Строение и состав крахмального зерна
Крахмал является основной частью сырых материалов, используемых для получения спирта. По отношению к сухим веществам крахмал картофеля составляет примерно 65—75%, а крахмал зерна — 60—70%. Внутри растительных клеток крахмал находится в виде зерен, имеющих различную форму, характерную для каждой культуры (рис. 6). Зерна картофельного крахмала имеют овальную и яйцевидную форму, с явно выраженной слоистой структурой, а зерна овсяного и кукурузного крахмала — многогранную. Отсоединения нескольких простых зерен образуется сложный конгломерат зерен, как, например, у овса. Крахмальные зерна картофеля достигают величины 50—100 як, а злаковых культур — 10—50 мк.
Крахмальные зерна имеют кристаллическое строение. Покрыты они оболочкой, обладающей большой сопротивляемостью внешним воздействиям. Удельный вес крахмала равен 1,5—1,6. В присутствии иода крахмал окрашивается в синий цвет. Этим пользуются для определения следов крахмала при контроле процесса осахаривания.
В холодной воде крахмал не растворим, а в горячей — образует клейстер, при 110° — разжижается, а при 120—130° он переходит в растворимое состояние. Картофельный крахмал состоит из амилозы и амило-пектина. В крахмальных зернах ячменя, ржи и пшеницы, кроме амилозы и амилопектина, содержится небольшое количество других веществ. Путем различных обработок можно разделить эти два компонента крахмала, сильно отличающиеся по своим физическим и химическим свойствам. Амилоза легко растворяется в горячей воде, причем получается коллоидный раствор с относительно небольшой вязкостью. Амилопектин с горячей водой дает клейстер и переходит в раствор лишь при длительном нагревании под давлением и температуре 120°, причем растворы его обладают весьма высокой вязкостью. Загу-стевание крахмального клейстера обусловлено присутствием нерастворимого, обладающего клеющими свойствами амилопектина.
Иногда амилозу называют амилоамилозой, а амилопектин — эритроамилозой, чем определяется характер их реакции с иодом. Амилоза дает с иодом синюю окраску, близкую к синефиолетовой окраске обычного крахмала; амилопектин окрашивается в краснофиолетовый цвет. Хотя амилоза картофельного и зернового крахмала легко растворима в воде, однако водный раствор ее неустойчив, и она довольно быстро выделяется из раствора. Ретроградированная амилоза повторно растворяется, но еще более трудно, чем амилопектин. Амилопектин в растворе устойчив и не ретроградирует. Амилоза легче, чем амилопектин, превращается ферментами в сахар.
Сейчас считается установленным, что картофельный крахмал состоит на 19—22% из амилозы и на 78—81% из амилопектина. Соотношение амилозы и амилопектина в зерновом крахмале примерно такое же. Амилопектин содержит фосфорную кислоту, с удалением которой изменяются его свойства в части клейсте-ризации, растворения и вязкости. Содержащийся в непроросших зернах ячменя фермент амилофосфотаза высвобождает фосфор, отчего вязкость амилопектина уменьшается и крахмальный клейстер разжижается. Поскольку фосфорная кислота- связана с амилопектином природные свойства крахмала определяются в основном этой его составной частью. В крахмальном зерне амилоза и амилопектин распределены равномерно.