Просмотр кода страницы Крахмал

{{Вещество
 | заголовок                 = 
 | картинка                  = Amylopektin Sessel.svg
 | картинка3D                = 
 | изображение               = Cornstarch mixed with water.jpg
 | наименование              = 
 | традиционные названия     = 
 | сокращения                = 
 <!-- | хим. формула              =(C<sub>6</sub>H<sub>10</sub>O<sub>5</sub>)<sub>n</sub>-->
 | молярная масса            = 162 × n

 | плотность                 = 1,5
 | предел прочности          = 
 | твёрдость                 = 
 | примеси                   = 
 | состояние                 = Твёрдое, белый порошок
 | динамическая вязкость     = 
 | кинематическая вязкость   =

 | темп. плавления           = 
 | темп. кипения             = 
 | темп. разложения          = 
 | темп. вспышки             = 
 | темп. воспламенения       = 
 | темп. самовоспламенения   = 410
 | тройная точка             = 
 | критическая точка         = 
 | теплоёмкость              = 
 | теплоёмкость2             = 
 | теплопроводность          = 
 | энтальпия образования     = 
 | удельная теплота парообразования = 
 | удельная теплота плавления       = 
 | тепловое расширение       = 
 | интервал трансформации    = 
 | температура размягчения   = 
 | давление пара             =

 | конст. диссоц. кислоты    = 
 | изоэлектрическая точка    =

 | диапазон прозрачности     = 
 | показатель преломления    = 
 | угол Брюстера             =

 | гибридизация              = 
 | координационная геометрия = 
 | кристаллическая структура = 
 | дипольный момент          =

 | CAS                       = 9005-25-8
 | EINECS                    = 
 | SMILES                    = 
 | RTECS                     = GM5090000

 | ЛД50                      = <!-- число, в мг/кг -->
 | токсичность               = <!-- краткое описание -->
}}
'''Крахма́л''' — органическое вещество с формулой (C<sub>6</sub>H<sub>10</sub>O<sub>5</sub>)<sub>n</sub>, смесь [[полисахарид]]ов [[амилоза|амилозы]] и [[амилопектин]]а, [[мономер]]ом которых является альфа-[[глюкоза]]. Крахмал синтезируется растениями в хлоропластах с использованием энергии [[свет]]а при [[фотосинтез]]е. Крахмал, полученный из разных растений, несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам.

Крахмал и его производные широко используются в пищевой промышленности<ref name="Скурихин и Нечаев" />.

== Физические свойства ==
{{нет ссылок в разделе|дата=2023-03-20}}
Крахмал — аморфный  [[Белый цвет|белый]] порошок. Он не растворяется в холодной воде, а в горячей воде порошок набухает и растворяется, образуя [[коллоид]]ный раствор — [[клейстер]].

Под микроскопом видны отдельные зёрна крахмала. При сжатии порошка крахмала он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц.

Раствор крахмала в воде является [[Неньютоновская жидкость|неньютоновской жидкостью]].

== Органолептические свойства ==
Крахмал не имеет вкуса и запаха.{{нет АИ|20|03|2023}}

== Химические свойства ==

В воде при добавлении в качестве [[катализатор]]а кислот (разбавленная [[серная кислота|H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>]] и другие) крахмал постепенно [[гидролиз]]уется с уменьшением молекулярной массы, в результате образуется так называемый «растворимый крахмал», декстрины и другие сахара вплоть до [[Глюкоза|глюкозы]].{{нет АИ|20|03|2023}}

Молекулы крахмала неоднородны по размерам. Крахмал представляет собой смесь линейных и разветвлённых макромолекул.{{нет АИ|20|03|2023}}

При действии [[фермент]]ов или нагревании с кислотами крахмал подвергается гидролизу<ref>[http://school-collection.edu.ru/catalog/res/3c05c8ca-1d17-4261-737b-a8dc6a998b3f Кислотный гидролиз крахмала] : {{Wayback|url=http://school-collection.edu.ru/catalog/res/3c05c8ca-1d17-4261-737b-a8dc6a998b3f |date=20141226174256 }} : [видео]. — Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов.</ref>:

: <math>\mathsf{(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \ \xrightarrow{H_2SO_4} \ nC_6H_{12}O_6}</math>

[[Файл:Kraxmal plus iod.jpg|thumb|Результат взаимодействия крахмала с [[раствор иода|раствором иода]]]]
=== [[Качественный анализ (химия)|Качественные реакции]] на крахмал ===
* Крахмал взаимодействует с [[иод]]ом с окрашиванием в синий цвет, при этом образуется соединение включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен ({{lang-fr|Jean-Jacques Colin}}) и Анри-Франсуа Готье де Клобри ({{lang-fr2|Henri-François Gaultier de Claubry}})<ref>{{публикация|статья |заглавие=Mémoire sur les combinaisons de l'iode avec les substances végétales et animales |издание=[[Annales de chimie et de physique]] |volume=90 |pages=87—100 |часть ссылка=http://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=inu.30000088752252;view=1up;seq=432 |часть=P. 92 |ссылка=http://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=inu.30000088752252;view=1up;seq=427 |язык=fr |тип=magazine |автор=Colin |автор имя=Gaultier de Claubry |год=1814}}</ref>.
* Крахмал, в отличие от глюкозы, не даёт [[Реакция серебряного зеркала|реакцию серебряного зеркала]].
* Подобно [[сахароза|сахарозе]], крахмал не восстанавливает [[Гидроксид меди(II)|гидроксид меди (II)]].

== Биосинтез ==
{{нет ссылок в разделе|дата=2023-03-20}}
{{Ультраструктура хлоропласта}}
Часть глюкозы, образующейся в зелёных растениях при [[фотосинтез]]е, превращается в крахмал:

6CO<sub>2</sub> + 6H<sub>2</sub>O → C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> + 6O<sub>2</sub> (суммарная формула)

nC<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub>(глюкоза) → (C<sub>6</sub>H<sub>10</sub>O<sub>5</sub>)<sub>n</sub> + nH<sub>2</sub>O

В общем виде это можно записать как 6nCO<sub>2</sub> + 5nH<sub>2</sub>O → (C<sub>6</sub>H<sub>10</sub>O<sub>5</sub>)<sub>n</sub>+ 6nO<sub>2</sub>.

Крахмал в качестве резервного питания накапливается в клубнях, плодах, семенах растений. Так, в наиболее часто используемых для производства крахмала растениях, клубнях [[Картофель|картофеля]] содержится до 24 % крахмала, в зёрнах [[пшеница|пшеницы]] — до 64 %, [[рис]]а — 75 %, кукурузы — 70 %.

== Модификация крахмала ==
{{нет ссылок в разделе|дата=2023-03-20}}
В промышленности превращение крахмала в [[глюкоза|глюкозу]] (процесс осахаривания) происходит путём его кипячения на протяжении нескольких часов в разбавленной серной кислоте (каталитическое влияние серной кислоты на осахаривание крахмала было обнаружено в [[1811 год]]у [[Кирхгоф, Константин Сигизмундович|К. С. Кирхгофом]]). Чтобы из полученного раствора удалить [[серная кислота|серную кислоту]], в него добавляют [[Мел (материал)|мел]], получая из серной кислоты нерастворимый [[сульфат кальция]]. Последний отфильтровывают и вещество выпаривают. Получается густая сладкая масса — крахмальная [[патока]], которая содержит, кроме глюкозы, значительное количество остальных продуктов [[гидролиз]]а крахмала.

Патока используется для приготовления кондитерских изделий и для разнообразных технических целей.

Если нужно получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу. Полученный после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают, пока из него не начнут выпадать кристаллы глюкозы.

Также в настоящее время гидролиз крахмала производят [[фермент]]ативно, с использованием [[Амилаза|альфа-амилазы]] для получения декстринов различной длины, и глюкоамилазы − для дальнейшего их гидролиза с получением [[Глюкоза|глюкозы]].

При нагревании сухого крахмала до 200—250 °C происходит частичное его разложение и получается смесь менее сложных, чем крахмал, [[полисахарид]]ов ([[декстрин]] и другие).

Физическое изменение позволяет получать крахмал с высокой способностью удерживать влагу, что, в свою очередь, придаёт конечному продукту желаемую консистенцию.

== Промышленное получение ==
В пищевой промышленности крахмал получают из картофеля и кукурузы. Клубни картофеля содержат в среднем {{nobr|18,2 %}} крахмала, зёрна кукурузы — {{nobr|59,9 %}} (есть сорта с содержанием крахмала до {{nobr|70 %}}), и технологии получения картофельного и кукурузного крахмала отличаются<ref name="Скурихин и Нечаев">{{публикация|книга
|автор=Скурихин |автор имя=И. М.
|автор2=Нечаев |автор2 имя=А. П.
|заглавие=Все о пище с точки зрения химика
|вид=справ. изд-е
|место=М. |издательство=Высшая школа |год=1991
|страниц=288
|иллюстрации=ил
|страницы=113—115
|часть=8.4. Сахар и крахмал
|isbn=5-06-000673-5
}}</ref>.

При изготовлении картофельного крахмала клубни моют и измельчают. При измельчении клетки клубней картофеля разрушаются и крахмальные зёрна выходят из них наружу. Получившаяся смесь — «картофельная кашка» — содержит «свободный крахмал» (освобождённый из клеток растения), мезгу (разрушенные клетки растения), «связанный крахмал» (оставшийся в клетках) и клеточный сок (сок содержит [[тирозин]], безазотистые органические вещества, сахара и минеральные вещества — всего {{nobr|3,5–5 %}} сухой массы). Клеточный сок максимально быстро удаляют из «картофельной кашки» [[центрифугирование]]м — чем меньше будет полифенолоксидаза окислять кислородом воздуха тирозин из клеточного сока, тем более качественным будет продукт. Затем из отжатой «картофельной кашки» вымывают крахмал — образуется крахмальная суспензия, которую называют «крахмальное молоко». Крахмальное молоко отделяют от мезги и рафинируют, затем многократно промывают водой — получается сырой крахмал с содержанием воды {{nobr|40–52 %}}. Сырой крахмал обезвоживают и получают готовый продукт — сухой крахмал<ref name="Скурихин и Нечаев" />.

Чтобы извлечь крахмал из кукурузы, зерно предварительно вымачивают в {{nobr|0,2 %}} растворе сернистой кислоты при температуре {{nobr|48–50 °C}} в течение {{nobr|48–50 часов}}. Под воздействием кислоты в зёрнах нейтрализуются ферменты, зёрна разбухают и 2/3 растворимых веществ переходят в раствор. Замоченное зерно дробят, в результате из зёрен освобождается {{nobr|90–97 %}} зародыша (это сырьё для получения [[Кукурузное масло|кукурузного масла]]), эти зародыши отделяют от «кукурузной кашки», затем отделяют от неё остатки клетчатки и выделяют свободный крахмал и [[Клейковина|глютен]]. Очищенный кукурузный крахмал обезвоживают до {{nobr|13 %}} влажности<ref name="Скурихин и Нечаев" />.

=== Грязевой крахмал ===
Грязевой крахмал — побочный продукт при производстве первого сорта крахмала: та его часть, которая отлагается вверху при отмывке в осадочных чанах или чанах с мешалкой. Содержит 90—95 % крахмала, перерабатывается вторично на крахмал.{{нет АИ|20|03|2023}}

== Пищевое значение ==
В желудочном тракте человека и животного крахмал поддаётся [[гидролиз]]у и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом. Промежуточными продуктами гидролиза крахмала являются [[декстрин]]ы.{{нет АИ|20|03|2023}}

Крахмал как [[Пищевые добавки|пищевая добавка]] используется для загущения многих пищевых продуктов, приготовления [[Кисель|киселей]], заправок и [[соус]]ов.{{нет АИ|20|03|2023}}

Крахмал является наиболее распространённым [[углевод]]ом в рационе человека и содержится во многих основных [[Пища|продуктах питания]]. Главными источниками крахмала в мире являются [[зерновые культуры]]: [[рис]], [[пшеница]], [[кукуруза]]; различные [[корнеплод]]ы и клубни, в том числе [[картофель]], а также [[Маниок съедобный|маниок]]<ref>{{публикация|книга |язык=en |автор=Eliasson |автор имя=A.-Ch. |заглавие=Starch in food |подзаголовок=structure, function and applications |издательство=Woodhead Publishing |год=2004 |allpages= |isbn=978-0-8493-2555-7 |pages= }}</ref>{{уточнить|комм=укажите номер страницы}}.

Большинство других крахмалистых продуктов произрастают только в местах с определённым климатом, например: [[рожь]], [[ячмень]], [[гречиха]], [[овёс]], [[пшено]], [[жёлудь|жёлуди]], [[банан]]ы, [[каштан]]ы, [[сорго]], [[батат]], плоды [[Хлебное дерево|хлебного дерева]], [[ямс]], [[Таро (растение)|таро]], [[чилим]], [[маранта]], [[арракача]], [[Канна (растение)|канна]], [[колоказия]], [[кандык]] японский, [[пуэрария дольчатая]], [[маланга]], [[кислица клубненосная]], [[такка перистонадрезанная]], [[саго]], и многие виды [[Бобовые|бобовых]] — таких, как [[Чечевица пищевая|чечевица]], [[Боб садовый|бобы садовые]], [[Бобы мунг|маш]], [[горох]] лущильный, [[Нут (растение)|нут]].{{нет АИ|20|03|2023}}

Широко известными блюдами, содержащими крахмал, можно назвать: [[хлеб]], [[блин]]ы, [[лапша|лапшу]], [[макароны]], [[каша|каши]], [[Кисель|кисели]] и различные [[Лепёшка|лепёшки]], в том числе [[Тортилья|тортильи]].{{нет АИ|20|03|2023}}

Для [[Ферменты пищеварения|пищеварительных ферментов]] расщепление [[Кристаллическая структура|кристаллического]] крахмала (класс РК3) представляет некоторую сложность. Сырой крахмал плохо переваривается в [[двенадцатиперстная кишка|двенадцатиперстной]] и [[тонкая кишка|тонкой]] кишке, а бактериальное разложение будет проходить в основном в [[толстая кишка|толстой кишке]]. Продукты с большим количеством амилозы хуже перевариваются, чем с амилопектином. При этом даже [[устойчивый крахмал|резистентный (неперевариваемый) крахмал]] (классов РК2, РК3, РК4) играет свою физиологическую роль: медленная переработка такого крахмала в кишечнике не вызывает [[Гипергликемия|гипергликемии]] (увеличения концентрации глюкозы в крови, что особенно важно для больных [[Сахарный диабет|сахарным диабетом]]), образует органические кислоты — основной источник энергии [[эпителий|эпителия]] толстого кишечника, поддерживает иммунитет кишечного тракта, противовоспалительную защиту организма и другое<ref>''Петрова И. В.'' [http://www.lepestok.kharkov.ua/bio/s20100603.htm Фитопребиотики: резистентный крахмал] : {{Wayback|url=http://www.lepestok.kharkov.ua/bio/s20100603.htm |date=20120207054809 }}. — lepestok.kharkov.ua.</ref>. В целях повышения усваиваемости крахмала его термически обрабатывают. Поэтому, прежде чем люди начали использовать огонь, зерно и другие высококрахмалосодержащие продукты были не самым лучшим способом получения энергии организмом (в отличие от [[белки|белковой]] пищи). Термическая обработка изменила это, но это изменение в поступлении энергии из пищи с быстро легкоусваиваемыми углеводами стало одним из факторов развития [[Метаболический синдромов|метаболических синдромов]] в наше время, включая ожирение и [[Сахарный_диабет|диабет]].{{нет АИ|20|03|2023}}

Клейстеризация и желатинизация крахмала, например, во время выпечки торта, может быть снижена за счёт сахара, конкурирующего за [[вода|воду]], что улучшает текстуру крахмала, предотвращая «зарезинивание».{{нет АИ|20|03|2023}}

== Применение в промышленности ==
В мире наибольшее применение крахмал нашёл в целлюлозно-бумажной промышленности, насчитывая миллионы метрических тонн ежегодно<ref name=nnfcc>{{публикация|язык=en |ссылка=http://www.nnfcc.co.uk/publications/nnfcc-renewable-chemicals-factsheet-starch |вид=NNFCC Renewable Chemicals Factsheet |заглавие=Starch |издательство=NNFCC |архив дата=2021-03-13 |архив=https://web.archive.org/web/20210313181212/https://www.nnfcc.co.uk/publications/nnfcc-renewable-chemicals-factsheet-starch }}</ref>.

В [[Пищевая промышленность|пищевой промышленности]] крахмал используется для получения [[Глюкоза|глюкозы]], [[Патока|патоки]], [[этанол]]а, в [[Текстильная промышленность|текстильной]] — для обработки тканей, в бумажной — в качестве наполнителя. Кроме того, крахмал входит в состав большинства колбас, майонеза, кетчупа и других продуктов.{{нет АИ|20|03|2023}}

Модифицированный крахмал является основным компонентом клея для [[Обои|обоев]].{{нет АИ|20|03|2023}}

Применяется в фармацевтической промышленности в качестве наполнителя [[Таблетки|таблетированных форм]] лекарственных препаратов, некоторых [[Капсула (лекарственная форма)|лекарственных капсул]], декстраны (декстрины) используются для приготовления ряда инфузионных растворов для внутривенных вливаний ([[гемодез]], полиглюкин, [[реополиглюкин]] и другие).{{нет АИ|20|03|2023}}

Аддукт крахмала с иодом под названием [[амилойодин]] использовался в качестве антисептика и при лечении дефицита иода.{{нет АИ|20|03|2023}}

Этерификацией крахмала с триметафосфатом натрия или оксихлоридом фосфора получают монокрахмалфосфат, [[дикрахмалфосфат]] и другие модифицированные крахмалы<ref name="CIR,2022">{{публикация|книга|язык=en
|заглавие=Safety Assessment of Starch Phosphates as Used in Cosmetics
|инфо=Final Report
|год=2022 |месяц=10 |день=11
|издательство=Cosmetic Ingredient Review
|allpages=[20]
|ссылка=https://www.cir-safety.org/sites/default/files/FR_StarchPhosphates_092022.pdf
|архив дата=20221202090343
|архив=https://web.archive.org/web/20221202090343/https://www.cir-safety.org/sites/default/files/FR_StarchPhosphates_092022.pdf
|page=[4]
}}</ref>

== Применение в быту ==
[[Файл:AdhesivesForHouseUse006.jpg|thumb|Применение крахмала для приклеивания в быту]]
Крахмал используется для [[Подкрахмаливание|накрахмаливания]] предметов одежды: воротников, халатов и так далее. Крахмальный клейстер применяется для приклеивания [[Обои|обоев]], изготовления [[папье-маше]]. Иногда крахмал используется в качестве [[Присыпка|присыпок]].{{нет АИ|20|03|2023}}
В кулинарии используется как [[загуститель]] и стабилизатор. Чаще всего продаётся [[Картофельный крахмал|картофельный]] и [[кукурузный крахмал]]. А самой простой и доступной альтернативой крахмалу является мука.

== Биологические свойства ==
{{нет ссылок в разделе|дата=2023-03-20}}
Крахмал, являясь одним из продуктов [[фотосинтез]]а, широко распространён в природе. Для растений он является запасом питательных веществ и содержится в основном в плодах, семенах и клубнях. Наиболее богато крахмалом зерно злаковых растений: риса (до 86 %), пшеницы (до 75 %), кукурузы (до 72 %), а также клубни картофеля (до 24 %).

Для организма человека крахмал наряду с [[Сахароза|сахарозой]] служит основным поставщиком [[Углеводы|углеводов]] — одного из важнейших компонентов пищи. Под действием собственных [[Ферменты|ферментов]] человека крахмал гидролизуется до [[Глюкоза|глюкозы]], которая окисляется в клетках до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма.

== См. также ==
{{Родственные проекты |Викисловарь=крахмал}}
* [[Клейстер]]
* [[Амилопектин]]
* [[Амилопласты]]
* [[Дикрахмалфосфат]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{публикация|книга |часть= Крахмал|страницы= 293—294 |заглавие= Краткая энциклопедия домашнего хозяйства|ответственный=Под ред. {{nobr|А. И. Ревина}}|место= М.|издательство= Советская энциклопедия|год= 1960|том= 1|страниц=770 |ref=Ревин }}
* {{публикация|книга |автор=Костенко |автор имя=В. Г. |автор2=Овчинников |автор2 имя=А. Е. |автор3=Горбатов |автор3 имя=В. М. |заглавие=Производство крахмала |место=М. |издательство=Легкая и пищевая промышленность |год=1983 |страниц=200 |ref= Костенко и др. }}

{{^}}
{{Внешние ссылки}}
{{Мультисахариды}}

[[Категория:Полисахариды]]
[[Категория:Пищевые добавки]]