Škrob se sastoji od amiloze i amilopektina. Opće informacije o škrobu
Uvod
Škrob je najvažniji predstavnik prirodnih ugljikohidrata, sintetiziranih u biljkama i glavni je izvor energije za ljudski organizam.
Od davnina, škrob se široko koristi u medicinskom polju. U medicinskoj praksi koristi se kao omotač kod upalnih i ulcerativnih lezija sluznice želuca i crijeva. U analitičkoj i farmaceutskoj hemiji je glavni indikator joda. U farmaceutskoj tehnologiji škrob se koristi kao punilo, vezivo i sredstvo za otprašivanje.
Svrha rad na kursu je proučavanje strukture škroba, njegovih fizičko-hemijskih svojstava, proizvodnje i upotrebe u različitim sferama života, uključujući medicinu i farmaciju.
U našoj zemlji, jedini naučni centar industrije škroba u Rusiji je Sveruski istraživački institut za škrobne proizvode (VNIIK) u Moskovskoj regiji. Glavni zadatak instituta je razvoj najnovije tehnologije dobijanje škroba iz krumpira i žitnih sirovina (kukuruz, pšenica, sirak, raž, ječam itd.), modificirani škrob, melasa, glukoza, glukozno-fruktozni sirup, bez proteina dijetetski proizvodi, kao i projektovanje opreme za industriju škroba. Sveruski istraživački institut za škrobne proizvode obavlja čitav niz poslova od naučnog istraživanja do razvoja proizvodnje.
Opće informacije o skrobu
Polisaharidi su polimeri ugljikohidrata koji se sastoje od mnogih (od desetina do nekoliko hiljada) monosaharidnih jedinica. Mnogi polisaharidi sadrže molekul glukoze kao monomer. Sintetiziraju ih biljke, životinje i ljudi kao zalihe hranjivih tvari i izvora energije.
Biljke skladište glukozu u obliku škroba. Uglavnom se taloži u krtolama i endospermu sjemena u obliku zrna. Biljke koje nose škrob se konvencionalno dijele u 2 grupe: biljke iz porodice žitarica i biljke drugih porodica. Kao industrijski proizvod, škrob se proizvodi od pšenice (Triticum vulgare L.), kukuruza (Zea mays L.) i pirinča (Oryza sativum L.). Od biljaka drugih porodica, industrijska škrobna biljka je krompir (Solanum tuberosum L.).
Struktura skroba
Amiloza i amilopektin
škrob amiloza amilopektin hemija
Škrob se sastoji od dvije vrste molekula, amiloze (prosječno 20-30%) i amilopektina (prosječno 70-80%). Oba tipa su polimeri koji sadrže b-D-glukozu kao monomer. Ovi spojevi su suprotne prirode: amiloza ima nižu molekularnu težinu i veći volumen, dok su molekule amilopektina teže, ali kompaktnije.
Amiloza (slika 1, slika 2) se sastoji od 500-20.000 monomera povezanih 6-1,4 vezama i formirajući dugačke lance, često formirajući lijevu spiralu.
Slika 1. Dio strukturne molekule amiloze
![](https://i0.wp.com/studbooks.net/imag_/43/231642/image002.jpg)
Slika 2. Dio lanca amiloze (3-D slika)
U amilopektinu (sl. 3, sl. 4, sl. 5) monomeri su takođe povezani sa 6-1,4 vezama, a takođe, otprilike na svakih 20 ostataka, sa 6-1,6 vezama, formirajući tačke grananja.
![](https://i2.wp.com/studbooks.net/imag_/43/231642/image003.png)
Slika 3. Strukturni molekul amilopektina
![](https://i1.wp.com/studbooks.net/imag_/43/231642/image004.jpg)
Slika 4. Dio strukturne molekule aminopektina
![](https://i0.wp.com/studbooks.net/imag_/43/231642/image005.jpg)
Slika 5. Model razgranate strukture amilopektina.
Monomeri povezani b(1>4)-glikozidnim vezama
Ogranci. Monomeri povezani b(1>6)-glikozidnim vezama
Različite grane molekula amilopektina klasificirane su kao A, B i C lanci. A-lanci su najkraći i povezani su samo sa B-lancima, koji se mogu povezati i sa A-lancima i sa drugim B-lancima. Omjer A i B lanaca za većinu škroba kreće se od 1:1 do 1,5:1.
U hloroplastima, na svjetlosti, talože se zrna asimilativnog (primarnog) škroba, koja nastaju s viškom šećera - proizvoda fotosinteze. Formiranje osmotski neaktivnog škroba sprječava povećanje osmotskog tlaka u hloroplastu. Noću, kada ne dolazi do fotosinteze, asimilacijski skrob se uz pomoć enzima hidrolizira u šećere i transportuje u druge dijelove biljke. Rezervni (sekundarni) škrob se taloži u amiloplastima (posebna vrsta leukoplasta) ćelija različitih biljnih organa (korijena, podzemnih izdanaka, sjemena) iz šećera koji teku iz fotosintetskih stanica. Ako je potrebno, skladišni škrob se također pretvara u šećere.
Celuloza, ili vlakna, je najčešći polisaharid u biljnom svijetu. Sadržaj celuloze u drvetu je 50-70%, u pamuku - 98%. Glavna strukturna jedinica su - ostaci D- glukopiranoze povezane 1,4-glikozidnim vezama. Makromolekule nemaju grane i sadrže od 2.500 do 12.000 ostataka glukoze.
Makromolekule imaju linearnu strukturu, što je posljedica konfiguracije anomernog atoma ugljika (u obliku ); Dodatnu stabilnost linearnim molekulima daju vodikove veze unutar lanca (između atoma kiseonika piranoznog prstena i hidrokso grupe drugog atoma ugljenika).
Makromolekule se nalaze paralelno jedna s drugom i međusobno su povezane intermolekularnim vodikovim vezama, formirajući vlakna. U tom smislu, celuloza ima visoku mehaničku čvrstoću i služi kao materijal za izgradnju zidova biljnih ćelija.
Celuloza se ne otapa u vodi i bubri samo u alkalnim rastvorima. Ne razgrađuju ga obični enzimi gastrointestinalnog trakta, ali je neophodna balastna supstanca. Želudac preživara (krave, ovce) sadrži mikroorganizme koji razgrađuju celulozu, pa preživari mogu jesti hranu koja sadrži celulozu.
Celuloza se široko koristi u proizvodnji etanola, umjetnih vlakana, fotografskih filmova i eksploziva.
Kada se celuloza hidrolizira vodenim rastvorom sumporne kiseline, dobije se vodeni rastvor glukoze, koji se nakon uklanjanja sulfatnih jona koristi za proizvodnju etilnog alkohola alkoholnom fermentacijom (poglavlje 7.1.3).
Umjetna vlakna na bazi celuloze su prvenstveno viskozna vlakna. Nastaju iz koncentrirane otopine natrijeve soli celuloznog ksantata. Shema reakcije za stvaranje celuloznog ksantata može se grubo predstaviti na sljedeći način:
x= 0,450,65
Celofan je film formiran od alkalnih otopina celuloznog ksantata. Netoksičan je i koristi se kao materijal za pakovanje masnog mesa i mliječnih proizvoda, voća, konditorskih proizvoda itd. U medicini je celofan implantabilni materijal.
Etrols- Ovo su plastične mase od celuloze. Najvažniji među njima je celuloid, čija je osnova nitrat celuloze ( koloksilin) sa niskim stepenom esterifikacije ( X= 1,5 2,5) [ C 6 H 7 O 2 (OH) 3- x (ONO 2 ) x] n . Ostali etroli uključuju plastiku na bazi acetata, acetobutirata, acetopropionata celuloze i etilceluloze. Etroli se koriste u proizvodnji cijevi za pumpanje prirodnog plina, autodijelova, aviona, telefonskih aparata, radio i televizijskih prijemnika, medicinskih instrumenata itd.
Piroksilini- nitrati celuloze sa visokim stepenom esterifikacije ( X= 2 3). Piroksilini i koloksilin se također koriste u proizvodnji bezdimnog barutnog dinamita i drugih eksploziva.
7.3.2. Amiloza i amilopektin
Amiloza i amilopektin su polisaharidi koji se nalaze u gomoljima, korijenima i sjemenkama biljaka u obliku mješavine tzv. skrob.
Amiloza je nerazgranana makromolekula, čije su strukturne jedinice ostaci, D- glukopiranoze povezane 1,4-glikozidnim vezama. Makromolekule sadrže od 200 do 1000 ostataka glukoze. U svemiru, makromolekule su uvijene u spiralu:
Za svaki zavoj spirale postoji 6 monosaharidnih jedinica. Spirala ima otprilike 50 zavoja.
Vrlo karakteristično svojstvo škroba je njegova reakcija boje s jodom - pojava intenzivne plave boje. Pretpostavlja se da je pojava boje uzrokovana specifičnom interakcijom donor-akceptor između hidroksilnih grupa i molekula joda zbog uključivanja joda u unutrašnji kanal spirale makromolekule amiloze.
Makromolekula amilopektina je takođe izgrađena od ostataka, D- glukopiranoze, ali je razgranat. Na tačkama grananja, ostatak glukoze formira ne samo 1,4-, već i 1,6-glikozidne veze:
Između tačaka grananja nalazi se 20 do 25 ostataka glukoze. Ukupan broj monosaharidnih jedinica u makromolekuli amilopektina dostiže 6000 ili više.
Škrob obično sadrži do 10-20% vezane vode. Kada se škrob brzo zagrijava, dolazi do hidrolitičkog cijepanja makromolekula sa stvaranjem kraćih molekularnih lanaca. Produkt ove hidrolitičke razgradnje škroba naziva se dekstrini. Za razliku od celuloze, škrob bubri u vodi i stvara viskozne otopine (gelove), koji se tzv. paste.
Hidroliza škroba u probavnom traktu čovjeka nastaje pod djelovanjem enzima koji razgrađuju 1,4- i 1,6-glikozidne veze.
Škrob se široko koristi u raznim industrijama. Od njega se enzimskim procesima dobivaju etanol, butanol-1, mliječna i limunska kiselina.
To znači da se sastoji od monosaharida povezanih u duge lance. U stvari, to je mješavina dvije različite polimerne supstance: škrob se sastoji od amiloze i amilopektina. Monomer u oba lanca je molekul glukoze, ali se značajno razlikuju po strukturi i svojstvima.
Opšti sastav
Kao što je već spomenuto, i amiloza i amilopektin su polimeri alfa-glukoze. Razlika je u tome što molekula amiloze ima linearnu strukturu, dok amilopektin ima razgranatu strukturu. Prvi je rastvorljiva frakcija škroba, amilopektin nije, a općenito, škrob u vodi je koloidna otopina (sol), u kojoj je otopljeni dio tvari u ravnoteži s neotopljenim dijelom.
Ovdje su, za usporedbu, date opće strukturne formule amiloze i amilopektina.
Amiloza je topiva zbog stvaranja micela - to je nekoliko molekula spojenih tako da su im hidrofobni krajevi skriveni prema unutra, a hidrofilni prema van radi kontakta s vodom. Oni su u ravnoteži sa molekulima koji nisu sastavljeni u takve agregate.
Amilopektin je također sposoban formirati micelarne otopine, ali u znatno manjoj mjeri, pa stoga hladnom vodom praktično nerastvorljiv.
Amiloza i amilopektin u škrobu su u omjeru od približno 20% prvog prema 80% drugog. Ovaj pokazatelj ovisi o tome kako je dobiven (procenti su također različiti u različitim biljkama koje sadrže škrob).
Kao što je već spomenuto, samo se amiloza može otopiti u hladnoj vodi, i to djelomično, ali u vrućoj vodi se od škroba formira pasta - manje-više homogena ljepljiva masa nabubrelih pojedinačnih zrnaca škroba.
Amiloza
Amiloza se sastoji od molekula glukoze povezanih zajedno preko 1,4-hidroksilnih veza. To je dugačak, nerazgranati polimer sa prosječno 200 pojedinačnih molekula glukoze.
U škrobu je lanac amiloze umotan: promjer "prozora" u njemu je približno 0,5 nanometara. Zahvaljujući njima, amiloza može formirati komplekse, inkluzione spojeve tipa "gost-domaćin". To uključuje dobro poznatu reakciju škroba s jodom: molekula amiloze je "domaćin", molekula joda je "gost", smještena unutar spirale. Kompleks ima intenzivnu plavu boju i koristi se za detekciju i joda i škroba.
Procenat amiloze u škrobu može varirati od biljke do biljke. U pšenici i kukuruzu je tipično 19-24% po težini. sadrži 17%, a jabuka sadrži samo amilozu - 100% masenog udjela.
U pasti, amiloza čini rastvorljivi dio, a ona se koristi u analitička hemija da se skrob odvoji na frakcije. Drugi način frakcionisanja škroba je taloženje amiloze u obliku kompleksa s butanolom ili timolom u ključajućim otopinama s vodom ili dimetil sulfoksidom. U kromatografiji se može koristiti svojstvo amiloze da se adsorbira na celulozu (u prisustvu uree i etanola).
amilopektin
Škrob ima razgranatu strukturu. To se postiže činjenicom da, pored 1 i 4-hidroksilnih veza, molekuli glukoze u njemu formiraju i veze na 6. alkoholnoj grupi. Svaka takva "treća" veza u molekulu je nova grana u lancu. Opća struktura amilopektina po izgledu liči na gomilu makromolekula kao cjelina postoji u obliku sferne strukture. Broj monomera u njemu je približno 6000, a molekulska težina jedne molekule amilopektina je mnogo veća od one amiloze.
Amilopektin takođe formira inkluziono jedinjenje (klatrat) sa jodom. Samo u ovom slučaju kompleks je obojen crveno-ljubičastom (bliže crvenoj).
Hemijska svojstva
Hemijska svojstva amiloze i amilopektina, isključujući već diskutovane interakcije s jodom, potpuno su ista. One se mogu grubo podijeliti na dva dijela: reakcije karakteristične za glukozu, odnosno koje se javljaju sa svakim monomerom posebno, i reakcije koje utječu na veze između monomera, na primjer hidroliza. Stoga ćemo dalje govoriti o hemijskim svojstvima škroba kao mješavine amiloze i amilopektina.
Škrob je nereducirajući šećer: svi glikozidni hidroksili (hidroksilna grupa na 1. atomu ugljika) učestvuju u međumolekularnim vezama i stoga ne mogu biti prisutni u reakcijama oksidacije (na primjer, Tollensov test - kvalitativna reakcija na aldehidnu grupu, ili interakcija sa Fellingov reagens - svježe istaloženi bakar hidroksid). Očuvani glikozidni hidroksili su, naravno, prisutni (na jednom kraju polimernog lanca), ali u malim količinama i ne utiču na svojstva supstance.
Međutim, baš kao i pojedinačni molekuli glukoze, škrob je sposoban formirati estere koristeći hidroksilne grupe koje nisu uključene u veze između monomera: na njih se može „okačiti“ metil grupa, ostatak octene kiseline i tako dalje.
Skrob se također može oksidirati jodnom (HIO 4) kiselinom u dialdehid.
Postoje dvije vrste hidrolize škroba: enzimska i kisela. Hidroliza uz pomoć enzima spada u dio biohemije. Enzim amilaza razgrađuje škrob na kraće polimerne lance glukoze – dekstrine. Kisela hidroliza škroba je potpuna u prisustvu, na primjer, sumporne kiseline: skrob se odmah razlaže do monomera - glukoze.
U divljini
U biologiji, škrob je prvenstveno složeni ugljikohidrat i stoga ga biljke koriste kao način skladištenja hranjivih tvari. Nastaje tokom fotosinteze (prvo u obliku pojedinačnih molekula glukoze) i deponuje se u biljnim ćelijama u obliku zrna - u sjemenkama, gomoljima, rizomima itd. (da bi ga novi embrioni kasnije koristili kao „skladište hrane“ ). Ponekad se škrob nalazi u stabljikama (na primjer, brašnasta škrobna srž) ili listovima.
U ljudskom tijelu
Škrob u hrani prvo ulazi u usnu šupljinu. Tamo enzim sadržan u pljuvački (amilaza) razgrađuje polimerne lance amiloze i amilopektina, pretvarajući molekule u kraće - oligosaharide, zatim ih razgrađuje i na kraju ostaje maltoza - disaharid koji se sastoji od dva molekula glukoze.
Maltoza se razlaže maltazom u glukozu, monosaharid. A glukozu tijelo već koristi kao izvor energije.
Škrob je biljni polisaharid koji se sintetizira u hloroplastima tokom fotosinteze i obavlja energetsku funkciju. Formula škroba je slična formuli celuloze - (C 6 H 10 O 5) n.
Struktura
Škrob ima složenu hemijsku strukturu i predstavlja mešavinu dva glavna polisaharida:
- amiloza - 10-20%;
- amilopektin - 90-80%.
Svaki polisaharid se sastoji od monomera - α-glukoze. Jedinice amiloze i amilopektina su povezane u lance preko α(1→4)-glikozidnih veza.
Molekul amiloze ima linearnu strukturu koja se sastoji od 200-1000 strukturnih jedinica. Lanac se uvija u spiralu. Postoji šest ostataka glukoze po okretu.
Rice. 1. Strukturna formula amiloze.
Amilopektin je razgranati lanac koji sadrži od šest do 40 hiljada jedinica. Grananje lanca je uzrokovano α(1→6)-glikozidnim vezama kroz 20-25 ostataka glukoze.
Rice. 2. Strukturna formula amilopektina.
Pored polisaharida, skrob uključuje anorganske supstance (ostaci fosforne kiseline), lipide i masne kiseline.
Biti u prirodi i primati
Škrob nastaje tokom fotosinteze kao rezultat polimerizacije glukoze:
- 6CO 2 + 6H 2 O (svjetlo, hlorofil) → C 6 H 12 O 6 + 6O 2;
- nC 6 H 12 O 6 → (C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O.
Škrob je glavna komponenta sjemena biljaka. Koristi se kao rezerva energije. Najviše škroba ima u endospermu žitarica (do 85%) i u krtolama krompira (20%).
Škrob se nalazi u ćelijama u obliku zrna, čiji oblik zavisi od vrste biljke. Zrna škroba su slojevita zrna. Rastu polaganjem novih slojeva škroba na stare slojeve. Zrna se talože u posebnim biljnim ćelijama (vrste leukoplasta) - amiloplastima.
Rice. 3. Primjeri škrobnih zrna.
U prehrambenoj i industrijskoj hemiji skrob se najčešće izoluje iz krompira. Da biste to učinili, gomolji se drobe, operu i talože. Škrob koji ispliva na površinu se sakuplja, pere i suši dok se ne formiraju kristali.
Škrob se ne sintetizira u tijelu životinja. Slična energetska tvar u životinjskim stanicama je glikogen.
Svojstva
Škrob je bijeli kristalni prah bez ukusa. Prašak je nerastvorljiv u hladnoj vodi. Prilikom interakcije sa vruća voda Amiloza se otapa, a amilopektin nabubri, formirajući pastu. Ako protrljate kristale među prstima, možete čuti škripu.
Kada se zagrije, škrob se podvrgava hidrolizi pod djelovanjem katalizatora. Hidroliza se odvija u fazama. Dekstrin nastaje iz škroba, koji se hidrolizira u maltozu. Kao rezultat hidrolize maltoze nastaje glukoza. Opća jednadžba:
(C 6 H 10 O 5)n + nH 2 O (H 2 SO 4) → nC 6 H 12 O 6.
Kvalitativna reakcija je bojenje Plava boja pod uticajem joda.
Reakcije srebrnog ogledala i redukcija bakarnog hidroksida se ne odvijaju.
Škrob se jede zajedno sa biljnim proizvodima - krompirom, brašnom, kukuruzom. Takođe se koristi za pravljenje lepka.
Šta smo naučili?
Škrob je složena supstanca biljnog porijekla. Sastoji se od organskih i neorganskih supstanci i uključuje dva polisaharida - amilozu i amilopektin. Svaki polisaharid se sastoji od identičnih jedinica glukoze. Nastaje u biljkama kao rezultat fotosinteze i akumulira se u obliku zrna. U interakciji s vodom nabubri, formirajući pastu. Hidrolizuje kada se zagrije u prisustvu katalizatora do glukoze.
Testirajte na temu
Evaluacija izvještaja
Prosječna ocjena: 4.5. Ukupno primljenih ocjena: 233.
Škrob(C6H10O5)n - amorfni prah bijela, bez ukusa i mirisa, slabo rastvorljiv u vodi, u vruća voda formira koloidnu otopinu (pastu). Makromolekule škroba su građene od velikog broja ostataka α-glukoze. Škrob se sastoji od dvije frakcije: amiloze i amilopektina. Amiloza ima linearne molekule, amilopektin ima razgranate molekule.
Biološka uloga.
Škrob je jedan od proizvoda fotosinteze, glavna rezerva hranjivih tvari biljaka.
Škrob je glavni ugljikohidrat u ljudskoj hrani.
Potvrda.
Skrob se najčešće dobija iz krompira.
Da biste to učinili, krompir se drobi, ispere vodom i pumpa u velike posude gdje dolazi do taloženja. Dobijeni skrob se ponovo ispere vodom, taloži i suši u struji toplog vazduha.
Hemijska svojstva.
1. Sa jodom škrob daje ljubičastu boju.
Škrob je polihidrični alkohol.
3. Skrob se relativno lako hidrolizira u kiseloj sredini i pod djelovanjem enzima:
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6
škrob glukoze
U zavisnosti od uslova, hidroliza škroba se može odvijati u fazama, sa formiranjem različitih međuproizvoda:
(S6H10O5)n → (C6H1005)x → (C6H1005)y→ C12H22O11 → nC6H12O6
rastvorljivi skrob dekstrini maltoza glukoza skrob
Dolazi do postepenog razlaganja makromolekula.
Primjena škroba.
Škrob se koristi u proizvodnji konditorskih proizvoda (proizvodnja glukoze i melase), a sirovina je za proizvodnju etila, n-butil alkoholi, aceton, limunska kiselina, glicerin i tako dalje.
U medicini se koristi kao punila (u mastima i prašcima) i kao adheziv.
Škrob je vrijedan nutritivni proizvod. Da bi se olakšala njegova apsorpcija, škrobna hrana je izložena visoke temperature, odnosno krompir se kuva, hleb peče.
Škrob. Hemijska svojstva, primjena
U tim uslovima dolazi do delimične hidrolize skroba i stvaranja dekstrini, rastvorljiv u vodi. Dekstrini u probavnom traktu podliježu daljnjoj hidrolizi do glukoze, koju tijelo apsorbira. Višak glukoze se pretvara u glikogen(životinjski skrob). Sastav glikogena je isti kao i skroba - (C6H10O5)n, ali su njegovi molekuli više razgranati.
Škrob kao nutrijent.
Škrob je glavni ugljikohidrat u našoj hrani, ali ga tijelo ne može apsorbirati sam.
2. Kao i masti, skrob prvo prolazi kroz hidrolizu.
3. Ovaj proces počinje žvakanjem hrane u ustima pod uticajem enzima sadržanog u pljuvački.
5. Nastala glukoza se apsorbuje kroz crevne zidove u krv i ulazi u jetru, a odatle u sva tkiva u telu.
Višak glukoze se taloži u jetri u obliku ugljikohidrata visoke molekularne težine – glikogena.
Osobine glikogena: a) po strukturi, glikogen se razlikuje od škroba po tome što su mu molekuli razgranatiji; b) ovaj rezervni glikogen između obroka se ponovo pretvara u glukozu dok se troši u tjelesnim ćelijama.
Intermedijarne produkte hidrolize škroba (dekstrine) tijelo lakše apsorbira od samog škroba, jer se sastoje od manjih molekula i bolje su topljivi u vodi.
8. Kuvanje se često povezuje sa pretvaranjem škroba u dekstrine.
Upotreba škroba i njegova proizvodnja od proizvoda koji sadrže škrob.
Škrob se koristi ne samo kao prehrambeni proizvod.
2. U prehrambenoj industriji od njega se priprema glukoza i melasa.
3. Da bi se dobila glukoza, škrob se zagrijava s razrijeđenom sumpornom kiselinom nekoliko sati.
4. Kada je proces hidrolize završen, kiselina se neutrališe kredom, nastali precipitat kalcijum sulfata se odfiltrira i rastvor se ispari.
Ako proces hidrolize nije završen, rezultat je gusta slatka masa - mješavina dekstrina i glukoze - melasa.
Osobine melase: a) koristi se u slastičarstvu za pripremu određenih vrsta slatkiša, marmelade, medenjaka i dr.
P.; b) kod melase konditorski proizvodi ne izgledaju zamorno slatki, kao oni pripremljeni sa čistim šećerom, i ostaju mekani dugo vremena.
6. Dekstrini, dobijeni iz skroba, koriste se kao ljepilo. Škrob se koristi za škrobljenje platna: pod utjecajem zagrijavanja vrućim željezom pretvara se u dekstrine, koji lijepe vlakna tkanine i formiraju gust film koji štiti tkaninu od brze kontaminacije.
Škrob se najčešće dobija iz krompira. Krompir se opere, zatim izgnječi na mehaničkim rende, zgnječena masa se opere na sita vodom.
8. Sitna škrobna zrnca oslobođena iz ćelija gomolja prolaze sa vodom kroz sito i talože se na dno bačve. Škrob se dobro opere, odvoji od vode i osuši.
Homopolisaharidi: skrob (amiloza i amilopektin), glikogen, celuloza - struktura, svojstva, hidroliza, biouloga.
Škrob. Ovaj polisaharid se sastoji od dvije vrste polimera izgrađenih od D-glukopiranoze: amiloze (10-20%) i amilopektina (80-90%). Škrob se formira u biljkama tokom fotosinteze i "pohranjuje" se u gomoljima, korijenima i sjemenkama.
Škrob je bijela amorfna supstanca.
Nerastvorljiv je u hladnoj vodi, ali bubri u vrućoj vodi i dio se postepeno otapa. Kada se škrob brzo zagrije zbog vlage koju sadrži (10-20%), dolazi do hidrolitičkog cijepanja makromolekularnog lanca na manje fragmente i nastaje mješavina polisaharida zvanih dekstrini. Dekstrini su rastvorljiviji u vodi od škroba.
Ovaj proces razgradnje škroba, odnosno dekstrinizacije, provodi se tokom pečenja.
Škrob brašna pretvoren u dekstrine lakše se vari zbog njegove veće rastvorljivosti.
Amiloza- polisaharid u kojem su ostaci D-glukopiranoze povezani α(1,4)-glikozidnim vezama, tj.
Škrob: formula, hemijska svojstva, primena
Disaharidni dio amiloze je maltoza.
Lanac amiloze je nerazgranat, uključuje do hiljadu ostataka glukoze, molekulske težine do 160 hiljada.
Prema analizi rendgenske difrakcije, makromolekula amiloze je namotana. Postoji šest monosaharidnih jedinica za svaki okret spirale. Molekuli odgovarajuće veličine, na primjer molekuli joda, mogu ući u unutrašnji kanal spirale, formirajući komplekse koji se nazivaju inkluzijski spojevi.
Kompleks amiloze sa jodom je plave boje. Ovo se koristi u analitičke svrhe za otkrivanje i škroba i joda (test sa jodnim škrobom).
Rice. 1. Helikalna struktura amiloze (pogled duž ose spirale)
amilopektin za razliku od amiloze, ima razgranatu strukturu (sl.
2). Njegova molekularna težina dostiže 1-6 miliona.
Rice. 2. Razgranata makromolekula amilopektina (obojeni krugovi su mjesta grananja bočnih lanaca)
Amilopektin je razgranati polisaharid, u čijim lancima su ostaci D-glukopiranoze povezani α(1,4)-glikozidnim vezama, a na tačkama grananja α(1,6)-vezama.
Između tačaka grananja nalazi se 20-25 ostataka glukoze.
Hidroliza skroba u gastrointestinalnom traktu nastaje pod dejstvom enzima koji cepaju α(1,4)- i α(1,6)-glikozidne veze. Krajnji proizvodi hidrolize su glukoza i maltoza.
Glikogen. U životinjskim organizmima ovaj polisaharid je strukturni i funkcionalni analog biljnog škroba.
Po strukturi je sličan amilopektinu, ali ima još veće grananje lanca. Tipično, između tačaka grananja postoji 10-12, ponekad čak i 6 jedinica glukoze. Uobičajeno, možemo reći da je grananje makromolekule glikogena dvostruko veće od grananja amilopektina.
Snažno grananje potiče rad glikogena energetska funkcija, jer se samo sa više terminalnih ostataka može osigurati brza eliminacija potrebnog broja molekula glukoze.
Molekularna težina glikogena je neobično velika i dostiže 100 miliona Ova veličina makromolekula pomaže u obavljanju funkcije rezervnog ugljikohidrata.
Dakle, makromolekula glikogena, zbog svoje velike veličine, ne prolazi kroz membranu i ostaje unutar ćelije sve dok se ne pojavi potreba za energijom.
Hidroliza glikogena u kiseloj sredini odvija se vrlo lako uz kvantitativni prinos glukoze.
Ovo se koristi u analizi tkiva za sadržaj glikogena na osnovu količine formirane glukoze.
Slično glikogenu u životinjskim organizmima, amilopektin, koji ima manje razgranatu strukturu, igra istu ulogu kao rezervni polisaharid u biljkama. To je zbog činjenice da se metabolički procesi u biljkama odvijaju mnogo sporije i ne zahtijevaju brzi priliv energije, kao što je ponekad potrebno za životinjski organizam (stresne situacije, fizička ili psihička napetost).
Celuloza. Ovaj polisaharid, koji se naziva i vlaknima, najčešći je biljni polisaharid.
Celuloza ima veliku mehaničku čvrstoću i služi kao potporni materijal za biljke. Drvo sadrži 50-70% celuloze; Pamuk je gotovo čista celuloza. Celuloza je važna sirovina za brojne industrije (pulpa i papir, tekstil, itd.).
Celuloza je linearni polisaharid u kojem su ostaci D-glukopiranoze povezani β(1,4)-glikozidnim vezama.
Disaharidni dio celuloze je celobioza.
Makromolekularni lanac nema grane, sadrži 2,5-12 hiljada ostataka glukoze, što odgovara molekulskoj težini od 400 hiljada do 1-2 miliona.
β-konfiguracija anomernog atoma ugljika dovodi do toga da makromolekula celuloze ima striktno linearnu strukturu.
To je olakšano stvaranjem vodoničnih veza unutar lanca, kao i između susjednih lanaca.
Ovo pakovanje lanaca obezbeđuje visoku mehaničku čvrstoću, vlaknastost, nerastvorljivost u vodi i hemijsku inertnost, što celulozu čini odličnim materijalom za izgradnju zidova biljnih ćelija.
Celuloza se ne razgrađuje običnim enzimima gastrointestinalnog trakta, ali je neophodna za normalnu ishranu kao balastna supstanca.
Eterični derivati celuloze su od velikog praktičnog značaja: acetati (veštačka svila), nitrati (eksplozivi, koloksilin) i drugi (viskozna vlakna, celofan).
Prethodna1234567891011121314Sljedeća
VIDJETI VIŠE:
B). Funkcije škroba
Škrob je biljni polisaharid složene strukture. Sastoji se od amiloze i amilopektina; njihov odnos je različit u različitim skrobovima (amiloza 13-30%; amilopektin 70-85%).
Amiloza i amilopektin u biljkama nastaju u obliku škrobnih zrnaca.
Svojstva škroba, molekula škroba
Zgušnjivač. 2. Vezivno sredstvo u proizvodima. Prisutno u sirovim materijalima ili dodano.
Želatinizacija I druga svojstva. Netaknuta zrna škroba su nerastvorljiva u hladnoj vodi, ali mogu reverzibilno apsorbirati vlagu i lako nabubriti. Povećanje prečnika zrna tokom bubrenja zavisi od vrste skroba. Na primjer, za obični kukuruzni škrob - 9,1%, za voštani - 22,7%.
Kako temperatura raste, vibracija molekula škroba se povećava, intermolekularne veze se razaraju, što dovodi do oslobađanja veznih mjesta za interakciju s molekulima vode kroz vodikove veze.
Ovaj prodor vode i sve veće odvajanje velikih i dugih segmenata skrobnih lanaca povećava poremećaj u cjelokupnoj strukturi i smanjuje broj i veličinu kristalnih područja. Daljnjim zagrijavanjem u prisustvu velike količine vode dolazi do potpunog gubitka kristalnosti, praćenog gubitkom obrisa zrna škroba. Temperatura koja odgovara razaranju unutrašnje strukture zrna škroba naziva se temperatura želatinizacije. Zavisi od izvora škroba.
Tokom želatinizacije, zrna škroba u početku jako nabubre, povećanje temperature dovodi do naglog porasta viskoznosti, što je povezano s bubrenjem zrna škroba.
Nabubrela zrna škroba tada pucaju i raspadaju se, uzrokujući pad viskoziteta.
Faktori koji utiču na proces želatinizacije skroba:
1. Temperatura.
2. Vodena aktivnost (što je veća, na proces vode utiču komponente koje vežu vodu);
3. Visok sadržaj šećera smanjiti brzinu želatinizacije skroba i smanjiti vršni viskozitet.
Disaharidi su efikasniji u smislu usporavanja želatinizacije i smanjenja vršnog viskoziteta od monosaharida. Osim toga, šećeri smanjuju snagu škrobnih gelova djelujući kao plastifikator i ometajući formiranje veznih zona.
Na želatinizaciju škroba u proizvodnji hrane utiču lipidi - trigliceridi (masti, ulja), mono- i diacilgliceridi. Masti, koje mogu formirati komplekse sa amilozom, inhibiraju bubrenje zrna škroba. Kao rezultat toga, u bijelom hljebu, koji ima malo masti, 96% skroba je obično potpuno želatinizirano.
U proizvodnji pekarskih proizvoda, ova dva faktora (visoka koncentracija masti i niska aw) daju veliki doprinos neželastiranju škroba.
Monoacilgliceridi masnih kiselina (C|6-C18) dovode do povećanja temperature želatinizacije, povećanja temperature koja odgovara vršnom viskozitetu i smanjenja čvrstoće gela.
To je zbog činjenice da komponente masnih kiselina u monoacilgliceridima mogu formirati inkluzione spojeve s amilozom, a moguće i s dugim vanjskim lancima amilopektina. Lipid-amilozni kompleksi također ometaju formiranje zona vezivanja.
5. Nisko koncentracija soli, u pravilu ne utiču na želatinizaciju ili stvaranje gela.
Izuzetak je krompir amilopektin, koji sadrži fosfatne grupe. U ovom slučaju, soli mogu zavisno ovisno o uvjetima, povećati ili smanjiti oticanje.
6. Kiseline su prisutne u mnogim namirnicama. gdje se koristi skrob kao zgušnjivač. Međutim, većina namirnica ima pH u području 4-7, a ove koncentracije H+ jona nemaju veliki utjecaj na bubrenje škroba ili njegovu želatinizaciju.
Pri niskom pH (začini za salatu, voćni nadjevi) primjetno je smanjenje vršnog viskoziteta škrobnih pasta i brzo smanjenje viskoziteta pri zagrijavanju. Pri niskom pH dolazi do intenzivne hidrolize With Zbog stvaranja dekstrina koji ne zgušnjavaju, potrebno je koristiti modificirane umrežene škrobove kao zgušnjivač u kiselim proizvodima kako bi se izbjegla kisela tečnost.
Prisustvo proteina. Ovo je prvenstveno važno sa stanovišta formiranja strukture kruha, koja je povezana sa stvaranjem glutena (prilikom miješanja u procesu pripreme tijesta), želatinizacijom škroba i denaturacijom proteina uslijed zagrijavanja u prisustvu vode. . Međutim, precizna priroda interakcije između škroba i proteina u prehrambenim sistemima ostaje nejasna.
8. Prilikom proizvodnje smrznutih prehrambenih proizvoda u kojima škrob djeluje kao zgušnjivač, potrebno je uzeti u obzir mogućnost retrogradacija amiloze tokom odmrzavanja. Ako se u ovom slučaju koristi obični škrob, onda kada se odmrzne, proizvod dobiva vlaknastu ili zrnastu strukturu.
Poželjno je da takvi proizvodi koriste voštani kukuruzni skrob, koji praktično ne sadrži amilozu ili fosfatno umrežene skrobove.
9. Mnoge namirnice koje sadrže škrob (prvenstveno pekarski proizvodi) doživljavaju ustajalost tokom skladištenja zbog povezivanja molekula amiloze. Da biste spriječili stajanje u takvim proizvodima, preporučljivo je koristiti masti kao aditive koji formiraju komplekse s amilozom, zagrijavanjem i vlaženjem vodom.
Pretražite na stranici:
Polisaharidi.
polisaharidi - To su prirodni visokomolekularni ugljikohidrati, čije se makromolekule sastoje od ostataka monosaharida.
Glavni predstavnici - skrob i celuloza - grade se od ostataka jednog monosaharida - glukoze.
Škrob i celuloza imaju istu molekularnu formulu: (C6H10O5)n, ali potpuno drugačija svojstva. To se objašnjava posebnostima njihove prostorne strukture.
Škrob se sastoji od ostataka α-glukoze, a celuloza se sastoji od ostataka β-glukoze, koji su prostorni izomeri i razlikuju se samo po položaju jedne hidroksilne grupe (naglašeno bojom):
Škrob naziva se mješavina dva polisaharida izgrađena od ostataka ciklična α-glukoza.
To uključuje:
- amiloza (unutrašnji dio skrobnog zrna) – 10-20%
- amilopektin (ljuska škrobnog zrna) – 80-90%
Lanac amiloze uključuje 200 - 1000 ostataka α-glukoze (prosječna molekulska težina 160 000) i ima nerazgranatu strukturu.
Makromolekula amiloze je spirala čiji se svaki krug sastoji od 6 α-glukoznih jedinica.
Svojstva skroba:
Hidroliza škroba: Kada se kuha u kiseloj sredini, škrob se sukcesivno hidrolizira.
2. Škrob ne daje reakciju “srebrnog ogledala” i ne reducira bakar (II) hidroksid.
Kvalitativna reakcija na skrob: plava boja sa rastvorom joda.