Хімічний склад крохмалю[ред. | ред. код]
Крохмаль містить полісахариду 97-99 %, білкових речовин 0,3-1,5 %, клітковини 0,2-0,7 %, зольних речовин (фосфати, силікатні кислоти) 0,3-0,6 %.
В складі товарного крохмалю можуть бути наявними другорядні компоненти, але вони присутні в настільки малих кількостях, що не зовсім ясно, чи є вони складовими крохмалю, представленими в ньому дуже малих кількостях, чи домішками, недостатньо ретельно видаленими в процесі виділення.[8] Тим не менш, такі другорядні компоненти, незважаючи на їх надзвичайно малу кількість, можуть суттєво впливати на якості крохмалю.
В крохмалі знайдено 0,6 % жирних кислот (пальмітинову, стеаринову і ін.).[6] В крохмалях, які випускаються промисловим способом із зернових культур, міститься мала кількість ліпідів, які, як правило, є полярними.[8] Для їх виділення необхідні полярні розчинники, водний розчин метилового спирту. Зазвичай, вміст ліпідів в крохмалі із зернових культур складає 0,5-1 %, а виготовлених із незернової сировини — майже не містить.
Крім того, до складу крохмалю входять в незначних кількостях фосфор і азот. В зернових культурах основна маса фосфору представлена у вигляді фосфоліпідів. Відомо, що картопляний крохмаль етерифікується до глюкозних залишків, тоді як з крохмалями зернових культур цього не відбувається. У всіх видах крохмалів міститься дуже невелика кількість азоту (менше 0,05 %), частина якого входить до складу ліпідів, частина — до складу білків і, можливо, до складу залишків ферментів, які беруть участь в синтезі крохмалю.[8]
Крохмаль в основному являє собою полімери α-D-глюкози, які з хімічної точки зору можна розділити як мінімум на два типи: амілозу (в цілому лінійний полімер) і амілопектин (сильно розгалужений полімер). Тобто, молекула крохмалю складається з двох хімічно-незалежних частин (полісахариди): амілози (20-30 %) і амілопектину (70-80 %), співвідношення яких залежить від природи рослин:
— у кукурудзяному крохмалі амілоза становить 25 % всієї маси речовини, а амілопектин — 75 %. У воскоподібній кукурудзі — більше 95 % амілопектину.[6] Вирощують кукурудзу і з 75 % амілози.
— у картопляному крохмалі амілози — 20 %, а амілопектину — 80 %, що надає йому специфічних властивостей.
— крохмаль яблук — із 100 % амілози.[6]
Амілоза та амілопектин різняться між собою хімічною будовою. Проте, обидва полісахариди складаються із глюкозних залишків, з'єднаних між собою утворюючи лінійні або розгалужені ланцюги. У зернах крохмалю молекули амілози та амілопектину утворюють прошарки із кристалічною та аморфною будовою. Енергія взаємодії окремих груп атомів у зерні крохмалю залежить від розташування амілози та амілопектину та їх співвідношення[9][10][11].
У гарячій воді крохмаль набрякає. При цьому амілоза переходить у розчин, а амілопектин утворює колоїдний розчин (клейстер). Амілоза розчиняється у гарячій воді, не утворює клейстеру; з йодом дає синій колір. Амілопектин не розчиняється у воді, а набухає та утворює клейстер. При забарвлюванні амілопектину йодом він набуває від червоного до фіолетового кольору. Молекули цих двох полісахаридів складаються з залишків глюкози, які з'єднані в довгі ланцюжки. Чим довші ланцюжки амілози, тим гірше вона розчиняється. В молекулі амілози таких залишків у середньому понад 1000, у молекулі амілопектину — набагато більше.[12]
Під дією ферментів або нагрівання з кислотами — піддається гідролізу.
Як розчинники крохмалю використовують холодну соляну, надхлорну, трихлороцтову, сульфосаліцилову кислоти, розчини CaCl2, ZnCl2, MgCl2, луги, гліцерин, формамід і ін..
При повному гідролізі у промисловості одержують глюкозу, а проміжними продуктами можуть бути олігосахариди, мальтоза (К.Кірхгофф, 1814 р.):
| (С6Н10О5)n | | Н2О {\displaystyle \longrightarrow {}}  180 °C | | (С6Н10О5)m Декстрини | | Т°C {\displaystyle \longrightarrow {}} | | n/2 С12Н22О11 Мальтоза | | Н+ {\displaystyle \longrightarrow {}} | | nС6Н12О6 Глюкоза |
Під дією амілаз у травному каналі людини і тварин крохмаль піддається гідролізу та розщеплюється з утворенням глюкози та мальтози, що розщеплюється мальтазою до глюкози, яка засвоюється організмом.