Из чего делается крахмал: Из чего получают крахмал в промышленности ✔ Какие продукты используются – Крахмал — Википедия

Крахмал — Википедия

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.

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.

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]:

(C6h20O5)n+nh3O →h3SO4 nC6h22O6{\displaystyle {\mathsf {(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\ {\xrightarrow {H_{2}SO_{4}}}\ nC_{6}H_{12}O_{6}}}}
{\displaystyle {\mathsf {(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\ {\xrightarrow {H_{2}SO_{4}}}\ nC_{6}H_{12}O_{6}}}}

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);
{\displaystyle {\mathsf {(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\ {\xrightarrow {H_{2}SO_{4}}}\ nC_{6}H_{12}O_{6}}}}

Часть глюкозы, образующейся в зелёных растениях при фотосинтезе, превращается в крахмал:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 (суммарная формула)

nC6H12O

6(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 %.

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.

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».

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.).

{\displaystyle {\mathsf {(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\ {\xrightarrow {H_{2}SO_{4}}}\ nC_{6}H_{12}O_{6}}}}
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.

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 — 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.

  • Крахмал // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства / под ред. А. И. Ревина. —
    М.
    : Советская энциклопедия, 1960. — Т. 1. — С. 293—294. — 770 с.

Из чего получают крахмал? Способы получения крахмала в промышленности.

Выберите разделВ помощь кондитеруКак применятьПолезно знатьРецептуры и технологииРецептыРецепты кондитера

Этот блог не предназначен для предоставления диагностики, лечения или медицинской консультации. Контент, представленный в этом блоге, предназначен только для информационных целей. Пожалуйста, проконсультируйтесь с врачом или другим медицинским работником относительно любых медицинских или связанных со здоровьем диагнозов или вариантов лечения. Информация в этом блоге не должна рассматриваться в качестве замены консультации с медицинским работником. Утверждения, сделанные о конкретных продуктах в этом блоге, не одобрены для диагностики, лечения, лечения или профилактики заболеваний.

Чтобы производить крахмал в промышленных масштабах, требуется большое количество растений.

Крахмал – из чего получают

Из чего же получают крахмал? Используются такие растения, как рис, ячмень, горох, картофель, кукуруза, а также пшеница. Из растений экзотического плана применяются маниока и батан. Кукуруза – это самое распространенное растение, из которого получают крахмал. Не все знают, что в кукурузе содержится около 57 процентов крахмала. Чтобы удалить протеин из кукурузного крахмала, нужно промыть его в гидроциклонах. Полученное вещество активно используется в производстве кондитерских изделий, консервированных продуктов, бумаги.

Такой овощ, как картофель содержит в себе 20 процентов крахмала. Картофель измельчается до состояния кашицы, затем его сушат и фасуют. Чтобы хранение было более долгим, к крахмалу примешивается диоксид серы. Используют такой крахмал, добавляя его в супы, соусы, колбасы. Помимо этого, он используется при производстве текстильной продукции, бумаги и полиграфии.

А из чего ещё получают крахмал? Крахмал также бывает рисовым или пшеничным. Первый незаменим в приготовлении  пудингов. А второй является неотъемлемой частью производства хлебопекарной продукции. Кроме перечисленных видов крахмала есть тапиоковый крахмал, который производится из клубней растения маниока, а также сорговый крахмал, амилопектиновый крахмал.

Из чего получают крахмал в домашних условиях

Многие люди задумываются, из чего получают крахмал в домашних условиях. Раскрываем секрет – нам потребуется привычный картофель. Нужно взять несколько сырых картофелин, промыть их и натереть на тёрке. Предпочтительнее тереть картошку в тарелку с водой. Через некоторое время можно заметить, что на дно посуды опускается осадок светлого оттенка. Это крахмал. Когда он закончил опускаться, можно убрать оставшуюся массу. Осадок же требуется с аккуратностью промыть водой, затем его необходимо просушить. Лучше делать это на плоской и сухой ёмкости. В результате получится порошок белого цвета – это и есть крахмал.

Как делают крахмал и что производят из него?

И. Вольпер

Все чаще упоминаются слова «полимер», полимерные материалы… Они настойчиво проникают в обиходную жизнь. «Поли» по-гречески означает много, а «мерос» – доля, частица. Полимер это и есть вещество, построенное из большого количества одинаковых частиц.
    В этом смысле к полимерам одинаково относятся каучук и пластмассы, синтетические волокна и некоторые другие материалы. И даже пища.
    Есть одно вещество, которое знакомо каждому, но не каждый знает, что это полимер. Мы имеем в виду крахмал – один из самых распространенных природных полимеров. Крахмал иногда по старинке и, кстати, ошибочно зовется картофельной мукой.
    Крахмал относится к особому классу органических веществ – углеводам. О том, что он типичный полимер, говорят природа крахмала и его химическая формула. Его обозначают в химии такой формулой: (C6h20O5) n. Индекс «n» в этой формуле говорит о том, что каждая молекула крахмала состоит из некоторого числа одинаковых частиц C6h20O5. Предполагают, что «n» примерно равно 6500. Но что такое C6h20O5? Каждый, кто знаком с основами органической химии, легко убедится, что эта молекула виноградного сахара – глюкоза (C6h22O6), лишенная одной частицы воды (Н2O).
    Не случайно молекулу крахмала уподобляют цепочке, состоящей из многих звеньев, каждое из которых – это остаток глюкозы.
    Форма зерен крахмала разных видов неодинакова. Крахмалы, которые образуются в условиях постоянной повышенной влажности при отсутствии клейких веществ, например картофельный, получаются с более крупными зернами, которые под микроскопом имеют овальную форму. По внешнему виду они напоминают устричные раковины. Зерна пшеничного крахмала плоские эллиптические или круглые без бороздок; кукурузного мучнистых сортов – округлой формы. Форма зерен рисового крахмала многогранная, они часто бывают собраны в кисти или дают сложные образования, которые состоят из большого числа мелких зерен.
    Как и из чего делают крахмал? На крахмальных заводах изготовление крахмала сводится к наиболее полному его измельчению из картофеля, кукурузы, меньше из пшеницы и риса и к очистке полученного продукта. Но образование крахмала является пока монополией природы. Крахмал в природе – это один из продуктов очень интересного процесса фотосинтеза, протекающего в зеленых листьях растений.
    Зеленый лист – это чудесная крохотная лаборатория, полная удивительных и поистине волшебных превращений вещества. Под действием солнечного света и при непосредственном участии листовой зелени (хлорофилла) здесь происходит образование сложных органических веществ из углекислого газа и воды. Сначала из этих простых соединений образуется сахар – глюкоза, а затем глюкоза переходит в плоды и семена растений, частично откладываясь в них в виде сложных сахаров или крахмала.
    Таким образом, крахмал – это тот резерв, тот запас питательных веществ, которыми заботливая природа снабжает каждое семя, плод или клубень.
    Великий русский ученый К. А. Тимирязев, всю свою жизнь посвятивший изучению процесса фотосинтеза, однажды заметил, что вся наша пища – это консервы солнечных лучей. О фотосинтезе мы теперь знаем многое, хотя до конца тайна его еще не раскрыта. Но наступит время, когда наука до конца во всех подробностях расшифрует этот удивительный процесс, и тогда станет возможным из элементарных по составу веществ создавать на заводах и фабриках «солнечные консервы», в том числе и крахмал.
    А пока мы пользуемся дарами природы и тем природным полимером-крахмалом, что изготовляют для нас растения. Мы потребляем в пищу крахмал, порой даже не замечая и не зная этого. Крахмал составляет основную часть хлеба и каши, картофельного пюре и многих других наших кушаний, приготовленных из муки, крупы или картофеля. Все же большую часть крахмала в настоящее время вырабатывают из кукурузы.
    Но нередко мы пользуемся крахмалом и в чистом виде. К примеру, такое популярное блюдо, как кисель. Известно, что кисель без крахмала приготовить нельзя. И в данном случае значение крахмала не в его питательной ценности, которой он обладает, как любой углевод, а благодаря особым физическим свойствам крахмала кисель приобретает необходимую студнеобразную консистенцию. В холодной воде крахмал почти не набухает: он поглощает всего только 25–30% воды. Но при температуре 55–60° крахмал вбирает в себя и способен удержать количество воды, в 3 раза превышающее его собственный вес! При этом происходит клейстеризация крахмала. Если же поднять температуру до 70 °С, то он может поглотить около 100 процентов воды!
    Такова «сила» крахмала. Лингвисты утверждают, что название крахмала заимствовано нами из польского языка, а поляки на свой лад переиначили два немецких слова: Kraft und Mehl, т. е. сила и мука. Однако «сила» его проявляется лишь при определенных условиях, в определенном интервале температур. Известно, например, что кисель кипятить нельзя. Вместе с тем, чем дольше кипятить любой раствор, тем он становится гуще и «крепче». А с киселем происходит обратное: при кипячении он разжижается. Что же происходит?
    Когда раствор крахмала вливают в кисель при определенной температуре, зерна крахмала впитывают в себя воду и увеличиваются в объеме. Каждое крахмальное зернышко превращается в пузыречек, заполненный жидкой желеобразной массой. Но так как зернышко снаружи окружено оболочкой, то вся масса киселя, особенно после охлаждения, остается плотной. При продолжительной варке и еще большем повышении температуры, крахмал впитывает больше воды. Вода давит на оболочки и они в конце концов не выдерживают давления, лопаются, и кисель превращается в жидкую массу. На таких же физических свойствах крахмала набухать в воде и образовывать студнеобразную массу основано и приготовление некоторых соусов, кремов, пудингов.
    Для изготовления пудингов крахмалопаточная промышленность стала выпускать специальный модифицированный крахмал. Для этого кукурузный крахмал взбалтывают с водой и полученное таким способом крахмальное молоко нагревают до 45 °С, предварительно добавив к нему небольшое количество соляной кислоты. После этого смесь выдерживают при этой же температуре примерно в течение 2 часов. Затем воду отцеживают, кислый крахмал нейтрализуют водой, промывают, сушат и просеивают. При варке с сахаром и другими добавками такой крахмал образует стойкое желе.
    Наша промышленность вырабатывает лимонный, апельсиновый, ванильный, шоколадный и кофейный пудинги. В этих порошках содержится пудинговой муки 39–43 процента, сахарного песку 54–56 процентов. В кофейный пудинг добавляют натуральный кофе, шоколад, какао-порошок, в апельсиновый – апельсиновую эссенцию, а в лимонный, естественно, – лимонную.
    Из крахмала вырабатывают саго. В Индонезии, на Малайских островах растет саговая пальма – тропическое дерево, из которого делают натуральное саго. У нас, как известно, саговая пальма не растет. И мы получаем саговую крупу благодаря нашей скромной картошке, а в последнее время и кукурузе.
    Производство саго – дело несложное. Оно заключается в следующем: крахмал из кукурузы или картофеля увлажняют, тщательно перемешивают и просеивают через сито с отверстиями определенного размера. В результате получают одинаковые комочки крахмала, так называемые «снежинки». Затем комочки обкатывают в барабанах и они приобретают шарообразную форму. После этого «запаривают», т. е. подвергают клейстеризации, после чего дают очерстветь, чтобы они приобрели известную упругость. Очерствевшие шарики отделяют один от другого и подсушивают, а для блеска их шлифуют.
    Так получается крупа из твердых и прозрачных шариков клейстеризованного крахмала.
    По своей питательной ценности или точнее по усвояемости саговая крупа выше сырого крахмала. При заваривании крахмал становится частично растворимым и в пищеварительном аппарате человека легче и быстрее переваривается. Вот почему саго считают диетическим продуктом.
    В кулинарии саговая крупа применяется для приготовления каш, пудингов, начинок для пирожков и др. Крахмал используется в кондитерском производстве, в мясной промышленности для изготовления некоторых сортов вареных колбас, сосисок и сарделек, в консервной промышленности в качестве связующего для начинок и т. д.
    Таковы физические свойства крахмала. Но, пожалуй, больший интерес представляет химическая переработка крахмала, в результате которой образуются совершенно другие сахаристые продукты, о которых мы и собираемся рассказать.
    В этой связи интересна история одного открытия. Все началось с поисков заменителя аравийской камеди. Камедь – это сок, который выделяется из трещин коры некоторых деревьев при надрезах или других повреждениях. Аравийская камедь – сок, вытекающий из коры сенегальской акации.
    Некоторые соки находят свое практическое применение в жизни. Так, например, вишневая камедь, мягкими или отвердевшими каплями свисающая со стволов и веток вишневых деревьев, растворенная в воде, образует клей для бумаги. Аравийская камедь отличается особо ценными качествами. В былые времена она служила для приготовления клея, специальных красок и даже лекарств. Кстати, обычный конторский клей не так давно называли гуммиарабиком, что в Переводе на русский язык означает не что иное, как аравийская камедь.
    Много лет назад аравийской камедью заинтересовался русский химик Константин Кирхгоф, и это явилось причиной одного важного открытия. По профессии Кирхгоф был аптекарем, добросовестно готовил микстуры, составлял мази, делал пилюли. Но вместе с тем он был образованным химиком и все свое свободное время уделял химии и химическим опытам. Его интересовало многое: краски и взрывчатые вещества, минералы и фосфор. В 1811 году Кирхгоф производил опыты, для которых ему понадобилась аравийская камедь. Но стоила она в то время очень дорого: ее привозили в Петербург из-за тридевяти земель. И Кирхгоф решил найти или составить дешевый заменитель камеди.
    Перепробовав несколько различных веществ, он выбрал крахмал. Смешал его с водой, добавил немного серной кислоты и стал эту смесь варить на огне. Через некоторое время, крахмал заварился, а потом и вовсе растворился в воде, образовав прозрачный раствор. Когда из раствора была удалена кислота и большая часть воды, он превратился в густую массу, напоминавшую натуральную камедь. Кирхгоф не удержался и попробовал на язык полученное вещество. Искусственная камедь имела приятный сладкий вкус. Но почему она сладкая? Не иначе, как часть крахмала при варке с кислотой превратилась в сахар… Догадка Кирхгофа полностью подтвердилась.
    Сам того не подозревая, петербургский аптекарь сделал важнейшее открытие. Оказалось, что в определенных условиях крахмал и в самом деле можно превратить в сахар. В том же 1811 году Константин Кирхгоф написал в Академию наук и, рассказав о результатах своих опытов, предложил организовать выработку сахара из картофельного крахмала. Была выделена комиссия, которой поручили проверить результаты Кирхгофа. Все подтвердилось: из крахмала действительно получалось сахаристое вещество. Правда, это не свекловичный сахар и не тростниковый, а крахмальный или точнее виноградный, тот самый сахар, который химики называют глюкозой.
    Тогда ни Кирхгоф и никто другой не мог объяснить каким образом происходит превращение крахмала в сахар. В настоящее время этот процесс ясен и научно вполне обоснован. Крахмал, как мы уже говорили, состоит из больших молекул, напоминающих куст с множеством веточек разной длины. Каждая такая веточка в свою очередь представляет цепочку, составленную из отдельных звеньев. А звенья, как мы уже знаем, это молекулы виноградного сахара (глюкозы), лишенные воды.
    Крахмал не имеет никакого вкуса и в воде не растворяется. Но стоит добавить какой-нибудь минеральной кислоты – соляной или серной, как совершается превращение. Кислота играет роль катализатора процесса, иными словами, сама не участвуя в реакции, она способствует распаду молекулы на отдельные звенья, а каждое звено присоединяет к себе одну молекулу воды и при этом превращается в виноградный сахар – глюкозу. Происходит то, что химики называют гидролизом:

(C6h20O5N) + Nh3O = NC6Н12O6.
Крахмал + вода = глюкоза.

    Правда, процесс этот не сразу проходит так, как это представлено химическим уравнением гидролиза. Сначала крахмал распадается на вещества менее сложные – на декстрины (из них делают превосходный клей), затем декстрины превращаются в крахмальный сахар (мальтозу), а мальтоза в свою очередь превращается в глюкозу.
    Так, Кирхгоф искал камень, а нашел сахар; занимаясь разными опытами, изобрел новые продукты питания. Открытие Кирхгофа пришлось ко времени, как говорится, «в точку». Свекловичный сахар в то время в России практически почти не вырабатывали, а привозной тростниковый стоил очень дорого. Кроме того, в это время в Европе шли наполеоновские войны и сахар из английских колоний не экспортировался. Кирхгоф доказал возможность получения сахаристых веществ из весьма доступного сырья. Недаром скромный аптекарь в 1812 году за свое открытие удостоился звания академика!
    Не прошло и года, как в тогдашней Ярославской губернии был построен первый в мире завод, на котором из картофельного крахмала стали изготовлять патоку, т. е. густой сахаристый сироп. Открытием русского ученого заинтересовались за рубежом. Очень скоро такой же завод был построен вначале в Германии под Веймаром, чему немало содействовал Гёте – знаменитый немецкий поэт и естествоиспытатель, а затем и в других европейских странах.
    Шли годы, десятилетия. Химики усовершенствовали изобретение Кирхгофа. Стали из крахмала получать не только сироп-патоку, но и чистую кристаллическую глюкозу. Примерно в конце 30х годов в Советском Союзе у северных отрогов Кавказского хребта был построен крупнейший в Европе Баслановский комбинат по переработке крахмала в патоку, глюкозу и другие ценные продукты.
    Кстати, крахмал для выработки патоки и глюкозы в основном получали из картофеля. А теперь у картофеля появилась соперница – кукуруза. При переработке кукурузного зерна из него извлекают главное содержимое – крахмал, после чего его перерабатывают способом, открытым Константином Кирхгофом.
    Во время переработки крахмала образуются некоторые полезные отходы: так, например, при замочке зерна получается экстракт, который используется в производстве кормов и даже пенициллина. Но самое главное это, разумеется, патока и глюкоза.
    Глюкоза очень питательна, она легко и быстро усваивается организмом человека. Вот почему бегунам, велогонщикам и другим спортсменам дают для подкрепления и быстрого восстановления сил напиток, содержащий глюкозу. А людям, перенесшим тяжелую болезнь и очень ослабевшим, глюкозу специального приготовления вливают прямо в вену. Кроме того, глюкоза является сырьем для производства аскорбиновой кислоты, т. е. синтетического витамина С. Большое значение имеет и крахмальная патока. Без нее нельзя было бы приготовить ни леденцов, ни карамели, ни варенья, ни помадки. Дело в том, что при изготовлении карамели и леденцов добиваются того, чтобы сахар не кристаллизовался, а оставался в аморфном состоянии, так как нежная быстро тающая во рту помадка или леденец вкуснее и приятнее, нежели острые приторные на вкус кристаллики сахарного песка. Словом, патока не только вкусна и питательна, но обладает еще способностью задерживать кристаллизацию сахара и тем самым способствует высокому качеству кондитерских изделий. Вот такой оказалась необычная судьба открытия Кирхгофа.

К разделу

Виды крахмала и производство — Крахмал

Основные виды крахмала:

Картофельный крахмал

— получают из клубней картофеля, образует вязкий прозрачный клейстер.

Основная задача производства картофельного крахмала — мак­симальное извлечение крахмала путем разрыва наибольшего чис­ла клеток клубня и дальнейшая очистка крахмальных зерен от нерастворимых и растворимых примесей.

Для получения высококачественной готовой продукции хоро­шее качество сырья (сырого картофеля) имеет очень большое, а иногда и решающее значение. Белый цвет крахмала важен при применении его как вспомогательного материала в текстильной, бумажной, полиграфической, пищевой и других отраслях промыш­ленности. Большое значение для многих производств имеет вяз­кость крахмального клейстера, получаемого при нагревании смеси крахмала с водой. Особенностью картофельного крахмала, отли­чающей его от многих других крахмалов (например, получаемых из зерна кукурузы, пшеницы и др.), является высокая начальная вязкость крахмального клейстера. Однако при неправильном ве­дении технологического процесса вязкость такого клейстера может сильно уменьшиться. Главное влияние на это оказывают длитель­ное пребывание крахмальных зерен в воде, содержащей значитель­ную концентрацию клеточного сока, наличие растворенных солей кальция и магния (жесткость воды) и некоторые другие факторы. Сырой крахмал сохраняется плохо из-за высокого содержания влаги. Поэтому сразу после выработки целесообразно обезвожи­вать его (на центрифугах), а затем или немедленно высушить или перерабатывать для получения других видов готовой продукции.

Выход крахмала больше всего зависит от крахмалистости картофеля и качества его измельчения.

Кукурузный крахмал — молочно-белый непрозрачный клейстер, имеет невысокую вязкость, с запахом и привкусом, характерными для зерен кукурузы.

Производство кукурузного крахмала включает следующие ос­новные технологические операции:

— замачивание зерна в теплом растворе разбавленной сернисто

Из чего получают крахмал? | Продукт-Сервис

gmo_kraahmalКрахмал может изготавливаться из самых разнообразных растений. В частности используются:

  • рис,
  • горох,
  • ячмень,
  • картофель,
  • пшеница,
  • кукуруза,
  • батат,
  • маниока.

Наиболее «крахмалистым» растением является кукуруза, которая содержит немногим менее 60% этого компонента. Для того чтобы выделить крахмал из кукурузы используют воду с серой. В такую теплую воду помещают початки, и после этого крахмал отделяется от растений.

Помимо этого в производстве используются так называемые гидроциклоны. Эти приборы применяются для того чтобы отделить протеин от кукурузного крахмала, который и используют в дальнейшем. Кукурузный крахмал – самый распространенный в мире, имеет применение:

  • в создании кондитерских изделий,
  • для создания консервированных продуктов,
  • для изготовления бумаги.

Следующим по распространению является, пожалуй, картофельный крахмал. Свежий картофель содержит около 20% компонента. В технологии используется измельчение и высушивание.

Хранение картофельного крахмала становится более длительным при использовании диоксида серы, который добавляют к смеси для того чтобы дольше хранить картофельный крахмал. Используется этот компонент:

 

  • в качестве добавки для соусов, супов, колбас,
  • на текстильном и полиграфическом производстве.

 

Как вы поняли, в зависимости от сырья появляется разный крахмал, который применяется в различных направлениях. Например, довольно-таки распространенным является рисовый крахмал, который применяется в основном в кулинарии и для создания пудингов в частности. Пшеничный пудинг в свою очередь является великолепным дополнением для разнообразной выпечки и активно используется при создании хлебопекарной продукции.

Крахмал в домашних условиях

Возможно ли приготовить крахмал в домашних условиях? На самом деле этот процесс является довольно-таки легким и доступным, если использовать картофель. Из других растений крахмал дома получить труднее.

Для получения крахмала очищают и мелко натирают сырую картошку. Лучше всего изначально натирать в просторную емкость с теплой водой. После этого нужно оставить воду отстаиваться до появления белесой субстанции на дне емкости.

Далее картофельную массу следует неспеша извлечь, а оставшуюся субстанцию (которая и является крахмалом) промыть водой и просушить. Просушивайте на плоскости и в сухом помещении, в итоге получиться порошкообразный крахмал.

Читайте также

Крахмал, свойства, получение и применение

Крахмал, свойства, получение и применение.

 

 

Крахмал – растительный полисахарид со сложным строением, смесь полисахаридов амилозы и амилопектина, мономером которых является α-глюкоза.

 

Крахмал, формула, молекула, строение, состав, вещество

Крахмал в природе

Физические свойства крахмала

Химический состав крахмала

Химические свойства крахмала. Химические реакции (уравнения) крахмала

Получение и производство крахмала

Применение крахмала

 

Крахмал, формула, молекула, строение, состав, вещество:

Крахмал – растительный полисахарид со сложным строением, смесь полисахаридов амилозы и амилопектина, мономером которых является α-глюкоза.

Крахмал – смесь макромолекул амилозы и амилопектина, имеющая формулу (C6H10O5)n.

Крахмал – природный углевод, накапливаемый в клетках растений в виде крахмальных зерен и выделяемый из крахмалсодержащего сырья при его переработке.

Таким образом, в состав крахмала входят амилоза и амилопектин. Соотношение амилозы и амилопектина различно в различных крахмалах: амилозы 13-30 %; амилопектина 70-85%. Звенья амилозы и амилопектина соединены между собой в цепочки посредством α-(1→4) гликозидных связей.

Амилоза – полисахарид, образованный линейными или слаборазветвлёнными цепочками остатков α-глюкозы, соединённых α-(1→4) гликозидными связями. Цепочка амилозы состоит из 200-1000 структурных единиц (остатков α-глюкозы) и закручена в спираль. На каждый виток приходится по шесть остатков α-глюкозы. Молекулярная масса амилозы колеблется от 50 000 до 160 000. Благодаря своему строению (цепочки молекулы амилозы закручены в спираль) амилоза растворима в горячей воде. Амилопектин – полисахарид, образованный разветвлёнными цепочками остатков α-глюкозы, соединённых α-(1→4) и в точках разветвления цепи α-(1→6) гликозидными связями. Цепочка амилопектина состоит из 6000-40000 структурных единиц (остатков α-глюкозы). Цепочка амилопектина имеет разветвленное строение через каждые 20-25 остатков α-глюкозы, в точках разветвления цепи остатки α-глюкозы связаны между собой α-(1→6) гликозидными связями. Структура амилопектина трехмерна, его ветви расположены по всем направлениям и придают молекуле сферическую форму. Молекулярная масса амилопектина достигает 1 000 000. Амилопектин не растворим в холодной воде, в горячей воде образует студенистую часть клейстера.

Помимо полисахаридов (амилозы и амилопектина) в состав крахмала входят неорганические вещества (остатки фосфорной кислоты), липиды, жирные кислоты.

Химическая формула крахмала (C6H10O5)n.

Аналогичную химическую формулу имеет и гликоген (называемый животным крахмалом). Гликоген – это полисахарид состава (C6H10O5)n, образованный остатками глюкозы, соединёнными α-(1→4) и в местах разветвления – α-(1→6) гликозидными связями. В клетках животных гликоген служит основным запасным углеводом и основной формой хранения глюкозы. Откладывается в виде гранул в цитоплазме клеток (главным образом в клетках печени и мышц). Гликоген отличается от крахмала более разветвлённой и компактной структурой, а также физическими и химическими свойствами.

Строение молекулы крахмала, структурная формула крахмала:

Крахмал

По внешнему виду крахмал представляет собой белое аморфное вещество без вкуса и запаха.

Крахмал не растворяется в холодной воде. В горячей воде сначала полностью растворяется амилоза, а амилопектин не растворяется, а разбухает, образуя вязкий коллоидный раствор – крахмальный клейстер. Не растворим в этаноле.

При сжатии порошка крахмала он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц.

Биологическая роль для организма человека крахмала заключается в том, что наряду с сахарозой он служит основным источников углеводов – одного из важнейших компонентов пищи. Крахмал самый распространенный углевод в рационе человека.

Попадая в организм человека или животных в желудок и в кишечник, под действием собственных ферментов крахмал гидролизуется до глюкозы, после чего всасывается и попадает в кровь. Далее в клетках человека или животных глюкоза окисляется до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма.

Крахмал не имеет температуру плавления. При температуре 410 °C самовозгорается.

 

Крахмал в природе:

Крахмал является весьма распространённым в природе веществом. Крахмал синтезируется в хлоропластах растений под действием света при фотосинтезе в результате полимеризации глюкозы.

Процесс получения крахмала в клетках растений можно описать следующими химическими уравнениями:

6CO2 + 6H2O  → C6H12O6 + 6O2 (hv, kat = хлорофилл),

nC6H12O6 (глюкоза) → (C6H10O5)n + nH2O.

В общем виде это уравнение можно записать как:

6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n+ 6nO2.

Для растений крахмал служит запасом питательных веществ (в качестве резервного источника питания) и накапливается в основном в плодах, семенах и клубнях, а также листьях и стеблях. Наиболее богато крахмалом зерно злаковых растений: риса (до 86 %), пшеницы (до 75 %), кукурузы (до 72 %), а также клубни картофеля (до 24 %). Крахмал, по сути, является главным составляющим семян растений.

Крахмал находится в специальных клетках растений – амилопластах в виде зёрен. Формы зёрен различаются и зависят от вида растений. Крахмальные зёрна представляют собой слоистые крупицы размером от 2 до 100 мкм, внешне напоминающие сферы, овалы, многогранники и пр. Растут крахмальные зёрна слой за слоем. На старый слой наращивается новый и т.д. Крахмальные зёрна в клубнях картофеля плавают в клеточном соке, а в семенах злаков склеены между собой клейковиной.

Крахмал, синтезируемый разными растениями, несколько различается по структуре и размеру зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам.

Крахмал не синтезируется в организмах животных. Аналогичным энергетическим веществом животных клеток является гликоген.

 

Физические свойства крахмала:

Наименование параметра: Значение:
Цвет белый
Запах без запаха
Вкус Без вкуса
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое аморфное вещество
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 1,5
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 1500
Пищевая ценность картофельного крахмала, ккал 313
Пищевая ценность кукурузного крахмала, ккал 343
Температура самовоспламенения, °C 410
Молярная масса крахмала, г/моль 162,141 × n

 

Химический состав крахмала:

(на 100 г. крахмала)

Название вещества Картофельный крахмал Кукурузный крахмал
Белки, г 6,90 0,26
Жиры, г 0,34 0,05
Углеводы, г 83,10 91,27
Вода, г 6,52 8,32
Зола, г 3,14 0,09

В картофельном крахмале присутствуют витамины B1, B2, B3 (PP), B4, B5, B6, B9, С и E, а также макро- и микроэлементы: кальций, железо, магний, фосфор, калий, натрий, цинк, медь, марганец, селен.

В кукурузном крахмале присутствуют витамин B4, а также макро- и микроэлементы: кальций, железо, магний, фосфор, калий, натрий, цинк, медь, марганец, селен.

 

Химические свойства крахмала. Химические реакции (уравнения) крахмала:

Основные химические реакции крахмала следующие:

  1. 1. реакция крахмала с водой (гидролиз крахмала):

(C6H10O5)n + nН2О → nС6Н12O6 (tо, kat = H2SO4).

Важнейшее свойство крахмала – способность подвергаться гидролизу под действием ферментов или при нагревании с кислотами.

Гидролиз протекает ступенчато. Из крахмала сначала образуется декстрин ((C6H10O5)n), который гидролизуется до мальтозы (C12H22O11). Затем в результате гидролиза мальтозы образуется глюкоза (С6Н12O6).

Аналогичная реакция происходит во рту, желудке и кишечнике у живых организмов при попадании в него крахмала. В желудке и кишечнике крахмал под действием ферментов окончательно гидролизуется на глюкозу.

  1. 2. качественная реакция на крахмал (реакция крахмала с йодом):  

(C6H10O5)n + I → комплексное соединение амилозы и амилопектина с йодом.

В результате реакции крахмала с раствором йода образуется комплексное соединение включения. Происходит окрашивание крахмала в синий цвет. При нагревании окрашивание исчезает (комплексное соединение амилозы и амилопектина разрушается), при охлаждении появляется вновь.

В соединении включения частицы одного вещества («молекулы-гости») внедряются в кристаллическую структуру «молекул-хозяев». В роли «молекул-хозяев» выступают молекулы амилозы и амилопектина, а «гостями» являются молекулы йода.

  1. 3. не дает реакцию «серебряного зеркала» и не восстанавливает гидроксид меди до оксида меди:

При нагревании с аммиачным раствором оксида серебра крахмал не дает реакцию «серебряного зеркала». Кроме того, при нагревании с гидроксидом меди (II) крахмал не образует красного оксида меди (I).

Реакция «серебряного зеркала» и реакция с гидроксидом меди (II) с образованием красного оксида меди (I) характерны для лактозы и мальтозы. Поэтому крахмал еще именуют невосстанавливающим полисахаридом, т.к. он не восстанавливает Ag2O и Cu(OH)2.

 

Получение и производство крахмала:

Крахмал накапливается в зернах злаковых растений: рисе (до 86 %), пшенице (до 75 %), кукурузе (до 72 %), а также клубнях картофеля (до 24 %). Поэтому получение крахмала связано с выделением его из его источников. 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. Из картофеля и злаков крахмал получают,  разрушая клетки и отмывая его водой, после чего отстаивают и сушат.

 

Производство кукурузного крахмала:

Кукурузный крахмал получают путем обработки кукурузных зерен. После предварительной очистки кукурузные зёрна замачивают в серной кислоте, благодаря чему связывающий белок и другие вещества растворяется. Размякшие зёрна дробят и получают “крахмальное молоко” (крахмальную суспензию). Затем производят отделение крахмала от белка, не растворившегося в серной кислоте, отстаиванием или с помощью центрифуги. На следующем этапе отделившийся крахмал тщательно промывают и высушивают.

 

Производство картофельного крахмала:

Клубни картофеля предварительно моют и измельчают на терочных машинах до состояния кашки. Из полученной кашки на центрифугах отделяют клеточный сок и получают “крахмальное молоко”. “Крахмальное молоко” рафинируют и промывают водой. Образуется сгущенная суспензия крахмала, из которой затем осаждают крахмал. На следующем этапе отделившийся крахмал тщательно промывают, отстаивают и высушивают.

 

Применение крахмала:

– в качестве продукта питания как наиболее распространённый источник углеводов в рационе человека, а также для загущения многих пищевых продуктов и приготовления киселей, заправок, соусов и пр.,

– в пищевой промышленности – для получения глюкозы, патоки, этанола,

– в текстильной промышленности – для обработки тканей,

– в бумажной промышленности – в качестве наполнителя,

– в фармацевтической промышленности – в качестве наполнителя лекарственных препаратов,

– в быту – для накрахмаливания предметов одежды: воротников, халатов и пр.,

– в быту – для приклеивания обоев (крахмальный клейстер).

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com.

 

КрахмалКрахмалКрахмалКрахмал

карта сайта

 

Коэффициент востребованности 1 619

Картофельный крахмал — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Картофельный крахмал

Картофельный крахмал — это крахмал, извлеченный из картофеля. Зёрна крахмала (лейкопласты) содержатся в клетках картофельных клубней. Производство крахмала заключается в измельчении картофеля, при этом крахмальные зёрна высвобождаются из разрушенных клеток. Затем крахмал промывают и высушивают.

Картофельный крахмал — порошок чисто белого цвета. Имеет форму характерных крупных овальных гранул размером от 5 до 100 мкм. Картофельный крахмал содержит минимальное количество белка и жира. Приготовленный картофельный крахмал имеет нейтральный вкус, прозрачен, обладает высокой прочностью и содержит длинные молекулы амилозы[1]. В картофельном крахмале содержится примерно 800 ppm[источник не указан 206 дней]фосфатов, которые увеличивают вязкость и придают раствору лёгкий анионный характер. Картофельный крахмал имеет низкую температуру желатинизации (приблизительно 60 °C[2]) и высокую степень набухания[1]. Практически не имеет тенденции к пенообразованию и пожелтению.

Эти характерные свойства крахмала используются для пищевых и технических целей[3].

Продукты, произведённые с использованием крахмала, используются во многих блюдах. В частности, крахмал входит в рецептуру лапши, мармелада, картофельных чипсов, колбасных изделий и сосисок, супов-пюре и соусов, киселей, кондитерского крема и изделий из теста. Из крахмала изготавливают безглютеновые продукты[4], кошерные продукты на Песах[5]. Он широко используется в азиатской кухне[6]. Физико-химические характеристики картофельного крахмала обеспечивают ему преимущество в кулинарии перед другими сортами крахмала: он обеспечивает ровную, стабильную структуру соуса, а способность молекул распадаться на более мелкие придаёт блюдам необходимую тонкость и нежность[1].

Картофельный крахмал используют в народной медицине как вяжущее и обволакивающее средство, в фармацевтическом и косметическом производстве в качестве разрыхлителя[7].

Техническое использование картофельного крахмала также достаточно широко: из него изготавливают обойный клейстер, клеи для производства бумаги, клейких лент, средства для аппретирования и шлихтования тканей. В быту картофельный крахмал часто используется для подкрахмаливания текстильных изделий.

Вид под микроскопом: картофельный крахмал (амилопласты) в растительной клетке

Промышленное производство картофельного крахмала в Европе имеет более давнюю историю, чем другие виды крахмала. И в настоящее время он является одним из важнейших пищевых продуктов[1].

Для получения картофельного крахмала выращивают высокоурожайные крахмалистые сорта картофеля. Картофель на крахмал выращивают в Германии, Нидерландах, Китае, Японии[8] Франции, Дании и Польше, а также в Швеции, Финляндии, Австрии, Чехии, Украине, Канаде и Индии.

При производстве крахмала картофель измельчают, крахмальные зёрна вымывают водой, затем крахмал отстаивают, а в промышленных условиях центрифугируют. Готовый крахмал выпаривают (рафинируют) и высушивают[9][10]. Картофельный крахмал получается также как сопутствующий продукт переработки картофеля при производстве замороженного картофеля-фри и картофельных чипсов.

Картофельный крахмал в поляризованном свете, увеличение в 100 раз

Микроскопическое исследование крахмала с использованием смеси дистиллированной воды и глицерина в равных объёмах демонстрирует прозрачные бесцветные гранулы яйцевидной, грушевидной или неправильной формы, Размер гранул, как правило, от 30 мкм до 100 мкм, иногда встречаются крупные гранулы более 100 мкм, а также мелкие круглые гранулы размером от 10 мкм до 35 мкм. В поляризованном свете крахмальные гранулы обладают характерным крестовидным затемнением. Картофельный крахмал, смоченный водой, становится липким.

  1. 1 2 3 4 Harold McGee. Food and Cooking. — revised and updated edition. — NY: Scribner, 2004. — P. 615. — 884 p. — ISBN 1-4165-5637-0.
  2. Shiotsubo, Toshiko. Starch gelatinization at different temperatures as measured by enzymic digestion method (англ.) // Agricultural and Biological Chemistry (англ.)русск. : journal. — 1983. — Vol. 47, no. 11. — P. 2421—2425.
  3. BeMiller, James N. Potato starch: Production, Modifications and Uses // Starch: Chemistry and Technology (неопр.). — 3rd. — Academic Press, 2009. — С. 511—539. — ISBN 978-0-12-746275-2.
  4. Fenster, Carol. 1000 Gluten-free Recipes (неопр.). — John Wiley and Sons, 2006. — ISBN 978-0-470-06780-2.
  5. Blech, Zushe Yosef. Kosher for Passover // Kosher Food Production (неопр.). — Blackwell Publishing (англ.)русск., 2004. — С. 97—114. — ISBN 978-0-8138-2570-0.
  6. Shimbo, Hiroko. The Japanese kitchen: 250 recipes in a traditional spirit (англ.). — The Harvard Common Press (англ.)русск., 2000. — ISBN 1-55832-176-4.
  7. Чуешов В. И., Гладух Е.В. и др. Технология лекарств промышленного производства. — Винница: Нова книга, 2014. — Т. 1. — С. 202. — 696 с. — ISBN 978-966-382-540-3.
  8. ↑ In Japan, potato starch is called katakuriko (from katakuri «Erythronium japonicum», and ko «powder»), which refers to the starch from the Erythronium japonicum bulb.
  9. Чаховский А. И. Культура питания: энциклопедический справочник. — 3-е изд.. — Минск: Беларуская энцыклапедыя, 1993. — С. 142. — 540 с.
  10. Молоховец Е. Картофельный крахмал // Подарок молодым хозяйкам, или Средство к уменьшению расходов в домашнем хозяйстве. — ISBN 9785457776319.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *