Die Hydratation der Stärke

Zusammenfassung Zur vergleichenden Untersuchung der Wassersorption von Kartoffel‐, Weizen‐, Mais‐ und Reisstärke wurden die Gleichgewichtswerte bei Wassersättigung sowie die Ad‐ und Desorptionsisothermen nach zwei verschiedenen Verfahren aufgenommen. Weiterhin wurde der Einfluß verschiedener Trocknungsarten auf die Größe der Sorption untersucht. Der Einfluß der Stärkestruktur auf die Wassersorption wurde an verkleisterten und mittels Methanol ausgefällten Kartoffel‐, Weizen‐, Mais‐ und Reisstärken untersucht. Die durchgeführten Messungen führten zu folgenden Ergebnissen: Die Werte für die Wassersorption nehmen in der Reihenfolge Reis‐, Mais‐, Weizen‐, Kartoffelstärke zu; dabei sind die Unterschiede zwischen den Stärkearten bei Wassersättigung am größten, vermindern sich bei abnehmender rel. Feuchte und verschwinden bei den Getreidestärken unterhalb 68% rel. F. und zwischen Kartoffel‐ und Getreidestärken unterhalb 35%. Bei den unverkleisterten Stärken ist die Größe der Wassersorption in allen Feuchtigkeitsbereichen bei gleicher Temperatur von der angewandten Methodik — Messung bei Atmosphärendruck innerhalb von 20 bis 120 Tagen bzw. Messung unter vermindertem Luftdruck in 10–50 Stunden— praktisch unabhängig. Durch thermische Trocknungsverfahren wird bei allen vier Stärkearten die Fähigkeit zur Wasseraufnahme bei Wassersättigung der Atmosphäre herabgesetzt. Dieselben Stärken zeigten dagegen nach Methanolentwässerung und Vakuumtrocknung eine erhöhte Fähigkeit zur Wasseraufnahme. Durch Verkleistern und anschließende Methanolfällung erhaltene Quellstärken zeigten bei Wassersättigung eine auf über 40 % H 2 O erhöhte Sorptionsfähigkeit. Dabei sind die Unterschiede zwischen den Stärkearten fast völlig verschwunden. Unterhalb 79 bis 68 % rel. F. sind die Sorptionsisothermen mit denen der unverkleisterten Stärken praktisch identisch. Die Isothermen zeigen bei Auswertung nach der F reundlich 'schen Isothermengleichung log a = f (lg x ) bei doppelt logarithmischer Darstellung zwischen 0 und 68 % rel. F. mit unterschiedlichen Neigungskoeffizienten angenähert linearen Verlauf und gehen bei zunehmender Wassersättigung ohne merklichen Übergang in einen steil ansteigenden Ast über. Aus der Abweichung von der Gültigkeit der F reundlich ‘schen Isothermen wird auf eine Wasserbindung der Stärke im Bereich höherer rel. Feuchtigkeiten durch Kapillarkondensation geschlossen, deren Größe von der Oberflächenbeschaffenheit des Sorbens und den Sorptionsbedingungen abhängig ist. Unterhalb dieses kritischen Punktes der Isothermen ist die Wasserbindung der Stärke vorwiegend eine für die Stärkekohlenhydrate spezifische Stoffeigenschaft und erfüllt die für einen reinen Adsorptionsvorgang geltende F reundlich ‘sche Gleichung.