Крахмал – белый порошок, похожий на муку и совершенно не сладкий.
Однако он – родня сахару. Оба эти вещества – углеводы. Такое название углеводы получили неспроста: состав их таков, что кажется, будто они построены из угля и воды. Сахар (или, по-научному, сахароза) С12Н22О11 – из 12С + 11Н2О, а крахмал (С6Н10О5)n – из 6n C + 5n H2О. Впрочем, это лишь видимость, и на самом деле строение этих веществ сложнее.
Буква n в формуле крахмала означает, что он является полимером, т. е. одинаковый фрагмент –С6Н10О5– повторяется в его структуре много раз. Это структурное звено – глюкоза в циклической форме (точнее, ее остаток: при соединении молекул глюкозы в крахмал удаляется одна молекула воды на каждую образующуюся связь).
Под воздействием ферментов в организмах животных или человека связи между остатками глюкозы рвутся, присоединяется вода, и таким образом крахмал разлагается с образованием молекул глюкозы – главного «топлива» для нужд жизнедеятельности. Именно поэтому крахмал является одним из важнейших пищевых веществ. В большом количестве он содержится в зерновых и бобовых растениях, корнеплодах.
Чтобы облегчить переваривание крахмалсодержащей пищи, ее подвергают тепловой обработке: варят, пекут, жарят и т. п. При этом рвется часть связей в крахмале, образуются промежуточные продукты разложения – декстрины. Это тоже углеводы. Они содержат десятки (а не сотни и тысячи, как молекулы крахмала) остатков глюкозы. Хрустящая корочка хлеба и жареной картошки состоит из декстринов.
Тщательное пережевывание пищи тоже помогает разрушить связи в крахмале. На них действуют ферменты, содержащиеся в слюне. Если очень долго жевать хлеб, он приобретает сладкий вкус благодаря постепенному накапливанию глюкозы.
Растворяется ли крахмал? И да, и нет. Таким большим молекулам, состоящим из множества звеньев, перейти в раствор нелегко. В холодной воде крахмал нерастворим. Но в горячей крахмал набухает, увеличиваясь в объеме, так как его гидроксильные группы притягивают молекулы воды. В конце концов часть крахмала переходит в раствор. Получается вязкая полужидкая масса – крахмальный клейстер. Им можно клеить обои, а можно использовать для опытов.
Однако в клейстере не все молекулы крахмала находятся в растворенном состоянии. Дело в том, что они разные. В составе крахмала два полимера с различным строением: амилоза и амилопектин. Последовательно соединяясь между собой, структурные звенья образуют амилозу.
Приведенный выше рисунок – это всего лишь схема соединения остатков глюкозы. В реальности шестиугольники из пяти атомов углерода и одного атома кислорода неплоские, а цепочка из них – не линейная.
Благодаря определенным углам между химическими связями цепь амилозы закручивается в спираль. Из-за этого соседние цепи хуже притягиваются друг к другу, зато ОН-группы торчат наружу и легко взаимодействуют с молекулами воды. Поэтому амилоза растворима.
В отличие от амилозы, амилопектин– разветвленный полимер. И он в воде не растворяется, а образует гель.
И напоследок – опыт, который вы можете проделать сами. Канал спирали амилозы имеет диаметр около 1 нм. Если в него попадает молекула иода, она испытывает сильное влияние окружающих ее ОН-групп, которые своим притяжением «растягивают» эту молекулу, увеличивая длину связи между атомами иода примерно на 15 %. Из-за этого иод меняет окраску на сине-фиолетовую. Попробуйте капнуть аптечный раствор иода в отвар после варки каш, макарон или бобовых – он станет синим. Интенсивное синее окрашивание, почти черное, можно получить, если капнуть иодом на белый хлеб.
Если вам было интересно – ставьте плюсик. Пишите в комментариях, о чем еще рассказать.
Другие публикации:
про сахар
про соль
про воду
про соду
про газ
про иод
про кислород
про ртуть
про алюминий