Ciete
Ciete, agrāk saukta arī par stērķeli (no bavāriešu: Sterklis, Stärklis — 'ciete'[1]), ir augu polisaharīds, ko veido ar glikozīdsaitēm saistījušies glikozes atlikumi, kas sīkāk veido amilozi un amilopektīnu.[2]
| Ciete | |
|---|---|
 Amilozes lineārās ķēdes struktūrformula  Amilozes spirālveida uzbūve  Amilopektīna sazarotās virknes struktūrformula  Cietes šķīdināšana ūdenī | |
| Citi nosaukumi | stērķele |
| CAS numurs | 9005-25-8 |
| Ķīmiskā formula | (C6H10O5)n |
| Molmasa | (162,15)n g/mol |
| Blīvums | aptuveni 1500 kg/m3 |
| Kušanas temperatūra | sadalās |
| Viršanas temperatūra | — |
| Šķīdība ūdenī | aukstā nešķīst, karstā — uzbriest |
Ķīmiski tīra ciete ir balta pulverveida higroskopiska viela bez garšas un smaržas. Saspiežot cietes pulveri rokā, dzirdama raksturīga gurkstoša skaņa, cietes graudiņiem beržoties citam pret citu.[2]
Ķīmiskā uzbūve
labot šo sadaļuCieti veido ar glikozīdsaitēm saistījušies glikozes atlikumi, kas tajā veido divu veida molekulas — ap 20—30% amilozes (molekulmasa no ~17 000—225 000 Da) un apmēram 70—80% amilopektīna (molekulmasa no ~200 000—1 000 000 Da). Amilozes molekulas ir lineāra spirālveida virkne, ko veido α-D-glikopiranozes atlikumi, kas savā starpā saistījušies ar α(1→4)-glikozīdsaitēm, bet amilopektīna molekulas virkne ir sazarota, un to pavisam veido ~500—5000 α-D-glikopiranozes atlikumi, kas savā starpā saistījušies ar α(1→4)-glikozīdsaitēm, bet atzarojuma vietās, kas ir ik pēc aptuveni 15—30 atlikumiem, ar α(1→6)-glikozīdsaitēm.[2]
Atrašanās dabā un bioloģiskā nozīme
labot šo sadaļu
Ciete ir plaši izplatīta dabā, jo veidojas augu šūnās kā barības vielu rezerve. Visvairāk cietes mēdz būt augu saknēs, sēklās (graudos) un bumbuļos, piemēram, kartupeļos. Augu šūnās ciete veido sīkus graudiņus 20—100 mikronu diametrā. Arī dzīvnieku organismā (galvenokārt aknās) var veidoties cietei līdzīga viela, ko sauc par glikogēnu jeb dzīvnieku cieti.
Augos ciete veidojas no glikozes, kas savukārt rodas fotosintēzes ceļā, kas vispārīgā veidā aprakstāma ar vienādojumu:
- 6nCO2 + 5nH2O → (C6H10O5)n+ 6nO2
Ciete ir viens no galvenajiem ogļhidrātu avotiem uzturā. Ciete ir viegli sagremojama, jo zarnās fermenta amilāzes iedarbībā sašķeļas līdz glikozei. Kā tīra ciete, tā glikozes šķīdums vienādi ātri palielina glikozes daudzumu asinīs, jo ciete tiek sašķelta dažu minūšu laikā.[3] Pārtikā esošā ciete var uzsūkties daudz lēnāk dažādu šķiedrvielu dēļ. Cietes nešķīstošie graudiņi, kas atrodas nevārītos kartupeļos, tikpat kā netiek sagremoti. Pupās esošā ciete ir ieslēgta šķiedrvielu apvalkā un 20% no tās nesagremotā veidā nokļūst resnajā zarnā.
Ražošana
labot šo sadaļu_(14775974701).jpg)
Pasaulē cieti galvenokārt ražo no kartupeļiem, graudiem, kukurūzas un rīsiem[2], Latvijā — kartupeļiem un graudiem, kuru cietes ražošanas tehnoloģija ir līdzīga. Vispirms no izmantotajām izejvielām atdala piemaisījumus. Kartupeļiem akmeņu, augsnes, salmu, lakstu un zaļo piemaisījumu atdalīšana notiek hidrotransportēšanas laikā, ar ko tos novada uz mazgāšanu un svēršanu. Tad kartupeļus sasmalcina, iegūstot cietes graudiņu, šūnsulas, sasmalcinātu mizu un šūnapvalku šķiedrvielu putrveida masu, ko pēc tam skalo ar ūdeni un sadala ar sietiem. Uz sietiem nogulsnējas gremzdi — šķiedrvielas un augu daļiņas ar veselām šūnām —, bet caur tiem atdalās cietes piens — šūnsulas un ūdens maisījums ar tajā peldošiem cietes graudiņiem.[4]
Cietes pienu hidrociklonos un baterijās centrifugē un attīra, atšķaidot ar ūdeni un ar sietiem atdalot sīkās gremzdu daļiņas. Centrifugēšanu un skalošanu ar ūdeni veic trīs reizes, iegūstot jēlcieti, kuras mitruma saturs ir 40—50%. Jēlcieti kaltē pneimokaltēs, līdz iegūta sausā kartupeļu ciete jeb tā sauktie kartupeļu milti, kura mitruma saturs ir aptuveni 20%.[4]
Cietes ražošanā mikroorganismu iedarbība nav vēlama, jo tā uzglabāšanas laikā var sabojāt izejvielas un jēlcieti.[5] Cietes iznākumu var palielināt veicot divpakāpju kartupeļu smalcināšanu, kā arī no attīrīšanā iegūtajiem gremzdiem izskalojot cieti un uztverot izmantotajos cietes un gremzdu ūdeņos palikušos cietes graudiņus. Pāri palikušos gremzdus var izmantot kā lopbarību, bet šūnsulu iebiezināt un izmantot mikrobioloģiskās rūpniecības uzņēmumos kā bioloģiski aktīvu izejvielu.[4]
Ķīmiskās un fizikālās īpašības
labot šo sadaļu
Ciete nešķīst ne vien ūdenī, bet arī spirtā un ēterī. Karstā ūdenī cietes graudi uzbriest un sairst, veidojot stigru koloīdu šķīdumu, ko sauc par klīsteri.[2] Atdzesējot cietes klīsteri, veidojas elastīga masa — gels. Cietes koloīdais šķīdums pieder pie neņūtona šķidrumiem.
Cietei nav reducējošu īpašību. Tā skābju un fermentu (amilāzes) iedarbībā pakāpeniski hidrolizējas, veidojot šķīstošus dekstrīnus, kas pēc tam sadalās maltozē un pēcāk — glikozē.[2]
Amilozei ir raksturīga reakcija ar jodu — tā klātbūtnē novērojams spilgti zils krāsojums. Amilozes polimēra molekulai ir spirālveida uzbūve un spirāles iekšienē donorakceptorās mijiedarbības rezultātā var novietoties joda molekulas (vai trijodīda joni). Mijiedarbība notiek starp amilozes hidroksilgrupām, kas ir elektronu donori un jodu, kas ir elektronu akceptors.[6] Reakciju izmanto cietes atklāšanai dažādos produktos, kur tās atrašanās nozīmē produkta viltošanu (piemēram, medū).
Izmantošana
labot šo sadaļu
Ciete ir daudzu augu izcelsmes pārtikas produktu (maizes un citu miltu izstrādājumu, kartupeļu, kukurūzas) galvenā sastāvdaļa, to lieto ķīseļu un mērču pagatavošanai.
Hidrolizējot jēlcieti, pārtikas rūpniecībā ražo dažādus sīrupus un glikozi. Cietes hidrolizēšanos parasti panāk divējādi — vai nu ar skābi (sērskābi vai sālsskābi) vai fermentiem (iesala vai pelējumsēņu un baktēriju fermentiem). Ja pievienota skābe un ciete hidrolizējusies tikai daļēji, iegūst karameļu sīrupu, taču, hidrolizējot cieti pilnībā, ražo kristālisku glikozi. Savukārt, ja ciete hidrolizēta fermentatīvi, iegūst produktus ar dažādām pārcukurošanās pakāpēm — maltozes sīrupu un dažādus karameļu sīrupa veidus.[5]
Cieti raudzējot, var iegūt etilspirtu, pienskābi, citronskābi, butilspirtu un citas vielas. Tekstilrūpniecībā cieti lieto audumu cietināšanai (stērķelēšanai), to izmanto arī līmju un krāsu pagatavošanai, kā arī papīra ražošanā.
Ķīmiski apstrādātu cieti sauc par pārveidoto cieti. Ir vairāki pārveidotās cietes veidi ar dažādām īpašībām, tie pieder pie e-vielām jeb pārtikas piedevām. Pārveidotajai cietei nav nekāda sakara ar ģenētiski pārveidotiem organismiem.[7]
Noteikšana
labot šo sadaļuKopējās cietes noteikšanas metodes pamatā ir cietes fermentatīva pārvēršana D-glikozē. Vienā no veidiem ciete tiek izkliedēta dimetilsulfoksīdā un tad, apstrādājot ar termostabilu α-amilāzi un panākot cietes depolimerizēšanos un šķīdību, pārvērsta D-glikozē. Tad šķīdumu apstrādā ar glikoamilāzi, bet pēc tam ar glikozes oksidāzi un peroksidāzes reaģentu, iegūstot krāsainu savienojumu, kuru mēra atbilstošā viļņu garumā.[8]
Atsauces
labot šo sadaļu| Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Ciete |
- ↑ Konstantīns Karulis. Latviešu etimoloģijas vārdnīca. Rīga : Avots, 2001. 927. lpp. ISBN 9984-700-12-7.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Māra Kūka. Ogļhidrāti. Mācību līdzeklis organiskajā ķīmijā. Jelgava : Latvijas Lauksaimniecības universitāte, 2007. 47.—48. lpp.
- ↑ Zigurds Zariņš, Lolita Neimane. Uztura mācība. Rīga : LU Akadēmiskais apgāds, 2009. 33. lpp. ISBN 978-9984-45-074-2.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 Valdis Segliņš, Daiga Kunkulberga. Miltu konditorejas izstrādājumu ražošana. Rīga : RTU izdevniecība, 2013. 22. lpp. ISBN 978-9934-10-519-7.
- ↑ 5,0 5,1 Vizma Nikolajeva. Pārtikas mikrobioloģija (3. izd.). Rīga : LU Akadēmiskais apgāds, 2014. 98. lpp. ISBN 978-9984-45-395-8.
- ↑ Ojārs Neilands. Organiskā ķīmija. Rīga : Zvaigzne, 1977. 510. lpp.
- ↑ «Kas ir modificēta ciete». Diena. 2000. gada 25. maijs. Skatīts: 2011. gada 3. maijā.
- ↑ Ida Jākobsone. Pārtikas produktu uzturvērtības noteikšana. Rīga : LU Akadēmiskais apgāds, 2008. 77. lpp. ISBN 978-9984-45-085-8.