Formula škroba

Škrob je dragocen hranljiv izdelek. Najdemo ga v kruhu, krompirju, žitih in je skupaj s saharozo najpomembnejši vir ogljikovih hidratov v človeškem telesu..

Kemična formula škroba (C6.(H2.O)pet) n.

Struktura škroba

Škrob je sestavljen iz 2 polisaharidov, zgrajenih iz cikličnih ostankov α-glukoze.

Kot lahko vidite, se kombinacija molekul glukoze pojavi s sodelovanjem najbolj reaktivnih hidroksilnih skupin, izginotje slednjih pa izključuje možnost nastanka aldehidnih skupin, v molekuli škroba pa jih ni. Zato škrob ne daje reakcije "srebrnega ogledala".

Škrob ni sestavljen samo iz linearnih molekul, temveč tudi iz molekul razvejane verige. To pojasnjuje zrnato strukturo škroba..

Škrob vsebuje:

  • amiloza (notranji del škrobnega zrna) - 10-20%;
  • amilopektin (škrobna lupina) - 80-90%.

Amiloza

Amiloza je topna v vodi in je linearni polimer, v katerem so ostanki α-glukoze med seboj povezani preko prvega in četrtega atoma ogljika (α-1,4-glikozidne vezi).

Amilozna veriga vključuje 200 - 1000 ostankov glukoze (povprečna molekulska masa 160.000).

Makromolekula amiloze je vijačnica, katere vsak zavoj je sestavljen iz 6 a-glukoznih enot.

Amilopektin

Za razliko od amiloze je amilopektin v vodi netopen in ima razvejano strukturo.

Velika večina ostankov glukoze v amilopektinu je, tako kot v amilozi, povezana z α-1,4-glikozidnimi vezmi. Vendar pa na vejnih točkah verige obstajajo α-1,6-glikozidne vezi.

Molekulska masa amilopektina doseže 1-6 milijonov.

Tudi molekule amilopektina so precej kompaktne, saj so sferične.

Biološka vloga škroba. Glikogen

Škrob je glavno rezervno hranilo rastlin, glavni vir rezervne energije v rastlinskih celicah.

Ostanki glukoze v molekulah škroba so precej trdno povezani, hkrati pa jih je mogoče pod delovanjem encimov enostavno razdeliti takoj, ko je potreben vir energije.

Amiloza in amilopektin se pod delovanjem kislin ali encimov hidrolizirata v glukozo, ki je neposreden vir energije za celične reakcije, je del krvi in ​​tkiv ter sodeluje v presnovnih procesih.

Glikogen (živalski škrob) je polisaharid, katerega molekule so zgrajene iz velikega števila ostankov α-glukoze. Ima podobno zgradbo kot amilopektin, vendar se od nje razlikuje po večji razvejanosti verig in večji molekulski masi.

Vsebuje glikogen predvsem v jetrih in mišicah.

Glikogen je bel amorfni prah, dobro topen tudi v hladni vodi, ki se lahko hidrolizira pod vplivom kislin in encimov, tvori dekstrine, maltozo kot intermediate in s popolno hidrolizo glukozo.

Pretvorba škroba v ljudi in živali

Biti v naravi

Škrob je v naravi zelo razširjen. Nastaja v rastlinah med fotosintezo in se kopiči v gomoljih, koreninah, semenih, pa tudi v listih in steblih.

Škrob najdemo v rastlinah v obliki škrobnih zrn. Najbogatejša s škrobom so žitna zrna: riž (do 80%), pšenica (do 70%), koruza (do 72%), pa tudi gomolji krompirja (do 25%). V gomoljih krompirja škrobna zrna plavajo v celičnem soku, v žitih jih tesno zlepi beljakovinska snov gluten.

Fizične lastnosti

Škrob je bela amorfna snov, brez okusa in vonja, topna v hladni vodi, nabrekne v vroči vodi in se delno raztopi in tvori viskozno koloidno raztopino (škrobna pasta).

Škrob obstaja v dveh oblikah: amiloza, linearni polimer, topen v vroči vodi, amilopektin, razvejan polimer, netopen v vodi, samo nabrekne.

Kemijske lastnosti škroba

Kemijske lastnosti škroba pojasnjujemo z njegovo strukturo..

Škrob ne daje reakcije "srebrnega zrcala", ampak ga tvorijo produkti njegove hidrolize.

1. Hidroliza škroba

Pri segrevanju v kislem mediju se škrob hidrolizira, pri čemer se porušijo vezi med ostanki α-glukoze. V tem primeru nastanejo številni vmesni proizvodi, zlasti maltoza. Končni produkt hidrolize je glukoza:

Postopek hidrolize poteka postopoma, shematično ga lahko opišemo na naslednji način:

Video eksperiment "Kislinska hidroliza škroba"

Reakcijo pretvorbe škroba v glukozo pod katalitičnim delovanjem žveplove kisline je leta 1811 odkril ruski znanstvenik K. Kirchhoff (Kirchhoffova reakcija).

2. Kvalitativna reakcija na škrob

Ker je molekula amiloze vijačnica, ko amiloza v interakciji z jodom v vodni raztopini molekule joda vstopijo v notranji kanal vijačnice in tvorijo tako imenovano inkluzijsko spojino.

Raztopina joda postane škrobno modra. Ko se segreje, barva izgine (kompleks se uniči), ko se ohladi, se ponovno pojavi.

Škrob + J2. - modro obarvanje

Video eksperiment "Reakcija škroba z jodom"

Ta reakcija se v analitične namene uporablja za odkrivanje škroba in joda (test škrobnega joda)

3. Večina ostankov glukoze v molekulah škroba ima 3 proste hidroksile (pri 2,3,6-ih atomih ogljika), na vejnih mestih - pri 2. in 3. atomu ogljika.

Zato so za škrob možne reakcije, značilne za polihidrične alkohole, zlasti tvorba etrov in estrov. Škrobni estri pa so malo praktični..

Škrob ne daje kakovostne reakcije na polihidrične alkohole, ker je slabo topen v vodi.

Pridobivanje škroba

Škrob se pridobiva iz rastlin, uničuje celice in spere z vodo. V industrijskem obsegu ga pridobivajo predvsem iz gomoljev krompirja (v obliki krompirjeve moke), pa tudi koruze, v manjši meri iz riža, pšenice in drugih rastlin..

Pridobivanje škroba iz krompirja

Krompir operemo, sesekljamo in speremo z vodo ter črpamo v velike posode, kjer poteka usedanje. Voda izloča škrobna zrna iz zdrobljenih surovin in tvori tako imenovano "škrobno mleko".

Nastali škrob spet speremo z vodo, usedemo in posušimo v toku toplega zraka.

Pridobivanje škroba iz koruze

Koruzna zrna namočimo v topli vodi razredčene žveplove kisline, da zrnje zmehčamo in iz njega odstranimo večino topnih snovi.

Oteklo zrnje zdrobimo, da odstranimo kalčke.

Poganjki se po plavanju na površini vode ločijo in kasneje uporabijo za pridobivanje koruznega olja..

Koruzna masa se ponovno zdrobi, obdela z vodo za izpiranje škroba, nato se loči z usedanjem ali s pomočjo centrifuge.

Uporaba škroba

Škrob se pogosto uporablja v različnih panogah (živilska, farmacevtska, tekstilna, papirna itd.).

Je glavni ogljikov hidrat človeške hrane - kruh, žita, krompir.

Pomembne količine se predelajo v dekstrine, melaso in glukozo, ki se uporabljajo v slaščičarski industriji.

Etilni, n-butilni alkoholi, aceton, citronska kislina, glicerin se pridobivajo iz škroba, ki ga vsebujejo krompir in žitna zrna..

Škrob se uporablja kot lepilo, uporablja se za dodelavo tkanin, škrobno perilo.

V medicini mazila na osnovi škroba, praški za prašenje itd..

Škrob

Struktura

Škrob ima zapleteno kemijsko strukturo in je mešanica dveh glavnih polisaharidov:

  • amiloza - 10-20%;
  • amilopektin - 90-80%.

Vsak polisaharid je sestavljen iz monomera, α-glukoze. Amilozne in amilopektinske enote so povezane v verige z α (1 → 4) -glikozidnimi vezmi.

Molekula amiloze ima linearno strukturo, sestavljeno iz 200-1000 strukturnih enot. Veriga je zavita v spiralo. Vsaka zanka ima šest ostankov glukoze.

Slika: 1. Strukturna formula amiloze.

Amilopektin je razvejana veriga od šest do 40 tisoč enot. Razvejanje verige je posledica α (1 → 6) -glikozidnih vezi skozi 20-25 ostankov glukoze.

Slika: 2. Strukturna formula amilopektina.

Škrob poleg polisaharidov vključuje anorganske snovi (ostanki fosforne kisline), lipide, maščobne kisline.

Bivanje v naravi in ​​pridobivanje

Škrob nastaja med fotosintezo kot rezultat polimerizacije glukoze:

  • 6CO2. + 6H2.O (svetloba, klorofil) → C6.H12.O6. + 6O2.;
  • nC6.H12.O6. → (C6.HdesetOpet)n + nH2.O.

Škrob je glavna sestavina rastlinskih semen. Uporablja se kot rezerva energije. Največ škroba najdemo v endospermu žit (do 85%) in v gomoljih krompirja (20%).

Škrob najdemo v celicah v obliki zrn, katerih oblika je odvisna od vrste rastline. Škrobna zrna so slojevita zrna. Rastejo tako, da na stare plasti nanesejo nove plasti škroba. Zrna se odložijo v posebne rastlinske celice (sorte levkoplastov) - amiloplaste.

Slika: 3. Primeri škrobnih zrn.

V živilski in industrijski kemiji je škrob najpogosteje izoliran iz krompirja. Za to gomolje zdrobimo, operemo in zaščitimo. Škrob, ki plava na površini, se zbere, opere in posuši, dokler ne nastanejo kristali.

Škrob se pri živalih ne sintetizira. Analogna energijska snov živalskih celic je glikogen.

Lastnosti

Škrob je bel, kristaliničen prah brez okusa. Prašek je netopen v hladni vodi. Pri interakciji z vročo vodo se amiloza raztopi in amilopektin nabrekne in tvori pasto. Če kristale podrgnete med prste, lahko zaslišite škripanje.

Pri segrevanju škrob podvrže hidrolizi s katalizatorji. Hidroliza poteka v korakih. Dekstrin nastane iz škroba, ki se hidrolizira v maltozo. Kot rezultat hidrolize maltoze nastane glukoza. Splošna enačba:

Kvalitativna reakcija je modro obarvanje pod vplivom joda.

Reakcije srebrnih ogledal in zmanjšanje bakrovega hidroksida ne gre.

Škrob jemo skupaj z rastlinskimi proizvodi - krompir, moka, koruza. Uporablja se tudi za izdelavo lepila.

Kaj smo se naučili?

Škrob je kompleksna snov rastlinskega izvora. Sestavljen je iz organskih in anorganskih snovi, vključuje dva polisaharida - amilozo in amilopektin. Vsak polisaharid je sestavljen iz istih ostankov glukoze. Nastane v rastlinah kot posledica fotosinteze in se kopiči v obliki zrn. Pri interakciji z vodo nabrekne in tvori pasto. Hidrolizira pri segrevanju v prisotnosti katalizatorja do glukoze.

Formula pridobivanje škroba

I. Film: "Polisaharidi"

II. Fizične lastnosti

Škrob je bel prah, netopen v hladni vodi in v vroči vodi tvori koloidno raztopino (škrobna pasta). Obstaja v dveh oblikah: amiloza - linearni polimer, topen v vroči vodi, amilopektin - razvejan polimer, netopen v vodi, samo nabrekne.

III. Biti v naravi

Škrob - glavni vir rezervne energije v rastlinskih celicah - nastaja v rastlinah med fotosintezo in se kopiči v gomoljih, koreninah, semenih:

Vsebuje se v gomoljih krompirja, pšeničnih zrnih, rižu, koruzi.

Glikogen (živalski škrob), ki nastaja v jetrih in mišicah živali.

IV. Struktura

Sestoji iz ostankov α-glukoze.

Škrob vsebuje:

  • amiloza (notranji del škrobnega zrna) - 10-20%
  • amilopektin (škrobna lupina) - 80-90%

Amilozna veriga vključuje 200 - 1000 ostankov α-glukoze in ima nerazvejano strukturo.

Amilopektin je sestavljen iz razvejanih makromolekul, katerih molekulska masa doseže 1 - 6 milijonov.

Amiloza in amilopektin se pod delovanjem kislin ali encimov hidrolizirata v glukozo, ki je neposreden vir energije za celične reakcije, je del krvi in ​​tkiv ter sodeluje v presnovnih procesih. Zato je škrob bistvena rezervna ogljikova hidrat v prehrani..

Tako kot amilopektin se gradi tudi glikogen (živalski škrob), katerega makromolekule so značilne z večjo razvejanostjo:

V. Uporaba

Škrob se pogosto uporablja v različnih panogah (živilska, fermentacijska, farmacevtska, tekstilna, papirna itd.).

  • Dragocen hranljiv izdelek.
  • Za škrobno perilo.
  • Kot dekstrinsko lepilo.

Vi. Kemijske lastnosti polisaharidov

1. Hidroliza

Hidroliza poteka v korakih:

Ohlajena škrobna pasta + I2. (raztopina) = modra obarvanost, ki ob segrevanju izgine.

Makromolekula amiloze je vijačnica, katere vsak zavoj je sestavljen iz 6 enot α-glukoze.

Ko amiloza sodeluje z jodom v vodni raztopini, molekule joda vstopijo v notranji kanal spirale in tvorijo tako imenovano inkluzijsko spojino. Ta spojina ima značilno modro barvo. Ta reakcija se v analitične namene uporablja za odkrivanje škroba in joda (test škrobnega joda)

Škrob

Vsi so že slišali besedo "škrob", vendar vsi ne vedo, kaj je in čemu služi. Škrob je vrsta ogljikovih hidratov, razprave o ustreznosti njegove uporabe pa vodijo strokovnjaki po vsem svetu. Privrženci diete brez ogljikovih hidratov pozivajo, naj opustijo uporabo živil, ki vsebujejo škrob, medtem ko njihovi nasprotniki oddajajo o izključnih koristih slednjega za človeško telo.

Kemična sestava

Škrob je organska snov, ki spada v skupino polisaharidov in jo najdemo v vseh zelenih rastlinah. Videti je kot fin bel prah, ki je brez okusa in vonja. V hladni vodi se slabo raztopi; ob stiku z vročo vodo tvori raztopino, podobne lepilu.

Škrob rastline proizvajajo s fotosintezo. Zanje je nekakšno gorivo, kot je glukoza za ljudi. Mimogrede, škrob, ki se zaradi biokemijskih procesov v človeškem telesu razgradi na sestavine, med katerimi je le glukoza.

Načelo delovanja v človeškem telesu

Ogljikovi hidrati so za človeka življenjskega pomena, saj so vir energije. Škrob, ki s hrano pride v želodec, se pretvori v glukozo, ki nato s pretokom krvi vstopi v vse telesne sisteme, njen presežek pa se kopiči v mišičnem sistemu in jetrih. Škrob se nanaša na kompleksne ogljikove hidrate, ki se razgradijo in se zato prebavijo dlje kot enostavni, s čimer zagotavlja dolgoročno "polnjenje" telesa in občutek sitosti za več ur.

Vloga škroba v procesu prebave

Razgradnja škroba se začne takoj po začetku žvečenja hrane. Pod vplivom sline se molekula škroba pretvori v enostavnejšo spojino - maltozo. Slednji skozi želodec in dvanajstnik vstopi v tanko črevo, kjer je postopek pretvorbe v glukozo končno končan. Nastala glukoza se skozi črevesne stene absorbira v kri in se prek krvnih žil prenese po telesu ter vstopi v vsako celico človeškega telesa.

Če v telo vstopi preveč glukoze, prebavni sistem ne more predelati vsega naenkrat, zato odvečni del shrani v rezervo v jetrih in mišicah. Te "deževne dnevne" zaloge glukoze imenujemo glikogen. Telo ga uporablja kot dodaten vir energije med okrevanjem po daljši bolezni, v obdobjih stresa ali močnega fizičnega napora, ko običajno »gorivo« ni dovolj.

Neprebavljiv škrob

Škrob je kompleksen ogljikov hidrat, tudi struktura njegove molekule ni preprosta. Zato se ves škrob, ki vstopi v človeško telo s hrano, ne prebavi in ​​pretvori v glukozo. Ta snov delno ostaja nespremenjena. Tak škrob imenujemo odporen, to je odporen na procese prebave.

Prav ta škrob je najbolj koristen za ljudi. Njegova prisotnost v telesu zmanjšuje apetit, uravnava glukozo v krvi in ​​proizvodnjo inzulina v trebušni slinavki. Odporni škrob lahko pomaga tudi pri odstranjevanju slabega holesterola iz telesa..

Razvrstitev odpornih škrobov

Obstajajo štiri vrste škroba, odpornega na prebavo:

  • Tisti, ki ga najdemo v grahu, fižolu, žitih in semenih rastlin;
  • Krompirjev in bananin škrob;
  • Škrob, ki nastane kot posledica toplotne obdelave izdelkov, ki ga vsebujejo (na primer pri kuhanju krompirja ali riža);
  • Pridobivanje odpornosti s kemičnimi reakcijami.

Zgornje vrste so pogosto kombinirane v istih izdelkih. Na primer, odporen škrob v nezrelih bananah, ko dozori, se spremeni v običajen, lomljiv škrob. Ali pa se škrob druge vrste zaradi kuhanja krompirja pretvori v četrtega.

Zakaj je odporen škrob koristen?

Vrednosti škroba za človeški prebavni sistem je težko preceniti. Vsi vemo, da v tankem črevesju živijo koristni mikroorganizmi (črevesna mikroflora), ki so nujni za pravilno prebavo hrane in normalno delovanje imunskega sistema. Te bakterije se torej hranijo z odpornim škrobom. Z uživanjem škroba bakterije sproščajo številne koristne snovi, od katerih je ena, butirat, gradbeni material za stene debelega črevesa..

Poleg tega odporni škrob normalizira kislo okolje v črevesju in s tem zmanjša vnetja in gnitje, možnost razvoja onkoloških procesov pa je nič. Rešuje tudi pred takšnimi neprijetnimi boleznimi, kot sta zaprtje in driska. Zaradi svoje lepilom podobne konsistence škrob "veže" škodljive snovi in ​​spodbuja njihovo izločanje iz telesa.

Škrob in presnova

Učinek škroba na proizvodnjo inzulina in njegovo presnovo je bil omenjen zgoraj. Najnovejše raziskave so pokazale izjemen pomen te snovi pri nadzoru ravni sladkorja, kar je še posebej pomembno za ljudi s sladkorno boleznijo. Če torej zajtrkujete s hrano, ki vsebuje škrob, se čez dan ne boste soočili s skokom glukoze v krvi.

Redno uživanje škrobne hrane poveča telesno občutljivost za inzulin za pol do dvakrat. To pomeni, da se verjetnost za nastanek diabetesa, hipertenzije ali Alzheimerjeve bolezni znatno zmanjša..

Spodbuja odporen škrob in hujšanje, saj je v živilih malo kalorij in dolgo časa zagotavljajo občutek sitosti.

Živila, ki vsebujejo odporen škrob

Najpogostejša škrobnata hrana je krompir. Je popoln vir odpornega škroba. Krompir je najbolje jesti kuhan, dušen ali pečen. Prav tako je veliko škroba v krompirjevem soku..

Pomembno pojasnilo: odporen škrob v krompirju pri visokih temperaturah postane navaden, bolj hranljiv. Če želite shujšati, se morate vročemu pireju odreči v korist ohlajenega krompirja..

Banane so na drugem mestu po vsebnosti škroba. Rahlo nezrele zelene banane je najbolje uživati, saj vsebujejo odporen škrob..

Veliko škroba najdemo tudi v koruzi, rižu (rjavi), ovseni kaši in bisernem ječmenu, fižolu, grahu, leči. Škrob se uporablja tudi za izdelavo želeja in različnih omak.

Če morate telo hitro "škrobiti", lahko zaužijete krompirjevo moko v notranjosti (1 žlica. L na tešče, popijte kozarec vode, seveda 2 tedna). Lahko pa v trgovini kupite rafinirani škrob (prah) in ga dodate hrani ali vodi. Vendar ne bodite preveč vneti: prevelik odmerek škroba lahko povzroči napenjanje, napenjanje in bolečine v želodcu. Dovolj je ena žlica na dan.

Simptomi prevelikega odmerjanja škroba:

  • kronično zaprtje;
  • odvečna teža;
  • pogosti glavoboli;
  • nerazumna agresivnost;
  • pogosti prehladi.

Prisotnost enega ali več zgornjih znakov je razlog za spremembo prehrane.

Škodljiv škrob

Vsa škrobna živila niso zdrava. Beli riž in pšenična moka (zlasti vrhunske kakovosti) zaradi toplotne obdelave izgubita skoraj vse svoje koristne lastnosti in lahko naredita več škode kot koristi. Enako velja za piškote, pecivo, pecivo in instant žitarice..

Dnevna stopnja

Ogljikovi hidrati bi morali predstavljati od 50 do 65% dnevne prehrane odrasle osebe. Kar zadeva škrob, naj bi živila, ki ga vsebujejo, predstavljala približno 30% celotnega vnosa ogljikovih hidratov. Ženske bodo zadoščale, da bodo pojedle 300 g takih izdelkov na dan, moške pa 450 g. Toda tudi v majhnih količinah je škrob zelo koristen. Ščiti želodčne stene pred škodljivimi učinki želodčnega soka in s tem prispeva k preprečevanju gastritisa z visoko kislostjo in peptičnega čira.

Ob pomanjkanju škroba v telesu človek čuti:

  • stalna šibkost;
  • kronična utrujenost;
  • slaba volja, izguba moči;
  • izumrtje spolne funkcije.

Če oseba vodi sedeči življenjski slog, je treba uživanje škroba zmanjšati, da se izognemo želodčnim težavam, zaprtju in hemoroidom. Nasprotno, pri intenzivni telesni aktivnosti (priprave na tekmovanja, planinske pohode itd.) Bi morali povečati količino škroba v svoji dnevni prehrani..

Osnovna škrobna živila

Kruh. Najbolj uporaben kruh je rž. Pojesti morate tudi polnozrnat kruh. Bolje je zavrniti bujni beli kruh iz vrhunske pšenične moke. Najbolj uporabna snov v kruhu so vlaknine, zato tega izdelka ne smete popolnoma izključiti iz prehrane, tudi če sledite dieti. Najbolje je, da kruh shranjujete pri sobni temperaturi in ga uporabljate rahlo posušen..

Slika: Hranljiv ogljikov hidrat. Vsebuje veliko škroba, beljakovin in vlaknin, maščob pa sploh ne. Le malo ljudi ve, toda riž je najbolje prebavljiv hladen in ga na splošno ni priporočljivo pogrevati. Kuhanega riža tudi ne shranjujte v hladilniku več kot en dan..

Žita. Drobljenci so pravi zaklad. Vsebujejo skoraj vse bistvene vitamine in minerale. Najbolj uporabni so oves, rž, ajda, ječmen. Kaša je najboljša možnost zajtrka. Kompleksni ogljikovi hidrati, ki jih vsebujejo, bodo zagnali prebavo, dolgo časa zagotavljali energijo in sitost..

Testenine. Najboljša možnost so izdelki iz trde pšenice. Vsebujejo železo in vitamine B. Najmanj kalorij, idealno za tiste, ki želijo shujšati.

Kaj je akrilamid

Akrilamid je snov, ki je nevarna za človeka in se sprosti, ko se škrobna hrana ocvrti. Zato nutricionisti svetujejo, naj ocvrti krompir, toast in zelenjavo na žaru izključijo iz prehrane. Pri vrenju, dušenju, parjenju, pečenju v pečici ali mikrovalovni pečici se akrilamid ne sprošča, zato je bolje dati prednost tem načinom toplotne obdelave hrane.

Interakcija z drugimi izdelki

Značilnost škrobnih živil je skoraj popolna nezdružljivost z neškrobnimi živili. Najbolje je, da hrano, ki vsebuje škrob, uživate ločeno, ločeno od vseh drugih ali pa jih kombinirate med seboj. Če jih res kombinirate s čim, potem je bolje izbrati sveže zelenjavne solate, začinjene z rastlinskim oljem. Pire krompir in piščančji kotleti so zanesljiva pot do teže v želodcu in dolgotrajnega nelagodja.

Če v telesu primanjkuje vitaminov skupine B, se škrob slabše absorbira. To lahko privede do nastanka fekalnih kamnov v debelem črevesu..

Škrob v industriji

Najbolj znana je industrijska proizvodnja krompirjevega škroba; priljubljena sta tudi koruzni in rižev škrob. Škrob se pogosto uporablja v živilski industriji. Je nepogrešljiva sestavina za varjenje piva, izdelavo slaščic, omak, jogurtov, peko kruha.

Poleg tega se škrob uporablja za izdelavo kartonskih škatel in za šivanje oblačil..

Koristi in škoda škroba so dvoumne in so odvisne od stanja telesa vsakega posameznika. Vsi vemo, da je katera koli snov lahko tako strup kot zdravilo, vse je odvisno od količine. Ta resnica v celoti velja za škrob..

Škrob, lastnosti, proizvodnja in uporaba

Škrob, lastnosti, proizvodnja in uporaba.

Škrob je rastlinski polisaharid s kompleksno strukturo, mešanica amiloznih in amilopektinskih polisaharidov, katerih monomer je α-glukoza.

Škrob, formula, molekula, struktura, sestava, snov:

Škrob je rastlinski polisaharid s kompleksno strukturo, mešanica amiloznih in amilopektinskih polisaharidov, katerih monomer je α-glukoza.

Škrob je mešanica makromolekul amiloze in amilopektina s formulo (C6.HdesetOpet)n.

Škrob je naravni ogljikov hidrat, nakopičen v rastlinskih celicah v obliki škrobnih zrn in sproščen iz surovin, ki vsebujejo škrob, med njegovo predelavo.

Tako škrob vsebuje amilozo in amilopektin. Razmerje amiloze in amilopektina je pri različnih škrobih različno: amiloza 13-30%; amilopektin 70-85%. Enote amiloze in amilopektina so povezane v verige z α- (1 → 4) glikozidnimi vezmi.

Amiloza je polisaharid, ki ga tvorijo linearne ali šibko razvejane verige ostankov α-glukoze, povezane z α- (1 → 4) glikozidnimi vezmi. Amilozna veriga je sestavljena iz 200-1000 strukturnih enot (ostanki α-glukoze) in je zvita v spiralo. Za vsak obrat je na voljo šest ostankov α-glukoze. Molekulska masa amiloze se giblje med 50 000 in 160 000. Zaradi svoje strukture (verige molekul amiloze so zvite v spiralo) je amiloza topna v vroči vodi.

Amilopektin je polisaharid, ki ga tvorijo razvejane verige ostankov α-glukoze, povezane z α- (1 → 4) in na mestih razvejanja verige z α- (1 → 6) glikozidnimi vezmi. Amilopektinska veriga je sestavljena iz 6.000-40.000 strukturnih enot (ostanki α-glukoze). Amilopektinska veriga ima razvejano strukturo vsakih 20-25 ostankov α-glukoze; na razvejanih mestih verige so ostanki α-glukoze povezani z α- (1 → 6) glikozidnimi vezmi. Struktura amilopektina je tridimenzionalna, njene veje se nahajajo v vseh smereh in dajejo molekuli sferično obliko. Molekulska masa amilopektina doseže 1.000.000. Amilopektin je netopen v hladni vodi, v vroči vodi pa tvori želatinasti del paste.

Škrob poleg polisaharidov (amiloza in amilopektin) vsebuje tudi anorganske snovi (ostanki fosforne kisline), lipide, maščobne kisline.

Glikogen (imenovan živalski škrob) ima podobno kemijsko formulo. Glikogen je polisaharid v sestavi (C6.HdesetOpet)n, ki ga tvorijo ostanki glukoze, povezani z α- (1 → 4) in na mestih razvejanja - z α- (1 → 6) glikozidnimi vezmi. V živalskih celicah glikogen služi kot glavni hranilnik ogljikovih hidratov in glavna oblika shranjevanja glukoze. Odloži se v obliki zrnc v citoplazmi celic (predvsem v celicah jeter in mišic). Glikogen se od škroba razlikuje po bolj razvejani in kompaktnejši strukturi ter po fizikalnih in kemijskih lastnostih.

Struktura molekule škroba, strukturna formula škroba:

Na videz je škrob bel amorfen snov brez okusa in vonja.

Škrob se ne raztopi v hladni vodi. Najprej se amiloza popolnoma raztopi v vroči vodi, medtem ko se amilopektin ne raztopi, ampak nabrekne in tvori viskozno koloidno raztopino - škrobno pasto. Netopno v etanolu.

Ko se škrobni prah stisne, odda značilno škripanje, ki ga povzroči trenje delcev.

Biološka vloga škroba za človeško telo je v tem, da je skupaj s saharozo glavni vir ogljikovih hidratov - ene najpomembnejših sestavin hrane. Škrob je najpogostejši ogljikov hidrat v človeški prehrani..

Ko pride v človeško ali živalsko telo v želodcu in črevesju, se pod vplivom lastnih encimov škrob hidrolizira v glukozo, nato pa se absorbira in vstopi v krvni obtok. Nadalje se v človeških ali živalskih celicah glukoza oksidira v ogljikov dioksid in vodo s sproščanjem energije, ki je potrebna za delovanje živega organizma.

Škrob nima tališča. Samovžig pri 410 ° C.

Škrob v naravi:

Škrob je v naravi zelo pogosta snov. Škrob se sintetizira v rastlinskih kloroplastih pod vplivom svetlobe med fotosintezo kot rezultat polimerizacije glukoze.

Postopek pridobivanja škroba v rastlinskih celicah lahko opišemo z naslednjimi kemijskimi enačbami:

Na splošno lahko to enačbo zapišemo kot:

Za rastline škrob služi kot zaloga hranil (kot nadomestni vir prehrane) in se kopiči predvsem v sadju, semenih in gomoljih ter listih in steblih. Najbogatejše s škrobom je zrnje žitnih rastlin: riž (do 86%), pšenica (do 75%), koruza (do 72%), pa tudi gomolji krompirja (do 24%). Škrob je pravzaprav glavna sestavina rastlinskih semen.

Škrob najdemo v posebnih rastlinskih celicah - amiloplastih v obliki zrn. Oblike zrn se razlikujejo in so odvisne od vrste rastline. Škrobna zrna so plastna zrna velikosti od 2 do 100 mikronov, ki so navzven podobna kroglam, ovalom, poliedrom itd. Škrobna zrna rastejo plast za plastjo. Na stari plasti se zgradi nova plast itd. Škrobna zrna v gomoljih krompirja plavajo v celičnem soku, v semenih žit pa so zlepljena skupaj z glutenom.

Škrob, ki ga sintetizirajo različne rastline, se nekoliko razlikuje po strukturi in velikosti zrn, stopnji molekularne polimerizacije, strukturi polimernih verig in fizikalno-kemijskih lastnostih.

Škrob se ne sintetizira v živalskih organizmih. Analogna energijska snov živalskih celic je glikogen.

Fizikalne lastnosti škroba:

Ime parametra:Vrednost:
Barvabelo
Vonjbrez vonja
OkusiteBrez okusa
Agregatno stanje (pri 20 ° C in atmosferskem tlaku 1 atm.)amorfna trdna snov
Gostota (pri 20 ° C in atmosferskem tlaku 1 atm.), G / cm 31.5
Gostota (pri 20 ° C in atmosferskem tlaku 1 atm.), Kg / m 31500
Hranilna vrednost krompirjevega škroba, kcal313
Hranilna vrednost koruznega škroba, kcal343
Temperatura samovžiga, ° C410
Molska masa škroba, g / mol162.141 × n

Kemična sestava škroba:

(na 100 g škroba)

Ime snoviKrompirjev škrobKoruzni škrob
Beljakovine, g6,900,26
Maščoba, g0,340,05
Ogljikovi hidrati, g83.1091,27
Voda, g6.528.32
Pepel, g3.140,09

Krompirjev škrob vsebuje vitamine B1, B2, B3 (PP), B4, B5, B6, B9, C in E ter makro- in mikroelemente: kalcij, železo, magnezij, fosfor, kalij, natrij, cink, baker, mangan, selen.

Koruzni škrob vsebuje vitamin B4, pa tudi makro- in mikroelemente: kalcij, železo, magnezij, fosfor, kalij, natrij, cink, baker, mangan, selen.

Kemijske lastnosti škroba. Kemijske reakcije (enačbe) škroba:

Glavne kemijske reakcije škroba so naslednje:

  1. 1. reakcija škroba z vodo (hidroliza škroba):

Najpomembnejša lastnost škroba je sposobnost hidrolize z encimi ali pri segrevanju s kislinami.

Hidroliza poteka v korakih. Dekstrin se najprej tvori iz škroba ((C6.HdesetOpet)n), ki se hidrolizira v maltozo (C12.H22.Oenajst). Nato kot posledica hidrolize maltoze nastane glukoza (C6.H12.O6.).

Podobna reakcija se pojavi v ustih, želodcu in črevesju živih organizmov, ko vanj vstopi škrob. V želodcu in črevesju se škrob pod vplivom encimov dokončno hidrolizira v glukozo.

  1. 2. kakovostna reakcija na škrob (reakcija škroba z jodom):

(C6.HdesetOpet)n + I → kompleksna spojina amiloze in amilopektina z jodom.

Kot rezultat reakcije škroba z raztopino joda nastane inkluzijski kompleks. Škrob je obarvan modro. Ko se segreje, obarvanje izgine (kompleksna spojina amiloze in amilopektina se uniči), ko se ohladi, se ponovno pojavi.

V inkluzijsko spojino so delci ene snovi ("gostujoče molekule") vgrajeni v kristalno strukturo "gostiteljskih molekul". Molekuli amiloze in amilopektina delujejo kot "gostiteljski molekuli", molekule joda pa so "gostje".

  1. 3. ne daje reakcije "srebrnega ogledala" in ne reducira bakrovega hidroksida v bakrov oksid:

Pri segrevanju z raztopino amoniaka srebrovega oksida škrob ne daje reakcije zrcalnega srebra. Poleg tega škrob pri segrevanju z bakrovim (II) hidroksidom ne tvori rdečega bakrovega (I) oksida.

Reakcija srebrnega ogledala in reakcija z bakrovim (II) hidroksidom, da nastane rdeči bakrov (I) oksid, sta značilni za laktozo in maltozo. Zato škrob imenujemo tudi nereducirajoči polisaharid, ker ne obnovi Ag2.O in Cu (OH)2..

Pridobivanje in proizvodnja škroba:

Škrob se kopiči v zrnih žitnih rastlin: riž (do 86%), pšenica (do 75%), koruza (do 72%) in gomolji krompirja (do 24%). Zato je pridobivanje škroba povezano z njegovo izolacijo od njegovih virov. V industrijskem obsegu ga pridobivajo predvsem iz gomoljev krompirja (v obliki krompirjeve moke), pa tudi koruze, v manjši meri iz riža, pšenice in drugih rastlin. Škrob dobimo iz krompirja in žit z uničenjem celic in pranjem z vodo, nato pa se brani in posuši..

Proizvodnja koruznega škroba:

Koruzni škrob se pridobiva s predelavo koruznih zrn. Po predhodnem čiščenju koruzna zrna namočimo v žveplovo kislino, zaradi česar se vežejo beljakovine in druge snovi raztopijo. Zmehčana zrna zdrobimo in dobimo "škrobno mleko" (škrobna suspenzija). Nato škrob ločimo od beljakovin, ki niso raztopljene v žveplovi kislini, z usedanjem ali s pomočjo centrifuge. Na naslednji stopnji se ločeni škrob temeljito opere in posuši..

Proizvodnja krompirjevega škroba:

Krompirjeve gomolje predhodno operemo in zdrobimo na strojih za ribanje do stanja kaše. Od dobljene kaše v centrifugah ločimo celični sok in dobimo "škrobno mleko". "Škrobno mleko" se rafinira in spere z vodo. Nastane zgoščena suspenzija škroba, iz katere se nato obori škrob. Na naslednji stopnji ločeni škrob temeljito operemo, usedemo in posušimo..

Uporaba škroba:

- kot živilski izdelek kot najpogostejši vir ogljikovih hidratov v človeški prehrani, pa tudi za zgoščevanje številnih živilskih izdelkov in pripravo želeja, prelivov, omak itd..,

- v živilski industriji - za proizvodnjo glukoze, melase, etanola,

- v tekstilni industriji - za predelavo tkanin,

- v papirni industriji - kot polnilo,

- v farmacevtski industriji - kot polnilo za zdravila,

- doma - za škrobljenje oblačil: ovratnice, halje itd..,

- doma - za lepljenje ozadij (škrobna pasta).

Škrob

Škrob (latinski amil), (OD 6 N deset O pet) n - rastlinski visoko molekularni polisaharid amiloze in amilopektina, katerih monomer je glukoza. Rezervirajte rastlinske homopolisaharide. Kopiči se kot posledica fotosinteze v plodovih, zrnih, koreninah in gomoljih nekaterih rastlin kot oblika shranjevanja ogljikovih hidratov.

Vrste škroba: krompir, koruza, amilopektin, pšenica, riž, grah, tapioka, modificiran itd..

Etimologija

Prihaja od njega. Kraftmehl "škrob". V ruski, ukrajinski in beloruski jezik je ta beseda prišla iz poljščine (krochmal).

Biološke značilnosti

Škrobno bogato zrnje žitnih rastlin: riž (do 86%), pšenica (do 75%), koruza (do 72%), pa tudi gomolji krompirja (do 24%) in ječmenovo zrno.

Za človeško telo škrob poleg saharoze služi kot glavni dobavitelj ogljikovih hidratov - ene najpomembnejših sestavin hrane. Pod delovanjem encimov se škrob hidrolizira v glukozo, ki se v celicah oksidira v ogljikov dioksid in vodo s sproščanjem energije, potrebne za delovanje živega organizma.

Znano je, da škrob aktivira izmenjavo žolčnih kislin in spodbuja izločanje holesterola iz telesa..

Fizične lastnosti

Bel, hrustljav, amorfen in zelo higroskopen prah, brez vonja in okusa. Običajno vsebuje 10-20% vezane vode, ki jo lahko odstranimo s sušenjem pri 100-110 ° C. Pod mikroskopom - zrnat (zrnca) prah. Netopno v hladni vodi, etru, alkoholu; nabrekne v vroči vodi in tvori koloidno raztopino, ko se ohladi, nastane stabilen gel - škrobna pasta; z raztopino joda daje modro barvo (amiloza daje modro barvo in amilopektin - od rdeče do vijolične). Reakcija z jodom omogoča prepoznavanje celo milijontega dela škroba v raztopini. Velikosti molekul škroba niso enakomerne.

Škrobne granule

Velikosti zrn (v mm) za različne vrste škroba
Ime škrobaMere
Krompir0,05-0,08
Koruza0,02-0,03
Pšenica0,03–0,05
Riž0,05-0,01

Škrob najdemo v rastlinah v obliki zrnc. V žitih in drugih višjih rastlinah škrobne granule tvorijo plastide. Plastidi, ki tvorijo škrob, se imenujejo amiloplasti. V žitih (pšenica, koruza, rž, ječmen, sirek in proso) je škrob predstavljen s preprostimi granulami - vsak amiloplast je sestavljen iz ene granule. Sestavljeni so zrnca pomišljaja in ovsa - vsak amiloplast vsebuje veliko zrnc.

Pri rži, pšenici in ječmenu ločimo dve vrsti škrobnih zrnc: velike - bikonveksne (lečaste) in majhne - sferične. Pri ječmenu se dvoglave granule oblikujejo v prvih 15 dneh po opraševanju, od 18. do 30. dne pa se po oprašitvi pojavijo majhne granule, ki predstavljajo 88% celotnega števila granul. Pri pšenici in ječmenu vsak plastid najprej tvori veliko, bikonveksno zrno škroba. Po tem plastide tvorijo izbokline, v katerih nastajajo majhne granule škroba. Ti bistveno manjši amiloplasti so od matične plastide ločeni z zožitvijo. Škrob se sintetizira v plastidah.

Kristalnost

Dejstvo, da je škrob polkristaliničen material, je znano že od tridesetih let prejšnjega stoletja. Glede na vzorce rentgenske difrakcije celih škrobnih zrnc jih delimo na tri vrste, ki jih označujemo s črkami A, B in C. Škrob večine žit spada v vrsto A, škrob krompirja in drugih korenovk, pa tudi retrogradni škrob tipa B, grahov škrob in fižol - v tip C, ki je vmesna oblika med tipoma A in B. Pod vplivom toplote se krompirjev škrob tipa B spremeni v tip A. Krajši dekstrini (12-15 enot glukoze) lahko spadajo v katero koli od teh treh vrst, odvisno od narava njihove kristalizacije. Ena izmed instrumentalnih metod za proučevanje škroba je učinkovita uporaba rentgenske difrakcijske metode..

Dvojno lomljenje svetlobe

Ko gledamo škrob v polarizirani svetlobi, opazimo dvojno lomljenje žarkov, ki ima značilno obliko "malteškega križa". Razlog za to refrakcijo je visoko organizirana struktura škrobnih zrnc, ki je ne smemo zamenjati s kristaliničnostjo. Tudi zelo dobro organizirane molekularne strukture morda niso kristalne, imajo pa lastnost dvojnega lomljenja žarkov - celuloza na listu papirja je polkristalna, sami kristali pa so dvakrat neodporni (urejeni), vendar ima papir zaradi tega, da so orientirani neurejeno usmerjeni nima dvojne promenade.

Kemična sestava škroba

Škrob vsebuje polisaharid 97-99%, beljakovine 0,3-1,5%, vlaknine 0,2-0,7%, snovi pepela (fosfati, silikatne kisline) 0,3-0,6%.

V sestavi komercialnega škroba so lahko manjše sestavine, vendar so v tako majhnih količinah, da ni povsem jasno, ali gre za sestavine škroba, ki so prisotne v zelo majhnih količinah, ali nečistoče, ki se med postopkom izolacije ne odstranijo dovolj skrbno. Takšne manjše sestavine pa lahko kljub zelo majhni količini bistveno vplivajo na kakovost škroba..

V škrobu je 0,6% maščobnih kislin (palmitinska, stearinska itd.). Škrob, ki se komercialno proizvaja iz žit, vsebuje majhne količine lipidov, ki so običajno polarni. Za njihovo izolacijo so potrebna polarna topila in vodna raztopina metilnega alkohola. Običajno je vsebnost lipidov v škrobu iz žit 0,5-1%, vsebnost lipidov iz nežitnih surovin - skoraj ne vsebuje.

Poleg tega škrob vsebuje sledove fosforja in dušika. V žitih je glavnina fosforja v obliki fosfolipidov. Znano je, da se krompirjev škrob eterificira do ostankov glukoze, medtem ko se pri žitnih škrobih to ne zgodi. Vse vrste škroba vsebujejo zelo majhno količino dušika (manj kot 0,05%), od tega del lipidov, del beljakovin in po možnosti del ostankov encimov, vključenih v sintezo škroba.

Škrob je v osnovi polimer A-D-glukoze, ki ga lahko kemično razvrstimo v vsaj dve vrsti: amiloza (običajno linearni polimer) in amilopektin (močno razvejan polimer). To pomeni, da je molekula škroba sestavljena iz dveh kemično neodvisnih delov (polisaharidov): amiloze (20-30%) in amilopektina (70-80%), katerih razmerje je odvisno od narave rastlin:

- V koruznem škrobu amiloza predstavlja 25% celotne mase snovi in ​​amilopektin - 75%. Voščena koruza vsebuje več kot 95% amilopektina. Koruzo gojijo tudi s 75% amilozo. - V krompirjevem škrobu je amiloza 20%, amilopektin pa 80%, kar mu daje posebne lastnosti. - jabolčni škrob - s 100% amilozo.

Amiloza in amilopektin se razlikujeta po kemijski strukturi. Vendar sta oba polisaharida sestavljena iz ostankov glukoze, povezanih skupaj, da tvorijo linearne ali razvejane verige. V škrobnih zrnih molekule amiloze in amilopektina tvorijo plasti s kristalno in amorfno strukturo. Energija interakcije posameznih skupin atomov v škrobnem zrnu je odvisna od lokacije amiloze in amilopektina ter njihovega razmerja.

Škrob nabrekne v vroči vodi. V tem primeru amiloza preide v raztopino in amilopektin tvori koloidno raztopino (pasto). Amiloza se raztopi v vroči vodi, ne tvori paste; z jodom daje modro barvo. Amilopektin se ne raztopi v vodi, ampak nabrekne in tvori pasto. Ko je amilopektin obarvan z jodom, dobi rdečo do vijolično barvo. Molekuli teh dveh polisaharidov sestavljata ostanki glukoze, povezani v dolge verige. Dlje ko je amilozna veriga, manj je topna. V molekuli amiloze je v povprečju več kot 1000 takih ostankov, v molekuli amilopektina pa veliko več.

Pod delovanjem encimov ali segrevanjem s kislinami - podvrže hidrolizi.

Kot škrobna topila se uporabljajo hladne klorovodikove, klorovodikove, trikloroocetne, sulfosalicilne kisline, raztopine CaCl 2., ZnCl 2., MgCl 2., alkalije, glicerin, formamid itd...

S popolno hidrolizo v industriji dobimo glukozo, vmesni proizvodi pa so lahko oligosaharidi, maltoza (K. Kirchhoff, 1814):

(OD 6 N deset O pet) nH 2 O 180 ° C(OD 6 N deset O pet) m DekstriniT ° Cn / 2 ° C 12. H 22. O enajst MaltozaH +n OD 6 N 12. Približno 6 Glukoza

Pod delovanjem amilaz v prebavnem kanalu ljudi in živali se škrob podvrže hidrolizi in razgradi, da nastane glukoza in maltoza, ki razgradi maltazo do glukoze, ki jo telo absorbira.

Vsebnost škroba v rastlinah

Ime rastlineDel rastlineVsebnost škroba (do)Vsebnost sladkorjaOpombe
Širokolistna mačka (Typha latifolia)suhe korenike58% (25-58%)deset%-
Islandska Cetraria (Cetraria islandica)talni del44%%(škrob: lihenin)
Glicerija (glicerija)hrošči75%?-
Koruza (Zea mays L.)seme71%?-
Kruhovo sadje (Artocarpus altilis)celuloza suhega sadja80% (60-80%)štirinajst%-
Bela vodna lilija (Nymphaea alba)korenike49%20%
Oves (Avena)koruza60%?Setev ovsa (Avena sativa L.)
Susak (Butómus umbellátus)korenike60%?
Vodni oreh (Trapa natans)oreh55%?
Sladki krompir (Ipomoea batatas L.)gomolji72%?
Sirek (sirek)?74%?
Manihot?77%?
Grah (Pisum)koruza40%?
Ječmen (Hordeum L.)koruza75%?
Krompir (Solanum tuberosum)gomolji (suha snov)82%?
Sago palme (rod Lat. Cycas)srčni les??
Riž (Oryza)koruza89%?
Rž (secale)koruza72%?
Pšenica (Triticum L)koruza74%?
Althea officinalis (Althaea officinalis L.)korenine37%deset%(10% saharoze)
Puščica (Sagittaria sagittifolia L.)gomolji35%

Pridobivanje škroba

Škrob dobimo iz krompirja in riža, redkeje iz drugih žit. Sago - škrobna hrana iz lesa sagove palme, pa tudi nekaj cikasov.

V tropskih predelih gojijo številne škrobnate rastline: sladki krompir, jam, taro, kasava in druge..

Če želite dobiti škrob, morate uničiti celične stene in pridobiti sok. Da bi to naredili, se surovine zdrobijo na grande in dobijo kašo. Za izolacijo prostega škroba se kaša večkrat opere na sitah v sitih. Stroji za sito v petih stopinjah ločujejo proizvod v suspenzijo kaše in škroba (škrobno mleko) različnih koncentracij. Škrobno mleko je rafinirano (prečiščeno). Po tem izolirani škrob večkrat speremo s čisto vodo na posebnih centrifugah-čistilcih ali hidrociklonih.

Pri proizvodnji krompirjevega škroba se uporabljajo postopki čiščenja krompirja iz lahkih in težkih nečistoč, pranje, mletje, ekstrakcija celičnega soka, situvannya in pranje, centrifugiranje in sušenje..

Iz krompirjevega škroba lahko ločeno dobimo amilozo (superlozo) in amilopektin (romalin). Za to škrob obdelamo z raztopinami soli MgSO 4., (NH 4) 2 Torej 4, Na 2. SO 4., ki vsebuje n-butilni alkohol pri 120 ° C. Po tem se amiloza obori pri 70 ° C, amilopektin - 20 ° C.

Pri proizvodnji koruznega škroba obstajata dva načina: kisli in alkalni. Po prvi metodi koruzno zrnje dva dni namočimo v 0,1-0,2% vodni raztopini žveplove kisline pri 48-50 ° C, zrnje operemo, grobo zdrobimo, zarodek izoliramo, fino zdrobimo, škrob speremo na sito strojih, ločimo od drobna in groba kaša, gluten (na separatorjih), opran na vakuumskih filtrih, centrifugiran, posušen ali predelan v škrobne izdelke. Po drugi metodi koruzo namočimo v vodni raztopini alkalij, speremo, zdrobimo, škrob izoliramo in prenesemo na sita, centrifugiramo, posušimo ali brez sušenja pošljemo v predelavo.

Frakcioniranje škroba

Za ločevanje škroba na njegove sestavine, amilozo in amilopektin, se uporabljata dve glavni metodi. Amiloza se lahko selektivno izluži iz zrnc, segretih tik nad temperaturo želatinizacije. Pri višjih temperaturah se ne izluži le amiloza, temveč tudi amilopektin, kar zahteva dodatno čiščenje. Frakcije izpiranja je težko količinsko opredeliti, če pa škrob pred vodnim postopkom izpiranja obdelamo z vročo vodno raztopino butanola, se amilopektična sposobnost pred raztapljanjem zmanjša, kar povzroči sproščanje več amiloze..

Druga metoda je popolna disperzija zrnc, čemur sledi ločevanje komponent. Žitne škrobe je zelo težko popolnoma razpršiti - za to je nujno, da je bila zmes nekaj ur v avtoklavu pri temperaturi približno 130 ° C. V teh pogojih je treba preprečiti razgradnjo škroba, to je razmastiti, pufrirati in zaščititi pred kisikom. Obstaja več vrst predhodne obdelave škroba, ki omogoča njegovo popolno razpršitev. Za to lahko uporabite na primer tekoči amoniak, dimetil sulfoksid ali alkalno raztopino. Po popolni disperziji škroba se najpogosteje obori v obliki kompleksov z n-butanolom ali timolom, da se izolira amiloza. Za pridobitev čiste amiloze je treba večkrat oboriti. Amilopektin lahko dobimo z liofilizacijo ali oborimo z alkoholom.

Skladiščenje

Škrob shranjujte v čistih, suhih, dobro prezračevanih skladiščih, brez tujega vonja, brez okužb s škodljivci. Za optimalno skladiščenje se šteje 70-odstotna relativna vlažnost, čeprav je dovoljeno do 75% in temperatura približno 10 ° C. V teh pogojih standardi predvidevajo skladiščenje krompirjevega in koruznega škroba 2 leti, za pšenični škrob - 1 leto. Dolgotrajno skladiščenje bistveno zmanjša želatinizirajočo sposobnost škroba. V prostorih z visoko relativno vlažnostjo je navlažen, zaradi mikrobioloških procesov in kvarjenja pa najprej dobi kiselkast, mošusen in nato gnit vonj..

Uporaba

Škrob kmetijskih pridelkov je vodilna sestavina človeške prehrane, pomembna surovina za živilsko, farmacevtsko in tehnično industrijo: tekstil, olje, papir itd..

Škrob se pogosto uporablja v živilski industriji kot zgoščevalec (E1404), pri proizvodnji melase z različno sestavo ogljikovih hidratov, za proizvodnjo dekstrinov, glukoze (kristalna glukoza, glukozni koncentrat, glukozno-fruktozni sirup, etanol in drugi fermentacijski proizvodi. Škrob s stopnjo hidrolize (za glukozo) manj kot 5% - maltodekstrin - se uporablja kot stabilizator pri proizvodnji majoneze. Pri proizvodnji sladkornih sladic se škrob uporablja kot predpisana sestavina turškega užitka in kot oblikovalna komponenta za sladkarije in dražeje.

Kompleksna predelava škroba škrob se hidrolizira v glukozo, ki se izomerizira v fruktozo in s hidrogeniranjem spremeni v sorbitol ali pa se uporablja za pridobivanje drugih produktov - etanola, mlečne kisline, citronske kisline; hidrolizat se zmeša z vlakni za krmo živine.

Surovina za proizvodnjo kristalne glukoze je škrob, pridobljen iz koruze ali pšenice, čeprav se lahko uporablja tudi krompirjev škrob. Vendar pa je krompirjev škrob nenadomestljiva surovina v drugih panogah in se ne uporablja za proizvodnjo glukoze. Glavna surovina za proizvodnjo kristalne glukoze je koruzni škrob.

Škrob se uporablja kot lepilo, kot mikrobiološki medij za proizvodnjo različnih encimov, antibiotikov, vitaminov in tudi kot osnova za umetne biorazgradljive biopolimere.

V medicinski praksi se škrob zelo pogosto uporablja kot polnilo in substrat za izdelavo tablet (kot polnilo v trdnih dozirnih oblikah) in kašic ter v pastah, v prahu in mazilih, ki se uporabljajo pri kožnih boleznih, v obliki decokcije (paste) - za bolezni prebavil trakt kot ovojno sredstvo. Škrob in dekstrini (produkti nepopolne hidrolize linearnih polisaharidov) pozitivno vplivajo na presnovo holesterola, izboljšujejo prebavo. Vključen je kot pomemben sestavni del skoraj vseh diet. Tudi raztopine škroba so del raztopin za infundiranje, ki se uporabljajo za zdravljenje nujnih stanj..

Glavnina škrobnih izdelkov je pripravljena iz koruze, ki predstavlja 45 milijonov ton, preostala surovinska baza je tapioka (5 milijonov ton), pšenica (4 milijone ton) in krompir (2.500.000 ton).

Amilopektin je primeren za izdelavo filmov in embalaž, ki jih je po uporabi mogoče popolnoma kompostirati.

Spremembe škroba

Želatiniranje

Segrevanje škroba v prisotnosti vode povzroči želatinizacijo, to je uničenje izvorne strukture zrn škroba. Ta postopek poteka v treh fazah:

  1. Ko se suspenzija segreje na temperaturo 50-55 ° C, škrobni škrob nabrekne in absorbira do 50% vode iz škrobne mase, vendar ohrani svojo obliko in sferično strukturo. Kršitev notranje strukture je nepomembna.
  2. Z nadaljnjim segrevanjem (do temperature 60-80 ° C) je izvorna struktura zrn škroba močno poškodovana. Slojevita struktura izgine, zrna se večkrat povečajo in se spremenijo v mehurčke, napolnjene z raztopino amiloze in amilopektina, viskoznost suspenzije pa se močno poveča in se spremeni v pasto. Zato se ta proces imenuje želatinizacija. Del raztopine preide v okolje. Posledično se vedno več otekanja škrobnih mehurčkov, količina vode od zunaj močno zmanjša in pasta postane bolj viskozna. Za vsako vrsto škroba je značilna lastna temperatura želatinizacije, pri kateri večina suspendiranih zrn absorbira največjo količino vode.
  3. Segrevanje paste nad 80 o S presežkom vode vodi do razpada škrobnih zrn - mehurčki počijo in viskoznost paste se zmanjša.

Prisotnost soli, sladkorjev, alkoholov in drugih snovi v vodi vpliva na temperaturo želatinizacije. Namizna sol tudi v nizkih koncentracijah poveča temperaturo želatinizacije in zmanjša nabrekanje zrn.

Odvisno od razmerja škroba in vode dobimo pasto v obliki gela ali sol.

Pri kuhanju

Gel-lepilo nastane, ko so škrobni mehurčki tesno pritrjeni med seboj, ker so skoraj v celoti absorbirali vodo. Pri kuhanju so lahko gosti geli v želeju, če vsebujejo 6-8% škroba, gosti geli pa nastajajo tudi med kuhanjem žit, stročnic, testenin, krompirja, ko škrob absorbira največjo količino vode.

Škrobni pepel različnih viskoznosti služi kot osnova za tekoči in srednje konsistenčen žele (vsebnost škroba od 2 do 5%), sladke juhe, omake (vsebnost škroba do 2%).

V testu je pri peki slaščic vode malo vode, zato škrob doseže le prvo stopnjo želatinizacije.

Škrob iz krompirja daje prozorno pasto in iz žit (koruza) - neprozoren.

Med toplotno obdelavo krompirja pride do želatinizacije škroba zaradi vlage, ki jo sproščajo beljakovine glutena, ki zamolčijo. Med kuhanjem žit, testenin, škroba se zaradi vlage v okolju želatinizira. To pojasnjuje povečanje mase žit in testenin med kuhanjem..

Ko hladijo in shranjujejo v ohlajenem stanju izdelke, ki vsebujejo škrob, se vsebnost raztopljene amiloze v njih zmanjša in izdelki zastarejo (kruh, žita, izdelki iz moke), to pomeni, da pride do staranja pasteriziranega škroba.

Dekstrinizacija

Dekstrinizacija se pojavi med suhim segrevanjem škroba pri temperaturah nad 120 ° C.

Pri kuhanju se dekstrinizacija izvaja na površini izdelkov z nastankom rumenkasto rjave skorje pri cvrtju krompirja, izdelkov iz moke, sotiranju moke.

Hidroliza

Hidroliza je razgradnja škrobnih polisaharidov z vnosom vode. Pojavi se lahko pri segrevanju z vodo v prisotnosti kislin (kislinska hidroliza) ali pod delovanjem amiloznih encimov (encimski). Končna produkta hidrolize škroba sta glukoza in fruktoza.

Encimska hidroliza se pojavi med vrenjem krompirja, gnetenjem in pečenjem testa. V tem primeru sladkorji gredo v juho. Kisla hidroliza škroba se pojavi pri kuhanju omak, želeja iz jagod.

Med hidrolizo škroba zaporedno nastajajo disaharidi in dekstrini, ki se kasneje spremenijo v monosaharide, med katerimi prevladuje glukoza.

Pri hitrem segrevanju škrob razpade na dekstrine s formulo (C 6. H 10 O pet) x, kjer je x število ostankov glukoze v dekstrinih veliko manjše kot v škrobni formuli. Z dodajanjem kislin se postopek pospeši. Glede na globino hidrolize (temperatura, koncentracija in vrsta kisline, encimi) se škrob razgradi na dekstrine, maltozo, glukozo. Med hidrolizo škroba postopoma nastajajo topni škrob, dekstrini, di- in monosaharidi.

V hidrolizatu se ločijo naslednji dekstrini: amilodekstrini - raztopijo se v 25% in oborijo s 40% etilnim alkoholom, z jodom dobijo vijolično modro barvo; eritrodekstrini - raztopljeni v 55% raztopini in oborjeni v 65% etilnem alkoholu; akrodekstrini - raztopijo se v 70% etilnem alkoholu, NE OBMARJAJJO JODA; maltodekstrin - alkohol se ne obori, NE obarvajte z jodom.

Rahlo destiliran škrob, ki daje modro barvo z jodom, se bolje raztopi v vodi v primerjavi z običajnim škrobom, se imenuje topni škrob.

Industrija uporablja hidrolizo, ki ima postopno naravo.

Delna hidroliza škroba v dekstrine, za katero so že značilne lastnosti reduktorja, nastane ob hitrem segrevanju škroba z majhno količino vode (10-20%).

Dekstrini nastajajo, ko je kruh pečen (skorja) ali ko je škrobna tkanina izpostavljena vročemu železu, zaradi česar se lesketa. Hkrati je glavna naloga postopka pečenja pretvorba netopnega škroba v topne dekstrine, ki jih ljudje med prebavo bolje absorbirajo..

V primeru nepopolne hidrolize škroba dobimo škrobni sirup (vsebnost glukoze 60%) ali škrobni sladkor (vsebnost glukoze 70%) za prehranske potrebe.

Sprememba škroba

Modificirani škrob je izdelek z določenimi lastnostmi. Pri tehniki pretvorbe škroba v glukozo (postopek saharifikacije) pride tako, da ga nekaj ur vremo z raztopino žveplove kisline (katalitični učinek žveplove kisline na saharifikacijo škroba je leta 1811 izumil K. S. Kirchhoff). Da odstranimo žveplovo kislino iz nastale raztopine, ji dodamo kredo, ki tvori netopen kalcijev sulfat z žveplovo kislino. Slednji se odfiltrira in snov upari. Nastane gosta sladka masa - škrobni sirup poleg glukoze vsebuje tudi znatno količino drugih produktov hidrolize škroba.

Melasa se uporablja za pripravo slaščic in za različne tehnične namene.

Če želite dobiti čisto glukozo, potem vrenje škroba traja dlje kot popolnejša pretvorba njega v glukozo. Raztopino, pridobljeno po nevtralizaciji in filtraciji, koncentriramo, dokler iz nje ne začnejo obarvati kristali glukoze..

V našem času izvajajo tudi encimsko hidrolizo škroba z uporabo alfa-amilaze za pridobivanje dekstrinov različnih dolžin in glukoamilaze - za nadaljnjo hidrolizo za pridobitev glukoze.

Ko suh škrob segrejemo na 200-250 ° C, se delno razgradi in dobimo zmes polisaharidov (dekstrin in drugi), manj zapleteno kot škrob.

Pri fizični spremembi nastane škrob z visoko zmogljivostjo zadrževanja vlage, kar končnemu izdelku daje želeno konsistenco.

Škrob obori etilni alkohol, tvori komplekse z jodom in zelo enostavno spremeni vrsto svojih lastnosti, kadar je izpostavljen temperaturi, kislinam, lugom, soli in drugim kemičnim reagentom. Na podlagi tega je bilo razvitih veliko vrst modificiranih škrobov (fosfat, hidroksietil škrob, premreženi dialdehid, želiranje, predželatinizacija, hipoklorit itd.)

Vzreja rastlin

Ker imata amiloza in amilopektin različne potrošniške lastnosti, se s poskusi selekcije ustvarijo sorte, ki vsebujejo bodisi amilozo ali amilopektin. Uporaba takšnih sort, ki vsebujejo samo eno obliko škroba, je zelo koristna, ker drage kemične in fizikalne metode vplivanja na njihovo ločevanje izginejo..

V Ukrajini so rejci Plemenskega in genskega inštituta Nacionalnega centra za spoznavanje in raziskovanje sort ustvarili perspektivno pšenico Vax, ki ima v strukturi molekul škroba 0% amiloze in 100% amilopektina. Vosek pšeničnega škroba ima za 10 ° C nižjo temperaturo želatiniranja kot navadni škrob, vzdrži postopek zmrzovanja in odtaljevanja in ga človeško telo bolje absorbira.