Каким свойством обладает крахмал

Каким свойством обладает крахмал thumbnail

Крахмал – ценный питательный продукт. Он входит в состав хлеба, картофеля, круп и наряду с сахарозой является важнейшим источником углеводов в человеческом организме.

Химическая формула крахмала (С6(Н2О)5)n.

Строение крахмала

Крахмал состоит из 2 полисахаридов, построенных из остатков циклической a-глюкозы.

Как видно, соединение молекул глюкозы происходит с участием наиболее реакционноспособных гидроксильных групп, а исчезновение последних исключает возможность образования альдегидных групп, и они в молекуле крахмала отсутствуют. Поэтому крахмал не дает реакцию «серебряного зеркала».

Иллюстрация. Фрагмент молекулы крахмала

Крахмал состоит не только из линейных молекул, но и из молекул разветвленной структуры. Этим объясняется зернистое строение крахмала.

В состав крахмала входят:

  • амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) — 10-20%;
  • амилопектин (оболочка крахмального зерна) — 80-90%.

Амилоза

Амилоза растворима в воде и представляет собой линейный полимер, в котором остатки α–глюкозы связаны друг с другом через первый и четвертый атомы углерода (α-1,4-гликозидными связями).

Цепь амилозы включает 200 — 1000 остатков a-глюкозы (средняя мол. масса 160 000) .

Каким свойством обладает крахмал

Макромолекула амилозы представляет собой спираль, каждый виток которой состоит из 6 звеньев a-глюкозы.

Каким свойством обладает крахмал

Амилопектин

В отличие от амилозы, амилопектин не растворим в воде, и имеет разветвленное строение.

Каким свойством обладает крахмал

Подавляющее большинство глюкозных остатков в амилопектине связаны, как и в амилозе α-1,4-гликозидными связями. Однако в точках разветвлений цепи имеются α-1,6-гликозидные связи.

Молекулярная масса амилопектина достигает 1-6 млн.

Каким свойством обладает крахмал

Молекулы амилопектина также довольно компактны, так как имеют сферическую форму.

Биологическая роль крахмала. Гликоген

Крахмал – главное запасное питательное вещество растений, основной источник резервной энергии в растительных клетках.

Остатки глюкозы в молекулах крахмала соединены достаточно прочно и в то же время под действием ферментов легко могут отщепляться, как только возникает потребность в источнике энергии.

Амилоза и амилопектин гидролизуются под действием кислот или ферментов до глюкозы, которая служит непосредственным источником энергии для клеточных реакций, входит в состав крови и тканей, участвует в обменных процессах.

Гликоген (животный крахмал) – полисахарид, молекулы которого построены из большого числа остатков α–глюкозы. Он имеет сходное строение с амилопектином, но отличается от него большей разветвленностью цепей, а также большей молекулярной массой.

Содержится гликоген главным образом в печени и в мышцах.

Гликоген – белый аморфный порошок, хорошо растворяется даже в холодной воде, легко гидролизуется под действием кислот и ферментов, образуя в качестве промежуточных веществ декстрины, мальтозу и при полном гидролизе – глюкозу.

Превращение крахмала в организме человека и животных

Каким свойством обладает крахмал

Нахождение в природе

Крахмал широко распространен в природе. Он образуется в растениях в процессе фотосинтезе и накапливается в клубнях, корнях, семенах, а также в листьях и стеблях.

Каким свойством обладает крахмал

Крахмал содержится в растениях в виде крахмальных зерен. Наиболее богато крахмалом зерно злаков: риса (до 80%), пшеницы (до 70%), кукурузы (до 72%), а также клубни картофеля (до 25%). В клубнях картофеля крахмальные зерна плавают в клеточном соке, в злаках они плотно склеены белковым веществом клейковиной.

Физические свойства 

Крахмал – белое аморфное вещество, без вкуса и запаха, нерастворимое в холодной воде, в горячей воде набухает и частично растворяется, образуя вязкий коллоидный раствор (крахмальный клейстер).

Крахмал существует в двух формах: амилоза – линейный полимер, растворимый в горячей воде, амилопектин – разветвлённый полимер, не растворимый в воде, лишь набухает.

Химические свойства крахмала

Химические свойства крахмала объясняются его строением.

Крахмал не дает реакцию «серебряного зеркала», однако ее дают продукты его гидролиза.

1. Гидролиз крахмала

При нагревании в кислой среде крахмал гидролизуется с разрывом связей между остатками α-глюкозы. При этом образуется ряд промежуточных продуктов, в частности мальтоза. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза:

Каким свойством обладает крахмал

Процесс гидролиза протекает ступенчато, схематически его можно изобразить так:Каким свойством обладает крахмал

Видеоопыт «Кислотный гидролиз крахмала»

Реакцию превращения крахмала в глюкозу при каталитическом действии серной кислоты открыл в 1811 г. русский ученый К.Кирхгоф (реакция Кирхгофа).

2. Качественная реакция на крахмал

Так как молекула амилозы представляет собой спираль, то при взаимодействии амилозы с йодом в водном растворе молекулы йода входят во внутренний канал спирали, образуя так называемое соединение включения.

Раствор иода окрашивает крахмал в синий цвет. При нагревании окрашивание исчезает (комплекс разрушается), при охлаждении появляется вновь.

Крахмал + J2синее окрашивание

Каким свойством обладает крахмал

Видеоопыт «Реакция крахмала с йодом»

Данная реакция используется в аналитических целях для обнаружения, как крахмала, так и йода (йодкрахмальная проба)

3. Большинство глюкозных остатков в молекулах крахмала имеют по 3 свободных гидроксила (у 2,3,6-го атомов углерода), в точках разветвления – у 2-го и 3-го атомов углерода.

Следовательно, для крахмала возможны реакции, характерные для многоатомных спиртов, в частности образование простых и сложных эфиров. Однако эфиры крахмала большого практического значения не имеют.

Качественную реакцию на многоатомные спирты крахмал не дает, так как плохо растворяется в воде.

Получение крахмала

Из растений извлекают крахмал, разрушая клетки и отмывая его водой. В промышленном масштабе его получают главным образом из клубней картофеля (в виде картофельной муки), а также кукурузы, в меньшей степени – из риса, пшеницы и других растений.

Получение крахмала из картофеля

Картофель моют, измельчают и промывают водой и перекачивают в большие сосуды, где происходит отстаивание. Вода извлекает из измельченного сырья крахмальные зерна, образуя так называемое «крахмальное молоко».

Полученный крахмал ещё раз промывают водой, отстаивают и сушат в струе теплого воздуха.

Получение крахмала из кукурузы

Зерна кукурузы замачивают в теплой воде разбавленной сернистой кислоты с целью размягчения зерна и удаления из него основной части растворимых веществ.

Набухшее зерно дробят для удаления ростков.

Ростки, после всплывания на поверхность воды, отделяют и используют в дальнейшем для получения кукурузного масла.

Кукурузную массу повторно измельчают, обрабатывают водой для вымывания крахмала, затем отделяют отстаиванием или с помощью центрифуги.

Применение крахмала

Крахмал широко применяется в различных отраслях промышленности (пищевой, фармацевтической, текстильной, бумажной и т.п.).

Он является основным углеводом пищи человека – хлеба, круп, картофеля.

В значительных количествах перерабатывается на декстрины, патоку и глюкозу, используемые в кондитерском производстве.

Из крахмала, содержащегося в картофеле и зерне злаков, получают этиловый, н-бутиловый спирты, ацетон, лимонную кислоту, глицерин.

Крахмал используется как клеящее средство, применяется для отделки тканей, крахмаления белья.

В медицине на основе крахмала готовятся мази, присыпки и т.д.

Иллюстрация. Применение крахмала

Каким свойством обладает крахмал

Углеводы

Полисахариды

Источник

Крахмал является одним из основных веществ в рационе. Именно он стал главным источником энергии для человека. Это рассыпчатый мелкоизмельченный порошок ярко-белого цвета, иногда желтоватый, полученный из картофельных клубней. Вкуса и аромата продукт не имеет, зато его вязкие свойства нашли свое применение в различных сферах деятельности человека.

Источник: www.depositphotos.com

Крахмал относится к классу углеводов. Это вещества, обеспечивающие энергией все процессы жизнедеятельности растений, животных, людей. В составе картофельного крахмала нет жиров и практически не обнаруживается белка, то есть это чистый углевод с питательной ценностью около 300 ккал.

Пищевая ценность этого полисахарида заключается в том, что при пищеварении он преобразовывается в глюкозу, которая является источником энергии для организма. В списке пищевых добавок крахмал маркируется кодами Е1400–Е1405. 

При сжатии крахмала в ладони или потирании его пальцами, можно почувствовать специфический скрип, который образуют крупицы при трении друг о друга, при этом твердость самих крупиц позволяет оставаться им целыми и не разрушаться под воздействием.

Самые популярные виды крахмала — это кукурузный и картофельный крахмалосодержащий порошок. Главным его предназначением является загустение, так как он хорошо набухает в горячей воде.

Химический состав крахмала не отличается большим разнообразием витаминов и микроэлементов. Однако все же оказывает некоторое благотворное воздействие на организм человека:

  • Крахмал содержит витамин ниацин — один из важнейших регуляторов окислительных и восстановительных процессов в организме. От него зависит гормональный фон, регенерация тканей, успешное сжигание калорий и т.д.
  • В состав крахмального порошка входят фосфор, кальций, калий, натрий.
  • Этот продукт влияет на вырабатывание рибофлавина и витамина B2. Они важны для налаживания правильного обмена веществ.
  • Благодаря мягкой и клейкой физической форме крахмал рекомендован людям с язвенной болезнью желудка. Обволакивая его стенки, он оказывает противовоспалительное и болеутоляющее действие.
  • Крахмал используют как заменитель муки в случае аллергии на глютен.
  • В процессе переваривания он превращается в глюкозу. Поэтому его советуют употреблять людям, испытывающим большие физические или умственные нагрузки в качестве источника дополнительной энергии.
  • В состав крахмального порошка также входят витамин РР, жирорастворимый витамин Е, зола, пищевые волокна, небольшое количество белков и жиров.

Существуют разные мнения о том, что же полезнее — мука или крахмал. Большинство из них сводится к тому, что лучше использовать муку в приготовлении блюд. Потому что в ней уже есть крахмал, который выполняет те же функции, что и данный полисахарид в виде самостоятельного продукта. Кроме того, в муке содержится больше полезных нутриентов.

Чтобы крахмал сохранил все свои полезные свойства, важно соблюдать нормы хранения продукта:

  • Крахмал должен храниться в помещении, влажность воздуха в котором не должна превышать отметку в 75%.
  • Идеальной температурой для хранения крахмала считается 20 градусов по Цельсию.
  • Хранить крахмал нужно в емкости, которую можно герметично закрыть плотной крышкой. Это предотвратит проникновение влаги и посторонних запахов.

В таких условиях крахмал может храниться до 2 лет, сохраняя при этом все свои полезные и целебные свойства.

Источник: www.depositphotos.com

Крахмал обладает рядом полезнейших качеств:

  • Уникальная способность к выведению плохого холестерина. Собственно, поэтому его вводят в диетическое питание при заболеваниях сердца и сосудистой системы.
  • Снижает риск атеросклероза за счет очищения крови и печени от лишнего холестерина.
  • Высокое содержание калия. Данный микроэлемент положительно влияет на функционирование почек и печени, тем самым избавляет организм от лишней жидкости. Употребление крахмала в пищу поможет снять отечность.
  • Помогает организму в борьбе с патогенными клетками, опухолевыми и воспалительными процессами (особенно крахмал в натуральном виде).
  • Обволакивающие свойства, благодаря которым крахмал работает как противовоспалительное средство. Кроме того, крахмал нейтрализует агрессивное действие желудочных ферментов, которое крайне нежелательно при заболеваниях органов ЖКТ. Именно поэтому употребление в пищу крахмала часто рекомендуют для профилактики и в комплексном лечении гастрита и язвы желудка.
  • Предотвращает рак толстой кишки. Крахмал является кормом для хороших бактерий в кишечнике (пребиотиком). Отсутствие бактерий (дисбактериоз) как раз является одной из причин онкологии кишечника. Чтобы получить этот эффект, используйте холодные и сырые крахмалосодержащие продукты, например, сырой картофель.
  • Способствует синтезу рибофлавина и, соответственно, нормализует пищеварение и обмен веществ. Снижает скорость всасывания сахара в кишечнике.
  • Быстро и надолго насыщает организм энергией.
  • Полезен для мозга и мышц. Как и сахар, крахмал временно улучшает работу мышц и мозга. Идеален перед силовым тренингом для увеличения массы и длительными кардионагрузками для питания мышц.
  • Наличие кальция и фосфора, которые полезны для здоровья волос, ногтевой пластины, зубов и костного скелета. Данное свойство обусловило широкое использование крахмала медиками и косметологами.
  • Полезен детям при усваивании фруктовых и овощных пюре. Именно поэтому крахмал, как правило, рисовый или кукурузный, добавляется в детское питание. Он предотвращает метеоризм и жидкий стул у ребёнка.
  • Малое содержание жира, что позволяет употреблять крахмал людям с избыточным весом, а также с заболеваниями желчного пузыря и поджелудочной железы.

Источник: www.depositphotos.com

Помогает справиться организму с интоксикацией, в частности, со спиртовой, тем самым сохраняет клетки печени.

Используют крахмал для наружного применения как детскую присыпку, так и как подсушивающее, дезинфицирующее средство при ранах и раздражениях. Компрессы с крахмалом способствуют выздоровлению при мастите и фурункулезе. 

Полезен крахмал для диабетиков. Дело в том, что он обладает свойствами удерживать рост сахара, если с утра съесть блюдо богатое крахмалом, сахар будет находиться в пределах нормы даже в послеобеденное время. Даже при небольшом употреблении крахмала быстро уходит чувство голода, и человек долго испытывает сытость, поэтому диетологи рекомендуют его тем, кто сидит на диете с целью похудения.

Крахмал – это натуральный продукт, поэтому противопоказаний к его употреблению практически не существует. Хотя есть такие ограничения, как:

  • При сочетании с белком или кислотами будет долго перевариваться.
  • Не стоит злоупотреблять его людям, которые имеют проблемы с запорами, поскольку продукт имеет закрепляющее действие. 
  • Вызывает отложение жира. После усвоения превращается в простые сахара (простые углеводы). Если моментально не израсходовать углеводную энергию с помощью спорта или физического труда, то она отложится в виде жира. Это актуально для тех, кто генетически склонен к полноте.
  • Может вызвать брожение в ЖКТ. Для усвоения крахмала нужны ферменты и витамины группы В. Если их нет, то усвояемость будет долгой. Это грозит закупориванием капиллярной сети и брожением, которое может вызвать метеоризм и неприятные ощущения в животе.
  • Может вызвать проблемы с усвояемостью других продуктов. Не только крахмал забирает много витамина В. Для усвояемости его хорошо забирают другие простые углеводы, например, сахар. Поэтому, когда мы потребляем сладкую выпечку (крахмал + сахар), мы существенно лишаемся витаминов группы B. При недостатке витаминов группы B, возможны: ослабление иммунитета, нервные расстройства, заболевания сердечно-сосудистой системы и т. д. Принимать эти витамины может быть бесполезно, т.к. из-за крахмала возможна плохая усвояемость витаминов.
  • Не рекомендуется беременным при проблемах со стулом.

Чтобы получить максимальную пользу от продукта, важно помнить о разумном его сочетании и применении. При употреблении большого количества крахмала в пищу происходит его накопление в организме, а выводится вещество крайне сложно. При этом человека мучает метеоризм, отрыжки, брожение и тошнота. Кроме того, люди с избыточным содержанием крахмала в организме часто болеют острыми респираторными заболеваниями. Вредными для здоровья являются модифицированные крахмалы, которые истончают сосуды, в особенности сосудистого аппарата органов зрения.

Постоянное присутствие в рационе рафинированного крахмала грозит повышением уровня сахара в крови, гормональными нарушениями.

Источник: www.depositphotos.com

Где используют крахмал?

В косметологии крахмал используют для таких целей, как:

  • для устранения морщин – это натуральное вещество устраняет морщины, тонизирует кожу, убирает сухость и дряблость эффективно и надолго; единственное, что отличает его от модного ботокса – это отсутствие моментального эффекта, но плюс заключается в натуральности и безопасности;
  • для устранения угревых высыпаний;
  • как средство от пигментации;
  • для нормализации функции сальных желез.

На основе крахмала изготавливают различные маски, помогающие снизить чувствительность к неблагоприятному влиянию внешней среды, сузить поры, избавиться от жирного блеска, придать лицу свежесть и выровнять тон кожи. 

В медицине крахмал применяется для следующих целей:

  • при накладывании тугой повязки;
  • в качестве обволакивающего средства при заболеваниях органов ЖКТ;
  • для нормализации пищеварения и обмена веществ;
  • для снижения холестерина;
  • для нормализации высокого давления;
  • как присыпка, а соединение с тальком и цинком дает мази и пасты для заживления;
  • как противовоспалительное средство при аллергических высыпаниях у детей и при ожогах.

Наиболее широкая сфера применения крахмала – это кулинария. Его используют в приготовлении как простых блюд, так и диетических.

Кулинары с крахмалом готовят первые и вторые блюда, десерты, напитки и выпечку, а в некоторых случаях заменяют им муку. 

Поскольку крахмал выполняет функцию загустителя, его можно заменить любым продуктом, который обладает подобными свойствами. В кулинарии такими продуктами являются гречневая, ржаная, льняная мука, желатин, агар-агар, манка, кокосовая стружка. В некоторых случаях крахмал заменяется яйцами – 2 ст. л. кукурузного или картофельного крахмала соответствуют одному яйцу. В котлетах в качестве загустителя можно использовать тертый сырой картофель, а крахмалу в составе киселя вряд ли можно найти замену, хотя  в некоторых рецептах для вязкости используется овсяная крупа или льняное семя.

Применение полисахарида в промышленных сферах проявляется в следующем:

  • в пищевой индустрии используют как загуститель соусов, маринадов, майонезов;
  • в текстильной промышленности он применяется для придания формы тканям;
  • используют крахмал на различных этапах производства бумаги;
  • его добавляют в процессе приготовления конфет и печений на кондитерских производствах;
  • широко применяется это вещество в фармакологии в качестве основы для таблеток, присыпок, мазей.

Источник: www.depositphotos.com

Кроме того, полисахарид широко используется в рецептах нетрадиционной медицины и в бытовых целях:

  • Моет стекло. Для приготовления моющего средства на основе крахмала вам понадобится 1 стакан уксуса, сок половинки лимона, 1 стакан воды и 2 ст. л. крахмала. 
  • Чистит столовое серебро. Можно сделать пасту домашнего приготовления на основе крахмала. Смешайте 4 ст. л. основного ингредиента с 50 мл воды. Используя салфетку, натрите пастой серебро и подождите, пока средство высохнет.
  • Удаляет жирные пятна. Приготовьте специальную чистящую смесь из 50 мл молока и 4 ст. л. крахмала. Смешайте всё до состояния пасты, нанесите на пятно и оставьте на ночь. Устраняет неприятный запах. Это касается обуви. Посыпьте обувь крахмалом и оставьте на ночь. Удалить крахмал утром можно с помощью пылесоса. Эффект потрясающий!
  • Упрощает глажку. Смешайте 2 стакана воды и 1 ч. л. крахмала. Перелейте всё в пульверизатор и опрыскайте одежду перед глажкой.
  • Удаляет плесень на книгах. Используйте небольшое количество крахмала, чтобы посыпать книги. 
  • Чистит одежду. Возьмите пластиковый пакет и положите в него вещь, которую нужно почистить. Высыпьте в пакет 2 стакана крахмала. Завяжите пакет и хорошенько встряхните его несколько раз. Когда крахмал равномерно распределился по ткани, оставьте пакет с одеждой на ночь. 
  • Развязывает узлы. Посыпьте узел небольшим количеством крахмала. Вот увидите, развязать его будет проще.
  • Чистит обивку. Смешайте 1 стакан воды с 1 ст. л. крахмала. Нанесите смесь на ткань и просто протрите.

Как видите, картофельный крахмал готов удивлять. Сегодня вы можете смело использовать его как в процессе готовки, так и для решения мелких бытовых задач. 

 Такие новости!

Источник