Контрольные задания

1. Строение и свойства сахарозы.

2. Правила отбора проб сахара.

3. Органолептическая и физико-химическая оценка качества сахара-песка по ГОСТу 21-94.

4. Органолептические показатели сахара-песка.

5. Физико-химических показателей сахара-песка.

6. Принцип поляриметрического метода исследования. Выполнение измерений на сахариметре.

7. Устройство фотоэлектроколориметра КФК-2. Выполнение измерений.

Лабораторная работа № 2 анализ картофельного и кукурузного крахмала

Цель работы: по органолептическим и физико-химическим показателям установить сорт крахмала; по результатам микроскопирования сделать вывод о виде крахмала и наличии в нем примесей крахмала других видов.

Теоретические сведения

Крахмал – растительный полисахарид со сложным строением. Он состоит из амилозы и амилопектина; их соотношение различно в различных крахмалах (амилозы 13-30 %, амилопектина 70-85 %). Амилоза и амилопектин (их свойства приведены в табл. 5) в растениях формируются в виде крахмальных зерен, структура которых до конца не выяснена. Крахмал является важным компонентом пищевых продуктов, исполняя роль загустителя и связывающего агента. В одних случаях он присутствует в сырье, которое перерабатывается в пищевые продукты (например, хлебобулочные изделия). В других его добавляют для придания продукту тех или иных свойств – он используется широко при производстве киселей, соусов, майонеза; один из компонентов крахмала – амилоза – используется для пищевых оболочек и покрытий для колбас и других продуктов.

Таблица 5

Свойства амилозы и амилопектина

Свойства	Амилоза	Амилопектин
Молекулярная масса	50 тыс. - 2 млн.	От 1 до нескольких млн.
Способность к ретроградации	Высокая	Низкая
Продукты действия β-амилазы	Мальтоза	Мальтоза, β-предельный декстрин
Продукты действия глюкоамилазы	D-глюкоза	D-глюкоза
Форма молекулы	Линейная	Разветвленная

Неповрежденные крахмальные зерна нерастворимы в холодной воде, но могут обратимо впитывать влагу и легко набухают. Увеличение диаметра зерен при набухании зависит от вида крахмала. Например, для обычного кукурузного крахмала – 9,1 %, для восковидного – 22,7 %. По мере повышения температуры увеличивается колебание крахмальных молекул, разрушаются межмолекулярные связи, что приводит к освобождению мест связывания для взаимодействия с молекулами воды через водородные связи. Это проникновение воды и увеличивающееся разделение больших и длинных сегментов крахмальных цепей увеличивает неупорядоченность в общей структуре и уменьшает число и размер кристаллических областей. При дальнейшем нагреве в присутствии большого количества воды происходит полная потеря кристалличности, сопровождающаяся потерей очертания крахмальных зерен. Как правило, большие крахмальные зерна клейстеризуются при более низкой температуре, чем мелкие. Температуру, соответствующую разрушению внутренней структуры крахмальных зерен, называют температурой клейстеризации. Она зависит от источника получения крахмала (табл. 6).

Таблица 6

Зависимость температуры клейстеризации крахмала

от источника получения

Источник	Содержание амилозы, %	Температура клейстеризации, ºС
1	2	3
Кукуруза	28	62-70
Окончание табл. 6
1	2	3
Картофель	23	58-66
Тапиока	-	52-64
Пшеница	26	53-65
Рис	18	61-78
Рожь	-	57-70
Ячмень	22	56-62
Овес	27	56-62
Сорго	25	69-75
Горох	35	57-70
Фасоль	24	64-67
Восковидная кукуруза	1	63-72

Физические свойства крахмала определяются размером и структурой зерен (рис. 4). Размер крахмальных зерен колеблется от 2 (рис) до 150 мкм (картофель). Зерна рисового и кукурузного крахмалов мало отличаются по размерам, ржаной и пшеничный крахмалы содержат крупные и мелкие зерна. Плотность абсолютно сухого картофельного крахмала 1633-1648, кукурузного 1591-1932 кг/м³. При длительном стоянии крахмальные клейстеры подвергаются ретроградации – постепенному разрушению с выделением осадка. При действии на крахмальный клейстер раствора йода наблюдается интенсивное синее окрашивание. Эта реакция очень чувствительна и наблюдается даже при разведении крахмала 1:500000.

а б в г

Рис. 4. Зерна крахмала под микроскопом: а – картофельный;

б –кукурузный; в – пшеничный; г – рисовый

При смешивании с растворами органических и неорганических кислот крахмал адсорбирует сравнительно небольшое их количество. Под действием щелочей получаются неустойчивые продукты типа алкоголятов. При кислотном гидролизе крахмала образуется глюкоза. Скорость гидролиза зависит от концентрации кислоты и температуры. В отличие от кислоты ферменты действуют на молекулу крахмала специфично: -амилаза расщепляет крахмал преимущественно до низкомолекулярных декстринов; β-амилаза - до мальтозы и высокомолекулярных декстринов. Ферментативный гидролиз крахмала присутствует во многих пищевых технологиях как один из необходимых процессов, обеспечивающих качество конечного продукта – в хлебопечении (процесс тестоприготовления и выпечки хлеба), производстве пива (получение пивного сусла, сущка солода), кваса (получение квасных хлебцов), спирта (подготовка сырья для брожения), различных сахаристых крахмалопродуктов (глюкозы, патоки, сахарных сиропов).

Качество кукурузного крахмала определяется требованиями ГОСТ Р 51985 – 2002 (табл. 7). Кукурузный крахмал вырабатывают высшего, первого сортов и амилопектиновый; картофельный – "Экстра", высшего, первого и второго сортов. Крахмал в пищевых технологиях используют как в нативном виде, так и после переработки в другие крахмалопродукты. В настоящее время широкое применение находят модифицированные крахмалы, свойства которых изменены по сравнению с нативным в результате физического или химического воздействия. В зависимости от обработки различают следующие виды модифицированного крахмала, гидролизованный – продукт частичного гидролиза крахмала, набухающий – полученный гидротермической или механической обработкой, окисленный - продукт воздействия на крахмал окислителей (Н₂О₂, КМпО₄), фосфатный – получаемый взаимодействием крахмала с фосфорной кислотой и ее солями; желирующий – отличается повышенной студнеобразующей способностью. Показатели качества крахмала различных сортов приведены в табл. 7, 8.