4. Полисахариды. Крахмал, его особенности.

Полисахариды – это высокомолекулярные углеводы, которые в своем составе содержат более 10-ти углеводов. Существуют гомополисахариды, которые состоят из моносахаридов 1-ого вида, и гетерополисахариды , они состоят из разных моносахаридов. Самый важный гомополисахарид это крахмал. Больше всего его в рисе 75-80%, меньше в ячмене 50-60%. В бобовых и масличных культурах его меньше чем в злаковых. Крахмал состоит из молекул мальтозы на 98%, 2% это остатки жирных кислот и остатки фосфорной кислоты. Общая формула: (C6 H10 O5)n

Структурной единицей является дисахарид мальтоза. А конечным продуктом кислотного гидролиза является глюкоза. В клетках растений крахмал содержится в виде гранул различной формы и величины. Размер гранул колеблется от десятков до сотен микрон. Самые крупные зерна крахмала содержатся в клубнях картофеля. Крахмал злаковых культур имеет различную форму. Гранулы крахмала пшеницы, ржи, ячменя-простые. Зерна крахмала риса, овса и кукурузы-сложные. Разные крахмалы можно отличить под микроскопом. Любой крахмал дает реакцию с йодом, эта реакция как количественная так и качественная. При нагревании с водой крахмальные гранулы набухают и образуют клейстер. Температура клейстерицазии для разных крахмалов разная. Крахмал это сложный углевод, состоящие из амилозы и амилопектина. Амилоза имеет линейное строение. Амилопектин это ветвистый углевод. Ответвление в амилопектине через 12 ….. Амилоза имеет синюю окраску, а амилопектин красно-фиолетовую окраску. Амилоза растворяется в теплой воде и образует не очень вязкие растворы. Амилопектин в воде не растворяется, а растворяется при нагревании и высоком давлении, и образует очень вязкие растворы. Крахмалы разного происхождения отличаются разным содержанием амилозы и амилопектина. Крахмала больше в сорте экстра и в высшем сорте муки и меньше во втором. Зародыш и оболочки практически крахмала не содержат.

5. Характеристика др. Полисахаридов( слизи, левулезаны, целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества)

Слизи:

Представляют собой полисахариды, в Большинстве случаев растворимые в воде. Сравнительно мно­го слизей в зерне ржи - от 2,5 до 7,4% от сухого вещества зерна. Слизи ржаного зерна - полисахариды, которые при ки­пячении с кислотами дают пентозы, а именно анабиозу и ксилозу. В состав слизей входят также глюкоза (до 20%), немного фруктозы и галактозы. Слизи зерна ржи очень легко набухают в воде и образуют чрезвычайно вязкие растворы. Если приготовить растворы желатина и слизи опре­деленной концентрации, то окажется,, что вязкость раствора ржаных слизей во много раз выше вязкости раствора желати­на той же концентрации.

Слизи имеют большое значение при переработке зерна ржи, потому что благодаря содержащейся слизи оно размалывается труднее, чем зерно пшеницы. Повышенная по сравнению с зер­ном пшеницы вязкость ржи при размело объясняется наличи­ем слизей в ее зерне. Содержание слизей в зерне ржи неравномерно. Наиболее богаты слизистыми веществами периферийные части зерна. К центру зерна содержание слизистых веществ уменьшается почти в два раза. Вместе с тем относительная вязкость слизей в центральных частях в 50 раз выше, чем у слизей, выделен­ных из периферийных частей зерна. Установлена зависимость вязкости слизей от их химического состава - с повышением доли пентозанов и одновременным уменьшением относитель­ного содержания гексозанов их вязкость возрастает. Слизи иг­рают определенную роль в формировании структуры ржаного теста и его свойств.

Левулезаны:

Содержатся в зерне многих культур (ржи, пшеницы, овса, ячменя). Левулезаны - полисахариды, состоя­щие из остатков левулезы (фруктозы), сложные полисахари­ды, в большинстве случаев растворимые в воде, которые при гидролизе дают левулезу. Левулезаны в заметном количестве содержатся в зерне ржи - до 15% % от сухого вещества. Они играют важную роль в процес­се созревания зерна пшеницы и ржи, в процессе образования крахмала. Углеводы, образовавшиеся в листьях при фотосин­тезе, превращаются в левулезаны различной молекулярной массы, в виде которых они поступают затем в стебель и созре­вающий колос и превращаются в крахмал. На ранних фазах созревания зерна левулезанов в нем содержится до 35% от су­хого вещества. По мере дальнейшего созревания количество левулезанов постепенно падает до 2...1,5%, в то время как количество крахмала соответственно возрастает.

В зерне пшеницы левулезанов значительно меньше - око­ло 0,3%. На этом основании применяют метод распознавали примеси ржаной муки в пшеничной.

Клетчатка, или целлюлоза:

Наиболее распространенное ор­ганическое соединение, образует структурную основу оболочек растительных клеток. Содержится главным образом в цветко­вых оболочках зерна и в стенках клеток алейронового слоя. Это очень прочное химическое вещество, нерастворимое в воде и большинстве других растворителей. Клетчатка раство­ряется в аммиачном растворе окиси меди, в концентрированном растворе хлористого цинка, в концентри­рованных минеральных кислотах и в растворах некоторых дру­гих веществ.

При кипячении с креп­кой серной кислотой вся клетчатка превращается в глюкозу. При более слабом гидролизе из клетчатки получается целлобиоза. Моле­кула клетчатки имеет ните­видную форму. Нитевидные молекулы за счет водородных связей, атомов гидроксильных групп клетчатки и адсорбированных молекул воды соединяются в пучки, называемые мицеллами . В каждую мицеллу входит около 60 молекул клетчатки.

Клетчатка, как и крахмал, состоит из остатков глюкозы. Основной структурной единицей крахмала является - дисахарид мальтоза. У клетчатки основная строительная единица - дисахарид целлобиоза.

В молекуле клетчатки остатки целлобиозы связаны гликозидными связями в виде длинной цепочки:

Зерно и семена содержат клетчатку в следующих количествах : пшеница 3%; рожь 2,2%; ячмень с цветковыми оболоч­ками до 8%; кукуруза 2,2%; рис с цветковыми оболочками 9% и без них 1,2%; горох 4%; соя 3,8%; подсолнечник с плодовой оболочкой 15% и ядро 2,2%.

Гемицеллюлозы :

Объединяют полисахариды разнообразного химического состава с общими физически­ми свойствами. Они не растворяются в воде, но растворимы в щелочах. Содержатся главным образом в отрубях, в периферических частях зерна, в кукурузных початках, со­ломе. Гемицеллюлозы, как и клетчатка, не устаиваются чело­веческим организмом. Кислотами они гидролизуются легче, чем клетчатка. Продукты гидролиза дают основание разделить гемицеллюлозы на две группы. Те из них, которые дают гексозы, называют гексозанами.

Гемицеллюлозы, гидролизующиеся до пентоз, называют пентозанами. Они дают главным образом арабинозу и ксилозу и соответственно называются арабан и кислан. Имеются так­же гемицеллюлозы смешанного состава, дающие при гидроли­зе гексозы, пентозы и уроновые кислоты. В зерне пшеницы и ржи содержится от 8 до 10% гемицеллюлоз , в том числе от 5 до 8% пентозанов.

При оценке качества пшеничной муки важно знать, сколь­ко в ней неусваиваемых веществ (клетчатки и гемицеллюлоз). Установленное количество клетчатки и гемицеллюлоз могло бы стать показателем пищевой ценности муки и приготовленных из нее продуктов. Однако определение клетчатки и гемицеллюлоз - длительный процесс, поэтому для определения качества муки пользуются более быстрым опре­делением ее зольности или цвета.