Почему крахмал относят к биополимерам и какое свойство крахмала
Голосование за лучший ответ
Павел Кругленко
Искусственный Интеллект
(210457)
8 лет назад
Самым дешевым источником сырья для выпуска биополимеров является крахмал, который в промышленных масштабах можно получать из картофеля, пшеницы, кукурузы, риса, маиса и других растений.
Еще одним видом сырья для производства биополимеров являются масленичные культуры – подсолнечник, соя, рапс.
Сельскохозяйственные культуры выгодны тем, что это периодически восполняемое сырье, так называемый возобновляемый растительный ресурс. Посадил, вырастил и снова есть в наличии сырье для биополимеров.
1.ПОЛИЛАКТИД (ПЛА) – биополимер, который можно получить как синтетическим способом, так и путем брожения сусла кукурузы, картофеля, зерновых культур, сахарного тростника и другого сырья природного происхождения.
Изделия из ПЛА характеризуются высокой жесткостью, прозрачностью и блеском, а также лучшей способностью сохранять форму после сжатия или кручения по сравнению с полипропиленом. Из ПЛА изготавливают пленку, в т. ч. ориентированную и усадочную, бутылки для розлива жидкостей, контейнеры под пищевые продукты, одноразовую посуду.
Вместе с тем ПЛА уступает обычным полимерам по теплостойкости, поэтому упаковку из него нельзя заполнять содержимым с температурой выше 50 °С — она начнет плавиться. Кроме того, барьерные характеристики ПЛА по
отношению к кислороду хуже, чем у традиционных полимеров. Как следствие, тара из ПЛА чаще всего используется для упаковки сухих и замороженных продуктов, а также жидкостей с небольшим сроком хранения. Высокий коэффициент диффузии углекислоты не позволяет применять бутылки из ПЛА для розлива газированных напитков, ограничивая области их использования розливом молока, фруктовых соков, воды, растительного масла. Выпуском полилактида и изделий из него занимаются во многих странах.
Японская фирма Dai Nuppon изготавливает на основе полилактида разные виды упаковочных пленок. Жесткая пленка сравнима по свойствам с полистиролом, а эластичная — с полиэтиленом.
Британская компания Amcor PET Packaging, крупнейший европейский производитель полиэтилентерефталата, намерена начать выпуск пластиковых бутылок на основе ПЛА. При их производстве будет использоваться такое же оборудование, что и для обычной полимерной тары.
2.ECO-PLA – биополимер, созданный в США компанией Cargill Dow, на основе сельскохозяйственных культур, содержащих натуральный сахар. Его ударопрочность не уступает полистиролу и он способен подвергаться сварке. При температуре выше 60оС он полностью разлагается в течение 45 суток.
3.Novon – биополимер, созданный в США компанией Metabolix, также на основе процессов ферментации сахаров, но с применением технологии генной инженерии.
4. Solanyl – этот биополимер на основе крахмала из отходов кукурузы и картофеля производит голландская компания Rodenburg Polymers. Похож по своим физико-механическм свойствам на полипропилен и полистирол. Разлагается в компосте менее чем за 12 недель.
5. Plantic – биопластик на основе кукурузного крахмала производит австралийская компания Plantic Technologies. Применяет для упаковки бисквитов и шоколадных конфет.
6. Съедобные пленки, получаемые экструдированием смеси кукурузного крахмала, микрокристаллической целлюлозы и метилцеллюлозы с добавками пластификаторов. Такие пленки способны замедлить испарение влаги из пищевого продукта и защитить его от преждевременного высыхания. Пленки обладают определенными барьерными свойствами, например, регулируют проникновение извне кислорода или других веществ, что способствует продлению срока хранения пищевого продукта. Способность пленки удерживать различные соединения позволяет обогащать продукты питания витаминами, минеральными добавками, которые в дальнейшем попадают в человеческий организм, адсорбируя и выводя из него радионуклиды, ионы металла, другие вредные соединения.
7.Полигидроксиалканоаты (ПГА) — биополимеры на основе полиэфирных соединений, производимых особыми «пластиковыми» бактериями. Подходящим сырьем для получения ПГА являются масленичные культуры – подсолнечник, соя, рапс.
Тест по теме «Химический состав клетки».
Вариант 1
Часть А
А1 Мономером молекулы белка служит
- азотистое основание
- моносахарид
- аминокислота
- липид
А2 Большинство ферментов являются
- углеводами
- липидами
- аминокислотами
- белками
А3 Строительная функция углеводов состоит в том, что они
- образуют целлюлозную клеточную стенку у растений
- являются биополимерами
- способны растворяться в воде
- служат запасным веществом животной клетки
А4 Важную роль в жизни клетки играют липиды, так как они
- являются ферментами
- растворяются в воде
- служат источником энергии
- поддерживают постоянную среду в клетке.
А5 Белки в отличии от углеводов обладают способностью к
- растворимости
- денатурации
- проведению нервного импульса
- накоплению большого количества энергии
А6 Какие пары нуклеотидов образуют водородные связи в молекуле ДНК?
- аденин и тимин
- аденин и цитозин
- гуанин и тимин
- урацил и тимин
Часть В
В1 В состав молекулы РНК входит
А)рибоза
Б)гуанин
В) катион магния
Г) дезоксирибоза
Д) аминокислота
Е) фосфорная кислота
Запишите ответ в виде последовательности букв в алфавитном порядке (без пробелов и других символов).
Ответ: ______________________
В2 Установите соответствие между функцией соединения и биополимером, для которого она характерна. В нижеприведенной таблице под каждым номером, определяющим позиции первого столбца, запишите букву, соответствующей позиции второго столбца.
ФУНКЦИЯ БИОПОЛИМЕР
- хранение наследственной информации А) белок
- образование новых молекул путем самоудвоения Б) ДНК
- ускорение химических реакции
- является обязательным компонентом мембраны клетки
- обезвреживание антигенов
Запишите в таблицу получившуюся последовательность букв и перенесите в бланк ответов (без пробелов и других символов).
Часть С
С1 Почему глюкоза не выполняет в клетке запасающую роль?
Напишите на обратной стороне бланка или на отдельном листе краткий ответ, включающий не менее двух элементов.
Тест по теме «Химический состав клетки».
Вариант 2
Часть А
А1 Связь между мономерами в молекуле белка называют
- водородной
- ионной
- пептидной
- энергоемкой
А2 Защитная функция белков проявляется в том, что они
- подвергаются денатурации
- служат антителами
- участвуют в построении клетки
- транспортируют газы
А3 Какое запасное питательное вещество, служит энергетическим резервом клетки?
- крахмал
- аминокислота
- нуклеиновая кислота
- полисахарид — хитин
А4 Жиры в клетке обеспечивают
- транспорт гидрофильных веществ
- растворение гидрофобных веществ
- ускорение химических реакций
двигательную функцию
А5 Основной функцией углеводов в сравнении с белками является
- строительная
- защитная
- каталитическая
- энергетическая
А6 Какой углевод входит в состав нуклеотидов РНК?
- рибоза
- глюкоза
- сахароза
- дезоксирибоза
Часть В
В1 В состав молекулы ДНК входит
А) фосфорная кислота
Б) аденин
В)рибоза
Г) дезоксирибоза
Д)урацил
Е) катион железа
Запишите ответ в виде последовательности букв в алфавитном порядке (без пробелов и других символов).
Ответ:
В2 Установите соответствие между функцией соединения и биополимером, для которого она характерна. В нижеприведенной таблице под каждым номером, определяющим позиции первого столбца, запишите букву, соответствующей позиции второго столбца.
ФУНКЦИЯ БИОПОЛИМЕР
- образование клеточных стенок А) полисахарид
- транспортировка аминокислот Б) нуклеиновая кислота
- хранение наследственной информации
- служит запасным питательным веществом
- обеспечивает клетку энергией
Запишите в таблицу получившуюся последовательность букв и перенесите в бланк ответов (без пробелов и других символов).
Часть С
С1 Почему крахмал относят к биополимерам и какое свойство крахмала обуславливает его запасающую функцию в клетке?
Напишите на обратной стороне бланка или на отдельном листе краткий ответ, включающий не менее двух элементов.
Ответы и критерии оценивания
Вариант 1
Часть А
Номер задания | А1 | А2 | A3 | А4 | А5 | А6 |
Ответ | 3 | 4 | 1 | 3 | 2 | 1 |
Часть В
Номер задания | В1 | В2 |
Ответ | АБЕ | ББААА |
Часть С
Почему глюкоза не выполняет в клетке запасающую роль?
Элементы содержания верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысл) | |
1) Глюкоза — гидрофильное соединение 2) В водной среде клетки сразу вступает в реакции обмена | |
Указания к оцениванию | Баллы |
Ответ включает все названные выше элементы и не содержит биологических ошибок | 2 |
Ответ включает один из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок | 1 |
Ответ неправильный | |
Максимальный балл | 2 |
Вариант 2
Часть А
Номер задания | А1 | А2 | A3 | А4 | А5 | А6 |
Ответ | 3 | 2 | 1 | 2 | 4 | 1 |
Часть В
Номер задания | В1 | В2 |
Ответ | АБГ | АББАА |
Часть С
С1 Почему крахмал относят к биополимерам и свойство крахмала обуславливает его запас; функцию?
Элементы содержания верного ответа (допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысл) | |
1) Крахмал-это полисахарид, его мономер — глюкоза. 2) Крахмал обладает свойством гидрофобности, поэтому в водной среде клетки может накапливаться. | |
Указания к оцениванию | Баллы |
Ответ включает все названные выше элементы и не содержит биологических ошибок | 2 |
Ответ включает один из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок | 1 |
Ответ неправильный | |
Максимальный балл | 2 |
13
1 ответ:
0
0
Еще он называется полисахарид. Ну насчет биополимеров могу предположить,
по той причине, что молекула крахмала — это множество соединенных
молекул сахаров. При обработке крахмала растворами кислот или щелочей
полимерная структура разрушается — крахмал распадается на осколки-сахара
и называется декстрином и растворим в воде
Читайте также
1а 2а 3б 4а 5в 6в 7бде 8авд
9.
ароморфоз: вде
идиоадаптация: абг
10.
1)Идиоадаптация представляет собой мелкие
эволюционные изменения, которые усложняют строение организма.
2)Это один из путей достижения биологического прогресса.
5)Путем идиоадаптаций возникают малые систематические группы.
Серое вещество которое находится около спиномозгного канала
Роль человеческого фактора в решении проблем экологии. Интенсивная эксплуатация природных богатств. Схема круговорота и перемещения фосфорсодержащих соединений и фосфора в масштабе биосферы. Где может накапливаться фосфор. Природные фосфориты и апатиты.
Базедова болезнь (или болезнь Грейвса, диффузный токсический зоб) — заболевание, характеризующийся увеличением активности щитовидной железы, ростом размеров этой железы по причине аутоиммунных процессов в организме.Симптомы базедовой болезни почти те же, как при гипотиреозе, который во многих случаев является начальной формой заболевания. Расстройство характеризуется такими симптомами как: рвота, тошнота и, конечно же, увеличением щитовидной железы. Могут появиться и другие признаки, такие как поражение глаз: увеличение и выпячивание глаз (пучеглазие), ощущение «песка» в глазах, двоение.Во время ранних стадии заболевания, почти не заметно видимых симптомов. Болезнь Грейвса (базедова болезнь) во многих случаях имеет индивидуальные симптомы, что мешает определению правильного диагноза. Среди первых симптомов можно заметить:нарушение сна,дрожь на пальцах рук,приступы сердцебиения,повышенная потливость,перепады настроения.Более часто встречаются такие симптомы как:плохая переносимость тепла;похудание (даже при нормальном питании).Больной испытывает чувство жары даже во время холодной погоды.С эволюцией заболевания, дрожание у пациента становится более заметным по всему телу. Кожа становится влажной, а пациенты суетливы. Кожа по всему телу принимает смуглый оттенок, а более выраженный в зоне век. В некоторых случаев, уплотняется кожа в зоне голеней и стоп в виде плотного отека. Объем щитовидной железы увеличивается и становится более заметным. При пальпировании, она имеет плотный характер и не ощущается боль.Специфическим симптомом базедовой болезни считается модификации в зоне глаз: выраженный блеск глаз, редкое мигание, симптом Дальримпля (широко открытые глаза). При смотрении вниз с открытыми глазами появляется белая полоска над зрачком. У здорового пациента, такого не бывает, потому что веки, как обычно, следуют за глазным яблоком.У больных, замечается увеличение и выпячивание глазного яблока. Иногда, веки характеризуются отечностью. Нарушение питания глаз может послужить причиной появления разных глазных инфекции — воспаления слизистой оболочки глаза (конъюнктивиты). Нарушается питание глазного яблока, появляется неврит зрительного нерва. В итоге, у пациента может возникнуть слепота.Одни из самых тяжелых проявлений диффузного токсического зоба считаются нарушения сердечнососудистой системы. У больного начинаются такие проблемы как: нарушения сердечного ритма, учащенное сердцебиение (даже во время сна). Многие больные старшего возраста часто испытывают приступы стенокардии. Замечается рост артериального давления. Это заболевание может стать причиной сердечной недостаточности с летальным исходом.Повышенная активность щитовидки усиливает моторику желудочно-кишечного тракта, появляются такие симптомы: тошнота, а иногда понос и рвота. При избытке тироидных гормонов может пострадать печень потому что они оказывают токсический эффект на этот орган. В некоторых случаях развивается жировая дистрофия печени.Большая концентрация гормонов щитовидной железы в крови может повлиять на работу центральной нервной системы. Таким образом, возникают такие состояния как: бессонница, головокружения, головные боли, тревожные состояния. При гиперактивности щитовидки наблюдается также нарушения функции других эндокринных органов и даже половых желез.У мужчин снижается потенция. Для женщин ситуация может стать сложнее потому что замечаются нарушения менструации и даже бесплодие. Наблюдается снижение продукции гормонов корой надпочечников и нарушения обмена глюкозы. Из-за последнего, больной рискует заболеть сахарным диабетом.Различаются три стадии базедовой болезни: легкая, средняя и тяжелая. Во время первой стадии, пациент чувствуется хорошо. Чистота сердечных сокращений не переходит 100 ударов в минуту. У больного замечается потеря в весе на 10 %. Во время средней степени расстройства, пульс поднимается выше 100 ударов в минуту. Также повышается артериальное давление и снижается вес на 20 %. Тяжелая стадия характеризуется потерей в весе на более 20 %, пульс повышается выше 120 ударов в минуту, замечаются побочные эффекты заболевания на других органов.Диагноз базедовой болезни формируется на базе клинической картины, ультразвукового исследования, пальпирования щитовидной железы, анализа концентрации гормонов щитовидной железы в крови.Профилактика заболевания заключается в контроле образа жизни, состояния здоровья и своевременное лечение хронических и вирусных инфекций. Они во многих случаев могут стать причинами базедовой болезни. Нельзя нервничать и загорать. Стресс только может навредить. Базедова болезнь проявляется чаще всего в возрасте 30 — 40 лет, вот почему рекомендуется в этом возрасте ходить почаще к эндокринологу.
А-кровь
Б-легочные мешки
В-дыхательное отверстие
Г-трахея
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 9 октября 2019;
проверки требуют 13 правок.
Крахма́л (C6H10O5)n — смесь полисахаридов амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Крахмал, синтезируемый разными растениями в хлоропластах (под действием света при фотосинтезе) несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам.
Физические свойства[править | править код]
Безвкусный аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом видны отдельные зёрна; при сжатии порошка крахмала он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц.
Химические свойства[править | править код]
В горячей воде набухает (растворяется), образуя коллоидный раствор — клейстер. В воде, при добавлении кислот (разбавленная H2SO4 и др.) как катализатора, постепенно гидролизуется с уменьшением молекулярной массы, с образованием т. н. «растворимого крахмала», декстринов, вплоть до глюкозы.
Молекулы крахмала неоднородны по размерам. Крахмал представляет собой смесь линейных и разветвлённых макромолекул.
При действии ферментов или нагревании с кислотами подвергается гидролизу[2]:
Качественные реакции:
- взаимодействует с йодом (окрашивание в синий цвет), образуется соединение включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен (Jean-Jacques Colin) и Анри-Франсуа Готье де Клобри (Henri-François Gaultier de Claubry)[3].
- Крахмал, в отличие от глюкозы, не даёт реакции серебряного зеркала;
- Подобно сахарозе, не восстанавливает гидроксид меди (II);
Биосинтез[править | править код]
Часть глюкозы, образующейся в зелёных растениях при фотосинтезе, превращается в крахмал:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 (суммарная формула)
nC6H12O6(глюкоза) → (C6H10O5)n + nH2O
В общем виде это можно записать как 6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n+ 6nO2.
Крахмал в качестве резервного питания накапливается в клубнях, плодах, семенах растений. Так, в наиболее часто используемых для производства крахмала растениях, клубнях картофеля содержится до 24 % крахмала, в зёрнах пшеницы — до 64 %, риса — 75 %, кукурузы — 70 %.
Модификация крахмала[править | править код]
В промышленности превращение крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) происходит путём его кипячения на протяжении нескольких часов в разбавленной серной кислоте (каталитическое влияние серной кислоты на осахаривание крахмала было обнаружено в 1811 году К. С. Кирхгофом). Чтобы из полученного раствора удалить серную кислоту, в него добавляют мел, получая из серной кислоты нерастворимый сульфат кальция. Последний отфильтровывают и вещество выпаривают. Получается густая сладкая масса — крахмальная патока, которая содержит, кроме глюкозы, значительное количество остальных продуктов гидролиза крахмала.
Патока используется для приготовления кондитерских изделий и для разнообразных технических целей.
Если нужно получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу. Полученный после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают, пока из него не начнут выпадать кристаллы глюкозы.
Также в настоящее время гидролиз крахмала производят ферментативно, с использованием альфа-амилазы для получения декстринов различной длины, и глюкоамилазы − для дальнейшего их гидролиза с получением глюкозы.
При нагревании сухого крахмала до 200—250 °C происходит частичное его разложение и получается смесь менее сложных, чем крахмал, полисахаридов (декстрин и другие).
Физическое изменение позволяет получать крахмал с высокой способностью удерживать влагу, что, в свою очередь, придаёт конечному продукту желаемую консистенцию.
Пищевое значение[править | править код]
В желудочном тракте человека и животного крахмал поддаётся гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом. Промежуточными продуктами гидролиза крахмала являются декстрины.
Крахмал как пищевая добавка используется для загущения многих пищевых продуктов, приготовления киселей, заправок и соусов.
Крахмал является наиболее распространённым углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания. Главными источниками крахмала в мире являются зерновые культуры: рис, пшеница, кукуруза; различные корнеплоды, в том числе картофель, а также маниок.[4] Большинство других крахмалистых продуктов произрастают только в местах с определённым климатом, например: рожь, ячмень, гречиха, овёс, пшено, жёлуди, бананы, каштаны, сорго, батат, плоды хлебного дерева, ямс, таро, чилим, маранта, арракача, канна, колоказия, кандык японский, пуэрария дольчатая, маланга, кислица клубненосная, такка перистонадрезанная, саго, и многие виды бобовых — таких, как чечевица, бобы садовые, маш, горох лущильный, нут.
Широко известными блюдами, содержащими крахмал, можно назвать: хлеб, блины, лапшу, макароны, каши, кисели и различные лепёшки, в том числе тортильи.
Для пищеварительных ферментов расщепление кристаллического крахмала (класс РК3) представляет некоторую сложность. Сырой крахмал плохо переваривается в двенадцатиперстной и тонкой кишках, а бактериальное разложение будет проходить в основном в толстой кишке. Продукты с большим количеством амилозы хуже перевариваются, чем с амилопектином. При этом даже резистентный (неперевариваемый) крахмал (классов РК2, РК3, РК4) играет свою физиологическую роль: медленная переработка такого крахмала в кишечнике не вызывает гипергликемии (увеличения концентрации глюкозы в крови, что особенно важно для больных сахарным диабетом), образует органические кислоты — основной источник энергии эпителия толстого кишечника, поддерживает иммунитет кишечного тракта, противовоспалительную защиту организма и другое.[5] В целях повышения усваиваемости крахмала его термически обрабатывают. Поэтому, прежде чем люди начали использовать огонь, зерно и другие высококрахмалосодержащие продукты были не самым лучшим способом получения энергии организмом (в отличие от белковой пищи). Термическая обработка изменила это, но это изменение в поступлении энергии из пищи с быстро легкоусваиваемыми углеводами стало одним из факторов развития метаболических синдромов в наше время, включая ожирение и диабет.
Клейстеризация и желатинизация крахмала, например, во время выпечки торта, может быть снижена за счёт сахара, конкурирующего за воду, что улучшает текстуру крахмала, предотвращая «зарезинивание».
Применение в промышленности[править | править код]
В мире наибольшее применение крахмал нашёл в целлюлозно-бумажной промышленности, насчитывая миллионы метрических тонн ежегодно[6].
В пищевой промышленности крахмал используется для получения глюкозы, патоки, этанола, в текстильной — для обработки тканей, в бумажной — в качестве наполнителя. Кроме того, крахмал входит в состав большинства колбас, майонеза, кетчупа и других продуктов.
Модифицированный крахмал является основным компонентом клея для обоев.
Применяется в фармацевтической промышленности в качестве наполнителя таблетированных форм лекарственных препаратов, некоторых лекарственных капсул, декстраны (декстрины) используются для приготовления ряда инфузионных растворов для внутривенных вливаний (гемодез, полиглюкин, реополиглюкин и т. д.).
Применение в быту[править | править код]
Применение крахмала для приклеивания в быту
Крахмал используется для накрахмаливания предметов одежды: воротников, халатов и так далее. Крахмальный клейстер применяется для приклеивания обоев, изготовления папье-маше. Иногда крахмал используется в качестве присыпок.
Биологические свойства[править | править код]
Крахмал, являясь одним из продуктов фотосинтеза, широко распространён в природе. Для растений он является запасом питательных веществ и содержится в основном в плодах, семенах и клубнях. Наиболее богато крахмалом зерно злаковых растений: риса (до 86 %), пшеницы (до 75 %), кукурузы (до 72 %), а также клубни картофеля (до 24 %).
Для организма человека крахмал наряду с сахарозой служит основным поставщиком углеводов — одного из важнейших компонентов пищи. Под действием собственных ферментов человека крахмал гидролизуется до глюкозы, которая окисляется в клетках до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма.
Раствор крахмала в воде является неньютоновской жидкостью.
Грязевой крахмал[править | править код]
Грязевой крахмал — побочный продукт при производстве первого сорта крахмала: та его часть, которая отлагается вверху при отмывке в осадочных чанах или чанах с мешалкой. Содержит 90—95 % крахмала, перерабатывается вторично на крахмал.
См. также[править | править код]
- Клейстер
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Крахмал // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства / под ред. А. И. Ревина. — М.: Советская энциклопедия, 1960. — Т. 1. — С. 293—294. — 770 с.