Крахмальный клейстер формула: Крахмальный клейстер – Справочник химика 21

Крахмальный клейстер – Справочник химика 21

    Крахмал предварительно подвергают осахариванию , т. е. превращению в более простое сахаристое вещество. Для этого картофель или зерно запаривают перегретым паром (при 140— 150° С) в результате получают массу, содержащую крахмальный клейстер. В эту массу, после того как она остынет, вводят солод (проросшие и измельченные зерна ячменя). Под каталитическим действием содержащегося в солоде фермента амилазы крахмал гидролизуется, распадаясь с образованием сахара мальтозы (стр. 251), [c.116]
    В холодной воде крахмал нерастворим, в горячей зерна его набухают и образуют густую жидкость — крахмальный клейстер. Гидролизуя крахмал, получают растворимый крахмал, декстрин, патоку и глюкоз-у. [c.173]

    Опыт 3. Горение натрия в воздухе (в вытяжном шкафу ). На крышку тигля положить маленький кусок натрия, расплавить его, нагревая крышку снизу, затем поджечь металл пламенем горелки и сразу опустить дверцу вытяжного шкафа.

Когда весь металл сгорит, охладить полученное вещество и растворить его в фарфоровой чашке в 2—3 мл воды (осторожно, может остаться несгоревший металл ). К полученному раствору добавить несколько капель раствора иодида калия, подкисленного разбавленной серной кислотой, и 1—2 капли крахмального клейстера перемешать жидкость стеклянной палочкой. Объяснить наблюдаемые явления. Какие вещества образуются при горении на воздухе натрия  [c.230]

    Крахмал (СбНю05)х — белый (под микроскопом зернистый) порошок, нерастворимый в холодной воде в горячей — набухает, образуя коллоидный раствор крахмальный клейстер) с раствором иода дает синее окрашивание (характерная реакция). Молекулы крахмала неоднородны по величине — значение х в них колеблется от сотен до 1000—5000 и более. [c.494]

    Крахмал, макромолекула которого состоит из звеньев глюкозы, представляет собой не индивидуальное вещество, а смесь полисахаридов, отличающихся не только размером макромолекул, но и строением.

Крахмал является одним из важнейших продуктов фотосинтеза, образующихся в зеленых частях растений, и составляет основную часть питательного вещества хлеба, картофеля и различных круп. В воде при определенной температуре крахмал набухает и клейсте-ризуется, образуя внешне однородную густую жидкость — крахмальный клейстер, который широко применяют в технике в качестве клея, для шлихтования и отделки тканей, для проклеивания бумаги и т, д. Путем гидролиза из крахмала получают декстрин, патоку и глюкозу, [c.418]

    К полученному раствору прилейте подкисленный серной кислотой раствор иодида калия и 2—3 капли крахмального клейстера. На основании результатов последнего опыта сделайте заключение о характере продуктов сгорания натрия (калия). 

[c.106]

    Растворы воды известковой аммиачного раствора оксида серебра глюкозы с массовой долей 5 % фелинговой жидкости лактозы, сахарозы с массовой долей 1 % крахмального клейстера серной кислоты ( оч = 98 и 30 %) кислоты соляной, едкого натра эквивалентной концентрации – 2 мопь/л медно-аммиачного раствора (реактив Швейцера).[c.90]


    Крахмальный клейстер применяется для склеивания бум.аги. Клейстер обычной консистенции готовят из 10 в с. ч. крахмала и 100 вес. ч. воды. При этом крахмал сперва вмешивают в небольшом количестве холодной воды, а затем эту взвесь понемногу, при тщательном перемешивании вливают в кипящую воду. Чтобы клейстер долгое время оставался пригодным, добавляют в горячую жидкость I вес. ч. порошкообразных квасцов или буры”. 
[c.1048]

    Крахмальный клейстер. 2 г растворимого крахмала смешивают с 10 мл холодной воды и вливают эту кашицу в 100 мл кипящей воды. Кипятят 5—10 мин, охлаждают, дают отстояться и, если образуется хлопьевидный осадок, сливают с него раствор (или фильтруют). Для стабилизации добавляют 0,1 г гидроксида калия или салициловой кислоты (можно также 0,01 г иодида ртути). [c.191]

    Если между молекулами полимера нет прочных связей, то его набухание продолжается вплоть до заполнения им всего объема взятого растворителя, т. е. до образования гомогенной системы. При достаточно большом количестве растворителя молекулы полимера окончательно разобщаются друг от друга и система приобретает текучесть — образуется жидкий раствор. Такое набухание называется неограниченным. Примером неограниченного набухания полимеров может быть растворение каучуков в углеводородах, белков в воде и т. п- На этом основано приготовление резиновых клеев, крахмального клейстера и т. п. 

[c.296]

    Приборы и реактивы. Секундомер. Термостат (три стакана вместимостью 200— 250 мл) и крышка к нему с отверстиями для пробирок. Мензурка вместимостью 10 мл. Термометр на 50 °С. Стеклянные палочки. Пипетки капельные. Фильтровальная бумага. Шпатель. Ступка с пестиком. Сульфит натрия (кристаллический). Диоксид марганца. Карбонат кальция (мел). Нитрат ртути (И). Иодид калия. Хлорид калия. Нитрат свинца. Растворы иодата натрия (0,02 н), тиосульфата натрия (1 и., 0,5 н.), серной кислоты (2 н.), хлороводородной кислоты (плотность 1,19 г/см ), крахмального клейстера, хлорида железа (HI) (0,0025 н. , [c.42]

    Пероксид натрия и его свойства. 1. У лаборанта возьмите небольшое количество пероксида натрия (микрошпатель) и порциями внесите его в пробирку с 2—3 мл холодной дистиллированной воды. Полученный раствор разделите на три части. Одну часть нагрейте, тлеющей лучинкой обнаружьте выделение кислорода и определите pH раствора, ко второй — прилейте подкисленный раствор иодида калия и добавьте 1—2 капли крахмального клейстера, к третьей — по каплям прибавьте подкисленный раствор перманганата калия. Что наблюдается Напишите уравнения реакций. 

[c.265]

    Приборы и реактивы. Асбестовая сетка. Тигель. Пинцет. Ланцет или нож. Паяльная трубка. Молоток. Цилиндр (высота 10—15 см). Чугунная или железная плита. Капиллярная пипетка. Кусок угля (не меньше 5X5 см). Оксид свинца (11). Цинк (гранулированный). Свинец. Диоксид свинца. Сурик. Припой Иодокрахмальная бумага. Крахмальный клейстер. Растворы сероводородной воды, хлороводородной кислоты (4 н., 2 н. , плотность 1,19 г/см ), азотной кислоты (2 н., плотность 1,4 г/см ), серной кислоты (2 н., плотность 1,84 г/см ), едкого натра (2 и., 40%-ный), нитрата или ацетата свинца (0,5 н.), иодида калня (0,1 н.), пероксида водорода (3%-ный), карбоната натрия (0,5 и.), сульфата натрия (0,5 н.), сульфата марганца (0,5 н.), сульфата хрома (0,5 н.). 

[c.175]

    Окислительные свойства производных меди (И). В пробирку налейте 0,5—1 мл раствора сульфата меди (II) и добавьте 0,5 мл раствора иодида калия. Наблюдайте выделение осадка и побурение смеси. Убедитесь, что побурение вызвано выделившимся иодом. Для этого отлейте часть смеси, разбавьте водой и добавьте 1—2 капли крахмального клейстера. [c.272]

    Вызвать рвоту. Дать 1%-ный раствор тиосульфата натрия, крахмальный клейстер, молоко [c.16]

    Дать воды. Вызвать рвоту. Дать молоко, яичный белок или крахмальный клейстер [c.16]

    Для определения йода в данном случае в обе пробирки необходимо добавить крахмальный клейстер, В пробирке с йодом крахмал посинеет.

[c.430]

    Выполнение. К подкисленному серной кислотой раствору иодида калия добавить немного раствора соли азотистой кислоты. Мгновенно происходит выделение иода. После приливания крахмального клейстера жидкость становится синей. [c.138]

    Клей, Одной из наиболее быстро развивающихся областей применения полимеров является их использование в виде клеящих веществ. Некоторые вещества, давно применявшиеся в качестве разного рода клеев (столярный клей, казеин, альбумин, крахмальный клейстер и др.), представляют собой высокомолекулярные вешества животного или растительного происхождения. [c.229]

    Обезвреживание яда а) при отравлении щелочью пьют 1-процентный раствор уксусной кислоты, при отравлении кислотой принимают внутрь жженую магнезию (2 столовые ложки магнезии на 1 стакан воды сначала пьют /г стакана, а затем по 1 столовой ложке через каждые 10 мин) 6) обволакивающие средства белковая вода (2 яичных белка на 3 стакана воды, прием стаканами) или молоко, крахмальный клейстер, мучная болтушка в) адсорбирующие средства одна столовая ложка древесного угля в порошке на 2 стакана воды (на один прием).

Одновременно для последующего удаления угля из организма следует давать слабительные соли. [c.123]

    Иод — вызвать рвоту. Дать 1-процентный раствор серноватистокислого натрия (гипосульфита), крахмальный клейстер, молоко. [c.123]


    Марганцовой кислоты соли — дать воды вызвать рвоту дать молоко, яичный белок или крахмальный клейстер. [c.123]

    Крахмал нерастворим в воде, но образует коллоидный раствор — крахмальный клейстер. 

[c.89]

    По снижению диэлектрической постоянной связанной воды А. В. Думанский и О. Д. Куриленко рассчитали эффект гидратации крахмального клейстера. [c.105]

    Многим структурированным системам как коагуляционного типа (гелям), так и кристаллизационного типа (студням) свойственно явление самопроизвольного сжатия структурного каркаса, сопровождающегося выделением из структуры некоторой части жидкости. Этот процесс, являющийся частным случаем старения коллоидных систем, называется синерезисом. Синерезис — довольно распространенное явление. Рассмотрим два примера. Черствение хлеба является результатом выделения из студня, каким является хлеб, части воды, при этом структура студня становится более прочной и жесткой. Крахмальный клейстер и кисели при стоянии выделяют воду. Клеящие свойства при этом ухудшаются. В результате синерезиса из минеральных коагулятов легко отделяет жидкость гель кремневой кислоты. Если синерезис в природе протекает быстро, то появляются трещины, которые могут быть заполнены более поздними минералами. Медленное самопроизвольное сжатие геля может приводить к образованию полостей. Чем богаче водой гель, тем больше объем трещин и полостей, возникающих при дегидратации геля. 

[c.370]

    Добавьте в раствор соли иода каплю крахмального клейстера и приливайте постепенно хлорную воду. Появившееся вначале синее окрашивание исчезает. [c.292]

    При заполнении графы Окислительно-восстановительные свойства учтите, что вопрос относится не к ионам Н , которые могут быть только окислителями, а к анионам или к молекулам кислоты. Пробу на окислительные свойства проделайте, подействовав на одну-две капли кислоты каплей раствора, в,состав которого входит серная кислота, иодид калия и крахмальный клейстер. Посинение раствора вследствие появления свободного иода укажет на присутствие в кислоте анионов или молекул-окислителей. Восстановительные свойства кислоты исследуйте, подействовав на две-три капли кислоты каплей раствора перманганата калия, подкисленного серной кислотой. Обесцвечивание раствора указывает на восстановительные свойства исследуемой кислоты. [c.297]

    Иод растворяется в воде, но чрезвычайно мало (0,34 г в 1 л воды при 25° С), хорошо растворяется в сероуглероде, хлороформе, четыреххлористом углероде. Эти растворы окрашены в фиолетовый или красновато-фиолето-вый цвет. Растворы иода в спирте, эфире, ацетоне окрашены в бурый цвет. С крахмальным клейстером иод дает синее окрашивание, свойственное продукту адсорбции молекулами крахмала иода (характерная реакция). Иод хорошо растворяется в растворе К1.[c.595]

    Опыт 2. В пробирку с 2—3 мл хлорида железа (III) добавьте несколько капель раствора иодида калия и крахмального клейстера. Объясните изменение окраски раствора и напишите уравнение реакции. [c.53]

    Синерезис весьма распространен в технологических процессах производства промышленных и особенно продовольственных товаров. Так, например, студни каучука или нитроклетчатки при хранении, выделяя большое количество органических растворителей, приобретают новые свойства и не могут быть применены в производстве маканных резиновых изделий или искусственной кожи. Крахмальный клейстер с течением времени отдает воду, сокращается в объеме и, утрачивая в значительной степени клеящую способность, становится непригодным для производства изделий. [c.237]

    В фарфоровой ступке смешивают 50 мас.% AljOg и 50 мас.% каолина до образования однородной массы. Порошки замешивают горячим водным раствором крахмального клейстера (7% от веса сухой массы, 47см воды на 100 вес. ч. сухой массы). Тестообразную пасту продавливают в виде колбасок диаметром 4— [c.89]

    В холодной воде крахмал не растворим, в горячей — зерна его набухают и образуется коллоидный раствор — клейкая жидкость, называемая крахмальным клейстером. Растворы крахмала вращают плоскость поляризации вправо. [c.261]

    Если розовая окраска получится слабая и возникает сомнение в наличии иода, добавьте в пробирку 1 каплю крахмального клейстера. Синее окрашивание укажет на присутствие иода. [c.34]

    Каркас охватывает собой весь объем дисперсной системы, которая теряет при этом свою легкоподвижность золь переходит в гель (студень). Такие студни легко образуются белками (например, студень желатина), крахмалом (крахмальный клейстер) сюда же относятся простокваша, мясной студень (пищевое блюдо) и т. д. Замечательно, что студни совмещают в себе свойства твердых и жидких тел. Как твердые тела они проявляют ряд механических свойств (твер дость, упругость и др. ). В то же время по своей электропроводности студни практически не отличаются от жидких электролитов. Химические реакции и процессы кристаллизации в студнях протекают в уело виях, резко отличных от твердых сред и весьма близких к жидким В связи с этим студни обозначают как квазитвердые тела. [c.276]

    Полисахарид, формула (СвН,о05) тонкий белый порошок без запаха и вкуса Плохо растворим в холодной воде, частично растворим и частично набухает в нагретой до 60—80° С воде (крахмальный клейстер). Неоднороден по химическому составу состоит из двух высокомолекулярных веществ – амилозы и аммлопеямана. [c.207]

    Вызвать рвоту. Дать 1% -ный раствор тиосульфата натрия, крахмальный клейстер, молоко Прн отравлении чарез пищевод полоскать рот водой и 6%-ным раствором гидрокарбоната натрия. Дать молоко и взвесь оксида магния (10 г оксида магния в 150 мл воды), или известковую воду и растительное масло, или жидкое мучное тесто Дать воды. Вызва хъ рвоту [c. 207]

    Крахмал. Крахмал является важнейшим резервным углеводом растений. Он образуется из углекислоты, усваиваемой растениями с помощью хлорофилла, и попадает затем в различные части растения, где используется в качестве строительного вещества. В периоды сильной ассимиляции он откладывается в корнях, клубнях и семенах (особенно обильно, например, в картофеле и семенах хлебных злаков). В холодной воде крахмал почти совсем не растворим, но горячая вода растворяет его в значительной степени, причем образуется вязкий раствор, не восстанавливающий фелингову жидкость и при охлаждении застывающий в студнеобразную массу (крахмальный клейстер). Природный крахмал всегда содержит немного фосфора, количество которого в разных видах бывает различным (0,02—0,16%). Этот фосфор, по-видимому, имеет значение для энзиматического распада крахмала. Из продуктов гидролиза картофельного крахмала была выделена глюкозо-6-фосфорная кислота. На основании исследований Макэнна различают две фракции крахмала амилозу и а м и л о-пектин (вещество оболочки). Первая растворяется в воде без образования клейстера и окрашивается иодом в чисто-синий цвет. Амило-пектин, наоборот, с горячей водой образует клейстер и от иода приобретает фиолетовую окраску. Отделение амилопектина может быть осуществлено путем извлечения щелочами или посредством электродиализа отделение амилозы достигается осаждением различными органическими веществами — спиртами (например, амиловым), сложными эфирами, кетонами, меркаптанами, парафинами. [c.454]

    Для хлорирования готовят смесь из оксида и угля. Уголь берут в некотором избытке по сравнению с теоретическим расчетом, считая, что он в процессе хлорирования окисляется до окснда углерода (II). Смесь оксида и угля растирают в ступке, заливают густым крахмальным клейстером, перемешивают и полученную пасту помещают тонким слоем (0,5 см) на бумагу. После высушивания смеси в сушильном шкафу ее разламывают на кусочки и прокаливают в закрытом тигле при 600—700 °С. Полученные кусочки помещают в фарфоровую или кварцевую т рубку, обопреваемую электрической печью, и прокаливают в токе хлора при 800—1100 °С в зависимости от прочности оксида. Хлор пропускают через трубку со скоростью одного-двух пузырьков в 1 с в промывалке. Хлорирование проводят в течение 1 — 1,5 ч. Если получаемый хлорид при комнатной температуре — [c.35]

    Для приготовления НСХ0Д[[0Й смеси оксиды и уголь, взятый в небольшом избытке иротнв тео ретическп необходимого количества, перетирают в ступке, заливают густым крахмальным клейстером, перемешивают и густую пасту помещают тонким слоем (0,3—0,5 см) иа лист бумаги. После просушивания смесь разламывают на небольшие кусочки и высушивают при 400—500 °С. Затем смесь помещают в трубку для бромирования и при соответствующей температуре пропускают пары брома. Бромирование ведут в установке, изображенной на рисунке 12. В колбу 1 наливают брома в 1,5—2 раза больще теоретически необходимого количества и после нагревания до нужной температуры в колбу пропускают слабый ток водорода, азота, аргона или смесь азота и водорода. Этим методом можно получить бромиды, которые при темиературе реакции возгоняются, т. е, имеют давление пара не менее 10 Па. Бромирование и испарение вещества идет лучше, когда давление пара равно атмосферному. [c.42]

    Опыт 2. Окислительные свойства NaaOa- Перенесите полученную в опыте 1 перекись натрия в пробирку и налейте в нее немного разбавленного раствора HaSO и раствора KI. Если окраска появляющегося иода незаметна, убедитесь в его присутствии с помощью крахмального клейстера. Протекающая реакция выражается схемой [c.191]

    Крахмал — белый аморфный порошок, напоминающий муку (картофельная мука),-нераегворимый в холодной воде. В горячей воде набухает, образуя внешне однородный раствор крахмального клейстера. Состав крахмала выражается формулой (СвН, Ов) . [c.165]


Формула крахмала в химии

Определение и формула крахмала

Химическая формула крахмала: (C6H10O5)n

Молярная масса: г/моль

Структурная формула крахмала


Крахмал содержит 10–20 % амилозы (внутренняя часть крахмального зерна) и 80–90% амилопектина (оболочка крахмального зерна). Оба полимера состоят из звеньев — глюкозы и имеют состав (C6H10O5)n.

Амилоза

Амилоза имеет неразветвленную структуру, обычно включающую 200–1000 звеньев (n = 200–1000). При образовании молекулы амилозы остатки глюкозы соединяются между собой аксиальными (14)-гликозидными связями:

Звенья -глюкозы закручивают макромолекулу амилозы в спираль, на каждый виток которой приходится 6 остатков глюкозы:

Такая структура вероятность возникновения межмолекулярных водородных связей, но увеличивает вероятность возникновения таких связей с молекулами воды. Поэтому амилоза способна растворяться в воде.

Амилопектин

Амилопектин имеет разветвленную структуру, n = 6000–40000. Полимерная цепь амилопектина также образуется за счет (14)-гликозидных связей. Разветвление цепи происходит путем образования -гликозидных связей и наблюдается через 20–25 остатков глюкозы.

Амилопектин не растворяется в воде, а только набухает с образованием коллоидного раствора. Гликоген (животный крахмал) построен подобно амилопектину, только его макромолекулы которого отличаются еще большей разветвлённостью.

При нормальных условиях крахмал – белый безвкусный порошок, в холодной воде не растворяется, в горячей – набухает с образованием коллоидного раствора (крахмального клейстера). При растирании издает характерный скрип.

Кислотный гидролиз крахмала проходит ступенчато. Сначала крахмал превращается в полимеры с меньшей степенью полимеризации – декстрины, потом в дисахарид (мальтозу), и в конечном итоге – в глюкозу:

Суммарная реакция:

Качественная реакция на крахмал – взаимодействие с раствором йода (I2), образуется комплексное соединение включения (клатрат) синего цвета. При нагревании раствора окраска исчезает.

Примеры решения задач

Химические свойства – крахмал

Полисахариды крахмала легко гидролизуются под действием кислот и ферментов амилаз. В зависимости от условий проведения гидролиза получаются разнообразные продукты реакций.

Термический гидролиз. При нагревании воздушно-сухого крахмала до 200 – 250°С происходит его частичное разложение до декстринов и других олигомерных продуктов. При Т= 300ºС происходит полная термическая деструкция крахмала.

Качественная реакция на крахмал. Крахмал окрашивается спиртовым раствором йода в синий цвет (йод-крахмальная реакция на обнаружение полисахаридов крахмала). Взаимодействие амилозы с йодом дает интенсивное синее окрашивание с максимумом поглощения зависимости А =f(λ) при 620 – 650 нм,амилопектина–красно-фиолетовое с максимумом поглощения при 520 – 580 нм. Синяя окраска раствора амилозы при добавлении йода обусловлена спиральной конформацией полисахаридной цепи. Атомы йода встраиваются внутрь витков спирали, образуя йод-амилозный комплекс темно-синей окраски.

Кислотный гидролиз. При нагревании крахмала в кислой среде происходит гидролиз полисахаридных цепей с образованием сначала водорастворимого крахмала, затем декстринов(продуктов частичного расщепления макромолекул амилозы и амилопектина),мальтозы и глюкозы:

Ферментативный гидролиз.  Ферменты, гидролизующие макромолекулы полисахаридов крахмала, называются амилазами. Амилазы расщепляют крахмал, превращая его в растворимые низкомолекулярные олигосахариды и моносахара. Продукты ферментативного расщепления крахмала в нативных условиях участвуют практически во всех обменных процессах живого организма.

1. Одно из свойств крахмала – это способность давать синюю окраску при взаимодействии с йодом. Эту окраску легко наблюдать, если поместить каплю раствора йода на срез картофеля или ломтик белого хлеба и нагреть крахмальный клейстер с гидроксидом меди (II), будет видно образование оксида меди (I).

2. Если прокипятить крахмальный клейстер с небольшим количеством серной кислоты, нейтрализовать раствор и провести реакцию с гидроксидом меди (II), образуется характерный осадок оксида меди (I). То есть при нагревании с водой в присутствии кислоты крахмал подвергается гидролизу, при этом образуется вещество, восстанавливающее гидроксид меди (II) в оксид меди (I).

3. Процесс расщепления макромолекул крахмала водой идет постепенно. Сначала образуются промежуточные продукты с меньшей молекулярной массой, чем у крахмала, – декстрины, затем изомер сахарозы – мальтоза, конечным продуктом гидролиза является глюкоза.

4. Реакцию превращения крахмала в глюкозу при каталитическом действии серной кислоты открыл в 1811 г. русский ученый К. Кирхгоф. Разработанный им способ получения глюкозы используется и в настоящее время.

5. Макромолекулы крахмала состоят из остатков молекул циклической L-глюкозы.

Ответы | Практ. 3. Решение экспериментальный задач — Химия, 10 класс

Результаты наблюдений занесите в таблицу.

Вариант 1

Обоснуйте ваш ответ и приведите уравнения (схемы) протекающих реакций.

В первых двух пробирках появление синего окрашивания обусловлено образованием соединений меди. Глицерин и глюкоза реагировали как многоатомные спирты. При нагревании пробирки с глюкозой выпадает красный осадок, как и в реакции с формальдегидом, т.к. глюкоза реагирует как альдегид. В реакциях глюкозы и формальдегида при нагревании образуются глюконовая и муравьиная кислоты соответственно, а также оксид меди (I).

Вариант 2

Обоснуйте ваш ответ и приведите уравнения (схемы) протекающих реакций.

В реакциях глюкозы и формальдегида при нагревании образуются глюконовая и муравьиная кислоты соответственно, а также оксид меди (I), выпадающий в красный осадок. Появление синего окрашивания во второй пробирке обусловлено образованием глюконата меди (II). Глюкоза реагировала как многоатомный спирт. В третьей пробирке реакция не идёт, т.к. этанол – предельный одноатомный спирт, который не вступает в реакцию со свежеосаждённым гидроксидом меди (II).

Вариант 3

Обоснуйте ваш ответ и приведите уравнения (схемы) протекающих реакций.

Во второй и третьей пробирках появление синего окрашивания обусловлено образованием соединений меди. Глицерин и глюкоза реагировали как многоатомные спирты. При нагревании пробирки с глюкозой выпадает красный осадок, т.к. глюкоза реагирует как альдегид, образуются глюконовая кислота и оксид меди (I). В первой пробирке наблюдается реакция нейтрализации между кислотой и основанием.

Вариант 4

Обоснуйте ваш ответ и приведите уравнения (схемы) протекающих реакций.

Во второй и третьей пробирках появление синего окрашивания обусловлено образованием соединений меди. Глицерин и глюкоза реагировали как многоатомные спирты. При нагревании пробирки с глюкозой выпадает красный осадок, т.к. глюкоза реагирует как альдегид, образуются глюконовая кислота и оксид меди (I). В первой пробирке реакция не идёт, т.к. этанол – предельный одноатомный спирт, который не вступает в реакцию со свежеосаждённым гидроксидом меди (II).

Крахмал

Крахма́л (C6H10O5)n — смесь полисахаридов амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Крахмал, синтезируемый разными растениями в хлоропластах (под действием света при фотосинтезе) несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам.

Физические свойства

Безвкусный аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом видны отдельные зёрна; при сжатии порошка крахмала он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц.

Химические свойства

В горячей воде набухает (растворяется), образуя коллоидный раствор — клейстер. В воде, при добавлении кислот (разбавленная H2SO4 и др.) как катализатора, постепенно гидролизуется с уменьшением молекулярной массы, с образованием т. н. «растворимого крахмала», декстринов, вплоть до глюкозы.

Молекулы крахмала неоднородны по размерам. Крахмал представляет собой смесь линейных и разветвлённых макромолекул.

При действии ферментов или нагревании с кислотами подвергается гидролизу[2]:

(C6h20O5)n+nh3O →h3SO4 nC6h22O6{\displaystyle {\mathsf {(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}+nH_{2}O\ {\xrightarrow {H_{2}SO_{4}}}\ nC_{6}H_{12}O_{6}}}}

Качественные реакции:

  • взаимодействует с йодом (окрашивание в синий цвет), образуется соединение включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен (Jean-Jacques Colin) и Анри-Франсуа Готье де Клобри (Henri-François Gaultier de Claubry)[3].
  • Крахмал, в отличие от глюкозы, не даёт реакции серебряного зеркала;
  • Подобно сахарозе, не восстанавливает гидроксид меди (II);

Биосинтез

Часть глюкозы, образующейся в зелёных растениях при фотосинтезе, превращается в крахмал:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 (суммарная формула)

nC6H12O6(глюкоза) → (C6H10O5)n + nH2O

В общем виде это можно записать как 6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n+ 6nO2.

Крахмал в качестве резервного питания накапливается в клубнях, плодах, семенах растений. Так, в наиболее часто используемых для производства крахмала растениях, клубнях картофеля содержится до 24 % крахмала, в зёрнах пшеницы — до 64 %, риса — 75 %, кукурузы — 70 %.

Модификация крахмала

В промышленности превращение крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) происходит путём его кипячения на протяжении нескольких часов в разбавленной серной кислоте (каталитическое влияние серной кислоты на осахаривание крахмала было обнаружено в 1811 году К. С. Кирхгофом). Чтобы из полученного раствора удалить серную кислоту, в него добавляют мел, получая из серной кислоты нерастворимый сульфат кальция. Последний отфильтровывают и вещество выпаривают. Получается густая сладкая масса — крахмальная патока, которая содержит, кроме глюкозы, значительное количество остальных продуктов гидролиза крахмала.

Патока используется для приготовления кондитерских изделий и для разнообразных технических целей.

Если нужно получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу. Полученный после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают, пока из него не начнут выпадать кристаллы глюкозы.

Также в настоящее время гидролиз крахмала производят ферментативно, с использованием альфа-амилазы для получения декстринов различной длины, и глюкоамилазы − для дальнейшего их гидролиза с получением глюкозы.

При нагревании сухого крахмала до 200—250 °C происходит частичное его разложение и получается смесь менее сложных, чем крахмал, полисахаридов (декстрин и другие).

Физическое изменение позволяет получать крахмал с высокой способностью удерживать влагу, что, в свою очередь, придаёт конечному продукту желаемую консистенцию.

Пищевое значение

В желудочном тракте человека и животного крахмал поддаётся гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом. Промежуточными продуктами гидролиза крахмала являются декстрины.

Крахмал как пищевая добавка используется для загущения многих пищевых продуктов, приготовления киселей, заправок и соусов.

Крахмал является наиболее распространённым углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания. Главными источниками крахмала в мире являются зерновые культуры: рис, пшеница, кукуруза; различные корнеплоды, в том числе картофель, а также маниок.[4] Большинство других крахмалистых продуктов произрастают только в местах с определённым климатом, например: рожь, ячмень, гречиха, овёс, пшено, жёлуди, бананы, каштаны, сорго, батат, плоды хлебного дерева, ямс, таро, чилим, маранта, арракача, канна, колоказия, кандык японский, пуэрария дольчатая, маланга, кислица клубненосная, такка перистонадрезанная, саго, и многие виды бобовых — таких, как чечевица, бобы садовые, маш, горох лущильный, нут.

Широко известными блюдами, содержащими крахмал, можно назвать: хлеб, блины, лапшу, макароны, каши, кисели и различные лепёшки, в том числе тортильи.

Для пищеварительных ферментов расщепление кристаллического крахмала (класс РК3) представляет некоторую сложность. Сырой крахмал плохо переваривается в двенадцатиперстной и тонкой кишках, а бактериальное разложение будет проходить в основном в толстой кишке. Продукты с большим количеством амилозы хуже перевариваются, чем с амилопектином. При этом даже резистентный (неперевариваемый) крахмал (классов РК2, РК3, РК4) играет свою физиологическую роль: медленная переработка такого крахмала в кишечнике не вызывает гипергликемии (увеличения концентрации глюкозы в крови, что особенно важно для больных сахарным диабетом), образует органические кислоты — основной источник энергии эпителия толстого кишечника, поддерживает иммунитет кишечного тракта, противовоспалительную защиту организма и другое.[5] В целях повышения усваиваемости крахмала его термически обрабатывают. Поэтому, прежде чем люди начали использовать огонь, зерно и другие высококрахмалосодержащие продукты были не самым лучшим способом получения энергии организмом (в отличие от белковой пищи). Термическая обработка изменила это, но это изменение в поступлении энергии из пищи с быстро легкоусваиваемыми углеводами стало одним из факторов развития метаболических синдромов в наше время, включая ожирение и диабет.

Клейстеризация и желатинизация крахмала, например, во время выпечки торта, может быть снижена за счёт сахара, конкурирующего за воду, что улучшает текстуру крахмала, предотвращая «зарезинивание».

Применение в промышленности

В мире наибольшее применение крахмал нашёл в целлюлозно-бумажной промышленности, насчитывая миллионы метрических тонн ежегодно[6].

В пищевой промышленности крахмал используется для получения глюкозы, патоки, этанола, в текстильной — для обработки тканей, в бумажной — в качестве наполнителя. Кроме того, крахмал входит в состав большинства колбас, майонеза, кетчупа и других продуктов.

Модифицированный крахмал является основным компонентом клея для обоев.

Применяется в фармацевтической промышленности в качестве наполнителя таблетированных форм лекарственных препаратов, некоторых лекарственных капсул, декстраны (декстрины) используются для приготовления ряда инфузионных растворов для внутривенных вливаний (гемодез, полиглюкин, реополиглюкин и т. д.).

Аддукт крахмала с иодом под названием амилойодин использовался в качестве антисептика и при лечении дефицита иода.

Применение в быту

Применение крахмала для приклеивания в быту

Крахмал используется для накрахмаливания предметов одежды: воротников, халатов и так далее. Крахмальный клейстер применяется для приклеивания обоев, изготовления папье-маше. Иногда крахмал используется в качестве присыпок.

Биологические свойства

Крахмал, являясь одним из продуктов фотосинтеза, широко распространён в природе. Для растений он является запасом питательных веществ и содержится в основном в плодах, семенах и клубнях. Наиболее богато крахмалом зерно злаковых растений: риса (до 86 %), пшеницы (до 75 %), кукурузы (до 72 %), а также клубни картофеля (до 24 %).

Для организма человека крахмал наряду с сахарозой служит основным поставщиком углеводов — одного из важнейших компонентов пищи. Под действием собственных ферментов человека крахмал гидролизуется до глюкозы, которая окисляется в клетках до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма.

Раствор крахмала в воде является неньютоновской жидкостью.

Грязевой крахмал

Грязевой крахмал — побочный продукт при производстве первого сорта крахмала: та его часть, которая отлагается вверху при отмывке в осадочных чанах или чанах с мешалкой. Содержит 90—95 % крахмала, перерабатывается вторично на крахмал.

См. также

Примечания

Литература

  • Крахмал // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства / под ред. А. И. Ревина. — М.: Советская энциклопедия, 1960. — Т. 1. — С. 293—294. — 770 с.
  • Костенко В. Г., Овчинников А. Е., Горбатов В. М. Производство крахмала. – М., Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 200 с.

Урок химии по теме “Полисахариды”. 10-й класс

Цели урока. Рассмотреть важнейшие полисахариды: крахмал и целлюлозу в сравнении их строения, свойств, применения и значения в природе.

Оборудование: медиапроектор, экран, ПК; крахмал и крахмальный клейстер, йодная настойка, пипетка, пробирки. У учащихся на каждой парте: вата, лупа, держатель, спички, пипетка, йодная настойка.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Проверка домашнего задания.

2.1 Что такое углеводы?

2.2 Что такое моносахариды? Приведите примеры.

2.3 Назовите формулу глюкозы.

2.4 Какие вещества относят к дисахаридам? Почему?

2.5 Назовите формулу сахарозы.

Углеводы. Химический диктант.

  1. Вещество при обычных условиях твердое, кристаллическое, сладкое.
  2. Хорошо растворяется в воде.
  3. Получают в промышленности гидролизом природного сырья.
  4. Получают в промышленности искусственно.
  5. Реагирует с аммиачным раствором оксида серебра.
  6. Реагирует со свежеприготовленным гидроксидом меди в щелочной среде.
  7. “Осветляет” известковое молоко.
  8. Может образовывать сложные эфиры.
  9. Может подвергаться гидролизу.
  10. Применяется в производстве зеркал.
  11. Используется в качестве пищевого продукта.
  12. Используется как лекарственный препарат.
  13. Свойства вещества проявляется при хлебопечении.
  14. Используется в производстве карамели.

Проверка диктанта, типичные ошибки.

Актуализация знаний.

Понятие о полисахаридах.

Ежедневно сталкиваясь со множеством бытовых предметов, продуктов питания, природных объектов, продуктов промышленного производства, мы не задумываемся о том, что все вокруг есть и индивидуальные химические вещества или совокупность этих веществ. Любое вещество обладает собственной структурой и свойствами. Человек с момента своего появления на Земле употреблял растительную пищу, содержащую крахмал, использовал для своих нужд древесину и другие растительные объекты, состоящие главным образом из другого природного полисахарида — целлюлозы. Затем научился выделять и перерабатывать природные полимеры, получая из них ценные вещества, материалы, продукты: бумагу и ткани, муку и патоку, спирт и древесный уголь. И только в начале XIX в. стало возможным изучение химического состава природных высокомолекулярных веществ, строения их молекул. В этой области были сделаны важнейшие открытия.

Некоторые углеводы представляют собой природные полимеры, состоящие из многих сотен и даже тысяч моносахаридных звеньев, входящих в состав одной макромолекулы. Поэтому такие вещества получили название полисахариды. Наиболее важными среди полисахаридов являются крахмал и целлюлоза. Оба они образуются в растительных клетках из глюкозы, основного продукта процесса фотосинтеза.

Наша задача сегодня – рассмотреть физические и химические свойства крахмала и целлюлозы, сравнить их состав и строение.

Таблица на доске (по мере определения характеристик, учитель записывает их на доске). Учащиеся, отвечают на вопросы – заполняют таблицу, проводят опыты.

  Крахмал. Целлюлоза.
Нахождение в природе(из личного опыта). Картофель (20%), пшеница, кукуруза (70%), рис (80%). Древесина, лен, конопля (60%), хлопок (98%).
Физические свойства (Э1). Белый порошок, хрустит при трении – невысокая механическая прочность, нерастворим в холодной воде, частично растворим в воде горячей. Белое волокнистое вещество, имеет высокую механическую прочность, нерастворимо в горячей и холодной воде, хорошо впитывает воду.
Состав. 6Н10О5)n 6Н10О5)n
Строение. Состоит из остатков  – глюкозы.

Амилоза – линейная спираль, амилопектин имеет разветвленную структуру.

Состоит из остатков β –глюкозы.

Линейные молекулы, образующие волокна за счет водородные связей.

Химические свойства. См Э2  
Биологическая роль. Запасной питательный материал, источник углеводов (глюкозы). Стенки клеток, питательное вещество животных.
Применение. Пищевая – глюкоза, патока, спирт.

Медицина – мази, присыпки, лекарственные препараты для лечения заболеваний ЖКТ.

Текстильная – крахмаление белья (защитная пленка, препятствующая загрязнению).

Древесина – опилки (глюкоза, спирт), бумага, искусственное волокно (вискоза, ацетатное).

Текстильная – хлопок, лен (нити, ткани).

Нитрование – фотопленка, нитролаки, бездымный. порох

Физические свойства.

Эксперимент 1 (Э 1)

  1. Цвет, внешний вид, форма.
  2. Механическая прочность. Скрутите клочок ваты в жгут и попробуйте разорвать его (волокно). Разотрите пальцами комок крахмала. Что напоминает услышанный звук? Что вы можете сказать о механической прочности этих веществ?
  3. Растворимость в воде (холодной, горячей). (Растворить в холодной воде, нагреть.)

Состав молекул.

На предыдущих уроках мы говорили о составе полисахаридов. Давайте вспомним, какой состав имеют крахмал и целлюлоза. Почему же имея одинаковый состав, эти вещества обладают столь разными свойствами? (имеют разное строение).

Строение молекул.

Давайте разберемся со строением полисахаридов. Почему эти вещества называются полисахаридами? Из остатков какого моносахарида они состоят? Какие формы глюкозы вы знаете? Какие будут участвовать в образовании полисахаридов? Вспомните, чем отличаются друг от друга -глюкоза и β-глюкоза? (Положение гидроксогруппы у первого атома углерода.)

Слайд 1, слайд 2.

Соединяясь в друг с другом в длинные цепочки остатки глюкозы образуют длинные молекулы, которые в пространстве ведут себя по-разному. Таблица. Например, молекулы целлюлозы, образованные остатками β-глюкозы, образуют линейные цепочки. Между соседними гидроксогруппами образуются водородные связи (напомнить), благодаря которым и формируются волокна. Именно водородные связи обуславливают высокую механическую прочность целлюлозы и ее нерастворимость в воде. Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов – амилозы и амилопектина. Они оба образованы остатками -глюкозы, но амилоза получена при участии 1 и 4 атомов углерода (получается линейная молекула), а в образовании амилопектина участвуют 1 и 6 атомы углерода и образуется разветвленная древовидная структура.

Химические свойства. Эксперимент 2.

Разное строение приводит и к разным свойствам.

1. Взаимодействие с йодом. Рассмотрим специфическое свойство крахмала – взаимодействие с йодом. В пробирку поместите 30 капель крахмального клейстера и 30 капель воды. Добавьте 2 капли спиртовой настойки йода. Что наблюдаете?

Таблица. Молекула амилазы свернута в спираль, внутри которой имеется канал. Именно в этом канале располагаются молекулы йода и удерживаются за счет притяжения и образования слабых связей между йодом и крахмалом. Нагрейте пробирку с раствором. Что наблюдаете? Окраска исчезает, потому что разрушаются связи. После охлаждения связи восстанавливаются, окраска появится вновь.

2. Горение (окисление).

Горение ваты (занимательный опыт).

Оборудование: фарфоровая чашка, перманганат калия (крист.), серная кислота (конц.), хлопковая вата.

Ход работы: в фарфоровую чашку поместите 2–3 г. кристаллического перманганата калия, добавьте пипеткой концентрированную серную кислоту – получается полужидкая кашица. В чашку бросьте кусочек ваты. Что наблюдаете?

Будет ли гореть крахмал?

Подожгите комочек крахмала. Сравните скорость горения этих веществ.

Окисление бумаги серной кислотой. На листе бумаги написать концентрированной серной кислотой любое слово и прогреть на пламени. Обугливание.

3. Гидролиз. Что это за процесс ? как его проводят? Назовите условия. Запишите уравнение реакции.

Целлюлоза → глюкоза (в одну стадию).

Крахмал → декстрины → мальтоза → глюкоза (процесс находит применение в хлебопечении).

4. Этерификация. Что это такое? С чем? С какими кислотами?

Запишите уравнение реакции взаимодействия целлюлозы с азотной и уксусной кислотами.

5. Растворение целлюлозы. Мы говорили, что целлюлоза не растворима в воде. Ее можно растворить в реактиве Швейцера.

Применение. (См. таблицу.)

Инструкция.

Физические свойства.

  1. Опишите цвет, внешний вид, форму.
  2. Определите механическую прочность. Скрутите клочок ваты в жгут и попробуйте разорвать его (волокно). Разотрите пальцами комок крахмала. Что напоминает услышанный звук? Что вы можете сказать о механической прочности этих веществ?
  3. Растворимость в воде (холодной, горячей). (Растворить в холодной воде, нагреть.)
  4. Подожгите комочек крахмала. Сравните скорость горения этих веществ.

Крахмал

Определение “Крахмал” в Большой Советской Энциклопедии


Крахмал (польск. krochmal, от нем. Kraftmehl), основной резервный углевод растений; образуется в клеточных органеллах (хлоропластах и амилопластах) и накапливается главным образом в семенах, луковицах и клубнях, а также в листьях и стеблях. Крахмал откладывается в клетках в виде зёрен, в состав которых входит небольшое количество белков и липидов. Зёрна Крахмал у разных видов растений различаются по размерам (наиболее крупные – у картофеля, их средний диаметр около 33 мкм. наиболее мелкие у риса – около 15 мкм) и форме и имеют слоистую структуру (рис. 1 и 2). При микроскопическом исследовании по виду зёрен Крахмал можно определить их происхождение. Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов: линейного – амилозы и разветвленного – амило-пектина, общая формула которых: (C6H10O5)n,. Как правило, содержание амилозы в Крахмал составляет 10-30%, а амилопектина 70-90% . Полисахариды Крахмал построены из остатков глюкозы, соединённых в амилозе и в линейных цепях амилопектина a-1,4-глюкозидными связями, а в точках ветвления – межцепочечными a-1,6-глюкозидными связями (см. формулы).

(В амилозе связано в среднем около 1000 остатков глюкозы; отдельные линейные участки молекулы амилопектина состоят из 20-30 таких единиц.) Характерное синее окрашивание Крахмал раствором иода (йодная реакция) используется для его обнаружения. При частичном кислотном гидролизе Крахмал образуются полисахариды меньшей степени полимеризации – декстрины, при полном гидролизе – глюкоза. Ферментативный распад Крахмал может осуществляться различными путями. В присутствии неорганического фосфата растительная фосфорилаза расщепляет a-1,4-связи с образованием глюкозо-1-фосфата, тем самым переводя Крахмал из запасной формы в метаболически активную. Широко распространённые в природе ферменты a- и b-амилазы также расщепляют только a-1,4-связи: b-амилаза – до мальтозы и декстринов, a-амилаза способна «обходить» точки ветвления и полностью расщеплять Крахмал до низкомолекулярных продуктов (мальтоза, глюкоза). Распад a-1,6-связей с образованием свободной глюкозы катализирует амило-1,6-глюкозидаза. У плесневых грибов существует фермент, расщепляющий Крахмал до глюкозы – глюкоамилаза. Конечные продукты ферментативного расщепления Крахмал – глюкоза и глюкозо-1-фосфат – важнейшие субстраты как энергетического обмена, так и процессов биосинтеза. Биосинтез неразветвлённых цепей Крахмал осуществляется с помощью глюкозилтрансфераз, катализирующих перенос остатка глюкозы от нуклеозиддифосфатглюкозы к растущей углеводной цепи. «Ветвящий» Q-фсрмент переносит концевой глюкозный остаток из основной цепи в боковую с образованием a-1,6-связи в амилопектине. Исходным субстратом при биосинтезе Крахмал у растений может быть сахароза. Крахмал составляет основную часть важнейших продуктов питания (в муке 75- 80%, в картофеле 25%), легко переваривается в желудочно-кишечном тракте и обладает высокой калорийностью – 16,75 кдж/г (ок. 4 ккал/г). Крахмал и его производные применяются при производстве бумаги, текстильных изделий, клеев, в литейном производстве и др. отраслях промышленности.

Как лекарственное средство Крахмал входит в состав присыпок, мазей и паст. В качестве индикатора на иод используют 1%-ный раствор Крахмал Применяют также как обволакивающее средство (клейстер, крахмальный отвар). Из смеси Крахмал (или пшеничной муки) и крахмального клейстера изготовляют облатки.
Лит.: Химия и технология крахмала, пер. с англ., 2 изд., М., 1956; Химия углеводов, М., 1967; Степаненко Б.Н., Углеводы. Успехи в изучении строения и метаболизма, М., 1968.
  Д. М. Беленький.

Статья про “Крахмал” в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 363 раз

Физико-химические и связующие свойства крахмала, полученного из Cyperus esculentus

Abstract

Целью данного исследования было выделить крахмал из клубней Cyperus esculentus L. и оценить его физико-химические и связующие свойства. Экстракция крахмала метабисульфитом натрия дает 37 г крахмала на 100 г клубней. Сканирующая электронная микроскопия показала, что крахмал Cyperus состоит из овальных или эллиптических частиц с гладкой поверхностью.Крахмал Cyperus демонстрирует узкий гранулометрический состав со средним значением 8,25 мкм. Крахмал Cyperus хорошо соответствует стандартам Фармакопеи США, установленным для широко используемых крахмалов, таких как кукуруза и картофель. Картина дифракции рентгеновских лучей на порошке и профиль сорбции влаги крахмала Cyperus были сопоставимы с таковыми для кукурузного крахмала. Крахмал Cyperus имел меньшую набухаемость, чем кукурузный и картофельный крахмал, что свидетельствует о более сильных ассоциативных силах внутри гранул.Индекс Карра и коэффициент Хауснера показывают, что крахмал Cyperus должен иметь сопоставимые свойства текучести по сравнению с кукурузным и картофельным крахмалом. Крахмал Cyperus применяли в качестве связующего для приготовления таблеток метронидазола. Составы, содержащие 5%, 7,5% и 10% крахмала Cyperus , сравнивали с составами, содержащими 10% картофельного крахмала. При концентрации связующего 10% таблетки, содержащие крахмал Cyperus , показали лучшую твердость и незначительную хрупкость по сравнению с таблетками с картофельным крахмалом.Хотя концентрация связующего существенно влияла на время дезинтеграции таблеток, по-видимому, она не влияла на профиль растворения. Эти результаты показывают, что крахмал Cyperus обеспечивает отличные связывающие свойства без ухудшения характеристик высвобождения лекарственного средства, и его следует исследовать в фармацевтических составах.

Ключевые слова: Cyperus esculentus , Cyperus крахмал, фармацевтический наполнитель, физико-химическая оценка, характеристика крахмала

ВВЕДЕНИЕ

Крахмал, полисахарид, состоящий исключительно из d-глюкозы, является одним из наиболее распространенных органических соединений. на земле.Крахмал можно выделить из листьев, стеблей, клубней, семян и корней высших растений, где он служит запасом энергии. С химической точки зрения крахмал представляет собой углеводный полимер, состоящий из ангидроглюкозных единиц, связанных α-d- (1, 4) глюкозидными связями. Он состоит из двух несовместимых по своей природе молекул: амилозы (15–30%), линейного полимера, и амилопектина (85–70%), полимера с разветвленной цепью. Крахмал используется в различных отраслях промышленности, включая пищевую, текстильную, косметическую, пластиковую, клеевую, бумажную и фармацевтическую.Крахмал широко используется в пищевой промышленности, особенно в качестве загустителя в обработанных пищевых продуктах (1). Крахмал также привлек внимание как биоразлагаемый пластик для производства предметов одноразового использования (2). Сообщения об использовании крахмала для личной гигиены и косметических целей относятся к семнадцатому веку (3). В фармацевтической промышленности крахмал используется в качестве связующего, разбавителя и разрыхлителя. Свежеприготовленная крахмальная паста с концентрацией 5–20% обычно используется при производстве таблеток (4).При концентрации 5–15% крахмал находит свое применение в качестве разрыхлителя в ряде составов таблеток (5). Новые применения крахмала были исследованы в области назальных (6), пародонтальных (7) и пленочных (8) систем доставки лекарств. Однако такая разнообразная применимость требует модификации имеющихся в настоящее время крахмалов или использования новых источников. Хотя другие отрасли промышленности постоянно участвуют в открытии новых крахмалов с особыми характеристиками, отчеты об аналогичной работе ученых-фармацевтов носят довольно единичный характер (9–13).Исследования, специально разработанные для понимания свойств крахмала с точки зрения рецептуры, могут предоставить нам альтернативы доступным в настоящее время вспомогательным веществам.

Cyperus esculentus L. (широко известный как желтый орех-трава или чуфа плоская) – это многолетнее растение из корневищ и клубней, вырастающее до высоты от 24 до 55 см (14,15). Стебли трехсторонние и треугольные в поперечном сечении, а листья желто-зеленого цвета с отчетливым гребнем. Он встречается на всей территории США как обычный сорняк сельскохозяйственных и садовых культур.Быстрорастущий и клубневидный рост желтого ореха позволяет ему превосходить культивируемые культуры на полях, декоративные растения на клумбах и местные виды на других территориях. Такие характеристики затрудняют искоренение растения и, следовательно, C . esculentus L. считается ядовитым сорняком в США (16). Он также встречается в других частях мира и был оценен как нет. 16 среди худших сорняков в мире (17). Однако клубни этого растения имеют высокое содержание крахмала (18), и этот крахмал сопоставим с маниокой и рисовым крахмалом (19).Рэдли (20) указал, что крахмал из этих клубней можно использовать для многих продуктов на основе крахмала, косметических продуктов и придания жесткости тканям. Таким образом, крахмал получен из C . esculentus L. или «крахмал Cyperus » может быть интересным кандидатом с последствиями для использования в качестве фармацевтического наполнителя.

Поскольку физико-химические характеристики любого вспомогательного вещества напрямую влияют на его функциональность, детальное изучение этого аспекта является обязательным. Сравнительная оценка характеристик связующего по сравнению с другим клубневым крахмалом i.е. Также информативен картофельный крахмал . Целью данного исследования было выделение крахмала из клубней C . esculentus L. и оценить его физико-химические и связующие свойства.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Материалы

Клубни C . esculentus L. и Solanum tuberosum L. (картофель) были закуплены на открытом рынке в Абудже, Нигерия. Метабисульфит натрия был получен от Sigma Chemicals Ltd (Санкт-Петербург).Louis, MO, USA), а метронидазол был доставлен из NIPCO (Абуджа, Нигерия). Все реагенты были аналитической чистоты и использовались без дополнительной очистки.

Методы

Экстракция крахмала Cyperus

Свежие клубни (тигровые орехи) C . esculentus были тщательно промыты водой и удалены все синяки. Петролейный эфир использовали для извлечения масла из клубней с помощью аппарата Сокселет. Затем клубни измельчали ​​и вымачивали в течение ночи в водном растворе метабисульфита натрия (0.075% мас. / Об. ). Это помогло обеспечить надлежащую гидратацию клубней, способствуя выделению крахмала. Пропитанные клубни измельчали ​​во влажном помоле до получения однородной мелкодисперсной пасты, диспергировали в больших количествах водного раствора метабисульфита натрия (0,075% мас. / Об. ), а затем просеивали через тонкую муслиновую ткань. Суспензии давали отстояться и супернатант декантировали. Полученный крахмал обильно промывали дистиллированной водой, а затем сушили в сушильном шкафу с горячим воздухом при 50 ° C в течение 24 часов.Его измельчали ​​в мелкий порошок и взвешивали. Урожайность в процентах рассчитывалась на основе сухой массы орехов. Для проверки процесса экстракции картофельный крахмал также экстрагировали из клубней S . tuberosum L. аналогично.

Определение органолептических свойств

Две группы, состоящие из шести экспертов, оценивали цвет, запах, вкус и текстуру образцов. Индивидуальная оценка каждого члена комиссии была задокументирована.

Сканирующая электронная микроскопия

Морфологию крахмала получали с использованием сканирующего электронного микроскопа с полевой эмиссией Hitachi S5200 (Hitachi High-Technologies Canada, Inc., Онтарио, Канада). Изображения образцов без покрытия были получены при ускоряющем напряжении 1,0 кВ.

Анализ размера частиц

Гранулометрический состав образцов получали с использованием лазерного дифракционного анализатора размера частиц Beckman Coulter LS 13 320 (Beckman Coulter, Inc., Фуллертон, Калифорния).LS 13 320 оснащен оптическим стендом и универсальным жидкостным модулем для измерения гранулометрического состава частиц, взвешенных в воде при 20 ° C. Все измерения были выполнены в трех экземплярах.

Измерения плотности

Насыпную плотность и плотность утряски образцов получали с использованием Stampfvolumeter STAV 2003 (J. Engelsmann AG, Людвигсхафен-на-Рейне, Германия). Образец порошка крахмала массой 50 г переносили в калиброванный стеклянный цилиндр емкостью 200 мл через стеклянную воронку с короткой ножкой и фиксировали объем, занимаемый порошком.Затем по цилиндру было произведено 500 нажатий для расчета изменения объема. Истинная плотность образцов определялась с использованием баллона с удельным весом 50 мл с ксилолом в качестве вытесняющей жидкости. «Процент сжимаемости» Карра и коэффициент Хауснера были рассчитаны по следующим уравнениям:

1

2

Фармакопейные спецификации США

Образцы крахмала были проверены на их соответствие стандартам Фармакопеи США (USP) (21 ).Идентификационные и микробные пределы образцов были протестированы, как описано в USP. PH 20% водной суспензии крахмала мас. / Об. определяли потенциометрическим методом. Образцы сушили при 120 ° C в течение 4 часов, чтобы получить процентную потерю при сушке (LOD). Образец крахмала массой 2 г отвешивали в платиновый тигель и сжигали. Оценка золы проводилась путем измерения остатка, оставшегося после сжигания в печи при 575 ± 25 ° C. Проведена серия тестов на определение окисляющих веществ, диоксида серы, содержания железа и других микроэлементов.Все измерения были выполнены в трех экземплярах, и средние значения представлены в отчете.

Оценка отношения амилозы к амилопектину

Отношение амилозы к амилопектину оценивали с помощью колориметрического измерения комплексов включения амилоза-йод, образованных в результате йодсвязывающей способности амилозы. Образец крахмала массой 5 ​​г обезжиривали с использованием 75% n -пропанола при 85 ° C в экстракторе Сокслета. Крахмал, не содержащий липидов, сушили на воздухе в течение 12 часов с последующей сушкой в ​​печи при 30 ° C в течение 24 часов.Приблизительно 20 мг высушенного образца без липидов диспергировали в 8 мл 90% диметилсульфоксида и нагревали на водяной бане при 85 ° C до получения прозрачного раствора. Один миллилитр этого раствора смешивали с 5 мл свежеприготовленного йодного реагента (0,0025 М йода / 0,0065 М йодида калия) и 44 мл дистиллированной воды. Цвету давали проявиться в течение 15 минут, и оптическую плотность измеряли при 600 нм. Смеси, содержащие известные соотношения чистой амилозы и чистого амилопектина, обрабатывали аналогичным образом для получения калибровочной кривой.

Дифракция рентгеновских лучей на порошке

Структурные характеристики были выполнены с использованием рентгеновского дифрактометра Siemens D5000 при температуре окружающей среды. Образцы порошка, упакованные в прямоугольные алюминиевые кюветы, освещались излучением CuKα ( λ = 1,54056 Å) при 45 кВ и 40 мА. Образцы сканировали между углами дифракции от 5 ° до 40 ° 2 θ , что достаточно для покрытия всех значительных дифракционных пиков кристаллитов крахмала. Использовались шаги сканирования 0,1 с временем задержки 15 с.Никелевый фильтр использовался для уменьшения вклада Kβ в рентгеновский сигнал. Расстояние d было вычислено в соответствии с законом дифракции Брэгга.

Определение способности к набуханию

Водные дисперсии образцов крахмала нагревали с интервалами 10 ° C между 55 ° C и 95 ° C. Затем каждый образец центрифугировали при 4500 об / мин в течение 30 минут и анализировали вес осадка на грамм сухого веса крахмала. Жидкий супернатант, полученный в каждой точке, сушили в сушильном шкафу с горячим воздухом и взвешивали после охлаждения в эксикаторе.Была сделана поправка на растворимый крахмал, чтобы обеспечить степень набухания набухших, но нерастворенных гранул.

Гравиметрическая сорбция влаги

Изотермы сорбции влаги были получены при 25 ° C и давлении окружающей среды с использованием симметричного анализатора сорбции паров SGA-100 (VTI Corp, Hialeah, FL). SGA-100 оснащен электронными микровесами (CI Electronics, Wiltshire, UK) и анализатором точки росы (Edgetech, Milford, MA) для точного измерения веса и относительной влажности (RH) соответственно.Калибровку прибора проводили с использованием хлорида натрия и ПВП К30. Образцы сушили при 60 ° C и относительной влажности 0% в течение минимум 6 часов и подвергали воздействию относительной влажности с шагом 10% в диапазоне от 10% до 90%. Равновесие предполагалось, когда микровесы регистрировали изменение менее 0,01% в течение 5 минут (dm / dt = 0,002% / мин). Образцы уравновешивали максимум 24 часа.

Приготовление и оценка гранул метронидазола

Гранулирование осуществляли влажным методом массирования и просеивания.Образец метронидазола массой 80 г подвергали мокрому массированию с заданными количествами 5%, 7,5% и 10% мас. / Мас. Крахмала Cyperus или 10% мас. / Мас. Картофельного крахмала . Затем влажную массу замешивали в течение 15 мин, пропускали через кол. 10 сито и сушат в сушильном шкафу с горячим воздухом при 50 ° C в течение 30 мин. Эти гранулы затем пропускали через № 16 и сушили при 50 ° C в течение 1 ч с получением конечного продукта. Определяли содержание влаги в гранулах, плотность (насыпную, после утряски и истинную), гранулометрический состав и рыхлость.Чтобы определить рыхлость, гранулы оставались на нет. Было выделено 18 сит. Образец предварительно просеянных гранул весом 10 г подвергали испытанию на хрупкость при 25 об / мин в течение 4 мин с использованием тестера хрупкости Erweka TA 220 (Erweka GmbH, Heusenstamm, Германия). Затем гранулы снова просеивали, и вес гранул оставался на отметке №. Было определено сито 18. Это выражалось в процентах от исходного веса.

Приготовление и оценка таблеток метронидазола

Различные партии гранул тщательно перемешивали с 5% мас. / Мас. соответствующего сухого крахмала в течение 4 мин и с 1% мас. / Мас. стеарата магния в течение дополнительной 1 мин. в тумблере (JEL-Karl Kolb, Драйайх, Германия).Предварительно смешанные смеси затем прессовали с использованием 12-мм плоского штампа на таблеточном прессе с одной станцией (Shanghai Tianxiang & Chentai Pharmaceutical, Шанхай, Китай), так что каждая таблетка весила около 450 мг. Для каждого препарата прессовали примерно 200 таблеток. Твердость, хрупкость, дезинтеграция и растворение таблеток определяли в соответствии с физическими испытаниями, указанными в USP (21).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Выделение

Выделение крахмала из клубней C . esculentus L. было относительно простым. Гранулы крахмала оседали легко, и этому оседанию не мешало присутствие некрахмальных материалов из клубней. Некрахмальные материалы оставались взвешенными в надосадочной жидкости и были декантированы. Выход крахмала Cyperus после экстракции масла составил примерно 37 г на 100 г свежих клубней. Это было сочтено удовлетворительным, поскольку в литературе ранее сообщалось о выходе примерно 21% мас. / Мас. оснований (22).

Физико-химическая характеристика

Крахмал встречается в растениях в виде гранул, характерных по размеру, форме и морфологии. Поскольку эти характеристики определяются биологическим происхождением, необходимо тщательное исследование физико-химических свойств. Крахмал Cyperus – это блестящий белый порошок без запаха с теплым мягким вкусом и гладкой текстурой. Как видно из микрофотографий на фиг. Cyperus , крахмал представляет собой гранулы эллиптической или сферической формы с относительно гладкой поверхностью.Сканирующая электронная микроскопия показывает, что крахмал Cyperus имеет одинаковый размер, форму и морфологию гранул. Было показано, что распределение потенциального наполнителя по размеру влияет на различные характеристики препарата, такие как текучесть, уплотняемость, способность связывать воду и высвобождение лекарственного средства (23-25). Хотя в литературе не задокументирована точная категоризация размера гранул, гранулы крахмала условно классифицируются на большие (> 25 мкм), средние (10-25 мкм), маленькие (5-10 мкм) и очень маленькие (<5 мкм). ) (26).Крахмал Cyperus преимущественно состоит из гранул малого и среднего размера (в процентах по объему) со средним размером частиц 8,25 мкм. Гранулометрический состав крахмала Cyperus , показанный на рис. 4, показывает размер гранул от 2 до 17 мкм и вполне согласуется с ранее сообщенным диапазоном 3–12 мкм (22). Типичные распределения размеров частиц для коммерчески используемых крахмалов включают кукурузный крахмал (2–32 мкм), картофельный крахмал (10–100 мкм), рисовый крахмал (2–20 мкм), крахмал тапиоки (5–35 мкм) и пшеничный крахмал (2 –45 мкм) (4).

Сканирующие электронные микрофотографии гранул крахмала, полученных из C . эскулентус

Гранулометрический состав гранул крахмала Cyperus

Известно, что природные крахмалы содержат различные количества одновалентных и двухвалентных катионов, унаследованных от исходного материала. Сжигание образца крахмала и анализ остатка (известного как зола) можно использовать для оценки ионов металлов, присутствующих в образце (27,28). Образцы крахмала Cyperus показывают преобладание двухвалентных катионов по сравнению с кукурузным крахмалом, который, как было показано, в основном содержит одновалентные катионы, такие как натрий и калий (28).Зольность крахмала Cyperus немного выше, чем значение, рекомендованное в USP (21) для образцов крахмала, и может быть связано с присутствием магния и кальция. Хотя было обнаружено, что крахмал Cyperus содержит железо, магний и кальций, как указано в таблице, следов тяжелых металлов обнаружено не было. Некоторые крахмалы содержат небольшое количество липидных материалов (, например, , кукурузный крахмал ~ 0,6–0,7%) и, следовательно, требуют предварительной обработки для удаления жировых материалов (29).Клубни С . esculentus L., как было показано, содержит до 27% жирных масел (30). Хотя большая часть этого масла была удалена с помощью экстракции Сокселет, крахмал Cyperus сохраняет около 0,3% липидов и, вероятно, распределяется эндогенно. Поскольку жирные вещества, по-видимому, образуют комплекс с линейными фракциями нативных крахмалов, их присутствие значительно изменяет такие свойства, как набухание гранул, превращение ферментов и сродство к йоду (31).

Таблица I

Оценка свойств крахмала Cyperus в соответствии со спецификациями Фармакопеи США

0,00 Окисляющие вещества
Тест Крахмал Cyperus Спецификации Фармакопеи США на крахмал
Идентификация 8 Micro пределы Соответствует +
pH (20% суспензия) 6.5–6,9 4,5–7,0
Потери при высыхании 12,5% ≤14,0%
Остаток при возгорании 1,0% ≤0,5%
≤0,002%
Диоксид серы 0,005% ≤0,008%
Содержание железа 0,4000 частей на миллион ≤20 частей на миллион
Содержание магния0014 частей на миллион
Содержание кальция 0,7440 частей на миллион
Содержание липидов 0,3%

0 Фармакопейные стандарты 9 установлены в соответствии с 9 CyParch4 в США 9 Хорошо для широко используемых крахмалов, таких как кукуруза и картофель (21). Результаты фармакопейных спецификаций приведены в таблице. Образец крахмала

Cyperus давал полупрозрачное беловатое желе в кипящей воде и был окрашен от красновато-фиолетового до темно-синего цвета, как показал идентификационный тест в USP (21).Общее количество аэробных микробов находилось в пределах, указанных в справочнике. Как указано в таблице, образцы крахмала Cyperus соответствуют конкретным требованиям к значениям pH. Хотя крахмал редко содержит летучие вещества, кроме воды, LOD является хорошим методом для определения летучих компонентов, присутствующих в образце. 12,5% LOD для крахмала Cyperus находится в пределах, установленных USP (21), и объясняется наличием влаги.

Набухание

Чтобы быть потенциально полезным в качестве фармацевтического наполнителя, способность гранул крахмала набухать имеет важное значение.Способность к набуханию является не только мерой гидратационной способности образца, но также указывает на ассоциативные силы в гранулах. Профиль набухания кукурузы, картофеля и крахмала Cyperus показан на рис. По сравнению с картофельным и кукурузным крахмалом, крахмал Cyperus демонстрирует самую высокую устойчивость к набуханию. Эта более низкая способность к набуханию может быть связана с взаимодействием различных факторов: главными из них являются размер частиц и содержание липидов. Малый размер гранул крахмала Cyperus уже имеет тенденцию к компактной упаковке, что приводит к большей степени ассоциации и, следовательно, к меньшему набуханию.Это свойство крахмала Cyperus может быть исследовано на предмет его потенциального использования в качестве связующего в фармацевтических рецептурах.

Сравнительная оценка набухающей способности картофеля, Cyperus и кукурузного крахмала

Соотношение амилоза к амилопектину

Хорошо известно, что крахмалы содержат два полисахаридных компонента: линейную фракцию (амилозу) и разветвленную фракцию ( амилопектин). Водные дисперсии амилозы нестабильны из-за межмолекулярного притяжения и ассоциации с соседними молекулами.Следовательно, содержание амилозы значительно влияет на многие фундаментальные свойства, такие как температура склеивания, вязкость, стабильность геля, растворимость в воде и степень устойчивости гранул крахмала к перевариванию амилазами. Более того, амилоза играет роль в нарушении кристаллической природы гранул крахмала (32). Количество амилозы имеет тенденцию различаться для крахмалов из разных источников, поэтому необходима количественная оценка содержания амилозы. Как указано в таблице, содержание амилозы в Cyperus и кукурузном крахмале сопоставимо, что является хорошим показателем сходства некоторых их функциональных характеристик.

Таблица II

Сравнительное выяснение некоторых физико-химических свойств картофеля, Cyperus и кукурузного крахмала

9022 / см 3 )
Тест Картофельный крахмал Cyperus крахмал Кукурузный крахмал 0,833 0,601 0,462
Насыпная плотность (г / см 3 ) 1,071 0,753 0.658
Истинная плотность (г / см 3 ) 1,798 1,660 1,478
Индекс Карра (%) 22,22 20,19 1,28 1,25 1,42
Диапазон размеров частиц (мкм) 10,0–100,0 2,0–17,0 2,0–32,0
Температура набухания (° C) 65230 65230 652 64
Температура склеивания (° C) 66–72 75–79 76–81
Температура поджаривания (° C) 214–223 220–229 222– 228
Температура обжига (° C) 258–263 260–264 260–264
Амилоза / амилопектин 26.5: 73,5 11,5: 88,5 11,5: 88,5

Измерение плотности

Плотность крахмала играет важную роль для технологических и инженерных целей. Было предложено несколько тенденций, которые связывают насыпную плотность наполнителей с функциональными свойствами, такими как уплотняемость и текучесть порошка (33). Индекс Карра и коэффициент Хауснера – это простые методы, в которых значения плотности используются для прогнозирования текучести порошков (34,35). Индекс Карра, также известный как процентная сжимаемость, описывает текучесть порошков как отличную (5–15%), хорошую (12–16%), удовлетворительную (18–21%) и плохую (23–28%).Аналогичным образом, значение коэффициента Хауснера менее 1,20 указывает на хорошую текучесть, а значение больше 1,50 указывает на плохие свойства текучести (36). Индекс сжимаемости также использовался для измерения трения между частицами и вероятности образования дуги (37). Индекс Карра и коэффициент Хауснера для Cyperus , картофельного и кукурузного крахмала приведены в таблице. На основании этих значений очевидно, что крахмал Cyperus имеет довольно сравнимую текучесть по сравнению с другими обычно используемыми крахмалом, такими как кукуруза и картофель.

Рентгеновский порошковый анализ

Обычно обнаруживается, что гранулы крахмала демонстрируют дифракционные картины, которые классифицируются как A, B или C. Тип дифракционной картины в первую очередь зависит от расположения двухспиральных амилопектиновых цепей. Паттерн A получается в результате плотной упаковки с молекулой воды между каждой двойной спиралью, в то время как более открытая гексагональная упаковка с молекулами воды в центральной полости демонстрирует паттерн B (38,39).Картина C очень похожа на диаграмму A, за исключением появления пика около 5 ° 2 θ . Хотя биологическое происхождение крахмала играет важную роль в определении картины дифракции, известно, что другие факторы, такие как длина цепи амилопектина, амилаза и содержание влаги, влияют на картину в пределах одного и того же исходного источника (40,41). Зобель отметил, что порошковые узоры могут стать слабыми при влажности ниже 10%, а узор из дискретных линий структуры B-типа полностью исчезает при влажности ниже 1% (42).Поэтому дифрактограммы всех образцов были получены при соответствующем содержании влаги (~ 10%). Порошковые рентгеновские дифрактограммы Cyperus , картофельного и кукурузного крахмала представлены на рис. Угол отражения Брэгга 2 θ , а также межплоскостное расстояние d и относительная интенсивность пиков приведены в таблице. Межплоскостное расстояние было рассчитано с использованием уравнения Брэгга: = 2 d sin θ , где θ – половина угла, считываемого с дифрактограммы.

Порошковые дифрактограммы картофеля, Cyperus и кукурузного крахмала

Таблица III

Угол отражения Брэгга (2 θ ), межплоскостное расстояние (d) и относительная интенсивность пиков для дифрактограммы кукурузы, Cyperus и картофельного крахмала

9030 9022 11,4 902 11,4 902 302 9,05 175 09 9025 M
Кукурузный крахмал Крахмал Cyperus Картофельный крахмал
d шаг (Å) Интенсивность 2 θ d шаг (Å) Интенсивность 2 θ d шаг (Å) Интенсивность
10.1 8,69 W 10,3 8,63 W 5,5 16,07 M
11,4 7,65
W
15,3 5,79 S 15,4 5,82 S 10,9 8,15 W
S 17,3 5,17 S 14,5 6,14 M
18,2 4,87 S 18,7 9025 18,7 9025 902 S
20,1 4,41 M 20,2 4,39 W 19,3 4,66 W
23,2 383 S 23,6 3,84 S 22,1 4,09 M
26,9 3,24 W 27,2 27,2 9025
30,8 2,90 W 34,4 2,72 W 26,3 3,48 W

Межплоскостные характерные признаки дифференцированные, хорошо описаны в литературе (42).Визуальный осмотр данных дифракции, полученных для трех образцов (рис.), Показывает, что Cyperus и кукурузный крахмал имеют самые сильные пики примерно при 15 °, 17 ° и 23 ° 2 θ . Более того, пик при 18 ° 2 θ не разрешен и был преобразован в плечо, характерную черту рисунка A-типа. Картофельный крахмал имеет самый сильный пик дифракции около 17 ° 2 θ , относительно средние пики около 5 °, 15 °, 22 ° и 24 ° 2 θ и пару слабых пиков, рассеянных около 10 ° и 19 °. 2 θ .Вид пиков на дифрактограмме картофельного крахмала характерен для кристаллической структуры B-типа (42). Хотя клубневые крахмалы обычно дают картину порошка В-типа, отличительный пик для картины В при 5 ° 2 θ не виден для крахмала Cyperus . Таким образом, был сделан вывод, что кристаллическая структура крахмала Cyperus очень похожа на структуру кукурузного крахмала. Независимо от структуры порошка, обычно считается, что гранула крахмала включает чередующиеся области аморфных и кристаллических пластинок.Степень кристалличности оценивали по методике, описанной Нара и Комия (43). Степень кристалличности трех образцов была порядка крахмал Cyperus > кукурузный крахмал> картофельный крахмал с числовыми значениями 39,4%, 38,3% и 20,9% соответственно. Картофельный крахмал с самым высоким содержанием амилозы имеет самую низкую степень кристалличности, что дает больше доказательств того, что амилоза, по-видимому, нарушает кристаллическую природу гранул крахмала. Cyperus и кукурузный крахмал имеют одинаковое содержание амилозы и, соответственно, обладают одинаковой кристалличностью.

Анализ сорбции влаги

Сорбцию влаги крахмалом приписывают взаимодействию между гидроксильными группами гексозного фрагмента и молекулами воды (44). Молекулы воды образуют водородные связи как с амилозой, так и с амилопектином, но было показано, что структура амилопектина физически улавливает молекулы воды. На основании этого была выдвинута гипотеза, что гранулы крахмала с высоким содержанием амилопектина будут иметь более высокий потенциал сорбции влаги (45). Однако другой фактор, который, кажется, отменяет эту гипотезу, – это кристалличность полимера.Было предложено, чтобы кристаллические полимеры имели обширные вторичные межмолекулярные связи. Это вторичное связывание заставляет гидроксильные группы на соседних единицах глюкозы взаимодействовать друг с другом и, следовательно, уменьшает доступные места для адсорбции молекул воды (46). В результате более высокая степень кристалличности может снизить сорбцию влаги, как показано на рис. Не отмечено существенной разницы в способности Cyperus и кукурузного крахмала взаимодействовать с влагой. Это дополнительно подтверждается подгонкой уравнения Гуггенхайма, Андерсона и де Бура (ГАБ) (47) к данным по сорбции влаги.Также было показано, что большая часть воды, связанной с полимерами, локализована в аморфной области (48). Таким образом, значение так называемого покрытия монослоем, полученное из уравнения GAB, должно быть скорректировано путем деления значения W м на долю некристаллической области и затем обозначено как W м корр . Параметры GAB для трех образцов крахмала приведены в таблице. Следует отметить, что с учетом степени кристалличности картофельный крахмал имеет наименьшее значение монослойного покрытия.Высокие значения равновесной влажности картофельного крахмала в первую очередь связаны с локализацией влаги в аморфной области при высокой относительной влажности.

Равновесное содержание влаги в кукурузе, Cyperus и картофельном крахмале при сканировании относительной влажности

Таблица IV

Параметры взаимодействия C G и K , а покрытие монослоя Вт м В соответствии с уравнениями, предложенными Гуггенхаймом, Андерсоном и де Боэром (GAB)

Образец С G К Вт м (г / г) Кристалличность Вт м Corr (г / г)
Кукуруза 15.62 0,69 0,0858 39,4% 0,1412
Cyperus 17,38 0,66 0,0927 38,3% 0,1502
Картофель 10,96 0,72 0,0957 20,9% 30 30 30 структурные характеристики гранул крахмала ясно показали влияние содержания воды на структуру порошка.Далее было показано, что гранулы, демонстрирующие структуру B-типа (, например, , картофель), могут удерживать больше молекул воды по сравнению с моделью A-типа (, например, , кукуруза и Cyperus ) (38,39). Эти исследования ясно показывают, что вода, связанная с крахмалом, не просто адсорбируется на поверхности, но также проникает через гранулы. Янг и Нельсон вывели систему уравнений, которые различают влагу, связанную с биологическими материалами, на «связанный» или адсорбированный монослой на поверхности, «нормально конденсированный» или внешнюю влагу и «поглощенную» или внутреннюю влагу (49–51).Количество поглощенной изнутри влаги имеет тенденцию к уменьшению «свободной» воды и, таким образом, изменяет способность вспомогательного вещества участвовать в образовании связи. Анализ данных по сорбции влаги по уравнениям Юнга и Нельсона проиллюстрирован на рис. Как показывает этот анализ, крахмал Cyperus имеет наименьшее количество абсорбированной воды, и большая часть воды, связанной с крахмалом Cyperus , адсорбируется извне. Высокое количество воды, абсорбированной внутри картофельного крахмала, хорошо согласуется с его внутренней структурой, i.е. , более открытые и гидратированные гексагональные кристаллиты. Количество воды, адсорбированной извне, важно, поскольку оно может способствовать образованию жидких мостиков между частицами. Растворимые компоненты, присутствующие в составе, имеют тенденцию образовывать эти жидкие мостики и после высыхания; они превращаются в твердые мосты, которые помогают поддерживать эффективность связывания. В случаях, когда внутренне абсорбированная влага высока, количество воды, доступной для образования мостиков, уменьшается, что может привести к проблемам с рецептурой.

Анализ данных сорбции влаги в соответствии с уравнениями, разработанными Янгом и Нельсоном

Оценка эффективности связывания

Крахмал Cyperus использовался в качестве связующего в концентрациях 5%, 7,5% и 10% мас. аналогичный состав, содержащий 10% мас. / мас. картофельного крахмала в качестве связующего, использовали для сравнения. Чтобы изучить влияние концентрации связующего, все другие факторы, , то есть , количество лекарственного средства, лубриканта и эндодезинтегранта поддерживали постоянным для разных составов.Подробные сведения о четырех составах, а именно С1, С2 и С3 для крахмала Cyperus и Р1 для картофельного крахмала, представлены в таблице. Были охарактеризованы как гранулы, так и таблетки, полученные методом влажной грануляции и прессования. Данные по влагосодержанию, плотности, рыхлости, пористости и сжимаемости гранул представлены в таблице. Средний размер частиц гранул всех составов составлял от 1050 до 1080 мкм. Размер частиц является важным параметром, поскольку гранулометрический состав влияет на средний вес таблетки, время дезинтеграции, хрупкость и сыпучесть гранул.Точно так же содержание влаги в гранулах не показало значительных различий. Для крахмала Cyperus концентрация связующего, по-видимому, имела прямое влияние на индекс прессуемости. Увеличение концентрации крахмала Cyperus в качестве связующего, по-видимому, снижает индекс прессуемости гранул. Это указывает на то, что свойства текучести гранул значительно улучшаются с увеличением концентрации связующего. Аналогичная тенденция наблюдалась также для пористости и рыхлости гранул.Сравнение составов, содержащих такое же количество Cyperus и картофельного крахмала в качестве связующего (10% мас. / Мас. ), показывает, что гранулы, полученные с использованием крахмала Cyperus , имеют лучшие свойства текучести, более низкую пористость и более низкую рыхлость.

Таблица V

Состав для гранул метронидазола с различной концентрацией Cyperus Крахмал в качестве связующего

4000
Состав Крахмал Концентрация связующего ( w / w ) мг Метрон ( w / w ) мг Метрон ( ) стеарат (мг) Эндодезинтегрант (мг)
C1 Cyperus 5% 400 4.5 22,5
C2 Cyperus 7,5% 400 4,5 22,5
C3 Cyperus 10% 400 4,5 22,5
P1 Картофель 10% 400 4,5 22,5
9 900u

Cyperus

и картофельный крахмал как связующие

902 902
Состав Средний размер частиц (мкм) Содержание влаги (%) Индекс сжимаемости (%) Пористость (%) Хрупкость (%) 902
C1 1050 1.2 18,44 21,15 5,29 0 ± 0,51
C2 1,070 1,2 14,95 20,46 1,75 ± 0,13
15,50 1,25 ± 0,38
P1 1,060 1,4 15,53 25,56 8,88 ± 0,53

Таблетки, перечисленные в таблице метронида.Для составов с 5% и 7,5% крахмала Cyperus по весу (составы C1 и C2, соответственно) не было отмечено значительного различия в твердости таблеток, но время распадаемости значительно увеличилось. Увеличение концентрации крахмальной пасты Cyperus до 10% мас. / Мас. (состав C3) приводит к значительному увеличению как твердости, так и времени распадаемости. Интересно отметить, что твердость таблеток с использованием 5% мас. / Мас. из крахмала Cyperus в качестве связующего аналогична твердости, полученной с использованием вдвое большего количества картофельного крахмала (10% мас. / Мас. ).Когда крахмал Cyperus используется в концентрации 10% мас. / Мас. (состав C3), твердость таблеток оказалась значительно выше, в то время как хрупкость оказалась незначительной по сравнению с рецептурой картофельного крахмала при той же концентрации связующего (состав P1). Однако время дезинтеграции увеличивалось с увеличением концентрации крахмала Cyperus . При аналогичной концентрации связующего (10% мас. / Мас. ) время распадаемости таблеток, содержащих крахмал Cyperus (композиция C3), было вдвое больше, чем для таблеток, содержащих картофельный крахмал (композиция P1).Увеличение времени дезинтеграции можно объяснить двумя факторами: , а именно , более низкой пористостью гранул, приготовленных с использованием крахмала Cyperus , и присущей этим двум крахмалом способности набухать. Значения пористости отражают сеть пор, через которые вода может проникать в прессованный материал, вызывая его разбухание и, как следствие, разрушение. Кроме того, как обсуждалось ранее, набухание крахмала Cyperus по своей природе ниже, чем у картофельного и кукурузного крахмала (рис.). Взаимодействие между более низкой пористостью приготовленных гранул и внутренней устойчивостью к набуханию, по-видимому, проявляется в форме увеличения времени распадаемости таблеток, содержащих крахмал Cyperus в качестве связующего.

Таблица VII

Некоторые свойства таблеток, приготовленных с использованием Cyperus и картофельного крахмала в качестве связующих

Состав Твердость (кгФ) Время распада (с) Хрупкость (%)
6.38 ± 0,12 120 4,34 ± 0,56
C2 6,63 ± 0,28 210 1,56 ± 0,08
C3 10,75 ± 0,54 10,75 ± 0,54 10,75 ± 0,54 P1 6,33 ± 0,21 150 3,24 ± 0,27

Хотя были отмечены различия во времени распадаемости различных составов, таблетки всех четырех составов распадались в течение 5 минут или меньше.Следовательно, значительного влияния концентрации связующего на профиль растворения любого состава не ожидалось. Профили растворения всех четырех составов показаны на рис. Визуальный осмотр профилей растворения не показывает значительных различий между ними, и все составы высвобождают 85% или более лекарственного средства менее чем за 15 мин. Для дальнейшей проверки этого был использован независимый от модели математический подход для сравнения профилей растворения, предложенный Муром и Фланнером (52).Используя средние значения растворения из кривых в каждый момент времени, математическая обработка вычисляет коэффициент различия ( f 1 ) и коэффициент подобия ( f 2 ). Значение f 1 равно 0, когда средние профили идентичны, и увеличивается пропорционально по мере увеличения разницы между средними профилями. Аналогично, значение f 2 равно 100, когда профили идентичны, а средняя разница в 10% во всех измеренных временных точках дает значение f 2 , равное 50.Значение f 1 между 0 и 15, а значение f 2 между 50 и 100 подразумевает одинаковость или эквивалентность профилей растворения (53). Этот метод был широко принят Управлением по контролю за продуктами и лекарствами в различных руководящих документах, с большим упором на использование значений f 2 . Следует отметить, что для продуктов, которые быстро растворяются, , то есть , более 85% за 15 минут или меньше, сравнение профилей не требуется.Как и ожидалось, значения f 2 , использованные для измерения близости между различными профилями растворения четырех составов, были больше 75, что явно указывает на сходство. Следует отметить незначительную разницу между профилями растворения состава C3 и состава P1 ( f 2 = 92,4), несмотря на то, что время распадаемости таблеток из состава C3 почти вдвое больше, чем у состава P1. . Эти результаты свидетельствуют о том, что крахмал Cyperus может обеспечивать относительно лучшую эффективность связывания без ухудшения характеристик высвобождения лекарственного средства.

Профиль растворения таблеток метронидазола с использованием различных количеств и типов связующих

(PDF) Приготовление гранул парацетамола Водное влажное гранулирование

Dias RJ, Mali KK, Havaldar VD, Ghorpade VS

Департамент фармацевтики, Технический кампус Яшода, Сатара

Влажное гранулирование

Наиболее широко используемым процессом агломерации в фармацевтической промышленности является влажное гранулирование

. Процесс влажной грануляции просто включает в себя влажное массирование порошковой смеси

с гранулирующей жидкостью, влажную проклейку и сушку.

Важные этапы влажной грануляции

1. Смешивание лекарственного средства (препаратов) и вспомогательных веществ

2. Приготовление раствора связующего

3. Смешивание раствора связующего вещества со смесью порошков для образования влажных масс-сит.

4. Грубое просеивание влажной массы с использованием подходящего сита (6-12)

5. Сушка влажных гранул 

6. Просеивание сухих гранул через подходящее сито (14-20)

7. Смешивание просеянные гранулы с разрыхлителем, скользящим веществом и смазкой.

Ограничение влажного гранулирования

1. Самый большой недостаток влажного гранулирования – это его стоимость. Это дорогостоящий процесс

из-за требований к рабочей силе, времени, оборудованию, энергии и пространству.

2. Потеря материала на различных этапах обработки

3. Стабильность может быть серьезной проблемой для чувствительных к влаге или термолабильных лекарств

4. Множественные этапы обработки усложняют и затрудняют проверку и контроль

5.Неотъемлемым ограничением влажной грануляции является то, что любая несовместимость между компонентами состава

усугубляется.

Принцип

Парацетамол широко используется в качестве нестероидного анальгетика и жаропонижающего средства. Доза

парацетамола для взрослых составляет 500 мг трижды в день. Доза препарата составляет 500 мг

. Разбавитель

в рецептуре не требуется. Стеарат магния и тальк используются в качестве смазывающего и скользящего вещества

соответственно.

Методика влажного гранулирования широко используется для получения парацетамола

гранул / таблеток. Для гранулирования парацетамол и порошок крахмала смешивают и гранулируют

с крахмальной пастой (связующее). Гранулирующий порошок крахмала будет использоваться для измельчения

гранул.

(PDF) Влияние крахмальной пасты и натрийгликолята крахмала на характеристики уплотнения мокрого гранулированного ацетаминофена

Оригинальная статья

компонент.Это имеет значительные последствия, поскольку эти наполнители играют критическую роль в рецептуре лекарственных препаратов с высокой дозой

, влияя на общее поведение уплотнения

рецептуры. Концентрационная зависимость

положительных и отрицательных эффектов при определении

сжимаемости композиции может быть

, рассматриваемой как параметр

давление-смещение (EE) и предел прочности таблетки на разрыв. SSG

отрицательно влиял на прочность на разрыв таблетки

и отвечал за упругую деформацию

рецептуры, тогда как SP в качестве связующего

положительно влиял на таблетирование.

БЛАГОДАРНОСТИ

Сарсваткумар Патель хотел бы поблагодарить

Департамент науки и технологий

(DST), Индия за присуждение награды «Молодой ученый

».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Джаффе Дж., Фосс Н.Е., Сжатие кристаллических веществ

, J. Amer. Pharm. Жопа. Sci. Ed., (1959), 48,

26-29

2. Поезд D. Исследование уплотнения порошков

, J. Pharm. Pharmacol.(1956), 8, 745-761,

3. Рюггер C.E., Селик М., Влияние сжатия и скорости декомпрессии

на механическую прочность брикетов

, Pharm. Dev. Technol., (2000), 5, 485-94,

4 Эдж С., Стил Д.Ф., Стэнифорт Дж. Н., Чен А.,

Вудкок П.М., Свойства уплотнения порошка дезинтеграторов натрийгликолята крахмала

, Drug. Dev. Ind.

Pharm., (2002), 28, 989-99

5 Hauschild K., Picker-Freyer KM, Оценка нового сопроцессированного соединения

на основе лактозы и кукурузного крахмала

для таблеток, AAPS PharmSci ., (2004),

6, e16

6 Kachrimanis K., Malamataris S., Компактный размер и механическая прочность

фармацевтических разбавителей, Eur. J.

Pharm. Sci., (2005), 24, 169-77

7 Nystrom C., Alderborn G., Duberg M., Bonding

, площадь поверхности и механизм связывания – два важных фактора

для понимания уплотняемости порошка

, Препарат, средство, медикамент. Dev. Ind. Pharm., (1993), 19,

2143-2196

8 DeCrosta M.T., Schwartz J.B., Wigent R.J.,

Термодинемический анализ компактного пласта,

уплотнение, разгрузка и выброс II Механическое

определение энергии (работы) и тепловой энергии (тепла)

компактной разгрузки и выброса, Int. J. Pharm.,

(2001), 213, 45 – 62

9 Ebba F., Piccerelle P., Prinderre P., Opota, D.,

Joachim, J., Исследования релаксации напряжения гранул как

Назначение различных смазочных материалов, Eur. Дж.Pharm.

Biopharm., (2001), 52, 211-20

10 Garekani HA, Ford JL, Rubinstein MH, Rajabi-

Siahboomi AR, Эффект силы сжатия, скорость сжатия

и размер частиц на

компрессионные свойства парацетамола, лекарств. Dev.

Ind. Pharm., (2001), 27, 935-42

11 Yu HC, Rubinstein MH, Jackson IM, Elsabbagh

HM, Многократное сжатие и пластоэластичность

Поведение парацетамола и микрокристаллических смесей

целлюлозы , Дж.Pharm. Pharmacol., (1988), 40,

669-73

12 Patel S., Kaushal AM, Bansal AK, Влияние размера частиц

и силы сжатия на поведение уплотнения

и полученные математические параметры сжимаемости

, Pharm. Res., (2007), 24, 111-24

13 Bolhuis GK, Образование пленки стеаратом магния

во время смешивания и его влияние на таблетирование, Pharm

Weekbl., (1975) 110, 317-325

14 Дансеро Р., Пек Г.Э., Влияние изменчивости физических и химических свойств

стеарата магния

на свойства прессованных таблеток,

Лекарство. Dev. Ind. Pharm. (1987), 13, 975-999,

15 Рао К.П., Чавла Г., Каушал А.М., Бансал А.К.,

Влияние свойств твердого тела на эффективность смазки

стеарата магния, Pharm. Dev. Technol., (2005),

10, 423-437

16 Sun C., Himmelspach M.W., Уменьшение таблетируемости гранул, уплотненных валком

, в результате увеличения размера гранул

, J.Pharm. Sci., (2006), 95, 200-6

17 Tye CK, Sun CC, Amidon, GE, Оценка влияния скорости таблетирования

на взаимосвязь между давлением прессования

, пределом прочности таблетки и таблеткой

твердая фракция, J. Pharm. Sci., (2005), 94, 465-72,

18 Кавасима Ю., Имаи М., Такеучи Х., Ямамото Х.,

Камия К., Хино, Т., Улучшенная текучесть и компактируемость сферически агломерированные кристаллы аскорбиновой кислоты

для прямого таблетирования, разработанные с помощью процесса сферической кристаллизации

, Powder Technol.,

(2003), 130, 283-289

19 Ноходчи А., Форд Дж. Л., Роу PH, Рубинштейн

MH, Влияние содержания влаги на свойства консолидации

гидрокси

пропилметилцеллюлозы K4M (HPMC 2208 ), J. Pharm.

Pharmacol., (1996), 48, 1116-21

20 Schmidt P.C., Herzog R., Фосфаты кальция в фармацевтических таблетках

. 2. Сравнение свойств таблеток

, Pharm. World Sci., (1993), 15, 116-22

. Этот журнал © IPEC-Americas Inc J.Вспомогательные вещества и Food Chem. 2 (3) 2011 – 71

Состав крахмала | Натуральные продукты INSIDER

Для тех из нас, кто не ходил в школу дольше, чем мы думаем, повторный курс по химии крахмала и технологиям не повредит. Крахмалы распространены повсеместно; они являются основным запасом энергии в растениях и фактически обеспечивают от 70% до 80% мировых калорий. Крахмалы используются технологами пищевой промышленности, поварами, пекарями и домашними поварами для выполнения различных функций: сгущения, стабилизации, текстурирования, гелеобразования, образования пленки, инкапсуляции, удержания влаги и увеличения срока хранения.

Само слово крахмал может означать много разных вещей. Отдельные молекулы крахмала называются крахмалом, а высокоупорядоченные пакеты или гранулы, в которых крахмал расположен в растении, также называются крахмалом. Для некоторых людей слово крахмал означает крахмалистые продукты и ингредиенты, от риса до муки и сильно модифицированных, сшитых специальных крахмалов. Здесь мы сосредоточимся на обработанных ингредиентах, таких как специальные коммерческие крахмалы, а не на цельных крахмалистых продуктах, таких как рис и кукуруза.

Грунтовка по полимерам

Крахмал образуется в результате связывания простых молекул сахара в более длинные нити или полимеры. Представьте себе жемчужную нить как полимер крахмала; отдельные жемчужины – это молекулы глюкозы (сахара), а узлы в нити между каждой жемчужиной аналогичны гликозидным связям, которые удерживают крахмал вместе.

Глюкоза может образовывать два типа полимеров крахмала, амилозу и амилопектин. Проще говоря, амилоза – это линейный крахмал с прямой цепью, а амилопектин – более крупная разветвленная молекула.Очень разные структуры амилозы и амилопектина объясняют их разные свойства и функции в пищевых системах. Линейная природа молекул амилозы заставляет их выстраиваться в линию и очень плотно связываться друг с другом, тогда как молекулы амилопектина имеют тенденцию быть менее прочно связанными, поскольку разветвление удерживает молекулы на большем расстоянии друг от друга.

Крахмалы с высоким содержанием амилозы, например, полученные из кукурузы обыкновенной, имеют тенденцию образовывать гели при варке и охлаждении.Гель – это жидкая система, обладающая свойствами твердого вещества, поскольку молекулы воды удерживаются внутри крахмальной матрицы; очень большое количество воды контролируется небольшим количеством твердого материала. Крахмалы, состоящие в основном из амилопектина, иногда называют восковым крахмалом. Эти крахмалы обычно не желируются и при нагревании образуют вязкие пасты.

Когда гранулы крахмала помещаются в воду, но не подвергаются тепловой обработке, крахмал может удерживать около 30% своего сухого веса в воде.На этом этапе изменения объема и влажности обратимы. Однако при нагревании гранул крахмала в воде их молекулярный порядок необратимо нарушается и происходит желатинизация. По мере того как суспензия крахмала продолжает нагреваться выше точки желатинизации, гранулы крахмала деформируются, и молекулы растворимого крахмала выщелачиваются в раствор. Молекулы крахмала и остатки гранул способны удерживать большое количество воды, и образуется вязкая паста; действительно, этот процесс называется склеиванием.Когда гранулы крахмала сильно набухают, они хрупкие и легко ломаются при перемешивании, вызывая снижение вязкости.

Однако, когда крахмальная паста начинает остывать, некоторые молекулы крахмала начинают повторно связываться, а затем осаждаются или образуют плотную гелевую матрицу. На это явление, известное как ретроградация или регресс, влияет количество сахара, воды, жира, белка и кислоты в продукте. Плотно связанные молекулы крахмала заставляют воду выдавливаться из системы, и происходит синерезис, также известный как «плач» или «полив».Помимо образования отделенных водянистых продуктов, ретроградация также способствует черствию хлебобулочных изделий, таких как хлеб. Крахмалы часто модифицируют физически или химически, чтобы предотвратить эти условия и улучшить их текстуру и вкусовые ощущения в готовом продукте.

Характеристики вареного крахмала

Когда крахмалы варятся и желатинизируются, они приобретают различные атрибуты, и полезно иметь базовую лексику для описания их характеристик. Например, текстура крахмала может быть описана как зернистая, гладкая, когезионная (липкая или слизистая) или гелеобразная.

Текстура крахмальной пасты является результатом размера частиц сухого порошка крахмала и его варочных свойств. Тело – это характеристики текучести приготовленной крахмальной пасты, геля или готового продукта. Основу крахмальной пасты можно охарактеризовать как тяжелую, тонкую, длинную или короткую, и на нее влияет тип крахмала, используемого в качестве основы, и любые модификации, внесенные в основу. Если дать стечь из ложки, паста с коротким телом оторвется от ложки на небольшом расстоянии, в то время как продукт с длинным телом оторвется от ложки и будет нелегко.Внешний вид пасты или геля может быть тусклым, блестящим, непрозрачным или полупрозрачным.

Большинство товарных крахмалов получают из зерновых или корнеплодов, таких как кукуруза, пшеница, рис, маниока (тапиока) и картофель. Крахмал из разных источников обладает различными функциональными и качественными характеристиками, и производители крахмала выбирают для модификации базовые материалы, которые уже обладают некоторыми свойствами, которые они желают для конечного продукта. Не модифицированный крахмал называют нативным крахмалом.

Кукурузный крахмал, полученный из обычной (зубчатой) кукурузы, образует непрозрачные гели с мягким привкусом злаков. Кукурузный крахмал имеет короткое тело и чрезвычайно склонен к ретроградации из-за содержания в нем амилозы. Обычный кукурузный крахмал содержит около 28% амилозы, и даже более высокие разновидности амилозы доступны с содержанием амилозы от 50% до 70%. Жевательные конфеты часто изготавливают из кукурузного крахмала с высоким содержанием амилозы из-за его способности образовывать прочный непрозрачный гель.

Крахмалы восковой кукурузы почти полностью состоят из амилопектина и поэтому имеют самую низкую тенденцию к ретроградации среди всех обычных крахмалов.Они обладают умеренно высокой вязкостью и известны своими длинными прозрачными пастами, но химическое сшивание этих крахмалов может дать короткую текстуру, типичную для пудинга. Восковые кукурузные крахмалы имеют чистый вкус и часто используются в замороженных пищевых продуктах, поскольку они не так склонны к синерезису, как крахмалы с амилозой.

Нативная восковая кукуруза обычно образует полупрозрачную пасту, в то время как гели натуральной вмятины более непрозрачны. «Содержание амилозы имеет большое значение», – отмечает Селеста Салливан, старший научный сотрудник Grain Processing Corporation (GPC), Muscatine, IA.«Чем выше содержание амилозы, тем большую непрозрачность вы ожидаете увидеть». Замещение кукурузного крахмала также влияет на прозрачность. «Чем выше степень замещения, тем легче крахмал приготовить, тем лучше внешний вид и прозрачность поверхности», – добавляет Салливан. Недоваривание крахмала дает противоположный эффект, делая пасту более тусклой и непрозрачной.

Нативный крахмал тапиоки дает очень вязкую, когезионную и полупрозрачную пасту при желатинизации, хотя паста довольно быстро теряет вязкость при воздействии умеренных сил сдвига.Паста из тапиоки имеет длинную консистенцию, умеренную тенденцию к ретроградности и очень мягкий вкус, что делает их хорошим выбором для продуктов с тонкими системами вкуса.

Как и тапиока, картофельный крахмал имеет мягкий вкус и образует пасту с высокой вязкостью, чувствительную к сдвигу. Гранулы картофельного крахмала очень большие по сравнению с другими крахмалом и, будучи сильно набухшими, чрезвычайно подвержены разрушению. Картофельный крахмал становится прозрачным после желатинизации, дает очень длинное тело и имеет скорость ретроградации от низкой до умеренной.Обычно картофельный крахмал применяется в готовых к употреблению (RTE) хлопьях для завтрака и сухих смесях для выпечки. Картофельный крахмал может придать мякоть, и, следовательно, он нашел широкое применение в соусах на томатной основе, таких как барбекю. Поскольку картофельный крахмал желатинизируется и обеспечивает полную функциональность при относительно низкой температуре около 160 ° F, он может использоваться в мясе и других целях с низкой температурой приготовления.

Обычные рисовые крахмалы образуют непрозрачные гели, похожие на обычный кукурузный крахмал, а также обладают мягким зерновым вкусом.Хотя рисовый крахмал иногда используется в детском питании, он играет в Соединенных Штатах второстепенную роль после кукурузного крахмала, поскольку он относительно дорогой. Также доступны восковые разновидности рисового крахмала с высоким содержанием амилопектина, которые дают прозрачные когезионные пасты.

Пшеничный крахмал образует мутную гелеобразную пасту с короткой консистенцией, высокой степенью ретроградации и легким зерновым привкусом. По словам Оди Манингата, доктора философии, корпоративного директора по исследованиям и разработкам и техническому маркетингу Midwest Grain Company в Атчисоне, штат Канзас, когда пшеничный крахмал нагревается с нормальной скоростью, он имеет относительно низкую вязкость по сравнению с кукурузным крахмалом.Однако при быстром нагревании пшеничный крахмал приближается к вязкости кукурузного крахмала. Манингат говорит, что пшеничный крахмал хорошо работает в продуктах на основе пшеничной муки, таких как хлебобулочные и кондитерские изделия, и находит применение в дополнительных областях, таких как продукты сурими, покрытия для рыбы, супы, сухие завтраки и кондитерские изделия. Как и рисовый крахмал, немодифицированный пшеничный крахмал дороже кукурузного и восковидно-кукурузного крахмала, но Манингат говорит, что модифицированные версии пшеницы, риса и кукурузы очень конкурентоспособны.

Модификации

Обсуждение амилозы и амилопектина в нативных крахмальных продуктах может показаться разработчикам пищевых продуктов несколько тайным, поскольку многие специальные крахмалы, используемые в пищевой промышленности, были модифицированы, чтобы выдерживать широкий спектр условий, которым подвергаются продукты во время обработки, хранения, распределения и окончательной подготовки.Эти условия включают воздействие широкого диапазона температур, pH и сдвига. Кроме того, у нативных крахмалов есть много характеристик, которые могут затруднить работу с ними. Например, немодифицированный кукурузный крахмал, который продается в розницу, дает гели, которые являются липкими, эластичными и склонными к ретроградации и имеют ограниченную способность стабилизировать блюдо, которое не будет потребляться немедленно. Конечную вязкость паст на основе нативного крахмала чрезвычайно трудно контролировать на промышленном уровне, потому что температура не может быть отрегулирована достаточно быстро в заводских условиях, что делает вероятность того, что крахмал будет пере- или недоварен.

При модификации крахмалов их функциональные свойства могут быть значительно улучшены или изменены. Например, нативный кукурузный крахмал восковой спелости известен своей ртутью. Если они недоварены, они не обеспечат хорошей стабильности, а в случае переварки получится волокнистая текстура. Модификация крахмала восковой кукурузы укорачивает его текстуру и делает его более устойчивым к процессу приготовления.

Производители крахмала используют несколько химических и физических методов для достижения своих целей модификации.Химические методы включают сшивание, замещение и превращение. Реагенты и методы, одобренные для химической модификации крахмалов в США, изложены в 21 CFR 172.892. Физические модификации включают предварительную желатинизацию и термическую обработку. Каждая модификация придает готовому крахмалу уникальные характеристики, и для достижения желаемой вязкости, прозрачности, текстуры и стабильности при замораживании / оттаивании пищевого продукта можно использовать комбинации процессов модификации.

Сшивка, которая, вероятно, является наиболее распространенным типом модификации, приводит к крахмалу, который намного более устойчив к высоким температурам, кислым значениям pH и сдвигу, чем нативный основной крахмал.Поперечное сшивание достигается обработкой крахмала химическим реагентом и приводит к ковалентно связанным «точечным сварным швам», которые укрепляют гранулы. Различные уровни сшивки используются для получения крахмалов с различной вязкостью и варочными свойствами, и чем сильнее сшит крахмал, тем выше температура, необходимая для достижения желатинизации. Фактически, крахмалы могут быть настолько сильно сшиты, что они не желатинизируются в кипящей воде, хотя это нежелательно для большинства пищевых систем.В пищевых крахмалах обычно требуется лишь небольшое количество поперечных сшивок для достижения желаемой функциональности без существенного увеличения точки желатинизации. Кроме того, сшивание позволяет создать стабильную пасту с более короткой текстурой. Основным преимуществом этих крахмалов является то, что их можно использовать в продуктах, которые могут подвергаться длительному хранению, таких как консервированный суп и детское питание в банках.

Замещение, также известное как стабилизация, используется в первую очередь для предотвращения ретроградации вареного крахмала, особенно в замороженных и охлажденных продуктах.Во время замены крахмал стабилизируется путем добавления объемной химической блокирующей группы на основу крахмала, чтобы предотвратить повторное связывание исходных молекул крахмала.

Типичные химические реагенты включают янтарный ангидрид, уксусный ангидрид и пропиленоксид. «Замещение облегчает приготовление крахмала за счет снижения температуры пастирования и желатинизации, что улучшает прозрачность», – отмечает Салливан. Когда янтарный ангидрид или 1-октенилянтарный ангидрид (OSA) используется в качестве химического реагента для замещения, обычно гидрофильная природа крахмального полимера объединяется с гидрофобной фракцией, что придает полимеру эмульгирующие свойства.«Например, крахмалы, замещенные OSA, могут инкапсулировать масла или эмульгировать жир в консервированном ретортированном чили, чтобы предотвратить образование жировой шапки в свободном пространстве банок», – добавляет Салливан. Замена приводит к крахмальной пасте с более высокой вязкостью, хотя и с плохой устойчивостью к процессам сдвига.

Некоторые из наиболее часто используемых модифицированных крахмалов производятся путем сочетания сшивки и замещения. Эти комбинации приводят к получению многоцелевых крахмалов, устойчивых к замораживанию / оттаиванию и обладающих превосходной способностью загущать пудинги, начинки для пирогов, соусы, подливки и соусы.Крахмалы быстрого приготовления, которые желатинизируются при комнатной температуре, могут быть получены за счет высокой степени замещения. Сразу приходит на ум применение пудинг быстрого приготовления.

Конверсия – это более старая форма химической модификации. Исследования кислотного преобразования проводились в 19 веке, и первые коммерческие кислотно-преобразованные крахмалы появились примерно в 1900 году. Крахмалы можно преобразовать с помощью кислоты, окислителей, тепла или ферментов с образованием полимеров с пониженной молекулярной массой, которые обладают низкой вязкостью.Такая пониженная вязкость иногда желательна для обработки пищевых продуктов с высоким содержанием твердых веществ, таких как конфеты и покрытия. Адгезионные и пленкообразующие свойства этих крахмалов используются в покрытых оболочкой орехах и конфетах, а их сильная желирующая способность используется для изготовления конфет, таких как мармеладки и дольки апельсина. Конвертированный крахмал при желатинизации намного более растворим, чем нативный крахмал, и при охлаждении образует плотный гель. Крахмалы с преобразованной кислотой иногда называют тонкокипящими из-за их низкой вязкости в горячем состоянии.Изменение продолжительности процесса переработки или используемого метода может привести к получению крахмалов с различными свойствами. При использовании более обширных процессов конверсии также могут быть созданы декстрины, твердые вещества кукурузной патоки и кукурузные сиропы.

Быстрорастворимые или предварительно желатинизированные крахмалы обычно получают путем суспендирования крахмала в воде и затем варки его на барабанной сушилке или в экструдере. Затем приготовленный крахмал измельчается до желаемого размера частиц и может использоваться в продуктах, которые не подвергаются термообработке как части процесса или приготовления.Большинство крахмалов, полученных этим методом, теряют целостность своих гранул. Тонкоизмельченный быстрорастворимый крахмал придает готовому продукту более гладкую консистенцию, чем крупный помол, но может образовывать комки, если его неправильно распределить (т.е. смешать с другими частицами или диспергировать в масле перед добавлением в продукт). Крупный помол не дает так легко комковаться, но дает грубую мясистую текстуру, которая не подходит для некоторых продуктов, таких как сливочный соус. Химически модифицированные и немодифицированные крахмалы могут быть предварительно желатинизированы, и готовый крахмал будет иметь пастообразные характеристики крахмала, используемого в процессе предварительной желатинизации.Обычно крахмалы быстрого приготовления включают сухие смеси, такие как пудинги и супы быстрого приготовления, экструдированные закуски и т. Д.

Набухающие в холодной воде крахмалы представляют собой предварительно желатинизированные крахмалы, сохраняющие целостность гранул и получаемые путем нагревания крахмала в водно-этанольном растворе или с помощью специального процесса варки распылением. Эти крахмалы сильно набухают в воде при комнатной температуре и имеют гладкую текстуру, похожую на готовую продукцию. Иногда их используют для изготовления формованных жевательных конфет или для увеличения вязкости во время обработки, чтобы предотвратить оседание частиц во время выпечки продукта.

При термообработке можно получить крахмал, который сохраняет целостность гранул и демонстрирует большую вязкость и стабильность без использования химических реагентов. Используются тщательно контролируемые процессы, которые включают либо нагревание крахмала выше точки его желатинизации с недостаточным количеством воды для желатинизации, либо нагревание суспензии ниже точки его желатинизации в течение продолжительных периодов времени. Термически обработанные крахмалы сохраняют свои варочные свойства, когда они желатинизируются и наклеиваются, и, поскольку в их производстве не используются химические вещества, их можно считать нативными и обозначать просто как «крахмал».«

Особые соображения

Выбор крахмала для нового продукта может быть довольно сложным делом, поскольку при разработке нового пищевого продукта необходимо учитывать многие характеристики продукта, такие как внешний вид, структура, текстура и вкус. Другие ингредиенты, входящие в состав рецептуры, также могут иметь сильное влияние на то, как будет работать крахмал; некоторые из этих ингредиентов включают сахар, воду, жир, кислоту и ферменты. Тип используемого процесса будет определять, какие формы могут быть использованы, такие как варка, мгновенное набухание и набухание в холодной воде.

Крахмалы могут придавать продукту блестящий, непрозрачный или полупрозрачный вид, а также могут придавать продукту гладкий, мясистый, густой, жидкий или гелеобразный вид. Поскольку люди визуально ориентируются, когда дело доходит до выбора продуктов питания, важность выбора крахмала, который придает соответствующий внешний вид, нельзя недооценивать. В некоторых случаях мы ожидаем, что одни пищевые продукты будут тусклыми, а в других – блеском или блеском. Некоторые продукты, например томатные соусы, выглядят более привлекательно, если они немного мягкие, и не считаются естественными, если они слишком гладкие и глянцевые.Соусы, которые подают в китайских ресторанах, часто имеют блестящий вид из-за использования кукурузного крахмала в качестве основного загустителя.

Помимо того, что крахмал помогает или ухудшает внешний вид продукта, он может придать продуктам четкую структуру. В некоторых случаях крахмал используется просто как загуститель или стабилизатор, и полученный продукт остается жидкостью. С другой стороны, крахмалы, которые становятся твердыми гелями, могут образовывать жевательные конфеты. Структура также тесно связана с тем, как текстура будет восприниматься потребителем.Некоторые текстурные свойства, которые придает крахмал, включают зернистость, гладкость, когезионность, мякоть, хрусткость и жевательность. Крахмал также иногда используется в продуктах с пониженным содержанием жира, чтобы имитировать сливочное или гладкое ощущение во рту от жиров и масла.

Вкус – еще один важный фактор при выборе крахмала. Некоторые крахмалы от природы обладают зерновыми нотками или могут иметь неприятный привкус в результате процесса модификации, поэтому для тонких вкусовых систем следует выбирать очень мягкий крахмал.

“Крахмалы обычно должны быть относительно мягкими после полной варки.Большая часть маскировки вкуса происходит, когда крахмалы либо недостаточно обработаны, либо недоварены, – говорит Салливан. – Ацетилированные крахмалы, как правило, имеют более кислую нотку и используются в продуктах, таких как заправка для салатов, которым присуща кислинка ».

Крахмалы также могут влиять на то, как ароматизаторы высвобождаются или «отрываются» от продукта. Разработчики могут быть удивлены, если попробуют новый крахмал в продукте, в котором раньше использовались “универсальные” крахмальные ароматизаторы и специи их компании, например, могут показаться намного более интенсивными, а уровень их использования может быть значительно снижен.Кроме того, некоторые крахмалы могут маскировать верхние ноты, задерживать выделение аромата или иным образом уменьшать сложность вкуса. Поэтому следует использовать крахмал, позволяющий раскрыть тонкие нюансы аромата продукта.

Другие ингредиенты в пищевой системе могут конкурировать с крахмалом за воду для гидратации или повреждать молекулы крахмала, поэтому добавление ингредиентов в определенном порядке может помочь обеспечить полный потенциал крахмала. Например, жиры на уровне 4% или выше в составе могут покрывать крахмал и препятствовать его полной гидратации.Поэтому масла и твердые жиры следует добавлять после того, как крахмал желатинизируется и выдерживается в течение рекомендованного периода. Сахар конкурирует с крахмалом за воду, поэтому, опять же, их следует добавлять после того, как крахмал был приготовлен. Такие свежие, неотбеленные фрукты и овощи содержат живые ферменты, которые могут расщеплять желатинизированный крахмал. Продукты, содержащие ферментные ингредиенты, должны быть приготовлены при температуре не менее 160 ° F, чтобы инактивировать ферменты перед добавлением крахмала и желатинизацией. Кислые ингредиенты менее вредны для продукта, если они добавляются после того, как крахмал достиг полной вязкости.В случаях, когда это невозможно, необходим модифицированный крахмал с превосходной кислотостойкостью.

Крахмалы доступны во многих формах, поэтому они подходят практически для любой производственной ситуации. В случаях, когда заполняется жидкий бульон или соус с крупными частицами, например консервированный суп, специальные крахмалы обеспечивают временную вязкость заполнения для равномерного распределения частиц и сведения к минимуму разбрызгивания. Затем эти крахмалы разрушаются при температуре реторты или со временем, так что конечный продукт будет иметь желаемую тонкость.Быстрорастворимый крахмал или крахмал, набухающий в холодной воде, может потребоваться в ситуациях, когда во время обработки или во время окончательного приготовления не нагревается, как в продуктах холодного смешения или сухих смесях. Модифицированные крахмалы потребуются для определенных продуктов, таких как сшитый крахмал для высокотемпературных процессов и комбинация замещенного / сшитого крахмала для замороженных пищевых продуктов.

Последние разработки

Модификация крахмалов ограничена CFR, и большинство технологий модификации, используемых сегодня, существуют уже несколько десятилетий.Тем не менее, за последние 10 лет были представлены крахмалы, которые проще в использовании (например, новые разновидности крахмалов, набухающих в холодной воде), имеющие особые питательные свойства (например, устойчивые крахмалы) или предлагающие “чистую” этикетку продукта. (например, нативный крахмал). Кроме того, некоторые компании по производству крахмала, которые традиционно занимались кукурузой или продуктами из кукурузы, уделяют больше внимания менее распространенным источникам крахмала, таким как тапиока и картофель. «Мы расширили нашу линейку картофельного крахмала в ответ на запросы клиентов, ищущих более широкий выбор типов крахмальной основы.Химия традиционна, но основной материал отличается от того, что люди использовали раньше », – говорит Майк Августин, директор по применению пищевых ингредиентов, A.E. Staley Manufacturing Co., Декейтер, штат Иллинойс.

Салли Брэйн, директор по маркетингу продуктов питания и нового бизнеса, AVEBE America Inc., Принстон, штат Нью-Джерси, отмечает: «Существует широкий спектр потенциальных областей применения картофельного крахмала, которые не были полностью изучены на рынке США из-за его распространенности. кукурузного и восково-кукурузного крахмалов.Покупатели заинтересованы в улучшении качества своей продукции, а также в экономии денег, и картофельный крахмал предлагает такую ​​возможность. Их можно использовать в меньших количествах, чем кукурузный или кукурузный крахмал, и их мягкий вкус может улучшить качество готового продукта ».

Национальная крахмальная и химическая корпорация в Бриджуотере, штат Нью-Джерси, недавно представила линейку крахмалов на основе тапиоки, которые доступны в готовых, растворимых и легко диспергируемых формах. По словам Боба Омара, менеджера по техническому обслуживанию и применению Национальной крахмальной и химической корпорации и химической корпорации, эти крахмалы подходят для использования в приложениях с низкой вязкостью, таких как напитки или тонкие приправы, в которых необходима стабилизация без тяжелой массы или толщины. .Эти крахмалы обладают очень мягким вкусом, остаются стабильными при различных условиях хранения и не требуют оптимального приготовления для нормальной работы. Их также можно использовать в качестве заменителя десен, которые часто обладают «слизистым» ощущением во рту. OMara говорит, что когда этот крахмал добавляется в такой продукт, как соевый соус, тонкая вязкость будет сохраняться, но продукт будет прилипать к стенкам контейнера, таким образом демонстрируя увеличение массы.

Еще один базовый материал, который может, наконец, стать самостоятельным – пшеничный крахмал.Манингат прогнозирует, что примерно через пять лет сорта восковой пшеницы со 100% содержанием амилопектина и высокой способностью к набуханию будут коммерциализированы. Эти разновидности приведут к получению крахмала восковидной пшеницы, который может выгодно конкурировать с крахмалом восковой кукурузы, картофеля и тапиоки. В настоящее время доступна твердая белая пшеница с более белым крахмалом и более белым глютеном, а также частичная восковая пшеница с более низким содержанием амилозы и лучшими набухающими способностями, чем традиционный пшеничный крахмал.

В дополнение к менее распространенным основным материалам при разработке новых крахмалов больше, чем когда-либо, подчеркивается удобство.Например, пищевой крахмал GPCs Pure-Gel® легче гидратировать, что приводит к лучшей прозрачности, высвобождению вкуса и внешнему виду, отмечает Салливан. Увлажнение возможно при минимальной обработке, что полезно для таких продуктов, как фруктовые начинки, где желательно сохранение целостности фруктов. Кроме того, на рынке ингредиентов появилось большее количество быстрорастворимых крахмалов, особенно тех, которые обеспечивают качество и стабильность приготовления.

«Есть ряд причин, по которым люди не хотят варить крахмал, например, проблемы с удобством, качеством, обработкой и производительностью», – говорит Августин.«Воспроизводимость также важна для ресторанных и институциональных функций. Вы хотите иметь возможность делать одно и то же каждый раз, и удобно иметь возможность добавлять агломерированный крахмал непосредственно в горячую воду или системы с низким содержанием твердых веществ, не беспокоясь о качество продукта ».

Августин объясняет, что усовершенствованные технологии привели к крахмалу с уникальной структурой, текстурами и особенностями обработки. «У нас есть продукты, которые превращаются в гель без нагрева, что позволяет создавать короткую текстуру без необходимости готовить продукт», – говорит он.«Возможность добавлять порошкообразный крахмал без других разбавителей и возможность размешивать быстрорастворимый крахмал вилкой также являются новыми подходами».

Крахмал в виде волокна

Резистентный крахмал (RS) не может перевариваться тонкой кишкой и действует во многом как пищевые волокна в пищеварительной системе человека. Устойчивые крахмалы делятся на типы I, II, III и IV. Тип I физически связан с растительным материалом и недоступен для человеческого тела. Частично измельченные зерна, семена и бобовые содержат RS типа I.Тип II – это нативный гранулированный крахмал, который содержится в таких продуктах, как бананы и сырой картофель. Тип III – это вареный, охлажденный и ретроградный крахмал, некоторые из которых устойчивы. Приготовленный и охлажденный картофель содержит ретроградный RS, а также хлопья или экструдированные готовые к употреблению злаки. Крахмал, которому придают устойчивость посредством нагрева или химической модификации, называют устойчивым крахмалом типа IV.

Основное преимущество устойчивого крахмала перед диетической клетчаткой состоит в том, что его можно добавлять в выпечку и другие продукты, не вызывая неприятного запаха, ограничения расширения, значительного увеличения вязкости или иного ущерба во время обработки.RS не впитывает много воды и поэтому может использоваться в продуктах с низким и средним содержанием влаги, таких как печенье и крекеры. Доступны коммерческие формы, содержащие 60% и более RS.

Согласно OMara, Национальная крахмальная и химическая корпорация и Химическая корпорация и Американский институт выпечки (AIB), Манхэттен, Канзас, работали вместе, чтобы произвести хлеб, содержащий устойчивый крахмал, который хорошо показал себя по традиционным характеристикам хлеба, таким как объем, клеточная структура и цвет. Крахмалы, устойчивые к национальным стандартам, обозначаются просто как крахмал, кукурузный крахмал или мальтодекстрин, в зависимости от используемой версии.RS анализируют как пищевые волокна в соответствии с методом 991.43 AOAC. Если в пищевой продукт добавлено достаточное количество, на главной дисплейной панели упаковки (PDP) может быть указано, что это «хороший источник клетчатки» или «высокое содержание клетчатки». В Соединенных Штатах «хороший источник клетчатки» определяется как продукт, который содержит минимум 2,5 грамма клетчатки на порцию, а продукт «с высоким содержанием клетчатки» содержит как минимум 5 граммов клетчатки на порцию. (Размеры порций указаны в Нормах обычно потребляемых количеств, или RACC, для конкретного продукта питания.) PDP не может просто заявить, что продукт «содержит волокно», если другие волокна не были добавлены в дополнение к RS. Чтобы не запутать потребителя, разработчик продукта может пожелать добавить небольшое количество других пищевых волокон в дополнение к RS. В настоящее время в Соединенных Штатах не разрешены никакие заявления о пользе для здоровья в отношении RS, как это существует для других источников клетчатки, таких как овес и псиллиум, но это может измениться, если появятся доказательства преимуществ RS.

Идеальные области применения резистентного крахмала включают выпечку, зерновые продукты, питательные батончики, макаронные изделия и воздушные закуски.Устойчивые крахмалы входят в технологические процессы во многом подобно муке, и, по словам OMara, они не особенно гигроскопичны, поэтому разработчикам не нужно беспокоиться о том, что в их продукте останется большой шарик крахмала или «рыбьи глаза». Следует иметь в виду, что 1 грамм ингредиента устойчивого крахмала не равен 1 грамму пищевых волокон. Например, Национальная крахмальная и химическая корпорация и Химические корпорации анализируют содержание пищевых волокон на 30-40%, поэтому для достижения целевого уровня пищевых волокон потребуется от двух с половиной до более чем трех раз больше RS. добавлен в товар.

Натуральные и органические заменители

Натуральные и органические продукты питания получили распространение за последние несколько лет, и их производители все чаще ищут альтернативы химически модифицированным крахмалам для загущения и стабилизации. Несмотря на недостатки некоторых альтернатив модифицированным крахмалам, многие компании, которые их используют, терпят свои недостатки в стремлении к чистой этикетке. Хорошей новостью является то, что количество стабилизирующих опций для производителей натуральных и органических продуктов постоянно расширяется.

Одной из популярных альтернатив модифицированным крахмалом в производстве натуральных продуктов питания является рисовый крахмал, хотя он не так устойчив к кислотам, как модифицированные крахмалы, и некоторое разжижение крахмальной пасты будет происходить при умеренном сдвиговом усилии. Короткая консистенция типична для обычных рисовых крахмалов, но доступны восковые разновидности с длинной текстурой и жирным вкусом. Области применения обычных сортов рисового крахмала включают в себя: автоклавированные и асептические продукты, формованные конфеты, обжарку для картофеля и курицу, а также замороженные продукты, которые не будут подвергаться более чем одному или двум циклам замораживания / оттаивания.Крахмалы, полученные из восковидных сортов риса, имеют гораздо лучшие характеристики замораживания / оттаивания, поскольку они на 98% состоят из амилопектина.

Мука арроуроута производится из измельченных корней крахмалистых тропических клубней. Поскольку аррорут имеет загущающую способность примерно в два раза больше, чем у пшеничной муки, аррорут иногда заменяет другие крахмалы, особенно потребителями, которые ценят его «естественный» вид. Аррорут имеет мягкий вкус, при приготовлении становится прозрачным и блестящим, его используют в пудингах и соусах.

Мука из коричневого риса – еще один вариант загустения натуральных и органических продуктов. Мука из коричневого риса включает фракции отрубей и масла и обладает более сильным ароматом, чем чистый рисовый крахмал, хотя вкус может быть уменьшен путем обеспечения “хорошей варки” суспензии муки во время обработки.

Еще одна возможность для натуральных и органических продуктов – это нативный крахмал. Эти крахмалы могут быть указаны на этикетке ингредиентов без слова «модифицированный». Как упоминалось ранее, традиционные нативные крахмалы, такие как кукурузный крахмал, обычно продаваемый в продуктовых магазинах, плохо переносят процессы с большим усилием сдвига, кислоты и выдержки при высоких температурах.Эти немодифицированные крахмалы могут также иметь нежелательные текстурные характеристики при варке, а их вязкость может быть трудно контролировать, что делает их в значительной степени непригодными для промышленного применения. В результате были разработаны крахмалы, которые имеют лучшую стойкость к обработке и характеристики варки без химической модификации, так что их можно считать натуральными. Одним из примеров является National Starch and Chemical Corporation и Chemical Corporation Novation®, линейка крахмалов, обработанных для обеспечения лучшей устойчивости к кислоте, сдвигу и температуре, чем традиционные нативные крахмалы.Линия включает крахмалы из картофеля, восковой кукурузы и тапиоки. Используемый основной материал будет зависеть от предполагаемого применения. Различные продукты можно использовать в автоклаве, горячих, охлажденных и некоторых замороженных продуктах, и они обычно хорошо работают в супах, заправках, приправах, фруктовых начинках, пудингах, йогуртах, подливках, соусах и кормах для домашних животных. Следует иметь в виду, что в чрезвычайно сложных замороженных продуктах, таких как разморозка и сервировка пирогов, нативный крахмал любого вида может не соответствовать всем требованиям.

Великие дебаты о GM

В то время как вопрос о генетической модификации горячо обсуждается в странах-членах Европейского Союза в течение последних нескольких лет, только недавно он стал горячим в Соединенных Штатах.В этом году около 40% товарной кукурузы, посаженной в США, было получено из генетически модифицированных сортов. Некоторые из других культур, выращиваемых для производства крахмала, пока не выращиваются с помощью передовых генетических методов. Например, большинство восковой кукурузы все еще являются классическими сортами.

Помимо политики, некоторые поставщики крахмала предпочитают избегать или отделять ГМ-материалы от своих обычных материалов, стремясь удовлетворить потребности всех клиентов. Чтобы гарантировать, что ГМ-культуры и культуры, не содержащие ГМ, не смешиваются друг с другом, требуется огромная работа по поиску бумаги от поля до вилки, а также проверка аналитическими методами.

Для подтверждения того, что материалы не были загрязнены ГМ-культурами, требуется специальное тестирование. В настоящее время для обнаружения генетических модификаций используются два метода: иммуноферментный анализ (ELISA) и полимеразная цепная реакция (ПЦР). ELISA используется для идентификации белков, которые экспрессируются в результате генетической модификации, а ПЦР может использоваться для обнаружения конкретных последовательностей генов GM.

ИФА

были разработаны в виде удобных в использовании индикаторных полосок для экспресс-тестирования соевых бобов и кукурузы, а также уровней ГМ-культур всего до 0.1% можно обнаружить. ПЦР – это технология, разработанная в 1985 году, которая усиливает чужеродную ДНК в образце, так что модификация может быть обнаружена и, при необходимости, количественно определена.

ПЦР может обнаружить 0,1% или менее ГМ-культуры в немодифицированной культуре, но такие чувствительные тесты могут давать ложноположительные результаты. Эти тесты дороги (ПЦР дороже, чем ИФА) и не лишены недостатков. Основным недостатком ELISA является то, что тест специфичен для конкретной модификации; то есть каждый раз, когда новая биотехнология вводится в коммерческом масштабе, необходимо разработать новый тест ELISA для обнаружения этой модификации.Помимо риска ложноположительных результатов, к недостаткам ПЦР относятся отсутствие стандартных методик, вариации в чувствительности и риск заражения теста. Наконец, хотя основные сельскохозяйственные культуры, такие как кукуруза и соя, могут быть протестированы вместе с такими ингредиентами, как мука и сырые крахмалы, ELISA и ПЦР обычно не могут обнаружить ГМ в более очищенных ингредиентах, таких как модифицированные пищевые крахмалы. Таким образом, для поставщиков специализированных крахмалов это обычно означает, что основные материалы должны быть протестированы перед переработкой в ​​крахмал.

Согласно OMara, Национальная крахмальная и химическая корпорация и Химическая корпорация ввели проверки ПЦР, чтобы гарантировать, что ГМ-культуры не выдаются за не-ГМ. «Получение качественных и количественных результатов чрезвычайно дорого, и вы должны быть очень осторожны с качеством метода, который использует лаборатория», – говорит он.

Миметики жира

Около десяти лет назад было опубликовано исследование, показывающее, что в среднем американцы потребляли более 30% своих ежедневных калорий в виде жира.В свете этого объявления и того факта, что в последние несколько лет талия в целом увеличивалась, потребители очень заинтересовались обезжиренными и нежирными продуктами. Пищевая промышленность быстро отреагировала облегченными версиями многих продуктовых магазинов и продуктов общественного питания.

При содержании 9 килокалорий на грамм жиры могут добавить изрядную дозу лишних калорий к диете человека, а легкоусвояемые углеводы в количестве 4 килокалорий на грамм были быстро определены как возможные средства для снижения жира и калорий.Если учесть, что 1 грамм крахмала может легко удерживать 3 грамма воды (что делает калорийность гидратированного крахмала 1 килокалорией на грамм), легко понять, почему крахмалы стали интересными миметиками жира.

Уникальные свойства плавления, характеристики выделения аромата, смазывающая способность, растекаемость и ощущение во рту делают жиры очень вкусными для людей. Поэтому ученые-диетологи попытались найти заменители, обладающие аналогичными свойствами. Крахмал тапиоки и мальтодекстрин, изготовленные из гидролизованного картофельного крахмала, являются одними из материалов, которые используются для создания ощущения жирности на языке.Хотя заменители жира на основе крахмала действительно помогают продуктам с пониженным содержанием жира сохранять влагу, они не обеспечивают точную текстуру, свойства плавления и выделения вкуса продуктов с высоким содержанием жира.

По словам Августина, спрос на крахмалы как на миметики жира снизился. «Отсутствие жира почти исчезло, потому что качество этих продуктов сильно пострадало, когда был убран жир. Нежирные продукты все еще существуют, хотя вы больше не видите их в таком большом количестве», – объясняет он.

Хотя Национальная химическая корпорация и химическая корпорация Омара соглашается с тем, что в последнее время более популярной является концепция с пониженным содержанием жира, он не считает, что обезжиренные продукты являются несуществующей категорией.«Потребители по-прежнему покупают обезжиренные заправки для салатов и йогурт, поэтому обезжиренная зона не была полностью неудачной».

Использование ресурсов поставщика

Хотя одни крахмалы лучше подходят для одних применений, чем другие, в действительности многие производители пищевых продуктов используют один или два основных крахмала в большинстве своих продуктов. Компании используют объединение поставщиков и ингредиентов для повышения покупательной способности одного крахмала из-за растущего давления с целью сокращения затрат.

Несмотря на усилия по сокращению количества ингредиентов в инвентаризации, разработчик пищевых продуктов может иногда сталкиваться с уникальным проектом, требующим исследования новых крахмалов. В случае дублирования продукта продукт конкурентов может иметь определенное ощущение во рту, которое было достигнуто за счет использования определенного крахмала. Или компания может представить новый продукт, который сильно отличается от ее текущих предложений, например добавление десертов в линейку замороженных закусок.

Иногда бывает сложно выбрать крахмал из-за огромного количества.Простое обращение к таблице характеристик нативного крахмала не всегда полезно, потому что многие крахмалы изменили свои свойства в результате модификации. В этих случаях использование опыта поставщика крахмала может сэкономить время и сэкономить нервы на рабочем месте и на заводе. Прежде чем поговорить со специалистом по приложениям поставщика, вам следует подумать об атрибутах продукта, которые вам в конечном итоге необходимо достичь, и любая информация, которую вы можете предоставить о предполагаемых условиях обработки, будет полезной.Эти специалисты могут дать советы по добавлению крахмала, а также часто могут предложить формулы для закваски.

Независимо от области применения, почти всегда найдется крахмал, который может удовлетворить ваши потребности. Многие доступные крахмальные основы имеют очень разные характеристики, и специалисты ваших поставщиков могут помочь вам выбрать ту, которая лучше всего подойдет.

Кристин М. Хомси (Christine M. Homsey) – специалист по питанию в консалтинговой фирме Food Perspectives, Плимут, Миннесота. Она разрабатывала продукты для продуктового и ресторанного бизнеса и заканчивает аспирантуру Университета Миннесоты.Хомси, у которого всегда есть место для десерта, является ярым поклонником углеводов, особенно в сочетании с жирами.

Пшеничная крахмальная паста – Примечания 11/4 Канадского института охраны природы (CCI)

CCI Note 11/4 является частью CCI Notes Series 11 (Paper and Books)

Введение

Многие музеи используют имеющиеся в продаже клеи для ремонта и крепления бумажных артефактов.К сожалению, многие из этих клеев химически нестабильны и со временем могут изуродовать артефакты, с которыми они контактируют.

Паста из пшеничного крахмала – это клей, рекомендуемый для использования с бумажными артефактами, будь то для прикрепления артефактов к циновкам, для ремонта или для повторного прикрепления листьев в книгах.

Характеристики пасты из пшеничного крахмала

Пшеничный крахмал образует гладкий клей, который остается липким даже при разбавлении до тонкой консистенции.После высыхания образует прочное и надежное соединение.

Паста из пшеничного крахмала веками использовалась на Востоке и зарекомендовала себя как подходящий клей для прямого и длительного нанесения на бумагу.

Состав пасты из пшеничного крахмала

AYTEX-P – немодифицированный высокоочищенный пшеничный крахмал. Он содержит от 87% до 91% крахмала, от 9% до 13% влаги и менее 1% клетчатки, белка и минеральных веществ из зародышей пшеницы. Другие источники очищенного пищевого пшеничного крахмала доступны и могут быть более доступными.

Используйте дистиллированную воду, чтобы избежать попадания загрязняющих веществ в пасту.

Оборудование и принадлежности

  • Вода дистиллированная
  • Пшеничный крахмал
  • Пароварка (из стекла или нержавеющей стали) или кастрюля (бытовая, объемом от 2 до 3 литров)
  • Градуированный стеклянный стакан из пирекса (емкость 500 мл или 600 мл )
  • Пластиковая или металлическая ложка
  • Источник тепла (настольная одинарная горелка или бытовая печь)
  • Контейнер для хранения (стеклянный, пластиковый или керамический, с неметаллической крышкой)
  • Сито или сетчатый фильтр (мелкая неметаллическая сетка)
  • Весы или весы (опция)

Приготовление пшеничного крахмала

Отвесить на весах 30 грамм порошка крахмала.Если весы недоступны, вы можете рассчитать, что 30 граммов будут соответствовать отметке 50 мл на градуированном стакане.

Положите 30 граммов порошка крахмала в стеклянный или пластиковый контейнер.

С помощью мерного стакана отмерьте 300 мл дистиллированной воды. Постепенно влейте 50 мл этой воды в емкость с порошком крахмала, непрерывно помешивая, пока все комки не растворятся и смесь не станет однородной. Накройте смесь и дайте постоять.

Приготовление пшеничного крахмала

Пасту можно приготовить в пароварке или с помощью следующей процедуры.

Налейте оставшиеся 250 мл воды в стакан. Установите этот стакан в кастрюлю с достаточным количеством воды, чтобы стакан был окружен, но не плавал и не опрокидывался. Дайте воде в стакане закипеть. Перемешайте смесь крахмал / вода и вылейте ее в кипящую воду в стакане, примерно 25 мл за раз, непрерывно перемешивая по мере загустения.Когда вся смесь крахмала и воды будет добавлена, продолжайте нагревание и перемешивание еще пять-десять минут. Снимите стакан с пастой и дайте ей остыть.

Разбавление пасты

Когда паста достигнет комнатной температуры, она значительно загустеет. Если паста слишком густая для определенной процедуры, разбавьте ее, добавив дистиллированную воду и энергично перемешивая. Разбавление на этом этапе обычно приводит к образованию комков, которые можно удалить, пропустив пасту через сито.Последующее разбавление может быть достигнуто простым добавлением воды и перемешиванием; комки не должны повторяться.

Хранилище

Храните пасту в емкости из стекла, керамики или пластика с неметаллической крышкой, стерилизованной кипятком. При комнатной температуре пасты хватит минимум на три дня; в холодильнике его хватит не менее чем на семь дней. Хранящуюся пасту необходимо пропустить через сито и разбавить перед использованием. Пасту следует выбросить, как только она расслоится или скиснет.

Поставщики

Пшеничный крахмал AYTEX-P (минимальный заказ 1 фунт)
  • TALAS (Услуги технической библиотеки)
    213 West 35th Street
    New York, NY
    10001 США
    Телефон: 212-736-7744
Крахмал пшеничный
  • University Products of Canada
    Отдел продаж BFB
    6535 Mill Creek Drive, Unit # 8
    Mississauga, ON
    L5N 2M2
    Бесплатная линия: 1-800-667-2632
    Телефон: 416-858-7888
    ФАКС : 416-858-8586

  • Также: супермаркеты, магазины здорового питания
Кастрюля, ложка, дополнительные емкости, сито, конфорка

Кухонные, хозяйственные, универсальные магазины

Стакан с градуировкой из пирекса

Поставщики научного оборудования, поставщики хирургического оборудования, аптеки, магазины кухонных принадлежностей

Вода дистиллированная

Аптеки, супермаркеты

Весы

Поставщики научных товаров, магазины кухонь и ванных комнат

Список литературы

  1. Клапп, Энн Ф. Хранение произведений искусства на бумаге . Нью-Йорк: Книги Ника Лайонса, c. .

  2. Эллис, Маргарет Холбен. Уход за гравюрами и рисунками . Нэшвилл, Теннесси: Американская ассоциация государственной и местной истории, .

  3. Холм, Сюзанна-Мари. Монтаж и установка работ на папье . Квебек, Ministère des Affaires culturelles, .

  4. Смит, Меррили А. и Маргарет Р. Браун. Матирование и навешивание произведений искусства на бумагу . Вашингтон: Управление национальных программ, Библиотека Конгресса, .


Копии также доступны на французском языке.
Texte également publié en version française.

© Связь Канады,
DSS Кат. № NM95-57 / 11-4-1986E
ISSN 0714-6221


Применение нативного крахмала в фармацевтике

Крахмал представляет собой природный полисахаридный полимерный материал, который широко присутствует в цитоплазме растительных клеток, обнаруженных во фруктах, корнях, цветоножках и листьях в качестве основной формы углеводного резерва.Он представляет собой мелкий порошок от белого до кремового цвета без запаха и вкуса.

При микроскопическом исследовании он состоит из очень мелких сферических или яйцевидных гранул / зерен, размер и форма которых характерны для каждого ботанического сорта. Низкая стоимость крахмала, его биоразлагаемость и возобновляемость сделали его подходящим кандидатом для разработки экологически безопасного сырья для фармацевтической промышленности. Однако из-за ограничений природных крахмалов некоторые специальные крахмальные продукты, например.g., прежелатинизированный крахмал, карбоксиметилкрахмал натрия и т.д. В этой статье обсуждаются различные фармацевтические применения нативного крахмала.

Использование крахмала / Применение нативного крахмала в фармацевтике

1. Крахмал как разрыхлитель таблеток

Крахмал – один из наиболее часто используемых разрыхлителей для таблетированных лекарственных форм с немедленным высвобождением в концентрациях 3–25% (оптимальная концентрация 15%). Способность нативного крахмала к распаду обусловлена ​​впитыванием и восстановлением деформированных частиц крахмала при контакте с водной жидкостью.Некоторые новые источники крахмала были химически, физически или ферментативно модифицированы для улучшения их дезинтегрирующих свойств, например карбоксиметилкрахмал (CMS), который обладает высокой способностью к набуханию (поглощает количество воды, в 23 раза превышающее исходный вес) в сочетании с высокой степенью водопроницаемости.

2. Крахмал как разбавитель / наполнитель / наполнитель

Крахмал становится неотъемлемой частью рецептуры в процессе производства при добавлении в диапазоне 5–80% мас. / Мас. Для получения стандартизованных тритуратов красителей, сильнодействующих лекарственных средств / активных фармацевтических ингредиентов (АФИ) в низких дозах и экстрактов трав, что способствует эффективному обращению и последующие процессы смешивания / смешивания во время производства.Это связано с его желательными внутренними свойствами, такими как отсутствие опасного взаимодействия с наиболее распространенными API и вспомогательными веществами, отсутствие физиологической и фармакологической активности, а также постоянные физико-химические и функциональные свойства.

3. Крахмал как глидант

Принимая во внимание однородность веса, требуемую фармакопеями, становится очевидным, что регулирование или улучшение свойств текучести порошков / гранул с помощью механизмов подачи с использованием скользящих веществ имеет первостепенное значение.Для этой цели широко используется крахмал из-за его дополнительного использования в качестве разрыхлителя. Он снижает трение между частицами при использовании в концентрациях 2–10% мас. / Мас. Для улучшения текучести порошка и гранул, особенно при использовании сухих крахмалов.

4. Крахмал как полимер с контролируемым / замедленным высвобождением для лекарств и гормонов

Модифицированные крахмалы (например, сшитый кукурузный крахмал с высоким содержанием амилозы) использовались в качестве функциональных ингредиентов в составах с замедленным высвобождением для поддержания терапевтической концентрации лекарств в течение длительных периодов времени.В основном они используются в виде микросфер или гидрогелей, и их использование объясняется их улучшенной функциональностью – гелеобразующей способностью, биоразлагаемостью и биосовместимостью.

5. Крахмал как антиадгезивный и смазочный материал

Крахмал используется в качестве антиадгезива и смазки в концентрации 3–10% по весу при производстве таблеток и капсул. Антиадгезионные свойства крахмала предотвращают прилипание прессованных порошков / гранул к поверхностям пуансона и стенке матрицы или, в случае инкапсуляции, предотвращают прилипание порошковой смеси к дозаторам и трамбовочным штифтам инкапсулятов.Крахмал также снижает трение за счет размещения промежуточного слоя между компонентами таблетки и стенкой матрицы во время процессов сжатия и выталкивания.

Читайте также: Исследования предварительных рецептур: Исследования совместимости лекарственного средства и вспомогательного вещества Применение нативного крахмала в фармацевтике

6. Крахмал в качестве связующего

В составах таблеток крахмал, приготовленный для образования геля (свежеприготовленная крахмальная паста) путем тепловой обработки дисперсии крахмала в воде, используется в концентрации 3–20% мас. / Мас. (Обычно 5–10%, в зависимости от типа крахмала). как связующее при влажном гранулировании.Это обеспечивает необходимую силу связывания, которая удерживает частицы порошка вместе с образованием необходимых агломератов. Количество используемой свежеприготовленной крахмальной пасты должно определяться исследованиями оптимизации с использованием таких параметров, как хрупкость и твердость таблеток, время распадаемости и скорость растворения лекарственного средства. Это также служит для обеспечения равномерного распределения и контролируемого выпуска API.

7. Крахмал в составах для местного применения

Крахмал, особенно тонкие порошки рисового и пшеничного крахмала, используется в качестве основы в препаратах для местного применения для его впитываемости жидкостей.Паста из крахмала используется в составах мазей, как правило, в присутствии более высоких соотношений глицерина.

8. Крахмал как пленкообразующий полимер

Пленкообразующие свойства крахмала можно отнести к амилозному компоненту крахмала. Научные исследования показывают, что это свойство можно улучшить, комбинируя крахмал с другими полимерами, такими как хитозан, микрокристаллическая целлюлоза, нанокристаллы льняной целлюлозы и т. Д. Смесь крахмала и хитозана демонстрирует хорошее пленкообразующее свойство, которое объясняется образованием водородной связи между функциональные группы (амино и гидроксильные группы) присутствуют в основной цепи двух компонентов.Пищевую пленку получают путем объединения кукурузного крахмала и микрокристаллической целлюлозы в отсутствие или в присутствии пластификаторов. Также нанокомпозитная пленка на основе крахмала получается из смеси пластифицированного крахмала и нанокристаллов льняной целлюлозы. фармацевтическое применение нативного крахмала

9. Крахмал в инженерии костной ткани (TE)

В качестве альтернативы использованию металлов и керамики в TE, биоразлагаемые полимеры, такие как крахмал, коллаген, фибриноген, хитозан, гиалуроновая кислота (HA), поли (гидроксибутират), поли (a-гидроксикислоты), поли (e-капролактон) ), полипропиленфумараты, поликарбонаты, поли (фосфазены) и поли (ангидриды) считаются идеальными материалами для ТЕ костей.Биоразлагаемые полимеры на основе крахмала (SBBP) при использовании в каркасах для инженерии костной ткани могут обеспечить немедленную структурную поддержку в результате своих хороших механических свойств. Это также позволяет увеличить время разложения (образование нетоксичных продуктов разложения) и, следовательно, увеличить пористость по мере увеличения клеточной интеграции, что является оптимальным для инженерии костной ткани.

10. Крахмал как расширитель объема плазмы

Натуральные и модифицированные крахмалы теперь используются при разработке и составлении расширителей объема плазмы.Примеры включают ацетилированный крахмал (например, ацетилкрахмал) и гидроксиэтилкрахмал, которые в настоящее время используются для предотвращения шока после тяжелой кровопотери в результате хирургического вмешательства, травмы и т. Д.

11. Крахмал как добавка к стандартному раствору для пероральной регидратации (ORS)

Крахмал оказался полезным дополнением к стандартным ПРС при лечении холеры / диареи у детей. Он способствует абсорбции жидкости и электролитов и может добавить дополнительную энергию без увеличения осмотической нагрузки, а также сократить период восстановления после диарейных заболеваний.Типичным примером крахмала, используемого для этой цели, является рисовый крахмал. Другие включают модифицированный крахмал тапиоки и крахмал подорожника.

12. Крахмал в искусственных эритроцитах

В частности, крахмал, картофельный крахмал, использовался для производства искусственных красных кровяных телец с хорошей переносимостью кислорода. Его получали путем инкапсуляции гемоглобина (Hb) с привитым длинноцепочечным картофельным крахмалом жирной кислотой путем самосборки.

Ссылки на фармацевтические применения нативного крахмала
  • Канадское педиатрическое общество (2004 г.).Лечение диарейных заболеваний. Детский педиатр , 8 (7), 455–458.
  • Диас Ф. Ф. (1999). Крахмал: перспективы и возможности. Журнал научных и промышленных исследований , 58, 403-413.
  • Ибезим, Э.С., Эмедже, М.О., Офоефуле, С.И., Оньиши В.И. и Odoh, U.E. Роль имбирного крахмала в качестве связующего вещества в таблетках ацетаминофена. Научные исследования и эссе , 3 (2), 2008, 46-50.
  • Лу Д. Р., Сяо К. М. и Сюй С. Дж. (2009). Полностью биоразлагаемые полимерные материалы на основе крахмала. eXPRESS Polymer Letters , 3 (6), 366–375. Название этой статьи – фармацевтическое применение нативного крахмала
  • Onyishi I.V, Chime S.A. и Ugwu J.C. (2013). Оценка связующих и дезинтегрирующих свойств крахмала, полученного из Xanthosoma sagittifolium, в таблетках метронидазола. Африканский журнал биотехнологии , 12 (20), 3064-3070.
  • Роу Р., Шески П., Куинн М. (2009). Справочник по фармацевтическим вспомогательным веществам (6-е изд.). США: Фармацевтическая пресса и Американская ассоциация фармацевтов.
  • Сюй Р., Чжан Дж., Чжоу П., Ян Р., Фэн Х. и Сюй Л. (2015). Новый искусственный заменитель эритроцитов: гемоглобин с привитым крахмалом. RSC Advances , 5, 43845-43853. http: // DOI: 10.1039 / C5RA00772K.

Ключевые слова, связанные с: фармацевтическое использование крахмала pdf, нативный крахмал pdf, лекарственное использование крахмала, крахмал в фармацевтическом наполнителе, фармацевтическое применение нативного крахмала в традиционной доставке лекарств, лекарства, содержащие крахмал, нативный крахмал – Википедия, крахмал в лекарствах

Что такое крахмал? – Определение, функция и химическая формула – Видео и стенограмма урока

Химическая формула крахмала

Поскольку крахмал состоит из молекул глюкозы, основная формула крахмала очень похожа на формулу глюкозы.Однако, чтобы соединиться вместе, молекулы глюкозы должны потерять некоторые из своих компонентов.

Подумайте вот о чем: если вы хотите держать кого-то за руки, вы не можете держать ничего другого. Точно так же молекула глюкозы должна опустошить свою руку, отпуская H и O, чтобы держаться за руки с другой молекулой глюкозы. H и O выделяются в виде воды.

Связанная глюкоза разделяет кислород.

Мы можем сделать вывод, что основная химическая формула крахмала (C6h20O5) n , где n – количество молекул глюкозы в цепи.Например, если в молекуле крахмала 100 молекул глюкозы, формула этой молекулы крахмала будет (C6h20O5) 100 или C600h2000O500.

Пример химической формулы молекулы крахмала

Поскольку крахмал состоит исключительно из молекул глюкозы, связанных вместе, он называется гомосахаридом , цепочкой сахаров, состоящей из одного типа молекул.

Крахмал – это цепь молекул глюкозы, но эта цепь не всегда прямая.Иногда молекулы сахара ответвляются от основной цепи и образуют свои собственные, точно так же, как у дерева есть основной ствол, а затем ветви. Таким образом, крахмал на самом деле имеет две формы: одна форма не имеет ответвлений, а другая – нет.

Безветвленная форма – амилоза .

Амилоза может содержать более 250 единиц глюкозы на одну молекулу амилозы. Поскольку у амилозы нет ответвлений, она может образовывать трехмерную спиральную структуру, очень похожую на обтягивающую.Представьте себе полностью раскрученную обтяжку. Было бы неудобно носить с собой и сложно хранить. «Обтягивающая» структура амилозы позволяет клеткам сохранять энергию в компактной форме, но также делает ее легко доступной.

Slinky как пример спиральной структуры.

Интересно, что поскольку йод может внедряться в структуру спирали и окрашивать ее в синий цвет, ученые часто используют йод для проверки наличия крахмала.

Амилопектин представляет собой разветвленную форму крахмала и может содержать более 1000 единиц глюкозы. Основная цепь глюкоз, удерживаемых руками, все еще существует, так где же ответвление глюкозы? Он прикрепляется к другому углеродному волокну, как если бы третий человек держался за ваш пояс, пока вы держитесь за руки с двумя другими людьми.

Амилопектин

Примерно через каждые 20-25 молекул глюкозы возникает точка ветвления, когда одна молекула глюкозы решает уйти в другом направлении.

Разветвление амилопектина

Функции крахмала

Крахмал – это основной способ хранения энергии в клетках растений в виде глюкозы. Это основная функция крахмала. Клетки животных имеют другой способ хранения энергии – гликоген. Это похоже на крахмальную форму амилопектина. Но то, что клетки животных не хранят его таким же образом, не означает, что они не могут использовать крахмал.

Крахмал – очень важный источник сахара в нашем рационе.Мы получаем крахмал, когда едим кукурузу, картофель, пшеницу и рис. В нашем организме есть амилаза , фермент, содержащийся в слюне и поджелудочной железе, расщепляющий крахмал. Разрушенный крахмал можно использовать в качестве энергии или хранить в виде гликогена.

Амилоза расщепляется легче, чем амилопектин, поскольку амилопектин имеет ответвления. Крахмал используется не только в пищу животными. Например, когда амилопектин расщепляется, его можно использовать для изготовления клея или пасты.

Ученые пытаются использовать глюкозу для производства энергии в форме электричества, ориентируясь на клетки.Они разрабатывают биобатареи, которые, по сути, представляют собой батареи, использующие ферменты и превращающие химические реакции в электричество. Одна из разрабатываемых био-батарей использует крахмал в качестве топлива.

Краткое содержание урока

Крахмал – это длинные цепочки молекул сахара, связанных вместе. Это полисахарид , который представляет собой множество молекул сахара, связанных вместе, в отличие от моносахарида , который представляет собой одну молекулу сахара. Крахмал производится из глюкозы , молекулы сахара, состоящей из углерода (C), водорода (H) и кислорода (O) с основной химической формулой C6h22O6.Поскольку он состоит только из глюкозы, крахмал считается гомосахараидом , цепочкой сахаров, состоящей из одного типа молекул. Основная химическая формула крахмала (C6h20O5) n аналогична глюкозе, C6h22O6, где n – количество присутствующих молекул глюкозы.

Существует две формы крахмала: амилоза, , безветвленная форма, и амилопектин, , разветвленная форма. Основная функция крахмала – запасать энергию для растений. Крахмал – источник сахара в рационе животного.

Leave a comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *