Keményítő

A keményítő (C 6 H 10 O 5 ) n amilóz és amilopektin poliszacharidok  keveréke , amelynek monomerje az alfa- glükóz . A különböző növények által a kloroplasztiszokban szintetizált keményítő ( fény hatására a fotoszintézis során ) némileg eltér a szemcsék szerkezetében, a molekulák polimerizációs fokában, a polimer láncok szerkezetében és fizikai-kémiai tulajdonságaiban.

Fizikai tulajdonságok

Íztelen fehér amorf por , hideg vízben nem oldódik. A mikroszkóp alatt egyes szemcsék láthatók; a keményítőpor összenyomásakor jellegzetes csikorgást bocsát ki a részecskék súrlódása miatt.

Kémiai tulajdonságok

Forró vízben megduzzad (oldódik), kolloid oldatot - pasztát képezve . Vízben savak (híg H 2 SO 4 stb.) katalizátorként történő hozzáadásával molekulatömeg csökkenésével fokozatosan hidrolizálódik , ún. "oldható keményítő", dextrinek, glükózig .

A keményítőmolekulák mérete heterogének. A keményítő lineáris és elágazó láncú makromolekulák keveréke.

Enzimek hatására vagy savakkal hevítve hidrolízisen megy keresztül [2] :

Minőségi reakciók :

• jóddal reagál (kékre fest), zárványvegyület keletkezik. Ezt a reakciót 1814-ben fedezte fel Jean-Jacques Colin és Henri-François Gaultier de Claubry [3] .
• A keményítő, ellentétben a glükózzal, nem ad ezüsttükrös reakciót ;
• A szacharózhoz hasonlóan nem redukálja a réz(II)-hidroxidot ;

Bioszintézis

A zöld növényekben a fotoszintézis során képződő glükóz egy része keményítővé alakul:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2 (összefoglaló képlet)

nC 6 H 12 O 6 (glükóz) → (C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O

Általánosságban ez a következőképpen írható fel: 6nCO 2 + 5nH 2 O → (C 6 H 10 O 5 ) n + 6nO 2 .

A keményítő tartalék táplálékként felhalmozódik a gumókban, gyümölcsökben, növények magjaiban. Tehát a keményítő előállításához leggyakrabban használt növényekben a burgonyagumó legfeljebb 24% keményítőt, a búzaszemek  - akár 64%, a rizs  - 75%, a kukorica - 70%.

Keményítő módosítás

Az iparban a keményítő glükózzá történő átalakulása (a cukrozási folyamat) úgy történik, hogy több órán át forralják híg kénsavban (a kénsav katalitikus hatását a keményítő cukrosítására 1811-ben fedezte fel K. S. Kirchhoff ). A kénsavat a kapott oldatból krétát adnak hozzá, így a kénsavból oldhatatlan kalcium-szulfátot kapnak . Ez utóbbit leszűrjük, és az anyagot bepároljuk. Kiderül, hogy egy sűrű édes massza - keményítőszirup , amely a glükózon kívül jelentős mennyiségű egyéb keményítő hidrolízis -terméket is tartalmaz.

A melaszt édességek készítésére és különféle technikai célokra használják.

Ha tiszta glükózt kell előállítani, akkor a keményítő forrása hosszabb, mint a teljesebb glükózzá való átalakulás. A semlegesítés és szűrés után kapott oldatot addig töményítjük, amíg glükózkristályok nem kezdenek kihullani belőle.

Ezenkívül jelenleg a keményítő hidrolízisét enzimatikusan hajtják végre , alfa-amilázt használva különböző hosszúságú dextrinek előállításához, és glükoamilázt - ezek további hidrolíziséhez glükóz előállítására .

Ha a száraz keményítőt 200–250 °C-ra melegítjük, az részben lebomlik, és a keményítőnél kevésbé összetett poliszacharidok keveréke ( dextrin és mások) keletkezik.

A fizikai változás nagy nedvességmegtartó képességű keményítőt eredményez, ami viszont a végterméknek a kívánt állagot adja.

Ipari felvásárlás

Iszapkeményítő

Az iszapkeményítő az első osztályú keményítő gyártása során melléktermék: az a része, amely a tetején rakódik le ülepítőkádban vagy keverős kádban végzett mosás során. 90-95% keményítőt tartalmaz, keményítővé újrahasznosítva.

Tápérték

Az emberek és állatok gyomorcsatornájában a keményítő hidrolizál , és glükózzá alakul, amelyet a szervezet felszív. A keményítő hidrolízisének közbenső termékei a dextrinek .

A keményítőt élelmiszer-adalékanyagként használják számos élelmiszer sűrítésére, zselé , öntetek és szószok készítésére .

A keményítő a leggyakoribb szénhidrát az emberi táplálkozásban, és számos alapvető élelmiszerben megtalálható . A világon a fő keményítőforrások a gabonafélék : rizs , búza , kukorica ; különféle gyökérzöldségek , beleértve a burgonyát , valamint a maniókát . [4] A legtöbb keményítőtartalmú élelmiszer csak bizonyos éghajlatú helyeken terem , például: rozs , árpa , hajdina , zab , köles , makk , banán , gesztenye , cirok , édesburgonya , kenyérgyümölcs , jamgyökér , taro , chilim , nyílgyökér arracacha , eland , taro , japán kandyk , pueraria lobata , malanga , gumós oxalis , szárnyasra vágott takka , szágó és sokféle hüvelyes  – például lencse , kerti bab , mungbab , héjas borsó , csicseriborsó .

A keményítőtartalmú ételek széles körben ismertek: kenyér , palacsinta , tészta , tészta , gabonapelyhek , zselé és különféle lapos kenyér , beleértve a tortillákat is .

Az emésztőenzimek esetében a kristályos keményítő (PK3 osztály) lebontása kissé nehézkes. A nyers keményítő rosszul emésztődik a nyombélben és a vékonybélben , és a bakteriális lebomlás elsősorban a vastagbélben megy végbe . A sok amilózt tartalmazó élelmiszerek kevésbé emészthetők, mint az amilopektint tartalmazó ételek. Ugyanakkor még a rezisztens (emészthetetlen) keményítő (PK2, PK3, PK4 osztályok) is betölti élettani szerepét: az ilyen keményítő lassú feldolgozása a bélben nem okoz hiperglikémiát (a vércukorkoncentráció növekedését, ami különösen fontos diabetes mellitusban szenvedő betegek ) szerves savakat képez - a vastagbél hámjának fő energiaforrását , támogatja a bélrendszer immunitását, a szervezet gyulladásgátló védelmét és így tovább. [5] A keményítő emészthetőségének növelése érdekében termikusan feldolgozzák. Ezért, mielőtt az emberek elkezdtek tüzet használni, a gabonafélék és más, keményítőben gazdag ételek nem voltak a legjobb módja annak, hogy a szervezet energiához jusson (ellentétben a fehérjetartalmú élelmiszerekkel). A főzés megváltoztatta ezt, de a gyorsan felszívódó szénhidráttartalmú ételekből származó energiabevitel változása napjainkban a metabolikus szindrómák , köztük az elhízás és a cukorbetegség kialakulásának egyik tényezőjévé vált .

A keményítő kocsonyásodását és kocsonyásodását, például a süteménysütés során, csökkentheti a cukor versengése a vízért , ami javítja a keményítő állagát, és megakadályozza a rágást.

Alkalmazások az iparban

A világon a keményítőt a cellulóz- és papíriparban alkalmazzák a legnagyobb mértékben, évente több millió tonnát [6] .

Az élelmiszeriparban a keményítőt glükóz , melasz , etanol előállítására , a textiliparban  szövetek feldolgozására, a papíriparban pedig töltőanyagként használják. Ezenkívül a keményítőt a legtöbb kolbász, majonéz, ketchup és egyéb termékek tartalmazzák.

A módosított keményítő a tapétaragasztó fő összetevője .

A gyógyszeriparban töltőanyagként használják gyógyszerek tabletta formáiban , egyes gyógyászati ​​kapszulákban , a dextránokat (dextrineket) számos intravénás injekcióhoz való infúziós oldat készítésére használják ( gemodez , poliglucin , reopoligliukin stb.).

A keményítő jóddal alkotott adduktumát, az amiloidint antiszeptikumként és jódhiány kezelésére használták.

Alkalmazás a mindennapi életben

A keményítőt ruhák keményítésére használják : gallérokat, köpenyeket stb. A keményítőpasztát tapéta ragasztására , papírmasé készítésére használják . Néha keményítőt használnak porként .

Biológiai tulajdonságok

A keményítő, mint a fotoszintézis egyik terméke , széles körben elterjedt a természetben. A növények számára tápanyag-tartalék, és főleg a gyümölcsökben, magvakban és gumókban található. A gabonanövények gabonája a leggazdagabb keményítőben: rizs (legfeljebb 86%), búza (legfeljebb 75%), kukorica (legfeljebb 72%), valamint burgonyagumó (legfeljebb 24%).

Az emberi szervezet számára a keményítő a szacharóz mellett a szénhidrátok fő szállítója  - az élelmiszerek egyik legfontosabb összetevője. Az emberi enzimek hatására a keményítő glükózzá hidrolizálódik , amely a sejtekben szén-dioxiddá és vízzé oxidálódik, felszabadítva az élő szervezet működéséhez szükséges energiát.

A keményítő vizes oldata nem newtoni folyadék .

Lásd még

• Paszta
• amilopektin

Jegyzetek

1. ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0567.html
2. ↑ A keményítő savas hidrolízise  _
3. ↑ Lásd a következő cikk 92. oldalát: Colin, Gaultier de Claubry. Mémoire sur les combinaisons de l'iode avec les materials végétales et animales  (francia)  // Annales de chimie :magazin. - 1814. - Kt. 90 . - 87-100 . o .
4. ↑ Anne-Charlotte Eliasson (2004). Keményítő az élelmiszerekben: szerkezet, funkció és alkalmazások . Woodhead Kiadó. ISBN 978-0-8493-2555-7 . (magyar)
5. ↑ Fitoprebiotikumok: rezisztens keményítő Archív másolat 2012. február 7-én a Wayback Machine -nél, Petrova I.V. (Ph.D., biotechnológia) cikke a lepestok.kharkov.ua weboldalon.
6. ↑ NNFCC Renewable Chemicals adatlap: Keményítő . Letöltve: 2013. március 30. Az eredetiből archiválva : 2021. március 13. (határozatlan)

Irodalom

• Keményítő // A háztartás rövid enciklopédiája / szerk. A. I. Revin . - M . : Szovjet Enciklopédia, 1960. - T. 1. - S. 293-294. — 770 s.
• Kostenko V. G., Ovchinnikov A. E., Gorbatov V. M. Keményítőgyártás. - M. , Könnyű- és élelmiszeripar, 1983. - 200 p.

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy norvég Nagy orosz Brockhaus és Efron Enciklopédiai lexikon Britannica (online) Pauly Wissowa Treccani
Bibliográfiai katalógusokban	BNF : 12048827f GND : 4182793-4 J9U : 987007531594905171 LCCN : sh85127386 NKC : ph335377