Stärkelse

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 9 oktober 2019; kontroller kräver 25 redigeringar .
Stärkelse
Allmän
Chem. formel ( C6H10O5 ) n _ _ _ _
Fysikaliska egenskaper
stat Hårt, vitt pulver
Molar massa 162 × n g/ mol
Densitet 1,5 g/cm³
Termiska egenskaper
Temperatur
 • sublimering 410°C
 •  spontan antändning 410°C
Ångtryck 0 ± 1 mmHg [ett]
Klassificering
Reg. CAS-nummer 9005-25-8
Reg. EINECS-nummer 232-679-6
RTECS GM5090000
CHEBI 28017
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Stärkelse (C 6 H 10 O 5 ) n  är en blandning av amylos- och amylopektinpolysackarider , vars monomer är alfa- glukos . Stärkelse som syntetiseras av olika växter i kloroplaster (under inverkan av ljus under fotosyntes ) skiljer sig något i strukturen av korn, graden av polymerisation av molekyler, strukturen av polymerkedjor och fysikalisk-kemiska egenskaper.

Fysiska egenskaper

Smaklöst vitt amorft pulver , olösligt i kallt vatten. Under mikroskopet syns enskilda korn; när stärkelsepulver komprimeras avger det ett karakteristiskt knarr som orsakas av partiklarnas friktion.

Kemiska egenskaper

Det sväller (löser sig) i varmt vatten och bildar en kolloidal lösning - pasta . I vatten, med tillsats av syror (utspädd H 2 SO 4 , etc.) som katalysator , hydrolyserar den gradvis med en minskning av molekylvikten, med bildandet av den så kallade. "löslig stärkelse", dextriner, upp till glukos .

Stärkelsemolekyler är heterogena i storlek. Stärkelse är en blandning av linjära och grenade makromolekyler.

Under inverkan av enzymer eller upphettning med syror genomgår den hydrolys [2] :

Kvalitativa reaktioner :

Biosyntes

En del av glukosen som bildas i gröna växter under fotosyntesen omvandlas till stärkelse:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2 (sammanfattningsformel)

nC6H12O6 ( glukos ) → ( C6H10O5 ) n + nH2O _ _ _ _ _ _

I allmänna termer kan detta skrivas som 6nCO 2 + 5nH 2 O → (C 6 H 10 O 5 ) n + 6nO 2 .

Stärkelse som reservmat ackumuleras i knölar, frukter, frön av växter. Så i de mest använda växterna för produktion av stärkelse innehåller potatisknölar upp till 24% stärkelse, vetekorn  - upp till 64%, ris  - 75%, majs - 70%.

Stärkelsemodifiering

Inom industrin sker omvandlingen av stärkelse till glukos (försockringsprocessen) genom att koka den i flera timmar i utspädd svavelsyra (den katalytiska effekten av svavelsyra på försockring av stärkelse upptäcktes 1811 av K. S. Kirchhoff ). För att ta bort svavelsyra från den resulterande lösningen tillsätts krita till den , vilket erhåller olösligt kalciumsulfat från svavelsyra . Den senare filtreras bort och ämnet avdunstas. Det visar sig en tjock söt massa - stärkelsesirap , som innehåller, förutom glukos, en betydande mängd andra produkter av stärkelsehydrolys .

Melass används för beredning av konfektyr och för en mängd olika tekniska ändamål.

Om det är nödvändigt att erhålla ren glukos är kokningen av stärkelse längre än en mer fullständig omvandling till glukos uppnås. Lösningen som erhålls efter neutralisering och filtrering koncentreras tills glukoskristaller börjar falla ut ur den.

För närvarande utförs också stärkelsehydrolys enzymatiskt , med användning av alfa-amylas för att erhålla dextriner av olika längder, och glukoamylas - för deras vidare hydrolys för att erhålla glukos .

När torr stärkelse värms upp till 200–250 °C sönderdelas den delvis och en blandning av polysackarider som är mindre komplex än stärkelse ( dextrin och andra) erhålls.

Den fysiska förändringen ger en stärkelse med hög fukthållningsförmåga, vilket i sin tur ger slutprodukten den önskade texturen.

Industriellt förvärv

Lera stärkelse

Slamstärkelse är en biprodukt vid framställningen av den första sortens stärkelse: den del av den som avsätts på toppen under tvättning i sedimenteringskärl eller kar med omrörare. Innehåller 90-95% stärkelse, återvunnet till stärkelse.

Näringsvärde

I mag-tarmkanalen hos människor och djur hydrolyseras stärkelse och omvandlas till glukos, som tas upp av kroppen. Mellanprodukter från stärkelsehydrolys är dextriner .

Stärkelse som livsmedelstillsats används för att tjockna många livsmedel, göra gelé , dressingar och såser .

Stärkelse är den vanligaste kolhydraten i människans kost och finns i många basföda . De viktigaste källorna till stärkelse i världen är spannmål : ris , vete , majs ; olika rotfrukter , inklusive potatis , samt kassava . [4] De flesta andra stärkelsehaltiga livsmedel växer bara på platser med ett visst klimat, till exempel: råg , korn , bovete , havre , hirs , ekollon , bananer , kastanjer , durra , sötpotatis , brödfrukt , jams , taro , chilim , pilrot , arracacha , eland , taro , japansk kandyk , pueraria lobata , malanga , tuberous oxalis , pinnatly cut takka , sago och många typer av baljväxter  - såsom linser , trädgårdsbönor , mungbönor , skalärter , kikärter .

Vida kända rätter som innehåller stärkelse inkluderar: bröd , pannkakor , nudlar , pasta , flingor , gelé och olika tunnbröd , inklusive tortillas .

För matsmältningsenzymer är nedbrytningen av kristallin stärkelse (klass PK3) något svår. Råstärkelse är dåligt smält i tolvfingertarmen och tunntarmen , och bakteriell nedbrytning kommer främst att ske i tjocktarmen . Livsmedel med mycket amylos är mindre smältbara än de med amylopektin. Samtidigt spelar även resistent (osmältbar) stärkelse (klasserna PK2, PK3, PK4) sin fysiologiska roll: den långsamma bearbetningen av sådan stärkelse i tarmen orsakar inte hyperglykemi (en ökning av blodsockerkoncentrationen, vilket är särskilt viktigt för patienter med diabetes mellitus ), bildar organiska syror - den huvudsakliga energikällan för epitelet i tjocktarmen, stöder immuniteten i tarmkanalen, antiinflammatoriskt försvar av kroppen och mer. [5] För att öka smältbarheten av stärkelse bearbetas den termiskt. Därför, innan människor började använda eld, var spannmål och andra livsmedel med hög stärkelse inte det bästa sättet för kroppen att få energi (till skillnad från proteinmat ). Matlagning har förändrat detta, men denna förändring i energiintaget från snabbabsorberande kolhydratmat har blivit en av faktorerna i utvecklingen av metabola syndrom i vår tid, inklusive fetma och diabetes .

Gelatinering och gelatinering av stärkelse, till exempel under bakning av kakor, kan minskas genom att socker tävlar om vatten , vilket förbättrar stärkelsens konsistens och förhindrar att det blir skummande.

Tillämpningar i industrin

I världen har stärkelse funnit sin största användning inom massa- och pappersindustrin, uppgående till miljontals metriska ton årligen [6] .

Inom livsmedelsindustrin används stärkelse för att producera glukos , melass , etanol , i textilindustrin  för bearbetning av tyger och i pappersindustrin som fyllmedel. Dessutom ingår stärkelse i de flesta korvar, majonnäs, ketchup och andra produkter.

Modifierad stärkelse är huvudingrediensen i tapetklister .

Det används i läkemedelsindustrin som ett fyllmedel i tablettformer av läkemedel, vissa medicinska kapslar , dextraner (dextriner) används för att förbereda ett antal infusionslösningar för intravenösa injektioner ( gemodez , polyglucin , reopoliglyukin , etc.).

En addukt av stärkelse med jod som kallas amyloidin har använts som ett antiseptiskt medel och vid behandling av jodbrist.

Applikation i vardagen

Stärkelse används för att stärka plagg : kragar, dräkter och så vidare. Stärkelsepasta används för att limma tapeter , göra papier-maché . Ibland används stärkelse som pulver .

Biologiska egenskaper

Stärkelse, som är en av produkterna från fotosyntesen , är allmänt spridd i naturen. För växter är det en reserv av näringsämnen och finns främst i frukter, frön och knölar. Spannmålsväxternas spannmål är mest rik på stärkelse: ris (upp till 86%), vete (upp till 75%), majs (upp till 72%), såväl som potatisknölar (upp till 24%).

För människokroppen är stärkelse, tillsammans med sackaros , huvudleverantören av kolhydrater  - en av de viktigaste komponenterna i mat. Under inverkan av mänskliga enzymer hydrolyseras stärkelse till glukos , som oxideras i cellerna till koldioxid och vatten, vilket frigör den energi som krävs för att en levande organism ska fungera.

En lösning av stärkelse i vatten är en icke-newtonsk vätska .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0567.html
  2. ↑ Sur hydrolys av stärkelse  _
  3. ↑ Se s. 92 i följande artikel: Colin, Gaultier de Claubry. Mémoire sur les combinaisons de l'iode avec les substanser végétales et animales  (franska)  // Annales de chimie :tidskrift. - 1814. - Vol. 90 . - S. 87-100 .
  4. ↑ Anne-Charlotte Eliasson (2004). Stärkelse i livsmedel: Struktur, funktion och tillämpningar . Woodhead Publishing. ISBN 978-0-8493-2555-7 . (eng)
  5. ↑ Fytoprebiotika: resistent stärkelse Arkivexemplar daterad 7 februari 2012 på Wayback Machine , artikel av Petrova I.V. (Ph.D., bioteknologi) på webbplatsen lepestok.kharkov.ua.
  6. ↑ Faktablad om NNFCC förnybara kemikalier: Stärkelse . Hämtad 30 mars 2013. Arkiverad från originalet 13 mars 2021.

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger