Гідроліз крохмалю

Крохмаль (С6Н10О5) n - полісахарид, який складається з двох фракцій: 25% лінійній амілози і 75% розгалуженого амілопектину. Він утворюється на світлі в рослинах в процесі фотосинтезу.

Ця речовина являє собою білий порошок, який не розчиняється у холодній воді, утворюючи суспензію. Після відстоювання суспензії на дні ємності відкладається білий осад, а воду легко можна злити. Після висихання крохмаль відновлює всі свої властивості.

У гарячій же воді ця речовина утворює колоїдний розчин - це така клейка рідина, яку ще називають крохмальним клейстером і часто використовують у побуті як речовини, що склеює. А ще на цьому його властивості грунтується приготування киселів і деяких десертів.

Крохмаль - це хімічно інертна речовина. Для того щоб воно вступило в реакцію, необхідна участь в цьому процесі каталізаторів.

На його фізичні і хімічні властивості засноване застосування цієї речовини. Так, крохмаль і його похідні часто застосовуються в харчовій, текстильній і паперовій промисловостях. І для живих організмів він грає важливу роль.

Для використання цього органічної речовини в промислових цілях його піддають хімічному воздейстівію. Гідроліз крохмалю - це процес обміну між іонами речовини і водою, який може бути ферментативним або кислотним.

Хімічний гідроліз крохмалю - реакція каталітична, так як відбувається при нагріванні в присутності неорганічних кислот. В ході даної хімічної реакції утворюється глюкоза, яку можна виразити рівнянням:
(С6Н10О5) n + nH2O + (кат. H2SO4 + t °) = nC6H12O6.

Але останнім часом великої популярності набуває ферментативний гідроліз крохмалю. Використовуючи спеціальні технології, з нього отримують етиловий спирт, патоку і глюкозу так само, як і при хімічному гідролізі.

Перевага цього процесу в тому, що для нього як вихідний матеріал беруть крахмалосодержащие рослини, наприклад, жито, картоплю, кукурудзу, рис і деякі інші. Ці ці вихідні коди, до того ж, містять у своєму складі амилолитические ферменти, які і використовують в процесі гідролізу.

Наприклад, такими ферментами є ізоамілази і пуллуланаза, глюколінази. Ферменти - природні каталізатори, які прискорюють хід хімічних реакцій. Схематично процес розщеплення крохмалю під дією ферментів виглядає так: крохмаль - розчинний крохмаль (амилоза) - олігосахариди (декстрини) - дисахарид (мальтоза = солод) - alpha - глюкоза. Його можна виразити також рівнянням:
(C6H10O5) n + nH2O + (кат.- фермент) = nC6H12O6

Наочно можна побачити, що стався хімічний гідроліз, провівши експеримент. Кип'ятимо суміш крохмального клейстеру з сірчаною кислотою. Перевіряємо, чи стався гідроліз - капаємо йод. Якщо реакція негативна, тобто немає синього або фіолетового забарвлення, значить, гідроліз стався.

Тепер доводимо, що продукт гідролізу - глюкоза. Додаємо до отриманого розчину луг і сульфат міді (II) (CuSO4). Осад гідроксиду міді не випадають, розчин набуває яскраво-синє забарвлення. Нагріваємо і бачимо утворення осаду теракотового (цегляного) кольору - це означає, що в розчині є глюкоза, яка утворилася в ході гідролізу.

В організмі людини також відбувається ферментативний гідроліз крохмалю. Цей процес дуже важливий, оскільки при цьому утворюються вуглеводи, зокрема, глюкоза. Вона окислюється в кожній клітині організму, утворюючи воду і вуглекислий газ, при цьому виділяючи енергію, яка необхідна для нормального функціонування організму.

Гідроліз крохмалю за допомогою ферментів починається в ротової порожнини при пережовуванні їжі. Слина людини містить фермент - амилазу, під дією якої крохмаль розщеплюється на більш прості складові - декстрини. Цей процес людина може навіть відчути. Адже якщо довго жувати хліб, то в роті з'являється солодкуватий смак, який і свідчить про те, що почався процес гідролізу крохмалю. Надлишок глюкози, яка утворюється в ході гідролізу, відкладається в печінці у вигляді запасного живильного речовини - глікогену.