Пищевой кукурузный крахмал (23-10-4) Физико-химические свойства
Пищевой кукурузный крахмал
Крахмал пищевого качества на основе углеводов, используемый как функциональное вспомогательное вещество для загущения, связывания и улучшения текстуры в пищевых, фармацевтических и промышленных смесях.
| Номер CAS | 23-10-4 |
| Класс веществ | Крахмалы (полисахариды) |
| Типичная форма | Порошок (пищевой сорт) |
| Распространённые стандарты | EP |
Пищевой кукурузный крахмал представляет собой ботаническую смесь полисахаридов, преимущественно состоящую из глюкозосодержащих полимеров (амилозы и амилопектина) и функционирует как высокомолекулярное углеводное вспомогательное вещество и пищевой загуститель. Структурно класс характеризуется повторяющимися α-D-глюкопиранозными звеньями, преимущественно связанными α-(1→4) гликозидными связями с разветвлениями α-(1→6) в амилопектине; полимерная архитектура формирует высокую плотность соседних и первичных гидроксильных групп, определяющих физические свойства. На молекулярном уровне описанные составные характеристики отражают многокомпонентную систему с обширной способностью к водородным связям, многочисленными неопределёнными стереоцентрами и значительной топологической полярной поверхностью, что соответствует углеводным смесям, проявляющимся как гидратированные, водородносвязанные сети, а не отдельные малые молекулы.
Химически крахмалоподобные материалы нейтральны при обычных условиях (без формального ионного заряда) и обладают высокой гидрофильностью и низкой естественной липофильностью за счёт обилия гидроксильных групп. Кислотный или ферментативный гидролиз разрывает гликозидные связи с образованием растворимых олигосахаридов и глюкозы; термическая обработка вызывает желатинизацию с последующей необратимой декстринзацией и термическим разложением при повышенных температурах. Окислители конвертируют первичные спиртовые группы в карбонильные и карбоновые функциональные группы; восстановительные условия или щадящий щелочной гидролиз также могут вызывать разрыв цепей. Функционально пищевой кукурузный крахмал широко используется в пищевых системах (загущение, желатинизация, стабилизация), фармацевтических формах (связывающее вещество, дезинтегрант, формообразователь матрицы) и в различных промышленных областях (бумага, текстиль, клеи), где используются его реологические и пленкообразующие свойства.
Распространённые коммерческие стандарты для этого вещества включают: EP.
Обзор и состав
Пищевой кукурузный крахмал, представленный здесь, является многокомпонентным полисахаридным материалом с описаниями, характеризующими модель с двумя ковалентно связанными единицами и сопутствующим небольшим основным соединением. Молекулярные параметры на начальном уровне подчеркивают высокую полярность и способность к водородным связям, что соответствует олигоглюкозным или полиглюкозным составляющим и незначительным низкомолекулярным аддуктах или остаткам, связанным с обработкой.
Основные рассчитанные идентификаторы и параметры состава: - Молекулярная формула: \(C_{12}H_{25}NO_{11}\) - Молярная масса: \(359.33\,\mathrm{г}/\mathrm{моль}\) - Точная масса / мономасс: \(359.14276061\) (безразмерная, как указано) - Топологическая полярная поверхность (TPSA): \(191\,\text{Å}^2\) - Число доноров водородных связей: 9 - Число акцепторов водородных связей: 12 - Число вращающихся связей: 4 - Число тяжелых атомов: 24 - Формальный заряд: 0 - Сложность: 382 - Число неопределённых атомных стереоцентров: 10 - Число ковалентно связанных единиц: 2
Аннотации на уровне компонентов (как предоставлено) указывают на присутствие гликанового компонента и аммиака (в составе CID 294 и CID 222 соответственно в исходных данных). Генерация конформеров для данного материала запрещена для трёхмерного моделирования, так как вещество является смесью или соляной формой и содержит множество неопределённых стереоцентров; это соответствует неоднородным полимерным образцам, для которых невозможно назначить один чётко определённый набор конформеров.
Доступные структурные строки (в виде простого текста): - SMILES: C(C1C(C(C(C(O1)OC2C(OC(C(C2O)O)O)CO)O)O)O)O.N - InChI: InChI=1S/C12H22O11.H3N/c13-1-3-5(15)6(16)9(19)12(22-3)23-10-4(2-14)21-11(20)8(18)7(10)17;/h3-20H,1-2H2;1H3 - InChIKey: AMHSIAGEEZQKAV-UHFFFAOYSA-N - Номер CAS: 23-10-4
Качественный состав
Пищевой кукурузный крахмал главным образом состоит из высокомолекулярных глюкозных полимеров (амилоза: преимущественно линейный α-1,4; амилопектин: сильно разветвлённый с α-1,4 и α-1,6 связями) вместе с примесями некарбогидратного происхождения (остаточный белок, липиды, минеральные вещества), зависящими от технологии и очистки. Представленные молекулярные параметры соответствуют дискретной углеводной единице с присоединённым основным аддуктом и должны интерпретироваться как репрезентативные вычислительные аннотации для гетерогенного материала, а не как единственная определённая малая молекула.
Высокое количество доноров водородных связей (9) и акцепторов (12), а также TPSA \(191\,\text{Å}^2\), свидетельствуют о сильной гидратационной способности и склонности к образованию обширных межмолекулярных водородных сетей в твёрдом состоянии и в водных средах. Неопределённые стереоцентры отражают многочисленные хиральные центры, присущие глюкозным звеньям и точкам разветвления.
Внешний вид и типичная форма
Экспериментально установленных данных по этому параметру в текущем контексте нет.
Практически пищевой кукурузный крахмал встречается в виде текучего порошка или гранулированного материала белого или почти белого цвета. Размер частиц, морфология гранул и кажущаяся насыпная плотность варьируются в зависимости от ботанического источника и условий измельчения/обработки; эти физические характеристики определяют диспергируемость, поведение при желатинизации и реологию в применении.
Химические свойства
Реакционная способность и коррозионное поведение
Экспериментально установленных данных по этому параметру в текущем контексте нет.
Замечания по реакционной способности на уровне класса: полисахаридные матрицы химически стабильны при нейтральных и сухих условиях, но подвержены: - Кислотно-катализируемому гидролизу гликозидных связей (скорость увеличивается с ростом температуры и кислотности). - Ферментативному гидролизу амилазы и глюкозидазами с образованием олигосахаридов и моносахаридов. - Окислению первичных спиртов сильными окислителями с образованием карбонильных/карбоновых производных и возможной деполимеризацией. - Термической модификации: желатинизация (гидратированное набухание) при повышенных температурах с последующей декстринзацией и образованием угля при ещё более высокой температуре.
Крахмал и крахмалосодержащие материалы не являются коррозионными для металлов так, как сильные кислоты и основания, однако длительный контакт с кислыми или щелочными растворами может способствовать гидролитическому разложению и вызывать коррозию посредством pH-опосредованных эффектов.
Совместимость и несовместимости
Экспериментально установленных данных по этому параметру в текущем контексте нет.
Общие рекомендации по совместимости: - Несовместим с сильными окислителями (риск окислительного разрушения и деградации). - Подвержен кислотному и щелочному гидролизу; избегать длительного контакта с сильными минеральными кислотами и щелочами при необходимости сохранения структурной целостности. - Практически нерастворим или плохо растворим в большинстве неполярных органических растворителей; органические растворители, удаляющие связанную воду или денатурирующие полимерные матрицы, могут изменять функциональные свойства. - Биодеградируем и легко усваивается микроорганизмами; чувствительность к микробной деградации требует сухого и гигиеничного хранения для обеспечения долгосрочной стабильности.
Применение и безопасность
Контексты промышленного и коммерческого использования
Краткое резюме по применению отсутствует в текущем контексте данных; на практике данное вещество выбирается на основе его общих свойств, описанных выше.
Типичные промышленное и коммерческое применение съедобного кукурузного крахмала и близкородственных фракций крахмала включают: - Пищевая промышленность: загуститель, стабилизатор, желирующий агент, носитель, противослеживающее вещество и текстуратор. - Фармацевтическая промышленность: связывающее вещество для таблеток, дисинтегрант, наполнитель и вспомогательное средство при покрытии; производные модифицированного крахмала используются для матриц с контролируемым высвобождением. - Промышленные применения: клейстерование бумаги и текстиля, биоразлагаемые клеевые составы, пленкообразователи в покрытиях и модификаторы реологии в составах, где приемлем полисахаридный полимер. Выбор для конкретного применения зависит от размера гранул, распределения молекулярной массы (соотношение амилозы и амилопектина), степени очистки и любых химических или физических модификаций (например, преджелатинизированный, сшитый, окисленный).
Опасности и меры предосторожности при обращении
Экспериментально установленное значение этого свойства отсутствует в текущем контексте данных.
Вопросы здоровья и безопасности при обращении с материалами класса крахмала: - Низкая острая системная токсичность при пероральном приёме в типичных уровнях использования; однако вдыхание дисперсной пыли может
