Крахмал: свойства, виды и применение¶

Крахмал — это полисахарид, природный углевод, образующийся в растениях в результате фотосинтеза и накапливающийся в клубнях, корнях, плодах и зёрнах в качестве запасного питательного вещества. Химически представляет собой смесь двух полисахаридов — амилозы и амилопектина, построенных из остатков α-D-глюкозы. Крахмал является основным источником энергии в рационе человека и широко используется в пищевой промышленности, медицине и технических производствах.

¶Химическое строение и физические свойства

Молекула крахмала состоит из двух типов полимеров: линейной амилозы (15–25 % массы) и разветвлённого амилопектина (75–85 %). Амилоза растворяется в горячей воде и образует гель, а амилопектин набухает, создавая вязкую пасту. В холодной воде крахмал нерастворим, однако в горячей (при 55–70 °C) его гранулы разрушаются, происходит клейстеризация — процесс, при котором образуется коллоидный раствор.

Крахмал представляет собой белый или слегка желтоватый порошок без запаха и вкуса. При нагревании до 150–200 °C он разлагается с образованием пиродекстринов. Под действием ферментов (амилаз) или кислот гидролизуется до глюкозы, проходя стадии декстринов и мальтозы. Качественной реакцией на крахмал является йодная проба: при добавлении раствора йода вещество окрашивается в синий или фиолетовый цвет.

¶Виды крахмала

По происхождению крахмал классифицируют на следующие основные виды:

• Картофельный — наиболее распространённый в России, получают из клубней картофеля. Обладает высокой вязкостью, используется для загущения соусов, киселей и в кондитерском производстве.
• Кукурузный — производится из зёрен кукурузы, даёт менее вязкий и более прозрачный клейстер по сравнению с картофельным. Часто применяется в хлебопечении и для производства глюкозных сиропов.
• Пшеничный — отличается высокой стабильностью и нейтральным вкусом, используется в производстве колбасных изделий и хлебобулочной продукции.
• Рисовый — имеет мелкие гранулы, образует мягкий кремовый гель, применяется в детском питании и азиатской кухне.
• Тапиоковый (маниоковый) — получают из корней маниока, популярен в тропических регионах, используется для приготовления пудингов и в качестве загустителя.
• Модифицированные крахмалы — продукты химической или ферментативной обработки, обладающие улучшенными свойствами (устойчивость к кислотам, замораживанию, повышенная растворимость). Широко применяются в пищевой промышленности для стабилизации эмульсий.

¶Применение в пищевой промышленности

В пищевой отрасли крахмал выполняет функции загустителя, стабилизатора, желирующего агента и наполнителя. На его основе готовят кисели, пудинги, соусы, подливы, йогурты и мороженое. Крахмальная патока и глюкозные сиропы используются в кондитерском деле для производства карамели, мармелада и халвы. В хлебопечении крахмал добавляют в муку для улучшения структуры теста и замедления черствения хлеба. В мясной промышленности его применяют для связывания влаги в колбасах и полуфабрикатах.

¶Техническое и промышленное применение

Помимо пищевого использования, крахмал применяется в производстве бумаги и картона для повышения прочности и гладкости поверхности. В текстильной промышленности его используют для шлихтования нитей — пропитки, предотвращающей обрыв волокон при ткачестве. В фармацевтике крахмал служит наполнителем для таблеток и оболочек лекарственных форм. Из крахмала получают биоразлагаемые упаковочные материалы и биопластики, а также этанол для биотоплива. В быту крахмал используется для подкрахмаливания белья и приготовления клейстера.

¶Пищевая ценность и влияние на организм

Крахмал является важнейшим источником углеводов: в 100 граммах содержится около 350–380 ккал. В желудочно-кишечном тракте он расщепляется до глюкозы, которая усваивается организмом. Различают быстроусвояемый крахмал (в белом хлебе, картофельном пюре) и резистентный крахмал, который не переваривается в тонком кишечнике и действует как пищевое волокно, улучшая микрофлору кишечника. Избыточное потребление рафинированного крахмала может способствовать развитию ожирения и нарушению углеводного обмена.

¶Интересные факты

• Крахмальные зёрна имеют характерную для каждого вида растений форму, что позволяет определять происхождение крахмала под микроскопом.
• В Древнем Египте крахмал использовали для проклейки папируса.
• Первое промышленное производство крахмала в России было организовано в XVIII веке при Петре I.
• Крахмал является одним из компонентов в производстве клея для почтовых марок и конвертов.

¶Источники

• Большая российская энциклопедия, статья «Крахмал».
• Химическая энциклопедия, том 2, статья «Крахмал».
• Учебник «Пищевая химия» под ред. А. П. Нечаева, 2012.
• Технологический регламент производства крахмалопродуктов, Росстандарт.