В каких органах растений содержится крахмал
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 9 октября 2019;
проверки требуют 13 правок.
Крахма́л (C6H10O5)n — смесь полисахаридов 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.
Физические свойства[править | править код]
Безвкусный аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом видны отдельные зёрна; при сжатии порошка крахмала он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц.
Химические свойства[править | править код]
В горячей воде набухает (растворяется), образуя коллоидный раствор — клейстер. 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[2]:
Качественные реакции:
- взаимодействует с йодом (окрашивание в синий цвет), образуется соединение включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен (Jean-Jacques Colin) и Анри-Франсуа Готье де Клобри (Henri-François Gaultier de Claubry)[3].
- Крахмал, в отличие от глюкозы, не даёт реакции серебряного зеркала;
- Подобно сахарозе, не восстанавливает гидроксид меди (II);
Биосинтез[править | править код]
Часть глюкозы, образующейся в зелёных растениях при фотосинтезе, превращается в крахмал:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 (суммарная формула)
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[править | править код]
В промышленности превращение крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) происходит путём его кипячения на протяжении нескольких часов в разбавленной серной кислоте (каталитическое влияние серной кислоты на осахаривание крахмала было обнаружено в 1811 году 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, придаёт конечному продукту желаемую консистенцию.
Пищевое значение[править | править код]
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 распространённым 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.[4] Большинство других крахмалистых продуктов произрастают только в местах с определённым климатом, например: рожь, ячмень, гречиха, овёс, пшено, жёлуди, 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.
Широко известными блюдами, содержащими крахмал, можно назвать: хлеб, блины, лапшу, макароны, каши, кисели и различные лепёшки, 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: медленная переработка такого крахмала в кишечнике не вызывает гипергликемии (увеличения концентрации глюкозы в крови, что особенно важно для больных сахарным диабетом), образует органические кислоты — основной источник энергии эпителия толстого кишечника, поддерживает иммунитет кишечного тракта, противовоспалительную защиту организма и другое.[5] 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 организмом (в отличие от белковой пищи). Термическая обработка изменила это, но это изменение в поступлении энергии из пищи с быстро легкоусваиваемыми углеводами стало одним из факторов развития метаболических синдромов в наше время, включая ожирение и диабет.
Клейстеризация и желатинизация крахмала, например, во время выпечки торта, может быть снижена за счёт сахара, конкурирующего за воду, что улучшает текстуру крахмала, предотвращая «зарезинивание».
Применение в промышленности[править | править код]
В мире наибольшее применение крахмал нашёл в целлюлозно-бумажной промышленности, насчитывая миллионы метрических тонн ежегодно[6].
В пищевой промышленности крахмал используется для получения глюкозы, патоки, этанола, в текстильной — для обработки тканей, в бумажной — в качестве наполнителя. Кроме того, крахмал входит в состав большинства колбас, майонеза, кетчупа и других продуктов.
Модифицированный крахмал является основным компонентом клея для обоев.
Применяется в фармацевтической промышленности в качестве наполнителя таблетированных форм лекарственных препаратов, некоторых лекарственных капсул, декстраны (декстрины) используются для приготовления ряда инфузионных растворов для внутривенных вливаний (гемодез, полиглюкин, реополиглюкин и т. д.).
Применение в быту[править | править код]
Применение крахмала для приклеивания в быту
Крахмал используется для накрахмаливания предметов одежды: воротников, халатов и так далее. Крахмальный клейстер применяется для приклеивания обоев, изготовления папье-маше. Иногда крахмал используется в качестве присыпок.
Биологические свойства[править | править код]
Крахмал, являясь одним из продуктов фотосинтеза, широко распространён 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 собственных ферментов человека 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[править | править код]
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[править | править код]
- Клейстер
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Крахмал // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства / под ред. А. И. Ревина. — М.: Советская энциклопедия, 1960. — Т. 1. — С. 293—294. — 770 с.
Источник
// Главная Записная книжка Лекаря Крахмал и крахмалосодержащие растения
Крахмал — сложный углевод. Растения запасают его впрок. Крахмальные зерна откладываются обычно в тех органах, которые дают жизнь следующему поколению. У злаков это семена, у картофеля — клубни, у саговников (тропические растения, внешне напоминающие пальму) — стволы, у большинства многолетних трав — корневища и клубни. Наибольшее содержание крахмала — осенью.
Для человека крахмал — важнейший из углеводов. В нашем организме под действием ферментов он распадается на легко усвояемые сахара — источник энергии.
Крахмалоносные растения возделываются во всех странах. У нас это хлебные, крупяные культуры и картофель. Так, в зернах пшеницы содержится около 60 процентов крахмала, в картофеле — 25. В тропических и субтропических странах этот углевод добывается из клубней маниоки, таро, батата, маранты и других культур.
На территории нашей страны встречается много нетрадиционных растений-крахмалоносов. В основном это водные многолетние травы, но есть обитатели лесов, степей и гор. Русские люди, прекрасно зная родную флору, частенько улучшали свой рацион бесценными дарами природы. Сырые, печеные, жареные или вареные корневища и клубни крахмалоносных растений задолго до появления картофеля были обычной едой наших предков.
Некоторые растения употреблялись целиком, из других добывался крахмал. Технология добычи несложная. Каждая хозяйка, наверное, знает, что если натереть картофель на мелкой терке и разболтать массу в воде, крахмал осядет, остальные компоненты останутся в растворе. Воду лучше сменить несколько раз. Полученный крахмал можно употреблять на кисели и как лекарство (слизь) при отравлениях.
Приводим список наших крахмалосодержащих растений. Естественно, что из него исключены растения редкие, нуждающиеся в охране.
Клубнекамыши приморский и скрученный растут по болотам, лугам, по берегам водоемов, часто на засоленной почве. У клубнекамыша приморского на подземных побегах развиваются клубни, у скрученного — клубневидные утолщения. И клубни и утолщения содержат много углеводов, клетчатку, белок, немного жиров. Употребляются в пищу сырыми или отварными. Муку из высушенных и размолотых клубней используют для приготовления хлебцев, лепешек, добавляют при приготовлении хлеба. В Казахстане с гектара зарослей клубнекамыша можно собрать до 18 центнеров клубней.
Пыреи (житняки): ползучий, волосоносный, гребневидный и другие — всего у нас около шестидесяти видов. Встречаются практически по всей стране. Некоторые из них — злейшие сорняки, иные — ценнейшие кормовые травы, есть и лекарственные. В корневищах пыреев много крахмала, сахаров, найден витамин С.
Рогозы: широколистный, узколистный и другие — около десятка видов. Это крупные многолетние водные травы, встречаются почти везде, кроме крайнего севера. В корневищах рогоза содержится много крахмала и белков. Рекордсменом является рогоз слоновый — уроженец Средней Азии; в его корневищах до 75 процентов углеводов, в том числе крахмала до 30 процентов. Молодые ростки рогозов можно есть сырыми, как ранние овощи.
Катранов в нашей стране около двадцати видов. Самый известный из них катран татарский. Обитают в степях, хорошие медоносы. В корнях катранов первого года жизни содержится до двадцати процентов крахмала, около пяти процентов Сахаров. Общее же содержание углеводов может достигать шестидесяти процентов. Раньше местное население корни катранов и молодые побеги употребляло в пищу.
Клейтонии: клубненосная, остролистная — обычные обитатели северных районов нашей страны. В Сибири еще в прошлом веке для местных жителей клубневидные корни клейтонии были обычным блюдом. Отваренные клубни по вкусу напоминают картофель.
Стрелолисты: обыкновенный, трехлистный, плавающий и другие — наши обычнейшие травы. В корневищах и клубнях этих многолетних трав содержится более пятидесяти процентов крахмала. В некоторых странах стрелолисты возделываются как крахмалоносные растения. В пищу употребляются клубни.
Сусаки: зонтичный и ситниковый — многолетние водные травы. Предпочитают селиться в медленнотекущих водах. В нашей стране встречаются практически везде. Корневища съедобны, содержат много крахмала.
Сыти: длинная, округлая и другие — в нашей стране более десяти видов. Эти многолетние осоки селятся по берегам рек, на сырых и заболоченных лугах. Являются сорняками поливных рисовых и хлопковых полей. На корнях сытей образуются клубеньки. Они богаты крахмалом, съедобны.
Тростники — самые крупные из наших многолетних водных трав. Встречаются практически везде, кроме самых северных районов. Молодые побеги съедобны — в них содержится свыше 15 процентов углеводов, около 8 — белков, до 3 процентов жиров. В корневищах накапливается до двадцати процентов крахмала.
Цицания широколистная — обычна по берегам озер, в заводях, вдоль берегов медленно текущих рек Восточной Сибири и Дальнего Востока. Изредка разводится как кормовое растение. Зерна и корневища цицании богаты крахмалом. Раньше местное население употребляло молодые побеги этого растения как овощ.
Частухи: подорожниковая, восточная, ланцетная и другие — встречаются возле водоемов по всей стране, кроме припопярья. Применялись в народной медицине. Из корневищ можно получать пищевой крахмал. В печеном виде вкусны.
Выше быпи перечислены растения, которые можно употреблять в пищу непосредственно. Но в нашей стране есть крахмалосодержащие растения, которые также разнообразили стоп русских людей. Правда, они требуют тепловой обработки, в сыром виде они либо обладают едким привкусом, либо ядовиты. Технология их приготовления не очень сложна.
Аронники — обитатели влажных тенистых лесов южных районов страны. Клубни этих многолетних трав содержат до 25 процентов крахмала. В сыром виде ядовиты. В пищу издавна употреблялись вареные или жареные клубни аронника пятнистого.
Белокрыльник болотный встречается по берегам рек, озер, прудов, на болотах почти по всей стране, кроме Крыма, Кавказа и Средней Азии. Корневище белокрыльника длинное, членистое, содержит много крахмала.
Бутни — эти зонтичные растения, обычные обитатели лесов Европейской части страны, Кавказа, Средней Азии. Корни содержат около двадцати процентов крахмала. После тепловой обработки они съедобны. В нашей стране растет около двадцати видов бутней. Некоторые, например, бутень астранциевый — обитатель альпийских лугов западного Кавказа — редки и нуждаются в охране.
Орляк — самый обычный из наших лесных папоротников. В его корневищах содержится около пятидесяти процентов крахмала. Растение лекарственное. Сырое корневище ядовито, отваренное — съедобно.
И, наконец, последняя группа крахмалоносных растений. Это уроженцы других стран, которые в некоторых районах нашей страны люди пытались ввести в культуру. Они встречаются у нас и как одичавшие веды.
Лебеда рисовая (перувианский шпинат, квиноа). Родина этого растения — горы Южной Америки. Возможно возделывание в Белоруссии, на Украине. В семенах содержится более 60 процентов крахмала, около 15 процентов белков, до 7 процентов жиров. Семена можно использовать на муку, на крупу. Молодые листья — отличное шпинатное растение.
Колоказия (таро) — обычнейшая культура тропических стран. В нашей стране в небольших количествах возделывалась в Грузии. В клубнях содержится около 20 процентов крахмала очень высокого качества. В пищу можно употреблять клубни вареные, жареные, печеные и тушеные.
Пуэрария дольчатая. Эта бобовая лиана возделывалась на Кавказе, в Крыму, в Средней Азии. Утолщенные корни содержат до сорока процентов высококачественного крахмала. В диком виде встречается на юге Приморского края, нуждается в охране, внесена в Красную книгу СССР.
Ямсы: бататный и крылатый. Широко распространенная культура субтропических и тропических стран. В нашей стране разводился во влажных субтропических районах. Клубни ямса по вкусу напоминают картофель.
С. Ошанин.
Источник
В основе питания народов мира – продукты, содержащие крахмал. В нашей стране – пшеница и картофель, в Китае и Индии – рис, в Центральной и Южной Америке – кукуруза. В крахмалосодержащих продуктах много энергии, но они не участвуют в строительстве тканей организма. Животный крахмал полезнее растительного. В ряде случаев обе разновидности могут нанести вред.
Состав и разновидности крахмала
Данное вещество – сложный углевод (полисахарид), в его составе остатки молекул глюкозы. Плохо растворимо в воде, что помогает выполнять основную функцию – продолжительное время сохранять питательные вещества.
С его помощью растения накапливают запасы энергии, образуют в зелени крохотные зернышки.
Процессы гидролиза преобразуют крахмалосодержащие зернышки в водорастворимые сахара (глюкозу). Через мембраны клеток они проникают в части растения. Глюкоза – питание ростка при появлении из семени.
При пережевывании продуктов, содержащих крахмал, слюна частично расщепляет его до мальтозы (комплексный сахар). Действие секрета поджелудочной железы завершает процесс в тонком кишечнике.
Растительные продукты с крахмалом приносят максимум пользы, если их употреблять не в кашах или размоченными, а тщательно пережевывать, не запивать.
- Перед едой полезно смолоть цельные зерна, добавить порошок к овощному салату.
Животные запасают глюкозу в печени и мышцах в форме гликогена (животного крахмала). Его медленный гидролиз поддерживает в крови постоянный уровень сахара между приемами пищи.
Растительные крахмалы
Картофельный. Данный продукт отличает высокая скорость усвоения. Его расщепление до глюкозы – в 10-12 раз быстрее, чем у крахмалосодержащих злаковых и зерновых (несколько часов).
Быстрому усвоению способствует тонкий маслянистый слой под кожицей молодого картофеля. Как правило, при чистке его срезают. В том числе поэтому полезен картофель, запеченный в кожуре или отваренный в мундире.
Большинство блюд из картофеля организм быстро эвакуирует, они не нагружают органы пищеварения.
Рисовый. Продукт богат крахмалом, оказывает вяжущее действие. Сваренный без соли и масла, рис полезен при заболеваниях мочеполовой системы, усиливает лактацию, успокаивает, улучшает цвет лица. В круглом рисе крахмала больше всего, что вызывает разваривание и слипание зерен.
Пшеничный. Продукты с пшеницей полезны при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, растворяют соли в мочеполовой системе, расширяют сосуды. Наружно ванны с крахмалом применяют для избавления от зуда, при детском диатезе.
Ржаной. Продукты применяют при сахарном диабете, для усиления сопротивляемости, связывания и вывода вредных веществ.
Овсяной. Кисели и другие продукты помогают при физическом и интеллектуальном переутомлении. Выводят избыточный холестерин, помогают при сахарном диабете, малокровии, бессоннице.
Кукурузный. Продукты оказывают омолаживающее действие. Экстракт из зерен препятствуют развитию опухолей. Применяют как желчегонное средство или для повышения свертываемости крови.
Животный крахмал
Растительный крахмал – не что иное, как органический клей. Если забыть вымыть тарелку после каши или картофеля, отвердевшие остатки пищи удаляет только горячая вода и жесткая щетка.
В составе сложной формулы растительного крахмала – глюкоза, основной источник энергии организма. Ее химическая формула состоит из тех же элементов, что у гликогена, но их пространственное расположение в растительной и животной разновидностях различно.
Поэтому ферменты для расщепления гликогена не полностью расщепляют глюкозу из растительной разновидности.
Организм труднее усваивает такую пищу, скапливает продукты расщепления, что требует дополнительных затрат энергии для выведения. Данные вредные вещества – причина атеросклероза, остеохондроза, других заболеваний.
Некоторые исследователи считают, что причина развития сахарного диабета – истощение ферментной системы из-за многолетней переработки растительного крахмала. В крови повышен уровень не глюкозы («сахара»), а продуктов неполного расщепления. Они «забивают» ткани, что нарушает микроциркуляцию.
Более полезный организму крахмал содержит печень животных или рыб, в которой до 10% гликогена.
Поэтому чем меньше потреблять крахмалистой пищи, тем больше здоровья. О вреде продуктов, содержащих крахмал, еще в начале ХХ века писал Арнольд Эрет в книге «Целебная система бесслизистой диеты».
Список и таблица продуктов, содержащих крахмал
Овощи и фрукты содержат до 10% углеводов. Созревание яблок увеличивает количество крахмала, хранение – уменьшает. Его много в зеленых бананах – в спелых он в виде в сахара.
Наибольшее количество крахмала в продуктах из злаков, бобовых, рисе. Рекомендуемая диетологами доля – 10% дневного рациона.
Крахмалосодержащие продукты – каши, хлебобулочные изделия, горошек, чечевица, соя, фасоль, картофель, свекла, брюква, редька.
Некрахмалистые овощи: капуста, огурцы, репа, морковь, сладкий перец, лук репчатый, сельдерей, петрушка, тыква.
Продукты, содержащие много крахмала, также богаты белком (бобовые, чечевица, соя). Такая пища вредна тем, что увеличивает образование молочной кислоты. Ее лучше употреблять с листовыми овощами.
Продукт (100г) | Содержание крахмала, г |
---|---|
Крупы | |
Рис | 75 |
Кукуруза | 65 |
Овес | 61 |
Гречиха | 60 |
Пшеница | 60 |
Пшено | 59 |
Ячмень | 58 |
Рожь | 54 |
Мука | |
Рисовая | 79 |
Ячменная | 71 |
Пшеничная | 70 |
Кукурузная | 65 |
Блюда | |
Макароны | 72 |
Каши | 55 |
Кисели | 50 |
Хлеб белый | 47 |
Хлеб ржаной | 44 |
Бобовые | |
Нут | 50 |
Горох | 48 |
Чечевица | 41 |
Соя | 35 |
Фасоль | 27 |
Овощи | |
Картофель | 18,2 |
Брюква | 18 |
Редька | 15 |
Свекла | 14 |
Тыква | 2 |
Чеснок | 2 |
Петрушка | 1,2 |
Баклажан | 0,9 |
Сельдерей корень | 0,6 |
Капуста | 0,5 |
Помидор | 0,3 |
Редис | 0,3 |
Репа | 0,3 |
Морковь | 0,2 |
Лук репчатый | 0,1 |
Огурец | 0,1 |
Перец сладкий | 0,1 |
Фрукты | |
Бананы | 7 |
Яблоки | 0,80 |
Смородина черная | 0,60 |
Груша | 0,50 |
Клубника | 0,10 |
Слива свежая | 0,10 |
Вред крахмала
Злаки наиболее трудно усвоить даже в отваренном виде. Данные продукты вызывают брожение и газообразование.
Зерна, злаки, крахмалосодержащие продукты противопоказаны маленьким детям – их организм не вырабатывает необходимые ферменты. Даже у двухгодовалого они менее активны, чем у взрослого.
Поэтому до двухлетнего возраста крахмалистой пище лучше предпочесть фрукты – чернослив, финики. Они легки в усвоении, дают достаточно энергии, не требуют длительного переваривания.
Источник