166
мися аморфными и кристаллическими ламеллами с расстоянием между двумя
соседними кристаллическими ламеллами примерно 10 нм (рис. 3.6 и рис. 3.7).
Кристаллические и аморфные ламеллы образуют шаровидные структуры, так
называемые блоклеты, диаметром от 20 до 500 нм. Кристалличность крахмала
связана с разветвленным амилопектином, между гидроксильными группами
глюкозных фрагментов которого возникают водородные связи, стабилизирую-
щие определенный порядок в расположении цепей в молекуле амилопектина
(рис. 3.6, зона
1
). При этом точки ветвления амилопектина не упорядочены
(рис. 3.6, грозди), что является причиной образования аморфных ламелл.
Особенность крахмала как биоорганического полимера состоит в том,
что, в отличие от других широко представленных полисахаридов растений, на-
пример целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновых веществ, нативный крахмал в
растениях не выполняет никаких структурных функций. Напротив, в продуктах,
в том числе хлебе, крахмал является структурообразующим компонентом, по-
скольку при гидротермической обработке начинает проявляться способность
крахмала набухать с последующим формированием структуры геля.
В присутствии воды водородные взаимодействия «крахмал-крахмал» за-
меняются на взаимодействия «крахмал-вода» (рис. 3.8). Это приводит к разде-
лению организованных цепей в зоне кристалличности и набуханию крахмала.
Повышение температуры облегчает разрушение водородных связей между це-
пями крахмала и образование новых водородных связей между молекулами во-
ды и гидроксильными группами крахмала. В конечном итоге происходит дис-
пергирование крахмальных полимеров в растворе с переходом в вязко-
коллоидное состояние, другими словами, происходит клейстеризация крахмала.
Для пшеничной муки температура клейстеризации составляет 58-64
0
С.
Поскольку крахмал состоит из аморфных и кристаллических структур,
его считают кристаллическим полимером. Полимерам такого типа свойственны
два основных фазовых превращения – переход аморфной фазы из стеклообраз-
ного состояния в высокоэластичное при температуре стеклования
Т
с
, и плавле-
ние кристаллов при температуре
Т
пл
.
На рис. 3.9 представлена диаграмма состояния крахмала, на которой по-
казана зависимость температур фазовых переходов от содержания в системе
воды. Стеклование крахмала охватывает довольно широкий диапазон темпера-
тур, так как нативный крахмал представляет собой множество аморфных облас-
тей с различной подвижностью. Так, аморфные зоны амилопектина, которые
«зажаты» между кристаллитами, имеют более низкую температуру стеклования
по сравнению со свободной аморфной амилозой.
При избыточном содержании воды (> 60 %) (рис. 3.9) плавление амило-
пектина характеризуется единственной точкой плавления. При умеренном со-
держании воды – двумя. Например, при содержании воды в пшеничной муке
40 % , плавление кристаллитов амилопектина происходит при температурах
70 и 64
0
С.
