Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.

bakecook_baseeastflower7.3. КрахмалыПолисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.7.3.1. Строение крахмала и его разновидности. Как и камеди, крахмалы – это полисахариды. Это означает, что они являются большими. Их образует множество сахаров, связанных связями. В случае крахмала сахаром является глюкоза.Не все молекулы крахмала похожи между собой. Глюкозные единицы могут соединяться двумя способами:- в виде длинной прямой цепочки- или короткой, но очень разветвленной.Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.Длинные цепочки глюкозы называются амилозой, а разветвленные – амилопектином. Хотя амилоза является линейной, но она закручивается в спираль, тогда как амилопектин с его многочисленными ветвями выглядит как коралловый риф. Крахмальные гранулы могут содержать только амилозу или амилопектин, а также их смесь. Крахмальные гранулы маленькие, похожие на песок, частички, которые находятся в эндосперме злаковых, таких как пшеница и зерна кукурузы. Крахмальные гранулы также найдены в клубнях и корнях определенных растений, включая картофель, юку (касава или маниок) и амаранту. Крахмальные гранулы различаются по размеру и форме, в зависимости от крахмала. Например, картофельные крахмальные гранулы относительно большие и овальные по форме, тогда как гранулы крахмала кукурузы намного меньше и более граненые.Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.Крахмальные гранулы также объединяются в кольца крахмальных молекул.Крахмальные гранулы имеют хорошо организованную форму и структуру. В центральной части гранул (зерен) имеется ядро (зародыш, тока роста), вокруг которого находятся ряды концентрических слоев «колец роста» толщиной около 0.1 мкм.Молекулы полисахаридов в зерне расположены складчато-радиально, т.е. сами цепи полисахаридов находятся  в складчатой форме. При этом амилоза концентрируется ближе к центрально части зерна.В наружном слое крахмального зерна полисахариды образуют подобие прочной оболочки, не обладающей свойствами полупроницаемости, но способной расширяться и растягиваться.Все крахмальное зерно пронизано микропорами. На этом основано использование крахмала в качестве адсорбента.Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.Таким образом, крахмалы различаются:-по соотношению содержания линейных и разветвленных полисахаридов – амилозы и амилопектина;-по размеру гранул крахмала;-по форме гранул крахмала;-по однородности распределения гранул по размерам.Разные виды крахмала – кукурузный, картофельный, амарантовый или тапиока – имеют свои уникальные свойства, которые их и отличают друг от друга.

Сравнение крахмалов, содержащих большое количество амилозы и амилопектина

Большое содержание амилозы Большое содержание амилопектина
-при остывании мутный;-образует прочный, густой гель при остывании;-гель становится гуще и выделяет влагу со временем;-не стабилен при размораживании, становится плотнее и покрывается конденсатом;-более плотный в холодном виде, чем в горячем состоянии;-придает вкус -довольно прозрачный раствор;-застывает, но не образует гель;-меньше выделяет влагу со временем;- меньше выделяет влагу при размораживании;-одинаковый по густоте в холодном и горячем виде;-не образует вкуса

Кукурузный крахмал является примером крахмала с высоким содержанием амилозы, а крахмал восковой кукурузы- крахмала с высоким содержанием амилопектина (восковидный крахмал).Крахмалы из корней, которые считаются крахмалами, содержащими среднее количество амилопектина, обладают свойствами между двумя этими крахмалами.Полисахаридам в крахмальных зернах сопутствуют фосфорная, кремниевая и жирные кислоты. Фосфорная кислота связана с обоими полисахаридами, при этом в картофельном крахмале ее больше в амилопектине, в пшеничном – в амилозе.Соотношение между самими полисахаридами в различных продуктах таково:

Виды крахмала: Содержание амилозы:
кукурузный около 20%
пшеничный около 20%
рисовый около 20%
картофельный 30%
Амиломаисный крахмал 80%

Восковидный крахмал почти полностью состоит из амилопектина.Существует 4 группы крахмалов. На самом деле, все крахмалы получают сначала либо из зерна, либо из клубней, а потом уже путем изменения (модифицирования) получают другие виды.Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.

  • -Зерновые крахмалы
  • К ним относятся: кукурузный, рисовый, пшеничный и восковидный крахмал.
  • -Клубневые крахмалы
  • -Модифицированные крахмалы — это крахмалы, которые претерпевают химические изменения для получения определенных свойств.
  • Виды модифицированного крахмала

Зерновые крахмалы получают из эндосперма зерна.Для получения кукурузного крахмала сырье замачивают в слегка теплой воде с добавлением сернистого ангидрида, который разрушает белки, а также действует в качестве отбеливателя. После этого измельчают во влажном состоянии, промывают и отделяют на центрифуге, потом сушат. Современные технологии позволяют минимизировать содержание остаточного белка, что является обязательным, если крахмал предназначен для производства глюкозного сиропа и способствует варке состава, используемого для производства кондитерских изделий.Пшеничный крахмал выделяют путем перемешивания сырья в проточной воде – крахмал вымывается в виде кашицы, а затем осаждается.  Существует способ разрушения клейковины путем ферментирования мучной суспензии.Получают из корней или клубневых растений. Клубневые крахмалы отличаются от зерновых, главным образом, тем, что содержат больше амилопектина. Они образуют более мягкий гель и не обладают зерновым вкусом.Примерами являются картофельный крахмал и тапиока. Тапиока выделяется из корней юки, которая также называется маниока или кассава. Тапиока продается в виде порошка, а также в виде гранул.При выделении крахмала из клубней их необходимо хорошо очистить и превратить в жидкое пюре, которое затем процеживают для удаления клетчатки. Находящийся во взвешенном состоянии крахмал, пройдя через сито, многократно промывают и отделяют на центрифуге.Вещество под названием «модифицированный крахмал» не имеет никакого отношения к генетически модифицированным продуктам. Это обычный крахмал с добавками, необходимыми для определенных целей. Например, крахмал с желатином образует желе. А от генетически модифицированного крахмала не может быть в принципе. И вот почему. Предположим, что крахмал, который входит в состав купленного нами десерта, получили из кукурузы. Представим также, что эта кукуруза генетически модифицированная. Тогда полученные от нее зерно, мука, крупа и силос тоже будут генетически модифицированными, поскольку содержат ДНК данной кукурузы. Крахмал же не содержит ДНК, в нем нет клеток или частей все той же кукурузы, нет генов. Глюкозу синтезируют все растения, ее вкус и состав не меняются. Как в химии, формула вещества не меняется от способа получения. И ядовитый золотарник, и сладкий виноград вырабатывают одну и ту же глюкозу. Чтобы ее  удобнее было хранить, организм и создает полимер – крахмал. Растения обычно запасают его в клубнях, корнях, снабжают им семена. Человек может синтезировать крахмал из глюкозы, но гораздо выгоднее получать его из культур, богатых крахмалом: картофеля, кукурузы, пшеницы, риса.

Кипящие крахмалы Кипящий крахмал – кукурузный крахмал, размягченный путем обработки разбавленным раствором кислоты. В 0.5%  растворе серной или соляной кислоты при 52С разводят взвесь жидкой крахмальной кашицы и выдерживают в течение 12ч. Такие кипящие крахмалы классифицируют по текучести – чем ниже pH и чем больше время обработки, тем крахмал получается  более жидки.Обработанные кислотой крахмалы нейтрализуют, отделяют фильтрованием и высушивают.В начале, при смешивании с водой и нагревании, кипящие крахмалы не набухают и не загустевают; они особенно подходят для производства рахат-лукума и жевательных конфет.
Окисленные крахмалы Технология производства этого вида крахмалов сходна с процессом приготовления кипящего крахмала, но при этом вместо кислоты используют гипохлорит натрия, что оказывает определенное влияние на молекулярную структуру крахмала, обеспечивая большую сопротивляемость клейстеризации. Из такого крахмала получают прозрачные мягкие пасты.
Сшитые крахмалы Реакция сшивания необходима для обеспечения устойчивости крахмала при кипячении в составе с низким pH или в случаях, когда продукт предстоит нагревать под давлением.Реакция сшивания вызывается с помощью обработки крахмальной суспензии такими реагентами, как хлорокись фосфора или уксусный ангидрид, в результате чего между отдельными молекулами крахмала образуются связи. Таким образом усиливаются водородные связи и гранулы становятся более устойчивыми к расщеплению.Благодаря сшиванию крахмальный гель меньше повреждается механическими воздействиями. Натуральный крахмал, разбухший при нагревании, во время перемешивания легко разбивается на мелкие частицы, в результате чего утрачивается вязкость, что вызывает определенные сложности, когда крахмал используется в качестве загустителя для начинок и паст. Заданным образом проведенная реакция сшивания позволяет составу сохранять вязкость, что особенно полезно при приготовлении салатных заправок. В кондитерском деле такой крахмал может использоваться для производства шоколадных паст, ликерных корпусов шоколадного ассорти, а также для некоторых ликеров, когда требуется вязкость и неизменяемая текучесть.Сшивание крахмала не оказывает на амилозу в его составе влияния, предотвращающего последующее желирование. В этих случаях реакция сшивания проводится с крахмалами, не содержащими амилозы.При использовании в составе замороживаемых продуктов коллоидные растворы из сшитого крахмала зачастую утрачивают прозрачность и в некоторой степени обезвоживаются. Во избежание этого проводят реакцию, в результате которой часть гидроксильных групп молекулы крахмала заменяется на ацетил- или фосфатные группы, которые предотвращают линейное строение цепочек и придают составу большую стабильность при замораживании и размораживании.
Читайте также:  Слезная железа топография слезной железы глазное яблоко топография глазного яблока зрительный нерв глазная артерия и вены.

Мгновенные крахмалы (предварительно желированные)При производстве такого крахмала крахмальное молочко обрабатывается на нагретых вальцах, выполняющих как тепловую обработку, так и сушку.Мгновенные крахмалы не нуждаются в нагревании для желирования, большинство не повреждаются, если их нагреть. Они идеально подходят для продуктов, которые нельзя нагревать. Например яркий зеленый цвет и деликатный вкус кули и киви не повреждаются, когда используют для загущения мгновенный крахмал.Эти крахмалы легко использовать. Поэтому они идеальны для загущения соуса в последнюю минуту, например, для ресторанных десертов.Этот крахмал более дорогой, чем обычный и им нельзя заменить обычный крахмал, так как он обладает своими специфическими свойствами.Эти крахмалы быстро впитывают влагу и становятся пастообразными. Они широко применяются в производстве различных видов пищевых продуктов быстрого приготовления.

7.3.2. Процесс клейстеризации крахмала

Так как молекулы крахмала плотно упакованы определенным образом в крахмальных гранулах, то, когда гранулы помещаются в холодную моду, молекулы крахмала внутри гранулы притягивают воду и набухают.

Если воду нагреть, то крахмальные гранулы подвергаются необратимому процессу клейстеризации.

Клейстеризация – разрушение кристаллической структуры крахмальных гранул и набухание этих гранул, вызываемое притоком воды внутрь гранулы.

Большие гранулы обычно клейстеризуются первыми, маленькие гранулы для полной абсорбции воды и набухания требуют времени.

Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.Различают 4 стадии клейстеризации:

1. Набухание Первая стадия происходит при температуре 35-40С. Набухание характеризуется образованием мельчайших углублений и трещин. Вода, поступающая внутрь зерен, растворяет некоторое количество полисахаридов. Часть из них (амилоза) переходят из зерен. Температура, при которой это наблюдается называют температурой клейстеризации.
2. Разбухание крахмальных зерен Происходит при температуре 45-65С и характеризуется превращением крахмальных зерен в студенистые пузырьки. Суспензия превращается в клейстер – дисперсию, состоящую из набухших крахмальных зерен и растворенных в воде полисахаридов (амилоза). Значительно возрастает вязкость системы.
3. Разбухание крахмальных пузырьков Происходит при температуре 60-80С и характеризуется распадом больших пузырьков на мелкие. Слоистое строение исчезает. Объем резко увеличивается до 1000%, что является следствием разрыва связей между макромолекулами полисахаридов и их гидратации. Часть полисахаридов растворяется и остается в подсети крахмального зерна, а часть (гл. образом, амилоза) – диффундирует в окружающую среду.  Вязкость клейстера значительно возрастает.
4. Распад крахмальных пузырьков Начинается при температуре 80-100С, характеризуется диспергированием (разрушением) крахмального вещества до коллоидного состояния.  Процесс идет тем интенсивнее, чем выше температура и длительнее нагрев. Считается, что вязкость клейстеров при нагревании объясняется не набуханием зерен крахмала, а свойствами извлекаемой из них водорастворимой фракции, образующей в растворе трехмерную сетку и удерживающую больше влаги, чем набухшие крахмальные зерна.

Свойства нативных крахмалов:

Крахмал Диаметр (микроны) Температура клейстеризации Содержание амилозы (%)
Кукурузный 5-26 62-72 22-28
Восковидный 5-26 63-72

Углеводы: полисахариды. Важнейшие представители

  • К полисахаридам относятся крахмал, гликоген и целлюлоза.
  • Полисахариды – это природные высокомолекулярные соединения, которые состоят из множества остатков моносахаридов.
  • nC6H12O6 → (C6H10O5)n + nH2O
  • В зелёных растениях из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза образуется глюкоза, из которой под действием ферментов образуется крахмал.

Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.

Крахмал содержится в виде зёрен в таких растениях, как рис (до 86 %), картофель (около 25 %), кукуруза (около 70 %), пшеница (около 75 %).

Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов: амилозы (это 20 % по массе) и амилопектина (около 80 % по массе).

Амилоза представляет собой полимер линейного, неразветвлённого строения, её молекулярная масса равна 106. Амилопектин – это полисахарид, имеющий разветвлённое строение.

Он состоит из остатков глюкозы в циклической α-форме. Молекулярная масса его – 109. Амилоза лучше растворяется в воде, чем амилопектин.

Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.

Молекулярная формула крахмала – (С6Н10О5)n.

Доказано, что молекулы крахмала состоят из остатков α-глюкозы. Макромолекулы крахмала имеют вид двойной спирали. Каждое это звено состоит из шести остатков глюкозы, которые соединены атомами кислорода.

Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.

  1. Шесть звеньев спирали образуют пространственную структуру крахмала, внутри которой имеются пустоты, они заполнены молекулами воды.
  2. Крахмал – это белое аморфное вещество, нерастворим в холодной воде, в горячей воде образует клейстер.
  3. Рассмотрим химические свойства крахмала.

Характерной реакцией крахмала является реакция с раствором йода. Так, при действии на крахмал спиртового раствора йода появляется синее окрашивание. Эта окраска исчезает при нагревании и появляется при охлаждении. Данная реакция является качественной на крахмал.

Если провести гидролиз крахмала при кипячении с серной кислотой, то образуется глюкоза.

Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.

При ферментативном гидролизе образуется дисахарид – мальтоза.

Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.

То есть при гидролизе крахмала образуются промежуточные вещества: сначала декстрины, затем дисахариды, как мальтоза, и на конечной стадии – глюкоза.

В промышленности крахмал получают из картофеля, кукурузы и риса, то есть тех продуктов, где его содержание велико. Крахмал – это источник углеводов. Крахмал применяется в пищевой, фармацевтической промышленности, для производства глюкозы, в качестве клея.

Строение гликогена такое же, как и амилопектина, но степень разветвления гликогена выше. Гликоген растворим в воде, но не образует клейстера.

Гликоген – это резервный полисахарид у животных, он синтезируется и хранится в печени и мышцах.

Целлюлоза входит в состав всех клеточных оболочек растений. Волокна хлопка, льна и конопли в основном состоят из целлюлозы, в древесине её содержится около 50 %. Вата – это почти 100%-ная целлюлоза.

Молекулярная формула целлюлозы также (С6Н10О5)n. Но степень полимеризации её гораздо выше, чем крахмала. Макромолекулы целлюлозы построены из остатков β-глюкозы. Все макромолекулы целлюлозы имеют линейное строение.

В организме человека нет ферментов, которые бы расщепляли целлюлозу, но некоторые микроорганизмы, обитающие в почве,  в желудке жвачных животных, муравьях-древоточцах могут это сделать.

Целлюлоза – это белое аморфное вещество, не растворяется в воде и органических растворителях. Гигроскопична, при нагревании обугливается.

  • Каждый остаток глюкозы в макромолекуле целлюлозы содержит три гидроксильные группы: [C6H7O2(OH)3]n.
  • Рассмотрим химические свойства целлюлозы.
  • При гидролизе целлюлозы образуется конечный продукт – глюкоза.
  • В результате реакции целлюлозы с уксусной кислотой или ангидридом уксусной кислоты образуется сложный эфир – триацетилцеллюлоза.
  • [C6H7O2(OH)3]n + 3nCH3COOH → [C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3nH2O
  • Сложный эфир образуется и в результате реакции целлюлозы с азотной кислотой, при этом получается тринитроцеллюлоза.
  • [C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O
Читайте также:  Травма грудной клетки. повреждения груди. пневмоторакс. подкожная эмфизема. открытый пневмоторакс.

Целлюлозу используют в текстильной промышленности для получения искусственных волокон, в текстильной промышленности используют и готовые волокна льна, хлопка.

Из целлюлозы получают этиловый спирт, который используют в качестве технического спирта. Тринитропроизводные целлюлозы используют как взрывчатые вещества и при производстве бездымного пороха.

Большое количество целлюлозы идёт на изготовление бумаги.

Подобно целлюлозе в растениях, опорные и механические функции у ракообразных и некоторых насекомых выполняет хитин – это полимер, который входит в состав наружного скелета.

Таким образом, молекулярная формула полисахаридов – (С6Н10О5)n. Крахмал построен из остатков α-глюкозы. Он состоит из макромолекул линейного строения – амилозы и макромолекул разветвлённого строения – амилопектина.

Качественной реакцией на крахмал является реакция со спиртовым раствором йода. Конечным продуктом гидролиза крахмала является глюкоза. При гидролизе целлюлозы также образуется глюкоза.

Для целлюлозы характерны реакции этерификации с образованием сложных эфиров.

Х и м и я

  • На этой странице мы рассмотрим несахароподобные полисахариды.
  • Полисахариды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов.
  • Важнейшие представители несахароподобных полисахаридовкрахмал и целлюлоза (клетчатка).

Эти углеводы во многом отличаются от моно- и олигосахаридов. Они не имеют сладкого вкуса, большинство из них не растворимо в воде.

По этой причине их называют несахароподобными (в отличие от сахароподобных олигосахаридов, которые также относятся к полисахаридам).

Олигосахариды имеют знаительно меньший размер молекул и свойства, близкие к моносахаридам.

Несахароподобные полисахариды представляют собой высокомолекулярные соединения, которые под каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с образованием более простых полисахаридов, затем дисахаридов и, в конечном итоге, множества (сотен и тысяч) молекул моносахаридов.

Химическое строение полисахаридов.

По химической природе полисахариды стоит рассматривать как полигликозиды (полиацетали). Каждое звено моносахарида связано гликозидными связями с предыдущим и последующим звеньями.

При этом для связи с последующим звеном предоставляется полуацетальная (гликозидная) гидроксильная группа, а с предыдущим – спиртовая гидроксильная группа.

Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.

На конце цепи находится остаток восстанавливающегося моносахарида. Но поскольку доля концевого остатка относительно всей макромолекулы весьма невелика, то полисахариды проявляют очень слабые восстановительные свойства.

Гликозидная природа полисахаридов обусловливает их гидролиз в кислой и высокую устойчивость в щелочной средах.

Полисахариды имеют большую молекулярную массу. Им присущ характерный для высокомолекулярных веществ более высокий уровень структурной организации макромолекул.

Наряду с первичной структурой, т.е. определённой последовательностью мономерных остатков, важную роль играет вторичная структура, определяемая пространственным расположением молекулярной цепи.

Классификация полисахаридов

Полисахариды можно классифицировать по разным признакам.

Полисахаридные цепи могут быть:

  • разветвлёнными или
  • неразветвлёнными (линейными).

Также, различают:

  • гомополисахаридами — полисахариды, состоящие из остатков одного моносахарида,
  • гетерополисахариды — полисахариды, состоящие из остатков разных    моносахаридов.

Наиболее изучены гомополисахариды.

Их можно разделить по их происхождению:

  • гомополисахариды растительного происхождения
  •      — Крахмалл,      — Целюлоза,      — Пектиновые вещества и т.д.

  • гомополисахариды животного происхождения
  •      — Гликоген,      — Хитин и т.д.

  • гомополисахариды бактериального происхождения
  •      — Гекстраны.

  1. Гетерополисахариды, к числу которых относятся многие животные и бактериальные полисахариды, изучены меньше, однако они играют важную биологическую роль.
  2. Гетерополисахариды в организме связаны с белками и образуют сложные надмолекулярные комплексы.
  3. Для полисахаридов используется общее название гликаны.
  4. Гликаны могут быть:
  • гексозанами (состоят из гексоз),
  • пентозанами, (состоят из пентоз).

В зависимости от природы моносахарида различают:

  • глюканы (в основе – моносахарид глюкоза),
  • маннаны (в основе – моносахарид манноза),
  • галактаны (в основе – моносахарид галактоза) и т.п.

Крахмал

Крахмал (С6Н10О5)n – белый (под микроскопом зернисый) порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде крахмал набухает, образуя коллоидный раствор (крахмальный клейстер). С раствором йода даёт синее окрашивание (характерная реакция).

Крахмал образуется в результате фотосинтеза, в листьях растений, и запасается в клубнях, корнях, зёрнах.

Химическое строение крахмала

Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов, построенных из глюкозы (D-глюкопиранозы): амилозы (10-20%) и амилопектина (80-90%).

Дисахаридным фрагментом амилозы является мальтоза. В амилозе D-глюкопиранозные остатки связаны альфа(1-4) гликозидными связями.

Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.

По данным рентгеноструктурного анализа макромолекула амилозы свёрнута в спираль. На каждый виток спирали приходится 6 моносахаридных звеньев.

Амилопектин в отличие от амилозы имеет разветвлённое строение.

В цепи D-глюкопиранозные остатки связаны альфа(1-4)-гликозидными связями, а в точках разветвления — бета(1-6)-гликозидными связями. Между точками разветвления располагается 20-25 глюкозидных остатков.

Цепь амилозы включает от 200 до 1000 глюкозных остатков, молекулярная масса 160 000. Молекулярная масса амилопектина достигает 1-6 млн.

Гидролитическое расщепление крахмала

В пищеварительном тракте человека и животных крахмал подвергается гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом.

В технике превращение крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) осуществляется путём кипячения его в течение нескольких часов с разбавленной серной кислотой. Впоследствии серную кислоту удаляют.

Получается густая сладкая масса, так называемая крахмальная патока, содержащая, кроме глюкозы, значительное количество других продуктов гидролиза крахмала.

Патока применяется для приготовления кондитерских изделий и различных технических целей.

Если требуется получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут дольше. Этим достигается более высокая степень гидролиза крахмала.

При нагревании сухого крахмала до 200-500 град. С происходит частичное разложение его и получается смесь менее сложных, чем крахмал полисахаридов, называемых декстринами.

Разложением крахмала на декстрины объясняется образование блестящей корки на печёном хлебе. Крахмал муки, превращённый в декстрины, легче усваивается вследствие большей растворимости.

Гликоген

В животных организмах этот полисахарид является структурным и функциональным аналогом растительного крахмала.

Откладывается в виде гранул в цитоплазме во многих типах клеток (главным образом печени и мышц).

Химическое строение гликогена

По строению гликоген подобен амилопектину (структурную формулу см. выше). Но молекулы гликогена значительно больше молекул амилопектина и имеют более разветвленную структуру. Обычно между точками разветвления содержится 10-12 глюкозных звеньев, а иногда даже 6.

Сильное разветвление способствует выполнению гликогеном энергетической функции, так как только при наличии большого числа концевых остатков можно обеспечить быстрое отщепление нужного количества молекул глюкозы.

Молекулярная масса у гликогена необычайно велика. Измерения показали, что она равна 100 млн. Такой размер макромолекул содействует выполнению функции резервного углевода. Так, макромолекула гликогена из-за большого размера не проходит через мембрану и остаётся внутри клетки, пока не возникнет потребность в энергии.

Функции гликогена в метаболизме

Гликоген является основной формой хранения глюкозы в животных клетках.

Гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы.

Гликогеновый запас, однако, не столь ёмок в калориях на грамм, как запас триглицеридов (жиров). Он имеет скорее локальное значение. Только гликоген, запасённый в клетках печени (гепатоциты) может быть переработан в глюкозу для питания всего организма.

Гидролиз гликогена в кислой среде протекает очень легко с количественным выходом глюкозы.

Аналогично гликогену в животных организмах, в растениях такую же роль резервного полисахарида выполняет амилопектин, имеющий менее разветвлённое строение.

Меньшая разветвлённость связана с тем, что в растениях значительно медленнее протекают метаболические процессы и не требуется быстрый приток энергии, как это иногда бывает необходимо животному организму (стрессовые ситуации, физическое или умственное напряжение).

Целлюлоза (клетчатка)

Целлюлоза – наиболее распространённый растительный полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений.

Наиболее чистая природная целлюлозахлопковое волокно – содержит 85-90% целлюлозы. В древесине хвойных деревьев целлюлозы содержится около 50%.

Химическое строение целлюлозы

Структурной единицей целлюлозы является D-глюкопираноза, звенья которой связаны бета(1-4)-гликозидными связями.

Полисахариды. Крахмал. Амилоза. Амилопектин.

Биозный фрагмент целлюлозы представляет собой целлобиозу. Макромолекулярная цепь не имеет разветвлений, в ней содержится от 2500 до 12 000 глюкозных остатков, что соответствует молекулярной массе от 400 000 до 1-2 млн.

Бета-Конфигурация аномерного атома углерода приводит к тому, что макромолекула целлюлозы имеет строго линейное строение. Этому способствует образование водородных связей внутри цепи, а также между соседними цепями.

Такая упаковка цепей обеспечивает высокую механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую инертность, что делает целлюлозу прекрасным материалом для построения клеточных стенок растений.

Целлюлоза не расщепляется обычными ферментами желудочно-кишечного тракта, но она является необходимым для питания баластным веществом.

Использование целлюлозы

Значение целлюлозы очень велико. Достаточно указать, что огромное количество хлопкового волокна идёт для выработки хлопчатобумажных тканей.

Из целлюлозы получают бумагу и картон, а путём химической переработки – целый ряд разнообразных продуктов: искусственное волокно, пластические массы, лаки, этиловый спирт.

Большое практическое значение имеют эфирные производные целлюлозы: ацетаты (искусственный шёлк), ксантогенты (вискозное волокно, целлофан), нитраты (взрывчатые вещества, коллоксилин) и др.

Такой разный крахмал: амилоза и амилопектин — педагогический колледж фитнеса

Научно-практическая статья спикера II Международной фитнес-конвенции «Т..Р.И.У.М.Ф.» Софьи Кирюхиной

С каждый днем сторонников правильного питания и здорового образа жизни становится все больше. Люди стали больше обращать внимание на собственное здоровье, внешний вид.

Часто в сети Интернет можно встретить информацию от докторов, тренеров и фитнес моделей о том, что крахмал является причиной многочисленных болезней, связанных с нарушением обмена веществ.

Люди бездумно этому верят и интересуются, в каких продуктах содержится крахмал, и стараются оградить себя от его употребления. Действительно ли крахмал так вреден?

Крахмалы с древних времен являлись наиболее часто употребляемым типом углеводов и важным источником энергии для многих людей, наши предки получали из продуктов, содержащих крахмал, множество питательных веществ и микронутриентов. Основными источниками крахмала являются бобовые, пшеница, кукуруза, рис, картофель.

В настоящее время крахмал повсеместно применяют в различных отраслях пищевой промышленности (кондитерском, хлебопекарном, колбасном и др.), чем и подтверждается актуальность данной темы.

Ведь многие продукты, которые мы сегодня употребляем в пищу в том или ином виде содержат крахмал, поэтому нам необходимо разобраться, какой крахмал полезен и в каких продуктах, а когда его необходимо избегать.

Цель данной работы: проанализировать содержание крахмала в различных продуктах питания.

Крахмал состоит из молекул глюкозы и является сложным углеводом, в котором присутствуют два типа полимеров: амилоза и амилопектин, разница лишь в том, что амилопектин состоит из разветвленных молекул глюкозы имеет разветвленное строение, легко расщепляется на более мелкие части в процессе пищеварения и интенсивнее повышает уровень сахара в крови и, как следствие, уровень инсулина (преобладает в гликемических крахмалах), а амилоза состоит из линейных или слаборазветвлённых цепочек, долго переваривается (содержится в основном в устойчивых крахмалах). В зависимости от того, какой из полимеров преобладает крахмалы разделяют на гликемические, которые легко перевариваются, и резистентные.

Гликемические крахмалы расщепляются в желудочно-кишечном тракте под действием амилазы, выделяемого поджелудочной железой и, в зависимости от скорости переваривания, рассматриваются как быстро- и медленно перевариваемые.

Например, быстро и полностью перевариваемым в тонком кишечнике считается картофельное пюре, так как в нем крахмал находится в желатинизированном состоянии.

Медленно, но полностью перевариваемые крахмалы содержатся, например, в макаронных изделиях, особенно в приготовленных по классическому итальянскому рецепту, то есть аль-денте, это позволяют крахмалу долго растворяться в организме, постепенно переходя в глюкозу.

Самым полезным для человеческого организма является устойчивый (резистентный) крахмал.

По данным исследования: потребление резистентных крахмалов улучшает ряд физиологических показателей человека: гликемический и инсулиновый индекс, липидный состав крови, увеличивает чувство насыщения. Все дело в том, что такой крахмал недоступен для ферментации в тонком кишечнике.

Однако, попадая в толстый кишечник и прямую кишку, он становится доступным для ферментации, таким образом, физиологическая функциональность таких крахмалов подобна пищевым волокнам (клетчатки).

Подтверждение этому следующее, из 1 г устойчивых крахмалов тело способно извлечь только 2 ккал  — при том, что в 1 г углеводов (а крахмалы — это углеводы) всегда около 4 ккал, все потому что углеводы расщепляются до глюкозы, а устойчивый крахмал бактерии не способны расщепить до глюкозы, он расщепляется до масляной и иных короткоцепочечных жирных кислот —он превращается не в сахар, а в очень полезный жир. Тип углеводов и крахмалов, которые мы употребляем, определяет, сколько калорий мы получаем, стоит только сравнить картофельные чипсы и вареную картошку, батончик шоколада со злаками и овсянку.

Существует четыре вида резистентного крахмала:

RS1-Крахмалы, содержащиеся в продуктах, имеющих твердую волокнистую оболочку, которые не поддаются расщеплению с помощью энзимов в ЖКТ. Содержится в бобовых, цельнозерновых, семенах. Однако в консервированной фасоли и горохе почти нет резистентного крахмала.

Содержание устойчивого крахмала в продуктах
Название Содержание устойчивого крахмала (г) на 100 г продукта
Сырой овес 11,8г.
Овсяные хлопья, сырые 11г.
Хлопья зародышей пшеницы 6,1г.
Фасоль белая вареная 4,0г.
Нут, приготовленный 3,0г.
Чечевица, приготовленная 3,5г.
Горох, приготовленный 3,0г.
Ячмень 2,2г.
Фасоль, приготовленная 2,0г.
Консервированная фасоль или горох 0г.

RS2 — Крахмалы, которые ферменты пищеварительной системы человека не могут расщепить на белки, жиры и углеводы. Сюда можно отнести сырой картофель и недозрелые бананы, кукурузу, с высоким содержанием амилозы. Например, в неспелых плодах банана 4г. резистентного крахмала на 100г., который при созревании превращается в обычный.

Стоит быть аккуратнее с кукурузой, так как количество резистентного крахмала еще зависит от качества произведенный продукции и сорта.

Например, в некоторых разновидностях кукурузы амилоза присутствует менее, чем на 1% (например, восковидная кукуруза).

Другие виды кукурузы, напротив, содержат от 55 до 80% амилозы, но их очень редко выращивают, так как чем выше содержание амилозы, тем ниже урожайность культуры, в среднем кукуруза содержит 15-20% резистентного крахмала.

RS3- «Ретроградные» крахмалы, их особенность в том, что они при остывании меняют свою структуру и снова становятся более устойчивыми к пищеварению. Образуется в хлебе, зерновых (кукурузных хлопьях, в приготовленном и охлаждённом картофеле, холодном рисе, охлаждённых макаронах, сухариках и др.), доля резистентного крахмала в таких продуктах в незначительном количестве – не более 5%.

Содержание устойчивого крахмала в продуктах
Название Содержание устойчивого крахмала (г) на 100 г продукта
Итальянский хлеб, тост 4,5г.
Ржаной хлеб 3,8г.
Мюсли 3,5г.
Кукурузные хлопья 3,0г
Кукурузная тортилья 2,5г.
Перловая крупа 2,3
Хлеб на закваске 2,2г
Приготовленное просо 1,8г.
Измельченная пшеница 1,5г.
Макаронные изделия из пшеницы 1,6г.
Пита, пшеничная 1,0г.
Отруби 0,8г.
Цельнозерновой хлеб 0,7 г.
Круассаны, булочки, батончик мюсли, сахарное печенье.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector