Merkmale, vorteilhafte Eigenschaften und chemische Zusammensetzung von Stärke.

Viele Menschen interessieren sich für die Frage: Was ist Stärke? Heute erfahren Sie die Antwort darauf. Stärke ist also ein Polysaccharid, das aus besteht Amylose Und Amylopektin. Ihr Verhältnis variiert je nach Stärkeart (Amylose 12 – 30, Amylopektin 70 – 84 %). Amylose und Amylopektin bilden Stärkekörner, deren genaue Struktur noch unbekannt ist. Stärke ist ein wichtiger Bestandteil vieler Lebensmittel. In einigen Fällen ist es in den Rohstoffen enthalten, in anderen wird es hinzugefügt, um den Produkten bestimmte Eigenschaften zu verleihen. Stärke wird hauptsächlich als Verdickungsmittel und Wasserbindemittel verwendet. Es wird bei der Herstellung von Mayonnaise, Saucen, Pasten, Pudding usw. zugesetzt.

Eigenschaften von Stärke.

Gelatinierung. Ganze Stärkekörner sind wasserunlöslich, nehmen aber Feuchtigkeit auf und quellen sehr gut. Der Quellungsgrad hängt von der Stärkesorte ab und variiert stark zwischen 9 und 23 %.

Beim Erhitzen nimmt die Schwingung der Stärkemoleküle zu, was zu ihrer teilweisen Zerstörung führt, wodurch Plätze für die Bindung von Wasser durch Wasserstoffbrückenbindungen frei werden. Bei weiterer Erhitzung in Gegenwart von Wasser kommt es zu einem vollständigen Verlust der Struktur der Stärkekörner. Die Temperatur, bei der der vollständige Verlust der Struktur von Stärkekörnern auftritt, wird als bezeichnet Gelatinierungstemperatur. Dies hängt von der Art der Stärke ab (siehe Tabelle 1).

Tabelle 1 Abhängigkeit der Verkleisterungstemperatur von der Stärkesorte.

Art der Stärke		Gelatinierungstemperatur
Mais
Kartoffel
Wachsmais

Bei der Verkleisterung quellen Stärkekörner stark auf, dies führt zu einem Viskositätsanstieg, bei längerem Erhitzen kommt es jedoch zur Zerstörung der gequollenen Körner, was zu einem teilweisen Viskositätsverlust führt. Die Fähigkeit der Stärke, Pasten zu bilden, macht sie zu einem sehr wichtigen Bestandteil vieler Lebensmittel.

Es ist zu beachten, dass die Viskosität von Stärkelösungen nicht nur von der Temperatur abhängt. Die Viskosität kann durch das Vorhandensein verschiedener Substanzen im Produkt beeinflusst werden, wie z. B. Zucker, Säuren, Proteine, Fette, Wasser.

Schauen wir uns an, wie sich das Vorhandensein dieser Komponenten auf die Gelatinierungsfähigkeit von Stärke auswirkt.

Wasser ist ein wichtiger Stoff für alle Lebensmittel. Um die Wirkung von Wasser auf die Stärkeverkleisterung zu beurteilen, berücksichtigen Sie den Indikator Wasseraktivität. Es zeigt, wie viel Wasser zur Verfügung steht, um an verschiedenen Transformationen teilzunehmen. Die Aktivität des Wassers wird durch die Anwesenheit verschiedener wasserbindender Substanzen (Zucker, Salz usw.) beeinflusst; je mehr davon vorhanden sind, desto weniger Wasser nimmt an chemischen Umwandlungen teil. Daher führt die Zugabe verschiedener wasserbindender Substanzen zu einer Verringerung der Wasseraktivität, was wiederum zu einer Hemmung des Verkleisterungsprozesses führt.

Zucker. Große Zuckermengen verringern die Festigkeit von Stärkegelen und die Geschwindigkeit der Stärkeverkleisterung.

Fette, die mit Amylose Komplexe bilden können, verringern die Quellgeschwindigkeit von Stärkekörnern. Dies liegt daran, dass die gebildeten Komplexe dem Wasser den Zugang zum Stärkemolekül erschweren. Dadurch ist in Weißbrot, das wenig Fett enthält, fast die gesamte Stärke verkleistert.

Säuren. Die meisten Lebensmittel haben einen pH-Wert zwischen 4 und 7. In diesem Bereich gibt es keinen signifikanten Einfluss auf die Verkleisterung der Stärke. Bei niedrigem Säuregehalt nimmt die Viskosität von Stärkelösungen beim Erhitzen ab und auch die Spitzenviskosität nimmt ab. Dies liegt daran, dass bei niedrigen pH-Werten eine Säurehydrolyse mit der Bildung von nicht verdickenden Dextrinen auftritt. Um eine Verflüssigung des Stärkekleisters bei hohem Säuregehalt zu vermeiden, werden modifizierte vernetzte Stärken verwendet. Sie haben sehr große Moleküle und daher ist das Ergebnis der Hydrolyse nicht spürbar.

Bei der Herstellung von Tiefkühlprodukten ist beim Auftauen der Prozess der Retrogradation (Wiederherstellung der ursprünglichen Struktur) von Amylose möglich. Dies kann zu einer Veränderung der Konsistenz des Produkts führen. Bei der Herstellung solcher Produkte wird empfohlen, Wachsmais, der keine Amylose enthält, oder modifizierte Stärken zu verwenden.

Es gibt drei Arten von Kohlenhydraten: Ballaststoffe, Glukose und Stärke. Während viele Diäten zur Gewichtsabnahme eine Begrenzung der Aufnahme von Stärke und anderen Kohlenhydraten empfehlen, behaupten Forscher zunehmend, dass dies nichts weiter als ein Mythos sei. Und selbst stärkehaltiges Mehl setzt sich nicht als Fett an den Seiten ab. Auch Ärzte äußerten sich zu dieser Substanz. Darüber hinaus ist es auch mehrdeutig. Was ist also Stärke, was ist die beliebteste – Kartoffelstärke, deren Nutzen und Schaden Gegenstand wissenschaftlicher Debatten sind?

Biochemische Eigenschaften

Stärke (Formel - (C 6 H 10 O 5) n) ist eine weiße körnige organische Substanz, die von allen grünen Pflanzen produziert wird.

Es ist ein geschmackloses Pulver, das in kaltem Wasser, Alkohol und den meisten anderen Lösungsmitteln unlöslich ist. Dieser Stoff gehört zur Gruppe der Polysaccharide. Die einfachste Form von Stärke ist ein lineares Amylosepolymer. Die verzweigte Form wird durch Amylopektin repräsentiert. Bei der Reaktion mit Wasser bildet es eine Paste. Die Hydrolyse von Stärke erfolgt in Gegenwart von Säuren und erhöhter Temperatur, was zur Bildung von Glucose führt. Mit Jod kann leicht überprüft werden, ob die Hydrolysereaktion abgeschlossen ist (die blaue Farbe erscheint nicht mehr).

In grünen Pflanzen wird Stärke aus überschüssiger Glukose hergestellt, die durch Photosynthese entsteht. Für Pflanzen dient dieser Stoff als Energiequelle. Stärke in körniger Form wird in Chloroplasten gespeichert. Bei einigen Pflanzen findet sich die höchste Konzentration des Stoffes in den Wurzeln und Knollen, bei anderen in den Stängeln und Samen. Bei Bedarf kann dieser Stoff (unter dem Einfluss von Enzymen und Wasser) abgebaut werden, wodurch Glukose entsteht, die Pflanzen als Brennstoff nutzen. Im menschlichen Körper sowie im Körper von Tieren zerfällt das Stärkemolekül auch in Zucker, der ebenfalls als Energiequelle dient.

Wie es im menschlichen Körper funktioniert

Kohlenhydrate sind die Hauptbrennstoffquelle für unseren Körper. Nachdem das Verdauungssystem die Nahrung in Glukose umgewandelt hat, aktiviert der Körper damit alle Zellen und Organe. Die Reste werden in der Leber und den Muskeln gespeichert. Als universelle „Brennstoffquelle“ werden Mehlprodukte, die Stärke und Ballaststoffe enthalten, als Kohlenhydrate bezeichnet, die eine gesunde Verdauung fördern und den Blutzucker kontrollieren. Solche Kohlenhydratquellen werden langsamer abgebaut als einfache und sorgen so für eine langfristige Energieversorgung und ein Sättigungsgefühl zwischen den Mahlzeiten.

Funktionen im Körper

Die einzige Rolle von Stärke in der menschlichen Ernährung besteht darin, sie zur Gewinnung zusätzlicher Energie in Glukose umzuwandeln.

Es gibt verschiedene Reissorten, und alle sind für den Menschen von Vorteil, da sie Vitamine, Ballaststoffe und enthalten. Dieses Produkt kann sowohl als warmes Gericht als auch als kalter Snack verzehrt werden. Damit es aber wirklich gesund ist, ist es besser, das zubereitete Gericht nicht noch einmal aufzuwärmen und es bei Bedarf zwischen den Aufwärmvorgängen im Kühlschrank aufzubewahren, um die Vermehrung schädlicher Bakterien zu verhindern. Länger als 24 Stunden ist das fertige Reisgericht aber auf keinen Fall haltbar. Und während des Aufwärmens 2 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 70 Grad Celsius halten (eventuell über Dampf).

Pasta

Es ist besser, Teig aus Hartweizen und Wasser den Vorzug zu geben. Es enthält Eisen und B-Vitamine. Noch gesünder sind Vollkornnudeln.

Tabelle des Stärkegehalts in Produkten

Produkt	Stärke (Prozent)
Reis	78
Spaghetti	75
Cornflakes	74
Mehl (Weizen, Gerste)	72
Hirse	69
Frisches Brot	66
Mais	65
Nudeln	65
Buchweizen	64
Weizen	60
Roggen	54
Kartoffelchips	53
Erbsen	45
Roggenbrot	45
Blätterteig	37
Pommes	35
Rohe Kartoffeln	15,4
Gekochte Kartoffeln	14

Acrylamid in stärkehaltigen Lebensmitteln

Acrylamid ist eine Chemikalie, die nach dem Braten, Grillen oder Erhitzen bei sehr hohen Temperaturen in einigen Mehlprodukten enthalten ist.

Einige Studien haben gezeigt, dass dieser Stoff für den Menschen gefährlich sein kann. Daher sind Ernährungswissenschaftler gegen das Braten (und insbesondere das Verbrennen) stärkehaltiger Lebensmittel wie Kartoffeln, Croutons und Wurzelgemüse.

Beim Kochen, Dämpfen oder Backen in der Mikrowelle entsteht praktisch kein Acrylamid. Und übrigens: Kartoffeln sehr günstig lagern niedrige Temperaturen, erhöht die Zuckerkonzentration in seiner Zusammensetzung, was auch zur Freisetzung eines großen Anteils Acrylamid beim Kochen beiträgt.

Kombination mit anderen Stoffen und Resorption

Stärken stellen hohe Anforderungen an die Kombination mit anderen Nährstoffen. Typischerweise interagieren sie nicht gut mit anderen Produkten, sondern passen nur gut zueinander. Für den größtmöglichen Nutzen werden stärkehaltige Lebensmittel am besten mit rohem Gemüse in Form von Salaten kombiniert. Übrigens kann der Körper Rohstärke leichter verdauen als nach einer Wärmebehandlung. Außerdem wird dieser Stoff schneller verstoffwechselt, wenn genügend B-Vitamine im Körper vorhanden sind.

Industrielle Nutzung

Reis-, Mais-, Weizen- und Tapiokastärke kommen in der Industrie vor, aber Kartoffelstärke ist vielleicht die beliebteste.

Es wird durch Zerkleinern der Knollen und Mischen des Fruchtfleisches mit Wasser gewonnen. Anschließend wird der Brei von der Flüssigkeit getrennt und getrocknet. Darüber hinaus wird Stärke beim Brauen und in der Süßwarenindustrie als Verdickungsmittel verwendet. Es ist auch in der Lage, die Festigkeit von Papier zu erhöhen; es wird zur Herstellung von Wellpappe, Papiertüten, Schachteln und gummiertem Papier verwendet. In der Textilindustrie – als Schlichtemittel, das Fäden Festigkeit verleiht.

Amylopektinstärke, gewonnen aus Wachsmais, wird auch in der Lebensmittelindustrie aktiv eingesetzt. Wird als Verdickungsmittel in Soßen, Dressings, Obst- und Milchdesserts verwendet. Im Gegensatz zu seinem Kartoffel-Pendant ist diese Substanz klar, geschmacksneutral und ihre einzigartigen chemischen Eigenschaften ermöglichen es, das stärkehaltige Produkt mehrmals einzufrieren und aufzuwärmen.

Das Vorhandensein von E1400, E1412, E1420 oder E1422 in der Zutatenliste des Produkts weist darauf hin, dass bei der Herstellung dieses Lebensmittels modifizierte Maisstärke verwendet wurde. Es unterscheidet sich von anderen Typen durch seine Fähigkeit, zu quellen und gelatinierte Lösungen zu bilden. In der Lebensmittelindustrie wird es als Trennmittel verwendet, um Soßen, Ketchups, Joghurts und Milchdesserts die nötige Textur zu verleihen. Wird auch in Backwaren verwendet.

Tapiokastärke ist auch eine Zutat in der Lebensmittelindustrie. Doch die Rohstoffe dafür sind nicht die üblichen Kartoffeln oder Mais, sondern Maniokfrüchte. In seinen Eigenschaften ähnelt dieses Produkt der Kartoffel. Wird als Verdickungsmittel und Antiklumpenmittel verwendet.

Stärke gehört zu den Produkten, deren Nutzen und Schaden noch unklar sind. Mittlerweile gibt es einen hervorragenden Rat, der den Menschen zu verschiedenen Zeiten Orientierung gegeben hat: Alles sollte in Maßen sein, dann ist das Essen nicht schädlich. Dies gilt auch für Stärken.

Einführung

Allgemeine Informationen zu Stärke

Die Struktur von Stärke

2.1 Amylose und Amylopektin

2.2 Bildung und Struktur von Stärkekörnern

2.3 Arten von Stärkekörnern

Stärkeklassifizierung

Physikalisch-chemische Eigenschaften

Quittung

Anwendung

6.1 In verschiedenen Branchen

6.2 In der pharmazeutischen Chemie

6.3 In der Medizin

6.4 In der pharmazeutischen Technologie

Abschluss

Referenzliste

Einführung

Stärke ist der wichtigste Vertreter der natürlichen Kohlenhydrate, wird in Pflanzen synthetisiert und ist die Hauptenergiequelle für den menschlichen Körper.

Stärke wird seit der Antike in großem Umfang in der Medizin eingesetzt. In der medizinischen Praxis wird es als Umhüllungsmittel bei entzündlichen und ulzerativen Läsionen der Magen- und Darmschleimhaut eingesetzt. In der analytischen und pharmazeutischen Chemie ist es der Hauptindikator für Jod. In der pharmazeutischen Technologie wird Stärke als Füllstoff, Bindemittel und Stäubemittel verwendet.

Der Zweck der Kursarbeit besteht darin, die Struktur von Stärke, ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften, ihre Herstellung und Verwendung in verschiedenen Lebensbereichen, einschließlich Medizin und Pharmazie, zu untersuchen.

In unserem Land ist das Allrussische Forschungsinstitut für Stärkeprodukte (VNIIK) in der Region Moskau das einzige wissenschaftliche Zentrum der Stärkeindustrie in Russland. Die Hauptaufgabe des Instituts ist die Entwicklung modernster Technologien zur Herstellung von Stärke aus Kartoffeln und Getreiderohstoffen (Mais, Weizen, Sorghum, Roggen, Gerste etc.), modifizierter Stärke, Melasse, Glucose, Glucose-Fructose-Sirup, Protein -freie Diätprodukte sowie Designausrüstung für die Stärkeindustrie. Das Allrussische Forschungsinstitut für Stärkeprodukte führt das gesamte Spektrum der Arbeiten von der wissenschaftlichen Forschung bis zur Entwicklung der Produktion durch.

1. Allgemeine Informationen zu Stärke

Polysaccharide sind Polymere von Kohlenhydraten, die aus vielen (zehn bis mehreren tausend) Monosaccharideinheiten bestehen. Viele Polysaccharide enthalten ein Glucosemolekül als Monomer. Sie werden von Pflanzen, Tieren und Menschen als Nährstofflieferant und Energiequelle synthetisiert.

Pflanzen speichern Glukose in Form von Stärke. Es lagert sich hauptsächlich in den Knollen und im Endosperm der Samen in Form von Körnern ab. Stärkehaltige Pflanzen werden herkömmlicherweise in zwei Gruppen eingeteilt: Pflanzen der Getreidefamilie und Pflanzen anderer Familien. Als Industrieprodukt wird Stärke aus Weizen (Triticum vulgare L.), Mais (Zea mays L.) und Reis (Oryza sativum L.) hergestellt. Unter den Pflanzen anderer Familien ist die Kartoffel (Solanum tuberosum L.) die industriell stärkehaltige Pflanze.

2. Struktur von Stärke

2.1 Amylose und Amylopektin

Stärke-Amylose-Amylopektin-Chemie

Stärke besteht aus zwei Arten von Molekülen: Amylose (durchschnittlich 20–30 %) und Amylopektin (durchschnittlich 70–80 %). Bei beiden Typen handelt es sich um Polymere, die ein Monomer enthalten ?-D-Glukose. Diese Verbindungen sind von gegensätzlicher Natur: Amylose hat ein geringeres Molekulargewicht und ein größeres Volumen, während Amylopektinmoleküle schwerer, aber kompakter sind.

Amylose (Abb. 1, Abb. 2) besteht aus 500-20.000 verbundenen Monomeren ?-1,4 Bindungen und bilden lange Ketten, die oft eine linksgängige Helix bilden.

Abbildung 1. Teil des Strukturmoleküls von Amylose

Abbildung 2. Teil der Amylosekette (3D-Bild)

Im Amylopektin (Abb. 3, Abb. 4, Abb. 5) sind auch Monomere verknüpft ?-1,4 Bindungen und außerdem etwa alle 20 Reste ?-1,6 Verbindungen, die Verzweigungspunkte bilden.

Abbildung 3. Strukturmolekül von Amylopektin

Abbildung 4. Teil des Strukturmoleküls von Aminopektin

Abbildung 5. Modell der verzweigten Struktur von Amylopektin.

Monomere verbunden ?(1?4) - glykosidische Bindungen

Verzweigungspunkte. Monomere verbunden ?(1?6)-glykosidische Bindungen

Die verschiedenen Zweige des Amylopektinmoleküls werden als A-, B- und C-Ketten klassifiziert. A-Ketten sind die kürzesten und werden nur mit B-Ketten verbunden, die sowohl mit A-Ketten als auch mit anderen B-Ketten verbunden werden können. Das Verhältnis von A- und B-Ketten liegt bei den meisten Stärken zwischen 1:1 und 1,5:1.

In Chloroplasten lagern sich im Licht Körner assimilativer (primärer) Stärke ab, die mit einem Überschuss an Zuckern – Produkten der Photosynthese – gebildet werden. Die Bildung osmotisch inaktiver Stärke verhindert einen Anstieg des osmotischen Drucks im Chloroplasten. Nachts, wenn keine Photosynthese stattfindet, wird assimilative Stärke mit Hilfe von Enzymen zu Zucker hydrolysiert und in andere Pflanzenteile transportiert. Reservestärke (Sekundärstärke) wird in Amyloplasten (eine spezielle Art von Leukoplasten) von Zellen verschiedener Pflanzenorgane (Wurzeln, unterirdische Triebe, Samen) aus Zuckern abgelagert, die aus photosynthetischen Zellen stammen. Bei Bedarf wird auch Lagerstärke in Zucker umgewandelt.

2 Bildung und Struktur von Stärkekörnern

Im Stroma von Plastiden werden Stärkekörner gebildet. Die Bildung von Stärkekörnern beginnt an bestimmten Stellen im Stroma des Plastiden, den sogenannten Bildungszentren. Das Kornwachstum erfolgt durch sukzessive Ablagerung von Stärkeschichten rund um das Bildungszentrum. Das Hauptenzym für die Bildung und Bildung von Stärkekristalliten ist die kornbildende Synthase (GBSS granulebound synthase). Einer Theorie zufolge findet die Stärkebiosynthese auf der Oberfläche von Körnern statt und die Amylose- und Amylopektinmoleküle sind senkrecht dazu und in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet. So hat Amylose auf der Oberfläche der Körner ein reduzierendes Ende, während Amylopektin im Gegensatz dazu nicht reduzierende Enden hat, die durch das Enzym verzweigte Synthase (stärkeverzweigtes Enzym – SBE) weiter verzweigt und verlängert werden können. Bei Amylose wird in diesem Fall die Kette unter der Wirkung des Enzyms Solub Starch Synthase (SSS) verlängert, daher sind die Moleküle von Amylose und Amylopektin schwer zu kombinieren und können dadurch fraktioniert werden bestimmte Bedingungen. Native Stärkekörner haben Wachstumsringe, die aus abwechselnden Schichten unterschiedlicher Dichte, Kristallinität und Beständigkeit gegenüber chemischen und enzymatischen Angriffen bestehen. Breite Schichten werden durch abwechselndes Auffüllen und Entfernen von Molekülen in Plastiden mit aufeinanderfolgender Ablagerung großer unlöslicher und kleiner löslicher Moleküle gebildet; gleichzeitig überwiegen in dichten Schichten hochmolekulare Anteile von Amylopektin. Der Kristallinitätsgrad von Stärkekörnern liegt zwischen 14 und 42 % und hängt vom Verhältnis von Amylose- und Amylopektingehalt ab. Die kurzen Ketten im Amylopektinmolekül bilden Doppelhelices, die kristalline Lamellen (Kristallite) bilden. Freie Doppelhelices und Kristallite bilden sogenannte Halbkristalle.

Die verbleibenden Amylosemoleküle und langen Amylopektinketten bilden den amorphen Teil der Stärkekörner.

Bei der Synthese von Amylopektin und seiner Kristallisation bleibt eine kleine Menge Phosphate an die Hydroxylgruppe des 6. Kohlenstoffatoms gebunden; ihr Gehalt in Kartoffelstärke erreicht 0,2 %. Bei der Bildung von Helices neigt Amylose dazu, im Zytosol befindliche Lipide einzufangen. Der Gehalt an gebundenen Lipiden in Stärken von Getreide und Hülsenfrüchten beträgt 0,2 - 1,3 %.

Amylose und Amylopektin bilden einen Strukturkomplex aus Körnern, der aus kristallinen und amorphen Teilen besteht. (Abb. 6).

Abbildung 6. Struktur der kristallinen und amorphen Teile von Stärkeschichten

Benachbarte Schichten in einem Korn können unterschiedliche Lichtbrechungsindizes haben und sind dann unter dem Mikroskop sichtbar (Abb. 7).

Abbildung 7. Schichtstruktur von Stärkekörnern. Der Pfeil zeigt das Bildungszentrum an

Form, Größe, Anzahl im Amyloplasten und Struktur (Lage des Bildungszentrums, Schichtung, Vorhandensein oder Fehlen von Rissen) von Stärkekörnern sind oft spezifisch für die Pflanzenart (Abb. 8). Typischerweise sind Stärkekörner kugelförmig, eiförmig oder linsenförmig, bei Kartoffeln sind sie jedoch unregelmäßig. Die größten Körner (bis zu 100 Mikrometer) sind charakteristisch für Kartoffelknollenzellen; bei Weizenkörnern gibt es zwei Größen – klein (2–9 Mikrometer) und größer (30–45 Mikrometer). Maiskörnerzellen zeichnen sich durch kleine Körner (5–30 Mikrometer) aus.

Abbildung 8. Verschiedene Arten von Stärkekörnern. In Hafer (1), Kartoffeln (2), Wolfsmilch (3), Geranien (4), Bohnen (5), Mais (6) und Weizen (7)

3 Arten von Stärkekörnern

Befindet sich im Amyloplasten ein Bildungszentrum, um das sich Stärkeschichten ablagern, entsteht ein einfaches Korn; sind es zwei oder mehr, dann entsteht ein komplexes Korn, bestehend aus mehreren einfachen. Ein halbkomplexes Korn entsteht, wenn Stärke zunächst um mehrere Punkte herum abgelagert wird und dann, nachdem einfache Körner in Kontakt gekommen sind, um sie herum gemeinsame Schichten entstehen (Abb. 9).

Abbildung 9. Einfache, halbkomplexe und komplexe Stärkekörner

3. Klassifizierung von Stärke

Alle Stärken werden in zwei Gruppen eingeteilt: natürliche (oder native) und raffinierte.

Raffinierte Stärke ist ein weißes Pulver ohne Geschmack und Geruch. Natürliche Stärke, gereinigt von Verunreinigungen. Es wird aus stärkehaltigen Pflanzen durch Mahlen, Kochen und Schälen hergestellt. Enthalten in Mehl, Brot, Nudeln, als eigenständiges Produkt verkauft.

Abbildung 10. Klassifizierung von Stärke nach Rohstoffen

Weizenkorn ist der älteste Rohstoff zur Stärkegewinnung. Bei der Verwendung solcher Rohstoffe entsteht Weizenstärke.

Kartoffeln sind einer der Hauptrohstoffe für die Stärkeproduktion. Aus diesem Rohstoff wird Kartoffelstärke gewonnen.

Tapiokastärke ist ein Analogon der Kartoffelstärke und wird in Asien aus der Wurzel der Hülsenfrucht Maniok (Cassava) hergestellt.

Maiskörner werden zur Herstellung von Maisstärke verwendet.

Bei der Verarbeitung von Reis fallen Mehl und Abfall an. Sie sind die am besten geeigneten Rohstoffe für die Herstellung hochwertiger Reisstärke.

Zur Herstellung von Sorghumstärke wird eine einjährige Pflanze der Sorghumgattung Sorghum Moench verwendet, die zur Familie der Getreidegewächse gehört.

Bei der Stärkemodifizierung werden folgende Typen erhalten:

· gespalten (hydrolysiert);

·oxidiert;

·Schwellung;

Dialdehyd;

·ersetzt.

Modifizierte Stärke ist eine speziell verarbeitete Stärke, die aufgrund ihrer Zusammensetzung besser absorbiert wird.

Modifizierte Stärke wird aus natürlicher Mais- oder Kartoffelstärke hergestellt und modifizierte Stärke gehört nicht zu gentechnisch veränderten Produkten. Es wird ohne die Hilfe der Genetik verändert (aus dem Deutschen modifizieren – modifizieren, transformieren). Es gibt verschiedene physikalische und chemische Methoden zur Verarbeitung natürlicher Stärke, dank derer es möglich ist, Sorten mit vorgegebenen Eigenschaften zu erhalten. Durch Modifikationen erhält Stärke die Fähigkeit, Feuchtigkeit in verschiedenen Umgebungen zu speichern, was es ermöglicht, ein Produkt mit einer bestimmten Konsistenz zu erhalten.

4. Physikalisch-chemische Eigenschaften

Stärke ist ein weißes oder leicht cremiges Pulver. In 95 %igem Alkohol praktisch unlöslich, in kochendem Wasser löslich und bildet eine klare oder leicht opaleszierende Lösung, die beim Abkühlen nicht aushärtet. Die Löslichkeit der Stärkebestandteile in Wasser ist nicht gleich. Amylose löst sich gut in warmem Wasser, Amylopektin jedoch nicht. Es bildet kolloidale Lösungen. Die Methode zur Trennung von Stärkebestandteilen basiert auf der unterschiedlichen Löslichkeit in Wasser. Beim Mahlen von Stärke ist ein charakteristisches Knarren zu hören.

Stärke unterliegt einer sauren Hydrolyse, die schrittweise und zufällig erfolgt. Bei der Spaltung entsteht zunächst Polymere mit geringerem Polymerisationsgrad – Dextrine –, dann das Disaccharid Maltose und schließlich Glucose. Somit wird eine ganze Reihe von Sacchariden erhalten.

Stärke wird durch ein Enzym hydrolysiert ?-Amylase (im Speichel enthalten und von der Bauchspeicheldrüse abgesondert), die zufällig abgebaut wird ?(1?4)-glykosidische Bindungen. ?-Amylase (in Malz vorhanden) wirkt auf ?(1?4)-ausgehend vom nichtreduzierenden terminalen Glucoserest glykosidische Bindungen und spaltet sukzessive Maltosedisaccharidmoleküle aus der Polymerkette ab. Glucoamylase (in Schimmelpilzen enthalten) hydrolysiert wie die beiden anderen Amylasen ?(1?4)-glykosidische Bindungen, die nacheinander D-Glucose-Reste abspalten, beginnend am nichtreduzierenden Ende. Selektive Spaltung ?(1?6)-Es kommt zu glykosidischen Bindungen von Amylopektin ?-1,6-Glucosidasen, beispielsweise Isoamylase oder Pullulanase.

Aus Bacillus macerans isolierte Amylase ist in der Lage, Stärke in zyklische Produkte (Cyclodextrine, Schardinger-Dextrine) umzuwandeln, bei denen der Polymerisationsgrad 6-8 beträgt und Glucosereste gebunden sind ?(1?4)-glykosidische Bindungen.

Als mehrwertiger Alkohol bildet Stärke Ether und Ester. Eine charakteristische qualitative Reaktion auf Stärke ist die Reaktion mit Jod (Jod-Stärke-Reaktion):

Bei der Reaktion von Jod mit Stärke entsteht eine Einschlussverbindung (Clathrat) vom Kanaltyp. Ein Clathrat ist eine komplexe Verbindung, bei der Partikel einer Substanz („Gastmoleküle“) in die Kristallstruktur von „Wirtsmolekülen“ eingebaut werden. Die Rolle der „Wirtsmoleküle“ sind Amylosemoleküle und die „Gäste“ sind Jodmoleküle. Jodmoleküle befinden sich in Form von Ketten im Kanal einer Spirale mit einem Durchmesser von ~1 nm, die durch ein Amylosemolekül erzeugt wird ××× ICH ××× ICH ××× ICH ××× ICH ××× ICH ×××. In der Helix werden Jodmoleküle stark von ihrer Umgebung (OH-Gruppen) beeinflusst, wodurch die Länge der I-I-Bindung auf 0,306 nm ansteigt (im Jodmolekül beträgt die Bindungslänge 0,267 nm). Darüber hinaus ist diese Länge für alle Jodatome in der Kette gleich (Abb. 11). Dieser Vorgang geht mit einer Veränderung der braunen Farbe des Jods ins Blauviolette einher (l Max 620–680 nm). Amylopektin ergibt im Gegensatz zu Amylose mit Jod eine rotviolette Farbe (lmax 520–555 nm).

Abbildung 11. Wechselwirkung von Jod mit Stärke

Dextrine, die bei der Wärmebehandlung von Stärke, Säure oder enzymatischer Hydrolyse entstehen, reagieren ebenfalls mit Jod. Die Farbe des Komplexes hängt jedoch stark von der Molmasse des Polymers ab (Tabelle 1).

Dextrine mit niedrigem Molekulargewicht beginnen, äußere Anzeichen von Reaktionen der Aldehydform von Glucose zu zeigen, weil Mit abnehmender Polymerkette nimmt der Anteil reduzierender terminaler Glucosereste zu.

Tabelle 1 Farbreaktionen von Dextrinen mit Jod

Dextrin (C 6N 10UM 5)k Polymerisationsgrad kFarbe des Komplexes mit Jod-Amylodextrinen>30 Blaue oder violette Erythrodextrine 25-29 Rote Ochrodextrine 21-24 Gelbbraune Maltodextrine<20Отсутствие реакции

5. Quittung

Die Hauptrohstoffe für die Stärkeproduktion sind Kartoffeln und Mais. Der Produktionsprozess besteht hauptsächlich aus mechanischen Vorgängen und basiert auf zwei Eigenschaften von Stärkekörnern: ihrer Unlöslichkeit in kaltem Wasser und ihrer geringen Größe bei relativ hoher Dichte.

Um qualitativ hochwertige Endprodukte zu erhalten, ist eine gute Qualität der Rohstoffe (Rohkartoffeln) sehr wichtig und manchmal sogar entscheidend. Bei der Verarbeitung von Rohstoffen entsteht Rohstärke, die nicht für die Langzeitlagerung geeignet ist, daraus werden dann Trockenstärke und Stärkeprodukte gewonnen.

Zur Stärkegewinnung werden stärkehaltige, ertragreiche und krankheitsresistente Kartoffelsorten angebaut. Die Qualität der produzierten Stärke wird durch den erhöhten Gehalt an pflanzlichen Proteinen, Aminosäuren und Solanin in Kartoffeln negativ beeinflusst. Proteine ​​erschweren als Schaumbildner das Waschen der Stärkekörner und verunreinigen die Stärke, indem sie sich in Form von Flocken darauf ablagern. Durch die Oxidation der Aminosäure Tyrosin entstehen Melanine. Sie werden von der Stärke adsorbiert und verschlechtern deren Farbe. Tyrosin bildet auch farbige Verbindungen mit Eisenionen. Solanin ist ein starkes Schaummittel. In der Stärke verbleibende Ascheelemente beeinflussen die Viskosität und das Klebevermögen von Pasten.

Die Technologie zur Herstellung von Kartoffelstärke umfasst mehrere Stufen, wie zum Beispiel: Vorbereitung der Rohstoffe für die Verarbeitung (Waschen, Abtrennung von Fremdverunreinigungen); Knollen zerkleinern; Trennung von Kartoffelsaft und zerrissenen Zellwänden (Fruchtfleisch) aus der resultierenden Masse (Brei); Reinigung von Stärke von Verunreinigungen; Trocknen und Verpacken von Stärke (Abb. 12)

Bühne. Vorbereitung der Rohstoffe für die Verarbeitung: Trennung von schweren Verunreinigungen und Waschen der Kartoffeln. Kartoffeln aus dem Umlauflager werden einem Trommelsteinfang zugeführt und anschließend der Waschmaschine zugeführt. Kartoffelknollen werden in speziellen Spülbecken gut aus dem Boden gewaschen, wobei Stroh, Steine ​​und andere Verunreinigungen abgetrennt werden.

Bühne. Kartoffeln mahlen. Von Schmutz befreite Knollen werden durch Abreiben oder Feinzerkleinern zerkleinert, um die Zellen des Knollengewebes zu öffnen und Stärkekörner freizusetzen. Kartoffeln werden mit Schnellreiben oder Prallhackmaschinen zweimal zu Brei zerkleinert.

Nach dem Zerkleinern der Knollen, um sicherzustellen, dass sich die meisten Zellen öffnen, erhält man eine Mischung bestehend aus Stärke, fast vollständig zerstörten Zellmembranen, einer bestimmten Menge unzerstörter Zellen und Kartoffelsaft. Diese Mischung nennt man Kartoffelbrei.

Stufe 3. Aus der resultierenden Masse (Brei) werden Kartoffelsaft und aufgerissene Zellwände (Fruchtfleisch) isoliert. Die zerkleinerte Masse wird an Zentrifugen geschickt, um den Saft abzutrennen, was zur Verdunkelung der Stärke, zur Verringerung der Viskosität der Paste und zur Entwicklung mikrobiologischer Prozesse beiträgt. Mithilfe von Siebmaschinen wird die Stärke mit Wasser aus dem Fruchtfleisch gewaschen.

Die nach dem Waschen des Breis gewonnene Stärkemilch wird zur Abtrennung des Saftwassers Fällzentrifugen zugeführt. Das Saftwasser wird entfernt und die mit Frischwasser verdünnte Rohstärke in Form von Milch zur Raffination geschickt

Bühne. Reinigung von Stärke von Verunreinigungen. Raffinierte Stärkemilch enthält noch geringe Mengen löslicher Reststoffe und winzige Fruchtfleischpartikel. Daher wird es der Endreinigung zugeführt – dem Waschen in kontinuierlich arbeitenden Hydrozyklonstationen. Nach mechanischer Wasserabtrennung wird Rohstärke mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 50 % gewonnen. Teil der Stärke mit verminderter Qualität.

Bühne. Trocknen und Verpacken von Stärke. Rohstärke ist aufgrund ihres hohen Feuchtigkeitsgehalts nicht gut lagerfähig. Daher ist es ratsam, es unmittelbar nach der Herstellung zu dehydrieren (in Zentrifugen) und dann entweder sofort zu trocknen oder zu anderen Arten von Fertigprodukten zu verarbeiten. Die Rohstärke wird in einem Sprühtrockner mit mäßig heißer Luft getrocknet.

Gereinigte Trockenstärke wird in Beuteln und Kleinverpackungen verpackt. Kartoffelstärke wird in doppelten Stoff- oder Papiertüten sowie in Säcken mit Polyethyleneinlage mit einem Gewicht von maximal 50 kg verpackt. Anschließend werden sie auf einer Waage gewogen und mit einer Beutelnähmaschine zusammengenäht.

6. Bewerbung

6.1 In verschiedenen Branchen

Der Einsatz von Stärke hat in vielen Industriezweigen Einzug gehalten. Stärke wird in der Lebensmittel-, Textil-, Papier-, Chemie-, Gummi-, Pharma-, Parfüm- und anderen Industrie sowie von der Bevölkerung für den persönlichen Verbrauch verwendet (Zubereitung von Gelee und Soßen, Stärken von Wäsche). Die Papierindustrie ist aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften und erneuerbaren Ressourcen der größte Verbraucher von Stärke. In verschiedenen Phasen der Papierherstellung werden unterschiedliche Stärkearten verwendet. Stärke wird hinzugefügt, um das Aussehen und die typografischen Eigenschaften des Papiers zu verbessern und die Festigkeit zu erhöhen. In der Textilindustrie werden Stärken zur Schlichte, Ausrüstung und Herstellung von Verdickungsmitteln (Verdickungsmitteln) verwendet. Die Lebensmittelindustrie ist einer der größten Stärkeverbraucher. Große Mengen Stärke werden als Fertigprodukt für den Heimgebrauch verkauft. Stärken werden in der Lebensmittelindustrie für einen oder mehrere der folgenden Zwecke verwendet:

· Direkt als verkleisterte Stärke, Gelee usw.

· Als Verdickungsmittel aufgrund seiner viskosen Eigenschaften (in Suppen, Babynahrung, Soßen, Bratensoßen usw.)

· Als Füllstoff in den festen Bestandteilen von Suppen und Pasteten enthalten

· Als Bindemittel zur Verfestigung der Masse und zur Verhinderung des Austrocknens beim Garen (Wurst und Fleischwaren).

· Als Stabilisatoren aufgrund der hohen Fähigkeit der Stärke, Feuchtigkeit zu speichern.

Leimproduktion.

6.2 In der pharmazeutischen Chemie

In der analytischen und pharmazeutischen Chemie wird Stärke als Indikator für Jod in der Iodometrie-Methode und anderen titrimetrischen Methoden verwendet (SP XI, Heft 2, S. 88-89).

Indikatorlösung. 1 g lösliche Stärke wird mit 5 ml Wasser vermischt, bis eine homogene Aufschlämmung entsteht, und die Mischung wird unter ständigem Rühren langsam in 100 ml kochendes Wasser gegossen. 2 Minuten kochen lassen, bis eine leicht opaleszierende Flüssigkeit entsteht.

Die Haltbarkeit der Lösung beträgt 3 Tage.

Notiz. Bei der Herstellung einer Indikatorlösung aus Kartoffelstärke wird die wie oben beschrieben erhaltene Paste zusätzlich 1 Stunde lang in einem Autoklaven auf 120 °C erhitzt.

Eine Lösung aus Stärke mit Kaliumiodid. 0,5 g Kaliumjodid in 100 ml frisch zubereiteter Stärkelösung auflösen. Die Haltbarkeit der Lösung beträgt 1 Tag.

Jodstärkepapier. Erschöpfte Papierfilter werden mit einer Lösung aus Stärke und Kaliumjodid imprägniert und in einem dunklen Raum an der Luft ohne Säuredämpfe getrocknet. Das Papier wird in etwa 50 mm lange und etwa 6 mm breite Streifen geschnitten. Ein Streifen Jodstärkepapier sollte sich nicht sofort blau verfärben, wenn er mit 1 Tropfen Salzsäurelösung (0,1 mol/l) benetzt wird.

Jodstärkepapier wird in orangefarbenen Gläsern mit Schliffstopfen an einem lichtgeschützten Ort aufbewahrt.

3 In der Medizin

Stärke wird als Überzug und Schutzmittel für die Magenschleimhaut in Form einer Abkochung bei Vergiftungen (nach der Magenentleerung) und in Form von Einläufen bei Gastritis, Magengeschwüren und Enterokolitis eingesetzt. Die Stärkelösung bildet einen kolloidalen Film auf entzündeten Stellen und Geschwüren und schützt so das Gewebe und die darin befindlichen Enden der Sinnesnerven vor Reizungen.

Stärke wird auch als Pulver gegen Verbrennungen und Windeldermatitis bei Kindern verwendet. Bei Erysipel empfiehlt sich Stärke in Watte in Form einer trockenen Kompresse. Mit Hanf- oder Sonnenblumenöl in Form einer Salbe wird es bei Entzündungen der Brustdrüse (Mastitis) eingesetzt.

4 In der pharmazeutischen Technologie

Stärke wird häufig bei der Herstellung verschiedener Darreichungsformen in Form eines eigenständigen Arzneimittels und als Hilfskomponente verwendet. Es ist ein aktiver oder indifferenter Stoff in Pulvern, ein Füll-, Binde- und Stäubemittel in Tabletten, ein Emulgator in Emulsionen und als Klebstoff bei der Herstellung von Pillen.

Abschluss

Stärke hat einen hohen Nährwert und wird in verschiedenen Branchen häufig verwendet. Seine Bedeutung in der Chemie und Pharmazie ist enorm. Ohne die Untersuchung der physikalisch-chemischen Eigenschaften von Stärke ist es unmöglich, die Forschungs- und Produktionsmethoden von Arzneimitteln sowie die Lebzu verbessern.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde Folgendes untersucht:

1.die Struktur der Stärke, ihre Mikrostruktur, ihre Bestandteile (Amylose und Amylopektin), ihre Eigenschaften, die die Eigenschaften der Stärke beeinflussen;

2.der Prozess der Stärkesynthese in Pflanzen und die Bildung von Stärkekörnern;

.Arten von Stärkekörnern und ihre Vielfalt in verschiedenen Pflanzenarten;

.Klassifizierung von Stärke nach Rohstoffen;

.physikalisch-chemische Eigenschaften, die die Nutzung durch den Menschen in verschiedenen Lebensbereichen erleichtern;

.Technologie zur Herstellung von Stärke aus Kartoffelknollen;

.die Verwendung von Stärke in der Medizin-, Chemie-, Pharma-, Lebensmittel-, Textil- und anderen Industrie.

Derzeit werden Technologien zur Kartoffelstärke- und Maisstärkeproduktion verbessert, neue Arten von Zentrifugalmahlmaschinen, Lichtbogensieben, einschließlich Drucksieben, Hydrozyklonen und pneumatischen Trocknern entwickelt und eingeführt.

Die Entwicklungen bei der Verwendung von Enzympräparaten zur Hydrolyse von Stärke sind zu Meilensteinen geworden. Das Hauptergebnis der Forschung in diesem Bereich ist die Entwicklung einer neuen Glukosetechnologie unter Verwendung von Enzympräparaten und einstufiger Kristallisation von Glukose.

Mit der Einführung einer neuen Methode der Stärkehydrolyse wurden Technologien für zuckerhaltige Stärkeprodukte wie granulierte Glucose, Maltin, Glucose-Fructose-Sirupe usw. entwickelt.

In den Jahren 2001 und 2003 In Moskau wurden erfolgreich internationale Konferenzen zum Thema Stärke abgehalten. An ihrer Arbeit beteiligten sich Experten aus vielen Ländern der Welt.

Referenzliste

1. Staatliches Arzneibuch der UdSSR. 11. Aufl. Bd. 2. M.: Medizin

2. Nikolai Rufejewitsch Andrejew. Grundlagen der nativen Stärkeproduktion

3. Technologie der Verarbeitung von Pflanzenprodukten / Ed. N. M. Lichko. - M.: Kolos 2000 Reihe „Lehrbücher und Studienführer für Universitätsstudenten.“

Pharmazeutische Technologie. Ed. Krasnjuk I.I. und Mikhailova G.V. M.: Akademie, 2007

5. Charkewitsch D.A. Pharmakologie. M.: GEOTAR-Media, 2006.

Kretovich V.L. Grundlagen der Pflanzenbiochemie. M.: Höhere Schule, 1971.

Mashkovsky M.D. Medikamente. M.: Medizin, 2002.

8.A. Buléon, P. Colonna, V. Planchot und S. Ball, Stärkegranulat: Struktur und Biosynthese, Int. J Biol. Makromol. 1998

9.S. Jobling, Verbesserte Stärke für Lebensmittel und industrielle Anwendungen, Curr. Meinung. Pflanzenbiol. 2004

L. Copeland, J. Blazek, H. Salman und M. C. Tang, Form und Funktionalität von Stärke, Food Hydrocolloids 2009

11. Stärke. Struktur, physikalisch-chemische Eigenschaften. http://www.sev-chem.narod.ru/spravochnik/teoriya/krahmal.htm

Synthese, Bildung von Stärkekörnern http://www.sergey-osetrov.narod.ru/Raw_material/Structure_characteristic_categorization_starch.htm

Die Struktur von Amylose und Amylopektin http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/547starch.html

Struktur, Eigenschaften von Stärke http://www.lsbu.ac.uk/water/hysta.html

Website des Allrussischen Forschungsinstituts für Stärkeprodukte (VNIIK) http://www.arrisp.ru/index.shtml

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Stärke besteht aus Glukosemolekülen und ist ein komplexes Kohlenhydrat. Stärken in verschiedenen Pflanzen unterscheiden sich etwas in der Struktur der Körner, dem Polymerisationsgrad der Moleküle, der Struktur der Polymerketten und den physikalisch-chemischen Eigenschaften. Amylopektin und Amylose werden isoliert.

Amylopektin eines der wichtigsten Stärkepolysaccharide, bestehend aus verzweigten Ketten von Glucosemolekülen. Amylose- eines der wichtigsten Stärkepolysaccharide, bestehend aus linearen oder leicht verzweigten Ketten.

Bei Amylose sind diese Reste zwischen dem 1. und 4. Kohlenstoffatom verbunden, bei Amylopektin sowohl zwischen dem 1. und 4. als auch zwischen dem 1. und 6. Kohlenstoffatom.

Daher ist Amylose ein lineares Polysaccharid, das durchschnittlich 1.000 Glucosereste enthält, und Amylopektin ist verzweigt (enthält 5.000–50.000 Glucosereste). Amylose mit niedrigem Polymergehalt löst sich in kaltem Wasser und ergibt Lösungen mit einer Konzentration von nicht mehr als 1 %. Schwerere Fraktionen lösen sich in heißem Wasser. Amylopektin quillt in heißem Wasser und bildet eine 5 %ige, sehr viskose Paste.

1. Verschiedene Stärken.

Produkte mit viel Amylose sind schlechter verdaulich als solche mit Amylopektin. Untersuchungen der Louisiana State University zeigen, dass Amylosestärke dabei hilft, Bauchfett zu reduzieren und die fettfreie Körperzusammensetzung zu verbessern. Der Effekt der Anreicherung von Weizen mit Amylose wird durch die Blockierung von Enzymen für die Synthese löslicher Stärkesynthasen erreicht. (Laienhaft ausgedrückt werden Bedingungen geschaffen, aufgrund derer die Enzyme, die für die Bildung leicht verdaulicher Stärke verantwortlich sind, in Weizenkörnern ihre Arbeit einstellen. Eine Ernährung mit hohem Anteil an resistenter Stärke führt nicht zu einer ständigen Insulinausschüttung. Dies führt dazu, dass unser Körper weniger Fett speichert als wenn wir Lebensmittel mit einem sogenannten hohen glykämischen Index zu uns nehmen – mit leicht verdaulicher Stärke, die den Körper dazu zwingt, Insulin zu produzieren, um den Blutzucker zu senken.

2. Verschiedene Stärkezustände.

Darüber hinaus kann Stärke in zwei verschiedenen physikalisch-chemischen Zuständen vorliegen: Gel und Kristalle. Stärke wird beim Erhitzen zu einem Gel, beim Abkühlen kann sie bei manchen Produkten teilweise wieder in eine kristalline Form übergehen.

Natürlich zerstört das Erhitzen komplexe Stärken. Je länger Lebensmittel gekocht werden, desto höher ist ihr glykämischer Index. Daher sind einige beliebte Tipps wichtig: Das Einweichen von Müsli verkürzt die Garzeit erheblich und komplexe Kohlenhydrate bleiben erhalten! Dies gilt insbesondere für Buchweizen, der nach dem Einweichen nicht gekocht werden muss.

Für unser Verdauungssystem haben alle Stärken eine einfachere Aufteilung:

a) schnell abbaubar(im Dünndarm verdaut, Glukose wird ins Blut aufgenommen)

b) resistente (resistente) Stärken, Diese zerfallen langsam und gelangen in den Dickdarm, wo sie als Nahrungsquelle für Bakterien dienen. Natürlich haben sie in diesem Fall keinen Einfluss auf den Kalorien- und Insulinspiegel. Wir werden über resistente Stärke sprechen.

Bedeutet das, dass resistente Stärke die neueste Entdeckung der Wissenschaftler ist? - Gar nicht. Resistente Stärke war schon immer ein Thema bei uns. Aber erst seit kurzem verstehen wir seine Bedeutung und Wirkung auf den Körper. Lange Zeit glaubten Wissenschaftler, dass alle Stärkearten während des Verdauungsprozesses vollständig verdaut werden. Dank fortschrittlicherer moderner Forschungsmethoden wurde festgestellt, dass einige Stärkearten unverdaut in den Dickdarm gelangen, wo sie während des Fermentationsprozesses viele Eigenschaften erwerben, die die Vorteile von Ballaststoffen mit sich bringen.

In den letzten zwei Jahrzehnten haben Wissenschaftler das Wissen über resistente Stärke, ihre Quellen und physiologischen Eigenschaften erheblich erweitert.

Sind alle resistenten Stärken gleich? Nein, sie sind nicht gleich. Heutzutage ist es üblich, von 4 Klassen resistenter Stärke zu sprechen:

Verdauliche, resistente Stärke, die in Samen, Hülsenfrüchten und unverarbeiteten Vollkornprodukten enthalten ist. Hierbei handelt es sich um Stärke, die für unser Verdauungssystem äußerst schwer zugänglich ist, da sie mit einer faserigen Hülle bedeckt ist.

Resistente Stärke, die in natürlicher körniger Form vorkommt, beispielsweise in rohen Kartoffeln, unreifen Bananen, grünem Bananenmehl und Mais, enthält viel Amylose.

Resistente Stärke, die in gekochten und gekühlten stärkehaltigen Lebensmitteln entsteht: Brot, Getreide (Cornflakes, gekochte und gekühlte Kartoffeln, kalter Reis, gekühlte Nudeln, Cracker usw.). Für Verdauungsenzyme ist der Abbau von kristalliner Stärke (Klasse PK3) etwas schwierig.

Ausgewählte chemisch modifizierte resistente Stärken, die in ihrer natürlichen Form nicht vorkommen. Wir sind nicht an ihnen interessiert.

Welche physiologische Rolle spielt resistente Stärke?

1. Erstens bei der Senkung des Zuckerspiegels nach Nahrungsmittelhyperglykämie, was für Patienten mit Diabetes äußerst wichtig ist. Unverdauliche Stärke verbessert auch die Empfindlichkeit der Zellen gegenüber Insulin, senkt den Cholesterinspiegel im Blut und fördert ein früheres Sättigungsgefühl, sodass Produkte, die sie enthalten, zur Gewichtsreduktion verwendet werden können. Die Autoren rekrutierten fettleibige Männer, von denen einige eine Woche lang täglich eine Diät mit 27 g nicht stärkehaltigen Polysacchariden (NSP) und 5 g resistenter Stärke erhielten. Anschließend erhielt die Hälfte drei Wochen lang eine Diät mit 42 g NCP und 2,5 g resistenter Stärke und die andere Hälfte eine Diät mit 16 g NCP und 25 g resistenter Stärke. Diejenigen, die große Stärkedosen erhielten, hatten eine geringere Insulinresistenz (Nutrients. 2013).

Einigen Daten zufolge steigt die Insulinsensitivität in nur vier Wochen um 33 bis 50 Prozent, wenn man täglich 15 bis 30 Gramm resistente Stärke zu sich nimmt. Hier kommt der sogenannte „Second-Meal-Effekt“ ins Spiel, bei dem nach dem Verzehr resistenter Stärke der Blutzuckerspiegel bei der nächsten Mahlzeit sinkt. Dies ist wichtig für Menschen, die Probleme mit dem Blutzuckerspiegel haben, beispielsweise Diabetiker.

2. Zweitens in der bifidogenen Aktivität aufgrund präbiotischer Eigenschaften. Wie Sie wissen, lebt im Dickdarm eine Mikroflora, die Stärke in organische Säuren umwandelt. Dickdarmbakterien wandeln resistente Stärke hauptsächlich in Buttersäure und andere kurzkettige gesättigte Fettsäuren um, die ideale Brennstoffe für die Darmwandzellen darstellen. Die Anzahl der Bakterien im menschlichen Darmtrakt ist zehnmal größer als die Anzahl aller Zellen in unserem Körper. Es stellt sich heraus, dass die gesamte Nahrung, die wir zu uns nehmen, alle 10 % unseres Körpers ernährt und resistente Stärke und Ballaststoffe die anderen 90 % ernähren.

3. Drittens fördern RA die Bildung organischer Säuren (Milchsäure, Essigsäure, Propionsäure und insbesondere Buttersäure), versorgen die Epithelzellen des Dickdarms mit Energie und stimulieren die Zelldifferenzierung. Resistente Stärken fördern auch die Sekretion durch die Darmflora große Menge Butyrat, das die angioproliferative und entzündungshemmende Abwehr des Körpers unterstützt. Es gibt Hinweise darauf, dass Buttersäure entzündliche Prozesse im Darm reduziert

4. Der Wirkungsmechanismus von RK umfasst eine Erhöhung der Parameter der Immunität des Darmtrakts, eine Veränderung der Immunparameter und des Lipidzustands des Blutes. Eine australische Studie hat herausgefunden, dass unverdauliche Stärke, die in Kartoffeln, Hülsenfrüchten und Vollkornprodukten enthalten ist, dazu beitragen kann, das durch häufigen Verzehr von rotem Fleisch verursachte Darmkrebsrisiko zu verringern. Die Ergebnisse der Arbeit wurden in der Fachzeitschrift Cancer Prevention Research veröffentlicht.

Eine Ernährung mit viel rotem Fleisch erhöht das Risiko für Darmkrebs, unverdauliche Stärke hingegen schützt vor der Entstehung von Dickdarmtumoren. Diese resistente Stärke ist resistent gegen die enzymatische Verdauung im Dünndarm und wirkt ähnlich wie Ballaststoffe. Diese Art von Stärke verbessert die Darmmotilität und wird von Darmbakterien zur Produktion kurzkettiger Fettsäuren (wie Butyrat) verwendet, die die Konzentration onkogener microRNA-Moleküle reduzieren, die zur Entstehung von Darmkrebs (Dickdarm- und Mastdarmkrebs) beitragen.

Bedarf und Quellen resistenter Stärke.

1. Die Mindestmenge beträgt zehn Gramm, im Durchschnitt 25 Gramm, resistente Stärke aus verschiedenen Quellen kann bis zu 50 Gramm betragen.

2. Resistente Stärke kommt in Lebensmitteln wie Bananen (insbesondere grünen), Blattgemüse, Kartoffeln, Hülsenfrüchten, Haferflocken, braunem (ungeschliffenem) Reis, Vollkornnudeln und Vollkornbrot vor. Eine halbe Tasse dieser Hülsenfrüchte fügt 2–4 Gramm resistente Stärke hinzu. Der Anteil resistenter Stärken reicht von 1,2–1,7 % (bezogen auf den Gesamtstärkegehalt) im Brot bis zu 25 % in gekochten Erbsen.

3. Je nachdem, wie Lebensmittel zubereitet werden, variiert die Menge an resistenter Stärke. Lässt man beispielsweise Bananen reifen, verwandelt sich resistente Stärke in normale Stärke. Das Gleiche passiert, wenn wir Kartoffeln braten oder kochen und so weiter. Generell spielt die Wärmebehandlung eine entscheidende Rolle dafür, wie viel resistente Stärke im Produkt verbleibt. Der Gehalt an resistenter Stärke in Kartoffeln variiert je nach Verarbeitungs- und Kochmethode stark. Beispielsweise führt das Kochen und anschließende Abkühlen von Kartoffeln zu einem fast zweifachen Anstieg der resistenten Stärke.

Kartoffelmehl sind gemahlene getrocknete Kartoffeln. Dieses Mehl besteht zu 80 % aus Stärke und 97,6 % dieser Stärke ist resistent. Testen Sie resistente Stärke in Form von Kartoffelmehl. Beginnen Sie mit ein paar Teelöffeln pro Tag und steigern Sie die Einnahme schrittweise auf 3-4 Esslöffel. Sie können es in Wasser oder Volljoghurt verdünnen und trinken, oder es zu kalten Soßen oder fertigen kalten Gerichten hinzufügen. Eine weitere Erhöhung der Dosis bringt keinen Nutzen.

Sie können auch eine Soße mit echter resistenter Stärke zubereiten. Sie können es kaufen oder selbst herstellen (siehe Infografik). Gerade beim Zubereiten der Soße die Stärke nicht über 40 Grad erhitzen, sonst wird sie ungesund (sie enthält deutlich weniger resistente Stärke).

Quellen resistenter Stärke	g RA pro 100 g Lebensmittel
Puffweizen
Weiße Bohnen (gekocht)
Banane (roh)
Kartoffelchips
Linsen (gekocht)
Cornflakes
Kartoffeln (gekocht und gekühlt)

Hauptstärkearten:

Kartoffelstärke – aus Kartoffelknollen gewonnen, bildet eine viskose, transparente Paste.

Die Hauptaufgabe bei der Herstellung von Kartoffelstärke ist die maximale Stärkegewinnung durch Aufbrechen der größtmöglichen Anzahl von Knollenzellen und die weitere Reinigung der Stärkekörner unlösliche und lösliche Verunreinigungen.

Um qualitativ hochwertige Endprodukte zu erhalten, ist eine gute Qualität der Rohstoffe (Rohkartoffeln) sehr wichtig und manchmal sogar entscheidend. Die weiße Farbe von Stärke ist wichtig, wenn sie als Hilfsstoff in der Textil-, Papier-, Druck-, Lebensmittel- und anderen Industrie verwendet wird. Von großer Bedeutung für viele Branchen ist die Viskosität des Stärkekleisters, der durch Erhitzen einer Stärke-Wasser-Mischung entsteht. Ein Merkmal der Kartoffelstärke, das sie von vielen anderen Stärken (z. B. aus Mais, Weizen usw.) unterscheidet, ist die hohe Anfangsviskosität des Stärkekleisters. Bei falscher Durchführung des technologischen Prozesses kann sich jedoch die Viskosität einer solchen Paste ändernstark abnehmen. Der Haupteinfluss darauf ist der lange Aufenthalt der Stärkekörner in Wasser mit einer erheblichen Konzentration an Zellsaft, das Vorhandensein gelöster Calcium- und Magnesiumsalze (Wasserhärte) und einige andere Faktoren. Rohstärke ist aufgrund ihres hohen Feuchtigkeitsgehalts nicht gut lagerfähig. Daher ist es ratsam, es unmittelbar nach der Herstellung zu dehydrieren (in Zentrifugen) und dann entweder sofort zu trocknen oder zu anderen Arten von Fertigprodukten zu verarbeiten.

Die Stärkeausbeute hängt vor allem vom Stärkegehalt der Kartoffel und der Qualität ihrer Mahlung ab.

Maisstärke - milchig-weiße, undurchsichtige Paste mit niedriger Viskosität und einem für Maiskörner typischen Geruch und Geschmack.

Die Herstellung von Maisstärke umfasst die folgenden wesentlichen technologischen Vorgänge:

Einweichen von Getreide in einer warmen Lösung verdünnter schwefeliger Säure, um das Getreide weicher zu machen und die meisten löslichen Substanzen daraus zu entfernen;
- Zerkleinern des eingeweichten Getreides, um den Keim zu isolieren;
- Isolierung und Waschen des Embryos;
- Feines Nassmahlen von Getreidebrei, um gebundene Stärkekörner freizusetzen, die in Endospermzellen eingeschlossen sind;
- Abtrennung von Kornschalenpartikeln und Endospermzellresten aus der Stärkesuspension, Abtrennung von freier Stärke durch Waschen und Nasssieben;
- Trennung der Stärke-Protein-Suspension, um suspendierte Proteinsubstanzen zu isolieren;
- Waschen der Stärke, um sie von Resten gelöster stickstoffhaltiger Substanzen zu reinigen.

Weizenstärke - hat eine niedrige Viskosität, die Paste ist transparenter als Maispaste.

Derzeit sind zwei Methoden zur Herstellung von Weizenstärke am weitesten verbreitet: die Martin-Methode („Sweet“-Methode) und in den USA die „Whipped Dough“-Methode.

Martins Methode wird schematisch dargestellt:

Methode „Schlagteig“.

Mitarbeiter des Northern Research Laboratory (USA) haben ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Weizenstärke und Weizengluten vorgeschlagen, indem vor dem Waschen ein flüssigerer, elastischerer Teig hergestellt wird. Je nach Qualität des Mehls wird es mit 48-55°C warmem Wasser im Verhältnis 0,7:1 bis 1,8:1 vermischt (Weichweizenmehl benötigt weniger Wasser). Es wird so lange gemischt, bis ein glatter, elastischer, geschlagener Teig entsteht, der zu einer „Schneid“-Pumpe (z. B. einem Desintegrator) geleitet wird, wo zusätzlich Wasser in einer solchen Menge zugeführt wird, dass das Gesamtverhältnis von Wasser zu Teig erreicht wird bis 3:1.

Durch intensives Mischen wird die Stärke gut vom Gluten getrennt, das zu kleinen suspendierten Flocken zerkleinert wird. Die Flocken werden auf Schüttelsieben von der Stärkesuspension getrennt und zusätzlich zweimal gewaschen. Das abgetrennte Gluten wird getrocknet und die Stärkesuspension auf übliche Weise verarbeitet und ebenfalls getrocknet. Diese Methode sorgt für eine vollständige Mechanisierung und Kontinuität der Produktion. Die Ausbeuten und Verluste bei der Schlagteigmethode sind ungefähr die gleichen wie bei der Martin-Methode.

Es gibt auch folgende Stärkearten:

1. Amylopektinstärke.
Wird aus Wachsmais gewonnen. Eine aus solcher Stärke hergestellte Paste weist eine gute Viskosität und ein gutes Feuchtigkeitsspeichervermögen auf. Mit Jodlösung ergibt Amylopektinstärke eine charakteristische rotbraune Farbe.Zur Stabilisierung von Salatdressings, Saucen und Cremes. Im Ausland wird Amylopektinstärke zur Herstellung verschiedener Klebstoffe verwendet.

2 . Tapioka (Maniok)-Stärke.
Das portugiesische Wort Tapioka (in der indischen Sprache – Tupi-Guarani) ist Maniok-Sago, gewonnen aus den Knollen einer tropischen Pflanze – Maniok.
Maniok (Manihok utilissima) ist eine Pflanze aus der Familie der Euphorbiaceae, die in Südamerika beheimatet ist und ein hoher Strauch ist
2 - 3 Meter. Das Produkt wird aus stärkereichen Wurzeln gewonnen Maniok , das in der diätetischen Ernährung sowie zur Herstellung von Stärke verwendet wird.
Am reinsten, ohne Verunreinigungen, ist Tapiokastärke, die aus Maniokknollen gewonnen wird. Seine Paste ist zähflüssiger als Maispaste. Diese Stärke wird sehr aktiv eingesetzt – allerdings nur in der Lebensmittelindustrie: als Verdickungsmittel in Fertigsuppen, Soßen und Bratensoßen, aber auch als Bindemittel in der Fleischproduktion.

3. Reisstärke.
Formen undurchsichtigniedrigviskose Pasten mit hoher Lagerstabilität. Reisstärke wird als Stabilisator in weißen Soßen verwendet, um ihnen Frost- und Taufestigkeit zu verleihen, und auch zur Herstellung von Puddings. Durch die einheitliche Korngröße und die geringe Korngröße eignet sich Reisstärke gut für die Herstellung von Produkten in der Parfümindustrie. Es wird auch in der Textil- und Papierindustrie eingesetzt.

4. Sorghumstärke
Seine physikalischen und chemischen Eigenschaften ähneln denen von Mais. Es wird in denselben Industrien und für dieselben Zwecke wie Maisstärke verwendet.

Für die Stärkeproduktion werden in manchen Regionen neben herkömmlichen Rohstoffen (Kartoffeln, Mais, Weizen) auch solche stärkehaltigen Rohstoffe wie verwendetGerste, Roggen, Erbsen.

Was ist modifizierte Stärke?

Der als „modifizierte Stärke“ bezeichnete Stoff hat nichts mit gentechnisch veränderten Lebensmitteln zu tun. Es handelt sich um gewöhnliche Stärke mit Zusatzstoffen, die für bestimmte Zwecke benötigt werden. Stärke und Gelatine bilden beispielsweise ein Gelee. Aber gentechnisch veränderte Stärke kann grundsätzlich nicht existieren. Und deshalb:
Nehmen wir an, dass die Stärke, die in dem von uns gekauften Dessert enthalten ist, aus Mais gewonnen wurde. Stellen wir uns auch vor, dass dieser Mais gentechnisch verändert ist. Dann werden auch das daraus gewonnene Getreide, Mehl, Getreide und Silage gentechnisch verändert, da sie die DNA dieses Mais enthalten. Stärke ist zwar eine organische Substanz (es ist ein Glucosepolymer – ein Polysaccharid), aber keine lebende Formation. Es enthält keine Zellen oder Teile desselben Maises, keine DNA, also keine Gene. Glukose wird von allen Pflanzen synthetisiert und der Geschmack von Glukose und ihre Zusammensetzung ändern sich nicht, je nachdem, welche Pflanze sie synthetisiert hat. Wie in der Chemie ändert sich die Formel eines Stoffes nicht abhängig von der Art seiner Herstellung. Sowohl giftige Goldrute als auch süße Trauben produzieren die gleiche Glukose. Um die Lagerung zu erleichtern, erzeugt der Körper ein Polymer – Stärke. Pflanzen speichern es normalerweise in Knollen und Wurzeln und liefern es an Samen. Eine Person kann Stärke aus Glukose synthetisieren, aber es ist viel rentabler, sie aus stärkereichen Pflanzen zu gewinnen – zum Beispiel aus Kartoffeln.

In der Liste der Lebensmittelzusatzstoffe werden in der Gruppe Stabilisatoren und Verdickungsmittel (Stärken) aufgeführtE999–E1521.In der Russischen Föderation ist die Verwendung von mehr als 20 Arten modifizierter Stärke erlaubt. Hier sind einige davon:
E1403 – gebleichte Stärke(Gemüse- und Pilzkonserven, Sardinenkonserven und ähnliche Produkte, aromatisierte Joghurts und andere fermentierte Milchprodukte)
E 1404 – oxidierte Stärke(Babynahrung in Dosen, Suppen und Brühen)

E1405 – mit Enzympräparaten behandelte Stärke

E1410 – Monostärkephosphat

E1411 – Distärkeglycerin

E 1412 – Distärkephosphat

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