Образование крахмала в растениях. Крахмал Крахмал в клубнях картофеля запасается в виде

Хозяйственная ценность картофеля определяется довольно высо­ким содержанием в его клубнях крахмала, белков, аскорбиновой кислоты и других веществ. На кулинарные свойства картофеля также очень сильное влияние оказывают сахара и небелковые азотистые ве­щества. В связи с тем, что картофель даёт высокий выход полезных веществ с 1 га, эта культура является важным источником возобнов­ляемых природных ресурсов, используемых в качестве сырья для пище­вой и биотехнологической промышленности.

Накопление крахмала и других углеводов. В сырых клубнях кар­тофеля содержание крахмала чаще всего составляет 12-18%, и он представлен двумя полисахаридами - амилозой и амилопектином. В среднем на долю амилозы в клубнях картофеля приходится 20-25% об­щего количества крахмала.

Полисахариды крахмала синтезируются в клубнях из углеводов, поступающих по флоэме из надземных органов, и откладываются в клетках запасающей паренхимы в виде крахмальных зёрен, большая часть которых сконцентрирована в камбиальном слое и внешней части сердцевины, значительно меньше их содержится во внутренних слоях сердцевины.

Величина крахмальных зёрен оказывает влияние на кулинарные свойства картофеля. Установлено, что если крахмальные зёрна имеют диаметр менее 20 мкм, то они при варке картофеля сильнее набухают, вызывая разрыв клеточных стенок, в результате клубни приобретают полужидкую консистенцию.

В начале клубнеобразования, когда происходит интенсивное фор­мирование структурных элементов клеток, скорость синтеза крахмала невелика и его содержание в молодых клубнях не превышает 8-10%. Однако в период интенсивного клубнеобразования синтез крахмала заметно усиливается и его концентрация в клубнях возрастает до 15-20% (рис. 60). На завершающих этапах созревания, когда происходит отмира­ние листьев, количество крахмала в клубнях картофеля может пони­жаться вследствие прекращения притока углеводов из надземных орга­нов и их расхода на дыхание.

В зависимости от интенсивности синтеза крахмала изменяется содержание сахаров, в молодых клубнях их концентрация в несколько раз выше, чем в зрелых.

Количество сахаров заметно повышается при хранении клубней, особенно при пониженной температуре, когда процессы образования крахмала ингибируются сильнее, чем его распад, в результате значи­тельная часть крахмала превращается в сахара и клубни приобретают сладкий вкус.

Повышение концентрации сахаров в клубнях картофеля ухудшает их технологические свойства, так как при тепловой обработке клуб­ней сахара взаимодействуют с аминокислота­ми, вследствие чего образуются тёмноокрашенные продукты - меланои­дины, ухудшающие качество получаемых пищевых продуктов. В целях предотвращения повышения концентрации сахаров рекомендуется хране­ние клубней картофеля при температуре не ниже 3-4 0 С. При более высокой температуре усиливается дыхание клубней и жизнедеятель­ность микроорганизмов, что приводит к быстрой порче картофеля.

Для закладки на хранение, а также переработки в различные пи­щевые продукты следует использовать только зрелые клубни, имеющие более низкую концентрацию сахаров.

В полностью вызревших и не подвергнутых хранению клубнях картофеля концентрация сахаров обычно не превышает 0,6-0,9 %, а в процессе хранения может возрастать до 3-4 %. Более половины содержащихся в клубнях сахаров представлены сахарозой.

В кожуре клубней картофеля откладывается много пектиновых веществ и клетчатки. Среднее содержание клетчатки в клубнях составляет около 1 %, пектиновых веществ 0,5-0,7 %. Пектиновые вещества клубней картофеля на 80-90 % представлены протопектинами.

Накопление азотистых веществ. Большая часть азотистых веществ клубней картофеля представлена белками, тогда как на долю небелко­вых форм азота обычно приходится 30-40%. Больше азотистых веществ накапливается в кожуре и сердцевине клубня и значительно меньше в камбиальном слое и периферийной части сердцевины.

Белки клубней на 50-65% состоят из запасных форм - глобули­нов, тогда как альбумины составляют 20-30% и глютелины 15-20% об­щего количества белков. Они довольно хорошо сбалансированы по составу незаменимых аминокислот, вследствие чего имеют высокую би­ологическую ценность (80-85% по сравнению с белками молока или яйца).

Небелковые азотистые вещества клубней картофеля примерно на 90% представлены свободными аминокислотами и их амидами, однако сбалансированность этой фракции по содержанию незаменимых амино­кислот хуже, чем белков. Поэтому в целях улучшения качества клуб­ней при выращивании картофеля желательно добиваться увеличения до­ли белков и снижения концентрации свободных аминокислот, тем бо­лее, что, как указано выше, свободные аминокислоты участвуют в ре­акциях меланоидинообразования, снижающих качество пищевых продук­тов, получаемых при переработке картофеля.

Свободные аминокислоты также могут быть причиной потемнения тканей клубня в результате окисления кислородом воздуха тирозина и фенилаланина под действием фермента тирозиназы. Образующиеся продукты - меланины представляют со­бой вещества чёрного цвета.

Интенсивность синтеза белков в процессе клубнеобразования постепенно повышается и существенно возрастает на завершающих эта­пах их созревания. Синтезируются белки из аминокислот, поступающих в клетки клубней из корней и листьев растений.

Концентрация в клубнях белков оказывает заметное влияние на формирование кулинарных свойств картофеля, при этом важное значе­ние имеет соотношение белков и крахмала. При чрезмерном повышении белковости клубней они после варки имеют очень вязкую консистен­цию, тогда как при слишком высокой концентрации крахмала клубни при варке растрескиваются. Выяснено, что хорошие кулинарные ка­чества имеет картофель, у которого отношение крахмал/белки нахо­дится в пределах 12-16.

На практике для оценки количества белков и общего содержания азотистых веществ в клубнях картофеля используется показатель - сырой протеин. Среднее содержание сырого протеина в картофеле обычно составляет 1,5-2% сырой массы клубней.

Динамика других соединений. Кроме белков и углеводов пита­тельную и кормовую ценность клубней картофеля определяют также ор­ганические кислоты, липиды, витамины, гликоалкалоиды.

Количество липидов в клубнях в среднем составляет 0,1%, боль­ше их накапливается в перидерме и меньше в сердцевине. В составе липидов ненасыщенные и насыщенные кислоты находятся примерно по­ровну, однако при хранении клубней доля ненасыщенных жирных кислот возрастает, что улучшает биологическую ценность липи­дов. В процессе созревания количество липидов в клубнях почти не изменяется.

Картофель - важный источник аскорбиновой кислоты, содержание которой в зрелых клубнях составляет 15-25 мг%, а в молодых может достигать 40 мг%. В процессе созревания клубней содержание в них аскорбиновой кислоты снижается, увеличивается доля её дегидрофор­мы. Особенно заметно понижается концентрация этого витамина при хранении (за зимний период в 2-3 раза).

Пищевая пригодность клубней картофеля зависит от содержания в них гликоалкалоидов, молекулы которых построены из остатков мо­носахаридов (глюкозы, галактозы, рамнозы) и стероидного алкалоида соланидина (см. стр. …). В зависимости от состава сахаров различают две группы гликоалкалоидов - соланины и чаконины, обладающие токсическим действием на организм человека и животных.

Большая часть гликоалкалоидов локализована в кожуре и значи­тельно меньше их содержится в запасающей ткани. При созревании клубней количество гликоалкалоидов в них понижается в 2-3 раза и в зрелых клубнях не превышает 4-5 мг%. Картофель, содержащий свыше 20 мг% соланинов и чаконинов, не пригоден для употребления в пищу и на корм скоту. Концентрация гликоалкалоидов резко возрастает при позелении клубней.

Минеральные вещества. Зольность клубней картофеля изменяется в пределах 0,5-1,8 %. Больше зольных веществ откладывается в кожуре, поэтому после её удаления в очищенных клубнях концентрация минеральных веществ понижается. Более половины от общей массы зольных веществ приходится на калий (0,5-0,6 %). Другие минеральные вещества содержатся (мг %) в следующих количествах кальций и магний 10-20, фосфор – 50-60, сера и натрий – 20-30, железо - 0,9-1,2, бор – 0,1-0,2, марганец – 0,15-0,20, медь – 0,1-0,15, цинк – 0,3-0,4, хром – 0,01, йод и кобальт – 0,005-0,01. Все эти минеральные компоненты находятся в легкоусвояемой органической форме. Концентрация минеральных веществ значительно повышается при внесении под картофель хлорсодержащих калийных удобрений, при этом клубни приобретают солевой привкус, что ухудшает их кулинарные свойства.

Влияние внешних условий. В зависимости от условий выращивания содержание крахмала и азотистых веществ в клубнях картофеля может изменяться в 1.5-2 раза. Как уже отмечалось в предшествующих раз­делах, при относительно низкой влажности и высокой температуре в растениях усиливается синтез азотистых веществ и снижается накоп­ление углеводов, что характерно и для картофеля. Однако в таких условиях также возрастает доля крахмала в общем углеводном комп­лексе клубней.

При повышении влажности и снижении среднесуточных температур интенсивность синтеза крахмала в картофеле понижается, а концент­рация сахаров возрастает, уменьшается также содержание сырого протеина и доля белковых веществ. Вместе с тем недостаток влаги в пе­риод клубнеобразования, хотя и повышает накопление в клубнях крах­мала, значительно понижает урожайность картофеля, поэтому общий выход крахмала с 1 га уменьшается. В условиях переувлажнения, как правило, снижается как урожайность картофеля, так и накопление в клубнях крахмала.

Примерно такие же изменения химического состава картофеля наблюдаются под воздействием природно-климатических факторов. В северных и северо-западных регионах, отличающихся повышенной влаж­ностью и более низкими температурами, в клубнях картофеля меньше накапливается крахмала и белков, но возрастает концентрация саха­ров и свободных аминокислот. При продвижении на юг накопление в клубнях крахмала и белков увеличивается вследствие того, что воз­растает интенсивность солнечной радиации, вызывая снижение влаж­ности и повышение среднесуточных температур.

Под воздействием внешних факторов происходят существенные из­менения в углеводном и белковом комплексе картофеля. При снижении влажности и повышении температуры в составе крахмала возрастает доля амилопектина, а в составе белков - глобулинов.

Оптимизация питания. Картофель предъявляет повышенные требо­вания к режиму питания. Для получения высоких урожаев этой культу­ры с оптимальным химическим составом клубней необходимо учитывать ряд особенностей, связанных с действием элементов питания на раз­витие растений и процесс клубнеобразования.

Как установлено, азот стимулирует интенсивный синтез азо­тистых веществ и образование вегетативной массы, однако удлиняет сроки вегетации растений и задерживает образование клубней. При усилении азотного питания в клубнях повышается содержание азотистых веществ и снижается накопление крахмала.

Фосфор ускоряет развитие растений и процесс клубнеобразова­ния, улучшает кулинарные качества картофеля и повышает накопление в клубнях крахмала и аскорбиновой кислоты.

Калий активирует процессы углеводного обмена и превращение сахаров в крахмал, в результате чего в клубнях повышается накопле­ние крахмала. В то же время при внесении хлористых калийных удоб­рений может происходить значительное ухудшение качества клубней, связанное с действием хлора, являющегося активатором гидролити­ческих ферментов, которые катализируют распад крахмала.

23. Влияние различных форм калийных удобрений на урожай

и качество клубней картофеля

Крахмал - сложный углевод. Растения запасают его впрок. Крахмальные зерна откладываются обычно в тех органах, которые дают жизнь следующему поколению. У злаков это семена, у картофеля - клубни, у саговников (тропические растения, внешне напоминающие пальму) - стволы, у большинства многолетних трав - корневища и клубни. Наибольшее содержание крахмала - осенью.

Для человека крахмал - важнейший из углеводов. В нашем организме под действием ферментов он распадается на легко усвояемые сахара - источник энергии.

Крахмалоносные растения возделываются во всех странах. У нас это хлебные, крупяные культуры и картофель. Так, в зернах пшеницы содержится около 60 процентов крахмала, в картофеле - 25. В тропических и субтропических странах этот углевод добывается из клубней маниоки, таро, батата, маранты и других культур.
На территории нашей страны встречается много нетрадиционных растений-крахмалоносов. В основном это водные многолетние травы, но есть обитатели лесов, степей и гор. Русские люди, прекрасно зная родную флору, частенько улучшали свой рацион бесценными дарами природы. Сырые, печеные, жареные или вареные корневища и клубни крахмалоносных растений задолго до появления картофеля были обычной едой наших предков.

Некоторые растения употреблялись целиком, из других добывался крахмал. Технология добычи несложная. Каждая хозяйка, наверное, знает, что если натереть картофель на мелкой терке и разболтать массу в воде, крахмал осядет, остальные компоненты останутся в растворе. Воду лучше сменить несколько раз. Полученный крахмал можно употреблять на кисели и как лекарство (слизь) при отравлениях.

Если для создания крахмала, как и всякого органического вещества, из простых элементов - воды и воздуха - необходима энергия солнечного луча, то вполне естественно предположить, что те органы растения, которые в наибольшей степени подвергаются освещению, и являются местом образования крахмала. К этим органам принадлежат листья, которые как бы предназначены для улавливания света и рассеянной в воздухе углекислоты - основного материала для построения крахмала.

Корнеплод. Фото: Ton Rulkens

Крахмал состоит из углерода, извлекаемого из углекислоты воздуха и элементов воды, притекающей к листьям по сосудам из почвы. Других элементов в составе крахмала нет - при сгорании он не дает золы. Листья являются местом образования крахмала - той фабрикой, где производится синтез (образование) крахмала из воды и воздуха за счет солнечной энергии.
В зеленых частях листьев происходит превращение солнечной анергии в органическое вещество, то есть из элементов; входящих в воду (водорода и кислорода), и углекислоты (углерода), находящейся в воздухе, при помощи солнечной энергии создается крахмал.

В клетках растений крахмал находится в виде плотных образований, получивших название крахмальных зерен. По внешнему виду зерен при микроскопировании устанавливают происхождение крахмала и его однородность. Зерна картофельного крахмала от 15 до 100 мкм и более имеют овальную форму и на поверхности бороздки, концентрически размещенные вокруг глазка - точки или черточки. Более мелкие зерна имеют округлую форму. Крахмал, состоящий из крупных зерен, отличается более высоким качеством. Крахмал по химическому составу и строению относится к углеводам. Он представляет собой природный высокополимер, состоящий из сс-Д-ангидроглюкозных остатков.

Крахмальные зерна состоят из двух природных фракций - амилозы и амилопектина. Свойства этих полимеров различаются. Амилоза образует в горячей воде гидратированные мицеллы, но со временем ретроградирует (осаждается) в виде труднорастворимого геля. Амилопектин набухает вводе и дает стойкие вязкие коллоидные растворы: он препятствует ретроградации амилозы в растворах крахмала. Благодаря способности амилозы образовывать упорядоченные кристаллические структуры из амилозной фракции крахмала получают эластичные пленки. Благодаря гидрофильным свойствам амилозы и амилопектина крахмальные зерна при тонкопористой структуре очень гигроскопичны, особенно высокая гигроскопичность картофельного крахмала.

Крахмальные зерна

Это наиболее распространенные и важные включения растительных клеток. В химическом отношении крахмал представляет собой полисахарид, сходный с целлюлозой, построенный из сотен глюкозных остатков.

Как и в целлюлозе, молекулы крахмала имеют вид цепочек, но располагаются в крахмальном зерне не параллельно друг другу, а по радиусам. Запасной крахмал растений, встречающийся исключительно в виде крахмальных зерен,- основной тип запасных питательных веществ растительной клетки. Он является и самым важным соединением, используемым в пищу растительноядными животными. Крахмал зерновок хлебных злаков (рис, пшеница, рожь, кукуруза), клубней картофеля, плодов банана - важнейший источник питания людей. Пшеничная мука, например, почти на 3/4 состоит из зерен крахмала, в клубнях картофеля крахмал составляет 20-30%. Крахмальные зерна образуются только в пластидах живых клеток, в их строме. В хлоропластах на свету откладываются зерна (одно или несколько) ассимиляционного (первичного) крахмала, образующиеся при избытке продуктов фотосинтеза - сахаров.

Образование осмотически неактивного крахмала предотвращает вредное повышение осмотического давления в фотосинтезирующих клетках Ночью, когда фотосинтеза нет, ассимиляционный крахмал с помощью ферментов гидролизуется до сахаров и транспортируется в другие части растения. Значительно большего объема достигают зерна запасного (вторичного) крахмала, откладывающиеся в амилопластах частей растений, лишенных света, из притекающих сюда сахаров фотосинтезирующих клеток. При мобилизации запасного крахмала он также превращается в сахара. Крахмал является основным запасным веществом растений.

Фото: David Eickhoff

Образование крахмальных зерен начинается в определенных точках стромы пластиды, называемых образовательными центрами. Рост зерна происходит последовательно вокруг образовательного центра путем наложения новых слоев крахмала на старые. Смежные слои в одном зерне могут иметь различный показатель преломления и поэтому выявляются под микроскопом (слоистые крахмальные зерна). С ростом крахмального зерна (или зерен, если их несколько) объем амилопласта увеличивается, а стромы уменьшается. При обильном крахмалонакоплении слой стромы, одевающий крахмальное зерно, может стать настолько тонким, что перестает различаться в световом микроскопе. Когда мы говорим о крахмальных зернах живых клеток, то всегда имеем в виду окруженные двумембранной оболочкой пластиды, хотя они и могут быть переполнены крахмалом настолько, что строма становится почти неразличимой.
Крахмальные зерна имеют свойства кристаллов, обусловленные упорядоченным расположением молекул крахмала. В поляризованном свете они дают двойное лучепреломление, в результате которого образуется черный крест с пересечением лучей в центре крахмального зерна. С другой стороны, крахмальные зерна обладают и свойствами коллоидов. Например, всем известно свойство картофельного крахмала набухать в горячей воде, которое используется при приготовлении клейстера.
Форма, размер, число в амилопласте и строение (положение образовательного центра, слоистость, наличие или отсутствие трещин) крахмальных зерен часто специфичны для вида растения и иногда даже для отдельных сортов одного вида. Так как крахмальные зерна составляют основную массу муки, исследуя их, можно установить, из какого вида растения получена мука и имеются ли в ней примеси муки из других растений.

Обычно крахмальные зерна имеют сферическую, яйцевидную или линзовидную форму (в зависимости от вида растений), однако у картофеля она неправильная. Если в амилопласте закладывается много образовательных центров (у шпината - до нескольких тысяч), то при обильном крахмалонакоплении зерна крахмала соприкасаются друг с другом, принимая гексагональную форму.

Совокупность крахмальных зерен такого амилопласта называют сложным крахмальным зерном (рис, овес, гречиха). Наиболее крупные зерна (до 100 мкм) характерны для клеток клубней картофеля; в зерновке пшеницы и ржи они двух размеров- мелкие (2-9 мкм) и более крупные (30-45 мкм). Для клеток зерновки кукурузы характерны мелкие крахмальные зерна (5-30 мкм).
Отложения крахмала широко распространены во всех органах растения, но особенно богаты им бывают семена, подземные побеги (клубни, луковицы, корневища), паренхима проводящих тканей корней и стеблей древесных растений. В семенах крахмал накапливается сравнительно у немногих растений (злаки, бобовые, гречишные и некоторые другие семейства). Из подземных органов, особенно богатых крахмалом, можно назвать клубни картофеля.



Валиева Гульяз

Свое почетное прозвище - второй хлеб - картофель заработал за неполные триста лет жизни в России. Сейчас только историки помнят, что до Петра Великого ни о каком картофеле русский крестьянин и слыхом не слыхивал. Но сегодня картофель один из основных продуктов нашего повседневного питания. Нет, наверное, такой семьи, где к столу не подавались бы разнообразные и вкусные блюда из картофеля. Мы его и жарим, и варим, и печем. Все это мы можем сделать. А вот как картофель хранить? Ведь многие семьи на зиму запасаются мешками клубней. Как сделать так, чтобы до нового урожая мы могли наслаждаться вкусными и полезными блюдами? Почему иногда приготовленный картофель становится приторно сладким, невкусным? Эти и многие другие вопросы стали причиной создания данной работы.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Изучение условий сохранности некоторых сортов картофеля и влияния содержания крахмала на ее вкусовые качества.

Валиева Гульяз

Ученица 9 класса

МБОУ «Тимершикская средняя общеобразовательная школа Сабинского муниципального района Республики Татарстан»

Научный руководитель:

учитель биологии Э.А.Хабибуллина.

Введение ……………………………………………………………………………………3

Глава 1. Общая характеристика растения картофель…………………………………….4

1. Ботаническая и биологическая характеристика картофеля…………………………4
2. Химический состав картофеля………………………………………………………...5
3. Значение картофеля ……………………………………………………………………6
4. Хранение картофеля……………………………………………………………………7

Глава 2. Изучение условий хранения некоторых сортов картофеля и

влияния содержания крахмала на их вкусовые качества……………………….………..9

2.1. Подготовительный этап……………………………………………………………….9

2.2. Проведение эксперимента по определению количества крахмала в

клубнях в зависимости от плотности и изучение его на влияние вкусовых качеств…..10

Заключение………………………………………………………………………………….12

Список литературы…………………………………………………………………………13

Приложения…………………………………………………………………………………14

Введение

Свое почетное прозвище - второй хлеб - картофель заработал за неполные триста лет жизни в России. Сейчас только историки помнят, что до Петра Великого ни о каком картофеле русский крестьянин и слыхом не слыхивал. Но сегодня картофель один из основных продуктов нашего повседневного питания. Нет, наверное, такой семьи, где к столу не подавались бы разнообразные и вкусные блюда из картофеля. Мы его и жарим, и варим, и печем, и … Все это мы можем сделать. А вот как картофель хранить? Ведь мно-гие семьи на зиму запасаются мешками клубней. Как сделать так, чтобы до нового урожая мы могли наслаждаться вкусными и полезными блюдами? Почему иногда приготовлен-ный картофель становится приторно сладким, невкусным? Эти и многие другие вопросы стали причиной создания данной работы.

Целью исследования является изучение условий для лучшего хранения некоторых сортов картофеля и влияния содержания крахмала на ее вкусовые качества.

Для достижения данной цели нами были сформулированы следующие задачи:

Изучить научно-методическую литературу о картофеле;

Определить содержание крахмала в каждом из наиболее характерных для Сабинского муниципального района 6 сортов картофеля в зависимости от плотности;

Определить наиболее выгодные условия для хранения картофеля;

Изучить влияние содержания крахмала на вкусовые качества картофеля.

Были использованы следующие методы: наблюдение, эксперимент, сравнение, анализ.

Исследовательская работа велась с мая 2010 года по февраль 2011 года.

Глава 1. Общая характеристика растения картофель.

1.1. Ботаническая и биологическая характеристика картофеля.

Картофель - однолетнее клубнеобразующее растение до 60 см высотой (Приложение 1). Состоит из подземной и надземной части. Из почек листовых пазух подземной части стебля у картофеля развиваются столоны - видоизмененные стебли, на которых перед цве-тением растения образуются клубни. В верхней части клубня (противоположная сторона по месту прикрепления к столону) находятся углубления - глазки, в которых обычно име-ется по три почки. Клубни картофеля в зависимости от сорта могут быть длинной, оваль-ной или округлой формы, розовой, красной или темно синей окраски. Мякоть обычно белая, кремовая, желтоватая. Корневая система мочковатая. Листья сложные, прерывисто непарноперистые, с 7 - 11 листочками яйцевидной формы, слабо- или сильноопушенные, светло- или темно-зеленой окраски. Соцветие - сложный зонтик. Плод –двухгнездная мно-госемянная ягода.

Размножается картофель вегетативным путем. Семенное размножение практикуется только в селекционных работах. Воспроизводить его также можно отводками (укоренен-ными побегами), черенками, световыми или этилированными ростками.

При посадке картофеля клубнями в развитии растений выделяют четыре основных периода.

Первый период длится от прорастания почек и до появления всходов. Жизненные процессы в это время происходят в основном за счет использования питательных веществ материнских клубней. У клубней повышается интенсивность дыхания, а крахмал гидро-лизуется до сахаров. Глазки набухают и начинают расти, ростки выступают над поверх-ностью клубней. На ростках сначала развиваются молодые корни, а потом согнутый сте-бель пробивает поверхность грунта.

Второй период длится от появления всходов до образования бутонов. Он характери-зуется быстрым формированием стеблей и листков, а также корневой системы, ветвле-нием стеблей.

Третий период длится от образования бутонов до окончания цветения. С началом бутонизации совпадает формирование столонов. Их концы разрастаются и образовывают-ся клубни. В этот период продолжается интенсивный рост ботвы, растения нуждаются в наибольшем количестве питательных веществ и влаги.

С окончанием цветения начинается четвертый период. В это время останавливается рост ботвы, нижние листки начинают желтеть и отмирают. Происходит интенсивное на-растание массы клубней и нагромождение крахмала. При благоприятных условиях су-точный прирост урожая картофеля на 1 га площади может достигать 10 и больше центне-ров. С началом высыхания ботвы останавливается рост клубней. Шкурка клубней еще очень нежная и легко травмируется. Со временем она уплотняется и грубеет, а спелые клубни переходят в состояние природного спокойствия.

Между массой ботвы и урожаем клубней существует тесная связь: чем лучше развита в определенных рамках ботва, тем выше урожайность картофеля. Высокие урожаи карто-феля можно получить лишь при оптимальном обеспечении основными факторами жизни: светом, теплом, воздухом, водой и питательными веществами.

1.2. Химический состав картофеля

Химический состав клубней зависит от сорта, условий выращивания (климатических, погодных, типа почвы, применяемых удобрений, агротехники возделывания), зрелости клубней, сроков и условий хранения и др.

В среднем в клубнях картофеля содержатся белки, углеводы (крахмал - 13,1 - 36,8%, клетчатка, пектиновые вещества, моно- и олигосахариды - глюкоза, фруктоза, сахароза), витамины и минеральные соли.

Крахмал находится в клетках в виде слоистых крахмальных зёрен размером от 1 до 100 мкм, но чаще 20-40 мкм. Содержание его зависит от скороспелости сортов, которое выше у позднеспелых. В процессе хранения количество крахмала в клубнях уменьшается в результате гидролитического распада его до сахаров. В большей мере оно снижается при низкой температуре (1-2 °C).

Сахара в картофеле представлены глюкозой (около 65 % к общему сахару), фруктозой (5 %) и сахарозой (30 %). В зрелом картофеле сахаров немного (0,5-1,5 %), но они могут накапли-ваться (до 6 % и более) или исчезать полностью, что наблюдается при длительном хране-нии. Решающим фактором при этом является температура. Повышение содержания саха-ров более чем на 1,5-2 % отрицательно сказывается на качестве картофеля (при варке он темнеет за счёт образования меланоидинов, приобретает сладкий вкус и др.).

Основным витамином является аскорбиновая кислота (10 - 54 мг%). Суточная потреб-ность организма в витамине С может быть полностью восполнена за счет картофеля, если его употреблять по 200 - 300 г.

В клубнях найден почти весь комплекс витамина В (В1, В2, В6), фолиевая кислота, кроме того витамин В5 (никотиновая кислота).

Все эти добавочные факторы питания имеют важное физиологическое значение как необходимый организму материал для построения ферментных систем. Кроме того, най-дены каротиноиды, играющие роль провитамина А, стерины, фосфо-, галакто- и стерино-содержащие липиды, органические кислоты (кофейная, хлорогеновая). Из минеральных солей в клубнях преобладают соли калия (568 мг%) и фосфора, а из органических кислот - лимонная, щавелевая, яблочная.

В кожуре клубней картофеля и всей надземной части растения содержится ядовитый гликоалкалоид соланин. Особенно его много в проросших клубнях. Оно появляется в кар-тофеле при неправильном хранении. Картофель приобретает горький вкус и вызывает пер-шение в горле. Если содержание солонина значительно превышает нормы, может про-явиться пищевое отравление вплоть до летального исхода. В больших количествах сола-нин вызывает желудочно-кишечные расстройства, учащенное сердцебиение, одышку, оцепенение. При тяжелых отравлениях появляются судороги и обмороки, тошнота, рвота и нарушение функций почек, страдают сердечно-сосудистая и нервная системы, умень-шается количество эритроцитов в крови.

1.3. Значение картофеля.

Картофель – один из основных продуктов питания.Ничто не находит такого разно-образнейшего применения в кулинарии, как картофель. Известно более 100 блюд, которые готовят из нее. Картофель потребляют в печеном, вареном, тушеном и жаренном виде. Из крахмала готовят разные диетические блюда.

По количеству питательных веществ картофель преобладает большинство корнепло-дов. Считается, что по количеству усвоенных питательных веществ 3 кг картофеля равня-ются 1 кг зерна.

Исключительно большое значение имеет картофель как сырье для промышленности. Из нее изготавливают крахмал, клей, патоку, спирт, декстрин, глюкозу. На заводах и фабриках из продуктов переработки картофеля изготавливают кинематографическую пленку, каучук, духи, крекеры, разнообразные лекарства.

Крахмал из картофеля, кроме использования в производственных целях, широко ис-пользуют в разных отраслях промышленности: текстильной (изготовление пряжи, тка-ней, трикотажа, искусственного шелкового волокна консервной), мясомолочной (изго-товление разных киселей, соусов, подливок, колбас, сосисок и других продуктов), бумаж-ной, химической.

Картофельная патока является ценным сырьем для производства кондитерских из-делий. Патоку и глюкозу используют при производстве хлебобулочных изделий, консер-вированных компотов, соков и соусов, варенья, мороженого.

Картофель используют для приготовления спирта.

Применяется картофель и в народной медицине. Свежеприготовленный картофель-ный сок издавна применяется в народной медицине как хорошее средство против изжоги, при лечении гастрита, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Находит применение как успокаивающее средство при длительных головных болях.

При заболеваниях верхних дыхательных путей, сопровождающихся упорным сухим кашлем, применяют картофельные паровые ингаляции. Свеженатертую картофельную ка-шицу используют при лечении ожогов, рекомендуется также при экземе.

Вареный картофель в горячем виде применяется в качестве согревающего компресса, в тех случаях, когда фактор тепла при лечении оказывает благотворное действие (горячий, лучше слегка размятый картофель помещают в холщовый мешочек).

Широко применяется в народной медицине картофельный крахмал. Принимают его в виде киселя (заваривают в горячей воде) при отравлениях (после освобождения желудка) как средство, обволакивающее и защищающее слизистую оболочку желудка. в виде при-сыпки при ожогах и опрелости кожи у детей. Крахмал в вате, в виде сухого компресса, ре-комендуется при роже. С конопляным или подсолнечным маслом в форме мази приме-няется при воспалении грудной железы (мастит).

Настой из цветков картофеля значится как средство, понижающее кровяное давление и возбуждающее дыхание. Однако следует знать, что во всей надземной части, особенно в плодах, содержится много ядовитого вещества соланина, от которого может наступить тяжелое отравление.

1.4. Хранение картофеля.

При хранении продовольственного картофеля преследуется цель сохранить клубни в течение определенного периода в состоянии непрорастания с минимумом потерь. Для семенного картофеля важно сохранить клубни и без ухудшения их посевных и урожайных качеств. Чтобы успешно выполнить эту задачу, надо хорошо знать свойства клубня карто-феля и условия, при которых он лучше сохраняется.

Клубни, закладываемые на хранение, должны быть здоровыми, с окрепшей кожурой и залечившимися ранениями. Чтобы успешно сохранить картофель, надо своевременно провести уборочные работы, не затягивая их до опасных заморозков.

Место хранения картофеля - сухое, прохладное, темное помещение, не доступное морозам. В городских квартирах это чаще всего кладовая комната или непромерзаемая лоджия. Лучшее место - погреб или подвал. И обязательно без доступа света. Свет вредит картофелю: клубни зеленеют, вырабатывается вредный для нашего здоровья соланин, о котором мы расскажем чуть ниже. Клубни, подвергшиеся воздействию солнечных лучей, могут пригодиться лишь в качестве посадочного материала.Если картофель хранится в закромах, то его засыпают на пол высотой не более полутора метров. Но считается, что в ящиках хранить клубни все-таки правильнее, потому что они лучше проветриваются. В ящиках обязательно должны быть отверстия в стенках для доступа воздуха, также их не придвигают вплотную к стенам, и от пола желательна высота 10-20 см.

Прежде чем убрать клубни в погреб, их необходимо просушить несколько часов на свежем воздухе. Излишняя влажность может вызвать болезни картофеля, гниение или вовсе погубить урожай.Весь картофель необходимо рассортировать по срокам хранения: на долгий и средний периоды. На долгий берем отлично посушенные, без изъянов клубни. Они не слишком большого размера. На средний срок хранения отбираем самые крупные картофелины. Они смогут пролежать приблизительно до cередины зимы, но позже в них часто образуются пустоты, отчего вкус значительно ухудшается.

Комфортная температура для картофеля - 2-3 градусов С при влажности воздуха 85-90%. При более низкой температуре клубни замерзают. Так, при 0 градусов содержащий-ся в овоще крахмал начинает перерабатываться в сахар, и от этого приготовленный кар-тофель становятся приторно сладким, невкусным. А при повышении температуры даже на один градус (то есть при +4 градусов С) картофель дает ростки, которые по мере роста накапливают в клубнях вреднейший для организма соланин. Кстати, если картофель про-рос сильно, то лучше вообще его выбросить. С маленькими ростками можно употреблять в пищу, но только в отваренном виде и хорошо очищенным от кожуры.

Часто верхний слой картофеля запотевает, из-за чего овощ заболевает. Чтобы избе-жать этого, специалисты советуют сразу же после закладки укрыть картофель пустыми ящиками, мешками со стружкой. Нужны любые гигроскопичные материалы, которые хорошо впитывают излишнюю влагу. Как только укрытие увлажнится, его меняют. Мож-но уложить поверх картофеля слои свеклы. Это тоже дает хороший эффект.

Глава 2. Изучение условий хранения некоторых сортов картофеля и влияние содержания крахмала на его вкусовые качества. .

2.1. Подготовительный этап.

В настоящее время известно более 200 сортов картофеля. Для исследований мы отобрали наиболее распространенные сорта в Сабинском муниципальном районе: «Голу-

бизна», «Удача», «Невский», «Никулинский», «Луговской», «Лорх» (Приложение 2).

12 мая 2010 года мы посадили на пришкольно-опытническом участке 6 сортов карто-феля. Предварительно прогрели клубни при комнатной температуре. Перед посадкой разрыхлили почву, удалив крупные комки земли. Некоторые клубни были большими, мы разрезали их пополам. Для защиты клубней от вредителей мы использовали древесную золу, которая была подготовлена заранее. Окунали каждую половинку клубня в золу и еще присыпали золой лунку, в которую сажали клубень. Посадили по 1 кг картофеля каж-дого сорта.

В течение лета мы проводили боронование, рыхлили почву. В засушливые дни поли-вали. Также приходилось собирать жуков, хотя это самое неприятное занятие.

Цветение картофеля начиналось в разные сроки. Мы наблюдали за тем, как выглядела ботва. Когда ботва сильная, ярко-зеленая - это говорит о том, что картофель чувствует себя хорошо, а значит, и хорошо развивается.Когда ботва начинает желтеть, а затем и вовсе засыхает - это говорит о том, что пришло время сбора урожая. Но при этом необходимо учитывать, что сорта картофеля имеют разный период вегетации (таблица 1).

Таблица 1.

Сроки сбора урожая и показатели урожайности сортов картофеля

Сорт	Сроки сбора	Урожайность в кг (на 1 кг посадочного материала)
«Голубизна»
«Удача»
«Никулинский»
«Луговской»
«Невский»
«Лорх»

Как видно из таблицы, самыми урожайными оказались сорта «Удача», «Никулинский», «Невский».

Здоровый картофель высушивался в прохладном месте, в тени на свежем воздухе, а в дождливую погоду под навесом. Затем клубни распределялись по сортам в отдельные пластиковые ящички с отверстиями для лучшей вентиляции воздуха. Затем ящички под-писывались и опускались в погреб на хранение.

2.2. Проведение эксперимента по определению количества крахмала в клубнях в зависимости от плотности и изучение его на влияние вкусовых качеств.

Цель: Определить содержание крахмала в клубнях картофеля в период хранения и изучить его влияние на вкусовые качества.

Оборудование: 6 сортов картофеля, ареометр, стеклянная посуда, вода, 20 %-ный раствор хлорида натрия.

Ход работы:

В стеклянной посуде емкостью 6 литров приготовили 5 литров 20 %-ного раствора хлорида натрия. В раствор положили клубень картофеля. Затем добавляли воду до тех пор, пока плотность картофеля не стала равной плотности раствора (т.е. пока клубень не начал свободно «плавать»). После чего мы доставали клубень и измеряли плотность раствора с помощью ареометра. Используя таблицу «Определение содержания крахмала в клубнях картофеля в зависимости от плотности» (Приложение 3), вычисляли процентное содержание крахмала. Необходимо учесть, что 1,5% полученной цифры составляет сахар. Чтоб получить точные данные, нужно из полученной цифры отнять 1,5%.

Исследовательская работа проводилась 15 числа каждого месяца с сентябрь по фев-раль с каждым сортом. Сравнивались условия домашнего погреба и подвала фермерского хозяйства.

Выводы.

Температура в подвале +2°С, +3°С. Температурный режим под строгим контролем. Если она повышается хотя бы на 1°С градус, в подвал пропускают холодную струю воздуха. Поэтому до 15 февраля клубни находились в состоянии покоя (Приложение 4). Если температура понижается до -2°С, -1°С, крахмал в клубнях превращается в сахар. Поэтому в начале апреля в подвал пропускают воздух, нагретый до +8°С,+10°С. Примерно через неделю их переносят в светлое место.

В условиях домашнего погреба ситуация оказалось иной (Приложение 5). Уже в на-чале января клубни начали выходить из состояния покоя. Температура +5°С,+10°С. Содержание крахмала в них понижается. Начинают появляться маленькие ростки, кото-рые по мере роста накапливают соланин, отчего вкус картофеля ухудшается.

Таким образом, можно сделать вывод, что изменение содержания крахмала зависит от температурного режима. Наиболее оптимальная температура для хранения клубней +2°С, +3°С при влажности воздуха 85-905%. При более низкой температуре клубни замерзают. А при 0°С содержащийся в них крахмал начинает перерабатываться в сахар. От всего этого картофель теряет вид, при готовке становится приторно сладким, невкус-ным, чернеет.

Исследование вкусовых качеств выбранных сортов картофеля.

Клубни картофеля, которые хранились в домашнем погребе, к марту теряют товарный вид. А как же обстоят дела со вкусом?

Для определения вкусовых качеств клубней, мы приготовили картофель в мундире из всех сортов и предложили их продегустировать. В дегустации приняли участие ученики разных классов и учителя. Всего 96 голосов (Таблица 2)

Таблица 2

Определение самого вкусного сорта картофеля

Сопоставив данные дегустации с показателями содержания крахмала выяснилось, сорта «Удача» и «Лорх» обладают хорошей сохранностью и лежкостью. Содержание крахмала меняется в пределах допустимого. К тому же привлекательным выглядит и цвет вареных клубней.

Сорта «Никулинский» и «Голубизна» оказались слегка сладковатым по вкусу и сероватым по цвету.

Сорта «Невский» и «Луговской» восприимчивы к температуре. При нарушениях режима они выходят из состояния покоя.

Заключение

В результате проведенного нами исследования, длительность которого составила почти год, мы сделали выводы о том, что:

Изменение содержания крахмала зависит от температурного режима. Наиболее оптимальная температура для хранения клубней +2°С, +3°С при влажности воздуха 85-90,5%. При более низкой температуре клубни замерзают. А при 0°С содержащийся в них крахмал начинает перерабатываться в сахар. От всего этого картофель теряет вид, при готовке становится приторно сладким, невкусным, чернеет;

Сорта «Удача» и «Лорх» обладают хорошей сохранностью и лежкостью, сорта «Невский» и «Луговской» при несоблюдении температурного режима быстро выходят из состояния покоя и появляются ростки;

На вкусовые качества картофеля оказывает влияние содержание крахмала. Но нельзя пренебрегать и другими химическими веществами, содержащихся в картофеле, и условиями выращивания.

Список литературы

1. Агрономическая тетрадь. Возделывание картофеля по интенсивной технологии/ Под ред. Хлевного Б.Ф. – М.: Россельхозиздат, 1996.-96 с.

2. Картофель/ Под ред. Арнаутова В.В.- М.:Главиздат, 1993,-567 с.

3. Картофель/ Под ред. С. Н. Бацанова.-М.: Колос, 1970.-376с.

4. Об истории картофеля/ Черкасов В.Н. – М.: Колос, 1995.-242 с.

5. Овощеводство и плодоводство/ Под ред. Симонова А.С –М. Агропромиздат,1986.-398 с.

6. Производство картофеля: возделывание, уборка, послеуборочная доработка, хранение. Справочник/ Писарев Б.А.- М.: Росагропромиздат, 1990.-221 с.

7. Растениеводство/ Посыпанов Г.С. - М.: Колос,1997,-448 с.

8. Справочник картофелевода/ Под ред. Замотаева А.И.-М.: Агропромиздат,1987.-351с.

Приложение 1

Картофельное поле Цветок картофеля

Картофель. Плод – ягода Семена картофеля

Клубни картофеля А такой картофель выращивают

В Андах и Перу

Приложение 2

Характеристика сортов картофеля

Сорта картофеля	Характерные признаки
«Голубизна»	Сорт среднеспелый, столовый. Пригоден для переработки на сухое пюре и крахмал. Клубни белые, округлые. Глазки мелкие, много-численные. Мякоть белая, не темнеющая при резке и варке. Масса клубней 100-150г. Высокоурожайный, до 500 кг и выше с сотки. Крахмалистость высокая - 16-18%. Отличается высокой устойчи-востью к вирусным заболеваниям, а также мокрым гнилям. Средне-устойчив к фитофторозу. Проявляет устойчивость к пониженным температурам.
«Никулинский»	Среднепоздний. Столового назначения и для переработки на крахмал. Клубни светло-бежевые. Глазки мелкие. Мякоть белая, нетемнеющая. Урожайность 31-45 т/га. Товарность 90-95%. Масса товарного клубня 70-135 г. Крахмалистость 16-21%. Вкус хороший. Сохранность от средней до хорошей. Устойчив к вирусным болезням, фитофторозу. Среднеустойчив к парше обыкновенной. Относительно устойчив к колорадскому жуку. Стабильная урожайность.
«Удача»	Сорт раннеспелый, столового назначения для летнего и зимнего потребления, высокоурожайный. Клубни овальные, белые, с кремовым оттенком. Масса клубней 100-130 г. Урожайность 700-1200 г/куст. Содержание крахмала 11-15%. Вкусный. Лежкость при хранении хорошая. Крахмалистость высокая, вкусовые качества отличные. Устойчив к фитофторозу, мокрым гнилям, вирусным болезням. Имеет полевую устойчивость ко всем видам болезней. Устойчив к механическим повреждениям.
«Луговской»	Среднеспелый, столовый, урожайный. Клубни светло-розовые, гладкие, овальные, массой 83-120г. Мякоть белая. Глазки мелкие, малочисленные. Урожайность 750-900 г/куст. Крахмалистый (11,4-19,5%), лежкий. Товарность клубней высокая при хорошей сохран-ности. Устойчив к фитофторозу и парше. Средне-устойчив к вирусным заболеваниям.
«Невский»	Сорт среднеранний. Клубни у него по форме округлые, с белой кожурой (глазки могут быть слегка коричневато-розоватыми, но не яркого цвета). Хорош этот сорт и тем, что мякоть его клубней при резке не темнеет, да и зимой клубни хранятся очень хорошо. Кроме того, Невский устойчив к раку картофеля, правда, к сожалению, не устойчив к фитофторозу.
«Лорх»	Позднеранний, универсального назначения, один из самых распространенных в мировой практике картофелеводства. Содержание крахмала в клубнях повышенное – 22-23%, белка – 2,05-2,20%, витамина С – 17,5-18,7 мг%. Вкусовые качества клубней от хороших до отличных, лежкость – хорошая. Клубни белые, округло-овальные, при недостатке в почве калия и фосфора становятся продолговатыми. Кожура гладкая, у вершины клубня – шелушащаяся, глазки поверхностные, расположены по всему клубню. Мякоть белая, на срезе имеет зеленовато-желтый оттенок, не темнеет после очистки и варки, хорошо разваривается. Масса клубня – 75-140 г.

Приложение 3

Определение содержания крахмала в клубнях картофеля в зависимости от плотности

Плотность (г/см 3 )	(%)	Плотность (г/см 3 )	(%)	Плотность (г/см 3 )	(%)
1,095	17,1	1,109	20,1	1,123	23,1
1,096	17,3	1,110	20,3	1,124	23,3
1,097	17,5	1,111	20,5	1,125	23,5
1,098	17,7	1,112	20,7	1,126	23,7
1,099	17,9	1,113	20,9	1,127	24,0
1,100	18,2	1,114	21,1	1,128	24,2
1,101	18,4	1,115	21,4	1,129	24,4
1,102	18,6	1,116	21,6	1,130	24,6
1,103	18,8	1,117	21,8	1,131	24,8
1,104	19,0	1,118	22,0	1,132	25,0
1,105	19,2	1,119	22,2	1,133	25,2
1,106	19,4	1,120	22,5	1,134	25,5
1,107	19,7	1,121	22,7	1,135	25,7
1,108	19,9	1,122	22,9	1,136	25,9

Приложение 4

Исследование содержания крахмала в клубнях картофеля в подвальных условиях

Время Сорт	сентября	октября	ноября	декабря	января	февраля
«Лорх»	22,9%	22,9%	22,9%	22,9%	22,9%	22,9%
«Голубизна»	23,1%	23,1%	23,1%	23,1%	23,1%	23,1%
«Невский»	21,1%	21,1%	21,1%	21,1%	21,1%	21,1%
«Никулинский»
«Удача»	23,5%	23,5%	23,5%	23,5%	23,5%	23,5%
«Луговской»	22,7%	22,7%	22,7%	22,7%	22,7%	22,7%

Приложение 5

Исследование содержания крахмала в клубнях картофеля в условиях домашнего погреба

Время Сорт			ноября		января
«Лорх»	22,9%	22,9%	22,9%	22,9%	21,4%	20,9%
«Голубизна»	23,1%	23,1%	23,1%	23,1%	22,9%	20,5%
"Невский"	21,1%	21,1%	21,1%	21,1%	19,9%	18,4%
«Никулинский»					23,1%	20,9%
"Удача"	23,3%	23,3%	23,3%	23,3%	22,9%	22,2%
«Луговской»	23,5%	23,5%	23,5%	23,5%	22,7%	20,9%

Полисахариды (сложные углеводы).

Полисахариды представляют собой высокомолекулярные полимеры моносахаридов и их производных. Число моносахаридных остатков в них до сотен и нескольких тысяч. моносахаридов. нескольких тысяч. Полисахариды подразделяют на:

• Запасные - крахмал, животный и растительный гликоген;
• Структурные - целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновые вещества, слизи и др.

Крахмал (С6Н10О5)n является важнейшим представителем полисахаридов в растениях. Этот запасной полисахарид используется растениями как энергетический материал. Аналогичным запасным углеводом у животных является гликоген.

Крахмал в больших количествах содержится в эндосперме злаков - 65…85 % его массы, в картофеле - до 20 %. В запасающих тканях различных органов - клубнях, луковицах более крупные крахмальные зерна откладываются в запас в амилопластах как вторичный (запасной) крахмал.

В клетках эндосперма крахмал находится в виде крахмальных зерен, форма и размер которых характерны для данного вида растения. Форма крахмальных зерен дает возможность легко распознать крахмалы различных растений под микроскопом, что используется для обнаружения примеси одного крахмала в другом, например при добавлении кукурузной, овсяной или картофельной муки к пшеничной.

Крахмал не является химически индивидуальным веществом. Он состоит из двух полисахаридов: амилозы и амилопектина.

Строение амилозы. В молекуле амилозы остатки глюкозы связаны гликозидными α(1→4). связями, образуя линейную цепочку. Линейные цепи амилозы, содержащие от 100 до нескольких тысяч остатков глюкозы, способны спирально свертываться и таким образом принимать более компактную форму. В воде амилоза растворяется хорошо, образуя истинные растворы, которые неустойчивы и способны к самопроизвольному выпадению в осадок.

Строение амилопектина Амилопектин представляет собой разветвленный компонент крахмала. Он содержит до 50 000 остатков глюкозы, соединенных между собой главным образом α(1→4) гликозидными связями (линейные участки молекулы амилопектина). В каждой точке разветвления молекулы глюкозы (D-глюкопиранозы) образуют α(1→6) гликозидную связь, которая составляет около 5 % общего числа гликозидных связей молекулы амилопектина. Структура амилопектина трехмерна, его ветви расположены по всем направлениям и придают молекуле сферическую форму. Амилопектин в воде не растворяется, образуя суспензию, но при нагревании образует вязкий раствор - клейстер.

Как правило, содержание амилозы в крахмале составляет от 10 до 30 %, а амилопектина - от 70 до 90 %. Некоторые сорта ячменя, кукурузы и риса называются восковидными. В зернах этих культур крахмал состоит только из амилопектина. В яблоках крахмал представлен только амилозой.

Соотношение амилозы и амилопектина в крахмале

Ферментативный гидролиз крахмала. Гидролиз крахмала катализируется ферментами – амилазами. Амилазы относятся к классу гидролаз.

α–Амилаза содержится в слюне и поджелудочной железе животных, в плесневых грибах, в проросшем зерне пшеницы, ржи, ячменя (солод). α-Амилаза является термостабильным ферментом, её оптимум находится при температуре 700С. Оптимальное значение pH 5.6-6.0, при pH 3.3-4.0 она быстро разрушается.

β–амилаза находится в зерне пшеницы, ржи, ячменя, в соевых бобах, в батате. Однако активность фермента в созревших семенах и плодах низкая, активность β–амилазы возрастает при прорастании семян. β-амилаза расщепляет амилозу полностью, на 100% превращая ее в мальтозу. β-амилаза расщепляет амилопектин расщепляет на мальтозу и декстрины, дающие красно-коричневое окрашивание с йодом. Действие фермента прекращается, когда доходит до разветвлений. Гликозидная связь α(1→6) в точках ветвления молекулы амилопектина гидролизуется R – ферментом . Образовавшиеся при этом декстрины гидролизуются α-амилазой с образованием декстринов меньшей молекулярной массы и не дающих окрашивания с йодом.

Т.о. при действии образуются в основном мальтоза и немного высокомолекулярных декстринов. При действии образуются главным образом декстрины меньшей молекулярной массы и незначительное количество мальтозы. При одновременном действии α-амилазы и β-амилазы крахмал гидролизуется на 95%. Мальтоза под действием α–глюкоамилазы гидролизуется до D- глюкозы.

Препараты амилаз широко применяют в хлебопечении в качестве улучшителей. Добавление амилаз приводит к образованию более мягкого хлебного мякиша и уменьшает скорость черствения хлеба при хранении.

Инулин состоит изβ-D-фруктозы (97%) и α-D-глюкозы (около 3%).Это неразветвленный полисахарид, состоящий из 37-44 остатков моносахаридов.Инулин относится к запасным полисахаридам ряда растений семейств астровые, колокольчиковые. В большом количестве инулин содержится в клубнях георгина (12%) и топинамбура, в корнях цикория (до 10%), одуванчика, корневищах артишока.

К запасным питательным веществам относятся углеводы, белки и жиры.

Углеводы (глюкоза, сахароза, инулин, крахмал) (рис.

181, 182). Глюкоза С6Н12О6 — продукт фотосинтеза Крахмал — продукт полимеризации глюкозы. Молекулы крахмала (С6Н12О6)n мы гистохимически обнаруживаем в хлоропластах зеленого ассимилирующего растения. Это первичный крахмал.

В клубнях и других вегетативных органах мы обнаруживаем уже крахмал в виде сформированных включений — крахмальных зерен (вторичный крахмал). Превращение растворимых углеводов в крахмал происходит не сразу. При движении по ситовидным трубкам в подземные клубни он успевает несколько раз по пути превращаться в крахмал и обратно. Крахмал образуется у всех растений, имеющих пластиды. Лишь бурые водоросли крахмала не образуют.

Бесхлорофильные организмы бактерии, грибы вместо крахмала образуют гликоген — полисахарид с такой же формулой, но в клетке он находится в состоянии жидкого коллоида. Из крахмала в цитоплазме клетки образуются крахмальные зерна.

Из крахмала в цитоплазме образуются крахмальные зерна.

Крахмальные зерна различают по форме: простые, сложные и полусложные (рис.

Чаще всего встречаются простые зерна, возникающие и формирующиеся по одному в строме пластиды — в лейкопластах, называемых в связи с накоплением крахмала амилопластами.

Форма крахмального зерна зависит от типа слоистости. Последняя может быть концентрической и эксцентрической. Труднее всего различать сложные зерна (например, зерна овса), так как границы между слагающими их простыми зернами не всегда четко выражены. Наличие слоев вызывается ритмическими изменениями условий нарастания крахмального зерна. Она представляет собой чередование слоев, более или менее богатых водой. Темные слои крахмального зерна богаче водой. Слоистость обуславливается также чередованием дня и ночи.

Возможны случаи внепластидного образования крахмала, когда крахмал в виде мелких зерен возникает непосредственно в цитоплазме.

Откладываются чаще всего в подземных органах и семенах. Величина крахмальных зерен сильно варьирует. У картофеля 5-145 мк чаще всего 70-100 мк.

Наиболее мелкие у злаков — у кукурузы 10-18 мк, у риса 4,5-6 мк). Их форма и размеры — хороший диагностический признак.

Крахмальное зерно неоднородно.

Оно состоит из амилозы (М=3200-160000; 200-98 глюкозных молекул, обладает микрокристаллической структурой — это прозрачный белый порошок, хорошо растворимый в воде) и амилопектина, который в горячей воде набухает и образует клейстер.

Эти составные части крахмального зерна можно хорошо видеть под воздействием раствора Люголя на крахмальные зерна. В растворе щелочи ядро крахмального зерна (амилоза) окрасится интенсивно синий цвет, а амилопектиновая часть, освобожденная от ядра — в красно-фиолетовый цвет. Амилопектина в крахмальном зерне 75-85%, амилозы 15-25%. В крахмальных зернах обнаруживаются и минеральные вещества: калий, натрий, кальций, кремний, сера и фосфор. Фосфора особенно много в амилопектине.

Крахмал не растворяется в воде, в спирте и других органических растворителях.

В горячей воде набухает и образует клейстер, а при продолжительном кипячении с разведенными кислотами гидролизуется с образованием глюкозы. Гидролиз крахмала впервые осуществил русский ученый Кирхгоф К.С. в 1811 г. Искусственный синтез амилозы впервые осуществлен в 1939г, амилопектина в 1945г.

Белки — биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Они подразделяются на конституционные белки, протеиды, сложные белки — белки цитоплазмы, ядра, и запасные белки — протеины или простые белки.

Запасные белки могут быть аморфными и кристаллическими.

Последние именуются кристаллоидами из-за способности набухать в воде. Запасные белки в клетках представлены в виде простых и сложных алейроновых зерен (рис.

182 — 184) и образуются на месте мелких вакуолей в цитоплазме, при их высыхании. Обогащаясь растворенными веществами и теряя воду, содержимое вакуоли затвердевает, превращаясь в алейроновое зерно. Если зерно не имеет выраженной структуры, его называют простым алейроновым зерном.

Алейроновые зерна, содержащие среди аморфного белка кристаллоиды и глобоиды (алейроновые зерна в семенах клещевины) называются сложными.

Кристаллоиды в отличие от истинных кристаллов способны набухать в воде. Глобоиды — бесцветные блестящие округлые тельца аморфны, состоят и кальциевой и магниевой соли инозитгексафосфорной кислоты.

Эта двойная соль носит название фитина. Наиболее часто алейроновые зерна локализуются в семенах злаковых, бобовых растений, используемых в пищу и в качестве кормовых.

Жиры (липиды) — это сложные эфиры глицерина и высших жирных одноосновных предельных и непредельных кислот.

Предельные насыщенные жирные кислоты, стеариновая, пальмитиновая с глицерином дают твердые жиры, а непредельные ненасыщенные (олеиновая, линоленовая, линолевая) — жидкие жиры.

Чаще всего они запасаются в семенах. Входят в состав той сложной смеси, которую представляет собой цитоплазма. Имеются они и в пластидах. Распределяются в цитоплазме в форме мелких капель разнообразной величины. С цитоплазмой образуют тонкую эмульсию (рис. 185). Кроме семян, жиры иногда запасаются и в подземных органах, например — в корневищах (черный папоротник, чуфа и др.).

Жиры очень калорийны, 1 г жира при сжигании дает 9,3 ккал, a 1 г крахмала — 2 ккал.

Таким образом, при меньшем объеме и весе достигается большая энергообеспеченность клеток семян запасающих жиры. Растительные жиры — ценный лечебный продукт. Терапевтический эффект обусловлен наличием ненасыщенных олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами. Они предупреждают развитие атеросклероза — предвестника таких сердечно-сосудистых патологий, как стенокардия, ишемия, инфаркт и инсульт.

Лучшими для медицинских целей являются масла полученные холодным прессованием с наибольшим содержанием ненасыщенных кислот — оливковое, кукурузное и подсолнечное, содержащие вышеназванных кислот 80, 50 и 40% соответственно.

Предыдущая12345678910111213141516Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Вещества живого содержимого растительной клетки — протопласта и продукты его жизнедеятельности очень разнообразны. Условно их объединяют в две группы:

1) конституционные, входящие в состав живой материи, и участвующие в обмене веществ (белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы и др.);

2) эргастические включения(греч.

эргон- работа) — представляющие собой компоненты протопласта, играющие вспомогательную роль в его жизни и являющиеся либо источниками материи и энергии при росте и работе живой клетки, либо отбросными продуктами ее метаболизма.

Одни из них — запасные вещества, т.е. временно исключенные из процесса обмена веществ (белки, липиды, углеводы: крахмал, инулин сахар и др.). Другие вещества — конечные продукты, например, соли кальция.

Среди большого разнообразия запасных питательных веществ растительной клетки чаще других встречаются углеводы, жиры и белки.

Крахмал . Крахмал откладывается в пластидах в виде зерен различной формы эллиптической, шаровидной, многогранной, палочковидные.

Различные виды растений отличаются формой и величиной крахмальных зерен. Слоистость зерен крахмала — чередование темных и светлых слоев — обусловливается неодинаковым содержанием воды в этих слоях, а, следовательно, и неодинаковым преломлением света в разных слоях зерна.

Различают:

• простые,
• полусложные,
• сложные зерна крахмала.

Простые зерна крахмала одиночные, различной формы-яйцевидные, эллипсовидные, линзовидную, многогранные и др.

Они имеют один образовательный центр. Сложные имеют несколько образовательных центров и вокруг каждого из них размещаются слои. Полусложные зерна имеют в центре изолированные слои вокруг центра, которые окружены ближе к периферии еще общими слоями.

Крахмальные зерна имеют разную форму и образуют слоистость вокруг одной точки, называемой образовательным центром. Возникновение слоистости приписывают чередованию двух углеводов амилазы(линейные молекулы) и амилопектина (разветвленные молекулы). Расположение слоев может быть концентрическим(например, у злаков и бобовых и эксцентрическим(например, у картофеля).

В последнем случае, точка, вокруг которой откладываются слои, находится не в центре зерна, а сдвинута вбок.

Крахмальные зерна в холодной воде не растворяются. В горячей воде они неограниченно отекают, расплываются в клейкую массу и образуют клейстер. Гидролизуется крахмал в непрочных растворах кислот, от действия которых переходит в сахар.

В живых растительных клетках крахмал под воздействием ферментов (катализаторов) амилазы и мальтазы гидролизуется в виноградный сахар, или глюкозу.

Различают ассимилирующий, транзиторный и запасной крахмал. Ассимилирующий, или первичный, крахмал образуется в процессе фотосинтеза в виде щепотке зерен преимущественно в клетках листьев. Здесь под влиянием ферментов он превращается в сахары, которые в растворенном виде поступают в органы растения, где снова превращаются в крахмал — вторичный, или запасной.

В отдельных растений запасной крахмал откладывается в лейкопласты различных органов — в клубнях, корнях, семенах, корневищах, плодах.

Транзиторный, или передающий, крахмал находится на путях передвижения от фотосинтезирующих органов (листья) в органы — вместилищ. Под действием раствора йода крахмал окрашивается в синий цвет. Это характерная реакция на крахмал.

Как запасной углевод, крахмал используется растениями в процессе обмена веществ.

В клубнях георгина, земляной груши, корнях одуванчика и других растений семейства сложноцветных клеточный сок содержит близкий к крахмалу углевод инулин, отличающийся от крахмала растворимостью в воде.

При действии спирта инулин кристаллизуется, образует так называемые сферокристаллы.

Белки — это основные органические вещества, определяющие строение и свойства живой материи. Следует различать конституционные белки, которые составляют основу всего протопласта, и запасные белки, которые откладываются в семени в так называемых алейроновых, или протеиновых зернах.

Больше алейроновых зерен содержится в семенах бобовых растений (горох, фасоль, соя, арахис и др. Это простые белки — протеины. Они откладываются в вакуолях или лейкопластах (алейронопласты). Запасными белками очень богаты семена бобовых и злаковых растений. Большое количество белков находится в клетках, расположенных под семенной кожурой, в так называемом алейроновом слое.

Липиды включают большую группу соединений биологического происхождения.

Липиды являются структурными компонентами клетки (входят в состав мембран, образуют липидные капли в цитоплазме) или эргастическими веществами.

Запасные масла обычно откладываются в лейкопластах, называемых олеопластами.

Эфирные масла. Эфирные масла встречаются в клетках в виде капель и представляет собой сложную смесь органических соединений.

Они летучие и имеют очень сильный запах. Большое количество эфирных масел содержится в клетках эфиромасличных растений (мята, герань, роза, тмин, эвкалипт, апельсин, лимон).

Социальные кнопки для Joomla

Крахмал в организме: польза, продукты. Бескрахмальная диета

Часто мнение диетологов на счет крахмала расходится. Кто-то полагает, что это неотъемлемая часть правильного и полезного рациона, а кто-то просто уверен в том, что именно крахмал принимает участие в процессах набора веса. При этом люди употребляют очень многие продукты, в которых содержится крахмал, даже не задумываясь об этом.

Характеристики крахмала

Данное вещество представляет собой белый порошок с характерным скрипом при растирании.

Это обусловлено кристаллической формой частиц крахмала.

Существует несколько разновидностей данного продукта, которые применяются в кулинарии, а также в производственной сфере. Это:

• картофельный крахмал – производится из картофеля, часто применяется для варки киселей, при тепловой обработке образует прозрачный клейстер;
• пшеничный крахмал – по сравнению с картофельным, более мутный при варке и менее вязкий;
• кукурузный крахмал – производится из зерен кукурузы, при тепловой обработке превращается в мутный белый клейстер с характерным запахом и привкусом.

Помимо указанных существуют и другие виды данного продукта, однако, в продаже их можно найти только в специализированных магазинах для кулинаров.

Значение крахмала для организма

Важно отметить, что крахмал – это полисахарид или сложный углевод, который является неотъемлемым компонентом профилактики ожирения.

Несмотря на весьма малую популярность, на данный продукт стоит обратить свое внимание, так как он играет немалую роль в правильном функционировании систем человеческого организма.

Крахмал является источником физической энергии – расщепляясь в кишечнике, он превращается в глюкозу, которая быстро распространяется по организму вместе с кровяным потоком. Из-за кристаллической формы крахмал сложно переваривается пищевыми ферментами, что увеличивает энергетические затраты при переработке поступающей пищи.

Важной функцией данного продукта является его участие в нормализации уровня глюкозы в крови, что особенно важно для страдающих диабетом, а также после гипергликемического приступа.

Большое значение крахмал имеет в вопросе сохранения и укрепления иммунитета ЖКТ, его энергии, важной для правильной работы.

Усвоение многих продуктов практически невозможно без участия крахмала.

Негативные значения у данного продукта также имеются. Так, при расщеплении поступающего в организм рафинированного крахмала, может резко подскочить уровень инсулина, что в свою очередь может привести, как к кратковременным, так и к долгосрочным сбоям в работе организма.

В частности, можно отметить ухудшение зрения, гормональные сбои, развитие патологий глаза и атеросклероза.

Продукты, в которых содержится крахмал

Стоит отметить, что некоторое количество крахмала находится практически во всех продуктах, которые только может употребить человек за трапезой или во время перекуса, но, конечно, есть ряд основных, в которых данного вещества больше всего.

Зерновые культуры занимают первое место по содержанию крахмала.

Главными из них являются рис, пшеница и кукуруза. На втором месте самый главный корнеплод – картофель, а следом за ним небольшое тропическое растение – маниок. Однако, это далеко не все продукты, которые могут похвастаться высоким содержанием крахмала:

• рожь;
• ячмень;
• гречиха;
• овес;
• пшено;
• желуди;
• каштаны;
• бананы;
• сорго – многолетнее травянистое растения семейства злаковых;
• батат – сладкий картофель;
• плоды хлебного дерева;
• ямс (клубни);
• чечевица;
• садовые бобы;
• фасоль;
• горох.

В продуктах питания, приготовленных из различных зерновых культур, бобовых, а также из свежих овощей и фруктов содержание крахмала может достигать внушительной отметки.

Прежде всего, сюда можно отнести хлебобулочные изделия, блины, крупы, макаронные изделия и кисели.

Крахмал в своем составе имеет множество блюд, которые мы ежедневно употребляем во время завтрака, обеда и ужина.

Его можно добавлять дополнительно, например, в подливы и даже супы, если нужно добиться более густой консистенции.

Важно отметить, что основное употребление крахмала должно осуществляться совместно с овощами и фруктами, а также в виде цельнозерновых хлебобулочных изделий. В данном виде этот продукт будет оказывать максимально положительный эффект на организм и компенсировать воздействие на него «вредных» углеводов.

В то же время использование рафинированного крахмала дополнительно может привести к резким скачкам инсулина в крови, сбою в работе поджелудочной железы и кишечника, что может ухудшить не только общее внутреннее состояние, но и внешний вид человека – состояние кожи, волос и ногтей.

Также чрезмерное употребление в приготовлении блюд рафинированного крахмала может поспособствовать накоплению лишнего веса.

Особенности бескрахмальной диеты

Бескрахмальная диета является довольно популярной, так как ее применение в качестве снижения риска онкологических заболеваний и развития ожирения известно еще с XIX века. Основой данного метода похудения является отказ практически от всех основных продуктов, которые способствуют набору веса и включают в свой состав крахмал.

Прежде всего, сразу же стоит исключить из своего рациона все хлебобулочные изделия, крупы, макароны, бобовые, сладкое, мясо и все очень жирные продукты.

Диеты, составленные на отказе от крахмальных продуктов, подразумевают похудение на 5-6 кг в течение 12-ти дней.

Самые важные табу для поддержания данной системы, это:

• отказ от всех подсластителей, тем более, от сахара и меда;
• отказ от любых сладостей;
• отказ от всех крахмальных овощей (картофель, прочие корнеплоды);
• отказ от манго, авокадо, маракуйи, бананов.

В состав питания на бескрахмальной диете предполагает активное включение свежих овощей и фруктов с низким содержанием сахаров и энергетической ценностью.

Возможно употребление минеральной воды, зеленого чая, несладких морсов.

Примерное меню для худеющих выглядит следующим образом

• Завтрак: несколько листьев салата, один небольшой помидор, стакан свежевыжатого сока или минеральной воды.
• Перекус: один апельсин.
• Обед: салат из свежей капусты и моркови без масла и соли, чашка зеленого чая.
• Перекус: несколько орешков, соломка из моркови.
• Ужин: салат из помидоров и огурцов без масла и соли, чашка чая или стакан сока.
• Перекус перед сном: стакан подогретого молока или минеральной воды, несколько орешков.

В зависимости от предпочтений, меню можно составлять из различных овощей и фруктов, исключая те, которые были указаны ранее.

В сочетании с физическими нагрузками, в том числе силовыми упражнениями, безкрахмальная диета дает отличные результаты – вес быстро уходит, мышцы обретают форму, происходит, так называемая, сушка тела.

Крахмал — питательное вещество, состоящее из углерода, водорода и кислорода. Он относится к углеводам сложного состава (С6Н10О5)n.

Приготовим в пробирке с водой слабый раствор крахмального клейстера, для чего на кончике перочинного ножа внесем в нее картофельной муки.

При нагревании крахмал разбухает и превращается в клейстер. Достаточно теперь прибавить одну, две, три капли раствора йода, чтобы убедиться, что крахмал от йода синеет, а при дальнейшем прибавлении йода чернеет.

В растениях встречается крахмал первичный и вторичный. Первый образуется только в зеленых частях растения. Он создается из неорганических веществ — углекислого газа и воды — иод действием лучей света в хлоропласта х.

Мы уже упоминали о том, что это явление называется фотосинтезом.

На свету в каждой зеленой клетке, в хлоропластах, видны в микроскоп мельчайшие беловатые зернышки первичного крахмала. Под действием фермента диастаза крахмал — твердое вещество — легко превращается в сахар (глюкозу), который в растениях всегда находится в жидком состоянии и потому способен переходить из клетки в клетку и передвигаться по всему растению.

Так, например, на свету в листьях картофеля накопляется первичный крахмал, который, переходит в глюкозу, а последняя переносится в подземные органы, в клубнях которых скопляется уже вторичный крахмал в виде хорошо заметных крахмальных зерен.

Этот вторичный крахмал часто называют запасным крахмалом.

Он откладывается в лейкопластах и почти сплошь заполняет клетку. В картофельной муке крахмальные зерна выделены из клеток. Поэтому, когда мы прибавляем их к капле воды, накрываем покровным стеклышком и рассматриваем в микроскоп при увеличении в 60—80 раз, то видим несметное количество зерен в свободном состоянии, в виде мельчайших зернышек, которые хорошо можно рассмотреть при увеличении в 400—500 раз.

Мы видим, что они разнообразной величины, чаще всего овальной формы и имеют слоистость в виде чередующихся полосок более светлых и более темных. Центр образования крахмального зерна находится не в середине, поэтому и слои в одну сторону развиты больше, а в другую меньше. Крахмальные зерна других растений имеют иную форму.

Кроме запасного крахмала, в клетках встречаются еще скопления запасных белков в виде так называемых алейроновых зерен.

Например, в семенах гороха между более крупными крахмальными зернами видны мельчайшие алейроновые зерна. В зерновках злаков также имеются запасные белки в виде мелких шаровидных образований, заполняющих клетки алейронового слоя. Эти клетки, находящиеся под кожурой семени, хорошо видны в микроскоп на тонком срезе, проведенном через зерновку злака.

От раствора йода алейроновые зерна окрашиваются в желтый цвет.

«Основы ботаники»,
В.Н. Исаин

Деление клеток (Продолжительность деления ядра)

Формы и число хромосом у одного и того же вида растений считались…

Деление клеток

Клетки растений способны размножаться делением. Предварительно делится ядро, а затем и вся клетка.

Встречается простое и сложное деление ядра. Простое деление заключается в том, что клеточное ядро начинает перетягиваться на две половинки и из одного ядра образуется два ядра. Новые ядра могут снова делиться, и тогда получается многоядерная клетка. Вслед за простым делением ядер обычно…

Растительные масла

Растительные масла в большом количестве скопляются в семенах масличных растений — подсолнечника, льна, конопли, арахиса, клещевины.

Богаты маслом семена ореха, кедра, тунга. Масло находится в клеточной протоплазме в виде мелких капель. При раздавливании клеток на пропускной бумаге на ней остаются жирные пятна. Растительные масла используются в пищу и в промышленности. В клетках многих растений можно…

Клеточный сок (Действие солей)

Если поместить растительные клетки в каплю водного раствора какой-либо безвредной для них соли, например в шести процентный раствор селитры, концентрация которого больше суммарной концентрации солей клеточного сока, то, рассматривая препарат под микроскопом, можно наблюдать интересное явление.

Протоплазма в клетках начнет постепенно отставать от клеточной оболочки. Наконец, она соберется в небольшой комочек в середине клетки. Все…

Клеточный сок (Фитонциды)

Клеточный сок содержит в себе еще много других веществ. Укажем на фитонциды, т. е. на летучие вещества, предохраняющие растения от многих заболеваний. Вещества эти распространены в растениях и, будучи безвредными для одних бактерий, часто обладают губительным действием в отношении других.

Хрен, лук, чеснок, горчица, черемуха, томат, красный перец и другие растения содержат фитонциды, защищающие их…

3. Понятие о полисахаридах. Крахмал и источники его получения, структура крахмала, применение.

Полисахариды (полиозы) представляют собой высокомолекулярные углеводы, в состав которых входят самые разнообразные моносахариды (и олигосахариды) в самых различных сочетаниях и количествах.

Используемые в фармацевтической практике полисахариды относятся к двум группам: 1)крахмал, 2)камеди и слизи.

Крахмал – важнейший запасной углевод растений, главным образом высших. Крахмал – первый видимый продукт фотосинтеза.

Крахмал откладывается в виде зерен в паренхимных клетках разных частей растений, но в больших количествах в качестве запасных веществ – в семенах, плодах, корнях и корневищах, изредка в сердцевине деревьев (например, саго).

Крахмал не является химически индивидуальным веществом. На 96,1 – 97,6% он состоит из полисахаридов, которые сопровождаются минеральными веществами (0,2 – 0,7%), твердыми жирными кислотами (до 0,6%) и другими веществами.

Полисахариды крахмала представлены двумя веществами – амилазой и апилопектином.

Амилопектин сосредоточен в наружных слоях крахмальных зерен, он растворим лишь в горячей воде, образуя очень вязкие растворы, раствором йода окрашивается в красно-фиолетовый цвет.

Амилоза, заполняющая середину крахмального зерна, растворима в теплой воде, раствором йода окрашивается в синий цвет.

Амилоза менее полимеризована, чем амилопектин. В амилозе число остатков находится в пределах 200 – 1500.

Крахмалоносные растения условно деляться на две группы: растения семейства злаковых и растения других семейств.

Злаковыми крахмалоносами являются пшеница, рожь, ячмень, кукуруза, просо, рис.

Вкачестве промышленного продукта крахмал вырабатывается из пшеницы, кукурузы и риса.

Из отечественных растений других семейств (не злаков) промышленным крахмалоносным растением является картофель, в клубнях которго содержится в среднем 23% крахмала (в процентах сырой массы).

Наиболее просто получается картофельный крахмал.

Поступившие на завод клубни картофеля сортируют и тщательно моют. Для извлечения крахмальных зерен, находящихся в клетках паренхимы клубня, необходимо разрушать клетки. Для этой цели клубни измельчают в специальных машинах – картофельных терках. Далее следует вымывание крахмала из кашки на ситах (ситование). Полученное крахмальное молоко подвергают потом рафинированию. Конечной стадией является выделение крахмала из рафинированной кашки, которое проводят осаждением или в отстойниках, или с помощью осадочных центрифуг.

Крахмальные зерна напоминают линзы сферической, овальной или неправильной формы размером от 2 до 170мкм с характерной слоистостью.

Кажущееся слоистое строение зависит от различной плотности и неодинакового содержания влаги в отдельных зонах зерна, что сказывается на преломлении света.

Крахмал широко применяется в присыпках и как компонент в некоторых прописях мазей. В качестве обволакивающего средства применяется внутрь в клизмах в форме отвара (клейстера).

В хирургии крахмал используется для неподвижных повязок в виде крахмальных бинтов.

Крахмал – очень важное вещество в таблеточном производстве (связывающее вещество, опудривающее средство, наполнитель).

Декстрин обладает эмульгирующим свойством и находит применение при приготовлении маслянных эмульсий и как склеивающее вещество в некоторых пилюльных массах.

Крахмал является основным промышленным источником глюкозы.

Хозяйственная ценность картофеля определяется довольно высоким содержанием в его клубнях крахмала, белков, аскорби­новой кислоты и других веществ. На кулинарные свойства кар­тофеля также очень сильное влияние оказывают сахара и небел­ковые азотистые вещества. В связи с тем что картофель дает вы­сокий выход полезных веществ с 1 га, эта культура является важным источником возобновляемых природных ресурсов, ис­пользуемых в качестве сырья для пищевой и биотехнологичес­кой промышленности.

Накопление крахмала и других углеводов. В сырых клубнях кар­тофеля содержание крахмала составляет чаще всего 12-18 %, и он

представлен двумя полисахаридами - амилозои и амилопекти- ном. В среднем на долю амилозы в клубнях картофеля приходится 20-25 % общего количества крахмала.

Полисахариды крахмала синтезируются в клубнях из углеводов, поступающих по флоэме из надземных органов, и откладываются в клетках запасающей паренхимы в виде крахмальных зерен, боль- щая часть которых сконцентрирована в камбиальном слое и внещ- ней части сердцевины, значительно меньше их содержится во внутренних слоях сердцевины.

Величина крахмальных зерен влияет на кулинарные свойства картофеля. Установлено, что если крахмальные зерна имеют диа­метр менее 20 мкм, то при варке картофеля они сильнее набухают, вызывая разрыв клеточных стенок, в результате клубни приобре­тают полужидкую консистенцию.

В начале клубнеобразования, когда происходит интенсивное формирование структурных элементов клеток, скорость синтеза крахмала невелика и его содержание в молодых клубнях не пре­вышает 8-10 %. Однако в период интенсивного клубнеобразо­вания синтез крахмала заметно усиливается и его концентрация в клубнях возрастает до 15-20 %. На завершающих этапах со­зревания, когда происходит отмирание листьев, количество крахмала в клубнях картофеля может снижаться вследствие прекращения притока углеводов из надземных органов и их расхода на дыхание.

В зависимости от интенсивности синтеза крахмала изменяется содержание Сахаров, в молодых клубнях их концентрация в не­сколько раз выше, чем в зрелых.

Количество Сахаров заметно повышается при хранении клуб­ней, особенно при пониженной температуре, когда процессы об­разования крахмала ингибируются сильнее, чем его распад, в ре­зультате значительная часть крахмала превращается в сахара и клубни приобретают сладкий вкус. Повышение концентрации Са­харов в клубнях картофеля ухудшает их технологические свойства, так как при тепловой обработке клубней сахара неферментатив­ным путем взаимодействуют с аминокислотами, вследствие чего образуются темноокрашенные продукты - меланоидины, ухуд­шающие качество получаемых пищевых продуктов. Для предотв­ращения повышения концентрации Сахаров рекомендуют хране­ние клубней картофеля при температуре не ниже 3-4 "С. При более высокой температуре усиливаются дыхание клубней и жиз­недеятельность микроорганизмов, что приводит к быстрой порче картофеля.

Для закладки на хранение, а также переработки в различные пищевые продукты следует использовать только зрелые клубни, имеющие более низкую концентрацию Сахаров.

Накопление азотистых веществ. Большая часть азотистых ве­ществ клубней картофеля представлена белками, тогда как на долю небелковых форм азота обычно приходится 30-40 %. Азо­тистых веществ больше в кожуре и сердцевине клубня и значи­тельно меньше в камбиальном слое и периферийной части серд­цевины.

Белки клубней на 50-65 % состоят из запасных форм - глобу­линов, тогда как альбумины составляют 20-30 % и глютелины 15-20% общего количества белков. Они довольно хорошо сба­лансированы по составу незаменимых аминокислот, вследствие чего имеют высокую биологическую питательную ценность (SO­BS % по сравнению с белками молока или яйца).

Небелковые азотистые вещества клубней картофеля примерно на 90 % представлены свободными аминокислотами и их амида­ми. Однако сбалансированность этой фракции по содержанию не­заменимых аминокислот хуже, чем белков. Поэтому для улучше­ния качества клубней при выращивании картофеля желательно добиваться увеличения доли белков и снижения концентрации свободных аминокислот, тем более что, как указано ранее, сво­бодные аминокислоты участвуют в реакциях меланоидинообразо- вания, снижающих качество пищевых продуктов, получаемых при переработке картофеля.

Свободные аминокислоты также могут быть причиной по­темнения тканей клубня в результате окисления кислородом воздуха тирозина и фенилаланина. Образующиеся продукты - меланины - представляют собой вещества черного цвета.

Интенсивность синтеза белков в процессе образования клуб­ней постепенно повышается и существенно возрастает на завер­шающих этапах их созревания. Синтезируются белки из амино­кислот, поступающих в клетки клубней из корней и листьев ра­стений.

Концентрация в клубнях белков заметно влияет на кулинарные свойства картофеля, при этом важное значение имеет соотноше­ние белков и крахмала. При чрезмерном повышении белковости клубней они после варки имеют очень вязкую консистенцию, тог­да как при слишком высокой концентрации крахмала клубни при варке растрескиваются. Выяснено, что хорошие кулинарные каче­ства имеет картофель, у которого отношение крахмал/белки в пределах 12-16.

На практике для оценки количества белков и общего содержания азотистых веществ в клубнях картофеля используют показатель - сырой протеин. Среднее содержание сырого протеина в картофеле составляет обычно 1,5-2 % сырой массы клубней.

Динамика других соединений. Кроме белков и углеводов пита­тельную и кормовую ценность клубней картофеля определяют также органические кислоты, липиды, витамины, гликоалкалоиды.

и яблочная. В процессе созревания клубней концентрация в них кислот постепенно снижается.

Количество липидов в клубнях составляет в среднем 0,1 %, больше их накапливается в перидерме и меньше в сердцевине. В составе липидов ненасыщенных и насыщенных кислот примерно поровну, однако при хранении клубней доля ненасыщенных жир­ных кислот возрастает, что улучшает биологическую питательную ценность липидов. В процессе созревания количество липидов в клубнях почти не изменяется.

Картофель - важный источник аскорбиновой кислоты, содер­жание которой в зрелых клубнях составляет 15-25 мг%, а в мо­лодых может достигать 40 мг%. В процессе созревания клубней содержание в них аскорбиновой кислоты снижается, а доля ее дегидроформы увеличивается. Особенно заметно снижается концентрация этого витамина при хранении (за зимний период в 2-3 раза).

Пищевая пригодность клубней картофеля зависит от содержа­ния в них гликоалкалоидов, молекулы которых построены из ос­татков моносахаридов (глюкозы, галактозы, рамнозы) и стероид­ного алкалоида соланидина. В зависимости от состава Сахаров раз­личают две группы гликоалкалоидов - соланины и чаконины, об­ладающие токсичным действием на организм человека и животных.

Большая часть гликоалкалоидов локализована в кожуре, и зна­чительно меньше их в запасающей ткани. При созревании клуб­ней количество гликоалкалоидов в них снижается в 2-3 раза и в зрелых клубнях не превышает 4-5 мг%. Картофель, содержащий свыше 20 мг% соланинов и чаконинов, непригоден в пищу и на корм скоту. Концентрация гликоалкалоидов резко возрастает при позеленении клубней.

Влияние внешних условий. В зависимости от условий выращива­ния содержание крахмала и азотистых веществ в клубнях картофе­ля может изменяться в 1,5-2 раза. Как уже отмечалось, при отно­сительно низкой влажности и высокой температуре в растениях усиливается синтез азотистых веществ и снижается накопление углеводов, что характерно и для картофеля. Однако в таких усло­виях также возрастает доля крахмала в общем углеводном комп­лексе клубней.

При повышении влажности и снижении среднесуточных тем­ператур интенсивность синтеза крахмала в картофеле снижается, а концентрация Сахаров возрастает, уменьшаются также содержание сырого протеина и доля белковых веществ. Вместе с тем недоста­ток влаги в период клубнеобразования, хотя и повышает накопле­ние в клубнях крахмала, значительно снижает урожайность кар тофеля, поэтому общий выход крахмала с 1 га уменьшается. В ус­ловиях переувлажнения, как правило, снижается как урожайность картофеля, так и накопление в клубнях крахмала.

Примерно такие же изменения химического состава картофеля наблюдаются под воздействием природно-климатических факто­ров. В северных и северо-западных регионах России, отличаю­щихся повышенной влажностью и более низкими температурами воздуха, в клубнях картофеля меньше накапливается крахмала и белков, но возрастает концентрация Сахаров и свободных амино­кислот. При продвижении на юг накопление в клубнях крахмала и белков увеличивается вследствие того, что возрастает интенсив­ность солнечной радиации, вызывая снижение влажности и повы­шение среднесуточных температур.

Под воздействием внешних факторов происходят существен­ные изменения в углеводном и белковом комплексе картофеля. При снижении влажности и повышении температуры в составе крахмала возрастает доля амилопектина, а в составе белков - глобулинов.

Оптимизация питания . Картофель предъявляет повышенные требования к режиму питания. Для получения высоких урожаев этой культуры с оптимальным химическим составом клубней не­обходимо учитывать ряд особенностей, связанных с действием элементов питания на развитие растений и процесс клубнеоб- разования.

Как установлено, азот стимулирует интенсивный синтез азоти­стых веществ и образование вегетативной массы, однако удлиняет сроки вегетации растений и задерживает образование клубней. При усилении азотного питания в клубнях повышается содержание азо­тистых веществ и снижается накопление крахмала.

Фосфор ускоряет развитие растений и процесс клубнеобразо- вания, улучшает кулинарные качества картофеля и повышает на­копление в клубнях крахмала и аскорбиновой кислоты.

Калий активирует процессы углеводного обмена и превраще­ние Сахаров в крахмал, в результате чего в клубнях повышается накопление крахмала. В то же время при внесении хлористых ка­лийных удобрений может происходить значительное ухудшение качества клубней, связанное с действием хлора, являющегося ак­тиватором гидролитических ферментов, которые катализируют распад крахмала.

Следовательно, при выращивании картофеля в первой полови­не вегетации для усиления ростовых процессов необходимо обес­печить высокий уровень как азотного, так и фосфорно-калийного питания, а в период клубнеобразования уровень азотного питания должен быть существенно снижен.

При возделывании кормового картофеля одной из важных за­дач является повышение содержания в клубнях белковых веществ, в связи с чем необходимо усиление режима азотного питания. На­ряду с этим для повышения содержания белков в клубнях карто­феля проводят молекулярно-биохимические исследования, на­правленные на изучение генетической системы растений картофе­ля и выявление возможности регуляторных сдвигов, приводящих к усилению синтеза запасных белков.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+