2.Общая характеристика крахмала и крахмальных полисахаридов

С крахмалом как сырьем инженер-технолог имеет дело как с товарным продуктом, а так же в составе крахмалсодержащих продуктов – муки, круп, овощей, макаронных изделий, хлеба и т.д. Крахмал содержится так же во фруктах, таких как бананы, и бобовых. Поведение крахмала в технологических процессах в чистом (товарном) виде и в составе крахмалосодержащих продуктах несколько отлично, что обусловлено влиянием структуры продукта.

Благодаря своим физико-химическим и функциональным свойствам крахмал играет значительную роль в технологиях пищевых продуктов как вещество, способное повышать вязкость пищевых систем, в том числе соусов, супов, как стабилизатор студней и эмульсий, а также как связывающее и наполняющее вещество в рубленых изделиях из мяса и рыбы. Его влияние на структуру продукта определяется его свойствами гидроколлоида.

С другими целями в пищевой промышленности крахмал используют:

• для защиты гигроскопичных порошкообразных веществ, так как крахмал адсорбирует влагу, не образуя грудок;

• для смешения с мукой с целью корригирования содержания в ней белка;

• в производстве аперитивов, экструдированных продуктов;

• в производстве алкогольных напитков и т.д.

Крахмал - сложный полисахарид, играющий важную роль и в питании человека. В клетках растений крахмал откладывается в виде зёрен различной формы и величины, характерных для данного рода растений.

Крахмал состоит из двух фракций, различных по своим свойствам: амилозы (10…20%) и амилопектина (80…90%). Оба полисахарида состоят из остатков α-Д-глюкопираноз.

Амилоза представляет собой линейный полисахарид, остатки глюкопираноз которой соединяются с помощью α-1- 4 - глюкозидных связей, может объединять от 2000 и свыше 6000 остатков. Амилоза растворима в воде и даёт однопроцентные золи. Различные фракции амилозы по-разному растворяются в воде, низкополимерная часть амилозы (лёгкая, степень полимеризации до 2000) растворяется в холодной воде, более тяжёлая часть (до 6000) - в горячей воде, а самая высокополимерная - в растворах щёлочи и осаждается при нейтрализации.

Растворы амилозы очень неустойчивы т. к. при хранении они ретроградируют, вызывая постепенное разрушение коллоидного раствора с выпадением растворимых веществ в осадок.

С йодом амилоза даёт характерное синее окрашивание. Имеется такая зависимость: чем длиннее цепочка, тем более интенсивное синее окрашивание.

Установлено, что амилоза содержит наибольшее количество легко отщепляющихся остатков фосфорной кислоты.

Амилопектин - представляет собой полимер с высокой степенью полимеризации, до 1млн остатков, которые соединены связью α-1-4, а в точках ветвления связью α-1-6. Длина ответвлений от 20 до 30 глюкозидных остатков.

С йодом амилопектин даёт красно-фиолетовое окрашивание. Он более трудно растворим в горячей воде, но растворы его более устойчивы, чем амилозы. При этом амилопектин даёт гелеподобные системы разной консистенции.

Соотношение амилозы и амилопектина в различных крахмалах не одинаково, как правило, больше амилопектина. Но в некоторых растениях встречаются крахмалы, совершенно не содержащие амилозы, только амилопектин. Это крахмал восковидных сортов кукурузы, сорго, он даёт очень вязкий прозрачный клейстер, не стареющий при хранении. В Америке выращивают сорта кукурузы, крахмал которой содержит почти одну амилозу (до 70%), из такого крахмала можно готовить тонкие плёнки для пищевых целей, как упаковочный материал.

Строение крахмального зерна

Крахмальное зерно - сложное биологическое образование с хорошо организованной формой и структурой, с примерно одинаковым количеством частей кристаллических и аморфных, или гелеподобных, участков (Рис. 5.1).

Рис.5.1. Схема строения крахмального зерна

В крахмальном зерне имеется более или менее расположенное центральное ядро, называемое зародышем или точкой роста. Вокруг ядра концентрические слои "колец роста", которые особенно характерно просматриваются у картофельного крахмала.

В поляризованном свете крахмальные зёрна ярко светятся и образуют "мальтийский крест" характерный для сферически - кристаллической структуры. Крахмальное зерно пронизано порами и наружная поверхность его обладает свойствами

полупроницаемой мембраны, поэтому поверхность соприкосновения полисахаридов с водой очень большая.

Рис. 5.2. Крахмальные зерна в поляризационном микроскопе