Škrob je rostlinný polysacharid syntetizovaný v chloroplastech během fotosyntézy a plnící energetickou funkci. Vzorec škrobu je podobný vzorci celulózy – (C6H10O5)n.
Obsah
- Struktura
- Být v přírodě a přijímat
- Vlastnosti
- co jsme se naučili?
Struktura
Škrob má složitou chemickou strukturu a je směsí dvou hlavních polysacharidů:
- amylóza – 10-20 %;
- amylopektin – 90-80 %.
Každý polysacharid se skládá z monomeru – α-glukózy. Jednotky amylózy a amylopektinu jsou spojeny do řetězců prostřednictvím α(1→4)-glykosidických vazeb.
Molekula amylózy má lineární strukturu sestávající z 200-1000 strukturních jednotek. Řetěz se stáčí do spirály. V každém otočení je šest zbytků glukózy.
Rýže. 1. Strukturní vzorec amylózy.
Amylopektin je rozvětvený řetězec obsahující od šesti do 40 tisíc jednotek. Rozvětvení řetězce je způsobeno α(1→6)-glykosidickými vazbami prostřednictvím 20-25 glukózových zbytků.
Rýže. 2. Strukturní vzorec amylopektinu.
Kromě polysacharidů zahrnuje škrob anorganické látky (zbytky kyseliny fosforečné), lipidy a mastné kyseliny.
Být v přírodě a přijímat
Škrob se tvoří během fotosyntézy v důsledku polymerace glukózy:
Škrob je hlavní složkou semen rostlin. Používá se jako energetická rezerva. Nejvíce škrobu se nachází v endospermu obilovin (až 85 %) a v hlízách brambor (20 %).
Škrob se v buňkách nachází ve formě zrn, jejichž tvar závisí na druhu rostliny. Škrobová zrna jsou vrstvená zrna. Rostou pokládáním nových vrstev škrobu na staré vrstvy. Zrna jsou uložena ve speciálních rostlinných buňkách (typy leukoplastů) – amyloplastech.
Rýže. 3. Příklady škrobových zrn.
V potravinářské a průmyslové chemii se škrob nejčastěji izoluje z brambor. K tomu se hlízy rozdrtí, umyjí a usadí. Škrob, který vyplave na povrch, se shromáždí, promyje a suší, dokud se nevytvoří krystaly.
Škrob se v těle zvířat nesyntetizuje. Podobnou energetickou látkou v živočišných buňkách je glykogen.
Vlastnosti
Škrob je bílý krystalický prášek bez chuti. Prášek je nerozpustný ve studené vodě. Při interakci s horkou vodou se amylóza rozpouští a amylopektin bobtná a vytváří pastu. Pokud krystaly promnete mezi prsty, uslyšíte vrzání.
Škrob při zahřívání podléhá hydrolýze působením katalyzátorů. Hydrolýza probíhá po etapách. Dextrin vzniká ze škrobu, který se hydrolyzuje na maltózu. V důsledku hydrolýzy maltózy vzniká glukóza. Obecná rovnice:
Kvalitativní reakcí je zbarvení do modra vlivem jódu.
Reakce stříbrného zrcadla a redukce hydroxidu měďnatého neprobíhají.
Škrob se jí společně s rostlinnými produkty – brambory, mouka, kukuřice. Používá se také k výrobě lepidla.
co jsme se naučili?
Škrob je komplexní látka rostlinného původu. Skládá se z organických a anorganických látek a zahrnuje dva polysacharidy – amylózu a amylopektin. Každý polysacharid se skládá z identických jednotek glukózy. Vzniká v rostlinách v důsledku fotosyntézy a hromadí se ve formě zrn. Při interakci s vodou bobtná a tvoří pastu. Hydrolyzuje při zahřívání v přítomnosti katalyzátoru na glukózu.
STARCH, hlavní rezervní polysacharid rostlin; se hromadí ve formě zrn v buňkách semen, cibulí, hlíz a také v listech a stoncích. Bezbarvý amorfní látka, ne sol. ve studené vodě, diethyletheru, ethanolu, v horké vodě tvoří pastu; [a] D od +180 do +210°. Škrobová zrna obsahují 98-99,5 % polysacharidů a 0,5-2 % nesacharidových složek (včetně lipidů, proteinů, popelovitých prvků). Škrob je směs lineárních (amylóza) a rozvětvených (amylopektin) polysacharidů. Amylóza je postavena ch. arr. ze zbytků a-D-glukopyranózy s vazbami 1:4. Podle druhu rostliny, říkají. amylóza se pohybuje od 150 tisíc (rýže, kukuřičný škrob) do 500 tisíc (bramborový škrob). Molekuly amylopektinu jsou vysoce rozvětvené a skládají se z fragmentů amylózy (asi 20 monosacharidových zbytků) propojených vazbami a-1:6. Mol. m. 10-6. Ve struktuře amylopektinu je centrum. řetězec s více než 10 články, nesoucí glukózový zbytek s volným. redukční skupina, krátké řetězce o 9-60 zbytcích (S-řetězec), umístěné na periferii molekuly a uvnitř ní, a dlouhý (asi 15 jednotek) L-řetězec (viz obrázek). Amylopektin je svou strukturou blízký glykogenu. Ve vodě tvoří amylopektin, stejně jako amylóza, micelární roztoky.
Poměr amylózy a amylopektinu ve škrobu závisí na druhu rostliny a na stupni jejího vývoje. V průměru škrob obsahuje 15-25 % amylózy a 75-86 % amylopektinu; V důsledku selekce byly identifikovány odrůdy rostlin, jejichž škrob je obohacen o některý z polysacharidů. Frakcionace škrobu na amylózu a amylopektin se provádí selektivně. extrakcí amylózy horkou vodou ze škrobových zrn nebo jejím vysrážením ve formě komplexů s butanolem nebo thymolem po dispergování škrobu ve vroucí vodě nebo DMSO. V chromatografii separační metody využívají schopnost amylózy adsorbovat se na celulózu v přítomnosti. etanol a močovina, stejně jako výhody. vazba amylopektinu s lektiny, jako je kon-canavalin A. Některé typy škrobu také obsahují nízkou molekulovou hmotnost. (“abnormální”) amylóza znamená. počet větví nebo nízká molekulová hmotnost. amylopektin s 13-15 jednotkami (fytoglykogen). V teplé vodě škrobová zrna nabobtnají a malá část polysacharidů přechází do roztoku. Při určitých teplotách, odlišných pro škrob různých rostlin, dochází k želatinaci škrobu, projevující se silným bobtnáním škrobových zrn, jejich praskáním a tvorbou víceméně homogenního roztoku – škrobové pasty. Proces želatinace zřejmě spočívá v rozbití vodíkových vazeb spojujících strukturní prvky škrobových zrn, spojeném s bobtnáním. Teplota želatinace bramborového škrobu je 55-65, pšenice 60-80, kukuřice 65-70, rýže 70-80 °C. Z past a roztoků amylózy po dlouhou dobu. amylóza se během skladování ztrácí; tento proces se nazývá retrogradace.
Obr. Model struktury amylopektinu: 1 S-řetězec; 2 L-řetězec; 3 redukující zbytek; a – kompaktní oblast s uspořádanou krystalickou strukturou. struktura; b – oblast bez krystalinity. Podle chemie Svatý škrob je typickým představitelem polysacharidů. Za normálních podmínek tvoří škrob na svých hydroxylových skupinách ethery nebo estery a je oxidován jodovými solemi. Například působení určitých činidel. formaldehyd, kyselina fosforečná a epichlorhydrin, vede k derivátům škrobu obsahujícím příčné vazby. S jódem a polárním org. ve vás tvoří škrob sloučeninu. inkluze (klatráty). Taková spojení s jódem jsou zbarveny charakteristickými barvami – modrá (l max 620-680 nm) pro amylózu a červená (l max 520-555 nm) pro amylopektin. Molekuly amylózy v těchto komplexech tvoří spirálu kolem molekuly jódu, přičemž každá otočka obsahuje 6 glukózových zbytků. Při termice zpracování suchého škrobu (teplota cca. 300 °C), g-záření, kyselá nebo enzymatická hydrolýza, vznikají produkty jeho částečného štěpení – rozklad. dextriny. Je známo mnoho. enzymy (kap. arr. amylázy), které katalyzují hydrolýzu škrobu. Zvolený hydrolýza a-1:6 vazeb ve škrobu může být provedena působením isoamylázy a pullulanázy. Působením transglukosyláz určitých bakterií dochází k přeměně škrobu. cyklicky oligosacharidy – cykloamylózy (cyklodextriny). Kvantitativně se škrob a jeho složky stanoví gravimetricky (srážení jódem), amlerometricky. a potenciometrické titrací, spektrofotometricky (komplexy s jódem), stejně jako pomocí kyselé a enzymatické hydrolýzy. V posledních případech se výsledná glukóza stanovuje chemicky. nebo enzymatickými metodami. Biosyntéza škrobu v rostlinách je prováděna glukosyltransferázami, které přenášejí glukózové zbytky z molekul nukleosiddifosfát glukózy do rostoucích řetězců za vzniku vazeb a-1:4, a větvícím enzymem, který přeskupuje lineární cíle na rozvětvené. Škrob hromadící se v listech se rychle přeměňuje. na sacharózu, která přechází z listů do semen, hlíz a cibulí, kde se sacharóza opět přeměňuje. na škrob, který se ukládá po dlouhou dobu. úložný prostor. Rozklad škrobu v rostlinách se provádí působením fosforyláz (fosforolýza škrobu) a hydrolytickým. enzymy. Lidské potřeby sacharidů pokrývá Ch. arr. škrob obsažený v rostlině. potraviny – chléb, brambory, obiloviny atd. Na maturitní ples. získává se šupinový škrob Ch. arr. z brambor a kukuřice, v menší míře – z rýže, pšenice, sladkých brambor, ságové palmy, čiroku atd. rostlin. Z rozdrcené suroviny se po promytí škrobu vodou, oddělení odpadu a sedimentaci škrobu z prací kapaliny (škrobového mléka) v odstředivce získá surový škrob s vlhkostí do 36 %; po čištění od proteinů, lipidů atd. c-c se dehydratuje a suší na obsah vlhkosti 20 % (čistý škrob). Škrob se používá v potravinách. průmysl jako zahušťovadla a gelovací činidla; v biotechnologii – na výrobu melasy, rozkl. dextriny (maltin, cichloamylóza) a glukóza; ve fermentačním průmyslu – jako surovina pro výrobu ethyl a butylalkoholů, acetonu, kyseliny glukonové, kyseliny citrónové a kyseliny mléčné, glycerinu aj. (viz Kvašení). Škrob se také používá jako lepidla, v mikrobiol. prostředí pro produkci enzymů, antibiotik, vitamínů atd. biologické produkty, používané pro klížení tkanin a papíru, vytvářející filmy z amylózového polymeru, které jsou snadno biologicky odbouratelné. Používají se také modifikátory. škrob, který se získává vhodnou technologií. nebo chem. zpracování čistého škrobu. V potravinách se tedy používají částečně hydrolyzované, oxidované chlornanem (oxidované), síťované fosforem (fosfáty) a rychlebobtnající škrob. a farmaceutický průmysl, acetylované – při výrobě fólií a vláken, hydroxyethylované – v textilním a papírenském průmyslu, alkylderiváty škrobu – jako lepidla a změkčovadla. Světový objem výroby škrobu je cca. 20 milionů
===
španělština literatura k článku „STARCH“: Ryakhter M.. Augustat 3., Shirbaum F.. Vybrané metody studia škrobu, přel. z němčiny, M.. 1975; Chemie a technologie škrobu. Průmyslová problematika, přel. z angličtiny, M., I97S; Stepanenko B. N., Chemie a biochemie sacharidů (polysacharidů), M., 1978; Škrob a škrobové výrobky, M., 1985 (Moderní technologie); Panov V.P., Zhbankov R.G., Intra- a intermolekulární interakce sacharidů, Minsk, 1988; Seidemann J, Starke-Atlai, V.-Hamb, 1966; Polysacharid“, v. 2-3, NY-[ao], 1983-85; Duff us S. M., Duff us J. N. Metabolismus sacharidů v rostlinách, LN.Y, 1984; Škrob: vlastnosti a potenciál, ed. T. Galliard, Chichester, 1987. L. I. Linevich.
