2.Назовите источники получения крахмала. Дайте латинские названия сырья, производящих растений, семейств. Укажите сырьевую базу, структуру крахмала, его медицинское применение.

Крахмал картофельный — Amylum Solani, получают из клубней картофеля — Solarium tuberosum L. сем. пасленовых — Solanaceae.

Крахмал пшеничный — Amylum Tritici из пшеницы летней, или мягкой, —Triticum aestivum L., сем. злаковые,или мятликовые,- Gramineae, или Роасеае.

Крахмал кукурузный- Amylum Maydis из зерновок кукурузы обыкновенной -Zea mays L., сем. злаковые, или мятликовые,- Gramineae, или Роасеае.

Картофельный крахмал по сравнению c другими видами крахмала имеет ряд уникальных особенностей: молекулярная и морфологическая структура с большими и ровными гранулами, высокое содержание ковалентно связанного фосфата, наличие длинных амилопектиновых цепей и высокомолекулярной амилозы. Эти особенности картофельного крахмала позволяют использовать его в качестве функционального биополимера для пищевых и технических целей. В частности, картофельный крахмал находит свое применение в производстве высококачественной бумаги и для образования вязких гидроколлоидных систем (загустители, коллоидные стабилизирующие вещества, желирующие вещества, наполнители и водоудерживающие вещества) . По сравнению с зерновым крахмалом, вполне упорядоченная и плотная структура гранул картофельного крахмала, делают его резистентным к ферментативному гидролизу. Однако, некоторые свойства картофельного крахмала, такие как низкая устойчивость к сдвиговым деформациям и низкое термическое сопротивление, а также высокая склонность к ретроградации ограничивают применение картофельного крахмала в некоторых областях пищевой биотехнологии. Эти ограничения преодолеваются путем модификации крахмала: этерификацией, эстерификацией, сшиванием и трансплантацией крахмала, кислотным или ферментативным гидролизом и окислением крахмала; а также физической обработкой крахмала — тепловой обработкой в водной среде под избыточным давлением и т. п.

В настоящее время наблюдается тенденция применения биотехнологических методов в создании новых сортов картофеля с целью повышения не только урожая картофеля, но и модификации свойств крахмала. В частности, получены сорта картофеля крахмал которых, содержат преимущественно амилопектин. Разработаны сорта картофеля с высокой урожайностью. Данные сорта картофеля как источники крахмала весьма перспективны в биотехнологии.

Из корнеплодов основным видом сырья для промышленной переработки является маниок (Manihot esculenta) (имеющий также название тапиока (Индия, Малайзия) или кассава (Африка и Юго-Восточная Азия) — в зависимости от страны где он произрастает). Структура корнеплода маниока такая же, как и у картофеля, но имеются и существенные отличия: во-первых, форма его -вытянутая, стрелообразная, и по размерам он превышает клубень картофеля в 5-10 раз, во-вторых, наружная кожица корнеплода менее прочная, чем у картофеля, поэтому сравнительно легко снимается при мойке, и в третьих, среднеарифметический размер гранул крахмала маниока в два раза меньше среднего размера гранул крахмала картофеля

Пшеница (Triticum) — род травянистых, в основном однолетних, растений семейства Злаки, или Мятликовые, ведущая зерновая культура во многих странах, в том числе и России. Лидерами по выращиванию пшеницы являются Китай, Индия, США, Канада и Россия.

Зерно пшеницы представляет собой твердое, коллоидное, капиллярно — пористое тело, включающее различные вещества. Крахмал имеет частично кристаллическую структуру, так же, как и клетчатка, которая содержится в значительном количестве в оболочках зерна. Белковые вещества обладают аморфной структурой. В эндосперме гранулы крахмала также заключены в клетки, но, в отличие от корнеплодов, они прочно скреплены белковыми веществами, не поддающимися механическому отделению.

Кукуруза, маис (Zea mays), вид однолетних травянистых растений семейства злаков. Лидерами по выращиванию кукурузы являются США и Китай.

Кукурузный крахмал содержит зерна двух форм в зависимости от сорта кукурузы. Некоторые мучнистые сорта, такие как кукуруза сорта Мандан, содержат практически только зерна круглой формы. Кремнистые сорта, такие как, например, Кутиас, содержат лишь зерна многоугольной формы. В каждом типе имеются различные по размеру гранулы, однако среднеарифметический размер для обоих типов составляет в среднем 15 мкм. Крахмал, полученный на современных производствах, содержит лишь небольшую часть очень мелких гранул размером около 5 мкм. Наиболее крупные гранулы достигают 20-25 мкм.

Крахмал.Это высокомолекулярное соединение, включающее сотни тысяч остатков глюкозы. Он является главным резервным полисахаридом растений.

Крахмал представляет собой смесь двух гомополисахаридов: линейного – амилозы(10-70%) и разветвленного – амилопектина(30-90%). Общая формула крахмала (С6Н10О5)n. Как правило, содержание амилозы в крахмале составляет 10-30%, амилопектина – 70-90%. Полисахариды крахмала построены из остатковD-глюкозы, соединенных в амилозе и линейных цепях амилопектина α-1,4-связями, а в точках ветвления амилопектина – межцепочечными α-1,6-связями.

Рис. Структура крахмала. а — амилоза с характерной для нее спиральной структурой, б – амилопектин.

В молекуле амилозы линейно связаны 200-300 остатков глюкозы. Благодаря α-конфигурации глюкозного остатка, полисахаридная цепь амилозы имеет конфигурацию спирали. В воде амилоза не дает истинные растворы, в растворе при добавлении йода амилоза окрашивается в синий цвет.

Амилопектин имеет разветвленную структуру. Отдельные линейные участки молекулы амилопектина содержат 20-30 остатков глюкозы. При этом формируется древовидная структура. Амилопектин окрашивается йодом в красно-фиолетовый цвет.

Крахмал имеет молекулярную массу 105-108Да. При частичном кислотном гидролизе крахмала образуются полисахариды меньшей степени полимеризации – декстрины, при полном идолизе – глюкоза.

В фармации крахмал используется как обволакива­ющее средство; наружно — в виде присыпок и пудр с оксидом цинка или тальком, внутренне и в клизмах — в виде клейстера для защиты нервных окончаний от воздействия раздражающих веществ и для замедления вса­сывания лекарств, в хирургии — для неподвижных бинтов. Является индикатором в йодометрическом анализе. Находит широкое применение ка вспомогательное вещество в технологии ЛФ.