Keményítő, tartalék tápanyag Búza Kukorica keményítő

• Frissítve: 2023-09-18       Keménység mérés

Keményítő (amilum) a növényvilágban a legelterjedtebb tartalék-tápanyag poliszaccharid. A növény szénhidrát-tartalékul használja és különböző alakú szemcsék alakjában raktározza a sejtekben.

Savval hidrolizálva dextrinné, maltózzá, enzimmel bontva a-d-glükózzá alakul.
A Keményítő Jóddal kék színeződést ad, hideg vízben nem oldódik, forró víztől megduzzad, majd kolloidálisan oldódik. Ez az oldat lehűlésekor géllé (kocsonyává) alakul, ez a keményítőcsiriz.

A keményítő különböző eljárásokkal két komponensre bontható. Az egyik rész az amilopektin (vagy más néven a-amilóz), a másik rész az amilóz (más néven B-amilóz).

A Keményítőt iparilag különböző növényekből, növényi részekből állítják elő, pl. burgonyából, búzából, rizsből, kukoricából stb.

Az ipar hatalmas méretekben dolgozza fel a Keményítőt szeszgyártásra, cukor készítésére (burgonyacukor), ragasztóanyag előállítására. Keményítő szintézise és bontása. A Keményítő szintézisét a növényben a keményítő-foszforiláz végzi glükóz-l-foszfátból. A reakció megfordítható.

A keményítő szintézisének lehet kiindulási anyaga a szaccharóz is, de ezt a molekulát előzetesen a szaccharózfoszforiláz glükóz-l-foszfát molekulára bontja.

A keményítő bontása bonyolult, több enzim közreműködésével lejátszódó folyamat.
A keményítőt az a-amiláz dextrinné bontja. A d-amiláz kevés dextrinmaradék keletkezése mellett maltózzá bomlik. A maltóz további bontása maltóz v, a-glükozidáz enzim segítségével megy végbe, optimálisan 7,2 pH mellett.

A keményítő-foszforiláz egészen a glükózmolekulákig hidrolizálja a keményítőt.
Az a- és B-amiláz bontó tevékenysége irreverzibilis, a keményítő-foszforilázé pedig reverzibilis.

Keményítő meghatározás azon az elven alapul, hogy a keményítőt amiláz enzimekkel maltózzá alakítjuk, majd a maltózt savval hidrolizáljuk, és a keletkezett glükóz mennyiségét mérjük. Zöldségnövények >>>

Keményítő - Pallas lexikon

Keményítő (rossz magyarsággal kennye), a növénysejtnek protoplazmában a klorofillum társaságában megjelenő, szilárd testalaku szemecskés röge. Nagysága változó; alakja gömb, tojásdad, soklapu (poliédrikus) vagy szabálytalan. Nagyobb mennyiségben előjön a Gabonanemüek magvaiban, a burgonyában, a hüvelyes veteményekben, a gesztenyében és bizonyos nem európai veteményekben, mint a szágopálma és Arrowroot-ban.

Az egyes keményítőszemcsék a származás szerint különbözők és mikroszkóp alatt könnyen felismerhetők.

Minden Keményítő-szemcséből három anyag különíthető el, t. i. egy nehezebben és egy könnyebben oldható Keményítő-cellulóza és a granulóza.

A cellulóza-hártya összetétele azonos a növénycellulózáéval. A külső cellulóza-hártyának tulajdonítható, hogy a hideg viz az ép Keményítő-szemcsékre semmi hatást sem gyakorol.
A granulóza vizben oldódik, úgy hogy szétdorzsölt Keményítő-szemcsékből a granulóza vizzel teljesen kioldható és csakis a Keményítő-cellulóza marad vissza. Ugyanezt elérhetjük, ha keményítőt híg savakkal vagy nyállal kezelünk.

A Keményítő-cellulóza főleg abban különbözik a granulózától, hogy amaz a jód által sárgára festetik, ellenben az utóbbi jóddal kék szinezést mutat.

Az újabb vizsgálatok azonban kiderítették, hogy a keményítőben vannak olyan részek is, melyek jód által Ibolya, vörös, sárgavörös szinezést is adnak.
A Keményítő-cellulóza magasabb hőmérséknél kálilúggal kezelve, oldható keményítővé alakul át.

A keményítőben tehát a hidrogén és oxigén olyan arányban van jelen, mint a vizben.

A keményítőnek minden átváltozása azt mutatja, hogy egy molekulája a (C6H10O5)-nek valamely sokszorosából van alkotva, amiért is újabban vegyképletét (C6H10O5)x-el fejezik ki.

Payen szeint a Keményítő fajsúlya 20° C-nál 1,505, teljesen száraz állapotban pedig körülbelül 1,6.
A Keményítő erősen higroszkópikus anyag és a levegőn hagyva, különböző mennyiségü vizet vesz fel. 160°-on tul hevítve vizben oldható módosulatba megy át, majd súlyváltozás nélkül dextrinné alakul. Különösen könnyen átalakul az olyan Keményítő, mely hevítés előtt glicerinnel volt keverve.

A Keményítő száraz desztillációjánál szénsav, szénoxid, szénhidrogének, ecetsav, kozmás anyagok és viz megy el és porózus szén marad vissza.

Alkoholban, éterben és illó olajokban, valamint a többi oldószerekben a Keményítő teljesen oldhatatlan.

Viz iránt való viselkedése az erjedési iparban nagy fontossággal bir. Sértetlen keményítőszemcse viz által teljesen változatlanul hagyatik, amiről meggyőződhetünk azáltal, hogy a keményítőről lefiltrált vizet jódoldattal vizsgáljuk, a kék szineződés nem jő létre; forró vizben a Keményítő elcsirizesedik.

Keményítő gyártása

Európában a Keményítő gyárilag főleg burgonyából, búzából, kukoricából és rizsből állíttatik elő.
A burgonyakeményítő van leginkább elterjedve és gyártása legegyszerübb is, mert a burgonyában a keményítő mellett (12-24%) még csak cellulóz, viz és kevés mennyiségü fehérje és ásványi anyag van jelen.
A burgonyát félcilinder alakú keverőlapátokkal ellátott mosóedénybe teszik és megmossák, azután a reszelőbe viszik, amelyben kásás tömeggé reszelik.

A különféle reszelőszerkezetek közül leginkább van elterjedve a fürészlapátokkal ellátott reszelő, ez alapjában véve úgy van szerkesztve, hogy egy fürészlapokkal ellátott, gyorsan rotáló cilinderre nyomják a burgonyát és igy finom részekre szétszakítják.

A burgonyareszeléket szivattyúk segélyével szitarendszerre (cilinder- vagy rázósziták fecskendezéssel) vezetik, amelyen a keményítőnek a sejtbőrtől, az ugynevezett törkölytől való elválasztása történik olyképen, hogy a tömegre fecskendezett viz a keményítőt a szita nyilásain keresztül mossa, a voluminózus törköly ellenben visszamarad. Ha a reszelék nem elég finom, akkor az utóaprítás malomkövek vagy hengerek által történhetik.

A szitálásnál kimosott keményítő még finom törkölyrészeket és egyéb tisztátlanságot tartalmza, melyektől hosszu favályukban iszapolással szabadítják meg. A nagyobb fajsúllyal biró keményítő ezekre lerakódik, a mosóviz és a törkölyrészecskék kevés keményítőrészekkel lefolynak. Ezen lefolyó keményítőt nagy falazott tartályokba hagyják leülepedni és ezt külön dolgozzák fel silányabb minőségü keményítővé.

A vályukban lerakódott éss odatapadt keményítőt lapátokkal leszedik, keverőkészülékkel ellátott kádakban vizzel többször megmossák, majd sűrü tejjé keverik és a keményító-centrifugálóban a viztől megszabadítják.

A keményítőgyárakban a Fesca-féle centrifugáló van elterjedve. A centrifugált keményítő még körülbelül 30% vizet tartalmaz, miért is a felesleges viz eltávolítása céljából utószárításra van szükség, mely vagy gőzzel fűtött szárító kamrákban, vagy pedig külön e célra szerkesztett készülékekben történik.

Ezen szárítókészülékek ugy vannak szerkesztve, hogy egy végnélküli szövet gőzzel fűtött lapos edény felett lassan vezettetik. A száraz burgonyakeményítő viztartalma 18-20% közt változik. A szitán visszamaradó rész a törköly; még körülbelül a száraz anyagnak 50%-át keményítő alkotja, melyet azonban már feldolgozni nem érdemes. Éppen ezért ezen keményítőgyári hulladékot, a törkölyt, mint takarmányt használják fel, mely nitrogéndús takarmányokkal vegyítve, az állat hizlalására különösen alkalmas.

A búza-, kukorica- és rizskeményítő gyártása lényegesen különbözik a burgonya-keményítő gyártásától és pedig azért, mert ezen nyersanyagok a keményítő mellett még protein anyagokat (sikért) nagyobb vagy kisebb mennyiségben tartalmaznak. A búzakeményítő gyártására többféle eljárás van a gyakorlatban elterjedve: a) a hallei vagy erjesztési eljárás; b) az erjesztés nélküli (elzászi) eljárás és c) a lisztfeldolgozási vagy Martin-féle eljárás.

Erjesztés

Az erjesztési eljárás főbb vonásokban a következő:
A búzát nagy falazott vagy vas-bassinokban áztatják, vagyis mindaddig tartják vizben, mig a szemek teljesen átáznak és megdagadnak. Az áztatás tartalma alatt a búzának vizben oldható része kilúgoztatik. Ha az áztatás be van fejezve, a vizet lebocsátják s újra megmossák. Az igy előkészített búzát öntöttvas hengereken szétzúzzák, a szétzúzott tömeget nagy kádakba eresztik, itt vizzel vastag péppé keverik és erjedésbe hagyják jönni.

Az erjedés tartalma 15-20° C. hőmérséknél 10-14 nap és ennek célja az, hogy a sikér olyképen jöjjön bomlásba, hogy a keményítőtől könnyen elváljon. Ezután a vizet leeresztik s a maradékot a mosódobba eresztik. A mosódob kilyukasztott rézszitadobból áll, mely saját tengelye körül forgatható és fecskendező csővel van ellátva. A dob forgatása és a viz fecskendezése által a keményítő a tömegből kimosatik, a dobban visszamaradó rész, mely a búza külső héjából, csirákból és savanyu sikérből áll, disznótakarmány gyanánt használtatik fel.

A keményítőtejet szitasorozaton bocsátják át, majd fakádakban jól összekeverik és néhány napig nyugodtan állani hagyják. 3-4 nap mulva az összes keményítő leülepedett és egészen jól megkülönböztethető három réteg látható. Az alsó és legnagyobb keményítőréteg csaknem teljesen tiszta, a középső a sikérkeményítőt tartalmazza, a felső réteg pedig savanyu sikérből és héjroncsokból áll.

Most tehát a két felső réteget óvatosan felkeverik és csapnyiláson leeresztik, a hátramaradtó keményítőréteget óvatosan vizzel való fecskendezéssel megtisztítják, a lefolyó sikérkeményítőtejet vagy iszapolással vagy centrifugáló készülék segélyével tovább tisztítják.

A finom keményítőnek a sikérkeményítőtől való elválasztási folyamata különben direkte a nyerskeményítő-centrifugáló készüléken is történhetik. Ezen készülék ugyanis át nem bocsátó dobköpennyel lévén ellátva, a nagyobb fajsúllyal biró finom keményítő a legkülsőbb részben rakódik le, a héjak stb. pedig mint legkönnyebb rész belül maradnak; ezen két réteg között rakódik le a sikérkeményítő.

A keményítőt lekaparják, még egyszer selyemszöveten átszűrik és finomító centrifugálon át, éppen olyan módon, mint a burgonyakeményítő-gyártásnál, a viztől megszabadítják. Sok gyárban a viztől való elválasztás leszívás, komprimált levegő behatása vagy lecsepegtető szekrényekben történik. Hajpor nyerése céljából a keményítőt malomköveken megőrlik és szitálják.

Elzászi eljárás

A búza áztatása és zúzása éppen olyan módon történik, mint a hallei eljárásnál. Azonban a szétzúzott búzát egyszerüen kimossák, ami a sikér nyulós sajátságánál fogva e célra szolgáló készülékeken történik. Az ezen célra legalkalmasabb készülék félcilinder-alaku teknőből áll, mely szitafenékkel van ellátva; könnyen mozogható csuklós lapátokkal a tömeg viz ráfolyása közben jól összekevertetik.

A keményítőt a nyers keményítőtejből éppen olyan módon nyerik, mint az erjesztési eljárásnál. A tiszta keményítőn kivül még kevés mennyiségü sikérkeményítő is nyeretik. A kimosott maradékot, mely héjakból és sikérből áll, e célra szolgáló hordókba adják, ahol a héjat a sikértől szárítás által választják el. A héjak takarmány gyanánt használtatnak fel, mig a sikért vagy friss állapotban szárítják és mint glutent, aleuronát stb. albumin helyett és tápszer gyanánt hozzák forgalomba, vagy pedig néhány napig meleg helyen hagyják állani, mely idő alatt szétbomlik. Ezen -erjesztett- sikért rámákban szárítják és vékony táblákban mint sikér, bécsi enyv, csiriz stb. fordul elő a kereskedésben.

Búzaliszt feldolgozása

A litsztet vizzel kemény tésztává dagasztják, kevés idei állás után keskeny darabokra vágják és e célra szolgáló mosókészülékeken vizzel addig gyúrják, mig a kifolyó viz keményítőt többé nem visz magával. A visszamaradt sikér aztán a fentebb leirt módon kezelhető; a keményítőtejet is az előbbi eljárások szerint dolgozzák fel. Hogy a három eljárás közül melyik alkalmaztassék, az függ a nyers anyag minőségétől.

Az erjesztési eljárás csak a sikérben szegény búza feldolgozására alkalmas, mert a sikér legnagyobb részben veszendőbe megy. Az elzászi eljárás sok finom keményítőt szolgáltat, kevés sikérkeményítőt és kevesebb sikért ad, mint a lisztfeldolgozási eljárás, mely ellenben ismét több sikérkeményítőt ad.

A kukorica-keményítő gyártása.
A kukoricát megtisztítják és törőhengereken összetörik, majd nagy tágas edényekben kénessav v. ammoniák hozzáadásával hosszab ideig áztatják. Az ázott finom kukoricát hengerszéken v. malomköveken finom lisztté őrlik és nagy kádakban vizzel borítják, kevés ammoniak v. kénsav hozzáadása után 1-2 napig nyugodtak állni hagyják. Majd a tömeget goromba és finom szitaszerkezeten vezetik át, a keményítőtejet nagy ládákban felfogják, a héjak és csirákból álló maradékot pedig kiszedik.

A keményítőtej további feldolgozása oly módon történik, mint a búzakeményítő gyártásánál, ugyszintén a kezelés és szárítás is hasonló a búzakeményítőéhez. Miután bizonyos célokra savanyu, más célokra pedig alji hatásu keményítő kivántatik, e szerint megsavanyítják, vagy nátron- v. kálilúggal alkalikussá teszik a keményítőt. A nyerskeményítő centrifugálásánál nyert vakarék (gluten) a héjjal és csirákkal együttesen kitünő, nitrogénben dús takarmányt ad.

Rizskeményítő

Rizskeményítő gyártása.
A rizskeményítő gyártásához csaknem kizárólag rizstörmeléket, a rizshántológyárak hulladékát használják. A gyártási munkálat hasonló a kukoricakeményítőéhez, de mégis körülményesebb, mert a protein eltávolítása sokkal nehezebb. A rizs áztatása nagy, lyukas fenékkel ellátott kádakban történik igen híg nátronlúg hozzáadásával. Az áztatás befejezésével a vizet leeresztik és a rizst nátronlúg ismételt hozzáadásával finomra őrlik kettős őrlőkövön vagy (újabb időben) hengerszékeken.

A finomra őrölt pép szitaszerkezeten megy át, melyen a szét nem őrölt rizsrészek, a héjak és goromba rostu protein visszamarad, ezek takarmányul szolgálnak.

A keményítőtej leülepedése által, vagy nyerskeményítő-centrifugáló készüléken a sikértől és a silányabb keményítőtől megszabadíttatik. A silány keményítőt még egyszer az üzemhez viszik, a finom keményítő vagy iszapolás vagy centrifugálás által finomítás alá kerül és a viztől vagy szekrényekben való lecsepegtetés által, vagy légnyomó készülékben szabadíttatik meg. Az ezen eljárásnál nyert keményítődarabok 50-60 °C.-nál előre lesznek szárítva, majd papirba téve alacsonyabb hőmérséknél a még feles viztől is megszárítják. Minél lassabban történik a szárítás, a keményítő fénye annál erősebb.

Egyéb keményítőfajok. Az u. n. exotikus keményítőfajokat, mint szágo-, tapioka-, Arrowroot-keményítő, többnyire igen egyszerü módon nyerik, ezek rendesen sárgás szinüek. Megjegyzendő még, hogy a kereskedésben előjövő szágoliszt burgonyakeményítőből készül megfelelő kezelés mellett.
A keményítő használata az iparban igen sokféle: a fehérnemük keményítésére, csinozására, a papirgyártásban, könyvkötészetben, továbbá mindenféle dextrinek, keményítőszörp és szőllőcukor előállításához használják.