Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство Образования Российской Федерации
Доклад
по дисциплине: "Химия"
на тему: "Крахмал"
Выполнил: Ученик 10 кл. Б
Нечин Евгений
Красноярск - 1998
Крахмал состоит из 2 полисахаридов - амилозы и амилопектина, образованных остатками глюкозы. Экспериментально доказано, что химическая формула крахмала (C6H10O5)n. Установлено, что крахмал состоит не только из линейных молекул, но и из молекул разветвленной структуры. Этим объясняется зернистое строение крахмала. Накапливается в виде зерен, главным образом в клетках семян, луковиц, клубней, а также в листьях и стеблях. Крахмал - белый порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде он набухает и образует клейстер.
Крахмал чаще всего получают из картофеля. Для этого картофель измельчают, промывают водой и перекачивают в большие сосуды, где происходит отстаивание. Полученный крахмал еще раз промывают водой, отстаивают и сушат в струе теплого воздуха.
Крахмал - основная часть важнейших продуктов питания: муки (75-80 %), картофеля (25 %), саго и др. Энергетическая ценность около 16,8 кДж/г.
Он является ценным питательным продуктом. Чтобы облегчить его усвоение, содержащие крахмал продукты подвергают действию высокой температуры, то есть картофель варят, хлеб пекут. В этих условиях происходит частичный гидролиз крахмала, и образуются декстрины, растворимые в воде. Декстрины в пищеварительном тракте подвергаются дальнейшему гидролизу до глюкозы, которая усваивается организмом. Избыток глюкозы превращается в гликоген (животный крахмал). Состав гликогена такой же, как у крахмала, - (C6H10O5)n, но его молекулы более разветвленные. Особенно много гликогена содержится в печени (до 10 %). В организме гликоген является резервным веществом, которое превращается в глюкозу по мере ее расходования в клетках.
В промышленности крахмал путем гидролиза превращают в патоку и глюкозу. Для этого его нагревают с разбавленной серной кислотой, избыток которой затем нейтрализуют мелом. Образовавшийся осадок сульфата кальция отфильтровывают, раствор упаривают и выделяют глюкозу. Если гидролиз крахмала не доводить до конца, то образуется смесь декстринов с глюкозой - патока, которую применяют в кондитерской промышленности. Получаемые с помощью крахмала декстрины используются в качестве клея, для загустения красок при нанесении рисунков на ткань.
Крахмал применяют для накрахмаливания белья. Под горячим утюгом происходит частичный гидролиз крахмала и превращение его в декстрины. Последние образуют на ткани плотную пленку, которая придает блеск ткани и предохраняет ее от загрязнения.
Крахмал и его производные также применяются при производстве бумаги, текстильных изделий, в литейном и других производствах, а также в фармацевтической промышленности.
крахмал гидролиз промышленность гликоген
Библиография
1. Химия: Органическая химия: Учебное издание для 10 кл. сред. шк. - Москва, Просвещение, 1993.
2. Советский энциклопедический словарь, гл. ред. А.М. Прохоров - Москва, Советская энциклопедия, 1989.
3. Химия: Справочное руководство, гл. ред. Н.Р. Либерман - Санкт Петербург, издательство "Химия", 1975.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Состав, формула, химические и физические свойства крахмала и целлюлозы. Процесс гидролиза глюкозы. Применение крахмала в приготовлении пищи. Описание и применение целлюлозы в промышленности. Процесс образования целлюлозы в природе, структура ее цепочек.
презентация , добавлен 02.01.2012
Сравнение свойств полисахаридов на примере молекул крахмала и целлюлозы. Особенности строения крахмала и целлюлозы. Домашние мини-исследования: определение крахмала в продуктах питания и оценка растворимости целлюлозы в органических растворителях.
презентация , добавлен 12.01.2012
Использование амилазы в пищевой промышленности. Активность фермента а-амилазы слюны при различных температурах. Крахмал и его строение. Химическая структура, молекулярная масса амилозы и амилопектина. Две фракции крахмала. Общие понятия о ферментах.
творческая работа , добавлен 01.03.2009
Общие сведения о крахмале; полимеры амилоза и амилопектин. Образование и структура крахмальных зерен. Классификация крахмала, его физико-химические свойства и способы получения. Применение в промышленности, фармацевтической химии и технологии, медицине.
курсовая работа , добавлен 09.12.2013
Превращения крахмала и низших углеводов, азотистых и пектиновых веществ во время водно-тепловой обработки крахмалистого сырья. Превращения крахмала и белковистых веществ под действием ферментов солода и ферментных препаратов при осахаривании сырья.
контрольная работа , добавлен 03.06.2017
Основные функции текстильных вспомогательных веществ в процессах крашения и печатания текстильных материалов. Мероприятия, разработанные для устранения недостатков нативного крахмала. Печатно-технические свойства модифицированного фосфатного крахмала.
статья , добавлен 24.06.2015
Формула углеводов, их классификация. Основные функции углеводов. Синтез углеводов из формальдегида. Свойства моносахаридов, дисахаридов, полисахаридов. Гидролиз крахмала под действием ферментов, содержащихся в солоде. Спиртовое и молочнокислое брожение.
презентация , добавлен 20.01.2015
Классификация, строение полимеров, их применение в различных отраслях промышленности и в быту. Реакция образования полимера из мономера - полимеризация. Формула получения полипропилена. Реакция поликонденсации. Получение крахмала или целлюлозы.
разработка урока , добавлен 22.03.2012
Особенности химического состава зернового сырья для производства спирта. Строение зерна пшеницы, ржи: альбумины и глобулины, липиды, минеральные вещества. Приготовление замеса свекловичной мелассы, ферментативный гидролиз молекул крахмала до сахарозы.
реферат , добавлен 24.04.2017
Классификация, физические и химические свойства полисахаридов. Гидролизация крахмала под действием ферментов и кислот. Лекарственные растения и сырье, содержащие полисахариды (гомогликозиды, полиозы, гликаны, голозиды). Применение в медицинской практике.
Крахмал
, главный резервный растений; накапливается в виде зерен в клетках семян, луковиц, клубней, а также в листьях и стеблях. Бесцветное аморфное вещество, не растворим в холодной воде, в горячей образует клейстер; [a] D от +180 до +210°. В зернах крахмала содержатся 98-99,5% полисахаридов и 0,5-2% неуглеводных компонентов (в том числе . . зольные элементы).
Крахмал представляет собой смесь линейного (амилозы) и разветвленного (амилопектина) полисахаридов. Амилоза построена главным образом из остатков a-D-глюкопиранозы с 1:4 - связями. В зависимости от вида растения молярная масса амилозы колеблется от 150 тыс. (рисовый, кукурузный крахмал) до 500 тысяч (картофельный крахмал).
Молекулы амилопектина сильно разветвлены и состоят из фрагментов амилозы (около 20 моносахаридных остатков), связанных между собой а -1:6-связями. Молярная масса 10 6 -10 9 . В структуре амилопектина различают центральную цепь с кол-вом звеньев более 60, несущую остаток со своб. восстанавливающей группой, короткие цепи из 15-20 остатков (S-цепи), расположенные на периферии молекулы и внутри нее, и длинные (окрахмал 45 звеньев) L-цепи (смотри рисинок). По строению амилопектин близок к . В амилопектин, также как амилоза, образует мицеллярные растворы.
Соотношение амилозы и амилопектина в крахмале зависит от вида растения и стадии его развития. В среднем крахмал содержит 15-25% амилозы и 75-86% амилопектина; в результате селекции выделены сорта растений, крахмал которых обогащен одним из полисахаридов. Фракционирование крахмал на амилозу и амилопектин проводят избирательным извлечением амилозы, горячей водой из крахмальных зерен или ее в виде комплексов с или после крахмал в кипящей воде или ДМСО. В хроматографических методах разделения используют способность амилозы к на в присутствии этанола и , а также преимущественное связывание амилопектина с типа кон-канавалина А.
Некоторые виды крахмал содержат также низкомолекулярную ("аномальную") амилозу со значительным количеством ветвлений или низкомолекулярный амилопектин с 13-15 звеньями (фитогликоген).
Известны многочисленные (главным образом, амилазы), катализирующие гидролиз крахмала. Избирательный гидролиз α-1:6-связей в крахмал может быть осуществлен под действием изоамилазы и пуллуланазы. При действии трансглюкозилаз некоторых бактерий крахмал превращается в циклические -циклоамилозы (циклодекстрины).
Количественно крахмал и его компоненты определяют гравиметрически (осаждение иодом), амлерометрическим и потенциометрическим титрованием, спектрофотометрически (комплексы с иодом), а также с помощью кислотного и ферментативного гидролиза. В последних случаях образующуюся глюкозу определяют хим. или ферментативными методами.
Биосинтез крахмала в растениях осуществляется глюкозилтрансферазами, переносящими остатки от молекул нуклеозиддифосфаттлюкозы на растущие цепи с образованием a-1:4-связей, и ветвящим ферментом, перестраивающим линейные цели в разветвленные. Крахмал, накапливающийся в листьях, быстро превращается в сахарозу, которая переходит из листьев в семена, клубни и луковицы, где сахароза снова превращается в крахмал, откладывающийся на длительное хранение. Расщепление крахмал в растениях осуществляется под действием фосфорилаз (фосфоролиз крахмал) и гидролитических ферментов. Потребности человека в углеводах покрываются главным образом крахмал, содержащимся в растительной пище - хлебе, картофеле, крупах и т.п.
В промышленном масштабе крахмал получают главным образом из картофеля и кукурузы, в меньшей степени - из риса, пшеницы, батата, саговой пальмы, сорго и других растений. Из измельченного сырья после вымывания крахмал водой, отделения отходов и осаждения крахмал из промывной жидкости (крахмального молока) на центрифуге получают сырой крахмал с влажностью до 36%; после очистки от белков, липидов и др. веществ его обезвоживают и сушат до влажности 20% (чистый крахмал).
Крахмал применяют в пищевой промышленности в качестве загустителей и желирующих средств; в биотехнологии - для производства патоки, различных декстринов (мальтина, цихлоамилозы) и глюкозы; в бродильной промышленности - в качестве сырья для произ-ва этилового и бутилового спиртов, ацетона, глюконовой, лимонной и молочной кислот, глицерина и других. Крахмал применяют также в качестве клеев, в микробиологических средах при производстве ферментов, антибиотиков, витаминов и др. биопрепаратов, используют для шлихтования тканей и бумаги, изготовления амилозных полимерных пленок, легко поддающихся биодеградации.
Применяют также модифицированный крахмал, который получают соответствующей технологической или химической обработкой чистого крахмал Так, частично гидролизованный, окисленный гипохлоритом (окисленный), сшитый фосфорной кислотой (фосфатный) и быстронабухающий крахмал используют в пищевой и фармацевтической промышленности, ацетилированный - при производстве пленок и волокон, гидроксиэтилированный - в текстильной и бумажной промышленности, алкилпроизводные крахмала - в качестве клеев и пластификаторов. Объем мирового производства крахмал около 20 млн. т/год.
Цели урока:
- изучение строения макромолекул крахмала, физических и химических свойств и применения крахмала;
- развитие практических навыков, умения сравнивать и выделять основные признаки в строении и свойствах;
- развитие познавательного интереса, коммуникативных качеств;
- воспитание положительного интереса, познавательности и культуры умственного труда.
Тип урока: Изучение нового материала.
Вид урока : Комбинированный урок.
Методы
- обучения : показательный, диалогический;
- преподавания : программируемый, объяснительный;
- учения : практический, частично-поисковый.
Оборудование урока: учебник «Органическая химия» под ред. И.И. Новошинского, видеопроектор, интерактивная доска, компьютер, мультимедийная программа, образец крахмала, вода, йод, пробирки, штативы для пробирок.
Ход урока
I. Организационная часть.
II. Проверка домашнего задания.
III. Изучение учебного материала по плану с использованием презентации.
План урока:
- Строение молекулы крахмала.
- Физические свойства.
- Нахождение в природе.
- Химические свойства.
- Крахмал как питательное вещество.
- Применение крахмала.
1. Строение макромолекул крахмала
(демонстрация слайда «Строение молекулы крахмала»)
Крахмал – это природный полимер, его молекулярная формула (C 6 H 10 O 5)п . Исследования показали, что крахмал представляет собой продукт, состоящий из двух полимерных веществ: растворимой в воде амилозы (20%) и нерастворимого в воде амилопектина (80%).
Крахмал образуется в результате фотосинтеза при поглощении энергии солнечного излучения.
Сначала синтезируется глюкоза:
6СO 2 + 6H 2 О = C 6 H 12 O 6 + 6O 2
п C 6 H 12 O 6 = (C 6 H 10 O 5) п + п H 2 О
Макромолекулы крахмала различны по размерам и по строению: число звеньев C 6 H 10 O 5 в составе различно, поэтому неодинакова и их молекулярная масса. Ученым удалось доказать, что макромолекулы крахмала состоят из остатков молекул циклической α – глюкозы.
2. Физические свойства (демонстрация образца крахмала)
Крахмал – белый, нерастворимый в воде порошок, встречается в виде зерен, форма и размеры которых характерны для каждого рода растений. В холодной воде он набухает и образует гель. В горячей воде он образует коллоидный раствор – клейстер. Эти свойства крахмала определяют области его применения (демонстрация слайда «Физические свойства»).
3. Нахождение в природе.
Крахмал – одно из важнейших питательных веществ для человека. Крахмал чрезвычайно распространен в растительном мире. Для различных растений он является запасным питательным материалом и содержится главным образом в плодах, семенах и клубнях. Картофель содержит около 24% крахмала, зерна пшеницы и кукурузы – около 72-75%, риса – около 86% (демонстрация слайда «Нахождение в природе»).
4. Химические свойства.
а) Гидролиз крахмала
(C 6 H 10 O 5) п + п H 2 О = п C 6 H 12 O 6 (Приложение 3 )
б) Качественная реакция крахмала с йодом
(лабораторный опыт или компьютерный эксперимент)
(демонстрация слайда « Химические свойства»).
5. Крахмал как питательное вещество (сообщения учащихся).
Для организма человека крахмал служит основным поставщиком углеводов – одного из важнейших компонентов пищи. Под действием ферментов крахмал гидролизуется до глюкозы, которая окисляется в клетках до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма. Из продуктов питания наибольшее количество крахмала содержится в хлебе, макаронных и других мучных изделиях, крупах, картофеле.
6. Применение крахмала (сообщения учащихся).
В значительных количествах крахмал перерабатывается на декстрины, патоку и глюкозу, используемые в пищевой промышленности. Из продуктов гидролиза получают пищевой спирт, молочную кислоту и другие ценные продукты. Крахмал используют как клеящее средство, применяют для отделки тканей, в медицине на основе крахмала готовят некоторые мази и присыпки.
IV. Закрепление изученного материала (демонстрация слайда «Вопросы»).
1. Составьте уравнения реакций получения молочной кислоты, исходя из крахмала:
Как называются реакции 1 и 2?
2. Сок зеленого яблока дает реакцию с йодом. Сок спелого яблока восстанавливает аммиачный раствор оксида серебра. Как объяснить эти явления?
3 Проверка знаний по тестам (Приложение 4 )
V. Итог урока.
Библиография использованных ресурсов:
- Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. – М.: лаборатория базовых знаний, 2002.
- Киселев С.В., Куранов В.П. Оператор ЭВМ. – М.:ИПРО, Издательский цент «Академия», 2000.
- Учебное электронное издание» Химия» (8-11 класс) «Виртуальная лаборатория», лаборатория систем мультимедиа, МарГТУ, 2004.
- Мультимедийное учебное пособие нового образца, издательство «Просвещение», 2004.
- Новошинский И.И. Органическая химия. – Москва, Русское слово, 2009.
Крахмал – растительный полисахарид со сложным строением. Он состоит из амилозы и амилопектина; их соотношение различно в различных крахмалах (амилозы 13 – 30%; амилопектина 70 – 85%).
Амилоза и амилопектин (их свойства приведены в таблице 1) в растениях формируются в виде крахмальных зерен, структура которых до конца не выяснена.
Таблица 1. Свойства амилозы и амилопектина
Крахмал является важным компонентом пищевых продуктов, исполняя роль загустителя и связывающего агента. В одних случаях он присутствует в сырье, которое перерабатывается в пищевые продукты (например, хлебобулочные изделия). В других его добавляют для придания продукту тех или иных свойств – он используется широко при производстве пудингов, концентратов супов, киселей, соусов, салатных приправ, начинок, майонеза; один из компонентов крахмала – амилоза используется для пищевых оболочек и покрытий.
К основным физико-химическим свойствам крахмала, имеющим большое значение для пищевых продуктов относятся способность крахмала к клейстеризации, вязкость клейстеризованных растворов и их способность давать студни.
Неповрежденные крахмальные зерна нерастворимы в воде, но могут обратимо впитывать влагу и легко набухают. Увеличение диаметра зерен при набухании зависит от вида крахмала. Например, для обычного кукурузного крахмала – 9,1%, для восковидного – 22,7%.
Клейстеризация крахмала проявляется при его нагревании в воде, и эта его способность к клейстерообразованию обусловлена наличием в нем амилопектина. В первой фазе нагревания вода медленно и обратимо поглощается зернами крахмала, причем происходит их ограниченное набухание. Вторая фаза характеризуется тем, что зерна быстро набухают, во много раз увеличиваясь, поглощая большое количество влаги и быстро теряя двойное лучепреломление, т. е. свою кристаллическую структуру. При этом вязкость крахмальной суспензии быстро возрастает, и небольшое количество крахмала растворяется в воде. В третьей фазе набухания, протекающей при повышенных температурах, зерна становятся почти бесформенными мешочками, из которых вымылась наиболее растворимая часть крахмала. Как правило, большие крахмальные зерна клейстеризуются при более низкой температуре, чем мелкие. Температуру, соответствующую разрушению внутренней структуры крахмальных зерен, называют температурой клейстеризации. Она зависит от источника получения крахмала (табл. 2).
Таблица 2. Зависимость температуры клейстеризации крахмала от источника получения
|
Источник |
Температуры клейстеризации, °С |
|
|
Кукуруза |
||
|
Картофель |
||
| Рожь | ||
| Ячмень | ||
| Овес | ||
| Сорго | ||
| Горох | ||
| Фасоль | ||
| Восковидная кукуруза |
Вязкость крахмальных клейстеров имеет очень важное практическое значение. При этом вязкость амилопектиновой фракции выше, чем амилозной, вследствие своего ветвистого строения молекулы амилопектина (внутреннее трение, у растворов с такими объемистыми молекулами больше).
Кривые вязкости, полученные на ротационном вискозиметре, показывают, что сначала увеличение температуры ведет к крутому подъему вязкости, что связано с набуханием крахмальных зерен. Затем набухшие крахмальные зерна разрываются и дезинтегрируют, вызывая падение вязкости (рис. 1). Наклон кривых сильно различается для различных краxмалов.
Рис. 1. Изменение вязкости в процессе клейстеризации крахмальной суспензии.
Пищевые кулинарные изделия, получаемые из крахмала (соусы, подливки, кисели и пр.), должны обладать необходимой вязкостью. Чем большую вязкость имеет клейстер, содержащий определенное количество крахмала, тем меньше его надо расходовать для получения продуктов с требуемой вязкостью. Картофельный крахмал дает клейстеры со значительно большей (в среднем) вязкостью, чем кукурузный. Для получения клейстеров с одинаковой вязкостью нужно брать разные количества того или иного крахмала.
Клейстеризация крахмала, вязкость крахмальных растворов, характеристика крахмальных гелей зависят не только от температуры, но и от вида и количества других присутствующих компонентов. С этим необходимо считаться, поскольку в процессе производства пищевых продуктов крахмал находится в присутствии таких веществ, как сахар, белки, жиры, пищевые кислоты и вода.
На клейстеризацию крахмала при производстве пищевых продуктов оказывают влияние и липиды – триглицериды (жиры, масла), моно- и диглицериды. Жиры, которые могут давать комплексы с амилозой, тормозят набухание крахмальных зерен. Вследствие этого в белом хлебе, в котором мало жира, 96% крахмала обычно полностью клейстеризовано. При производстве пекарских изделий эти два фактора (большие концентрации жира и низкая а w) вносят большой вклад в неклейстеризацию крахмала.
Моноглицериды жирных кислот (С 16 – С 18) приводят к увеличению температуры клейстеризации, увеличению температуры, соответствующей пику вязкости, уменьшению силы геля. Это связано с тем, что компоненты жирных кислот в моноацилглицеридах могут образовывать соединения включения с амилозой, а, возможно, и с длинными внешними цепями амилопектина.
Кислоты присутствуют во многих продуктах, где используется крахмал в качестве загустителя. При низких рН (салатные приправы, фруктовые начинки) имеет место значительное снижение пика вязкости крахмальных клейстеров и быстрое снижение вязкости при нагревании.
Поскольку при низких рН имеет место интенсивный гидролиз с образованием незагустевающих декстринов, необходимо, чтобы избежать кислотного разжижения, использовать в качестве загустителя в кислых продуктах модифицированные поперечно-сшитые крахмалы.
Студнеобразующая способность проявляется при достаточном содержании крахмала в клейстерах, а образование и свойства студней из них зависят, в основном, от амилозной фракции. Известно, что студни образуются в тех случаях, когда молекулы имеют цепочное (линейное) строение.
Образование студней используется, например, при изготовлении киселей, запеканок, конфет, колбас и др.
Свойства крахмальных студней зависят от концентрации крахмала, продолжительности выстойки и других факторов. Прочность студней быстро возрастает при их хранении и выстойке, причем наиболее быстро у концентрированных студней.
Студни из крахмалов разных видов по своим свойствам не одинаковы.
Студни, изменившие первоначальную прочность во время хранения, после вторичного нагревания приобретают ее снова, т. е. явления структурообразования обратимы при нагревании, причем у рисовых и пшеничных крахмалов наблюдается полная обратимость, а у картофельных – ограниченная.
У крахмальных студней, особенно из картофельного крахмала, с течением времени наблюдается синерезис, проявляющийся в том, что в результате уплотнения гелевой структуры выделяется свободная вода на поверхности.
В молекуле крахмала имеется много свободных гидроксильных групп, которые способны вступать в химические реакции со многими соединениями и давать эфиры и различные производные. На этом основано получение различных модифицированных его производных.
Модифицированные, или измененные, крахмалы, обладающие новыми свойствами, находят все большее и разнообразное применение в различных отраслях пищевой промышленности.
Модифицированные крахмалы имеют, как правило, такой же внешний вид, как и обычный (нативный) крахмал. Однако, воздействуя на него различными физическими, химическими и биологическими реагентами, изменяющими направленно такие его свойства, как растворимость, вязкость, прозрачность, стабильность клейстеров и другие физико-химические параметры, получают крахмалы с удивительными свойствами. Крахмалы, свойства которых изменены в результате специальной обработки, называют модифицированными крахмалами.
Основными превращениями, которые претерпевают крахмалы в
1. Расщепление (деполимеризация) полисахаридных компонентов крахмала с сохранением или без сохранения зернистой структуры.
2. Увеличение количества существующих или появление новых функциональных групп, перестройка структуры полисахаридных цепей в результате трансгликолизирования.
3. Потеря зернами крахмала первоначальной структуры и приобретение ими после дегидратации новой структуры.
4. Взаимодействие гидроксильных групп крахмала с различными химическими веществами с образованием эфирных связей и присоединением их остатков.
5. Одновременная полимеризация блоков частичного гидролиза крахмала и других мономеров (сополимеризация) с образованием новых соединений.
Модифицированные крахмалы могут быть получены путем одного из указанных превращений или в результате двух и более превращений, протекающих одновременно или последовательно.
Набухающие крахмалы получают полной или частичной клейстеризацией нативного или модифицированного крахмала в воде при нагревании с последующим высушиванием клейстера и измельчением. Они способны набухать в холодной воде, полностью или частично переходить в растворимое состояние. Набухающие крахмалы вводят в сухие смеси мороженного, пудингов, кремов и других изделий быстрого приготовления.
Крахмал, модифицированный кислотой , получают при нагревании слабо подкисленной водной суспензии крахмальных зерен до температуры 45 – 50 °С. В зернах ослабляются межмолекулярные связи и происходит частичное расщепление гликозидных связей. Молекулы амилопектина становятся менее разветвленными, вследствие чего крахмал дает более прозрачные студни. Этот крахмал практически нерастворим в холодной воде, но хорошо растворим в кипящей воде. Для этого крахмала, по сравнению с исходным, характерна более низкая вязкость горячих клейстеров, уменьшение силы геля, увеличение температуры клейстеризации. Крахмал, модифицированный кислотой, широко применяют в пищевой промышленности: кукурузный и пшеничный – для приготовления конфет, рахат-лукума и других кондитерских изделий; картофельный – для пудинговых смесей.
Этерифицированные крахмалы. Известно, что крахмал может быть подвергнут этерификации. В пищевой промышленности чаще применяют крахмалофосфаты – эфиры крахмала и солей фосфорной кислоты. Их используют в качестве загустителей, стабилизаторов, эмульгаторов, не имеющих запаха и вкуса
Монофосфаты получают при нагревании крахмала с водорастворимыми фосфатами, солями орто-, пиро- или метафосфорной кислоты в течение 1 – 6 ч при повышенной температуре (обычно 50 – 60 °С). По сравнению с обычным крахмалом этот крахмал имеет более низкую температуру клейстеризации, набухает в холодной воде (СЗ = 0,07 и выше), имеет пониженную способность к ретроградации. Характеристика фосфатных зерновых крахмалов в принципе подобна картофельному крахмалу, который тоже содержит фосфатные группы. Монофосфатный крахмал применяют в замороженных продуктах в качестве загустителя, благодаря его исключительной стабильности при замораживании-оттаивании. Предварительно клейстеризованныи фосфатный крахмал диспергируется в холодной воде, благодаря чему может успешно использоваться в инстант-десертных порошкообразных продуктах и в мороженом.
В отличие от монофосфатного крахмала, в дифосфатном крахмале фосфат этерифицируется с двумя гидроксильными группами, часто из двух соседних крахмальных цепей. Таким образом, образуется химический мост между близлежащими цепями, и эти крахмалы относят к поперечно-сшитым крахмалам. Наличие ковалентной связи между двумя крахмальными цепями предохраняет крахмальные зерна от набухания, дает большую стабильность при нагревании и возможном гидролизе.
Поперечно-сшитые крахмалы могут быть получены реакцией крахмала (R-ОН) с би- и полифункциональными агентами, такими как триметафосфат натрия, оксихлорид фосфора, смешанные ангидриды уксусной и дикарбоновой (например, адипиновой) кислот.
Наиболее значительное изменение в свойствах поперечно-сшитого крахмала – высокая стабильность при повышенных температурах, низких значениях рН, механических воздействиях, снижение способности к ретроградации, стабильность при замораживании – оттаивании; при хранении клейстеров поперечно-сшитых крахмалов не наблюдается синерезис. Благодаря этим свойствам поперечно-сшитые крахмалы применяют в детском питании, салатных приправах, фруктовых начинках, в кремах.
Ацетаты крахмала низкой степени замещения получают путем обработки зерен крахмала уксусной кислотой или, предпочтительнее, ацетангидридом в присутствии катализатора (как правило при рН 7-11; t = 25 °С; СЗ = 0,5). Растворы ацетатов крахмала очень стабильны, поскольку наличие ацетил-групп препятствует ассоциации двух амилозных молекул и длинных боковых цепей амилопектина. Ацетаты крахмала по сравнению с обычным кукурузным крахмалом имеют пониженную температуру клейстеризации, пониженную способность к ретроградации, образуют прозрачные и стабильные клейстеры. Благодаря этим качествам ацетаты крахмала применяют в замороженных продуктах, пекарских изделиях, инстант-порошках и т.д.
Окисленные крахмалы вырабатывают с применением перманганата, гипохлорита, перекисей, йодной кислоты. Окислители вызывают гидролитическое расщепление гликозидных связей, окисление спиртовых групп в карбонильные и карбоксильные. Крахмал окисляют в водных суспензиях и полусухой. Окисленные крахмалы, по сравнению с исходным, способны давать менее вязкие, но более прозрачные и стабильные клейстеры. Их применяют в качестве заменителей агара, агароида при производстве желейных кондитерских изделий, для стабилизации мороженого и др. Диальдегидный крахмал, полученный под действием йодной кислоты (со степенью окисления до 2%), используют в хлебопечении, он оказывает укрепляющее действие на клейковину муки.