Крохма́ль (), (С6Н10О5)n — рослинний високомолекулярний полісахарид амілози і амілопектину, мономером яких є глюкоза.В. М. Поліщук, С. Є. Тарасенко, С. М. Волошин Принципи виробництва біоетанолу // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія: Техніка та енергетика АПК Збірник наукових праць . — 2011, Вип. 166, ч.2 Резервний гомополісахарид рослин. Нагромаджується в результаті фотосинтезу у плодах, зерні, коренях і бульбах деяких рослин як запасна нерозчинна форма вуглеводів.Лікарські рослини: Енциклопедичний довідник/ Відп. ред. А. М. Гродзінський.—К.: Видавництво «Українська енциклопедія» ім. М. П. Бажана, Український виробничо-комерційний центр «Олімп», 1992.—544с. ISBN 5-88500-055-7
Види крохмалю: картопляний, кукурудзяний, амілопектиновий, пшеничний, рисовий, гороховий, тапіоковий, модифікований і ін.
Етимологія Походить від нім. Kraftmehl «крохмаль». До російської, української та білоруської мов це слово прийшло з польської (krochmal).http://ru.wiktionary.org/wiki/%EA%F0%E0%F5%EC%E0%EB
Біологічні особливості Найбагатше крохмалем зерно злакових рослин: рису (до 86 %), пшениці (до 75 %), кукурудзи (до 72 %), а також бульби картоплі (до 24 %) та зерно ячменю.
Для організму людини крохмаль поряд з сахарозою служить основним джерелом вуглеводів — одного з найважливіших компонентів їжі. Під дією ферментів крохмаль гідролізується до глюкози, яка окиснюється в клітинах до вуглекислого газу і води з виділенням енергії, необхідної для функціонування живого організмуТовстуха Є. С. Фітотерапія. — К.: Здоров'я, 1990.-304 с., іл., 6,55 арк. іл. ISBN 5-311-00418-5.
Відомо, що крохмаль активізує обмін жовчних кислот та сприяє виведенню холестеролу з організму.
Фізичні властивості Білий, хрусткий, аморфний і дуже гігроскопічний порошок без смаку і запаху. Зазвичай містить 10-20 % зв'язаної води, яку можна видалити висушуванням при 100–110 °C. Під мікроскопом — зернистий (гранулярний) порошок. Нерозчинний у холодній воді, ефірі, спирті; у гарячій воді набухає, і утворює колоїдний розчин, при охолодженні якого утворюється стійкий гель — крохмальний клейстер;Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище с точки зрения химика: Справ. издание. — М.: Высш.шк. 1991. — 288 с. ISBN 5-06-000673-5 із розчином йоду дає синє забарвлення (амілоза дає синє забарвлення, а амілопектин — від червоного до фіолетового). Реакція з йодом дає змогу виявити навіть мільйонну частину крохмалю в розчині. Молекули крохмалю неоднакові за розмірами.
Кристалічність Про те, що крохмаль є напівкристалічним матеріалом, відомо ще з 1930-х років. За формою рентгенограм цільних гранул крохмалю, вони підрозділяються на три типи, які позначають літерами А, В і С. Крохмаль більшості зернових культур належить до типу А, крохмаль картоплі і інших коренеплодів, а також ретроградуйований крохмаль — до типу В, а крохмаль гороху і бобів — до типу С, який являє собою проміжну форму між типами А і В. Під дією тепла картопляний крохмаль типу В перетворюється в тип А. Коротші декстрини (12-15 глюкозних одиниць) можуть належати до будь-якого із цих трьох типів в залежності від характеру їх кристалізації. Одним із інструментальних способів дослідження крохмалю ефективно використовується метод дифракції рентгенівських променів.
Подвійне заломлення світла
При розгляданні крохмалю в поляризованому світлі спостерігається подвійне заломлення променів, яке має характерну форму «мальтійського хреста». Причиною такого заломлення є високоорганізована структура гранул крохмалю, яку не треба плутати з кристалічністю. Навіть дуже добре організовані молекулярні структури можуть не бути кристалічними, але вони володіють властивістю подвійного заломлення променів — целюлоза в аркуші паперу є напівкристалічною, а кристали самі по собі є двоякопереломлюючими (впорядкованими), але через те, що кристали орієнтовані невпорядкованим чином, папір властивістю подвійного променезаломлювання не володіє.
Хімічний склад крохмалю Крохмаль містить полісахариду 97-99 %, білкових речовин 0,3-1,5 %, клітковини 0,2-0,7 %, зольних речовин (фосфати, силікатні кислоти) 0,3-0,6 %.
В складі товарного крохмалю можуть бути наявними другорядні компоненти, але вони присутні в настільки малих кількостях, що не зовсім ясно, чи є вони складовими крохмалю, представленими в ньому дуже малих кількостях, чи домішками, недостатньо ретельно видаленими в процесі виділення. Тим не менш, такі другорядні компоненти, незважаючи на їх надзвичайно малу кількість, можуть суттєво впливати на якості крохмалю.
В крохмалі знайдено 0,6 % жирних кислот (пальмітинову, стеаринову і ін.).Производство сахаристых веществ / В. В. Петрушевский, Е. Г. Бондарь, Е. В. Винокурова — К.: Урожай,1989 — 168с. ISBN 5-337-00407-7 В крохмалях, які випускаються промисловим способом із зернових культур, міститься мала кількість ліпідів, які, як правило, є полярними. Для їх виділення необхідні полярні розчинники, водний розчин метилового спирту. Зазвичай, вміст ліпідів в крохмалі із зернових культур складає 0,5-1 %, а виготовлених із незернової сировини — майже не містить.
Крім того, до складу крохмалю входять в незначних кількостях фосфор і азот. В зернових культурах основна маса фосфору представлена у вигляді фосфоліпідів. Відомо, що картопляний крохмаль етерифікується до глюкозних залишків, тоді як з крохмалями зернових культур цього не відбувається. У всіх видах крохмалів міститься дуже невелика кількість азоту (менше 0,05 %), частина якого входить до складу ліпідів, частина — до складу білків і, можливо, до складу залишків ферментів, які беруть участь в синтезі крохмалю.
Крохмаль в основному являє собою полімери α-D-глюкози, які з хімічної точки зору можна розділити як мінімум на два типи: амілозу (в цілому лінійний полімер) і амілопектин (сильно розгалужений полімер). Тобто, молекула крохмалю складається з двох хімічно-незалежних частин (полісахариди): амілози (20-30 %) і амілопектину (70-80 %), співвідношення яких залежить від природи рослин:
у кукурудзяному крохмалі амілоза становить 25 % всієї маси речовини, а амілопектин — 75 %. У воскоподібній кукурудзі — більше 95 % амілопектину. Вирощують кукурудзу і з 75 % амілози. у картопляному крохмалі амілози — 20 %, а амілопектину — 80 %, що надає йому специфічних властивостей. крохмаль яблук — із 100 % амілози.
Амілоза та амілопектин різняться між собою хімічною будовою. Проте, обидва полісахариди складаються із глюкозних залишків, з'єднаних між собою утворюючи лінійні або розгалужені ланцюги. У зернах крохмалю молекули амілози та амілопектину утворюють прошарки із кристалічною та аморфною будовою. Енергія взаємодії окремих груп атомів у зерні крохмалю залежить від розташування амілози та амілопектину та їх співвідношенняNei1 j. Atrin. Sophia L. Cheng. Rukmal М. Abeysekera, Anthony W. Robards Localisation of Amylose and Amylopectin in Starch Granules Using Ensyme — Gold Iabelling 11 Starch.- 1999. — Nr.5. — Р.163-172.Perry RA.. Donald А. М. The effects of Iow temperatures on starch granule st ucture II РоІутег. —2000. — Nr. 21. — Р.6361-6376.Хранение и переработка сельхозсырья. — 1999. — Ns7. — С. 30-33..
У гарячій воді крохмаль набрякає. При цьому амілоза переходить у розчин, а амілопектин утворює колоїдний розчин (клейстер). Амілоза розчиняється у гарячій воді, не утворює клейстеру; з йодом дає синій колір. Амілопектин не розчиняється у воді, а набухає та утворює клейстер. При забарвлюванні амілопектину йодом він набуває від червоного до фіолетового кольору. Молекули цих двох полісахаридів складаються з залишків глюкози, які з'єднані в довгі ланцюжки. Чим довші ланцюжки амілози, тим гірше вона розчиняється. В молекулі амілози таких залишків у середньому понад 1000, у молекулі амілопектину — набагато більше.
Під дією ферментів або нагрівання з кислотами — піддається гідролізу.
Як розчинники крохмалю використовують холодну соляну, надхлорну, трихлороцтову, сульфосаліцилову кислоти, розчини CaCl2, ZnCl2, MgCl2, луги, гліцерин, формамід і ін..
При повному гідролізі у промисловості одержують глюкозу, а проміжними продуктами можуть бути олігосахариди, мальтоза (К.Кірхгофф, 1814 р.): <center>
|align="center" valign="center"| (С6Н10О5)n
|| Н2О180 °C
|align="center" valign="center"|(С6Н10О5)m Декстрини
|| Т°C
| align="center" valign="center"| n/2 С12Н22О11 Мальтоза|| || Н+
|align="center" valign="center"| nС6Н12О6 Глюкоза|} </center>Під дією амілаз у травному каналі людини і тварин крохмаль піддається гідролізу та розщеплюється з утворенням глюкози та мальтози, що розщеплюється мальтазою до глюкози, яка засвоюється організмом.
Вміст крохмалю в рослинах Назва рослини Частина рослини Вміст крохмалю (до) Вміст цукру Примітки Рогіз широколистий (Typha latifolia) сухі кореневища 58 % (25-58 %) 10 % - Цетрарія ісландська (Cetraria islandica) наземна частина 44 % % (крохмаль: ліхенін) Гліцерія (Glyceria) зернівки 75 % ? - Кукурудза (Zea mays L.) насіння 71 %Artikel Starch und Starch, Composition. In: Hans Zoebelein (Hrsg.): Dictionary of Renewable Ressources. 2. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim und New York 1996; Seiten 265—266, 267. ISBN 3-527-30114-3. ? - Хлібне дерево (Artocarpus altilis) сушена м'якоть плодів 80 % (60-80 %) 14 % - Латаття біле (Nymphaea alba) кореневище 49 % 20 % Овес (Avena) зерно 60 % ? Овес посівний (Avena sativa L.) Сусак (Butómus umbellátus) кореневище 60 % ? Водяний горіх (Trapa natans) горіх 55 % ? Батат (Ipomoea batatas L.) бульби 72 % ? Сорго (Sorghum) зерно 74 % ? Маніок (Manihot) бульби 77 % ? Горох (Pisum) зерно 40 % ? Ячмінь (Hordeum L.) зерно 75 % ? Картопля (Solanum tuberosum) бульби (в сухій речовині) 82 % ? Сагові пальми (рід. ) серцевина пальми ? ? Рис (Oryza) зерно 89 % ? Жито (Secale) зерно 72 % ? Пшениця (Triticum L) зерно 74 % ? Алтея лікарська (Althaea officinalis L.) корені 37 % 10 % (10 % сахарози) Стрілиця звичайна (Sagittaria sagittifolia L.) бульби 35 % Крохмаль в рослинних клітинах Крохмаль є запасним полісахаридом багатьох вищих рослин. Крохмаль поділяється на первинний (асиміляційний), транзиторний, вторинний (запасний) та оберігальний (зберігальний).
Асиміляційний, або первинний крохмаль утворюється в хлоропластах та швидко гідролізується діастазою до глюкози. Він потрібен для забезпечення хлоропласта енергією у вигляді вуглеводів. Причина за якої вуглеводи у хлоропласті не зберігаються у вигляді глюкози, полягає у тому, що велика кількість моносахаридів значно підвищила б осмотичний тиск всередині хлоропласта, що призвело б до його набухання та розриву мембрани хлоропласта.
Транзиторний крохмаль утворюється тимчасово на шляхах переміщення вугледів до місць їхнього зберігання.
Запасний, або вторинний крохмаль накопичується у великій кількості в спеціалізованих запасаючих тканинах і органах (ендоспермі та сім’ядолях, паренхімних клітинах деревини стебла та кореня, бульбах, цибулинах, кореневищах), звідки він поступово мобілізується для життєвих потреб рослинного організму.
Оберігальний (зберігальний) крохмаль знаходиться: в клітинах кореневого чохлика, що зумовлює його позитивний геотропізм, тобто просування кореня в глибину ґрунту; в ендодермі стебла, зумовлюючи його позитивний геліотропізм, тобто ріст угору, до сонця. Невеликі гранули оберігального крохмалю, під дією сили тяжіння, накопичуються лише на одному полюсі клітин кореневого чохлика або ендодерми стебла та забеспечують рослині "відчуття" верху та низу. Подібну роль у внутрішньому вусі людини та інших ссавців відіграють сателіти. Оберігальний крохмаль не витрачається навіть при голодуванні рослини.
Гранули крохмалю +Розміри зерен (в мм) для різних видів крохмалю:Скобельская З. Г., Горячева Г. Н. Технология производства сахарных кондитерских изделий: Учеб. для нач. проф. образования. — М.: ИПРО; ПрофОбрИздат, 2002. — 416 с. ISBN 5-8222-0172-5 (ИПРО) ISBN 5-94231-093-9 (ПрофОбрИздат) Назва крохмалю Розміри Картопляний 0,05-0,08 Кукурудзяний 0,02-0,03 Пшеничний 0,03-0,05 Рисовий 0,05-0,01