Картофельный крахмал и вода

Польза картофельного крахмала

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

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

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.

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.

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.

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.

– 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).

Крахмалом называется вещество (полисахарид), образующееся в картофельных клубнях и еще ряде растений в результате фотосинтеза. Солнечные лучи запускают химические процессы, в результате которых в клубнях накапливается вещество с полимерной формулой.

В сырой картошке количество полисахарида составляет не более 30%. Он похож на гранулы небольшого размера, состоящие из нитей глюкозы. При контакте с водой при высокой температуре гранулы набухают и начинают менять свою форму и структуру. Растворителем для полисахарида является теплая вода. Спирт и холодная вода его не растворяют.

Картофелю без крахмала просто не выжить. Он необходим для питания и роста растения, завязывания цветов, формирования плодов. Весь процесс происходит без участия человека. Ему только остается извлечь полезное вещество из клубней. Это делают с помощью их измельчения (получается так называемое молоко), а затем путем сушки в специальной центрифуге получают мелкий белый порошок без вкуса и запаха.

По ГОСТ к качеству крахмала предъявляются определенные требования:

1. Сорт «Экстра» не должен содержать никаких примесей. В нем имеются крахмальные зернышки (гранулы), количество которых не должно быть более 60, а если он предназначен для медицинских целей, то не более 40 на квадратный дециметр.
2. В высшем сорте количество зерен на квадратный дециметр составляет до 280 штук.
3. У первого сорта разрешен показатель 700.

Все вышеперечисленные сорта используются в пищевой и медицинской промышленности в качестве загустителей, наполнителей. Разрешено дополнять их пищевыми добавками в модифицированной форме.

Крахмал — полезный источник энергии жизни человека

Крахмал второго сорта относится к техническим веществам, поэтому для него зернистость не нормируется. Он должен обладать хорошей вязкостью и белым цветом, что важно для полиграфии и текстильной промышленности.

Продукт имеет группы А и Б, которые делятся по влажности (38-40% и 50-52% соответственно). Применение крахмал нашел во многих сферах. Из него готовят клей, маски для лица, варят кисели, подливы, другие продукты, где необходим загуститель. Применяют для обработки тканей, производства бумаги. Добавляют в лекарства в качестве наполнителя.

Крахмал относится к ценным углеводам. Под воздействием пищеварительных ферментов он распадается до глюкозы, а она окисляется до воды и углекислого газа, обеспечивая организм энергией.

Попадая в организм, крахмал распадается до глюкозы

Полисахарид легко усваивается в организме. Он состоит из длинных углеводных цепочек. Переваривается не полностью, часть имеет устойчивость к воздействию ферментов пищеварительной системы. Это резистентный крахмал, который превращается в пищеварительном тракте в клетчатку, которая оказывает положительное влияние на организм.

Резистентное вещество повышает восприимчивость клеток к инсулину, поддерживая нормальный уровень глюкозы в крови, не допуская его резкого повышения. Чаще оно встречается в недозрелых плодах, а при их созревании он переходит в легкоусвояемую форму, которая не так полезна.

Крупные и мелкие клубни различаются крахмалистостью

При нагревании крахмала в нем повышается количество фракций, которые быстро усваиваются организмом, практически как глюкоза. При остывании повышается резистентная фракция, которая в неизменном виде проходит через весь кишечный тракт до тонкого кишечника.

На заметку! Достигая толстого кишечника, крахмал становится питательной средой для большого количества бактерий, в результате деятельности которых образуются вещества, необходимые для клеток пищеварительного органа. К таким веществам относится бутират, при недостатке которого в толстом кишечнике могут появляться язвы и развиваться колиты. А также масляная кислота, которая балансирует в толстом кишечнике уровень рН.

Резистентный крахмал способствует усвоению минералов, выводит токсины, не давая им впитываться в кровь. Он помогает устранить диарею, считается хорошим профилактическим средством против болезни Крона.

В крахмале из натурального картофеля содержится большое количество полезных веществ, которые заряжают энергией, дарят ощущение сытости, усиливают иммунитет. Благодаря такому составу продукт помогает остановить развитие воспаления, снизить уровень холестерина, наладить работу органов ЖКТ, понизить кислотность желудочного сока, улучшить процессы метаболизма, избавиться от токсинов, предотвратить заболевания ЦНС.

Крахмал — природный антибиотик

При воспалении поджелудочной железы врачи советуют регулярно употреблять кисель. За счет обволакивающего действия напиток устраняет неприятные симптомы воспаления и быстрее справляется с обострениями. Аналогичное действие проявляет кисель при гастрите.

Обратите внимание, что польза крахмала для кишечника неоднозначна. Он полезен при гастрите, панкреатите, язве, воспалительных процессах в различных отделах кишечника, также помогает предотвратить их появление. Но может спровоцировать застой кала, что приведет к ухудшению здоровья людей, страдающих запорами. При наличии проблем с ЖКТ лучше посоветоваться с доктором о рациональности введения крахмалистой пищи в рацион.

Полисахарид из картошки считается хорошим средством при геморрое. Его употребление помогает устранить боль, зуд, воспаление, мелкие трещинки в прямой кишке за счет укрепления стенок сосудов.

Крахмал при регулярном потреблении его в составе различных блюд оказывает положительное влияние на женский организм. Помимо общеукрепляющего действия, предотвращения развития онкологических и других заболеваний, этот продукт полезен для сохранения здоровья волос, ногтей. Его часто включают в состав укрепляющих, омолаживающих масок для лица и волос.

Что такое картофельный крахмал

В зависимости от сорта, погоды, урожайности, размеров клубней и агротехники в картошке постоянно меняется количество крахмала, в среднем на 5-7%.

Клубни картофеля с высоким содержанием крахмала (16-18%) быстро развариваются, поэтому они не подходят для жарки и супов (кроме крем-супов, для которых они подойдут идеально, также как для варки на пюре и запеканок). Клубни с низким содержанием крахмала (10-13%) хорошо подойдут для салатов, приготовления мяса по-французски и других блюд, где необходимо сохранить картофель ломтиками после термической обработки.

Картошка с высоким содержанием крахмала быстро разваривается

В технических сортах картофеля содержится свыше 20% крахмалистых веществ, поэтому их чаще всего используют в качестве корма для животных и для производства спирта. Среднекрахмалистые сорта с содержанием полисахаридов 13-16% идеальны для жарки ломтиками. Они быстро прожариваются и при этом не развариваются. Отличаются наиболее выраженным картофельным вкусом.

Количество полисахаридов зависит от сорта и сроков созревания корнеплодов. Так в какой картошке крахмала больше? Лидером считаются среднеспелые картофельные сорта. Они идеально подходят под российское лето, поэтому накапливают оптимальное количество полисахаридов.

В ранних сортах картофеля содержание крахмала меньше всего. Они очень быстро проходят период вегетации, полисахариды просто не успевают накопиться в них в достаточном количестве. Позднеспелый картофель также не отличается большой крахмалистостью. Такие клубни не успевают полноценно созреть в течение короткого периода, их собирают незрелыми, поэтому крахмала в них мало.

Как обнаружить крахмал в картофеле? При покупке картошки определить ее сорт и крахмалистость на глаз практически невозможно. Дома, решая, для какого блюда использовать купленный продукт, можно провести тест. Возьмите клубень и разрежьте его на две равные части. Как следует потрите половинка друг о друга в течение 5 секунд и обхватите пальцами только верхнюю часть картофеля.

Также проверить наличие полисахаридов можно с помощью капли йода: чем больше пятно на срезе, тем больше крахмала содержит корнеплод.

Есть только один нюанс – при покупке развесной картошки очень высока вероятность, что продавцы смешали несколько сортов, поэтому при готовке блюда там могут оказаться и твердые кусочки, и рассыпчатая масса.

Погодные условия

Больше всего крахмала образуется в картофеле, растущем при достаточном количестве солнца, при жаркой и сухой погоде. Именно такая погода создает оптимальные условия для процесса фотосинтеза и максимального образования полисахаридов.

Большое количество солнца – оптимальное условие для созревания картофеля

Поэтому выращенный в южных регионах России картофель отличается большим содержанием крахмала в клубнях. А тот, который выращивают в северных районах, обычно имеет меньшее количество полисахаридов. Сроки высадки там позже, чем в южных регионах, погодные условия хуже, а сбор урожая происходит раньше. Картофель просто не успевает набрать оптимальную крахмалистость.

Агротехника

Влияют на количество полисахаридов в клубнях картофеля и выбор почвы для посадки.

Регулярная забота о картофеле – залог хорошего урожая

Чтобы они набрали максимальное количество крахмала, необходимо соблюдать технологию выращивания и вносить оптимальное количество калия, азота и фосфора. Например, если переборщить с азотистыми удобрениями, количество полисахарида будет меньше. Что касается почвы, то идеальным вариантом является легкий суглинок. В нем растения чувствуют себя комфортно благодаря хорошей влажности и воздухопроницаемости.

В маленькой картошке содержится больше полисахаридов, чем в крупной. Чем богаче урожай, тем меньшей крахмалистостью отличаются клубни.

Крахмал, свойства, получение и применение.

Крахмал в природе

Применение крахмала

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.

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.

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.

(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.

Крахмал – это полисахарид, в составе которого имеются амилоза и амилопектин. Он богат минералами, пищевыми волокнами, витаминами. Вязкость обусловлена фосфатами в высокой концентрации.

На 100 грамм картофельного полисахарида приходится 313 ккал! В его составе 0,1 г белка, 0,34 г золы и 79,6 грамм углеводов.

Витамины	Элементы
В1 (0,2 мг)	железо
В2 (0,1 мг)	калий
В3 (3,5 мг)	кальций
В4 (39,5 мг)	магний
В5 (0,5 мг)	марганец
В6 (0,8мг)	медь
В9 (25 мкг)	натрий
Е (0,3 мг)	селен
С (3,8 мг)	фосфор
	цинк

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

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

nC6H12O6 (глюкоза) → (C6H10O5)n nH2O.

6nCO2 5nH2O → (C6H10O5)n 6nO2.

Для растенийкрахмал 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.

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.

Вред и возможные противопоказания

Одним из вредных свойств крахмала, добытого из картошки, является его способность откладываться в виде жира в брюшной полости при избыточном употреблении. Организм просто не успевает расходовать полученный запас энергии.

Хотя он относится к сложным углеводам, однако имеет высокий гликемический индекс, равный 95, а при термической обработке сразу полностью превращается в глюкозу. То есть при употреблении 100 граммов крахмала через пару часов у человека в крови сахар повыситься настолько, как если бы он употребил 95 грамм чистой глюкозы.

ГИ картофельного крахмала очень высокий, 95 единиц!

Регулярное употребление этого продукта приводит к постоянному выделению инсулина. Клетки постепенно утрачивают восприимчивость к нему. Это может спровоцировать развитие инсулинорезистентности и развитию диабета второго типа.

Этот факт необходимо учитывать людям, имеющим сахарный диабет любого типа. При плохо контролируемом заболевании, когда сахар в крови держится постоянно высоким, лучше от блюд с крахмалом отказаться. Если же диабет человек держит под контролем, эндокринологи советуют в небольших количествах включать крахмалистые блюда в рацион.

Важно! Натуральный продукт практически не наносит вреда организму. Намного страшней его модифицированные аналоги, которые приводят к истончению стенок сосудов, к их разрыву. Особенно это касается мелких сосудов-капилляров.

Несмотря на всю пользу картофельного крахмала, его вред тоже не стоит сбрасывать со счетов. Неумеренное потребление полисахарида в горячем виде может спровоцировать злокачественные образования в органах ЖКТ. Лучше не вводить его в рацион при склонности к запорам. В большом количестве его также лучше не употреблять, особенно перед сном. Разбухая и впитывая воду из организма, гранулы этого продукта будут вызывать жажду и ощущение переполненности желудка.

Заключение

Полезный продукт, подаренный самой природой

Крахмал из картошки – натуральный продукт, который необходим для нормального функционирования многих органов и систем человеческого тела. Здоровому взрослому можно употреблять по 300 грамм этого продукта каждый день. Для лучшего усвоения его лучше сочетать со свежими овощами, фруктами, зеленью, чтобы предотвратить нежелательные проявления со стороны органов ЖКТ. При наличии проблем со здоровьем лучше посоветоваться с врачом.