Состав и основные свойства крахмала

      

План

                                                                                           

Введение

1. Крахмал

1.1 Состав  и основные свойства крахмала

2. Производство картофельного и кукурузного

      крахмалов. Особенности производства

2.1 Технология  производства картофельного крахмала

2.2 Технология  производства кукурузного крахмала

2.3 Показатели качества крахмала

2.4 Дефекты  крахмала и их причины 

3. Факторы,  сохраняющие качество крахмала 

3.1 Упаковка и маркировка крахмала

3.2 Хранение  и транспортирование крахмала  

4. Крахмалопродукты

4.1 Саго искусственное  – продукт переработки крахмала

5. Основные  крахмалопродукты: модифицированные 

крахмалы, патока, . Производство, свойства, использование

5.1 Модифицированные  крахмалы

5.2 Крахмальная  патока

5.2.1 Факторы,  формирующие качество патоки

5.2.2 Факторы,  сохраняющие качество патоки 

6. Контроль  качества крахмала и крахмалопродуктов

       в торговле

7. Экспертиза  качества крахмала и крахмалопродуктов

8. Практическая  часть

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                      Классификация крахмала

                         и крахмалопродуктов

 

   В зависимости от сырья,  из которого он вырабатывается, крахмал бывает:

• картофельный;
• кукурузный (маисовый);
• пшеничный;
• рисовый;
• сорговый.                                                                                     

    Из  сырого,  не высушенного   крахмала,  вырабатывают  искусственное саго.

   В  процессе   модификации крахмала  получаются  следующие его виды:

• расщепленный (гидролизованный);
• окисленный;
• набухающий;
• диальдегидный;
• замещенный.

       Для глубокого  расщепления крахмала до сахаров применяют кислотный, ферментативный и смешанный  (кислотно-фер-ментативный)  типы гидролизов.  При кислотном способе гидролиза получают следующие продукты:

• декстрины;
• патока карамельная низкоосахаренная;
• патока карамельная (обычная);
• патока глюкозная высокоосахаренная;
• глюкоза.

В результате  ферментативного  способа гидролиза крахмала вырабатывают следующие продукты:

• низкоосахаренная патока;
• высокоосахаренная патока;
• декстрин-мальтозная патока;
• мальтозная патока;
• мальц-экстракт;
• глюкозно-фруктозный сироп;
• высокофруктозный сироп;

• фруктоза;

• глюкоза.

 

1. Крахмал.

1.1 Состав и основные  свойства крахмала.

 

   В клетках растений крахмал  находится в  виде плотных образований,    получивших название крахмальных зерен.

   Форма,  структура  и  размер  крахмальных  зерен  характерны для каждого вида крахмала,  в связи с чем с помощью микроскопа  можно  определить  его  происхождение и наличие примесей крахмалов других видов.

   Для  каждого  вида  крахмала характерны определенная  форма, размер и свойства  (различная  вязкость,  устойчивость клейстера,  цвет), на чем и основана его  идентификация.

   Для рисового крахмала характерны следующие показатели:

    - массовая доля влаги  колеблется от 11 до 13%;

    - зерна рисового крахмала  при микрокопировании имеют  многогранную форму очень маленьких размеров от 3 до 8 мкм.                                                                                                                                                                                                                                                                         

   Кукурузный крахмал имеет следующие характерные отличия:

   - массовая доля влаги  колеблется от 11 до 13%;

   - при микроскопировании  зерна крахмала,  выделенные  из  роговидной  части  эндосперма кукурузы – многогранные,  из  мучнистой – круглые.  При  этом зерна представляют собой пирамиды, поэтому в центре зерна видна точка,  от которой отходят  лу-чи-грани этой пирамиды.

   Картофельный крахмал имеет следующие отличия от других:

   - массовая доля влаги колеблется от 17 до 20%;

   - при микроскопировании  крахмальные зерна около  100 мкм   в поперечнике,  которые имеют  овальную форму ( напоминающие  форму клубня, но в малых размерах) и на поверхности присутствуют бороздки, концентрически размещенные вокруг глазкаточки или черточки.

   У пшеничного крахмала имеются следующие особенности:

   - массовая доля влаги  колеблется от 11 до 13%;

   - при микроскопировании  для пшеничного крахмала характерно присутствие зерен крупного размера (около  40 мкм) и мелких – от 2  до  10 мкм, при этом они имеют плоскую эллиптическую или округлую форму.

   Плотность  зерен крахмала  (в  кг/м ):  картофельного –  около 1,65,  кукурузного –   1,61. Масса 1 м   картофельного крахмала

влажностью 20 % - 650 кг.

   Важнейшее  свойство  крахмала  –  способность  подвергаться гидролизу под действием кислот и ферментов.

   В  состав крахмальных зерен  входят  две природные  фракции крахмала – амилоза и амилопектин. В амилозе остатки глюкозы соединены в основном а-1,4-гликозидными связями.

   Линейная  или  слабо  разветвленная   цепь  амилозы  способна благодаря  а-1,4- гликозидным  связям  закручиваться в спираль с периодом в 6–7 остатков глюкозы.  Спиралеобразное строение амилозы обусловливает ее способность образовывать комплексные  соединения  с  йодом  и  некоторыми  другими веществами.

Полимеризация  макромолекул  амилозы  различна  –  достигает 1000 – 6000  и более глюкозных остатков.  Для амилопектина характерна разветвленная структура. В линейных участках остатки глюкозы связаны а-1,4-, а в точках ответвлений – а-1,6-гликозид-ными связями. Степень полимеризации амилопектина значительно выше, чем амилозы.

   Свойства этих полимеров различаются.  Так,  амилоза образует в горячей воде гидратированные мицеллы, но со временем ретроградирует  (осаждается)  в виде  труднорастворимого геля. Амилопектин набухает в воде и дает стойкие вязкие коллойдные  растворы; он препятствует ретроградации амилозы в растворах крахмала. Благодаря способности амилозы образовывать упорядоченные кристаллические структуры из амилозной фракции крахмала получают эластичные пленки.  В растворе амилоза окрашивается йодом в чисто синий цвет. Амилопектин дает с йодом фиолетово-красное окрашивание. В крахмале большинства растений на долю амилозы приходится  17 – 25  %. В  восковидных  зернах кукурузы амилоза почти отсутствует.

  

   Химический состав кукурузного и картофельного крахмала представлен в таблице:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                       Таблица 1

 

                                        Химический состав крахмала

 

Название веществ	Содержание на 100г,%
	Картофельный	Кукурузный
Вода	20	13
Белки	0,1	1,0
Жиры	Следы	0,6
Углеводы усвояемые	79,6	85,2
Зола	0,3	0,2
Минеральные вещества (Na, K, Сa, P, Mg)	0,1	0,07

  

   Природные  крахмалы  помимо  углеводов содержат некоторые количества  (2,4 – 3,9 %)  и  неуглеводных компонентов. Зольные элементы (в количестве 0,2 – 0,7 %) представлены главным образом фосфорной и сернистой кислотами. При этом в крахмале они связаны с углеводной частью сложно  –эфирной связью,  а кукурузном,  пшеничном,  рисовом  фосфорная  кислота  находится в связи  с другими веществами  и удаляется экстрагированием теплой водой, спиртом и другими растворителями.  В амилопектине картофельного  крахмала  фосфора  значительно  больше,  чем  в амилозе, и соответственно, фосфорная кислота влияет на свойства  крахмала  и  обусловливает  в  некоторой степени его кислотность.

   В  крахмале  обнаружены  такие   высокомолекулярные жирные кислоты,  как пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая и другие, и общее их содержание достигает 0,6 %. Поскольку эти жирные  кислоты  адсорбированы   на полисахаридной  фракции крахмала  и могут  быть удалены  из него путем экстрагирования нейтральными  органическими растворителями,  например, метиловым спиртом. Жирные кислоты оказывают влияние на свойства крахмала, например, на его запах и цвет. При производстве крахмала  по  обычной  схеме  их  отделить  не удается,однако перед  гидролизом крахмала они обязательно должны быть удалены.

   В  крахмале,  особенно  кукурузном  и пшеничном, содержатся небольшие  количества  азотистых веществ,  которые  остаются в нем в виде примесей даже при очень тщательной  очистке  крахмала в процессе производства.

   Запах  крахмала  слабый,  более  выраженный  у картофельного,  содержащего эфирные масла (0,0001 – 0,1 %).Крахмал как запасной полисахарид присутствует в растительных клетках в водонерастворимой форме.  Поэтому хорошо промытый,  не подвергавшийся порче крахмал безвкусен.

   Крахмальные зерна  имеют   кристаллическую  структуру,  способны к двойному лучепреломлению.  Микрокристаллы  крахмальных зерен образован макромолекулами амилозы и амилопектина.  На свойства крахмала влияет прочность валентных  (водородных,  эфирных связей между ними.  Внешний слой крахмальных зерен – отличается  от внутренних  большей  плотностью  к внешним воздействиям.

   В зависимости от строения  и степени полимеризации макромолекул, прочности связей между ними, структуры и величины зерен крахмалы разного происхождения различаются по свойствам. Особенно значительны различия   между крахмалом картофельным и злаковым – пшеничным, кукурузным и др.

   Микропористое  строение  крахмальных   зерен  обусловливает их  высокую сорбционную  способность.  Благодаря гидрофильным свойствам амилозы и амилопектина крахмальные зерна при тонкопористой структуре очень гигроскопичны,  особенно высока гигроскопичность картофельного крахмала.

 

                                                                                       Таблица 2

 

Содержание амилозы и  амилопектина

в разных видах крахмала

 

Виды крахмала	Содержание          амилозы, %	Содержание     амилопектина,%
Картофельный	19 – 22	78 – 81
Пшеничный	24	76
Кукурузный	21 – 23	77 – 79
Рисовый	17	83

 

   К  основным  физико-химическим  свойствам  крахмала, имеющим большое значение для потребительских свойств,  относятся способность крахмала к клейстеризации, вязкость клейстеризовенных растворов и их способность давать студни.

   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,  пртекающей  при  повышенных  температурах, зерна становятся почти бесформенными мешочками, из которых вымы-лась наиболее растворимая часть крахмала.