ΑΜΥΛΟ Ζελατινοποίηση αμύλου Άσκηση 4 η Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων
Θεωρητικό μέρος Υδατάνθρακες Άμυλο Ζελατινοποίηση αμύλου
Υδατάνθρακες Αποτελούνται από: Άνθρακα (C) Οξυγόνο (O) Υδρογόνο (H) Οι υδατάνθρακες κατά το μεταβολισμό διασπώνται με ένζυμα ή οξέα προς γλυκόζη η οποία χρειάζεται για τις φυσιολογικές δράσεις του οργανισμού.
Ορισμοί Οι υδατάνθρακες, αποτελούν μια ομάδα οργανικών ουσιών, που ως προς το χημικό τύπο τους, είναι ενυδατωμένος άνθρακας, με γενικό τύπο C n (H 2 O) ν. Οι μονοσακχαρίτες, όπως η γλυκόζη και η φρουκτόζη, είναι τα μονομερή για τη σύνθεση πολυπλοκότερων δομών. Οι δισακχαρίτες αποτελούνται από δυο μονοσακχαρίτες. Οι ολιγοσακχαρίτες αποτελούνται 2-10 μονοσακχαρίτες. Τέλος, οι πολυσακχαρίτες, όπως το άμυλο, το γλυκογόνο και η κυτταρίνη, αποτελούνται από εκατοντάδες χιλιάδες υπομονάδες γλυκόζης.
Τύποι υδατανθράκων Γλυκόζη Μονοσακχαρίτες Φρουκτόζη Απλοί Σουκρόζη Γαλακτόζη Δισακχαρίτες Λακτόζη Υδατάνθρακες Μαλτόζη Σύνθετοι Ολιγοσακχαρίτες Πολυσακχαρίτες Ραφινόζη Σταχυόζη Άμυλο Γλυκογόνο Κυτταρίνη
Μονοσακχαρίτες Απλά σάκχαρα, τα απλούστερα μέλη των υδατανθράκων, δεν επιδέχονται υδρόλυση. Σπουδαιότερο από όλα τα σάκχαρα είναι η γλυκόζη η οποία βρίσκεται σε μεγαλύτερη περιεκτικότητα στα τρόφιμα ως ελεύθερη ή ενωμένη. γλυκόζη Η γαλακτόζη (galactose) είναι ένας υδατάνθρακας, μονοσακχαρίτης που δεν απαντάται ελεύθερος στη φύση, και που ενώνεται με τη γλυκόζη προκειμένου να σχηματίσει τη λακτόζη, ένα δισακχαρίτη που απαντάται στο γάλα. φρουκτόζη
Γλυκόζη Ενεργειακό νόμισμα του οργανισμού Μοναδική πηγή ενέργειας του εγκεφάλου και του κεντρικού νευρικού συστήματος. Όταν η γλυκόζη είναι χαμηλή, οι ψυχολογικές διεργασίες που απαιτούν πνευματική προσπάθεια είναι μειωμένες.
Δισακχαρίτες
Άμυλο Πολυμερές της γλυκόζης (απαντάται στα φυτικά κύτταρα). Το άμυλο είναι λευκή λεπτόκοκκη σκόνη, αδιάλυτη σε ψυχρό νερό, ενώ σε θερμό νερό διογκώνεται.
Δομή αμύλου Το άμυλο είναι ένας από τους πολυσακχαρίτες. Αποτελείται από δεκάδες χιλιάδες μόρια γλυκόζης, που ενώνονται με τον αποκαλούμενο "γλυκοζιτικό δεσμό" και σχηματίζουν σπειροειδή και διακλαδισμένη αλυσίδα. Συναντάται σε μορφή αμυλοκόκκων οι οποίοι περιλαμβάνουν την αμυλόζη (πολλά μόρια γλυκόζης σε ευθεία διάταξη) και την αμυλοπηκτίνη (πολλά μόρια γλυκόζης σε διακλαδισμένη διάταξη). Οι κόκκοι σχηματίζονται εξωτερικά από μόρια κυρίως αμυλοπηκτίνης, ενώ τα μόρια αμυλόζης βρίσκονται στο εσωτερικό τους. Το άμυλο αποτελεί αποταμιευτικό πολυσακχαρίτη των φυτών, και διασπώμενο αποδίδει μόρια γλυκόζης τα οποία το φυτό χρησιμοποιεί ως μόρια για την παραγωγή ενέργειας.
Αμυλόζη Η αμυλόζη αποτελεί περίπου το 25% του αμύλου. Είναι αλυσίδα 350-1000 μορίων γλυκόζης (MW=50,000-200,000), διαλυτή στο νερό χωρίς διόγκωση. Τα μόρια γλυκόζης είναι ενωμένα με α(1-4) δεσμούς, σε ευθεία δομή (διαμόρφωση α έλικα σε διάλυμα). Έχει την ικανότητα φυσικού εγκλεισμού άλλων μορίων π.χ. λιπαρά, ιώδιο (δείκτης αμύλου).
Αμυλοπηκτίνη Η αμυλοπηκτίνη αποτελεί περίπου το 75% του αμύλου. Είναι διακλαδωμένη αλυσίδα, με πλευρικές αλυσίδες 20-30 γλυκοζών και βαθμό πολυμερισμού (DP) = χιλιάδες γλυκόζες (MW = 1-10 εκατομύρια). Έχει α(1-4) δεσμούς και α(1-6) δεσμούς (διακλαδώσεις). Βρίσκεται κυρίως στο εξωτερικό του κόκκου του αμύλου. Δε διαλύεται στο νερό αλλά διογκώνεται και με θέρμανση δίνει αμυλόκολλα.
Πηγές αμύλου Πηγή αμύλου Αμυλόζη (%) Αμυλοπηκτίνη (%) Σιτάρι 25 75 Καλαμπόκι 24-28 75 Ρύζι 22 78 Πατάτα 20 80
Ζελατινοποίηση αμύλου Όταν το άμυλο θερμαίνεται ενώ βρίσκεται σε διασπορά μέσα σε νερό αρχίζει μία διόγκωση των κόκκων στους 60 70 C. Mε ανύψωση της θερμοκρασίας παρατηρείται επί πλέον διόγκωση και ελευθέρωση των μορίων της αμυλόζης από τους κόκκους. Tέλος, σε ακόμη υψηλότερη θερμοκρασία και με απορρόφηση μεγάλης ποσότητας νερού μπορεί να συμβεί διάρρηξη των κόκκων. Tο φαινόμενο καλείται ζελατινοποίηση του αμύλου.
Ζελατινοποίηση αμύλου Θερμοκρασία ζελατινοποίησης (Τ ζ ) Καλαμπόκι 61-72 C Πατάτα 62-68 C Σίτος 53-64 C Ρύζι 65-73 C Οι παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν το Τ ζ είναι: το ph ο ρυθμός θέρμανσης (dq/dt) και η παρουσία σακχάρων και λιπαρών
Ζελατινοποίηση αμύλου Ζελατινοποίηση του αμύλου πραγματοποιείται στις διεργασίες όπου τα αμυλούχα τρόφιμα θερμαίνονται σε θερμοκρασία μεγαλύτερη της αντίστοιχης έναρξης ζελατινοποίησης. Τυπικές τέτοιες διεργασίες είναι ο κλιβανισμός αρτοσκευασμάτων ή ειδών ζαχαροπλαστικής, ο βρασμός, και το τηγάνισμα. Οι μεταβολές που υφίσταται το άμυλο κατά τη ζελατινοποίηση επηρεάζουν τη δομή και τις ρεολογικές ιδιότητες των τροφίμων.
Μικροσκοπική ανάλυση αμύλου Οι κόκκοι του αμύλου ανάλογα με την προέλευσή τους διαφέρουν ως προς το μέγεθος και τη μορφή, πράγμα που επιτρέπει τη μικροσκοπική αναγνώριση του αμύλου διαφόρων προελεύσεων. Η δομή του κόκκου είναι ψευδο-κρυσταλλική, δεν υπάρχει δηλαδή μια σαφής επαναλαμβανόμενη συμμετρία.
Πειραματικό μέρος Ζελατινοποίηση αμύλου Μικροσκοπική ανάλυση
Αντιδραστήρια σκεύη - όργανα Θερμαντικός αναδευτήρας με θέρμανση Θερμόμετρο υδραργύρου Άμυλο πατάτας Ποτήρι ζέσεως Ζυγός Ηλεκτρονικό μικροσκόπιο Αντικειμενοφόρες πλάκες
Πειραματική πορεία 1. Σε ποτήρι ζέσεως ζυγίζονται 2.0g αμύλου και προστίθενται 50ml νερού. 2. Tο αιώρημα θερμαίνεται, ενώ αναδεύεται έντονα. 3. Σε τιμές της θερμοκρασίας 65 ο C και 95 C λαμβάνονται δείγματα των 1-2 ml και γίνεται δοκιμή ικανότητας για άπλωμα σε επίπεδη γυάλινη πλάκα. 4. Ταυτόχρονα γίνεται παρατήρηση των μεταβολών των κόκκων του αμύλου στο μικροσκόπιο. 5. Καταγράφονται οι παρατηρήσεις για το σχήμα των κόκκων πριν και μετά τη ζελατινοποίηση.
Αποτελέσματα Δείγμα αμύλου πατάτας 65 ο C Οπτική παρατήρηση Μικροσκοπική παρατήρηση 95 ο C
Ερωτήσεις 1. Τι είναι η ζελατινοποίηση του αμύλου και ποιοι παράγοντες την επηρεάζουν; 2. Τι είναι το τροποποιημένο άμυλο;