Крахмал

[ скачать ]

Введение
Важнейшие из полисахаридов - это крахмал, гликоген (животный крахмал), целлюлоза (клетчатка). Все эти три высшие полиозы состоят из остатков молекул глюкозы, различным образом соединенных друг с другом. Молекулярные массы природных полисахаридов составляют от нескольких тысяч до нескольких миллионов.
Крахмал принадлежит к группе полисахаридов, или комбинированного сахара. Это наиболее важная форма, в виде которой сахариды (сахара) присутствуют в клетках растений. Их можно обнаружить в больших количествах в семенах растений (особенно в гречихе), а также каштанах, моркови, клубнях, корнеплодах, стеблях, иногда в плодах фруктов и листьях.
Многие богатые крахмалом части растений являются важными источниками питания для людей и животных, а, следовательно, представляют большое экономическое значение. Это картофель, пшеница, маис/кукуруза, рис, овес, ячмень, рожь, гречиха, бобовые, соя, аррорут и саго (из сердцевины некоторых пальм).
Цель курсовой работы рассмотреть крахмал и его
Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
 раскрыть общие сведения о крахмале;
 рассмотреть крахмал в организме человека.
Предмет курсовой работы – крахмал.
Объект курсовой работы – роль крахмала в организме.

1. Общие сведения о крахмале

Крахмал, главный резервный полисахарид растений; накапливается в виде зерен в клетках семян, луковиц, клубней, а также в листьях и стеблях. Бесцветное аморфное вещество, не растворимое в холодной воде, диэтиловом эфире, этаноле, в горячей воде образует клейстер; [a]D от +180 до +210°. В зернах крахмала содержатся 98-99,5% полисахаридов и 0,5-2% неуглеводных компонентов (в т.ч. липиды, белки, зольные элементы). К. представляет собой смесь линейного (амилозы) и разветвленного (амилопектина) полисахаридов.
Амилоза построена главным образом из остатков -D-глюкопиранозы с 1:4 - связями. Молекулы амилопектина сильно разветвлены и состоят из фрагментов амилозы (около 20 моносахаридных остатков), связанных между собой а-1:6-связями. В структуре амилопектина различают центральную цепь с количеством звеньев более 60, несущую остаток глюкозы со свободно восстанавливающей группой, короткие цепи из 15-20 остатков (S-цепи), расположенные на периферии молекулы и внутри нее, и длинные (около 45 звеньев) L-цепи (см. рис. 1). По строению амилопектин близок к гликогену. В воде амилопектин, также как амилоза, образует мицеллярные растворы.
Крахмал – полисахарид, молекулы которого состоят из повторяющих глюкозных остатков, соединённых по α-1,4 (в линейной части) или α-1,6 связям (в точках ветвления).
Крахмал является основным резервным веществом большинства растений. Он образуется в клетках зелёных частей растения и накапливается в семенах, клубнях, луковицах и пр.
Молекулы крахмала бывают двух видов: линейные – амилоза и разветвлённые – амилопектин. Молекулы амилозы и амилопектина соединяются друг с другом посредством водородных связей, выстраиваясь в радиальные слои и образуя гранулы крахмала. Некоторые свойства амилозы и амилопектина приведены в таблице 1.
В холодной воде крахмал практически нерастворим. При нагревании дисперсии крахмала в воде, молекулы воды проникают в гранулу до полной гидратации. Вначале водородные связи между молекулами амилозы и амилопектина помогают сохранять целостность гранулы, и она начинает набухать от центра. С ростом температуры водоордные связи ослабевают, и усиливается абсорбция воды. Желатинизируясь, набухшие гранулы могут повышать вязкость дисперсии и/или ассоциироваться в гели и плёнки. Температура желатинизации различна для крахмалов разных видов.
Крахмалы из разных источников различаются по размерам и форме гранул, соотношению амилоза:амилопектин, структуре молекул амилозы и амилопектина. Основные показатели различных видов крахмала приведены в таблице 2.
Размеры гранул различных крахмалов лежат в диапазоне от 3 до 100 мкм. Крахмалы некоторых видов полимодальны, то есть, их гранулы могут быть разделены по размерам на несколько групп. Например, пшеничный крахмал бимодален, он состоит из маленьких гранул 5-15 мкм и гранул большего размера – 22-36 мкм. Размер гранул сам по себе не оказывает большого влияния на свойства крахмала. Хотя, в большинстве случаев, гранулы большего размера легче набухают.
Форма гранул может быть различной, они могут быть сферическими и овальными, чечевицеобразными, неправильной формы, иметь гладкую поверхность или вид многогранника и пр.
Молекулы амилозы, будучи линейными, легче выстраиваются в ряд, образуя больше водородных связей. Следовательно, требуется больше энергии для разрыва этих связей и желатинизации такого крахмала. Обычно, чем больше содержание амилозы, тем выше температура желатинизации.
Вообще говоря, амилоза вносит основной вклад в прочность гелей, тогда как от содержания амилопектина зависит вязкость. Таким образом, крахмал с высоким содержанием амилозы проявляет желирующие свойства, а крахмал, состоящий в основном из амилопектина, демонстрирует высокую вязкость.
Линейные молекулы амилозы в растворе располагаются одна вдоль другой, образуя множество водородных связей и давая прочные гели. Разветвлённые молекулы амилопектина неспособны выстраиваться подобным образом, водородные связи значительно слабее, поэтому гели с их участием гораздо менее прочны.
С другой стороны, вязкость – исключительно функция молекулярной массы. Амилопектин с разветвлённой структурой имеет гораздо большую молекулу, чем амилоза. Следовательно, амилопектин вносит больший вклад в увеличение вязкости, чем амилоза.
Кроме того, линейные молекулы амилозы склонны к образованию упорядоченных структур (рекристаллизация или ретроградация), при этом происходит уплотнение и расслоение первоначально однородного геля. Разветвлённые молекулы амилопектина образуют пространственные затруднения, препятствующие ретроградации.
Более длинные молекулы амилозы придают продуктам тягучую текстуру благодаря способу их взаимодействия. Молекулярный вес амилозы влияет также на эластичность геля. Более длинные молекулы имеют тенденцию крепче связываться и образуют более прочные хрупкие гели.
Чем длиннее молекулы амилозы, тем сильнее склонность гелей к ретроградации. Этот эффект наблюдается и при удлинении боковых цепей в молекулах амилопектина.