(amylum) is een van de voornaamste producten van de fotosynthese en tevens de belangrijkste reservestof uit het plantenrijk. Het komt voor in de vorm van zetmeelkorrels in de assimilerende organen (bladeren) en in de reservestof-organen, zoals zaden, vruchten, in het mergparenchym van bollen, knollen enz.
Economisch treedt het assimilatiezetmeel geheel op de achtergrond bij het reservezetmeel. Het heeft een soortelijk gewicht van ca 1,5, variërende met het watergehalte. De algemene formule van zetmeel is (C,H10O5)n, waarbij n een onbepaald, groot getal is. De korrels bestaan uit verschillende stoffen, die in wisselende verhouding in de verschillende soorten van zetmeel aanwezig zijn: 1. de amylose, in warm water oplosbaar, weinig visceuze oplossing gevende, met jodium sterk blauw kleurende;
2. de amylopectine, in warm water minder oplosbaar, een colloïdale oplossing in water van grote inwendige wrijving gevende. Zetmeel is opgebouwd uit lange ketens van glucopyranose-ringen, met 1,3-glucosidische binding verbonden (bij amylose), welke ketens bij amylopectine door 1,4-a-glucosidische bindingen onderling verbonden zijn. Daardoor heeft het amylose-molecuul rechte ketens, amylopectine vertakte. Het oplosbare zetmeel ontstaat door verhitting van zetmeel onder druk of door behandelen met verdunde zuren (0,1 pct HCl). Zet men het proces langer voort, dan ontstaat door hydrolyse achtereenvolgens dextrine en glucose. Met zwak salpeterzuur ontstaat het suikerzuur en wijnsteenzuur, met rokend salpeterzuur ontstaat onder nitrificatie een explosieve verbinding, xyloidine. In de plant wordt het zetmeel afgebroken door de amylase, die uit ten minste 2 componenten bestaat, de 𝛼- en 𝛽-amylase, die het zetmeel over respectievelijk dextrine en erythrodextrine afbreken tot maltose. De amylase, die in grote hoeveelheden in kiemend graan voorkomt, speelt door de bovengenoemde eigenschappen een rol bij de bereiding van het mout, in de bierbrouwerij en voor de bereiding van het moutbrood. Daarnaast kan zetmeel onder opname van phosphaat gesplitst worden door het enzymsysteem amylophosphorylase in glucose-phosphorzure esters. Daar deze reactie omkeerbaar is, kan men uit deze esters ook in vitro zetmeelachtige producten vormen. Het zetmeel in de plant wordt met behulp van dit phosphorylasesysteem gevormd.
In het dierlijk lichaam wordt het zetmeel reeds door de in het speeksel voorkomende ptyaline voor het grootste deel afgebroken, terwijl door de pancreas eveneens een diastatisch ferment wordt afgescheiden.
Het zetmeel wordt gevormd in de amyloplasten. Dit zijn in het geval van het assimilatiezetmeel de chloroplasten, in de reservestoforganen zijn het kleurloze orgaantjes van de cel, de amyloplasten. De korrels worden onderscheiden in enkelvoudige, samengestelde en half samengestelde korrels. Zij zijn zeer wisselend in grootte en vorm bij verschillende plantensoorten alhoewel binnen één soort de vorm in het algemeen constant is.
Het zetmeel neemt als basis van het dieet van verschillende volken een belangrijk deel van de landbouw en de economische productie van het land in. Al naar de geografische breedte en het klimaat van het land is het zetmeelleverend gewas verschillend. Een opmerkelijk feit hierbij is, dat slechts een gering aantal planten voor dit product worden aangeplant.
Van de zetmeelleverende planten zijn de granen het belangrijkst en van deze weer de tarwe en de rijst. Hierop volgen de maïs, het kafferkoren of Sorghum, de gerst, de rogge, de haver, de maniok (s cassave), de Batat (z Bataten), de aardappel, de Yamswortel (z Dioscoreaceeën), de Taro (z Colocasia), de Arrowroot, het bloemriet (z Cannaceeën), de sago ( sagopalm) en de Chayote. Deze laatste (Sechium edule Schwartz., fam. Cucurbitaceeën) wordt in centraal tropisch Amerika, Indonesië, de Philippijnen en Hawaiï aangeplant. Het is een uitstekend klein gewas. De wortels zijn zo groot als een yamswortel.
TECHNISCHE BEREIDING
Hiervoor komt alleen het reservezetmeel in aanmerking. Al naar gelang van het orgaan, waarin zich dit heeft opgestapeld, vertoont de bereiding een afwijkende techniek. Voor knollen (aardappel), vruchten (graan) en stengels (sago) is de behandeling geheel afwijkend. De grootste hoeveelheden zetmeel komen in vruchten en zaden voor; tarwe bevat 58-78 pct, maïs 50-68 (soms wel tot 80 pct) en rijst tot 80 pct zetmeel, terwijl de ondergrondse wortels en stengelstukken veel minder bevatten (aardappel 10-27 pct). Het eenvoudigste is de bereiding van het aardappelmeel.
Zij valt in zes phasen uiteen:
1. het reinigen van het product (in wasmachines);
2. het verkleinen van de massa (op roterende raspen onder voortdurende toevoer van water);
3. het uitwassen (op een zeef, in een continue waterstraal) ;
4. door het water wordt het zetmeel uit de verscheurde cellen gespoeld en komt in een onder zeer klein verval hellende goot, waar het zich afzet, bezinkt; ook gebruikt men voor dit proces centrifuges, waarin zich het zetmeel het eerste afzet en de verontreinigingen, celwandfragmenten, kurk enz. weggespoeld worden;
5. de reiniging (in de centrifuges, waarbij het zetmeel telkens met water weer opgeslibd en daarna uitgeslingerd wordt); het zo verkregen zetmeel bevat tot 50 pct water;
6. het wordt als zodanig direct voor nadere bewerking in de dextrine- en druivensuikerindustrie gebracht of in exsiccatoren in vacuo gedroogd tot een watergehalte van 20-22 pct. De pulp, die op de rasp achterblijft, wordt dikwijls nog eenmaal vermalen, terwijl de pulp uit de zeven als veevoeder wordt gebruikt, als zodanig evenwel niet van groot belang, en ook wel in spiritusbranderijen verder wordt verwerkt. Een tweede methode van bereiding berust op een maceratie van de in schijven gesneden aardappels onder boterzuurgisting, waardoor de cellen vrij komen. De brij wordt na enige tijd op bovenvermelde wijze op zeven uitgespoeld en het afvloeiende product op dezelfde manier verder behandeld.
De aardappelmeelfabricage vindt hoofdzakelijk in de winter plaats. Het aardappelmeel vindt een toepassing in de fabricage van dextrine, oplosbaar zetmeel, moutsuiker, stroop en spiritus, in de banketbakkerij en suikerwerkindustrie, in de textielindustrie voor het appreteren van garens en weefsels en verder bij de textieldruk, in de papierindustrie voor het lijmen, in de metaalgieterij voor het bestrooien der gietvormen, in de fotografische industrie, als kleefmiddel en als stijfsel in de wasserij. Verder wordt het verwerkt tot „parelsago” en „tapioca”.
De verwerking van het zetmeel uit vruchten en zaden heeft haar eigenaardige moeilijkheden door het dichtere weefsel der reservestoforganen en verder door het voorkomen van de eiwitachtige stoffen, die op een passende wijze uit het product verwijderd moeten worden. Bij de tarwemeelfabricage gaat men uit van de graankorrel, het grofgemalen graan of ook wel van het tarwemeel.
Zij kan op drie manieren uitgevoerd worden. Bij de eerste manier, het zoete procédé, laat men de goed voorgereinigde tarwe zolang in water weken, totdat zij makkelijk tussen de vingers fijngedrukt kan worden. De korrels worden nu tussen walsen vermalen en de zo ontstane brij wordt in de zetmeel-extracteurs gekneed en het zetmeel vrijgemaakt. Door wassen en centrifugeren wordt het zetmeel verder gereinigd, terwijl door een toevoeging van zwavelzuur de resten van het gluten verwijderd worden. Bij het zure procédé wordt de tarwe in water geweekt tot zij gezwollen is en daarna gemalen. De zo gevormde en met water verdunde brij laat men enige tijd gisten.
Dit is voornamelijk een alkoholische gisting, waarbij melkzuur, azijnzuur e.a. organische zuren ontstaan, die het gluten oplossen. Men laat de gisting doorgaan tot zich een vlies van Penicillium op de brij vormt. De verdere bewerking van de zetmeelmelk geschiedt als boven. Het op deze wijze verkregen product is helder wit, het procédé is echter verre van rationeel omdat het gluten op deze manier geheel verloren gaat. Een derde methode berust op het uitwassen van het zetmeel in centrifuges uit een meeldeeg van bepaalde consistentie, waarbij het meel als soortelijk zwaarder tegen de wanden van de centrifuge wordt afgezet en het gluten zich in het centrum verzamelt. Het zetmeel onderwerpt men later aan een zwakke gisting, waardoor de laatste sporen van het gluten verwijderd worden.
Bij de winning van het rijstemeel en de maizena worden de zeer harde korrels eerst voor de bewerking in een zwak alkalische oplossing van natron of kalkloog gebracht, meestal onder overdruk. Na enige uren kunnen zij dan verder verwerkt worden volgens het zoete procédé van de tarwe.
Lit.: N. P. Badenhuizen, De chemie en de biologie van het zetmeel (1949).
