Сахар и крахмал образуются в. Фруктовый сахар из крахмала. нервную систему человека

09.11.2018

А Грешков
Фруктовый сахар из крахмала

Грешков А
Фруктовый сахар из крахмала

А.Грешков
Фруктовый сахар из крахмала
Сахар, вырабатываемый из крахмала, известен в продаже как фруктовый, виноградный или постный сахар. Производство его не требует сложных приспособлений и с успехом может производиться самостоятельно.
Сырьем для сахара служат любой крахмал (лучше картофельный), серная (аккумуляторная) кислота, древесный уголь, мел, вода. Химия этого производства заключается в том, что крахмал под действием разведенных кислот переходит в сахар. Все производство распадается наследующие операции: приготовление крахмала из картофеля; осахаривание крахмала; уваривание сиропа.
Если пользоваться готовым крахмалом или картофельной мукой, тогда первая операция излишняя, но лучше пользоваться крахмалом, приготовленным самостоятельно, так как готовый крахмал не всегда чист и обходится дороже, а смысл этого рецепта (технологии) - добиться при наименьших затратах наибольшего результата.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ КРАХМАЛА
Тщательно промытый сырой картофель растирают на мелкой терке или пропускают через мясорубку с мелкой сеткой, чтобы получить кашицеобразную масссу, называемую мязгой.
Последнюю помещают в чан, наливают воду и размешивают. Через некоторое время на дне собирается осадок (клетчатка), а крахмал в виде мутной жидкости сливают в другую емкость. Затем к осадку добавляют еще немного воды, перемешивают, дают отстояться и крахмальную жидкость опять сливают. Но можно поступить и так: мязгу помещают в марлевый мешок или капроновый чулок, завязывают его и помещают в бак. Заливают бак водой и мнут мешок, пока из него не перестанет вытекать жидкость, содержащая крахмал. Мешок вынимают и переносят в бак со свежей водой. Когда из мешка будет вытекать чистая вода, разминание прекращают и содержимое его выбрасывают. С новой порцией мязги поступают таким же образом. Вся "молочная жидкость" сливается в бак
и отстаивается 5...6 ч. Когда крахмал осядет на дно, посветлевшая вода сливается. Крахмал промывают еще раз чистой водой, то есть наливают в бак воду, размешивают, дают смеси отстояться, после чего воду сливают. Осевший на дно сырой крахмал может быть сейчас же пущен на осахаривание.
ОСАХАРИВАНИЕ КРАХМАЛА
Для получения сахарного сиропа нужны следующие продукты (вещества): сырой крахмал -5 кг, концентрированная серная кислота (химически чистая) 100 г, вода - 20 л.
К 15 л холодной воды понемногу добавля ют серную кислоту. Посуда должна быть обязательно эмалированной, без сколов и трещин.
Воду с кислотой нагревают до кипения. Сырой крахмал размешивают с остальными 5 л холодной воды и тонкой струйкой вливают в кипящий раствор. Учтите, что добавлять крахмальное молоко надо так, чтобы раствор в баке не переставал кипеть. На это надо обратить особое внимание! Полученной смеси дают прокипеть 0,5ч.
Для того чтобы определить, весь ли крахмал обратился в сахар, делают пробу на содержание крахмала при помощи йода. Берут ложку жидкости из котла, выливают ее на блюдце или в пробирку, охлаждают и прибавляют 1...2 капли йодной настойки. Если жидкость окрасилась в синий цвет, то осахаривание крахмала еще не закончено. Таким образом, кипячение продолжают до тех пор, пока взятая проба перестанет реагировать на йод. Когда весь крахмал перейдет в сахар, кипячение жидкости прекращают. Серную кислоту после осахаривания необходимо полностью удалить (нейтрализовать) из сиропа. Для этой цели в горячий сироп добавляют хорошо размолотый мел (130... 140 г). Серная кислота образует с мелом соль, которая осаждается на дне. Прибавлять мел надо небольшими порциями, все время помешивая раствор. Когда весь мел засыпан и шипение прекратилось, дают сиропу отстояться в течение 5...6 ч, затем его осторожно, не трогая образовавшегося густого осадка, сливают.
Снова сироп кипятят, снимают пену и снова дают отстояться. Опять сливают сироп, кипятят его и в горячем виде фильтруют через древесный уголь. Последний должен быть мелким, но без пыли (просеянным). Фильтровать удобно через воронку или сито. Для этого в них укладывают несколько слоев марли, затем насыпают уголь слоем толщиной 2...3 см. а поверх настилают еще слой марли.
УВАРИВАНИЕ СИРОПА
Профильтрованный через уголь сироп уваривают на легком огне для удаления излишней влаги. Чтобы избежать подгорания сиропа, лучше всего кипятить его на водяной бане. В этом случае сахар получается наилучшего качества. Выпаривание продолжают до тех пор, пока сироп не превратится в густую массу и не начнет кристаллизоваться. Тогда сироп выливают в чан со вторым решетчатым дном, установленным на расстоянии 10... 15 см от дна. На решетчатое дно кладут чистую ткань, и через эту ткань проходит патока, образующаяся при кристаллизации сахара. Патоку сливают через кран, который предусмотрен в чане, а отвердевший сахар разбивают на куски и просушивают в теплом месте. Если хотят иметь более твердый сахар, то "первичный" сахар растворяют в очень малом количестве воды, уваривают и повторяют кристаллизацию. Сахар, как в старые добрые времена, можно формовать в "головы", для этого следует сделать специальные конусные формы с отверстием внизу для слива патоки.
Добавляя к сахару фруктовую эссенцию и допускаемые к употреблению красители, легко получить фруктовый сахар любого вкуса и запаха.

Кирхгоф искал замену тростникового сахара, который не мог быть доставлен в Европу из-за блокады во время наполеоновских войн. Однако продукт Кирхгофа не обеспечил полного решения проблемы нехватки сахара, отчасти потому, что глюкоза составляет всего около двух третей как сладкий, как сахарный тростник или свеклу, а отчасти потому, что выход с использованием его техники был не очень высоким.

Тем не менее, с тех пор кислоты широко используются для разложения крахмала на глюкозу. Во всех этих отношениях ферменты превосходят кислоты. За последние 30 лет, когда появились новые ферменты, технология гидролиза крахмала была преобразована. От кислот сильно удалилось, и сегодня практически весь гидролиз крахмала выполняется с использованием ферментов.

И о той пользе, которую он приносит людям. И все же о главном мы еще не сказали. Дело в том, что самое важное и ценное использование крахмала заключается в его химической переработке и превращении в… виноградный сахар .

Каждого, кто знаком хотя бы с основами органической химии, это преобразование нисколько не удивит. Ведь и крахмал, и глюкоза (таково химическое название виноградного сахара), и другие сахара относятся к одному и тому же классу органических соединений, называемых в химии углеводами.

Производство этого сиропа значительно увеличило рост крахмальной промышленности во многих странах. В зависимости от используемых ферментов сиропы с различными составами и физическими свойствами могут быть получены из крахмала. Сиропы используются в самых разнообразных продуктах питания: безалкогольные напитки, кондитерские изделия, мясо, выпечка, мороженое, соусы, детское питание, консервированные фрукты, консервы и т.д.

Существуют три основные стадии ферментативного превращения крахмала - сжижение, осахаривание и изомеризация. Проще говоря, чем дальше идет процессор крахмала, тем слаще будет сироп, который можно получить. Во-первых, процесс сжижения. Используя собственную бактериальную альфалазу, получается «мальтодекстрин», который содержит в основном различные олигосахариды и декстрины. Мальтодекстрины только слегка сладкие, и они обычно подвергаются дальнейшей конверсии.

Вернемся, однако, к превращению крахмала. Достойно удивления, что открытие этого превращения, ставшее научной.основой всей современной крахмало-паточной промышленности, произошло в некотором роде случайно, во всяком случае вне какой-бы то ни было связи с целью получить сахар из крахмала.

Открытие патоки

Произошло это в Петербурге два столетия тому назад - в 1811 г.

Большинство крахмала, обработанного бактериальными альфаламизами, получают слаще с использованием амилоглюкозидазы, иначе известной как глюкоамилаза. Этот процесс называется сахарификацией, и амилоглюкозидаза может теоретически полностью гидролизовать крахмал до глюкозы. На практике также образуется небольшая мальтоза и изомальтоза.

Пуллуланаза представляет собой фермент, который может быть использован для сахарификации. Грибковые альфалазы также могут быть добавлены для получения сиропов с более высоким содержанием мальтозы, что означает высокую ферментативность и относительно высокую степень сладости. Высокое содержание мальтозы также может быть получено с использованием бета-амилазы и мальтогеназы® в сочетании с пуллуланазой.

В истории науки и техники нередко бывает так, что поиски и открытия в какой-нибудь одной области науки неожиданно проявляются и получают практическое значение в совершенно другой области, весьма далекой от первоначального объекта исследования.

Так случилось и на этот раз. Директор главной петербургской аптеки К. С. Кирхгоф , занимаясь опытами по производству фарфора, стал искать дешевый и доступный заменитель аравийской камеди. Перепробовав несколько различных веществ, Кирхгоф остановился на крахмале. Разбавив крахмал водой, добавив серной кислоты и нагрев эту смесь, он получил густую вязкую массу, похожую на камедь.

На следующем шаге доля глюкозы может быть изомеризована во фруктозу, которая примерно в два раза слаще, чем глюкоза. Используется иммобилизованная изомераза глюкозы; без этого фермента было бы невозможно превратить глюкозу во фруктозу с высокими выходами и несколькими побочными продуктами. Иммобилизация изомеразы позволяет использовать ее непрерывно в течение нескольких месяцев.

Зависимости от способа выработки подразделяется на

Они известны как «сироп с высокой фруктозой», «изосироп», «изоглюкоза» или «сахар-крахмал» в зависимости от энтеза. Они такие же сладкие, как обычный тростниковый или свекольный сахар и имеют одинаковое энергетическое содержание. Во многих случаях полная замена сахара возможна без какого-либо заметного изменения характера продукта.

Кирхгоф был химик. Какой же химик удержится от соблазна попробовать на вкус добытое им новое вещество? Попробовал новое вещество и Кирхгоф. Оказалось, что полученная им искусственная камедь обладает ясно выраженным сладким вкусом. Кирхгоф сразу сообразил, что, по-видимому, часть крахмала перешла в сахар, но химизма этого перехода, равно как и роли серной кислоты в этом процессе, он объяснить тогда, конечно, не смог. За свое открытие Кирхгоф был удостоен звания действительного члена Петербургской Академии наук, а само открытие очень скоро (буквально через год) получило повсеместное практическое признание.

Консистенция должна быть вязкой, прозрачной или

Сиропы с более высоким содержанием фруктозы, чем 42%, получают путем неферментативной обработки сиропа с высокой фруктозой. Чистая фруктоза на 40% слаще сахара. Крахмал является естественным компонентом сахарного тростника. Когда тростник измельчается, часть крахмала переносится в сок тростника, где он остается на последующих этапах обработки. Часть крахмала деградирует природными ферментами, уже присутствующими в соке тростника, но если концентрация крахмала слишком высока, крахмал может присутствовать в кристаллизованном сахаре.

Крупнейший американский специалист по крахмалу Ральф Керр одну из глав своей монографии «Химия и технология крахмала» начинает такими словами: «Открытие, что сахароподобные вещества из крахмала можно получить при его обработке кислотой, принадлежит русскому химику Кирхгофу ».

Как видим, полное и бесспорное признание!

Если это необходимо для дальнейшей переработки в рафинированный сахар, концентрации крахмала выше определенного уровня неприемлемы, потому что фильтрация раствора сахара будет слишком сложной. Чтобы ускорить разложение крахмала, в настоящее время стандартная практика заключается в добавлении ферментов во время испарения тростникового сока.

Другой полисахарид, декстран, не является естественным компонентом сахарного тростника, но иногда он образуется в сахарном тростнике из-за роста бактерий. Это происходит, главным образом, когда тростник хранится в неблагоприятных условиях. Декстран оказывает несколько эффектов на обработку сахара: очищение сырого сока становится менее эффективным; фильтрация становится затруднительной; поверхности нагрева становятся «загипнотизированными», что влияет на передачу тепла; и, наконец, кристаллизация затруднена, что приводит к снижению выхода сахара.

В чем же суть открытия Кирхгофа? Какой процесс происходит при нагревании крахмала с минеральной кислотой ?