Производство и продажа крахмала из картофеля - купить картофельный крахмал

Строение и состав клубня картофеля

Картофель - сырье для картофельного крахмала

Картофель (Solanum tuberosum) является одним из основных видов сырья для производства крахмала. Растение это принадлежит к семейству Solanaceae (пасленовых), группе клубнеплодных, которые обладают характерной особенностью (см. рис. 9):

строение картофеля

помимо корней 3 образуют подземные стеблевые побеги — столоны 1 с мясистыми утолщениями — клубнями 2.

Картофель — многолетнее цветковое растение родом из Южной Америки. В условиях Европы его культивируют как однолетнее, размножая при помощи клубней. В наших условиях культура картофеля широко распространена во многих областях нечерноземной полосы РСФСР и БССР, в УССР, а также на Севере, Западе, Юго-Востоке, в Поволжье, на Урале и в Сибири. Из-за вырождения посадки картофеля в южных областях незначительны.

Главными преимуществами картофеля как сырья для производства крахмала являются:

а)    возможность получения наибольшего количества крахмала с 1 га посевной площади по сравнению с другими видами крах-малсодержащего сырья, возделываемого в СССР;

б)    простота и доступность технологии картофельного крахмала;

в)    высокое качество картофельного крахмала, обусловленное его чистотой, большой потенциальной вязкостью, хорошими вкусовыми качествами клейстеров.

Недостатками картофеля как сырья следует признать:

а)    большое (в среднем 75%) количество влаги в клубнях, что делает сырье малотранспортабельным и трудно сохраняемым;

б)    заметная убыль крахмала в клубнях даже при хороших условиях хранения, что заставляет перерабатывать картофель в течение, как правило 120—150 дней и делает производство сезонным;

в)    потребность сохранять в строго контролируемых условиях большое количество семян-клубней для последующих посевов, из расчета 1—2 т клубней на 1 га.

В разрезе картофельные клубни имеют обычно круглую, эллипсоидальную или овальную форму различных размеров. Клубни (рис. 10) покрыты твердой кожурой (кожицей) 1, ясно видной на тонком срезе из середины клубня. Кожура картофеля состоит из нескольких слоев омертвевших, толстостенных клеток, наполненных высохшей плазмой. Она хорошо защищает клубень от высыхания и внешних воздействий. Далее следует несколько рядов опробковевших мертвых клеток (перидерма) 2, и при внимательном рассмотрении можно увидеть сосудисто-волокнистое (камбиальное) кольцо 3, от которого отходят пучки к столону (той части клубня, где он был соединен с материнским растением) и глазкам (зародышевым почкам). Место присоединения клубня к столону называется основанием клубня, а противоположная его сторона, где больше всего глазков, — верхушкой. В клубне различают также внешнюю 4 и внутреннюю 5 сердцевину.

 Строение и состав клубня картофеляПри исследовании под микроскопом тонкого среза клубня (рис. 11) можно увидеть трудноотделимую кожицу 1 с находящимся под ней слоем опробковевших клеток 2 и далее слой живых клеток 3, снабженных протоплазмой. В этих клетках можно рассмотреть пузырьки, наполненные клеточным соком, вакуоли, в которых свободно плавают зерна крахмала. Количество и размеры крахмальных зерен в клетках паренхимы от периферии к сосудистому пучку постепенно увеличивается, причем наибольшее количество крахмала наблюдается в клетках, ближе всего расположенных к сосудистому кольцу с обеих его сторон. По мере приближения к сердцевине количество крахмала во внутренних клетках клубня постепенно уменьшается.

Химический состав всего клубня и отдельных его частей может сильно изменяться в зависимости от почвенно-климатических условий, сорта, степени созревания, длительности и условий хранения и ряда других факторов. Химический состав неоднороден даже в клубнях из одного куста и в отдельных слоях одного и того же клубня. В качестве примера можно привести средние для 23 возделываемых в СССР сортов картофеля результаты анализов по. слоям толщиной примерно 3 мм (табл. 6). 

Таблица 6. Химический состав клубией картофеля по слоям (в %

сырой массы)

 

Слои клубня от периферии к центру

Вещество

           

7

 

1

2

3

4

5

6

(центр)

Влага

77,4

70,4

69,7

70,4

71,8

72,9

76,3

Сухие вещества

22,6

29,6

30,3

29,6

28,2

27,1

23,7

Крахмал

14,1

23,7

24,7

23,9

23,0

21,3

18,1

Белок (N х6,25)

2,04

1,48

1,41

1,48

1,04

1,8

2,0

Растворимый азот

0,1

0,07

0,08

0,08

0,11

0,18

0,16

Колебания химического состава отдельных клубней картофеля, выращенного в СССР, по результатам анализов, выполненных Б. П. Плешковым в 1969 г., показаны в табл. 7. Главным показателем, определяющим качество картофеля для переработки с целью получения крахмала, является содержание в нем крахмала, или крахмалистость, определяемая в процентах массы клубня. При приемке картофеля содержание крахмала определяют по относительной плотности, пользуясь специальными весами.

Таблица 7. Колебания химического состава отдельных клубне! картофеля

(в '!ь сырой массы)

     
 

Минимум

Максимум

Среднее (рас-

Вода

63.2

86,9

76,0

Сухие вещества

13,1

36,8

24,0

в том числе.

     

крахмал

8.0

29.4

17,0

клетчатка, пентозаны и пектин

1.2

3,5

1,1

сахара

0.1

8,0

2,2

азотистые вещества (N х6,25)

0,7

4,6

2,0

жиры

0.04

1.0

0,2

органические кислоты

0.1

1.0

0,6

минеральные вещества (зола)

0,4

1,9

0.9

     

24.0

 Важными показателями являются и размер крахмальных зерен (предпочтительны более крупные), и качество крахмала. В недозрелом клубне картофеля зерна крахмала мелкие и в клеточном соке содержится повышенное количество растворимых веществ, образующих пену. Поэтому для переработки пригоден зрелый картофель. Но крупность крахмальных зерен зависит также от сорта картофеля и ряда других условий (метеорологических, почвенных, состава и количества внесенных удобрений и пр.). Накопление крахмальных зерен внутри клеток не увеличивает осмотического давления и теоретически может происходить неограниченно.

В сухие теплые годы часто встречается картофель с крахмалистостью, достигающей 25—27%. Содержание крахмала в картофеле тем больше, чем выше средняя температура в вегетационный период (июнь — август). Если лето очень теплое, большое количество осадков повышает крахмалистость картофеля, в холодное же лето, наоборот, снижает.

Наибольшую крахмалистость имеют клубни среднего размера (по 50—100 г). Крупные клубни (100—150 г и больше) и мелкие (до 50 г), как правило, содержат меньше крахмала.

Для крахмального производства наиболее пригодны клубни с гладкой и тонкой кожурой, с минимальным количеством малоуглубленных глазков, наименьшим содержанием клетчатки (тонкие стенки клеток), Сахаров и белковых веществ, особенно растворимых.

Большое значение имеют и физико-химические свойства нативного* крахмала, и прежде всего его основное свойство—потенциальная вязкость клейстера, зависящее от многих условий.

Вода в картофеле существует в двух состояниях: свободном; (78% от всей воды) и коллоидно-связанном (22%). Сахара, солге органических и неорганических кислот, азотистые и другие растворимые вещества находятся в свободной воде. Коллоидно-связанная вода не содержит растворенных веществ, имеет меньшую теплоемкость и не замерзает даже при очень низких температурах.

Сахар в клубне находится в виде сахарозы, глюкозы и фруктозы. Общее содержание Сахаров колеблется от 0,46 до 1,72% кф всей массе клубня, но при неблагоприятных условиях хранения (пониженной температуре) может увеличиться до 5% и более. В октябре содержание в картофеле глюкозы обычно колеблется от 0,55 до 2,18, фруктозы — от 0,02 до 0,12%, а сахарозы —от 0,26. до 0,62%. Сахара при переработке картофеля в крахмал не используются **, так как они растворяются в воде и теряются.

Клетчатки в картофеле содержится от 0,52 до 1,77%. Толщина стенок клеток у разных сортов картофеля различна. Чем толще стенки клеток, тем труднее они измельчаются на терке, тем больше выход мезги*** и больше потерь в ней связанного крахмала. Поэтому путем селекции крайне важно выводить заводские сорта картофеля, имеющие высокую крахмалистость, тонкие стенки клеток (низкое содержание клетчатки) и крупные, равномерные по величине, зерна кархмала высокого качества. Таким требованиям в большой мере удовлетворяет, например, сорт «Вольтман».

Пентозанов и пектиновых веществ в картофеле немного. Пентозаны содержатся в количестве 0,74—0,95% и входят главным образом в состав клеточных стенок. Пектиновые вещества являются цементирующим материалом, склеивающим клетки и упрочняющим ткани. В кожице картофеля содержится 4,15% метилпектата, в мякоти — 0,58%. Во время хранения картофеля часто происходит размягчение тканей из-за разложения пектиновых веществ. Количество свободнорастворимого пектина увеличивается, протопектина и пектина уменьшается. Большую роль при этом играют ферменты (пектаза и др.).

Жир содержится в картофеле в количестве 0,04—0,94% (в среднем 0,2%) и состоит из триглицеридов пальмитиновой и миристиновой кислот и небольших количеств линолевой и линоленовой кислот.

Органические кислоты в клубнях содержатся в количестве, соответствующем титруемой кислотности — 0,09—0,30% в петересчсте на яблочную кислоту. В картофеле имеются лимонная, щавелевая, молочная и яблочная кислоты. Больше всего содержится лимонной кислоты. У здорового картофеля общая титруемая кислотность, обусловленная солями фосфорной, лимонной и других кислот, составляет около 40 мл 0,1 н. раствора едкогс натра на 100 г сырого картофеля, рН сока колеблется от 5.8 до 6,6. Кислотность картофеля сильно возрастает при гниении, чте затрудняет осаждение и отделение в процессе производства крахмала от примесей.

Азотистые вещества картофельного клубня имеют важное значение и могут отрицательно влиять на технологический процесс. Количество азотистых веществ (NX6,25—сырой протеин) колеблется от 0,7 до 4,6%, составляя в среднем 2,2%. Они состоят примерно на 60% из белков а на 40% из других соединений (см. схему 1).

Азотистые вещества картофельного клубняАзотистые вещества находятся в клубнях в форме кристаллов частично растворенных в клеточном соке, и входят в состав про топлазмы. В зрелых клубнях белковые кристаллы встречаются в каждой клетке.

По сравнению с накоплением в отдельных слоях клубня крахмала азотистые вещества располагаются в обратном порядке больше всего их в периферийных и центральных частях клубней и меньше у сосудистого кольца.

Белковые вещества картофеля примерно на 2/з представлень туберином. Этот глобулин легкорастворим в солевых растворах содержит около 1,25% серы и не содержит фосфора. Туберин является полноценным белком, так как в нем содержатся почти все незаменимые аминокислоты. Изоэлектрическая точка его соответствует рН 4,4, а необратимая коагуляция (денатурация) наступает при температуре 60° С. Картофель содержит небольшие количества альбумина, протеаз и пептона.

Из аминокислот и амидов в клубнях картофеля присутствует преимущественно аспарагин. Затем следуют гистидин, аргинин лизни, тирозин, глютатиои, лейцин, ацетилхолнн и др. Широко известное почернение среза клубня на воздухе объясняется окислением тирозина под действием фермента тирозиназы.

При уменьшении содержания крахмала количество азотистых веществ может значительно увеличиться. Особенно много азотистых веществ в недозрелом картофеле. При переработке такого картофеля часто образуется слизь; белки под влиянием воздуха-коагулируют в виде хлопьев, затрудняя очистку крахмала и снижая его качество. Кроме того, белки являются хорошими пенообразователями Для улучшения условий производства в таких случаях в кашку после измельчения и в крахмальное молоко перед промыванием крахмала добавляют сернистую кислоту. Таким же способом можно уменьшить вредное влияние слизистого брожения, возникающего при переработке подгнившего или поврежденного картофеля.

Ферменты в клубнях картофеля представлены фосфорилазой, изофосфорилазой, амилазой, каталазой, инвертазой, полифенолоксидазой (тирозииазой), цитохромоксидазой, пероксидазой и ликтолазой, дающей спирт и молочную кислоту.

В картофеле содержится ядовитое вещество — соланин, представляющее собой глюкозид, состоящий из алкалоида соланидина и трисахарида глюкозы — галактозы — рамнозы. В здоровых клубнях количество его составляет 2—10 мг на 100 г сырого картофеля. В некоторые годы содержание соланина увеличивается; если в 100 г сырого картофеля соланина больше 20 мг, у человека может появиться болезненное состояние (отравляющая доза — 0,2—0,4 г).

Содержание соланина сильно увеличивается при хранении клубней на свету, когда они приобретают зеленую окраску. Особенно много его в зеленых проростках при световой яровизации. С кислотами соланин образует аморфные соли, хорошо растворимые в воде. При действии разбавленных минеральных кислот он гидролизуется, образуя соланидин и сахара.

Соланин — один из видов сапонинов, которые являются сильными пенообразователями, что делает его вредной примесью в условиях крахмального производства.

Витамин С (аскорбиновая кислота) в здоровом картофеле находится в большом количестве— 10—30 мг%. 250—300 г вареного картофеля содержат 30—50% суточной потребности человека в этом витамине. В составе клубней имеются также витамин В (от незначительных до вполне достаточных для развития животных количеств) и небольшие количества каротиноидов, в продуктах распада которых содержится витамин А.

Золы в картофельных клубнях от 0,4 до 1,9%. Состоит она в-среднем из следующих составных частей:

Составная часть

% го СВ

Составная часть

% no СВ

Калий

60.4

Кислоты

 

Натрий

2.6

фосфорная

17,5

Капьций

2,6

серная

6,5

Магний

4,7

кремневая

2,1

Железо

1,2

Хлор

3,1

  Состав золы сильно колеблется в зависимости от условий произрастания и сорта картофеля. Главными составными частями-золы являются калий, содержание которого доходит до 72%,фосфор—до 20%. В воде растворяется около 3/4 общего количествг золы, 1/4 остается нерастворенной. В картофеле содержится небольшое количество микроэлементов: марганца (в среднем 1,4 мг в 100 г сухого вещества клубней) никеля (0,02 мг), кобальта (0,06 мг), мышьяка (31 мг), меди бора, серы, молибдена и некоторых других. Эти микроэлементы играют важную роль в обмене веществ растения. Так, например марганец стимулирует окислительные процессы.

В производстве крахмала из картофеля растворимые вещества золы вымываются и уходят со сточными водами. Часть нерастворимых компонентов золы остается в мезге, часть — в крахмале. От их содержания зависят его важные свойства: вязкость и клеящая способность крахмальных клейстеров.


* Находящегося внутри клеток («врожденного»). Свойства этого крахмала условно принимаются аналогичными свойствам крахмала, содержащегося в органах растений
** При выделении из измельченного картофеля концентрированного клеточного сока часть Сахаров используется.
*** Мезга — отмытая от свободного крахмала измельченная клетчатка, содержащая крахмал и другие компоненты сырья; отход производства.

 


 
2005 - 2018 Производство и продажа крахмала из картофеля - купить картофельный крахмал.