Zetmeel

aardappelen zijn een veel voorkomende voedingsbron van zetmeel

zetmeel is een complex koolhydraat, in het bijzonder een polysacharide, dat door planten wordt gebruikt om glucose op te slaan. Na cellulose is zetmeel de meest voorkomende polysaccharide in plantaardige cellen. In zuivere vorm is zetmeel onoplosbaar in koud water. Dieren en planten verteren zetmeel en zetten het om in glucose om als energiebron te dienen.

zetmeel is een belangrijke bron van koolhydraten in menselijke voeding en kan worden verkregen uit zaden, vruchten, noten, maïs, aardappelen, enzovoort. In bereide vorm wordt zetmeel (in het bijzonder maïzena) gebruikt bij het koken voor het verdikken van sauzen. Zelfdiscipline is nodig bij het eten van voedsel met veel zetmeel, zoals geraffineerde granen, brood en pasta ‘ s, omdat overconsumptie van complexe koolhydraten correleert met obesitas en medische problemen. Willett and Stampfer (2003) vonden een verband tussen een hoge inname van zetmeel uit geraffineerde granen en aardappelen en het risico op type 2 diabetes en coronaire hartziekten.

in de industrie wordt zetmeel gebruikt voor doeleinden zoals de vervaardiging van kleefstoffen, papier, textiel en als schimmel bij de vervaardiging van snoepjes zoals wijngommen en geleibaby ‘ s.

terwijl zetmeel in het algemeen in planten voorkomt als gedeeltelijk kristallijne korrels, met een diameter van 5 tot 200 µm, varieert de exacte grootte, vorm en korrelgrootteverdeling afhankelijk van de bron van de plant. Zo meldt sengbusch (2003) dat zetmeelkorrels van aardappelknollen een diameter hebben van 70-100 µm, die van het endosperm van tarwe 30-45 µm en die van het endosperm van maïs 12-18 µm. Zetmeel komt veel voor in de zaden, knollen en wortels van planten.

in bereide vorm is zetmeel meestal een wit poeder en kan, afhankelijk van de bron, smaakloos en reukloos zijn.

Chemie

koolhydraten zijn een klasse van biologische moleculen die voornamelijk koolstof (C)-atomen bevatten, geflankeerd door waterstof (H)-atomen en hydroxyl (OH) – groepen (H-C-OH). Als polysacharide is zetmeel een groot polymeer dat bestaat uit een groot aantal monosachariden, terwijl monosachariden, zoals glucose, de monomeren zijn waaruit Grotere koolhydraten worden opgebouwd.

zetmeel is het belangrijkste polysacharide in hogere planten die worden gebruikt voor de opslag van koolhydraten. De andere belangrijke polysaccharide die in plantaardige cellen wordt gebruikt is cellulose, die een structureel polysaccharide is. De belangrijkste opslagpolysaccharide bij dieren is glycogeen.

De moleculaire basisstructuur hiervan is: (C6 (H5O)10) n. Net als bij cellulose en glycogeen, bevat zetmeel de zes-koolstof suiker glucose als de enige herhalende eenheid. Nochtans, verschillen deze drie polysaccharaides in het type van band tussen glucose-eenheden en de aanwezigheid en de omvang van zijtakken op de kettingen.

zetmeel is een polysacharide van glucose met α-1,4 glycosidebindingen. Glycogeen is een sterk vertakte polysacharide van glucose met α-glycosidebindingen. α-1,6 glycosidebindingen veroorzaken vertakking bij koolstof 6. Cellulose is een onvertakt polysacharide van glucose met β-1,4 glycoside verbindingen die chemisch zeer stabiel zijn.

in korrelvorm komt zetmeel voor als zowel onvertakt (lineair) amylose als vertakt (bushlike) amylopectine. Net als glycogeen heeft amylopectine α-1,6 takken, maar deze komen minder vaak voor langs de spiraalvormige ruggengraat (eenmaal per 12 tot 25 glucose-eenheden), waardoor langere zijketens ontstaan (lengtes van 20 tot 25 glucose-eenheden). Zetmeelkorrels zijn over het algemeen ongeveer 10-30 procent amylose en 70-90 procent amylopectin.

zetmeel bindt gemakkelijk water, en wanneer dat water wordt verwijderd, aggregeren polysacharidekettingen, waardoor waterstofbindingen ontstaan. Deze binding zorgt ervoor dat brood hard en muf wordt. De toevoeging van water en zachte warmte verzacht het brood door het scheiden van de polysaccharidekettingen. Aangezien het vertakken het aantal waterstofbindingen beperkt dat tussen moleculen kan vormen, zijn vaste afzettingen van het sterk vertakte glycogeen compacter dan die van zetmeel.

zetmeel is onverantwoord in koud water. In heet water vormt amylose een colloïdale dispersie, maar amylopectine is volledig insolvable.

terwijl zoogdieren geen cellulose (zoals gras) als voedsel kunnen gebruiken, kunnen ze zetmeel verteren (zoals in aardappelen).

zetmeel als levensmiddel

algemeen gebruikt zetmeel in de wereld is: arracacha, boekweit, banaan, gerst, cassave, kudzu, oca, Sago, sorghum, zoete aardappel, taro en yams. Eetbare bonen, zoals favas, linzen en erwten, zijn ook rijk aan zetmeel. Als additief voor voedselverwerking worden arrowroot en tapioca ook vaak gebruikt.

wanneer een zetmeel wordt voorgekookt, kan het vervolgens worden gebruikt om koude voedingsmiddelen te verdikken. Dit wordt aangeduid als een voorgegelatineerd zetmeel. Anders zetmeel vereist warmte te verdikken, of ” gelatiniseren.”De werkelijke temperatuur is afhankelijk van het type zetmeel.

een gemodificeerd voedselzetmeel ondergaat een of meer chemische modificaties waardoor het goed kan functioneren onder hoge hitte en/of afschuiving die vaak tijdens de voedselverwerking wordt ondervonden. Voedsel zetmeel wordt meestal gebruikt als verdikkingsmiddelen en stabilisatoren in voedingsmiddelen zoals pudding, vla, soepen, sauzen, jus, taart vullingen, en salade dressings, maar hebben vele andere toepassingen.

gebruik als schimmel

gegomde snoepjes zoals geleibaby ‘ s en wijngommen worden niet vervaardigd met behulp van een schimmel in de conventionele zin. Een dienblad wordt gevuld met zetmeel en geëgaliseerd. Een positieve schimmel wordt dan geperst in het zetmeel waardoor een indruk van een honderdtal gelei baby ‘ s. De mix wordt vervolgens gegoten in de indrukken en vervolgens in een kachel in te stellen. Deze methode vermindert sterk het aantal mallen dat moet worden vervaardigd.

non-foodtoepassingen

Kledingzetmeel of waszetmeel is een vloeistof die wordt bereid door een plantaardig zetmeel in water te mengen (eerdere bereidingen moesten ook worden gekookt) en wordt gebruikt voor het witwassen van kleding. Zetmeel werd in Europa in de zestiende en zeventiende eeuw op grote schaal gebruikt om de brede kragen en kragen van fijn linnen die de nek van de welgestelde omringden, te verstevigen. Tijdens de negentiende eeuw en het begin van de twintigste eeuw was het stijlvol om de kragen en mouwen van overhemden voor heren en de ruches van onderrokken voor meisjes te verstevigen door er zetmeel op aan te brengen terwijl de schone kleren werden gestreken.

afgezien van de gladde, scherpe randen die het aan kleding gaf, diende het ook een praktisch doel. Vuil en zweet van iemands nek en polsen zou vasthouden aan het zetmeel in plaats van vezels van de kleding, en zou gemakkelijk weg te wassen samen met het zetmeel. Koks hebben traditioneel gesteven uniformen gedragen omdat het zetmeel werkt als een brandvertragend middel. Dan, na elk witwassen, zou het zetmeel opnieuw worden aangebracht.

Zetmeellijm wordt veel gebruikt bij het verlijmen van papier, hout en katoen.

testen op zetmeel

jodium wordt gebruikt in een gemeenschappelijke test op zetmeel. In aanwezigheid van jodium wordt een diepblauwe of blauw-zwarte kleur gevormd. Het zijn de amylose korrels die verantwoordelijk zijn voor de kleurvorming. Omdat jodium niet gemakkelijk oplost in water, wordt het reagens gemaakt door jodium (I) op te lossen in aanwezigheid van kaliumjodide (KI), waardoor een oplosbaar complex (I-KI) ontstaat. Als amylose niet aanwezig is, blijft de kleur oranje, geel of bruin. Als amylose aanwezig is, verandert de kleur in diepblauw of blauw-zwart. Noch amylopectine, cellulose, noch eenvoudige suikers reageren. Deze reactie is het gemakkelijkst wanneer de celwanden zijn vernietigd, zodat de jodiumoplossing in de cel kan doordringen, en wanneer de zetmeelkorrels zijn gezwollen. Verwarming is dus nuttig in de test.

de details van deze reactie zijn nog niet volledig bekend, maar men denkt dat het jodium (triiodide|I3− en I5− ionen) in de spoelen van amylose past, dat de ladingsoverdrachten tussen het jodium en het zetmeel, en dat de energie-niveauafstanden in het resulterende complex overeenkomen met het absorptiespectrum in het zichtbare lichtgebied. Een 0.3% w / w-oplossing is de standaardconcentratie voor een verdunde zetmeelindicatoroplossing. Het wordt gemaakt door 4 gram oplosbaar zetmeel toe te voegen aan 1 liter verwarmd water; de oplossing wordt gekoeld voor gebruik (zetmeel-jodiumcomplex onstabiel wordt bij temperaturen boven 35 °C). Dit complex wordt vaak gebruikt in redox titraties: in aanwezigheid van een oxiderende agent wordt de oplossing blauw, in aanwezigheid van reducerende agent verdwijnt de blauwe kleur omdat I5− ionen in jodium en jodide breken.

onder de microscoop vertonen zetmeelkorrels een kenmerkend Maltese kruiseffect (ook bekend als” extinctie kruis ” en tweebreking) onder gepolariseerd licht.

Zetmeelderivaten

zetmeel kan door zuren, verschillende enzymen of een combinatie van beide tot eenvoudigere koolhydraten worden gehydrolyseerd. De mate van conversie wordt typisch gekwantificeerd door dextrose-equivalent (De), dat ruwweg de fractie van de glycosidebindingen in zetmeel is die zijn gebroken. Voedingsmiddelen die op deze manier worden gemaakt, omvatten:

• maltodextrine, een licht gehydrolyseerd zetmeelproduct (DE 10-20) dat wordt gebruikt als een zacht smakend vulmiddel en verdikkingsmiddel.
• verschillende maïssiropen (de 30-70), viskeuze oplossingen gebruikt als zoetstoffen en verdikkingsmiddelen in vele soorten verwerkte voedingsmiddelen.
• Dextrose (de 100), commerciële glucose, bereid door volledige hydrolyse van zetmeel.
• fructosestroop met hoog fructosegehalte, gemaakt door de behandeling van dextroseoplossingen voor het enzym glucose-isomerase, totdat een aanzienlijke fractie van de glucose is omgezet in fructose. In de Verenigde Staten is maïssiroop met een hoog fructosegehalte de belangrijkste zoetstof die wordt gebruikt in gezoete dranken (zie maïssiroop met een hoog fructosegehalte).

• Bornet, F. R. J., A. M. Fontveille, S. Rizkalla, P. Colonna, A. Blayo, C. Mercier, en G. Slama. 1989. “Insuline en glykemische reacties bij gezonde mensen op natief zetmeel, verwerkt op verschillende manieren: correlatie met in vitro α-amylase hydrolyse.”American Journal of Clinical Nutrition 50: 315-323.
• Sengbusch, P. V. 2003. De structuur van een plantencel. Toegangsdatum: 6 December 2006.
• Smith, A. M., S. C. Zeeman, D. Thorneycroft en S. M. Smith. 2003. “Zetmeelmobilisatie in bladeren.”Journal of Experimental Botany 54 (382): 577-583.
• Willett, W. C, and M. J. Stampfer. 2003. “De voedselpiramide herbouwen.”Scientific American (Januari, 2003). Toegangsdatum: 6 December 2006.