Различия между сахаром и крахмалом 2020

Вступление

Клетки тела требуют постоянной и постоянной подачи энергии для правильной работы и выполнения своих основных функций. Большинство клеток предпочитают эту энергию в простейшей форме имеющихся углеводов, однако это не всегда возможно и может потребовать дополнительного пищеварения [1]. Сахара и крахмалы представляют собой две формы углеводов, которые обычно встречаются в пище.

Эти углеводы обычно состоят из углерода, водорода и кислорода, которые располагаются в простом соотношении CH2О. Это соотношение характерно для каждой молекулы углеводов [2]. В пище есть два основных типа углеводов: это простые углеводы, которые состоят из основных сахаров и сложных углеводов, которые состоят из крахмала и клетчатки.

Виды крахмала

В продаже, как правило, встречается крахмал, изготовленный из картофеля. Но есть большое количество продуктов, из которых выделяется порошкообразное вещество. Разные виды крахмала будут отличаться друг от друга плотностью, цветом и тактильными ощущениями.

Самыми популярными продуктами для изготовления крахмала являются:

  • кукуруза;
  • картофель;
  • пшеница;
  • рис;
  • ячмень;
  • горох;
  • маниок;
  • батат.

Большое значение в хозяйстве имеют такие виды крахмала как картофельный, рисовый, кукурузный, пшеничный, тапиоковый и бататный. В качестве способа производства используется метод помола клубней, корней и зерна.

Использование крахмала

Тело не может легко получить доступ к энергии от связанных молекул сахара крахмала, как это обычно бывает в простых сахарах. Вместо этого организм должен сначала разрушить связи между каждой субъединицей сахара. Это переваривание связей требует времени, что означает, что человек может не получить энергию так же быстро, как при еде простого сахара [3].

Использование простых сахаров

Как только моносахариды из простых углеводов адсорбируются в кровоток, клетки организма могут адсорбировать их как мгновенный источник энергии и немедленно использовать их. Хотя эти простые сахара обеспечивают быстрый источник энергии для клеток, если они потребляются в избытке, они чаще всего преобразуются в энергетические хранилища, которые можно хранить и использовать позже.

Источник крахмалов

Сложные углеводы выше в волокне и перевариваются гораздо медленнее. Это, в свою очередь, означает, что сахара будут выпускаться гораздо медленнее, избегая высоких пиков уровня сахара в организме. Источники крахмала с высоким содержанием пищевых волокон включают фрукты, овощи, орехи, бобы и цельные зерна, а продукты с высоким содержанием крахмала состоят из зерновых, кукурузы, овса, гороха и риса [4].

Растения также хранят крахмал в качестве основного источника энергии, который используется во время роста и размножения. Обычно это хранится в зернах, бобовых и клубнях. Амилоза и амилопектин представляют собой две формы крахмала, которые содержатся в растениях.Амилоза изготовлена ​​из длинных цепочек молекул глюкозы, которые неразветвлены, а амилопектин состоит из длинноцепочечных цепей молекул глюкозы [2].

Источник простых сахаров

Простые сахара обычно встречаются в ряде обработанных пищевых продуктов, большинство из которых являются частью общей западной диеты. Примеры простых продуктов, содержащих сахар, включают соду, пирожные и печенье, в то время как примеры простых сахаров, которые чаще всего добавляются к пище, включают сырые сахара, коричневые сахара, кукурузный сироп и концентраты фруктовых соков [4]. Однако они также встречаются в ряде необработанных продуктов, таких как фрукты и мед.

Предлагаем ознакомиться  Планировка современного дома с подвалом. Дом с подземным гаражом

Назначение процесса осахаривания

Разжижение и осахаривание крахмала ферментативным гидролизом хорошо исследовано и изучено. Назначение его состоит в переводе крахмала, содержащегося в разваренной массе, в сахара (мальтоза декстрины) под воздействием амилазы зеленого солода или плесневелых грибов при подготовке его (крахмала) к сбраживанию.

В 1811 году адъюнкт Российской Академии наук Константин Кирхгоф открыл превращение крахмала в сахар при кипячении с серной кислотой. За это открытие он был избран экстраординарным академиком и награжден пенсией. В 1814 году Кирхгоф открыл другую не менее важную каталитическую реакцию – действие диастсза солода на крахмал.

В статье “О приготовлении сахара из крахмала” Кирхгоф указывал, что “высокая цена арабского гумми побудила меня искать дешевого суррогата последнего. И казалось мне возможным и достижимым устранить желатинообразное состояние кипяченого крахмала посредством разбавленных минеральных кислот и теплоты, а если это удалось бы, предполагал я, тогда он (крахмал) должен был быть похож на арабское гумми”.

Для изучение эволюции представлений о процессе гидролиза, частным случаем которого является осахаривание крахмала, представлеют интерес воззрения профессора А.Н. Ходнева.

В 1852 году профессор Ходнев высказал мысль, что катализатор является химически активным веществом, которое дает промежуточные продукты. Каталитическое воздействие кислот на крахмал и превращение его в глюкозу профессор Ходнев объяснял предварительным образованием “парных соединений”, например серная кислота присоединяется к крахмалу, а это соединение легко распадается при нагревании с водой на серную кислоту и углевод, который в “минуту выделения поглощает воду и переходит в виноградный сахар”.

Действие диастаза зеленого соода на крахмал, по мнению профессора Ходнева, также состоит в постепеном образовании и разложении “парных соединений”.

В последнее время стали известны
природа и состав ферментов. Установлено, что фермент
состоит из белковой части (апофермента) и свободной от белка части (простетической),
называемой коферментом.

Кофермент можно отделить от
апофермента путем диализа, причем в свободном состоянии коферменты
термостабильны. При соединении кофермента с апоферментом восстанавливается
присущая молекуле фермента активность.

Молекула апофермента обладает,
по-видимому, функциями активирования полярных групп и связывания фермента
с субстратом.

Соединение фермента с субстратом
может тормозиться веществами, образующими с ферментом стойкие соединения.

Предположение об образовании
промежуточных соединений фермента и субстрата ранее основывалось главным
образом на изучении кинетики реакций при различных условиях. В настоящее
время образование пероксидазой и каталазой комплексов с субстратом
доказано спектрофотометрическим анализом.

При тесном соприкосновении
реакционной группы фермента с реакционной группой субстрата образуется
ферментсубстратный комплекс.

В ферментсубстратном комплексе
имеется связь между полярными группами фермента и субстрата.

Механизм связи комплекса
фермент-субстрат был также доказан при помощи глюкозофосфатов, специально помеченных атомами С14.

Соединение фермента с субстратом
зависит от пространственного расположения вступающих в реакцию групп
фермента и субстрата и их конфигурации.

Многие детали механизма
образования ферментсубстратного комплекса изучены еще недостаточно, но
можно с уверенностью сказать, что в его образовании участвуют несколько
реакционных групп субстрата и фермента. Данное положение подтверждается
специфичностью ферментативных реакций, причем важную роль при этом
форма поверхностей реагирующих групп фермента и субстрата.

Предлагаем ознакомиться  Рябина красная сушеная, полезные свойства и противопоказания. Рябина красная: полезные свойства, показания и противопоказания к употреблению

Как известно, при ферментативном
гидролизе крахмала в условиях спиртового производства получается мальтоза
и смесь промежуточных продуктов, называемых декстринами.

Мальтоза легко сбраживается
дрожжами с образованием спирта (и побочных продуктов брожения) и
углекислоты, а превращение декстринов в сахара и сбраживание их происходит
в период дображивания под действием разжижающих амилолитических ферментов

Процесс осахаривания крахмала протекает в
две стадии: в первой происходит уменьшение вязкости раствора крахмала
(разжижение) и во второй — собственно осахаривание (превращение в сахара
и декстрины).

Переваривание сахаров

Поскольку молекулы сахара уже находятся в самой простой форме, их больше не нужно разрушать. Молекулы сахара проходят вниз к желудку и смешиваются с существующей смесью химуса перед тем, как отправиться в тонкую кишку. Пищеварительные ферменты в тонком кишечнике затем превращают сахара в прямые молекулы глюкозы, которые затем могут абсорбироваться через стенку кишечника [3].

Различия между сахарами и крахмалами

Sugars Крахмал
Простой углевод Сложный углевод
Сделано либо из одной молекулы сахара, либо из двух простых молекул сахара, соединенных вместе гликозидной связью Изготовлены из длинных цепей простых сахаров, таких как глюкоза
Примеры включают моносахариды и дисахариды Примеры включают амилозу и гликоген
Моносахариды сахара не могут быть далее переварены Крахмал можно дополнительно переваривать в простые сахара
Сахар образует прямой источник энергии Крахмал образует источник энергии хранения
Сахар имеет сладкий вкус Крахмал не имеет сладкого вкуса
Сахар не имеет ни связи, ни одной гликозидной связи Крахмал имеет много гликозидных связей

Структура крахмала

Крахмалы образуют полисахаридные молекулы, состоящие из длинных углеводных цепей молекул сахара, которые связаны друг с другом. Важен тип связующей связи, так как они определяют, какая именно молекула молекулы образуется. Например, молекулы глюкозы связаны между собой альфа-1,4 и альфа-1,6-глюкозидными связями, в то время как целлюлоза также состоит из связанных молекул глюкозы, однако они связаны бета-1,4-глюкозидными связями [1].

Структура сахара

Сахара (также известные как простые сахара) образуют единичные мономерные единицы и более известны как простые углеводы [4]. Эти моносахаридные молекулы не могут быть разрушены во время пищеварения и имеют общую химическую формулу CnH2nOn, в соответствии с чем n обозначает все количество присутствующих атомов.

Существует два основных типа простых сахарных групп: альдозы и кетозы. Общим примером альдозного сахара является глюкоза, в то время как типичным примером кетозного сахара является фруктоза [2]. Существует три распространенных типа моносахаридов: глюкоза, фруктоза и галактоза [5]. Дисахариды – это молекулы сахара, которые содержат две моносахаридные единицы, связанные вместе гликозидной связью.

Три наиболее важных дисахарида – сахароза, которая образует сахар в таблице, лактозу, которая образует сахар в молоке и мальтозу, который является продуктом переваривания крахмала. Эти простые моносахариды сахара и дисахариды присутствуют во фруктах, молоке и других источниках пищи и при соединении вместе образуют сложные углеводы, также известные как полисахариды [2].

Таблица. зависимость фильтрации осахаренной массы от температуры разваривания.

Температура разваривания в градусах

Объем фильтрата за 10 минут фильтрации в мл

Нормальная кукуруза

Дефектная кукуруза

Кукурузный крахмал

45

9,4

7,9

60

8,7

8,7

110

12,3

120

34,8

28,2

28,2

140

34,8

30

44,8

150

37,5

31,3

42,2

160

38,1

31,5

46,6

Предлагаем ознакомиться  Целебные рецепты прабабушки Раи

Чистый крахмал, лишенный белков и других коллоидных примесей, обладает большей способностью к фильтрации. Медленнее фильтруется осахаренная масса из нормальной кукурузы и еще медленнее – из дефектной кукурузы, что может быть объяснено образованием коллоидных веществ, обладающих большей гидрофильностью (способностью впитывать и удерживать воду).

По мнению Забродского, в дефектном зерне при высокой температуре, наряду с растворением и распадом белковых соединений, происходит синтез нерастворимых в воде гумусоподобных веществ.

Климовский, Коновалов и Залесская установили, что при осахаривании разваренной массы количество растворимого азота увеличивается за счет действия протеолитических ферментов солода в зависимости от принятого температурного режима разваривания зернового сырья.

Наибольшее количество растворимого азота (75% от общего азота сырья) образуется при температуре разваривания 150°С и наименьшее (32,8%) – при температуре – 100°С. При повышении температуры разваривания до 120 – 140°С количество растворимого азота составляет 40 – 41,9%.

Таким образом, нативные белки крахмалистого сырья лучше расщепляются ферментами солода, чем белки прогретого сырья.

Гидролитическое расщепление некоторой части белков и жиров зерна, распад углеводов, освобождение фосфорной кислоты из органических и неорганических соединений способствует образованию веществ, обладающих кислотными свойствами.

Кислотность осахаренной массы из дефектного зерна в 1,5-2 раза выше кислотности осахаренной массы из нормального зерна. Изменение кислотности в зависимости от условий разваривания сырья графически изображено на рисунке.

Цветность осахаренной массы может служить определенным критерием процессов, происходящих при нагревании зерна. При повышении температуры разваривания масса приобретает соломенно-желтую и коричневую окраску различной интенсивности. по цветности можно до известной степени судить о качестве разваренной массы. На рисунке приведен график, показывающий зависимость цветности осахаренной массы от температуры разваривания.

Для осахаривания крахмала зерно-картофельного сырья применяется смесь ячменного, просяного и овсяного солодов, причём сумма просяного и овсяного солодов должна быть не менее 30%. Допускается применять смесь из двух солодов: ячменного и овсяного или просяного. Ячменный солод можно заменять ржаным (или пшеничным) полностью или частично, а просяной – солодом из чумизы. Запрещается использовать солод из одной культуры при производстве спирта из зерна той же культуры (Смирнов В.А., 1981)….

Таблица. скорость фильтрации заторов после 1й ступени осахаривания.

Количество фильтрата в мл

Количество фильтрата в % от веса фильтруемой массы
при продолжительности осахаривания в минутах

20

30

45

60

10

3,6

1,5

1,5

15

3

3,3

5

2,3

2,3

20

3,6

4

5,8

2,9

2,9

25

4,2

5,3

6,9

3,5

3,5

30

5,1

6,3

7,8

4

4

Фильтруемость осахаренной массы обусловлена как расщеплением крахмала на мальтозу и декстрины, так и накоплением мальтозы, снижающей вязкость раствора.

Качество осахаренной массы зависит от принятого режима разваривания.

Забродский и Положишник показали, что фильтрационный, спектрофотометрический анализ и потенциометрическое титрование могут быть использованы для производственной характеристики разваренной и осахаренной массы.

В таблице приведены показатели фильтрации осахаренной массы при вакууме 800 мм вод.ст.

Оцените статью
Библиотека огородника
Adblock detector