Образование крахмала в растениях. Биологическая ценность картофеля Как образуется крахмал в клетках картофеля

Картофель исстари называют «вторым хлебом ». И не случайно. В неурожайные годы был он в деревнях основным продуктом питания. Сварит хозяйка похлебку, запечет в чугунке румяную картошку - вот и готов вкусный обед.

В России картофель появился в XVII веке. Петр I послал из Голландии мешок клубней и приказал посадить их. С недоверием отнеслись крестьяне к такому наказу, назвали картофель «чертовым яблоком», уничтожали посевы. Даже «картофельные бунты» стали возникать. Но наступили годы неурожаев хлебов. Вот когда заменял он людям хлеб, спас от голода. Популярен картофель и сейчас, ведь это не только сытный, но и питательный продукт. Многочисленные сорта картофеля различаются по форме, цвету, вкусу и времени созревания клубней, а также в зависимости от содержания в них питательных веществ. Состав питательных веществ в картофеле определяется его сортом, составом почвы, качеством удобрений, климатическими условиями, а также условиями и длительностью хранения. Картофель, выросший на песчаных почвах, более мучнистый.

Внесение минеральных удобрений обеспечивает большой урожай, но выросший на такой почве картофель при варке бывает водянистым. Картофель дешевый, но ценный в пищевом отношении продукт.

В зависимости от сорта картофель содержит 15-25 % крахмала, 0-1,6 % целлюлозы, 1,4-2 % белков, 0,5-2 % минеральных солей и 8-14 мг % витамина С (100 г картофеля дают 94 калории). Белковые вещества картофеля содержат много незаменимых аминокислот, поэтому он является ценным дополнением к бобовым и злаковым. Картофель содержит также витамин С, а поскольку мы употребляем в пищу много картофеля, его следует считать одним из основных поставщиков этого витамина, особенно зимой и весной, когда запасы других овощей уже исчерпаны. Больше всего витамина С в картофеле содержится осенью, после сбора урожая, в период хранения количество его постепенно снижается, и в зависимости от условий хранения (температуры и влажности воздуха в помещении) потери витамина до весны могут быть очень велики.

В проросшем и увядшем картофеле витамина С мало. Для того чтобы уменьшить потери питательных веществ в картофеле , его следует хранить в хорошо проветриваемых помещениях при температуре от + 2 до +6° и влажности воздуха 80-85 %. Для хранения картофель ссыпают в погреба на деревянные решетки, в кучи шириной 1-2 м и высотой 1 -1,5 м, в середине куч для обеспечения доступа воздуха через каждые 2 м устанавливают связки хвороста или дощатые вентиляционные устройства. 3 При хранении в помещении, где температура ниже +2°, картофель приобретает сладкий вкус, так как в таких условиях в нем происходят ферментативные процессы - крахмал превращается в сахар, процессы же дыхания осуществляются очень медленно, в результате чего в картофеле скапливаются излишки сахара. Если такой картофель 2-3 дня подержать в теплом помещении, то сладкий привкус исчезает. Мороженый же картофель своего сладкого вкуса после оттаивания не теряет.

Питательные вещества в клубне картофеля распределены неравномерно.

Слой, расположенный под кожурой, наиболее богат белками, минеральными солями и витамином С. В кулинарии картофель используется очень широко: из него готовят самостоятельные блюда и гарниры к мясу, бобовым, а также к овощам. Потери питательных веществ в процессе* кулинарной обработки картофеля происходят при его чистке, неправильном мытье, варке и хранении готовых блюд. Как было сказано, непосредственно под кожицей картофеля содержатся минеральные соли, часть белков и витамин С, поэтому, чтобы уменьшить потери питательных веществ при чистке картофеля, кожуру с него надо снимать по возможности более тонким слоем. Многие из названных веществ, содержащихся в картофеле, легко растворяются в воде, поэтому очищенный картофель не следует резать и долго вымывать в воде. После чистки картофель лучше всего варить сразу, но если в силу каких-то обстоятельств это невозможно, то его следует сложить в кастрюлю и покрыть влажной тканью. Если картофель до варки все же оставляют в воде, то его ни в коем случае нельзя резать. Меньше всего питательных веществ картофель теряет в том случае, когда его варят или пекут в кожуре.

Картофель варят в плотно закрытой кастрюле в небольшом количестве воды или на пару. Воду, в которой варился очищенный картофель, используют для соуса или супа, так как она содержит довольно много минеральных солей и витамина С. Не следует опасаться, что вода из- под картофеля может содержать соланин. Соланин находится в кожуре и расположенном под ней слое и удаляется при чистке картофеля. Отваренный картофель следует сразу же подавать на стол, так как при хранении в тепле разрушается витамин С. Так, например, после Двухчасового хранения отваренного картофеля в духовке или на плите в нем остается только 25 % первоначального (сразу после варки) количества витамина С. В обжаренном картофеле, который сварен накануне, витамина С нет вовсе. Об этом важном обстоятельстве при готовке пищи забывать нельзя, так как картофель, особенно зимой, как уже было сказано выше, является одним из главных поставщиков витамина С в организм.

Блюда из картофеля не следует подвергать повторному нагреванию, так как это уменьшает содержание в них витаминов. Сырой картофель в пищу не употребляют, поскольку организм плохо усваивает не прогретый крахмал. Из картофеля, вернее из картофельного крахмала, вырабатывают целый ряд продуктов питания. Это - картофельная мука, декстрин, крахмальный сахар, сиропы, саго, спирт. Картофельную муку следует хранить в сухом месте, так как она очень легко впитывает влагу. В холодной воде она не растворяется, а в горячей (65°) набухает и превращается в клейстер, поэтому картофельную муку используют для приготовления киселей и сладких супов.

Крахмал – главный резервный полисахарид растений, запасается во многих семенах, клубнях, корневищах и используется только тогда, когда эти органы прорастают. В клубнях картофеля его содержится около 20%, кукурузе – 55-60%, ржи – около 70%.

Крахмал является одним из важнейших продуктов фотосинтеза, образующийся в зеленых листьях растений в виде так называемых первичных зерен. Затем он расщепляется на моносахариды или их фосфорнокислые эфиры и переносится в другие части растений, например, клубни картофеля или зерна злаков. Здесь вновь происходит отложение крахмала в виде зерен, форма и размер которых характерны для данного вида растений.

Крахмал подобно белкам обладает гидрофильными свойствами, однако в холодной воде крахмальные зерна лишь набухают, но не растворяются. Если взвесь крахмальных зерен в воде постепенно нагревать, то они будут набухать все сильнее и при определенной температуре крахмал образует вязкий коллоидный раствор, называемый крахмальный клейстер.

Температура клейстеризации крахмала для разных растений неодинакова и находится в пределах 55-75°С.

Характерным свойством крахмала является его способность окрашиваться йодом в темно-синий цвет.

Крахмал не является химически индивидуальным веществом. На 96-98% он состоит из полисахаридов. В нем найдены в небольшом количестве белки, высокомолекулярные жирные кислоты, минеральные кислоты (фосфорная и кремниевая), которые адсорбированы на крахмальных зернах.

Полисахаридная фракция крахмала состоит из двух компонентов: амилозы и амилопектина.

Амилоза легко растворима в теплой воде и дает нестойкие растворы со сравнительно низкой вязкостью. Длительное хранение раствора амилозы на холоде приводит к выпадению ее в осадок. Этот процесс носит название ретроградации амилозы. Этим, отчасти, можно объяснить процесс черствения хлеба при его хранении.

Молекула амилозы имеет линейную структуру, представляет собой длинную цепочку из остатков a-D-глюкопиранозы, соединенных a(1®4)-гликозидными связями:

Количество остатков глюкозы в каждой цепи колеблется от 100 до нескольких тысяч. По данным рентгеноструктурного анализа пространственная конформация цепной макромолекулы амилозы имеет форму спирали.

Такая форма обусловлена тем, что остатки a-Д-глюкозы в составе амилозы имеют конформацию лодки, которая способствует спирализации полигликозидной цепи.. На каждый виток спирали приходится 6 остатков глюкопиранозы. Во внутренний канал спирали могут входить соответствующие по размеру молекулы, например, молекулы йода образуют комплексы, называемые соединениями включения, комплекс амилозы с йодом имеет синий цвет. Это используется в аналитических целях для открытия как крахмала, так и йода.

Амилопектин в отличие от амилозы имеет сильно разветвленную структуру. В его молекулу входит до 50.000 a-D-глюкопиранозных остатков. Наряду с a(1®4) связями в амилопектине имеются также a-(1®6) гликозидные связи, представляющие собой точки ветвления. Между точками ветвления располагается 20-25 глюкопиранозных остатков. Гликозидные a–(1®6) связи составляют около 5% от общего количества связей, содержащихся в молекуле амилопектина.

Методом рентгеноструктурного анализа показано, что структура амилопектина напоминает гроздь винограда.

Амилопектин с йодом дает красно-фиолетовое окрашивание.

Как в амилозе, так и в амилопектине, имеется только один восстанавливающий конец, при том его доля невелика, поэтому крахмал относят к нередуцирующим полисахаридам.

В крахмале большинства растений на долю амилопектина приходится 70-90%, остальные 10-30% составляет амилоза. Однако содержание этих компонентов может изменяться в зависимости от сорта растения, типа ткани, из которой он извлечен. Соотношение амилоза / амилопектин изменяется также во время созревания зерна. Крахмал некоторых культур может быть представлен только одним видом полисахарида, так, у яблок это амилоза, у восковидной кукурузы только амилопектин.

Хозяйственная ценность картофеля определяется довольно высо­ким содержанием в его клубнях крахмала, белков, аскорбиновой кислоты и других веществ. На кулинарные свойства картофеля также очень сильное влияние оказывают сахара и небелковые азотистые ве­щества. В связи с тем, что картофель даёт высокий выход полезных веществ с 1 га, эта культура является важным источником возобнов­ляемых природных ресурсов, используемых в качестве сырья для пище­вой и биотехнологической промышленности.

Накопление крахмала и других углеводов. В сырых клубнях кар­тофеля содержание крахмала чаще всего составляет 12-18%, и он представлен двумя полисахаридами - амилозой и амилопектином. В среднем на долю амилозы в клубнях картофеля приходится 20-25% об­щего количества крахмала.

Полисахариды крахмала синтезируются в клубнях из углеводов, поступающих по флоэме из надземных органов, и откладываются в клетках запасающей паренхимы в виде крахмальных зёрен, большая часть которых сконцентрирована в камбиальном слое и внешней части сердцевины, значительно меньше их содержится во внутренних слоях сердцевины.

Величина крахмальных зёрен оказывает влияние на кулинарные свойства картофеля. Установлено, что если крахмальные зёрна имеют диаметр менее 20 мкм, то они при варке картофеля сильнее набухают, вызывая разрыв клеточных стенок, в результате клубни приобретают полужидкую консистенцию.

В начале клубнеобразования, когда происходит интенсивное фор­мирование структурных элементов клеток, скорость синтеза крахмала невелика и его содержание в молодых клубнях не превышает 8-10%. Однако в период интенсивного клубнеобразования синтез крахмала заметно усиливается и его концентрация в клубнях возрастает до 15-20% (рис. 60). На завершающих этапах созревания, когда происходит отмира­ние листьев, количество крахмала в клубнях картофеля может пони­жаться вследствие прекращения притока углеводов из надземных орга­нов и их расхода на дыхание.

В зависимости от интенсивности синтеза крахмала изменяется содержание сахаров, в молодых клубнях их концентрация в несколько раз выше, чем в зрелых.

Количество сахаров заметно повышается при хранении клубней, особенно при пониженной температуре, когда процессы образования крахмала ингибируются сильнее, чем его распад, в результате значи­тельная часть крахмала превращается в сахара и клубни приобретают сладкий вкус.

Повышение концентрации сахаров в клубнях картофеля ухудшает их технологические свойства, так как при тепловой обработке клуб­ней сахара взаимодействуют с аминокислота­ми, вследствие чего образуются тёмноокрашенные продукты - меланои­дины, ухудшающие качество получаемых пищевых продуктов. В целях предотвращения повышения концентрации сахаров рекомендуется хране­ние клубней картофеля при температуре не ниже 3-4 0 С. При более высокой температуре усиливается дыхание клубней и жизнедеятель­ность микроорганизмов, что приводит к быстрой порче картофеля.

Для закладки на хранение, а также переработки в различные пи­щевые продукты следует использовать только зрелые клубни, имеющие более низкую концентрацию сахаров.

В полностью вызревших и не подвергнутых хранению клубнях картофеля концентрация сахаров обычно не превышает 0,6-0,9 %, а в процессе хранения может возрастать до 3-4 %. Более половины содержащихся в клубнях сахаров представлены сахарозой.

В кожуре клубней картофеля откладывается много пектиновых веществ и клетчатки. Среднее содержание клетчатки в клубнях составляет около 1 %, пектиновых веществ 0,5-0,7 %. Пектиновые вещества клубней картофеля на 80-90 % представлены протопектинами.

Накопление азотистых веществ. Большая часть азотистых веществ клубней картофеля представлена белками, тогда как на долю небелко­вых форм азота обычно приходится 30-40%. Больше азотистых веществ накапливается в кожуре и сердцевине клубня и значительно меньше в камбиальном слое и периферийной части сердцевины.

Белки клубней на 50-65% состоят из запасных форм - глобули­нов, тогда как альбумины составляют 20-30% и глютелины 15-20% об­щего количества белков. Они довольно хорошо сбалансированы по составу незаменимых аминокислот, вследствие чего имеют высокую би­ологическую ценность (80-85% по сравнению с белками молока или яйца).

Небелковые азотистые вещества клубней картофеля примерно на 90% представлены свободными аминокислотами и их амидами, однако сбалансированность этой фракции по содержанию незаменимых амино­кислот хуже, чем белков. Поэтому в целях улучшения качества клуб­ней при выращивании картофеля желательно добиваться увеличения до­ли белков и снижения концентрации свободных аминокислот, тем бо­лее, что, как указано выше, свободные аминокислоты участвуют в ре­акциях меланоидинообразования, снижающих качество пищевых продук­тов, получаемых при переработке картофеля.

Свободные аминокислоты также могут быть причиной потемнения тканей клубня в результате окисления кислородом воздуха тирозина и фенилаланина под действием фермента тирозиназы. Образующиеся продукты - меланины представляют со­бой вещества чёрного цвета.

Интенсивность синтеза белков в процессе клубнеобразования постепенно повышается и существенно возрастает на завершающих эта­пах их созревания. Синтезируются белки из аминокислот, поступающих в клетки клубней из корней и листьев растений.

Концентрация в клубнях белков оказывает заметное влияние на формирование кулинарных свойств картофеля, при этом важное значе­ние имеет соотношение белков и крахмала. При чрезмерном повышении белковости клубней они после варки имеют очень вязкую консистен­цию, тогда как при слишком высокой концентрации крахмала клубни при варке растрескиваются. Выяснено, что хорошие кулинарные ка­чества имеет картофель, у которого отношение крахмал/белки нахо­дится в пределах 12-16.

На практике для оценки количества белков и общего содержания азотистых веществ в клубнях картофеля используется показатель - сырой протеин. Среднее содержание сырого протеина в картофеле обычно составляет 1,5-2% сырой массы клубней.

Динамика других соединений. Кроме белков и углеводов пита­тельную и кормовую ценность клубней картофеля определяют также ор­ганические кислоты, липиды, витамины, гликоалкалоиды.

Количество липидов в клубнях в среднем составляет 0,1%, боль­ше их накапливается в перидерме и меньше в сердцевине. В составе липидов ненасыщенные и насыщенные кислоты находятся примерно по­ровну, однако при хранении клубней доля ненасыщенных жирных кислот возрастает, что улучшает биологическую ценность липи­дов. В процессе созревания количество липидов в клубнях почти не изменяется.

Картофель - важный источник аскорбиновой кислоты, содержание которой в зрелых клубнях составляет 15-25 мг%, а в молодых может достигать 40 мг%. В процессе созревания клубней содержание в них аскорбиновой кислоты снижается, увеличивается доля её дегидрофор­мы. Особенно заметно понижается концентрация этого витамина при хранении (за зимний период в 2-3 раза).

Пищевая пригодность клубней картофеля зависит от содержания в них гликоалкалоидов, молекулы которых построены из остатков мо­носахаридов (глюкозы, галактозы, рамнозы) и стероидного алкалоида соланидина (см. стр. …). В зависимости от состава сахаров различают две группы гликоалкалоидов - соланины и чаконины, обладающие токсическим действием на организм человека и животных.

Большая часть гликоалкалоидов локализована в кожуре и значи­тельно меньше их содержится в запасающей ткани. При созревании клубней количество гликоалкалоидов в них понижается в 2-3 раза и в зрелых клубнях не превышает 4-5 мг%. Картофель, содержащий свыше 20 мг% соланинов и чаконинов, не пригоден для употребления в пищу и на корм скоту. Концентрация гликоалкалоидов резко возрастает при позелении клубней.

Минеральные вещества. Зольность клубней картофеля изменяется в пределах 0,5-1,8 %. Больше зольных веществ откладывается в кожуре, поэтому после её удаления в очищенных клубнях концентрация минеральных веществ понижается. Более половины от общей массы зольных веществ приходится на калий (0,5-0,6 %). Другие минеральные вещества содержатся (мг %) в следующих количествах кальций и магний 10-20, фосфор – 50-60, сера и натрий – 20-30, железо - 0,9-1,2, бор – 0,1-0,2, марганец – 0,15-0,20, медь – 0,1-0,15, цинк – 0,3-0,4, хром – 0,01, йод и кобальт – 0,005-0,01. Все эти минеральные компоненты находятся в легкоусвояемой органической форме. Концентрация минеральных веществ значительно повышается при внесении под картофель хлорсодержащих калийных удобрений, при этом клубни приобретают солевой привкус, что ухудшает их кулинарные свойства.

Влияние внешних условий. В зависимости от условий выращивания содержание крахмала и азотистых веществ в клубнях картофеля может изменяться в 1.5-2 раза. Как уже отмечалось в предшествующих раз­делах, при относительно низкой влажности и высокой температуре в растениях усиливается синтез азотистых веществ и снижается накоп­ление углеводов, что характерно и для картофеля. Однако в таких условиях также возрастает доля крахмала в общем углеводном комп­лексе клубней.

При повышении влажности и снижении среднесуточных температур интенсивность синтеза крахмала в картофеле понижается, а концент­рация сахаров возрастает, уменьшается также содержание сырого протеина и доля белковых веществ. Вместе с тем недостаток влаги в пе­риод клубнеобразования, хотя и повышает накопление в клубнях крах­мала, значительно понижает урожайность картофеля, поэтому общий выход крахмала с 1 га уменьшается. В условиях переувлажнения, как правило, снижается как урожайность картофеля, так и накопление в клубнях крахмала.

Примерно такие же изменения химического состава картофеля наблюдаются под воздействием природно-климатических факторов. В северных и северо-западных регионах, отличающихся повышенной влаж­ностью и более низкими температурами, в клубнях картофеля меньше накапливается крахмала и белков, но возрастает концентрация саха­ров и свободных аминокислот. При продвижении на юг накопление в клубнях крахмала и белков увеличивается вследствие того, что воз­растает интенсивность солнечной радиации, вызывая снижение влаж­ности и повышение среднесуточных температур.

Под воздействием внешних факторов происходят существенные из­менения в углеводном и белковом комплексе картофеля. При снижении влажности и повышении температуры в составе крахмала возрастает доля амилопектина, а в составе белков - глобулинов.

Оптимизация питания. Картофель предъявляет повышенные требо­вания к режиму питания. Для получения высоких урожаев этой культу­ры с оптимальным химическим составом клубней необходимо учитывать ряд особенностей, связанных с действием элементов питания на раз­витие растений и процесс клубнеобразования.

Как установлено, азот стимулирует интенсивный синтез азо­тистых веществ и образование вегетативной массы, однако удлиняет сроки вегетации растений и задерживает образование клубней. При усилении азотного питания в клубнях повышается содержание азотистых веществ и снижается накопление крахмала.

Фосфор ускоряет развитие растений и процесс клубнеобразова­ния, улучшает кулинарные качества картофеля и повышает накопление в клубнях крахмала и аскорбиновой кислоты.

Калий активирует процессы углеводного обмена и превращение сахаров в крахмал, в результате чего в клубнях повышается накопле­ние крахмала. В то же время при внесении хлористых калийных удоб­рений может происходить значительное ухудшение качества клубней, связанное с действием хлора, являющегося активатором гидролити­ческих ферментов, которые катализируют распад крахмала.

23. Влияние различных форм калийных удобрений на урожай

и качество клубней картофеля

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Получение крахмала заинтересовало меня, когда я летом была у бабушки. Каждый год после сбора урожая картофеля бабушка собирает бракованные клубни и в домашних условиях делает крахмал.

Мне стало интересно- что такое крахмал? Для чего крахмал нужен? Смогу ли я сама получить крахмал из картофеля в домашних условиях?

Объект исследования: картофель, произрастающий в п.Ура-Губа и вг. Узловая Тульской области.

Предмет исследования: крахмал, полученный из картофеля.

Цель работы: - получить в домашних условиях крахмал.

Для достижения цели необходимо решить задачи:

собрать и обработать информацию о крахмале;

изучить способы получения крахмала в домашних условиях;

выделить крахмал из картофеля в домашних условиях;

проанализировать полученные результаты;

рассмотреть применение крахмала.

Актуальность: В наш век гиподинамии очень актуальна проблема лишнего веса, диетологи «обвиняют» во всех бедах крахмал, потому и диету начинают с ограничения картофеля. Однако полностью исключить из рациона питания картофель нельзя, т.к. крахмал, содержащийся в нем является важным источником энергии для организма

Гипотеза исследования: я предполагаю, что количество крахмала в одном и том же сорте картофеля одинаково, не зависит от погоды и условий произрастания.

Методы исследования:

Обзор литературы

Наблюдение

Эксперимент

Анализ и обобщение результатов

Практическая значимость работы заключается в обработке и систематизации сведений по теме исследования и получении в домашних условиях крахмала.

Крахмал - толкование, значение, смысл

В «Большом энциклопедическом словаре» приводится научное определение крахмала: «КРАХМАЛ - (слово из польского языка, с польского krochmal , немецкого Kraftmehl ) запасной углевод растений; состоит из двух полисахаридов - амилозы и амилопектина, образованных остатками глюкозы. Накапливается в виде зерен, главным образом в клетках семян, луковиц, клубней, а также в листьях и стеблях. Крахмал - основная часть важнейших продуктов питания: муки (75-80%), картофеля (25%) и другие. Крахмал и его производные применяются при производстве бумаги, текстильных изделий, клеев, в литейном и других производствах, а также в фармацевтической промышленности».

Очень интересным оказалось толкование слова крахмал в «Толковом словаре живого великорусского языка» В. И. Даля : «КРАХМАЛ - чисто мучнистая часть семян, особенно хлебных растений; добывается мочкою зёрен, в виде белого порошка, более из пшеницы и картофеля; по клейкости своей, идёт для придания жёсткости и глади белью, почему и называется также скорбилом (скорбнуть). Крахмалить белье, скорбить, делать жестким, напитывая скорбилом, крахмалом, пропитывать варёным, а иногда и сырым раствором крахмала: У нас только тонкое белье крахмалится . Барыня сильно крахмалится, любит пышное, крахмальное платье . Крахмаленье (скорбление), крахмалка - процесс крахмаления, крахмальщик (крахмальщица) - тот, кто делает крахмал, крахмальница - кастрюля для варки крахмала, клейстера».

«Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова помог уточнить биологический процесс появления крахмала в растениях: «КРАХМАЛ - углевод особого состава, образующийся в виде мельчайших зёрнышек в зелёных частях растений из углекислоты воздуха под действием света (хим., бот.). Продукт из таких зёрнышек различных растений, употребляется в пищевой, химической и текстильной промышленности, в стирке белья».

В «Свободной энциклопедии «Википедия»» дано следующее определение крахмала: «Безвкусный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом видно, что это зернистый порошок; при сжатии порошка крахмала в руке он издаёт характерный «скрип», вызванный трением частиц.

В горячей воде набухает (растворяется), образуя вязкий раствор - клейстер; с раствором йода образует соединение-включение, которое имеет синюю окраску».

Итак, я сделала следующие выводы :

Крахмал в клубне находится в виде мелких крупинок внутри клетки;

Крахмал является важным веществом для картофеля, и необходим ему как источник энергии для роста и жизнеобеспечения.

В перспективе, надо выяснить, в каком картофеле содержится больше крахмала: выращенном в наших природных условиях или в средней полосе России. Для этого надо извлечь крахмал из клубней.

Определила план работы по получению и исследованию крахмала :

1) выделить крахмал из клубней картофеля;

2) опытным путём с помощью спиртового раствора йода доказать, что полученное вещество - крахмал;

3) показать практические способы применения крахмала в быту и творчестве.

В далёком прошлом

Производство крахмала было известно в глубокой древности. По свидетельству ряда античных писателей, пшеничный крахмал получали на островах Средиземного моря, в Древней Греции и Риме. Зерна пшеницы замачивали подслащенной во-дой в деревянных чанах, подвергали брожению, после чего разминали нога-ми, затем массу пропускали через льняную ткань или сито; полученную крахмальную суспензию осаждали в специальных отстойниках, сырой крах-мал намазывали на камни и высушивали на солнце. Начало производства крахмала из пшеницы в других евро-пейских странах относится к XVI в., а в XVII в. почти одновре-менно с распространением культуры картофеля, завезенной из Америки, стали получать картофельный крахмал. Более широко распространилось производство картофельного крахмала почти во всех странах Европы в конце XVIII в. после изобретения ручной тёрки.

Как я получала крахмал из картофеля

Экспериментальная часть проводилась в марте.

Для проведения эксперимента я выбрала по 2 клубня картофеля сорта «Невский», примерно одинакового размера, выращенных в на даче у бабушки в г. Узловая Тульской области и в соседнем поселке Ура-Губа. (Приложение 1,2)

Чтобы узнать, в каком из этих сортов картофеля содержится больше крахмала, я взвесила клубни. Получилось, что 142 грамм картофеля каждого вида. Я измельчила вымытый картофель одного сорта на мелкой тёрке, периодически смачивая её водой. Таким образом, я получила картофельную кашу. Полученную массу залила небольшим количеством воды, чтобы крахмал не потемнел, перемешала и профильтровала через марлю. Картофельную гущу, ещё несколько раз разбалтывала с водой и пропускала через сито. Вода вымывала крупицы крахмала из картофеля (Приложение 3).

Отфильтрованные порции воды оставила отстояться. Не взбалтывая, осторожно слила верхнюю жидкость и оставила крахмал для сушки.

Примерно через сутки крахмал высох, и я измельчила его ложкой, чтобы избавиться от комков. При этом крахмал хрустел, как снег. У меня получилось две кучки крахмала из разного картофеля. Одна была больше другой. Взвешивание показало, что из картофеля, выращенного в средней полосе мы выделили 4,25 грамм крахмала, а из картофеля выращенного в Ура-Губе - 1,95 грамм.(Приложение 4,5).

Значит, содержание крахмала в картофеле зависит от его произрастания. Свойства крахмала С помощью простых опытов, опираясь на определения крахмала, изучаем его свойства. Опыт 1. Сравниваем крахмал, изготовленный в домашних условиях, и промышленный продукт. (Приложение 6) Вывод : существенных отличий не наблюдается. Опыт 2. Добавляем некоторое количество крахмала в воду. (Приложение 6) Вода становится мутной. Через некоторое время на дне ёмкости появляется осадок. Это свойство мы наблюдали в процессе выделения крахмала из картофеля (крахмал оседал на дно ёмкости). Вывод : крахмал не растворяется в воде. Опыт 3. Проверили реакцию йода с крахмалом. (Приложение 6)

1. В трех емкостях смешали крахмал, полученный из разного картофеля и купленный в магазине.
2. Добавили йод в каждую ёмкость, наблюдали изменение цвета жидкостей - посинение растворов.
3. Сравнили цвет в емкостях - он оказался одинаковым.

Вывод : данные опыты продемонстрировали, что мы выделили из картофеля крахмал, качественная реакция на который - окрашивание раствора йода в синий цвет.

Использование крахмала

Крахмалопродукты, полученные из кукурузы и картофеля, имеют важное хо-зяйственное значение и используются для пищевых и тех-нических целей.

При температуре 60 градусов крахмал набухает (растворяется), образуя вязкий раствор - клейстер. Это свойство используют в приготовлении киселя.

Современные кондитеры используют крахмал, как загуститель, в мармеладе, молочных продуктах.

Клеящие свойства крахмала позволяют включать его в строительные смеси, при малярно-отделочных работах.

Особенно широко крахмал используются в текстильной промышленности для придания тканям плотности и для загустки печатных красок.

Крахмал используется в кожевенной, полигра-фической промышленности.

Картофельный крахмал служит основой для различных мазей, таблеток, порошков, присыпок, компрессов, используется в качестве обволакивающего, смягчающего и противовоспалительного средства при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Он предохраняет слизистую оболочку кишечника от раздражения при приеме лекарств. Ванны из крахмала снимают зуд диатезах у детей.

Широко применяется крахмал в косметологии (фходит в состав масок, кремов, пудры и т.п)

Изготовление игрушек.

Я решила самостоятельно изготовить «игрушки-мнушки».

Сделать их не трудно.

1. Подготовили воздушный шарик, картофельный крахмал, маркер и пряжу.

2. Насыпали крахмал в шарик с помощью картонной трубки от пищевой фольги и завязали узел.

3. Нарисовали личико.

(Приложение 7)

Заключение

Главный источник энергии для человеческого организма — уг-леводы. В рационе человека на них приходится более 70%. Ос-новной представитель углеводов в питании человека — крахмал.

В ходе проведенной работы, мы выяснили, что в северном картофеле содержится меньше крахмала.

Гипотеза работы не подтвердилась.

В северных районах уборка картофеля приурочивается зачастую не ко времени естественного отмирания ботвы, когда содержание в клубнях крахмала максимальное и урожайность наибольшая, а к первому заморозку, убивающему ботву, что и обусловливает пониженную крахмалистость клубней. Более длинный день в северных районах задерживает не только клубнеобразование, но также и синтез крахмала. Определенное влияние на крахмалонакопление имеют и температурные условия. Прохладная и пасмурная погода (погода в северных широтах) сдерживает крахмалонакопление, умеренно теплая и солнечная — увеличивает.

Результаты исследовательской работы :

я научилась работать не только с книгами, но и с Интернет-ресурсами, получая информацию;

научилась выделять крахмал из картофеля;

освоила технологию проведения опытов с крахмалом;

изучила свойства крахмала

Для получения ответов на вопросы, не обязательно ждать, когда мы начнём изучать химию. Можно просто устроить лабораторию на кухне!

Литература

Большая детская энциклопедия. Химия/Сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

Малая детская энциклопедия. Химия./Сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество, 2001.

Ольгин О. Забавная химия для детей. М.: «Детская литература», 1997.

Плешаков А. Мир вокруг нас. Учебник для 4 класса нач. школы. - М.: «Просвещение», 2009.

Интернет-ресурсы:

http://www.pandia.ru/400449/

http://artyx.ru/news/item/f00/s06/n0000690/index.shtml

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Клубни картофеля выращенные на даче в Тульской обл.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2:Клубни картофеля выращенного в п.Ура-Губа

ПРИЛОЖЕНИЕ 3:Этапы производства крахмала в домашних условиях

ПРИЛОЖЕНИЕ 4: Крахмал из картофеля, выращенного в Ура Губе

ПРИЛОЖЕНИЕ 5: Крахмал из картофеля, выращенного на даче в Тульской области

ПРИЛОЖЕНИЕ 6:Сравнение свойств крахмала

ПРИЛОЖЕНИЕ 7:Изготовление игрушки- мнушки

Полисахариды (сложные углеводы).

Полисахариды представляют собой высокомолекулярные полимеры моносахаридов и их производных. Число моносахаридных остатков в них до сотен и нескольких тысяч. моносахаридов. нескольких тысяч. Полисахариды подразделяют на:

• Запасные - крахмал, животный и растительный гликоген;
• Структурные - целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновые вещества, слизи и др.

Крахмал (С6Н10О5)n является важнейшим представителем полисахаридов в растениях. Этот запасной полисахарид используется растениями как энергетический материал. Аналогичным запасным углеводом у животных является гликоген.

Крахмал в больших количествах содержится в эндосперме злаков - 65…85 % его массы, в картофеле - до 20 %. В запасающих тканях различных органов - клубнях, луковицах более крупные крахмальные зерна откладываются в запас в амилопластах как вторичный (запасной) крахмал.

В клетках эндосперма крахмал находится в виде крахмальных зерен, форма и размер которых характерны для данного вида растения. Форма крахмальных зерен дает возможность легко распознать крахмалы различных растений под микроскопом, что используется для обнаружения примеси одного крахмала в другом, например при добавлении кукурузной, овсяной или картофельной муки к пшеничной.

Крахмал не является химически индивидуальным веществом. Он состоит из двух полисахаридов: амилозы и амилопектина.

Строение амилозы. В молекуле амилозы остатки глюкозы связаны гликозидными α(1→4). связями, образуя линейную цепочку. Линейные цепи амилозы, содержащие от 100 до нескольких тысяч остатков глюкозы, способны спирально свертываться и таким образом принимать более компактную форму. В воде амилоза растворяется хорошо, образуя истинные растворы, которые неустойчивы и способны к самопроизвольному выпадению в осадок.

Строение амилопектина Амилопектин представляет собой разветвленный компонент крахмала. Он содержит до 50 000 остатков глюкозы, соединенных между собой главным образом α(1→4) гликозидными связями (линейные участки молекулы амилопектина). В каждой точке разветвления молекулы глюкозы (D-глюкопиранозы) образуют α(1→6) гликозидную связь, которая составляет около 5 % общего числа гликозидных связей молекулы амилопектина. Структура амилопектина трехмерна, его ветви расположены по всем направлениям и придают молекуле сферическую форму. Амилопектин в воде не растворяется, образуя суспензию, но при нагревании образует вязкий раствор - клейстер.

Как правило, содержание амилозы в крахмале составляет от 10 до 30 %, а амилопектина - от 70 до 90 %. Некоторые сорта ячменя, кукурузы и риса называются восковидными. В зернах этих культур крахмал состоит только из амилопектина. В яблоках крахмал представлен только амилозой.

Соотношение амилозы и амилопектина в крахмале

Ферментативный гидролиз крахмала. Гидролиз крахмала катализируется ферментами – амилазами. Амилазы относятся к классу гидролаз.

α–Амилаза содержится в слюне и поджелудочной железе животных, в плесневых грибах, в проросшем зерне пшеницы, ржи, ячменя (солод). α-Амилаза является термостабильным ферментом, её оптимум находится при температуре 700С. Оптимальное значение pH 5.6-6.0, при pH 3.3-4.0 она быстро разрушается.

β–амилаза находится в зерне пшеницы, ржи, ячменя, в соевых бобах, в батате. Однако активность фермента в созревших семенах и плодах низкая, активность β–амилазы возрастает при прорастании семян. β-амилаза расщепляет амилозу полностью, на 100% превращая ее в мальтозу. β-амилаза расщепляет амилопектин расщепляет на мальтозу и декстрины, дающие красно-коричневое окрашивание с йодом. Действие фермента прекращается, когда доходит до разветвлений. Гликозидная связь α(1→6) в точках ветвления молекулы амилопектина гидролизуется R – ферментом . Образовавшиеся при этом декстрины гидролизуются α-амилазой с образованием декстринов меньшей молекулярной массы и не дающих окрашивания с йодом.

Т.о. при действии образуются в основном мальтоза и немного высокомолекулярных декстринов. При действии образуются главным образом декстрины меньшей молекулярной массы и незначительное количество мальтозы. При одновременном действии α-амилазы и β-амилазы крахмал гидролизуется на 95%. Мальтоза под действием α–глюкоамилазы гидролизуется до D- глюкозы.

Препараты амилаз широко применяют в хлебопечении в качестве улучшителей. Добавление амилаз приводит к образованию более мягкого хлебного мякиша и уменьшает скорость черствения хлеба при хранении.

Инулин состоит изβ-D-фруктозы (97%) и α-D-глюкозы (около 3%).Это неразветвленный полисахарид, состоящий из 37-44 остатков моносахаридов.Инулин относится к запасным полисахаридам ряда растений семейств астровые, колокольчиковые. В большом количестве инулин содержится в клубнях георгина (12%) и топинамбура, в корнях цикория (до 10%), одуванчика, корневищах артишока.

К запасным питательным веществам относятся углеводы, белки и жиры.

Углеводы (глюкоза, сахароза, инулин, крахмал) (рис.

181, 182). Глюкоза С6Н12О6 — продукт фотосинтеза Крахмал — продукт полимеризации глюкозы. Молекулы крахмала (С6Н12О6)n мы гистохимически обнаруживаем в хлоропластах зеленого ассимилирующего растения. Это первичный крахмал.

В клубнях и других вегетативных органах мы обнаруживаем уже крахмал в виде сформированных включений — крахмальных зерен (вторичный крахмал). Превращение растворимых углеводов в крахмал происходит не сразу. При движении по ситовидным трубкам в подземные клубни он успевает несколько раз по пути превращаться в крахмал и обратно. Крахмал образуется у всех растений, имеющих пластиды. Лишь бурые водоросли крахмала не образуют.

Бесхлорофильные организмы бактерии, грибы вместо крахмала образуют гликоген — полисахарид с такой же формулой, но в клетке он находится в состоянии жидкого коллоида. Из крахмала в цитоплазме клетки образуются крахмальные зерна.

Из крахмала в цитоплазме образуются крахмальные зерна.

Крахмальные зерна различают по форме: простые, сложные и полусложные (рис.

Чаще всего встречаются простые зерна, возникающие и формирующиеся по одному в строме пластиды — в лейкопластах, называемых в связи с накоплением крахмала амилопластами.

Форма крахмального зерна зависит от типа слоистости. Последняя может быть концентрической и эксцентрической. Труднее всего различать сложные зерна (например, зерна овса), так как границы между слагающими их простыми зернами не всегда четко выражены. Наличие слоев вызывается ритмическими изменениями условий нарастания крахмального зерна. Она представляет собой чередование слоев, более или менее богатых водой. Темные слои крахмального зерна богаче водой. Слоистость обуславливается также чередованием дня и ночи.

Возможны случаи внепластидного образования крахмала, когда крахмал в виде мелких зерен возникает непосредственно в цитоплазме.

Откладываются чаще всего в подземных органах и семенах. Величина крахмальных зерен сильно варьирует. У картофеля 5-145 мк чаще всего 70-100 мк.

Наиболее мелкие у злаков — у кукурузы 10-18 мк, у риса 4,5-6 мк). Их форма и размеры — хороший диагностический признак.

Крахмальное зерно неоднородно.

Оно состоит из амилозы (М=3200-160000; 200-98 глюкозных молекул, обладает микрокристаллической структурой — это прозрачный белый порошок, хорошо растворимый в воде) и амилопектина, который в горячей воде набухает и образует клейстер.

Эти составные части крахмального зерна можно хорошо видеть под воздействием раствора Люголя на крахмальные зерна. В растворе щелочи ядро крахмального зерна (амилоза) окрасится интенсивно синий цвет, а амилопектиновая часть, освобожденная от ядра — в красно-фиолетовый цвет. Амилопектина в крахмальном зерне 75-85%, амилозы 15-25%. В крахмальных зернах обнаруживаются и минеральные вещества: калий, натрий, кальций, кремний, сера и фосфор. Фосфора особенно много в амилопектине.

Крахмал не растворяется в воде, в спирте и других органических растворителях.

В горячей воде набухает и образует клейстер, а при продолжительном кипячении с разведенными кислотами гидролизуется с образованием глюкозы. Гидролиз крахмала впервые осуществил русский ученый Кирхгоф К.С. в 1811 г. Искусственный синтез амилозы впервые осуществлен в 1939г, амилопектина в 1945г.

Белки — биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Они подразделяются на конституционные белки, протеиды, сложные белки — белки цитоплазмы, ядра, и запасные белки — протеины или простые белки.

Запасные белки могут быть аморфными и кристаллическими.

Последние именуются кристаллоидами из-за способности набухать в воде. Запасные белки в клетках представлены в виде простых и сложных алейроновых зерен (рис.

182 — 184) и образуются на месте мелких вакуолей в цитоплазме, при их высыхании. Обогащаясь растворенными веществами и теряя воду, содержимое вакуоли затвердевает, превращаясь в алейроновое зерно. Если зерно не имеет выраженной структуры, его называют простым алейроновым зерном.

Алейроновые зерна, содержащие среди аморфного белка кристаллоиды и глобоиды (алейроновые зерна в семенах клещевины) называются сложными.

Кристаллоиды в отличие от истинных кристаллов способны набухать в воде. Глобоиды — бесцветные блестящие округлые тельца аморфны, состоят и кальциевой и магниевой соли инозитгексафосфорной кислоты.

Эта двойная соль носит название фитина. Наиболее часто алейроновые зерна локализуются в семенах злаковых, бобовых растений, используемых в пищу и в качестве кормовых.

Жиры (липиды) — это сложные эфиры глицерина и высших жирных одноосновных предельных и непредельных кислот.

Предельные насыщенные жирные кислоты, стеариновая, пальмитиновая с глицерином дают твердые жиры, а непредельные ненасыщенные (олеиновая, линоленовая, линолевая) — жидкие жиры.

Чаще всего они запасаются в семенах. Входят в состав той сложной смеси, которую представляет собой цитоплазма. Имеются они и в пластидах. Распределяются в цитоплазме в форме мелких капель разнообразной величины. С цитоплазмой образуют тонкую эмульсию (рис. 185). Кроме семян, жиры иногда запасаются и в подземных органах, например — в корневищах (черный папоротник, чуфа и др.).

Жиры очень калорийны, 1 г жира при сжигании дает 9,3 ккал, a 1 г крахмала — 2 ккал.

Таким образом, при меньшем объеме и весе достигается большая энергообеспеченность клеток семян запасающих жиры. Растительные жиры — ценный лечебный продукт. Терапевтический эффект обусловлен наличием ненасыщенных олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами. Они предупреждают развитие атеросклероза — предвестника таких сердечно-сосудистых патологий, как стенокардия, ишемия, инфаркт и инсульт.

Лучшими для медицинских целей являются масла полученные холодным прессованием с наибольшим содержанием ненасыщенных кислот — оливковое, кукурузное и подсолнечное, содержащие вышеназванных кислот 80, 50 и 40% соответственно.

Предыдущая12345678910111213141516Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Вещества живого содержимого растительной клетки — протопласта и продукты его жизнедеятельности очень разнообразны. Условно их объединяют в две группы:

1) конституционные, входящие в состав живой материи, и участвующие в обмене веществ (белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы и др.);

2) эргастические включения(греч.

эргон- работа) — представляющие собой компоненты протопласта, играющие вспомогательную роль в его жизни и являющиеся либо источниками материи и энергии при росте и работе живой клетки, либо отбросными продуктами ее метаболизма.

Одни из них — запасные вещества, т.е. временно исключенные из процесса обмена веществ (белки, липиды, углеводы: крахмал, инулин сахар и др.). Другие вещества — конечные продукты, например, соли кальция.

Среди большого разнообразия запасных питательных веществ растительной клетки чаще других встречаются углеводы, жиры и белки.

Крахмал . Крахмал откладывается в пластидах в виде зерен различной формы эллиптической, шаровидной, многогранной, палочковидные.

Различные виды растений отличаются формой и величиной крахмальных зерен. Слоистость зерен крахмала — чередование темных и светлых слоев — обусловливается неодинаковым содержанием воды в этих слоях, а, следовательно, и неодинаковым преломлением света в разных слоях зерна.

Различают:

• простые,
• полусложные,
• сложные зерна крахмала.

Простые зерна крахмала одиночные, различной формы-яйцевидные, эллипсовидные, линзовидную, многогранные и др.

Они имеют один образовательный центр. Сложные имеют несколько образовательных центров и вокруг каждого из них размещаются слои. Полусложные зерна имеют в центре изолированные слои вокруг центра, которые окружены ближе к периферии еще общими слоями.

Крахмальные зерна имеют разную форму и образуют слоистость вокруг одной точки, называемой образовательным центром. Возникновение слоистости приписывают чередованию двух углеводов амилазы(линейные молекулы) и амилопектина (разветвленные молекулы). Расположение слоев может быть концентрическим(например, у злаков и бобовых и эксцентрическим(например, у картофеля).

В последнем случае, точка, вокруг которой откладываются слои, находится не в центре зерна, а сдвинута вбок.

Крахмальные зерна в холодной воде не растворяются. В горячей воде они неограниченно отекают, расплываются в клейкую массу и образуют клейстер. Гидролизуется крахмал в непрочных растворах кислот, от действия которых переходит в сахар.

В живых растительных клетках крахмал под воздействием ферментов (катализаторов) амилазы и мальтазы гидролизуется в виноградный сахар, или глюкозу.

Различают ассимилирующий, транзиторный и запасной крахмал. Ассимилирующий, или первичный, крахмал образуется в процессе фотосинтеза в виде щепотке зерен преимущественно в клетках листьев. Здесь под влиянием ферментов он превращается в сахары, которые в растворенном виде поступают в органы растения, где снова превращаются в крахмал — вторичный, или запасной.

В отдельных растений запасной крахмал откладывается в лейкопласты различных органов — в клубнях, корнях, семенах, корневищах, плодах.

Транзиторный, или передающий, крахмал находится на путях передвижения от фотосинтезирующих органов (листья) в органы — вместилищ. Под действием раствора йода крахмал окрашивается в синий цвет. Это характерная реакция на крахмал.

Как запасной углевод, крахмал используется растениями в процессе обмена веществ.

В клубнях георгина, земляной груши, корнях одуванчика и других растений семейства сложноцветных клеточный сок содержит близкий к крахмалу углевод инулин, отличающийся от крахмала растворимостью в воде.

При действии спирта инулин кристаллизуется, образует так называемые сферокристаллы.

Белки — это основные органические вещества, определяющие строение и свойства живой материи. Следует различать конституционные белки, которые составляют основу всего протопласта, и запасные белки, которые откладываются в семени в так называемых алейроновых, или протеиновых зернах.

Больше алейроновых зерен содержится в семенах бобовых растений (горох, фасоль, соя, арахис и др. Это простые белки — протеины. Они откладываются в вакуолях или лейкопластах (алейронопласты). Запасными белками очень богаты семена бобовых и злаковых растений. Большое количество белков находится в клетках, расположенных под семенной кожурой, в так называемом алейроновом слое.

Липиды включают большую группу соединений биологического происхождения.

Липиды являются структурными компонентами клетки (входят в состав мембран, образуют липидные капли в цитоплазме) или эргастическими веществами.

Запасные масла обычно откладываются в лейкопластах, называемых олеопластами.

Эфирные масла. Эфирные масла встречаются в клетках в виде капель и представляет собой сложную смесь органических соединений.

Они летучие и имеют очень сильный запах. Большое количество эфирных масел содержится в клетках эфиромасличных растений (мята, герань, роза, тмин, эвкалипт, апельсин, лимон).

Социальные кнопки для Joomla

Крахмал в организме: польза, продукты. Бескрахмальная диета

Часто мнение диетологов на счет крахмала расходится. Кто-то полагает, что это неотъемлемая часть правильного и полезного рациона, а кто-то просто уверен в том, что именно крахмал принимает участие в процессах набора веса. При этом люди употребляют очень многие продукты, в которых содержится крахмал, даже не задумываясь об этом.

Характеристики крахмала

Данное вещество представляет собой белый порошок с характерным скрипом при растирании.

Это обусловлено кристаллической формой частиц крахмала.

Существует несколько разновидностей данного продукта, которые применяются в кулинарии, а также в производственной сфере. Это:

• картофельный крахмал – производится из картофеля, часто применяется для варки киселей, при тепловой обработке образует прозрачный клейстер;
• пшеничный крахмал – по сравнению с картофельным, более мутный при варке и менее вязкий;
• кукурузный крахмал – производится из зерен кукурузы, при тепловой обработке превращается в мутный белый клейстер с характерным запахом и привкусом.

Помимо указанных существуют и другие виды данного продукта, однако, в продаже их можно найти только в специализированных магазинах для кулинаров.

Значение крахмала для организма

Важно отметить, что крахмал – это полисахарид или сложный углевод, который является неотъемлемым компонентом профилактики ожирения.

Несмотря на весьма малую популярность, на данный продукт стоит обратить свое внимание, так как он играет немалую роль в правильном функционировании систем человеческого организма.

Крахмал является источником физической энергии – расщепляясь в кишечнике, он превращается в глюкозу, которая быстро распространяется по организму вместе с кровяным потоком. Из-за кристаллической формы крахмал сложно переваривается пищевыми ферментами, что увеличивает энергетические затраты при переработке поступающей пищи.

Важной функцией данного продукта является его участие в нормализации уровня глюкозы в крови, что особенно важно для страдающих диабетом, а также после гипергликемического приступа.

Большое значение крахмал имеет в вопросе сохранения и укрепления иммунитета ЖКТ, его энергии, важной для правильной работы.

Усвоение многих продуктов практически невозможно без участия крахмала.

Негативные значения у данного продукта также имеются. Так, при расщеплении поступающего в организм рафинированного крахмала, может резко подскочить уровень инсулина, что в свою очередь может привести, как к кратковременным, так и к долгосрочным сбоям в работе организма.

В частности, можно отметить ухудшение зрения, гормональные сбои, развитие патологий глаза и атеросклероза.

Продукты, в которых содержится крахмал

Стоит отметить, что некоторое количество крахмала находится практически во всех продуктах, которые только может употребить человек за трапезой или во время перекуса, но, конечно, есть ряд основных, в которых данного вещества больше всего.

Зерновые культуры занимают первое место по содержанию крахмала.

Главными из них являются рис, пшеница и кукуруза. На втором месте самый главный корнеплод – картофель, а следом за ним небольшое тропическое растение – маниок. Однако, это далеко не все продукты, которые могут похвастаться высоким содержанием крахмала:

• рожь;
• ячмень;
• гречиха;
• овес;
• пшено;
• желуди;
• каштаны;
• бананы;
• сорго – многолетнее травянистое растения семейства злаковых;
• батат – сладкий картофель;
• плоды хлебного дерева;
• ямс (клубни);
• чечевица;
• садовые бобы;
• фасоль;
• горох.

В продуктах питания, приготовленных из различных зерновых культур, бобовых, а также из свежих овощей и фруктов содержание крахмала может достигать внушительной отметки.

Прежде всего, сюда можно отнести хлебобулочные изделия, блины, крупы, макаронные изделия и кисели.

Крахмал в своем составе имеет множество блюд, которые мы ежедневно употребляем во время завтрака, обеда и ужина.

Его можно добавлять дополнительно, например, в подливы и даже супы, если нужно добиться более густой консистенции.

Важно отметить, что основное употребление крахмала должно осуществляться совместно с овощами и фруктами, а также в виде цельнозерновых хлебобулочных изделий. В данном виде этот продукт будет оказывать максимально положительный эффект на организм и компенсировать воздействие на него «вредных» углеводов.

В то же время использование рафинированного крахмала дополнительно может привести к резким скачкам инсулина в крови, сбою в работе поджелудочной железы и кишечника, что может ухудшить не только общее внутреннее состояние, но и внешний вид человека – состояние кожи, волос и ногтей.

Также чрезмерное употребление в приготовлении блюд рафинированного крахмала может поспособствовать накоплению лишнего веса.

Особенности бескрахмальной диеты

Бескрахмальная диета является довольно популярной, так как ее применение в качестве снижения риска онкологических заболеваний и развития ожирения известно еще с XIX века. Основой данного метода похудения является отказ практически от всех основных продуктов, которые способствуют набору веса и включают в свой состав крахмал.

Прежде всего, сразу же стоит исключить из своего рациона все хлебобулочные изделия, крупы, макароны, бобовые, сладкое, мясо и все очень жирные продукты.

Диеты, составленные на отказе от крахмальных продуктов, подразумевают похудение на 5-6 кг в течение 12-ти дней.

Самые важные табу для поддержания данной системы, это:

• отказ от всех подсластителей, тем более, от сахара и меда;
• отказ от любых сладостей;
• отказ от всех крахмальных овощей (картофель, прочие корнеплоды);
• отказ от манго, авокадо, маракуйи, бананов.

В состав питания на бескрахмальной диете предполагает активное включение свежих овощей и фруктов с низким содержанием сахаров и энергетической ценностью.

Возможно употребление минеральной воды, зеленого чая, несладких морсов.

Примерное меню для худеющих выглядит следующим образом

• Завтрак: несколько листьев салата, один небольшой помидор, стакан свежевыжатого сока или минеральной воды.
• Перекус: один апельсин.
• Обед: салат из свежей капусты и моркови без масла и соли, чашка зеленого чая.
• Перекус: несколько орешков, соломка из моркови.
• Ужин: салат из помидоров и огурцов без масла и соли, чашка чая или стакан сока.
• Перекус перед сном: стакан подогретого молока или минеральной воды, несколько орешков.

В зависимости от предпочтений, меню можно составлять из различных овощей и фруктов, исключая те, которые были указаны ранее.

В сочетании с физическими нагрузками, в том числе силовыми упражнениями, безкрахмальная диета дает отличные результаты – вес быстро уходит, мышцы обретают форму, происходит, так называемая, сушка тела.

Крахмал — питательное вещество, состоящее из углерода, водорода и кислорода. Он относится к углеводам сложного состава (С6Н10О5)n.

Приготовим в пробирке с водой слабый раствор крахмального клейстера, для чего на кончике перочинного ножа внесем в нее картофельной муки.

При нагревании крахмал разбухает и превращается в клейстер. Достаточно теперь прибавить одну, две, три капли раствора йода, чтобы убедиться, что крахмал от йода синеет, а при дальнейшем прибавлении йода чернеет.

В растениях встречается крахмал первичный и вторичный. Первый образуется только в зеленых частях растения. Он создается из неорганических веществ — углекислого газа и воды — иод действием лучей света в хлоропласта х.

Мы уже упоминали о том, что это явление называется фотосинтезом.

На свету в каждой зеленой клетке, в хлоропластах, видны в микроскоп мельчайшие беловатые зернышки первичного крахмала. Под действием фермента диастаза крахмал — твердое вещество — легко превращается в сахар (глюкозу), который в растениях всегда находится в жидком состоянии и потому способен переходить из клетки в клетку и передвигаться по всему растению.

Так, например, на свету в листьях картофеля накопляется первичный крахмал, который, переходит в глюкозу, а последняя переносится в подземные органы, в клубнях которых скопляется уже вторичный крахмал в виде хорошо заметных крахмальных зерен.

Этот вторичный крахмал часто называют запасным крахмалом.

Он откладывается в лейкопластах и почти сплошь заполняет клетку. В картофельной муке крахмальные зерна выделены из клеток. Поэтому, когда мы прибавляем их к капле воды, накрываем покровным стеклышком и рассматриваем в микроскоп при увеличении в 60—80 раз, то видим несметное количество зерен в свободном состоянии, в виде мельчайших зернышек, которые хорошо можно рассмотреть при увеличении в 400—500 раз.

Мы видим, что они разнообразной величины, чаще всего овальной формы и имеют слоистость в виде чередующихся полосок более светлых и более темных. Центр образования крахмального зерна находится не в середине, поэтому и слои в одну сторону развиты больше, а в другую меньше. Крахмальные зерна других растений имеют иную форму.

Кроме запасного крахмала, в клетках встречаются еще скопления запасных белков в виде так называемых алейроновых зерен.

Например, в семенах гороха между более крупными крахмальными зернами видны мельчайшие алейроновые зерна. В зерновках злаков также имеются запасные белки в виде мелких шаровидных образований, заполняющих клетки алейронового слоя. Эти клетки, находящиеся под кожурой семени, хорошо видны в микроскоп на тонком срезе, проведенном через зерновку злака.

От раствора йода алейроновые зерна окрашиваются в желтый цвет.

«Основы ботаники»,
В.Н. Исаин

Деление клеток (Продолжительность деления ядра)

Формы и число хромосом у одного и того же вида растений считались…

Деление клеток

Клетки растений способны размножаться делением. Предварительно делится ядро, а затем и вся клетка.

Встречается простое и сложное деление ядра. Простое деление заключается в том, что клеточное ядро начинает перетягиваться на две половинки и из одного ядра образуется два ядра. Новые ядра могут снова делиться, и тогда получается многоядерная клетка. Вслед за простым делением ядер обычно…

Растительные масла

Растительные масла в большом количестве скопляются в семенах масличных растений — подсолнечника, льна, конопли, арахиса, клещевины.

Богаты маслом семена ореха, кедра, тунга. Масло находится в клеточной протоплазме в виде мелких капель. При раздавливании клеток на пропускной бумаге на ней остаются жирные пятна. Растительные масла используются в пищу и в промышленности. В клетках многих растений можно…

Клеточный сок (Действие солей)

Если поместить растительные клетки в каплю водного раствора какой-либо безвредной для них соли, например в шести процентный раствор селитры, концентрация которого больше суммарной концентрации солей клеточного сока, то, рассматривая препарат под микроскопом, можно наблюдать интересное явление.

Протоплазма в клетках начнет постепенно отставать от клеточной оболочки. Наконец, она соберется в небольшой комочек в середине клетки. Все…

Клеточный сок (Фитонциды)

Клеточный сок содержит в себе еще много других веществ. Укажем на фитонциды, т. е. на летучие вещества, предохраняющие растения от многих заболеваний. Вещества эти распространены в растениях и, будучи безвредными для одних бактерий, часто обладают губительным действием в отношении других.

Хрен, лук, чеснок, горчица, черемуха, томат, красный перец и другие растения содержат фитонциды, защищающие их…

3. Понятие о полисахаридах. Крахмал и источники его получения, структура крахмала, применение.

Полисахариды (полиозы) представляют собой высокомолекулярные углеводы, в состав которых входят самые разнообразные моносахариды (и олигосахариды) в самых различных сочетаниях и количествах.

Используемые в фармацевтической практике полисахариды относятся к двум группам: 1)крахмал, 2)камеди и слизи.

Крахмал – важнейший запасной углевод растений, главным образом высших. Крахмал – первый видимый продукт фотосинтеза.

Крахмал откладывается в виде зерен в паренхимных клетках разных частей растений, но в больших количествах в качестве запасных веществ – в семенах, плодах, корнях и корневищах, изредка в сердцевине деревьев (например, саго).

Крахмал не является химически индивидуальным веществом. На 96,1 – 97,6% он состоит из полисахаридов, которые сопровождаются минеральными веществами (0,2 – 0,7%), твердыми жирными кислотами (до 0,6%) и другими веществами.

Полисахариды крахмала представлены двумя веществами – амилазой и апилопектином.

Амилопектин сосредоточен в наружных слоях крахмальных зерен, он растворим лишь в горячей воде, образуя очень вязкие растворы, раствором йода окрашивается в красно-фиолетовый цвет.

Амилоза, заполняющая середину крахмального зерна, растворима в теплой воде, раствором йода окрашивается в синий цвет.

Амилоза менее полимеризована, чем амилопектин. В амилозе число остатков находится в пределах 200 – 1500.

Крахмалоносные растения условно деляться на две группы: растения семейства злаковых и растения других семейств.

Злаковыми крахмалоносами являются пшеница, рожь, ячмень, кукуруза, просо, рис.

Вкачестве промышленного продукта крахмал вырабатывается из пшеницы, кукурузы и риса.

Из отечественных растений других семейств (не злаков) промышленным крахмалоносным растением является картофель, в клубнях которго содержится в среднем 23% крахмала (в процентах сырой массы).

Наиболее просто получается картофельный крахмал.

Поступившие на завод клубни картофеля сортируют и тщательно моют. Для извлечения крахмальных зерен, находящихся в клетках паренхимы клубня, необходимо разрушать клетки. Для этой цели клубни измельчают в специальных машинах – картофельных терках. Далее следует вымывание крахмала из кашки на ситах (ситование). Полученное крахмальное молоко подвергают потом рафинированию. Конечной стадией является выделение крахмала из рафинированной кашки, которое проводят осаждением или в отстойниках, или с помощью осадочных центрифуг.

Крахмальные зерна напоминают линзы сферической, овальной или неправильной формы размером от 2 до 170мкм с характерной слоистостью.

Кажущееся слоистое строение зависит от различной плотности и неодинакового содержания влаги в отдельных зонах зерна, что сказывается на преломлении света.

Крахмал широко применяется в присыпках и как компонент в некоторых прописях мазей. В качестве обволакивающего средства применяется внутрь в клизмах в форме отвара (клейстера).

В хирургии крахмал используется для неподвижных повязок в виде крахмальных бинтов.

Крахмал – очень важное вещество в таблеточном производстве (связывающее вещество, опудривающее средство, наполнитель).

Декстрин обладает эмульгирующим свойством и находит применение при приготовлении маслянных эмульсий и как склеивающее вещество в некоторых пилюльных массах.

Крахмал является основным промышленным источником глюкозы.