Zetmeel

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Slemptafel

Zetmeel (molecuulformule: (C6H10O5)n) is een verzamelnaam voor de complexe polymeren van glucose en koolhydraten die in de natuur dienen als voedselreserve voor planten.

De naam zetmeel vindt zijn oorsprong in het proces waarin ongeraffineerde zetmeelmelk in slempgoten werd uitgewassen en ontwaterd. Het ontwaterde meel bleef als "zetmeel" in de slempgoten achter en werd vervolgens handmatig uitgestoken. In het Duits heet zetmeel Stärke. Deze naam slaat op een van oudste toepassingen van het zetmeel: het stijven, sterken van doek.

Structuur[bewerken]

Structuur van de amylose molecule.
Structuur van de amylopectine molecule.

Er worden twee hoofdtypen onderscheiden: amylose en amylopectine. Beide soorten zijn opgebouwd uit glucosemoleculen die op een kenmerkende wijze zijn gekoppeld; enkele honderden tot duizenden in een regelmatige onvertakte keten bij amylose, enkele duizenden tot een miljoen in een onregelmatig vertakkende boomvorm bij amylopectine.

Hoewel in absolute massa maar ongeveer een vierde van het zetmeel bestaat uit amylose, is het aantal moleculen amylose wel zo'n 150 keer groter dan het aantal moleculen amylopectine. Amylose is namelijk een veel kleinere molecule dan amylopectine. Heel wat eigenschappen van een zetmeel worden dan ook bepaald door amylose.

Zetmeel ordent zich meestal in semi-kristallijne korrels die nogal in grootte kunnen verschillen. Rijstzetmeel heeft een relatief kleine granule (ongeveer 2µm), aardappelzetmeel heeft grotere granules (tot 100µm).

Een typische eigenschap van zetmeel is dat het wateroplosbaar wordt bij verwarming. De granules zwellen en barsten en de semi-kristallijne structuur gaat verloren. Een deel van de kleinere amylosemoleculen loogt uit. Dit proces wordt verstijfseling genoemd. Tijdens het verstijfselen wordt het zetmeel een pap en krijgt het viscositeit. Heel wat van de bindende eigenschappen van zetmeel zijn hierdoor te verklaren.

Bij afkoeling of lange bewaring wordt de semi-kristallijne structuur gedeeltelijk weer aangenomen. Het zetmeel, voornamelijk de amylose, retrogradeert en de zetmeeloplossing dikt op en de viscositeit stijgt. Dit proces is ook verantwoordelijk voor het hard worden van oud brood en het laagje water boven op een gel (synerese).

Al langere tijd zijn er planten met zuivere amylopectine zetmeel, zonder amylose, bekend afkomstig van waxy maïs. Recent is deze variant, amylopectine aardappelzetmeel ook bij aardappelen ontwikkeld. Waxy zetmeel heeft minder last van retrogradatie of opdikking tijdens bewaren.

Verteerbaarheid[bewerken]

Verteringsenzymen hebben problemen bij het verteren van kristallijne structuren. Daarom is natuurlijk zetmeel slecht afbreekbaar in de maag, maar bacteriële afbraak vindt wel plaats in de dikke darm. Dit geldt met name voor aardappelzetmeel. Om de verteerbaarheid te vergroten wordt zetmeel meestal eerst voorverstijfseld. Aangezien het semi-kristallijne zetmeel wegens de slechte verteerbaarbaarheid aanzienlijk minder calorieën bevat, kan men bijvoorbeeld stellen dat gekookte rijst meer energie levert dan koude. Het roosteren van oud brood is bijvoorbeeld een manier om een deel van de semi-kristallijne structuur van het brood ongedaan te maken, waardoor het verser lijkt.

Hydrolyse[bewerken]

Zetmeel kan gehydrolyseerd worden door amylase, een enzym dat onder andere in speeksel zit. Bij de hydrolyse wordt de zetmeelketen verknipt door het inbouwen van een watermolecuul. Beta-amylase bijvoorbeeld, verknipt zetmeel in maltose-eenheden. Dit proces vindt plaats bij de vertering van zetmeel, maar ook bijvoorbeeld bij het brouwen van bier, waar amylase uit de zaadhuid van de granen verantwoordelijk is voor het omzetten van het zetmeel naar maltose. Zetmeel is een reservesuiker en moet daarom snel gemetaboliseerd kunnen worden. Dit is mogelijk omdat de glucosemoleculen in zetmeel gebonden zijn door de makkelijk hydrolyseerbare alfa-bindingen. Dezelfde bindingen zijn ook aanwezig in het dierlijke reservepolysaccharide glycogeen.

Veel structurele polysacchariden zoals chitine, peptidoglycaan en cellulose zijn gebonden door beta-bindingen, die veel beter bestand zijn tegen hydrolyse.

Natief zetmeel en gemodificeerd zetmeel[bewerken]

Zetmeel is de voornaamste bron voor koolhydraten in de voeding, aanwezig in vele groentes en fruit, in pasta, brood, tortillas en bonen. De zetmeelindustrie raffineert (natief) zetmeel uit voornamelijk maïs, tapioca, tarwe en aardappelen. Nadien bewerkt de industrie het zetmeel eventueel afhankelijk van de toepassing tot gemodificeerd zetmeel. Enkele typische bewerkingen van zetmeel zijn bijvoorbeeld koudwater oplosbaar maken, kationiseren, oxideren, hydroxypropyleren, carboxymethyleren, dextrineren. Veruit meest toegepaste bewerking/modificatie is zetmeel afbreken tot glucosestropen.

Zetmeelsuikers[bewerken]

Zetmeel is een glucose polymeer. Door de activiteit van hydrolytische enzymen kunnen uit zetmeel diverse zetmeelsuikers gewonnen worden.

  • Glucosestropen zijn korte polymeren van glucoseketens.
  • Volledig omgezette glucose wordt ook wel aangeduid als dextrose.
  • Glucose kan enzymatisch omgezet worden naar fructose, dat ongeveer dubbel zo zoet is als glucose. Voor deze omzetting wordt het enzyme glucose-isomerase gebruikt. Een mengsel van ongeveer gelijke verhouding glucose en fructose, wordt invertsuiker of isoglucose genoemd. Het is 15% zoeter (per mol-equivalent) dan het fructose-glucose dimeer sacharose of tafelsuiker.

Glucose wordt ook gebruikt als grondstof voor productie van polyolen zoals sorbitol en als grondstof voor bio-ethanol, polymelkzuur, citroenzuur, ascorbinezuur.

Toepassingen[bewerken]

In voedingsmiddelenindustrie wordt zetmeel onder andere gebruikt als bindmiddel in voedingswaren. Voorbeelden hiervan zijn: soepen, sauzen, pudding, vla, noedels, borrelnootjes, winegums, en drop. Als zoetstof wordt het derivaat glucosestroop in limonades, snoep, ijs, etc toegepast.

Technische toepassingen zijn b.v. lijmen (behanglijm, het verlijmen van golfkarton), stijfsel voor tafellinnen en wasgoed en bindmiddel voor de cellulosevezelsuspensie in de papierbereiding. Zetmeel wordt ook gebruikt als papierhulpstof voor de oppervlakte behandeling (sizing/sterken en coaten) van papier. In de textielindustrie wordt het gebruikt voor het (ver)sterken van garens voor het weven en als drukverdikker voor pigmenten in het drukproces. Daarnaast zijn er een veelvoud van andere toepassingen, zoals petfood, voor olieboringen, desintegratie middel in famaceutische toepassingen, enz. enz.

Bij jodometrie, een titratie-techniek, wordt het gebruikt als indicator voor di-jood, waarmee het een diepblauw complex vormt. De titratie wordt altijd uitgevoerd op een zodanige wijze dat voor het equivalentiepunt een blauwe kleur (jood met zetmeel) aanwezig is, na het equivalentiepunt is de oplossing kleurloos. Het verdwijnen van de laatste sporen van het blauw gekleurde complex geven het eindpunt van de titratie aan.

Zie ook[bewerken]

Externe link[bewerken]