Размеры и морфологические особенности зерен нативного крахмала разного ботанического происхождения

Abstract

В статье исследованы размеры и морфологические особенности зерен нативного крахмала разного ботанического происхождения, выделенного из растений Solanum tuberosum L., Zea mays L., Manihot utilissima L. и Manihot palmate L., Red leoti L., рода Triticum, Tritikale, Secale cereale L., Hordeum vul- gare L., Avena sativa L., Oryza sativa L., Pisum sativum L., Amaranthus tricolor L., Cicer arietinum L. Основной структурной характеристикой строения нативного крахмала — природного полимера, в котором мономеры (остатки а- D-глюкопиранозы) связаны а-(1 -М)- и а-(1 -М))-глюкозидными связями, образуя амилозу (полисахарид линейного строения) и амилопектин (полисахарид разветвленного строения), обуславливающей его физико-химические свойства, является крахмальное зерно (гранула). Проанализированы современные способы получения нативного крахмала из растительного сырья разного ботанического происхождения. Выявлено большое разнообразие форм крахмальных зерен правильной и неправильной овальной, округлой, многогранной формы. Размеры крахмальных зерен колебались пределах 60,0—0,5 мкм. Максимальные размеры крахмальных зерен отмечены у растения Solanum tuberosum L., а минимальный — у Amaranthus tricolor L. В зависимости от среднего размера крахмальные зерна можно расположить в ряд по уменьшению: картофельный (21,7±1,22 мкм), ржаной (21,2±2,36 мкм), гороховый (20,4±2,57 мкм), нутовый (14,8±0,93), тритикалевый (13,2±1,75 мкм), пшеничный (12,4±1,90 мкм), сорговый (11,0±0,76 мкм), ячменный (10,9±1,15 мкм), та- пиоковый (10,6±0,50 мкм), кукурузный (9,8±0,42 мкм), овсяный (7,39±0,87 мкм), рисовый (5,3±0,29 мкм), амарантовый (1,1±0,04 мкм). Наибольший размер крахмальных зерен был отмечен у картофельного крахмала, а наименьший размер — у амарантового крахмала. Установлено, что у семи нативных крахмалов (соргового, ячменного, овсяного, горохового, нутового, амарантового и кукурузного) распределение крахмальных зерен по размерам мономодальное (1-фракционное), у четырех (пшеничного, тритикалевого, картофельного и тапиокового) — бимодальное (2-фракционное), у двух (ржаного и рисового) — тримодальное (3-фракцион- ное). Температура клейстеризации, количество связанной и свободной влаги, вязкость крахмального клейстера, соотношение крахмальных фракций, цвет йодной пробы и другие физико-химические свойства обуславливаются (определяются) особенностями размера и формы крахмальных зерен. The sizes and morphological features of the seeds of native starch of different botanical origin isolated from plants of Sola- num tuberosum L., Zea mays L., Manihot utilissima L. and Ma- nihot palmate L., Red leoti L., genus Triticum, Tritikale, Secale cereale L., Hordeum vulgare L., Avena sativa L., Oryza sativa L., Pisum sativum L., Amaranthus tricolor L., Cicer arietinum L. are investigated in the paper. The main structural characteristic of the structure of native starch that is a natural polymer in which the monomers (a-D-glucopyranose residues) are bound by a- (1^4)- and a-(1^-6)-glucoside bonds, forming amylose (polysaccharide of linear structure) and amylopectin (polysaccharide of branched structure) which is responsible for its physical-chemical properties is a starch corn (granule). Modern methods of obtaining native starch from plant raw materials of different botanical origin are analyzed. A wide variety of forms of starch grains was found to be regularly and irregularly oval, round, polyhedral. The dimensions of the starch grains ranged from 60,0 to 0,5 microns. The plant Solanum tuberosum L is noted to have maximal sizes of starch grains., and Amaranthus tricolor L — minimal sizes. Depending on the average size, starch grains can be arranged in a row due to the decreasing order: potato (21,7± ±1,22 microns), rye (21,2±2,36 microns), pea (20,4±2,57 microns), nutaceous (14,8±0,93 microns), tritical (13,2 ±1,75 pm), wheat (12,4±1,90 microns), sorghum (11,0± ±0,76 microns), barley (10,9 ±1,15 microns), tapioca (10,6±0,50 microns), corn (9,8±0,42 micron), oatmeal (7,39±0,87 microns), rice (5,3± 0,29 microns), amaranth (1,1±0,04 microns). The largest size of starch grains was found in potato starch, and the smallest — in amaranth starch. It has been established that 7 native starches (sorghum, barley, oat, pea, chickpea, amaranth and corn) have monomodal distribution of starch grains in size (1-fractional), 4 (wheat, tritical, potato and tapioca) — bimodal (2-fractional), 2 (rye and rice) — trimodal (3-fractional). The gelatinization temperature, the amount of bound and free moisture, the viscosity of the starch paste, the ratio of starch fractions, the color of the iodine test, and other physical-chemical properties determine the specifics of the size and shape of the starch grains.