Крахмал: биохимические основы, виды и значение в питании

Крахмал — это полисахарид — сложный углевод, состоящий из множества остатков глюкозы, соединённых в длинные ветвящиеся цепочки. В природе крахмал служит для растений основным запасным веществом, которое они откладывают в семенах, клубнях, плодах. Для человека крахмал является одним из главных источников энергии в рационе, поскольку под действием пищеварительных ферментов (в частности, амилазы) он расщепляется до более простых сахаров и всасывается в тонком кишечнике.

Крахмал — органическое вещество с формулой (C6H10O5)n, смесь полисахаридов амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Крахмал синтезируется растениями в хлоропластах с использованием энергии света при фотосинтезе. Крахмал, полученный из разных растений, несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам.

Как получают крахмал (промышленные и бытовые методы)

В промышленных масштабах крахмал извлекают из сырья, богатого углеводами: зерна кукурузы, пшеницы, риса, клубней картофеля и других растений. Основной принцип производства — дробление и измельчение растительного сырья, затем его промывка и отделение крахмального молочка от клетчатки, белков и прочих компонентов. После этого крахмал оседает, фильтруется, промывается, а в финале — сушится до порошкообразного состояния.

В быту крахмал можно получить, например, из картофеля: измельчённые клубни (на тёрке или в блендере) заливают водой, отжимают, а образовавшийся сок отстаивают. На дне посуды оседает белый слой крахмала, который промывают и просушивают.

Качество крахмала определяется его чистотой и способностью быстро образовывать однородный раствор без комков. Хороший крахмал не имеет постороннего запаха и после заваривания даёт прозрачную или полупрозрачную массу с приятной текстурой.

Виды крахмала

Нативный (не модифицированный)

Это крахмал в его естественной форме, напрямую выделенный из растительного сырья. Пример — картофельный крахмал или кукурузный крахмал без дополнительной химической или термической обработки.

Модифицированный крахмал

Проходит технологическую обработку (физическую, химическую или nферментативную), в результате которой изменяется структура молекул. Цель — улучшение определённых свойств (устойчивость к нагреванию, загущающая способность, текстура). Применяется в пищевой промышленности как загуститель, стабилизатор или улучшитель консистенции, часто обозначается как пищевые добавки E1404–1452 (в зависимости от способа обработки).

Резистентный (устойчивый) крахмал

Особый тип крахмала, который не расщепляется ферментами в тонком кишечнике, а доходит до толстой кишки и служит пищей для полезных бактерий. Такой вид крахмала встречается, например, в недозрелых бананах или в продуктах, прошедших процесс «остывания» после варки (картофель, рис).

В классический десерт Павлова крахмал действительно добавляют — обычно это кукурузный крахмал. Его роль — стабилизировать белковую массу, создавая хрустящую корочку снаружи и нежную, чуть тягучую текстуру внутри (эффект контрастной «структурной дуальности»). Крахмал препятствует избыточной влаге и помогает удержать воздух в белковой массе, предотвращая оседание меренги. Без него Павлова может получиться слишком «рыхлой» или осесть при остывании.

Польза и потенциальный вред

Польза

Крахмал выступает главным источником энергии для организма, особенно при сбалансированной диете. При переваривании часть крахмала превращается в глюкозу, необходимую для нормальной работы мозга и мышц.

В случае резистентного крахмала (устойчивой формы) наблюдаются дополнительные эффекты: поддержание здоровой кишечной микрофлоры, снижение резких скачков сахара в крови за счёт более медленного высвобождения глюкозы.

Потенциальный вред

Избыточное потребление легкоусвояемого крахмала, особенно в рафинированном виде (белый хлеб, выпечка с высокой степенью очистки муки), может приводить к быстрому повышению уровня глюкозы в крови. Это нежелательно для лиц с инсулинорезистентностью, метаболическим синдромом, сахарным диабетом 2-го типа.

При недостатке пищевых волокон и других нутриентов в рационе, а также при избыточном крахмалистом потреблении, возникает риск набора лишнего веса.

В производстве бисквитов добавление крахмала — это технологический приём, позволяющий снизить уровень клейковины, оптимизировать структуру теста и получить более лёгкую и стабильную крошку. Такой подход обеспечивает продукту профессиональное качество и высокие потребительские свойства, соответствующие стандартам современной кондитерской индустрии.

Основные источники крахмала и их особенности

Картофель

Содержит относительно большой процент крахмала (в среднем 15–20% от массы). Картофельный крахмал легко извлекается и имеет высокую загущающую способность. При варке часть крахмала переходит в воду (бульон), а остывший картофель частично образует резистентный крахмал.

Кукуруза

Кукурузный крахмал, благодаря своей структуре, часто используется в пищевой промышленности и в домашней кулинарии (например, для загустения соусов, кремов). Это один из самых распространённых крахмалов на мировом рынке.

Пшеница

Крахмал, полученный из пшеницы, содержит дополнительную долю белка (клейковины) и потому часто используется при производстве соусов и выпечки для придания определённой текстуры. Однако в качестве чистого продукта (пшеничного крахмала) он реже встречается на полках магазинов в сравнении с картофельным или кукурузным.

Рис

Рисовый крахмал отличается более мягкой текстурой и тонким помолом. Это делает его востребованным в детском питании, а также при производстве косметических средств и гипоаллергенных продуктов.

Зелёные (недоспевшие) бананы

Источник резистентного крахмала, который не расщепляется в верхних отделах кишечника. Данное свойство полезно для поддержания здорового микробиома (сообщества микроорганизмов в кишечнике) и более стабильной гликемии.

Неспелый банан (зелёный, с плотной текстурой) безопасен в пищу — это богатый источник резистентного крахмала, который может действовать как пребиотик (питательная среда для микрофлоры кишечника). Однако вкус у него вяжущий и может вызвать лёгкий дискомфорт в желудке (из-за высокого содержания танинов и меньшей усвояемости крахмала). Для свежего употребления лучше дождаться полного созревания — когда кожура станет жёлтой и на ней появятся коричневые пятнышки. Но в кулинарии зелёный банан используют в других целях: его варят, жарят или делают чипсы.

Крахмал — важнейший углевод в рационе человека, обеспечивающий значительную долю энергетических потребностей. Его качество и влияние на здоровье зависят от источника (цельное зерно, овощи или рафинированный продукт) и степени переработки. Легкоусвояемый крахмал может способствовать быстрым колебаниям уровня сахара в крови, тогда как резистентная (устойчивая) форма крахмала положительно влияет на метаболические показатели, работу кишечника и поддержание нормальной микрофлоры.

Приготовление киселя — это чёткая технологическая процедура, в которой растворённый в холодной воде крахмал вводится в горячий ягодный или фруктовый сок. Картофельный крахмал даёт более плотную и бархатистую текстуру, делая кисель насыщенным и «мягким». Кукурузный крахмал придаёт лёгкость, делая напитгк более прозрачным и текучим.

При составлении здорового рациона рекомендуется разнообразить источники крахмала, уделяя внимание цельным зерновым культурам, овощам, продуктам с высоким содержанием резистентного крахмала, а также балансировать общее потребление углеводов пищевыми волокнами, белками и полезными жирами.