образует прозрачные растворы. Амилопектин растворяется в воде при нагревании под давлением. При этом получаются вязкие растворы. В горячей воде без повышенного давления амилопектин набухает. При заваривании крахмала с водой образуется крах^ мальный клейстер, который состоит из коллоидного раствора ами­лозы с распределенными в нем набухшими частицами амилопек­тина. Йод окрашивает амилозу в синий, амилопектин в красно* фиолетовый, а крахмал в интенсивно синий цвет.

Клейстеризация крахмала является необратимым процессом. Приводим данные о клейстеризации крахмала (табл. 51).

Таблица 51. Температура клейстеризации крахмалов

Название крахмала	Температу­ра клей­стеризации в °С
Картофельный	65,0
Маисовый	68,0
Пшеничный	67,5
Рисовый	72,0

Крахмал при набухании способен поглотить следующее коли­чество воды: картофельный 37,1%, маисовый до 35%, пшеничный 31,63% и рисовый 26,79%. Теплота, развивающаяся при набухании, составляет для картофельного крахмала 31,71 кал, пшеничного 28,79 кал и рисового 28,62 кал.

Теплоемкость абсолютно сухого крахмала составляет 0,2697. Для подсчета теплоемкости крахмала применяется следующая фор­мула:

где: Ср1 — теплоемкость обычного крахмала;

Ср — теплоемкость абсолютно сухого крахмала (0,2697);

а — содержание абсолютно сухих веществ в крахмале.

Теплоемкость товарного крахмала при температуре от 0 до 20° —0,2765, от 21 до 42° —0,2978 и от 43 до 62° — 0,3061.

Размер и величина зерен крахмала приводятся в табл. 52.

Таблица 52. величина зерен крахмала

Крахмал	Величина зерен в мм
Картофельный	0,05-0,08
Маисовый	0,02—0,03
Пшеничный	0,03-0,05
Рисовый	0,05-0,0}

Удельный вес товарного картофельного крахмала 1,648, маи­сового 1,623, пшеничного 1,629 и рисового 1,620.

Насыпной вес товарного крахмала: картофельного 650 кг/ж3,

маисового 550 кг/м3.

Растворы крахмала способны вращать плоскость поляризации светового луча в поляриметре. Удельное вращение картофельного крахмала +184,4° с колебаниями от +177,19 до +204,3; удельное вращение маисового крахмала +201,5; пшеничного крахмала +202„4—204,3 и рисового крахмала +202,5.

Скорость осахаривания крахмала выражается в миллиграммах мальтозы на 1 г крахмала, она зависит от размера крахмальных зерен. Крупные крахмальные зерна расщепляются ферментами при­близительно в 2 раза слабее, чем мелкие. Осахаривание крахмала пшеницы характеризуется следующими данными (по М. И. Княгиничеву): мягкая пшеница (среднее) 36,8, твердая (среднее) 42,3.

Средний химический состав абсолютно сухого крахмала в % приведен в табл. 53.

Таблица 53. Химический состав крахмала

Крахмал весьма гигроскопичен. Растворимый картофельный крахмал при относительной влажности воздуха 99% через 27 дней увеличивает влажность до 40,6%, а растворимый маисовый крах­мал при той же относительной влажности через 25 дней увеличи­вает влажность до 31,7%.

Применение крахмала

Крахмал широко применяется в производстве мучных конди­терских изделий (печенья, бисквитных тортов и пирожных, кексов) и при выработке отливных конфет. Расход крахмала к весу муки предусмотрен рецептурами в следующих количествах: для затяж­ных сортов печенья до 7,5%, сахарных до 10%, в бисквитном полу­фабрикате для тортов и пирожных 25—12%, а в миндальном кек­се даже 100%.

При производстве мучных кондитерских изделий применяется обычно маисовый и картофельный крахмал. Кроме того, в техно­логическом процессе производства этих изделий принимает участи^ пшеничный крахмал, находящийся в муке,

Таблица 54. Требования к качеству крахмала

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.

КРАХМАЛ И КРАХМАЛОПРОДУКТЫ

Крахмал— природный углевод E2О промышленное использование при переработке пищевого сырья началось в первой половине 30-х годов прошлого века.

Крахмал обладает свойствами загустителя, стабилизатора и текстурирующего агента. Это вещество способно снижать содержание жиров, связывать между собой частицы смесей, удерживать ароматические компоненты и регулировать влажность. Все это делает крахмал одним из самых универсальных и доступных ингредиентов. Крахмал получают из натуральных сельскохозяйственных культур: маиса, кукурузы восковой спелости, пшеницы, тапиоки, картофеля и риса. Его используют в приготовлениях самых разнообразных пищевых изделий: молочных десертов, фруктовых продуктов, готовых закусок, дешевого питания, мясных продуктов, макаронных изделий и многих других. Разнообразие и многофункциональность крахмала сделали его незаменимым инструментом в приготовлении инновационных продуктов.

Крахмал хорошо усваивается организмом. Он является одним из основных источников энергии для человека. Представляет собой сыпучий порошок белого или слегка желтоватого цвета.

По химическому составу и строению крахмал относится к сложным углеводам, при расщеплении которого образуются декстрины, мальтоза, глюкоза. Процесс гидролиза (расщеплении) крахмала, называемый осахариванием, протекает под воздействием разбавленных минеральных кислот при нагревании смеси крахмала и воды (кислотный гидролиз) или амилолитических ферментов (ферментативный гидролиз).

Крахмал характеризуется высокой гигроскопичностью и способностью поглощать из окружающей среды влагу и различные вещества, определяющие запах, что необходимо учитывать при его обработке, хранении и транспортировании. Важным свойством крахмала является его способность неограниченно набухать в воде, а при, нагревании образовывать с ней клейстер и студень.

Крахмал, в качестве резервного углевода накапливается в клетках растений в виде плотных образований, называемых крахмальными зернами.

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 в воде 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.

Химический состав кукурузного и картофельного крахмала представлен в таблице:

Химический состав крахмала

Название веществ	Содержание на 100г,%
Картофельный	Кукурузный
Вода
Белки	0,1	1,0
Жиры	Следы	0,6
Углеводы усвояемые	79,6	85,2
Зола	0,3	0,2
Минеральные вещества (Na, K, Сa, P, Mg)	0,1	0,07

Оценкакачества.

Крахмал в зависимости от органолептических показателей и его состава подразделяют на сорта: картофельный — экстра, высший, 1-й и 2-й (для технических целей); кукурузный — высший, 1-й, амилопектиновый; пшеничный – экстра, высший 1-й.

Качество картофельного крахмала оценивают согласно ГОСТ, кукурузного – ГОСТ.

Органолептически

определяют цвет, люстр (блеск, характерный для высших сортов картофельного крахмала), запах, отсутствие хруста в клейстере. Цвет является важнейшим показателем, характеризующим крахмал. Он зависит от сорта крахмала, а в пределах сорта – от качества. Поэтому цвет относится к показателям, по которым устанавливают сорт крахмала. Для сортов крахмала экстра и высшего характерен кристаллический блеск, обусловленный отражательной способностью крупных крахмальных зерен. Примеси придают крахмалу сероватый оттенок.

Доброкачественный крахмал не имеет вкуса. Присутствие постороннего привкуса указывает на то, что продукт испорчен и в продажу не допускается.

Крахмал имеет слабый запах, характерный затхлый и плесневелый запах не допускается.

Внешний вид характеризуется наличием посторонних механических примесей. Не допускается наличие и примесей других видов крахмала.

В соответствии с физико-химическими показателями

нормируются влажность, кислотность, зольность, количество крапин, содержание сернистого ангидрида, а в кукурузном крахмале – еще и содержание белка. Примеси других видов не допускаются.

Характеристика крахмала по физико-химическим показателям

Влажность различных видов крахмала неодинакова, что обусловлено их различной гигроскопичностью, и не зависит от сорта: влажность картофельного крахмала – не более 20%, кукурузного и пшеничного – не более 13%.

Одним из основных показателей доброкачественности крахмала является кислотность. Чем выше уровень кислотности, тем ниже сорт крахмала. Кислотность картофельного крахмала допускается в пределах 6-20, кукурузного – 0,2 – 0,3 мл 0,1 н раствора гидроксида натрия на 100 г сухого продукта.

О засоренности крахмала мелкими примесями мезги, минеральных веществ судят по количеству крапин (темных точек), число которых нормируется стандартом в пределах: для картофельного крахмала сорта экстра – не более 60 крапин на 1 дм2 выровненной площади, для высшего – 280, 1-го – 700 крапин; количество крапин для 2-го сорта не нормируется (данный сорт используется для технических целей), для кукурузного крахмала высшего сорта – не более 300, 1-го – 500 крапин на 1 дм2 выровненной площади.

О чистоте крахмала судят и по величине зольности. Чем выше зольность, тем ниже сорт продукта: для картофельного допускается зольность в пределах 0,3 — 1,0%, для кукурузного – 0,2 – 0,3%.

Сухой крахмал должен выдержать кулинарную пробу (отсутствие хруста на зубах, посторонних вкуса и запаха).

Экспертиза подлинности крахмала.

Экспертизу подлинности крахмала и крахмалопродуктов проводят с целью идентификации вида крахмала или крахмалопродукта; идентификации сорта крахмала; а также с целью обнаружения фальсификации крахмала и крахмалопродуктов.

Поскольку идентификационные показатели видов и сортов крахмала были рассмотрены выше, остановимся на способах фальсификации крахмала и методах их обнаружения..

Ассортиментная фальсификация крахмала

происходит в следующих случаях: подмены одного сорта крахмала другим; подмены крахмала, полученного из одного вида зерна другим.

Вместо высшего сорта выпускают крахмал первого сорта и, что чаще бывает, когда крахмал второго сорта, предназначенный только для технических целей, направляется в розничную торговлю. Его сразу же можно отличить по серому цвету: при заливании холодной водой он приобретает серый оттенок, а при заваривании горячей студнеобразная масса имеет темносерый цвет.

Отличить крахмал первого сорта от второго очень легко по наличию крапин. Также легко определить подмену картофельного, более высококачественного крахмала, кукурузным: путем его микроскопирования.

Качественная фальсификация крахмала

, наиболее широко применяемая при его производстве, включает введение чужеродных добавок. В качественный крахмал могут вводить пшеничную муку-крупчатку или высшего сорта. Данная фальсификация легко распознается при микроскопировании, а также при добавлении воды. Если в такой крахмал добавляют холодную воду, то вместо осаждения крахмальных зерен на дно в воде формируется клейковина, дающая тесто.

Фальсификация крахмала мелом, содой или гипсом строительным легко распознается при добавлении к крахмалу холодной воды и любой кислоты (лимонной, уксусной, соляной, серной). Выделение углекислого газа сразу же укажет на подобную фальсификацию.

Количественная фальсификация крахмала

(недовес) – это обман потребителя за счет значительных отклонений параметров товара (массы), превышающих предельно допустимые нормы отклонений. Например, вес нетто упаковки крахмала или саго искусственно занижен и т.д. Выявить такую фальсификацию достаточно просто, измерив предварительно массу поверенными измерительными мерами веса.

Информационная фальсификация крахмала

— это обман потребителя с помощью неточной или искаженной информации о товаре.

Этот вид фальсификации осуществляется путем искажения информации в товарно – сопроводительных документах, маркировке. При фальсификации информации о крахмале довольно часто искажаются или указываются неточно следующие данные:

— наименование товара;

— страна происхождения товара;

— фирма – изготовитель товара;

— количество товара.

К информационной фальсификации относится также подделка сертификата качества, таможенных документов штрихового кода и др. Выявляется такая фальсификация проведением специальной экспертизы, которая позволяет выявить:

— каким способом изготовлены печатные документы;

— имеются ли подчистки, исправление в документе;

— является ли штриховой код на товаре поддельным и соответствует ли содержащаяся в нем информация заявленному товару и его производителю и др.

Дефекты.

Дефекты крахмала возникают в основном при нарушении технологии производства или условий хранения. К ним относятся:

— наличие механических и посторонних примесей;

— запаха и вкуса испорченного продукта молочнокислым, маслянокислом (брожении);

— хруста при разжевывании от минеральных примесей (песка);

— серый цвет крахмала и его повышенная влажность.

Крахмал с наличием таких дефектов не допускается к реализации в торговой сети, но может быть использован для технических целей.

Крахмалопродукты

Крахмалопродукты – продукты, получаемые в результате переработки крахмала, крахмало – паточная промышленность вырабатывает несколько сот наименований крахмала. К крахмалопродуктам, используемым для пищевых целей, относятся саго искусственное, модифицированные крахмалы, сахаристые продукты гидролиза крахмала – крахмальная патока, глюкоза, мальтодекстрины, фруктоза, глюкозно-фруктозный сироп и др.

Саго выпускают трех видов: натуральное – получают из сердцевины саговых пальм; искусственное – из картофельного и кукурузного крахмала высшего и 1-го сортов; саго-тапиока – из крахмала корней маниоки.

Саго искусственное представляет собой частично оклейстеризованные шарики из крахмала и является высококачественным пищевым продуктом, применяемым для изготовления каш, гарниров, начинок для пирогов и т.п. В вареном виде саго имеет нежный, приятный вкус, высокую калорийность и легко усваивается.

Саго искусственное от натурального отличается по следующим показателям:

— не имеет клеточной структуры;

— при разрушении оболочки и дальнейшем микроскопировании видны крахмальные зерна, характерные для картофельного или кукурузного крахмала;

— наличие крапин (темных включений) при разрушении оболочки.

По качеству саго делят на высший и 1-й сорта. Саго высшего сорта из картофельного крахмала матово-белое, 1-го сорта может иметь сероватый оттенок. Саго из кукурузного крахмала имеет желтоватый оттенок. В саго не допускаются посторонние привкусы, запахи, хруст при кулинарной пробе. Нормируются влажность, зольность, кислотность, набухаемость саго, содержание в нем мелочи

Патока

Крахмальная патока –

продукт неполного гидролиза крахмала, применяемый в различных отраслях пищевой промышленности: хлебопекарной, консервной, кондитерской и др.

Производят крахмальную патоку из злакового и картофельного крахмала. Представляет собой сладкую, бесцветную или желтоватую, сиропообразную жидкость. Вырабатывают патоку кислотного гидролиза (гидролиз крахмала под действием соляной кислоты при избыточном давлении и температуре около 1400С) и патоку ферментативного гидролиза (гидролиз под действием ферментов проросших зерен злаковых культур, плесневых грибов и бактерий при температуре около 600С).

Важнейшими стадиями производства патоки являются: подготовка крахмала к переработке, гидролиз, нейтрализация кислот или инактивация ферментов, механическая очистка, осветление адсорбентами, уваривание паточных сиропов до необходимой плотности и охлаждение готового продукта.

В зависимости от назначения патоки может вырабатываться различной степени осахаривания и с разным соотношением углеводов: карамельная низкоосахаренная (30-34%), карамельная обычная высшего и 1-го сортов (34-44%) и глюкозная высокоосахаренная (44-60%).

Патока должна быть бесцветной или окрашенной до темно-желтого цвета и прозрачной. Цвет патоки зависит главным образом от качества применяемых крахмала применяемых крахмала и осветляющих адсорбентов, без посторонних привкусов и запахов.

Антикристаллизирующее действие патоки объясняется тем, что содержащиеся в ней декстрины повышают вязкость сахарного сиропа и затрудняют кристаллизацию; редуцирующие вещества способствуют сохранению влаги.

В кондитерском производстве применяется также сухая патока, получаемая при обезвоживании жидкой патоки на валковых или распылительных сушилках.

Мальтодекстрины

получают ферментативным расщеплением крахмала. Они представляют собой полимеры, молекула которых составлена из 5-10 глюкозных остатков. Мальтодекстриныне имеют вкуса и запаха, при концентрации свыше 30% образуют вязкие растворы, способные замедлять кристаллизацию. Применяются для производства продуктов детского питания, сбитых сливок, мороженого, крема, майонеза и др. При этом используют их свойства, как низкая калорийность и сладость, гигроскопичность, усиление аромата продуктов, высокая вязкость, эмульсионная и антикристаллизационная способность.

Глюкоза

является продуктом полного гидролиза крахмала. В зависимости от степени очистки и назначения глюкоза подразделяется на кристаллическую, медицинскую, пищевую и техническую. Кристаллы глюкозы имеют белый цвет и приятный сладкий вкус. Она менее сладкая, чем сахароза, и не маскирует аромат и вкус других веществ в пищевых продуктах. Применяется при производстве кондитерских изделий, напитков, мороженого.

Упаковка и маркировка

Крахмал и крахмалопродукты упаковывают в мешки многослойные бумажные, или мешок-вкладыш полиэтиленовый, льняные новые или бывшие в употреблении, чистые, сухие, не ниже 3-й категории массой нетто от 15 до 60 кг.

Крахмал и крахмалопродукты могут быть фасованы в мелкую бумажную (пачки или пакеты) или полимерную тару массой нетто от 250 до 1000г. Саго упаковывают в мешки по 50 кг или фасуют в мелкую тару.

Пачки и пакеты с крахмалом укладывают в чистые дощатые, фанерные или из гофрированного картона ящики массой нетто не более 30 кг. Отклонения от массы не должны превышать следующих норм: при фасовке до 250г ±3%; от 250г до 500г ±2%; от 500г до 1000г ±1%; для ящика независимо от массы ±0,25%

На ящиках должны быть наклеены бумажные этикетки с маркировкой, характеризующей продукцию. На каждом мешке должны быть ярлык, который прошивается одновременно с зашивкой мешка.

На ярлыках, этикетках и пакетах должна указываться следующая информация: наименование предприятия – изготовляется, его адрес и товарный знак, наименование продукции с указанием вида и сорта; номер партии масса нетто, дата выработке; обозначение стандарта; количество единиц потребительской тары (для крахмала в пачках или пакетах). На каждую пачку или пакет наклеивают этикетку, которая содержит вышеперечисленную информацию о товаре, но вместо количества единиц потребительской тары и номера партии обозначают срок хранения.

Условия хранения и транспортирование.

Крахмал и крахмалопродукты хранят в упакованном виде в сухих, чистых хорошо вентилируемых помещениях. Мешки с крахмалом укладывают на стеллажи в штабеля.

Отсыревание – это основной процесс, способствующий порче крахмала при хранении. Крахмал увлажняется быстро (за сутки на 25-30%) и в увлажненном слое начинают развиваться гнилостные бактерии. Продукт приобретает вначале затхлый, а затем гнилостный запах. При хранении крахмала в складских помещениях относительная влажность должна быть не выше 75%, оптимальная температура воздуха 100С. При хранении крахмала в бункерах следует учитывать, что при долгом хранении крахмал слеживается. Подача крахмала из бункеров на производство осуществляется механическим, пневматическим, аэрозольным транспортом.

Сроки хранения со дня выработки крахмала картофельного и кукурузного – 2 года, пшеничного – 1 год.

Как сыпучий продукт крахмал транспортируют без тары в железных вагонах особой конструкции. Мягких (складных) и жестких контейнерах, автомуковозах, в соответствии с правилами перевозок на должном виде транспорта. Не допускается его перевозка совместно с продуктами обладающих существенными запахами.

Патоку хранят в баках (до 2000т), внутренняя поверхность которых покрытие пищевым лаком. Транспортируют в цистернах, деревянных и металлических бочках, которые внутри лаком или цинком. Хранят ее в сухих прохладных помещениях при температуре 8-120С и влажности не выше 70%, не допускается попадание влаги в продукт, так как это может привести к разжиженности и забраживанию патоки. Более высокая температура хранения приводит к потемнению патоки.

Содержание крахмала в растениях

Название растения	Часть растения	Содержание крахмала (до)	Содержание сахара	Примечания
Рогоз широколистный (Typha latifolia)	сухие корневища	58% (25-58%)	10%	—
Цетрария исландский (Cetraria islandica)	наземная часть	44%	%	(крахмал: лихенин)
Глицерия (Glyceria)	зерновки	75%	?	—
Кукуруза (Zea mays L.)	семян	71%	?	—
Хлебное дерево (Artocarpus altilis)	сушеная мякоть плодов	80% (60-80%)	14%	—
Кувшинка белая (Nymphaea alba)	корневище	49%	20%
Овес (Avena)	зерно	60%	?	Овес посевной (Avena sativa L.)
Сусак (Butómus umbellátus)	корневище	60%	?
Водяной орех (Trapa natans)	орех	55%	?
Батат (Ipomoea batatas L.)	клубни	72%	?
Сорго (Sorghum)	?	74%	?
Маниок (Manihot)	?	77%	?
Горох (Pisum)	зерно	40%	?
Ячмень (Hordeum L.)	зерно	75%	?
Картофель (Solanum tuberosum)	клубни (в сухом веществе)	82%	?
Саговые пальмы (род. Латов. Cycas)	сердцевина пальмы	?	?
Рис (Oryza)	зерно	89%	?
Рожь (Secale)	зерно	72%	?
Пшеница (Triticum L)	зерно	74%	?
Алтея лекарственная (Althaea officinalis L.)	корни	37%	10%	(10% сахарозы)
Стрелолист обыкновенная (Sagittaria sagittifolia L.)	клубни	35%

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.

15.6.2.7. Свойства крахмалов [91]

Свойства крахмалов зависят как от вида сырья, использованного для выделения продукта, так и от технологии выделения крахмала. Наиболее важными характеристиками крахмалов являются размер зерен, а также содержание амилозы и амилопектина. В соответствии с размерами зерен предложено разделять крахмалы на 4 типа: I — крупнозернистые, II — среднезернистые, III — мелкозернистые, IV — с бимодальной дисперсностью. Каждый тип может быть разделен на 3 подтипа, различающихся по содержанию амилозы, %: нормальный (нор) — 15–30, амилозный (амл) — более 30, амилопектиновый (амп) — менее 10.

Свойства крахмалов, зависящие от вида сырья, приведены в табл. 15.6.43, а от технологии производства — в табл. 15.6.44.

Таблица 15.6.43

Характеристики крахмалов, зависящие от вида сырья [91]

Тип	Подтип	Вид крахмала	Амилоза, %	Размеры зерен, мкм		Связанные, %		Т макс. вязкости, °С
				диапазон	средний	фосфор	липиды
I	нор	Картофельный	20–21	5–10	40	0,08–0,17	0,05	63–67
	амп	Картофельный амилопектиновый	0	—	—	—	—	78
II	нор	Кукурузный	20–28	5–25	15	0,02	0,7	67–78
		Сорговый	25	3–27	16	—	—	70–93
		Тапиоковый	16–17	3–28	15	0,02	0,1	68
	амп	Кукурузный	0	4–28	15	0,15	68–72
		Сорговый	0	4–27	16	—	—	70–75
	амл	Кукурузный амилозный	40–75	3–22	10	—	—	80–86
		Гороховый	35	10–35	20	0,07–0,1	0,82	60–70
III	нор	Рисовый	18	3–8	5	0,12	0,54	70–94
		Просовый	23	2–15	7	—	—	72
		Гречишный	—	—	4	—	—	68
		Ржаной (мелк. фр.)	29	2–10	5	—	1,4	—
	амп	Рисовый	0	2–13	5	0,01	—	68–73
IV	нор	Пшеничный	20–28	2–50	0,04	0,8	60–80
		Ржаной	26–30	2–36	0,05	1,0	80
		Ячменный	22–26	2–22	0,06	1,0	55–85
	амп	Пшеничный	3–6	—
		Ячменный амилопектиновый	2–8	2–15	12	0,04	0,6	58
	амл	Ячменный амилозный	40–54	—	—	—	1,3	59

Таблица 15.6.44

Характеристики крахмалов, зависящие от технологии переработки сырья [91]

Тип	Подтип	Вид крахмала	Кислот-ность1	Цвет		Примеси, %		Доброкачест-венность, %
				Белизна2, %	Количество крапин на 1 см2	Протеины	Зольность
I	нор	Картофельный	6–10	84	60–280	0,1–0,14	0,3–0,5	99,2
II	нор	Кукурузный	20–25	58,3	300–500	0,4–0,7	0,1	98,5
		Сорговый	20–25	300–500	0,8–1,3	1,5	97,5
		Тапиоковый	0,1	0,2	99,0
	амп	Кукурузный	23	300–500	0,1	97,4
		Гороховый	45,8	500	0,4
III	нор	Рисовый	7–9	80	300–500	0,8
		Ржаной (мелк. фр.)	0,4	96
IV	нор	Пшеничный	20	300–500	0,64	0,2	98,3
		Ржаной	20–30	51,3	300–500	0,2–1,5	97
		Ячменный	20–28	37	300–500	1,5	97
	амп	Пшеничный	69,4	0,6

Плотность безводного крахмала составляет, кг/м3: картофельного — 1633–1648, кукурузного — 1591–1632 [97]. Насыпная масса 1 м3 картофельного крахмала влажностью 20 % в холодном состоянии равна 650 кг [97], влажностью 50 % — 1250 кг.

Достоинством крахмала из картофеля является то, что он содержит существенно меньшие количества липидов и протеина (примерно 0,1 %), чем крахмалы, выделенные из злаков, которые имеют обычно 0,6–0,8 % липидов и 0,4 % протеинов. Характерным для картофельного крахмала является и то, что фосфатные группы (примерно 0,08 %) связаны эфирными связями с амилопектином. Размеры молекулы амилозы картофеля обычно больше, чем молекулы амилозы из злаков [103].

Кукурузный крахмал вырабатывают двух сортов (ГОСТ 7697–82): высшего и I, а также в виде кукурузного амилопектинового крахмала, который применяется в качестве стабилизатора и загустителя. Амилопектиновый кукурузный крахмал может использоваться как заменитель картофельного крахмала.

Картофельный крахмал вырабатывают четырех сортов (ГОСТ 7699–78): экстра, высшего, I и II (табл. 15.6.45).

Таблица 15.6.45

Характеристика крахмалов [42]

Показатель	Норма для видов и сортов крахмала
	Кукурузного			Картофельного
	высшего	1	амилопек-тинового	экстра	высшего	1	2
Массовая доля, масс. %, не более:
влаги	13	13	13	17–20	17–20	17–20	17–20
общей золы на СВ	0,20	0,30	0,20	0,30	0,35	0,50	1,0
золы, не растворимой в 10% соляной кислоте, на СВ	0,04	0,06	—	0,03	0,05	0,10	0,3
протеина на СВ	0,8	1,0	1,0	—	—	—	—
SO2	0,008			0,005
Количество крапин, 1 дм2, не более	300	500	400	60	280	700	—
Кислотность, объем 0,1 н. раствора гидроксида натрия/100 г СВ крахмала, см3, не более	20	25	23	6	10	14	20
Примеси других видов крахмала	Не допускаются

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.

Какой бывает?

Крахмал делают из разных культур: картофеля, кукурузы, риса, пшеницы, корня маниоки, сои. Самый популярный и доступный – картофельный крахмал, но продвинутые хозяйки используют также кукурузный и крахмал тапиоки (из корня маниоки).

Картофельный широко используют в кулинарии, а также для приготовления клейстеров. Кукурузный крахмал нежнее, чем картофельный, его советуют использовать для приготовления молочных блюд. Крахмал тапиоки очень похож на картофельный, но он дает более вязкий клейстер и за счет того, что имеет меньшую влажность весит меньше, чем картофельный, то есть получается более экономичным. Этот вид крахмала обычно используют только в кулинарии.

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.)

Интересное вещество, крахмал — не только пищевой продукт

Крахмал — органическое вещество, полисахарид, мономер, вырабатывается растениями в процессе фотосинтеза. Крахмалом богаты картофель, в частности, злаковые, рис, кукуруза, гречиха, батат, бананы, многие виды бобовых.

Свойства

Мелкодисперсионный белый порошок, без запаха и вкуса, с характерным «скрипом» при сжатии. В холодной воде не растворяется, образуя взвесь. Нагреванием взвеси получают коллоидный раствор (клейстер).

С химической точки зрения, крахмал — это смесь амилозы (линейного полисахарида) и амилопектина (разветвленного полисахарида). Молекулярная масса амилозы различна у разных растений, что обуславливает разные физические свойства крахмала картофельного и рисового, пшеничного и кукурузного. Они отличаются размером и структурой крахмальных зерен, видом полимерных цепей, вязкостью коллоидного раствора, температурой превращения в клейстер и некоторыми другими свойствами.

Добавление к водному раствору крахмала разбавленной кислоты приводит к гидролизации вещества. Эту реакцию используют в промышленном производстве патоки, декстринов, глюкозы, модификаций крахмала. В промышленности и пищевом производстве часто используют различные модификации крахмала с улучшенными качествами: со способностью быстро набухать, с более низкой или более высокой вязкостью клейстера, с более легкой усвояемостью организмом.

Это интересно

Взвесь крахмала в воде из равных массовых долей ингредиентов образует неньютоновскую жидкость, обладающую фантастическими свойствами. В отличие от обычных жидкостей, в которых вязкость растет пропорционально силе воздействия на нее, в смеси крахмала и воды вязкость растет значительно быстрее, чем сила воздействия. Закон поведения обычных жидкостей открыл Ньютон, поэтому привычные нам жидкости называются ньютоновскими. А водную взвесь крахмала или, скажем, зыбучие пески принято называть неньютоновскими жидкостями. При резком внешнем воздействии такие жидкости ведут себя как твердое упругое тело, а при медленном — как обычная жидкость. Поэтому по крахмальной взвеси можно, например, ходить как по твердой поверхности, практически не замочив ног — главное, при этом не останавливаться!

Применение

— Больше всего крахмал востребован в пищевой промышленности в качестве загустителя и желирующего агента в соусах, пудингах, заправках, мороженом, кремах, колбасных изделиях. В пищепроме применяют также патоку, этиловый спирт, глюкозу, полученные из крахмала. — В органическом синтезе — сырье для получения этанола, декстринов, глюкозы, бутилового спирта, ацетона, глицерина, лимонной, молочной, глюконовой кислот. — Для изготовления съедобных упаковок и растворимых полимерных пленок. — В текстильной промышленности для аппретирования тканей. — В производстве бумаги — наполнитель. — Основной компонент обойного клея, применяется в качестве безвредного клея для бумаги и картона. — В фармакологии — наполнитель таблеток. — В микробиологии — питательная среда для производства биологических препаратов, в том числе ферментов, витаминов, антибиотиков. — В медицине используются такие свойства крахмала как влияние на уровень сахара в крови, повышение способности организма противостоять инфекции и воспалительным процессам. В нашем магазине химических реактивов в Москве и области можно купить крахмал картофельный, а также широкий спектр химических реактивов и лабораторных принадлежностей с доставкой или самовывозом со склада в Мытищах. Доступные цены и квалифицированный персонал — важные плюсы в пользу совершения покупок в Prime Chemicals Group.

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.