Formula škroba

Škrob je vrijedan hranjiv proizvod. Nalazi se u kruhu, krumpiru, žitaricama i, zajedno sa saharozom, najvažniji je izvor ugljikohidrata u ljudskom tijelu..

Kemijska formula škroba (C6(H2OKO)pet) n.

Struktura škroba

Škrob se sastoji od 2 polisaharida izgrađenih od cikličkih ostataka α-glukoze.

Kao što vidite, kombinacija molekula glukoze događa se uz sudjelovanje najreaktivnijih hidroksilnih skupina, a nestanak potonjih isključuje mogućnost stvaranja aldehidnih skupina, a one su odsutne u molekuli škroba. Stoga škrob ne daje reakciju "srebrnog zrcala".

Škrob se sastoji ne samo od linearnih molekula, već i od molekula razgranatog lanca. To objašnjava zrnastu strukturu škroba..

Škrob sadrži:

  • amiloza (unutarnji dio zrna škroba) - 10-20%;
  • amilopektin (ljuska zrna škroba) - 80-90%.

Amiloza

Amiloza je topljiva u vodi i linearni je polimer u kojem su ostaci α-glukoze međusobno povezani preko prvog i četvrtog atoma ugljika (α-1,4-glikozidne veze).

Amilozni lanac uključuje 200 - 1000 ostataka glukoze (prosječna molekularna težina 160 000).

Makromolekula amiloze je spirala, čiji se svaki zavoj sastoji od 6 a-glukoznih jedinica.

Amilopektin

Za razliku od amiloze, amilopektin je netopiv u vodi i ima razgranatu strukturu.

Velika većina ostataka glukoze u amilopektinu povezana je, kao i u amilozi, α-1,4-glikozidnim vezama. Međutim, na točkama grananja lanca postoje α-1,6-glikozidne veze.

Molekularna težina amilopektina doseže 1-6 milijuna.

Molekule amilopektina također su prilično kompaktne, jer su sferne.

Biološka uloga škroba. Glikogen

Škrob je glavni rezervni hranjivi sastojak biljaka, glavni izvor rezervne energije u biljnim stanicama.

Ostaci glukoze u molekulama škroba prilično su čvrsto povezani, a istodobno se pod djelovanjem enzima mogu lako cijepati čim postoji potreba za izvorom energije.

Amiloza i amilopektin hidroliziraju se pod djelovanjem kiselina ili enzima u glukozu koja služi kao izravni izvor energije za stanične reakcije, dio je krvi i tkiva te sudjeluje u metaboličkim procesima.

Glikogen (životinjski škrob) polisaharid je čiji su molekuli građeni od velikog broja ostataka α-glukoze. Ima strukturu sličnu amilopektinu, ali se od njega razlikuje po većem razgranatu lanca, kao i po većoj molekularnoj težini..

Sadrži glikogen uglavnom u jetri i mišićima.

Glikogen je bijeli amorfni prah, lako topiv čak i u hladnoj vodi, lako se hidrolizira pod djelovanjem kiselina i enzima, tvoreći dekstrine, maltozu kao međuprodukte i, uz potpunu hidrolizu, glukozu.

Pretvorba škroba u ljude i životinje

Biti u prirodi

Škrob je raširen u prirodi. Nastaje u biljkama tijekom fotosinteze i nakuplja se u gomoljima, korijenima, sjemenkama, kao i u lišću i stabljikama.

Škrob se nalazi u biljkama u obliku škrobnih zrnaca. Škrobom su najbogatije žitarice: riža (do 80%), pšenica (do 70%), kukuruz (do 72%), kao i gomolji krumpira (do 25%). U gomoljima krumpira zrna škroba plutaju u staničnom soku, u žitaricama ih čvrsto lijepi proteinska tvar gluten.

Fizička svojstva

Škrob je bijela amorfna tvar, okusa i mirisa, netopiva u hladnoj vodi, bubri u vrućoj vodi i djelomično se otapa, tvoreći viskoznu koloidnu otopinu (škrobna pasta).

Škrob postoji u dva oblika: amiloza, linearni polimer topljiv u vrućoj vodi, amilopektin, razgranati polimer, netopiv u vodi, samo bubri.

Kemijska svojstva škroba

Kemijska svojstva škroba objašnjavaju se njegovom strukturom..

Škrob ne daje reakciju "srebrnog zrcala", ali nastaje produktima njegove hidrolize.

1. Hidroliza škroba

Kada se zagrije u kiselom mediju, škrob se hidrolizira prekidanjem veza između ostataka α-glukoze. U tom se slučaju stvara niz međuprodukata, posebno maltoza. Konačni proizvod hidrolize je glukoza:

Proces hidrolize odvija se u koracima, shematski se može prikazati kako slijedi:

Video eksperiment "Kiselinska hidroliza škroba"

Reakciju pretvorbe škroba u glukozu pod katalitičkim djelovanjem sumporne kiseline otkrio je 1811. ruski znanstvenik K. Kirchhoff (Kirchhoffova reakcija).

2. Kvalitativna reakcija na škrob

Budući da je molekula amiloze spirala, kada amiloza u interakciji s jodom u vodenoj otopini, molekule joda ulaze u unutarnji kanal zavojnice, tvoreći takozvani inkluzijski spoj.

Otopina joda škrobom postaje plavo. Zagrijavanjem boja nestaje (kompleks je uništen), kada se ohladi, ponovno se pojavljuje.

Škrob + J2 - plavo bojenje

Video eksperiment "Reakcija škroba s jodom"

Ova se reakcija koristi u analitičke svrhe za otkrivanje i škroba i joda (test na škrobni jod)

3. Većina ostataka glukoze u molekulama škroba ima 3 slobodna hidroksila (na 2,3,6. Atomima ugljika), na graničnim točkama - na 2. I 3..

Slijedom toga, za škrob su moguće reakcije karakteristične za polihidrične alkohole, posebno za stvaranje etera i estera. Međutim, esteri škroba nemaju malu praktičnu važnost..

Škrob ne daje kvalitativnu reakciju na polihidrične alkohole, jer je slabo topljiv u vodi.

Dobivanje škroba

Škrob se izvlači iz biljaka uništavanjem stanica i ispiranjem vodom. U industrijskim razmjerima dobiva se uglavnom iz gomolja krumpira (u obliku krumpirovog brašna), kao i kukuruza, u manjoj mjeri iz riže, pšenice i drugih biljaka..

Dobivanje škroba iz krumpira

Krumpir se opere, usitni i ispere vodom te pumpa u velike posude gdje se odvija taloženje. Voda ekstrahira zrna škroba iz usitnjenih sirovina, tvoreći takozvano "škrobno mlijeko".

Rezultirajući škrob se opet opere vodom, stali i osuši u mlazu toplog zraka.

Dobivanje škroba iz kukuruza

Zrna kukuruza natopljena su toplom vodom razrijeđene sumporne kiseline kako bi zrno omekšalo i iz njega uklonilo većinu topljivih tvari.

Natečeno zrno drobi se kako bi se uklonili klice.

Klice se nakon isplivanja na površinu vode odvajaju i kasnije koriste za dobivanje kukuruznog ulja..

Kukuruzna masa ponovno se drobi, obrađuje vodom da se isprati škrob, a zatim odvaja taloženjem ili pomoću centrifuge.

Primjena škroba

Škrob se široko koristi u raznim industrijama (prehrambena, farmaceutska, tekstilna, papirnata itd.).

To je glavni ugljikohidrat ljudske hrane - kruh, žitarice, krumpir.

Značajne količine prerađuju se u dekstrine, melasu i glukozu koji se koriste u konditorskoj industriji.

Etil, n-butilni alkoholi, aceton, limunska kiselina, glicerin dobivaju se iz škroba koji se nalazi u krumpiru i žitaricama..

Škrob se koristi kao ljepilo, koristi se za doradu tkanina, škrobno platno.

U medicini masti na bazi škroba, prašci za prašenje itd..

Škrob

Struktura

Škrob ima složenu kemijsku strukturu, smjesa dva glavna polisaharida:

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

Svaki polisaharid sastoji se od monomera, α-glukoze. Amilozne i amilopektinske jedinice povezane su u lance α (1 → 4) -glikozidnim vezama.

Molekula amiloze ima linearnu strukturu koja se sastoji od 200-1000 strukturnih jedinica. Lanac je uvijen u spiralu. Svaka petlja ima šest ostataka glukoze.

Lik: 1. Strukturna formula amiloze.

Amilopektin je razgranati lanac od šest do 40 tisuća jedinica. Razgranatost lanca posljedica je α (1 → 6) -glikozidnih veza kroz 20-25 ostataka glukoze.

Lik: 2. Strukturna formula amilopektina.

Uz polisaharide, škrob uključuje anorganske tvari (ostaci fosforne kiseline), lipide, masne kiseline.

Biti u prirodi i dobiti

Škrob nastaje tijekom fotosinteze kao rezultat polimerizacije glukoze:

  • 6CO2 + 6H2O (svjetlost, klorofil) → C6H12O6 + 6O2;
  • nC6H12O6 → (C6HdesetOpet)n + nH2O.

Škrob je glavna komponenta biljnog sjemena. Koristi se kao rezerva energije. Najviše škroba ima u endospermu žitarica (do 85%) i u gomoljima krumpira (20%).

Škrob se nalazi u stanicama u obliku žitarica, čiji oblik ovisi o vrsti biljke. Škrobna zrna slojevita su zrna. Oni rastu stavljanjem novih slojeva škroba na stare slojeve. Zrna se talože u posebnim biljnim stanicama (sorte leukoplasta) - amiloplastima.

Lik: 3. Primjeri zrna škroba.

U prehrambenoj i industrijskoj kemiji škrob je najčešće izoliran od krumpira. Za to se gomolji drobi, pere i brani. Škrob koji pluta na površini sakuplja se, pere i suši dok ne nastanu kristali.

Škrob se ne sintetizira u životinjama. Analogna energetska tvar životinjskih stanica je glikogen.

Svojstva

Škrob je bijeli, kristalni prah bez okusa. Prašak je netopiv u hladnoj vodi. U interakciji s vrućom vodom, amiloza se otapa, a amilopektin bubri stvarajući pastu. Ako kristale protrljate među prstima, čut ćete škripu.

Kad se zagrije, škrob prolazi hidrolizu katalizatorima. Hidroliza se odvija u koracima. Dekstrin nastaje iz škroba koji se hidrolizira u maltozu. Kao rezultat hidrolize maltoze nastaje glukoza. Opća jednadžba:

Kvalitativna reakcija je plavo bojenje pod utjecajem joda.

Reakcije srebrnih zrcala i smanjenje bakrenog hidroksida ne idu.

Škrob se jede zajedno s biljnim proizvodima - krumpirom, brašnom, kukuruzom. Također se koristi za izradu ljepila.

Što smo naučili?

Škrob je složena tvar biljnog podrijetla. Sastoji se od organskih i anorganskih tvari, uključuje dva polisaharida - amilozu i amilopektin. Svaki polisaharid sastoji se od istih ostataka glukoze. Nastaje u biljkama kao rezultat fotosinteze i nakuplja se u obliku zrna. Pri interakciji s vodom nabubri stvarajući pastu. Hidrolizira se zagrijavanjem u prisutnosti katalizatora do glukoze.

Formula dobiva škrob

I. Film: "Polisaharidi"

II. Fizička svojstva

Škrob je bijeli prah, netopiv u hladnoj vodi i stvara vruću vodu koloidnu otopinu (škrobna pasta). Postoji u dva oblika: amiloza - linearni polimer topljiv u vrućoj vodi, amilopektin - razgranati polimer, netopiv u vodi, samo bubri.

III. Biti u prirodi

Škrob - glavni izvor rezervne energije u biljnim stanicama - nastaje u biljkama tijekom fotosinteze i nakuplja se u gomoljima, korijenju, sjemenu:

Sadrži se u gomoljima krumpira, žitaricama pšenice, riži, kukuruzu.

Glikogen (životinjski škrob), nastaje u jetri i mišićima životinja.

IV. Struktura

Sastoji se od ostataka α-glukoze.

Škrob sadrži:

  • amiloza (unutarnji dio zrna škroba) - 10-20%
  • amilopektin (ljuska zrna škroba) - 80-90%

Amilozni lanac uključuje 200 - 1000 ostataka α-glukoze i ima nerazgranatu strukturu.

Amilopektin se sastoji od razgranatih makromolekula, čija molekularna težina doseže 1 - 6 milijuna.

Amiloza i amilopektin hidroliziraju se pod djelovanjem kiselina ili enzima u glukozu, koja služi kao izravni izvor energije za stanične reakcije, dio je krvi i tkiva i sudjeluje u metaboličkim procesima. Stoga je škrob bitna rezerva ugljikohidrata u prehrani..

Poput amilopektina, gradi se i glikogen (životinjski škrob), čije makromolekule karakterizira veće grananje:

V. Primjena

Škrob se široko koristi u raznim industrijama (hrana, fermentacija, farmacija, tekstil, papir itd.).

  • Vrijedan hranjiv proizvod.
  • Za škrobno rublje.
  • Kao dekstrinsko ljepilo.

Vi. Kemijska svojstva polisaharida

1. Hidroliza

Hidroliza se odvija u koracima:

Ohlađena škrobna pasta + I2 (otopina) = plava boja koja nestaje zagrijavanjem.

Makromolekula amiloze je spirala, čiji se svaki zavoj sastoji od 6 jedinica α-glukoze.

Kada amiloza stupi u interakciju s jodom u vodenoj otopini, molekule joda ulaze u unutarnji kanal spirale, tvoreći takozvani inkluzijski spoj. Ovaj spoj ima karakterističnu plavu boju. Ova se reakcija koristi u analitičke svrhe za otkrivanje i škroba i joda (test na škrobni jod)

Škrob

Svi su čuli riječ "škrob", ali ne znaju svi što je i čemu služi. Škrob je vrsta ugljikohidrata, a raspravu o prikladnosti njegove uporabe vode stručnjaci širom svijeta. Pristalice dijete bez ugljikohidrata pozivaju da napuste upotrebu hrane koja sadrži škrob, dok njihovi protivnici emitiraju o isključivim prednostima potonjeg za ljudsko tijelo.

Kemijski sastav

Škrob je organska tvar koja pripada skupini polisaharida, a nalazi se u svim zelenim biljkama. Izgleda poput finog bijelog praha koji je bez okusa i mirisa. Loše se otapa u hladnoj vodi; pri dodiru s vrućom vodom stvara otopinu konzistencije ljepila.

Škrob biljke proizvode fotosintezom. Za njih je vrsta goriva, poput glukoze za ljude. Usput, ulazeći u ljudsko tijelo, kao rezultat biokemijskih procesa, škrob se razgrađuje na komponente, od kojih je jedna samo glukoza.

Načelo djelovanja u ljudskom tijelu

Ugljikohidrati su vitalni za ljude jer su izvor energije. Ulazeći u želudac hranom, škrob se pretvara u glukozu koja potom protokom krvi ulazi u sve tjelesne sustave, a njegov višak nakuplja se u mišićnom sustavu i jetri. Škrob se odnosi na složene ugljikohidrate koji se razgrađuju i, dakle, probavljaju duže od jednostavnih, pružajući tako dugoročno "punjenje" tijela i osjećaj sitosti tijekom mnogih sati.

Uloga škroba u procesu probave

Razgradnja škroba započinje odmah nakon početka žvakanja hrane. Pod utjecajem sline molekula škroba pretvara se u jednostavniji spoj - maltozu. Potonji kroz želudac i dvanaesnik ulazi u tanko crijevo, gdje je konačno završen proces pretvorbe u glukozu. Dobivena glukoza apsorbira se kroz crijevne zidove u krv i prenosi se kroz krvne žile po cijelom tijelu, ulazeći u sve stanice ljudskog tijela.

Ako previše glukoze uđe u tijelo, probavni sustav ne može sve odjednom preraditi, pa višak skladišti "u rezervi" u jetri i mišićima. Te zalihe glukoze "kišnog dana" nazivaju se glikogenom. Tijelo ga koristi kao dodatni izvor energije tijekom oporavka nakon duže bolesti, u razdobljima stresa ili intenzivnog fizičkog napora, kada uobičajeno "gorivo" nije dovoljno.

Neprobavljivi škrob

Škrob je složeni ugljikohidrat, a struktura njegove molekule također nije jednostavna. Stoga se sav škrob koji ulazi u ljudsko tijelo hranom ne probavi i pretvori u glukozu. Djelomično ta tvar ostaje nepromijenjena. Takav škrob naziva se rezistentnim, odnosno otpornim na probavu..

Upravo je ovaj škrob najkorisniji za ljude. Njegova prisutnost u tijelu smanjuje apetit, regulira glukozu u krvi i proizvodnju inzulina u gušterači. Otporni škrob također može pomoći u uklanjanju lošeg kolesterola iz tijela..

Klasifikacija otpornih škroba

Postoje četiri vrste škroba otpornog na probavu:

  • Ona koja se nalazi u grašku, grahu, žitaricama i sjemenu biljaka;
  • Škrob od krumpira i banane;
  • Škrob, koji nastaje kao rezultat toplinske obrade proizvoda koji ga sadrže (na primjer, prilikom kuhanja krumpira ili riže);
  • Sticanje otpora kemijskim reakcijama.

Gore navedene vrste često se kombiniraju u istim proizvodima. Na primjer, otporni škrob u nezrelim bananama, dok sazrijeva, pretvara se u normalan, lomljiv škrob. Ili se škrob druge vrste pretvara u četvrti kao rezultat kuhanja krumpira.

Zašto je rezistentni škrob koristan?

Vrijednost škroba za probavni sustav čovjeka teško se može precijeniti. Svatko zna da u tankom crijevu žive korisni mikroorganizmi (crijevna mikroflora) koji su neophodni za pravilnu probavu hrane i normalno funkcioniranje imunološkog sustava. Dakle, ove se bakterije hrane otpornim škrobom. Jedući škrob, bakterije oslobađaju mnoge korisne tvari, od kojih je jedna, butirat, građevinski materijal za zidove debelog crijeva..

Osim toga, rezistentni škrob normalizira kiselo okruženje u crijevima, smanjujući time upalu i truljenje, a mogućnost razvoja onkoloških procesa ima tendenciju na nulu. Također štedi od takvih neugodnih bolesti kao što su zatvor i proljev. Zbog svoje ljepljive konzistencije škrob "veže" štetne tvari i pospješuje njihovo izlučivanje iz tijela.

Škrob i metabolizam

Učinak škroba na proizvodnju inzulina i metaboličku regulaciju spomenut je gore. Najnovije istraživanje pokazalo je iznimnu važnost ove tvari u kontroli razine šećera, što je posebno važno za osobe s dijabetesom. Dakle, ako doručkujete s hranom koja sadrži škrob, tijekom dana se nećete suočiti sa skokom glukoze u krvi.

Redovita konzumacija škrobne hrane povećava osjetljivost tijela na inzulin jedan i pol do dva puta. To znači da je vjerojatnost razvoja dijabetesa, hipertenzije ili Alzheimerove bolesti značajno smanjena..

Promovira rezistentni škrob i gubitak kilograma, jer u hrani koja sadrži sadrži malo kalorija, a oni dugo pružaju osjećaj sitosti.

Hrana koja sadrži rezistentni škrob

Najčešća škrobna hrana je krumpir. Potpuni je izvor rezistentnog škroba. Krumpir je najbolje jesti kuhan, dinstan ili pečen. Također, puno škroba nalazi se u soku od krumpira..

Važno pojašnjenje: otporni škrob u krumpiru na visokim temperaturama pretvara se u redoviti, hranjiviji. Stoga, ako postoji želja za gubitkom kilograma, trebali biste napustiti vrući pire krumpir u korist ohlađenog krumpira sa jaknom..

Banane su na drugom mjestu po sadržaju škroba. Pomalo nezrele, zelene banane najbolje je jesti jer sadrže otporni škrob..

Puno škroba nalazi se i u kukuruznoj, rižinoj (smeđoj), kaši od zobene kaše i bisernog ječma, grahu, grašku, leći. Škrob se koristi i za pripremu želea i raznih umaka.

Ako trebate brzo "škrobiti" tijelo, možete unutra pojesti krumpirovo brašno (1 žlica. L natašte, popijte čašu vode, naravno 2 tjedna). Alternativno, u trgovini možete kupiti rafinirani škrob (prah) i dodati ga hrani ili vodi. Međutim, nemojte biti previše revni: predoziranje škroba može dovesti do nadutosti, nadutosti i bolova u trbuhu. Dovoljna je jedna žlica dnevno.

Simptomi predoziranja škrobom:

  • kronični zatvor;
  • prekomjerna težina;
  • česte glavobolje;
  • nerazumna agresivnost;
  • česte prehlade.

Prisutnost jednog ili više gore navedenih znakova razlog je za reviziju vaše prehrane.

Štetni škrob

Nisu sva škrobna hrana zdrava. Bijela riža i pšenično brašno (posebno vrhunskog razreda), kao rezultat toplinske obrade, gube gotovo sva svoja korisna svojstva i mogu nanijeti više štete nego koristi. Isto vrijedi i za kolačiće, kolače, peciva i instant žitarice..

Dnevna stopa

Ugljikohidrati bi trebali činiti 50 do 65% dnevne prehrane odrasle osobe. Što se tiče škroba, hrana koja ga sadrži trebala bi činiti približno 30% ukupnog unosa ugljikohidrata. Ženama će biti dovoljno jesti 300 g takvih proizvoda dnevno, muškarcima - 450 g. Ali čak i u malim količinama škrob je vrlo koristan. Štiti stjenke želuca od štetnog djelovanja želučanog soka, a time pridonosi prevenciji gastritisa s visokom kiselošću i peptičnog čira.

S nedostatkom škroba u tijelu, osoba osjeća:

  • stalna slabost;
  • kronični umor;
  • loše raspoloženje, gubitak snage;
  • izumiranje spolne funkcije.

Ako osoba vodi sjedilački način života, konzumaciju škroba treba smanjiti kako bi se izbjegli želučani problemi, zatvor i hemoroidi. Naprotiv, s intenzivnim tjelesnim aktivnostima (priprema za natjecanja, planinarske šetnje itd.), Trebali biste povećati količinu škroba u svakodnevnoj prehrani..

Osnovna škrobna hrana

Kruh. Najkorisniji kruh je raženi. Također biste trebali jesti bilo koji integralni kruh. Bolje je odbiti bujni bijeli kruh od vrhunskog pšeničnog brašna. Najkorisnija tvar u kruhu su vlakna, pa ovaj proizvod ne biste trebali u potpunosti isključiti iz prehrane, čak i ako se pridržavate prehrane. Najbolje je kruh čuvati na sobnoj temperaturi i koristiti malo osušen..

Lik: Hranjivi ugljikohidratni proizvod. Sadrži puno škroba, proteina i vlakana, a uopće nema masti. Malo ljudi zna, ali riža se najbolje probavlja hladna i općenito se ne preporučuje da je podgrijete. Također, kuhanu rižu nemojte čuvati u hladnjaku duže od jednog dana..

Žitarice. Krupica je pravo bogatstvo. Sadrže gotovo sve neophodne vitamine i minerale. Najkorisniji su zob, raž, heljda, ječam. Kaša je najbolja opcija za doručak. Složeni ugljikohidrati koje sadrže potaknut će probavu, pružit će energiju i sitost dugo vremena..

Tjestenina. Najbolja opcija su proizvodi od tvrde pšenice. Sadrže željezo i vitamine B. Minimalne kalorije, idealno za one koji žele smršavjeti.

Što je akrilamid

Akrilamid je tvar koja je opasna za ljude i oslobađa se kada se prži škrobna hrana. Iz tog razloga nutricionisti savjetuju da iz prehrane izuzmu prženi krumpir, tostove i povrće s roštilja. Prilikom ključanja, dinstanja, kuhanja na pari, pečenja u pećnici ili mikrovalnoj pećnici, akrilamid se ne oslobađa, pa je bolje dati prednost upravo tim metodama toplinske obrade hrane.

Interakcija s drugim proizvodima

Karakteristična značajka škrobne hrane je njihova gotovo potpuna nekompatibilnost s hranom koja ne sadrži škrob. Najbolje je hranu koja sadrži škrob jesti kao zaseban obrok, odvojeno od svih ostalih, ili ih kombinirati jedni s drugima. Ako ih zaista kombinirate s nečim, onda je bolje odabrati salate od svježeg povrća začinjene biljnim uljem. Pire od krumpira i pileći kotlet siguran su put do težine u želucu i dugotrajne nelagode.

Ako u tijelu nedostaje vitamina B, škrob će se gore apsorbirati. To može dovesti do stvaranja fekalnih kamenaca u debelom crijevu..

Škrob u industriji

Najpoznatija je industrijska proizvodnja krumpirovog škroba, a popularni su i kukuruzni i rižin škrob. Škrob se široko koristi u prehrambenoj industriji. Neizostavan je sastojak za kuhanje piva, izradu slastica, umaka, jogurta, pečenja kruha.

Osim toga, škrob se koristi za proizvodnju kartonskih kutija i za šivanje odjeće..

Koristi i šteta škroba dvosmislene su i ovise o stanju tijela svakog pojedinca. Svi znamo da bilo koja tvar može biti i otrov i lijek, sve ovisi o količini. Ova se istina u potpunosti odnosi na škrob..

Škrob, svojstva, proizvodnja i primjena

Škrob, svojstva, proizvodnja i primjena.

Škrob je biljni polisaharid složene strukture, mješavina polisaharida amiloze i amilopektina čiji je monomer α-glukoza.

Škrob, formula, molekula, struktura, sastav, tvar:

Škrob je biljni polisaharid složene strukture, mješavina polisaharida amiloze i amilopektina čiji je monomer α-glukoza.

Škrob je smjesa makromolekula amiloze i amilopektina, koja ima formulu (C6HdesetOpet)n.

Škrob je prirodni ugljikohidrat akumuliran u biljnim stanicama u obliku škrobnih zrnaca i oslobođen iz sirovina koje sadrže škrob tijekom njegove obrade.

Dakle, škrob sadrži amilozu i amilopektin. Odnos amiloze i amilopektina različit je u različitim škrobima: amiloza 13-30%; amilopektin 70-85%. Jedinice amiloze i amilopektina povezane su u lance α- (1 → 4) glikozidne veze.

Amiloza je polisaharid nastao linearnim ili slabo razgranatim lancima ostataka α-glukoze povezanih α- (1 → 4) glikozidnim vezama. Amilozni lanac sastoji se od 200-1000 strukturnih jedinica (ostaci α-glukoze) i uvijen je u spiralu. Za svaki zavoj postoji šest ostataka α-glukoze. Molekulska masa amiloze kreće se od 50 000 do 160 000. Zbog svoje strukture (lanci molekula amiloze uvijeni su u zavojnicu), amiloza je topljiva u vrućoj vodi.

Amilopektin je polisaharid koji nastaje razgranatim lancima ostataka α-glukoze povezanih α- (1 → 4) i na granskim točkama lanca α- (1 → 6) glikozidnim vezama. Lanac amilopektina sastoji se od 6 000-40 000 strukturnih jedinica (ostaci α-glukoze). Amilopektinski lanac ima razgranatu strukturu svakih 20-25 ostataka α-glukoze, na točkama razgranavanja ostaci α-glukoze povezani su α- (1 → 6) glikozidnim vezama. Građa amilopektina je trodimenzionalna, njegove su grane smještene u svim smjerovima i daju molekuli sferni oblik. Molekulska masa amilopektina doseže 1.000.000. Amilopektin je netopiv u hladnoj vodi, a u vrućoj vodi želatinozni dio paste..

Osim polisaharida (amiloza i amilopektin), škrob sadrži i anorganske tvari (ostaci fosforne kiseline), lipide, masne kiseline.

Glikogen (zvan životinjski škrob) ima sličnu kemijsku formulu. Glikogen je polisaharid smjese (C6HdesetOpet)n, nastali ostacima glukoze povezanim α- (1 → 4), a na mjestima grananja - α- (1 → 6) glikozidnim vezama. U životinjskim stanicama glikogen služi kao glavni skladišni ugljikohidrat i glavni oblik skladištenja glukoze. Taloži se u obliku granula u citoplazmi stanica (uglavnom u stanicama jetre i mišića). Glikogen se od škroba razlikuje razgranatijom i kompaktnijom strukturom, kao i fizikalnim i kemijskim svojstvima.

Struktura molekule škroba, strukturna formula škroba:

Po izgledu škrob je bijeli amorfni supstancija bez okusa i mirisa.

Škrob se ne otapa u hladnoj vodi. Isprva se amiloza u potpunosti otapa u vrućoj vodi, a amilopektin se ne otapa, već bubri, tvoreći viskoznu koloidnu otopinu - škrobnu pastu. Netopiv u etanolu.

Kada se škrobni prah komprimira, ispušta karakterističnu škripu uzrokovanu trenjem čestica.

Biološka uloga škroba za ljudsko tijelo leži u činjenici da, zajedno sa saharozom, služi kao glavni izvor ugljikohidrata - jedne od najvažnijih sastavnica hrane. Škrob je najčešći ugljikohidrat u ljudskoj prehrani..

Ulazeći u ljudsko ili životinjsko tijelo u želucu i crijevima, pod djelovanjem vlastitih enzima, škrob se hidrolizira u glukozu, nakon čega se apsorbira i ulazi u krvotok. Nadalje, u ljudskim ili životinjskim stanicama glukoza se oksidira u ugljični dioksid i vodu oslobađajući energiju potrebnu za rad živog organizma.

Škrob nema talište. Samozapaljivanje na 410 ° C.

Škrob u prirodi:

Škrob je vrlo česta tvar u prirodi. Škrob se sintetizira u biljnim kloroplastima pod utjecajem svjetlosti tijekom fotosinteze kao rezultat polimerizacije glukoze.

Proces dobivanja škroba u biljnim stanicama može se opisati sljedećim kemijskim jednadžbama:

Općenito, ovu jednadžbu možemo zapisati kao:

Za biljke škrob služi kao rezerva hranjivih sastojaka (kao rezervni izvor prehrane) i akumulira se uglavnom u plodovima, sjemenkama i gomoljima, kao i lišću i stabljikama. Najbogatije škrobom je zrno biljaka žitarica: riža (do 86%), pšenica (do 75%), kukuruz (do 72%), kao i gomolji krumpira (do 24%). Škrob je, zapravo, glavni sastojak biljnog sjemena.

Škrob se nalazi u posebnim biljnim stanicama - amiloplastima u obliku žitarica. Oblici zrna razlikuju se i ovise o vrsti biljke. Škrobna zrna slojevita su zrna veličine od 2 do 100 mikrona, koja na van podsjećaju na kugle, ovale, poliedre itd. Zrna škroba rastu sloj po sloj. Na starom se gradi novi sloj itd. Zrna škroba u gomoljima krumpira plutaju u staničnom soku, a u sjemenkama žitarica lijepe se zajedno s glutenom.

Škrob koji sintetiziraju različite biljke razlikuje se donekle u strukturi i veličini zrna, stupnju molekularne polimerizacije, strukturi polimernih lanaca i fizikalno-kemijskim svojstvima.

Škrob se ne sintetizira u životinjskim organizmima. Analogna energetska tvar životinjskih stanica je glikogen.

Fizička svojstva škroba:

Naziv parametra:Vrijednost:
Bojabijela
Mirisbez mirisa
UkusNema ukusa
Stanje agregacije (pri 20 ° C i atmosferskom tlaku od 1 atm.)amorfna krutina
Gustoća (pri 20 ° C i atmosferskom tlaku od 1 atm.), G / cm 31.5
Gustoća (pri 20 ° C i atmosferskom tlaku 1 atm.), Kg / m 31500
Nutritivna vrijednost krumpirovog škroba, kcal313
Nutritivna vrijednost kukuruznog škroba, kcal343
Temperatura samozapaljenja, ° C410
Molarna masa škroba, g / mol162.141 × n

Kemijski sastav škroba:

(na 100 g škroba)

Naziv tvariKrumpirov škrobKukuruzni škrob
Proteini, g6,900,26
Masti, g0,340,05
Ugljikohidrati, g83.1091,27
Voda, g6.528.32
Jasen, g3.140,09

Krumpirov škrob sadrži vitamine B1, B2, B3 (PP), B4, B5, B6, B9, C i E, kao i makro- i mikroelemente: kalcij, željezo, magnezij, fosfor, kalij, natrij, cink, bakar, mangan, selen.

Kukuruzni škrob sadrži vitamin B4, kao i makro- i mikroelemente: kalcij, željezo, magnezij, fosfor, kalij, natrij, cink, bakar, mangan, selen.

Kemijska svojstva škroba. Kemijske reakcije (jednadžbe) škroba:

Glavne kemijske reakcije škroba su kako slijedi:

  1. 1.reakcija škroba s vodom (hidroliza škroba):

Najvažnije svojstvo škroba je sposobnost podvrgavanja hidrolizi enzimima ili zagrijavanjem s kiselinama.

Hidroliza se odvija u koracima. Dekstrin se prvo stvara iz škroba ((C6HdesetOpet)n), koja se hidrolizira u maltozu (C12H22Ojedanaest). Tada se kao rezultat hidrolize maltoze stvara glukoza (C6H12O6).

Slična se reakcija događa u ustima, želucu i crijevima živih organizama kada škrob uđe u nju. U želucu i crijevima škrob se konačno hidrolizira u glukozu pod djelovanjem enzima.

  1. 2.kvalitetna reakcija na škrob (reakcija škroba s jodom):

(C6HdesetOpet)n + I → složeni spoj amiloze i amilopektina s jodom.

Kao rezultat reakcije škroba s otopinom joda nastaje inkluzijski kompleks. Škrob je obojen plavom bojom. Zagrijavanjem mrlja nestaje (složeni spoj amiloze i amilopektina se uništava), kada se ohladi, ponovno se pojavljuje.

U inkluzijski spoj, čestice jedne tvari ("molekule gosta") ugrađene su u kristalnu strukturu "molekula domaćina". Molekule amiloze i amilopektina djeluju kao "molekule domaćina", a molekule joda su "gosti".

  1. 3. ne daje reakciju "srebrnog zrcala" i ne reducira bakarni hidroksid u bakreni oksid:

Kada se zagrije otopinom amonijaka srebrni oksid škrob ne daje srebrnu zrcalnu reakciju. Osim toga, kada se zagrije s bakrovim (II) hidroksidom, škrob ne stvara crveni bakarni (I) oksid.

Reakcija srebrnog zrcala i reakcija s bakrovim (II) hidroksidom kako bi nastao crveni bakreni (I) oksid karakteristični su za laktozu i maltozu. Stoga se škrob naziva i nereducirajućim polisaharidom, jer ne obnavlja Ag2O i Cu (OH)2.

Dobivanje i proizvodnja škroba:

Škrob se nakuplja u zrnu biljaka žitarica: riža (do 86%), pšenica (do 75%), kukuruz (do 72%) i gomolji krumpira (do 24%). Stoga je dobivanje škroba povezano s njegovom izolacijom od izvora. U industrijskim razmjerima dobiva se uglavnom iz gomolja krumpira (u obliku krumpirovog brašna), a također i kukuruza, u manjoj mjeri iz riže, pšenice i drugih biljaka. Škrob se dobiva iz krumpira i žitarica uništavanjem stanica i ispiranjem vodom, nakon čega se brani i suši..

Proizvodnja kukuruznog škroba:

Kukuruzni škrob dobiva se preradom zrna kukuruza. Nakon prethodnog čišćenja, zrna kukuruza natopljena su sumpornom kiselinom, zbog čega se vežući protein i druge tvari otapaju. Omekšala zrna se usitnjavaju i dobivaju "škrobno mlijeko" (suspenzija škroba). Zatim se škrob odvaja od proteina koji nije otopljen u sumpornoj kiselini taloženjem ili pomoću centrifuge. U sljedećoj fazi odvojeni škrob temeljito se opere i osuši..

Proizvodnja krumpirovog škroba:

Gomolji krumpira prethodno se isperu i usitne na strojevima za ribanje do stanja kaše Od dobivene kaše u centrifugama se odvaja stanični sok i dobiva se "škrobno mlijeko". "Škrobno mlijeko" pročišćava se i pere vodom. Stvara se zgusnuta škrobna suspenzija iz koje se škrob zatim taloži. U sljedećoj fazi odvojeni škrob temeljito se opere, stali i osuši..

Primjena škroba:

- kao prehrambeni proizvod kao najčešći izvor ugljikohidrata u ljudskoj prehrani, kao i za zgušnjavanje mnogih prehrambenih proizvoda i izradu želea, preljeva, umaka itd..,

- u prehrambenoj industriji - za proizvodnju glukoze, melase, etanola,

- u tekstilnoj industriji - za preradu tkanina,

- u papirnoj industriji - kao punilo,

- u farmaceutskoj industriji - kao punilo za lijekove,

- kod kuće - za škrobljenje odjevnih predmeta: ovratnike, kućne ogrtače itd..,

- kod kuće - za lijepljenje tapeta (škrobna pasta).

Škrob

Škrob (lat. Amylum), (IZ 6 N deset OKO pet) n - biljni visoko-molekularni polisaharid amiloze i amilopektina, čiji je monomer glukoza. Rezervni biljni homopolisaharidi. Akumulira se kao rezultat fotosinteze u plodovima, žitaricama, korijenju i gomoljima nekih biljaka kao oblik skladištenja ugljikohidrata.

Vrste škroba: krumpir, kukuruz, amilopektin, pšenica, riža, grašak, tapioka, modificirani itd..

Etimologija

Dolazi od njega. Kraftmehl "škrob". U ruski, ukrajinski i bjeloruski jezik ova je riječ došla iz poljskog (krochmal).

Biološke značajke

Zrno biljnih vrsta bogato škrobom: riža (do 86%), pšenica (do 75%), kukuruz (do 72%), kao i gomolji krumpira (do 24%) i ječmeno zrno.

Za ljudsko tijelo škrob, pored saharoze, služi kao glavni dobavljač ugljikohidrata - jedne od najvažnijih komponenata hrane. Pod djelovanjem enzima škrob se hidrolizira u glukozu koja se u stanicama oksidira u ugljični dioksid i vodu oslobađajući energiju potrebnu za rad živog organizma.

Poznato je da škrob aktivira razmjenu žučnih kiselina i pospješuje eliminaciju kolesterola iz tijela..

Fizička svojstva

Bijeli, hrskavi, amorfni i vrlo higroskopni prah, bez mirisa i okusa. Obično sadrži 10-20% vezane vode, koja se može ukloniti sušenjem na 100-110 ° C. Pod mikroskopom - granulirani (granule) prah. Netopiv u hladnoj vodi, eteru, alkoholu; bubri u vrućoj vodi i stvara koloidnu otopinu, kada se ohladi nastaje stabilan gel - škrobna pasta; s jodnom otopinom daje plavu boju (amiloza daje plavu boju, a amilopektin - od crvene do ljubičaste). Reakcija s jodom omogućuje otkrivanje čak milijuntog dijela škroba u otopini. Molekule škroba nisu jednolike veličine.

Škrobne granule

Veličine zrna (u mm) za različite vrste škroba
Ime škrobaDimenzije
Krumpir0,05-0,08
Kukuruz0,02-0,03
Pšenica0,03-0,05
Riža0,05-0,01

Škrob se nalazi u biljkama u obliku granula. U žitaricama i drugim višim biljkama škrobne granule tvore plastide. Plastide koje čine škrob nazivaju se amiloplastima. U žitaricama (pšenica, kukuruz, raž, ječam, sirak i proso) škrob je predstavljen jednostavnim granulama - svaki amiloplast sastoji se od jedne granule. Sastavljene su granule crtice i zobi - svaki amiloplast sadrži mnogo granula.

U raži, pšenici i ječmu razlikuju se dvije vrste škrobnih granula: velike - bikonveksne (letikularne) granule i male - sferne. U ječmu se dvoglave granule stvaraju tijekom prvih 15 dana nakon oprašivanja, a od 18. do 30. dana, nakon oprašivanja, pojavljuju se male granule koje čine 88% ukupnog broja granula. U pšenici i ječmu svaki plastid prvo tvori veliku, bikonveksnu granulu škroba. Nakon toga plastidi tvore izbočine u kojima nastaju male granule škroba. Ovi znatno manji amiloplasti odvojeni su od steznika matične plastide. Škrob se sintetizira u plastidama.

Kristalnost

Činjenica da je škrob polukristalni materijal poznata je još od 1930-ih. Prema uzorcima difrakcije rendgenskih zraka cjelovitih škrobnih granula podijeljeni smo u tri vrste, koje se označavaju slovima A, B i C. Škrob većine žitarica pripada tipu A, škrob krumpira i ostalih korijenskih usjeva, kao i retrogradni škrob tipa B, a škrob graška i grah - na tip C, koji je srednji oblik između tipa A i B. Pod djelovanjem topline krumpirov škrob tipa B pretvara se u tip A. Kraći dekstrini (12-15 jedinica glukoze) mogu pripadati bilo kojoj od ove tri vrste, ovisno o priroda njihove kristalizacije. Jedna od instrumentalnih metoda za proučavanje škroba je učinkovito korištenje metode difrakcije X-zraka..

Dvostruko lomljenje svjetlosti

Kada se škrob promatra u polariziranoj svjetlosti, opaža se dvostruko lomljenje zraka, koje ima karakterističan oblik "malteškog križa". Razlog ovog loma je visoko organizirana struktura škrobnih granula, koju ne treba miješati s kristalnošću. Čak i vrlo dobro organizirane molekularne strukture možda nisu kristalne, ali imaju svojstvo dvostrukog loma zraka - celuloza u listu papira je polukristalna, a sami kristali dvostruko su vatrostalni (poredani), ali zbog činjenice da su kristali neuređeni usmjereni, papir ima svojstvo nema dvostruku šetnicu.

Kemijski sastav škroba

Škrob sadrži polisaharid 97-99%, proteinske tvari 0,3-1,5%, vlakna 0,2-0,7%, pepeljaste tvari (fosfati, silikatne kiseline) 0,3-0,6%.

U sastavu komercijalnog škroba mogu biti prisutne manje komponente, ali one su prisutne u tako malim količinama da nije posve jasno jesu li sastojci škroba, prisutni u vrlo malim količinama, ili nečistoće koje se tijekom postupka izolacije ne uklanjaju dovoljno pažljivo. Međutim, takve manje komponente, unatoč vrlo maloj količini, mogu značajno utjecati na kvalitetu škroba..

0,6% masnih kiselina (palmitinska, stearinska itd.) Nalazi se u škrobu. Škrob, koji se komercijalno proizvodi od žitarica, sadrži male količine lipida, koji su obično polarni. Za njihovu izolaciju potrebna su polarna otapala, vodena otopina metilnog alkohola. Sadržaj lipida u škrobu od žitarica obično iznosi 0,5-1%, a od ne-žitnih sirovina - gotovo ne sadrži.

Osim toga, sastav škroba sadrži male količine fosfora i dušika. U žitaricama je glavnina fosfora u obliku fosfolipida. Poznato je da se krumpirov škrob eterificira do ostataka glukoze, dok se to ne događa sa škrobom od žitarica. Sve vrste škroba sadrže vrlo malu količinu dušika (manje od 0,05%), čiji je dio dio lipida, dio proteina i, možda, dio ostataka enzima koji sudjeluju u sintezi škroba.

Škrob su u osnovi a-D-glukozni polimeri koji se kemijski mogu svrstati u najmanje dvije vrste: amilozu (obično linearni polimer) i amilopektin (jako razgranati polimer). Odnosno, molekula škroba sastoji se od dva kemijski neovisna dijela (polisaharidi): amiloze (20-30%) i amilopektina (70-80%), čiji omjer ovisi o prirodi biljaka:

- U kukuruznom škrobu amiloza čini 25% ukupne mase tvari, a amilopektin - 75%. Voštani kukuruz sadrži više od 95% amilopektina. Kukuruz se uzgaja i sa 75% amiloze. - U krumpirovom škrobnom amilozi - 20%, a amilopektinu - 80%, što mu daje specifična svojstva. - Jabučni škrob - sa 100% amiloze.

Amiloza i amilopektin razlikuju se u kemijskoj strukturi. Međutim, oba polisaharida sastoje se od ostataka glukoze povezanih u obliku linearnih ili razgranatih lanaca. U škrobnim zrnima molekule amiloze i amilopektina tvore slojeve kristalne i amorfne strukture. Energija interakcije pojedinih skupina atoma u škrobnom zrnu ovisi o mjestu amiloze i amilopektina i njihovom omjeru.

Škrob nabubri u vrućoj vodi. U tom slučaju amiloza prelazi u otopinu, a amilopektin tvori koloidnu otopinu (pastu). Amiloza se otapa u vrućoj vodi, ne stvara pastu; s jodom daje plavu boju. Amilopektin se ne otapa u vodi, već bubri i stvara pastu. Kada se amilopektin oboji jodom, poprima crvenu do ljubičastu boju. Molekule ova dva polisaharida sastoje se od ostataka glukoze povezanih u dugačke lance. Što je duži lanac amiloze, to je manje topiv. U molekuli amiloze u prosjeku ima više od 1000 takvih ostataka, u molekuli amilopektina puno više.

Pod djelovanjem enzima ili zagrijavanjem kiselinama - podvrgava se hidrolizi.

Kao otapala škroba koriste se hladna solna kiselina, natrijeva kiselina, trikloroctena kiselina, sulfosalicilna kiselina, otopine CaCl. 2, ZnCl 2, MgCl 2, lužine, glicerin, formamid itd...

Potpunom hidrolizom u industriji dobiva se glukoza, a međuprodukti mogu biti oligosaharidi, maltoza (K. Kirchhoff, 1814):

(IZ 6 N deset OKO pet) nH 2 O 180 ° C(IZ 6 N deset OKO pet) m DekstriniT ° Cn / 2 ° C 12 H 22 OKO jedanaest MaltozaH +n IZ 6 N 12 Otprilike 6 Glukoza

Pod djelovanjem amilaze u probavnom kanalu ljudi i životinja škrob prolazi hidrolizu i razgrađuje se stvarajući glukozu i maltozu, koja razgrađuje maltazu do glukoze koju tijelo apsorbira.

Sadržaj škroba u biljkama

Naziv biljkeDio biljkeSadržaj škroba (do)Sadržaj šećeraBilješke
Širokolisni rep (Typha latifolia)suhi rizomi58% (25-58%)deset%-
Islandska Cetraria (Cetraria islandica)prizemni dio44%%(škrob: lihenin)
Glicerija (Glyceria)žižaci75%?-
Kukuruz (Zea mays L.)sjeme71%?-
Kruh (Artocarpus altilis)pulpa od suhog voća80% (60-80%)četrnaest%-
Bijeli lopoč (Nymphaea alba)rizoma49%20%
Zob (Avena)kukuruz60%?Sjetva zobi (Avena sativa L.)
Susak (Butómus umbellátus)rizoma60%?
Vodeni orah (Trapa natans)orah55%?
Batat (Ipomoea batatas L.)gomolji72%?
Sirak (sirak)?74%?
Manihot?77%?
Grašak (Pisum)kukuruz40%?
Ječam (Hordeum L.)kukuruz75%?
Krumpir (Solanum tuberosum)gomolji (suha tvar)82%?
Sago palme (rod lat. Cycas)srcu??
Riža (Oryza)kukuruz89%?
Raž (secale)kukuruz72%?
Pšenica (Triticum L)kukuruz74%?
Althea officinalis (Althaea officinalis L.)korijenje37%deset%(10% saharoze)
Vrh strijele (Sagittaria sagittifolia L.)gomolji35%

Dobivanje škroba

Škrob se dobiva iz krumpira i riže, rjeđe iz ostalih žitarica. Sago - škrobna hrana iz drva sago palme, kao i neke cikase.

U tropskim krajevima uzgajaju se mnoge škrobnate biljke: batat, jam, taro, manioka i drugi..

Da biste dobili škrob, morate uništiti stanične stijenke i izvući sok. Da bi to učinili, sirovine se drobe na ribežu, dobivajući kašu. Da bi se izolirao slobodni škrob, kaša se opetovano pere na sitima u sitima. Strojevi sita u pet stupnjeva provode razdvajanje proizvoda u suspenziju pulpe i škroba (škrobno mlijeko) različitih koncentracija. Škrobno mlijeko je rafinirano (pročišćeno). Nakon toga, izolirani škrob opere se više puta čistom vodom na posebnim centrifugama-pročistačima ili hidrociklonima.

U proizvodnji krumpirovog škroba koriste se procesi čišćenja krumpira od laganih i teških nečistoća, pranje, mljevenje, ekstrakcija staničnog soka, situvannya i pranje, centrifugiranje i sušenje..

Od krumpirovog škroba mogu se odvojeno dobiti amiloza (superloza) i amilopektin (romalin). Da bi se to učinilo, škrob se tretira otopinama soli MgSO 4, (NH 4) 2 TAKO 4, Na 2 SO 4, koji sadrži n-butil alkohol, na 120 ° C. Nakon toga, amiloza se istaloži na 70 ° C, a amilopektin - 20 ° C.

U proizvodnji kukuruznog škroba postoje dva načina: kiseli i alkalni. Prema prvoj metodi, kukuruzno zrno se dva dana moči u 0,1-0,2% vodenoj otopini sumporne kiseline na 48-50 ° C, zrno se opere, grubo zdrobi, izolira se embrij, fino se usitni, škrob ispere na sitima, odvoji od fina i gruba pulpa, gluten (na separatorima), ispran vakuumskim filtrima, centrifugiran, osušen ili prerađen u škrobne proizvode. Prema drugoj metodi, kukuruz se namoči u vodenoj otopini lužine, opere, usitni, škrob izolira i prolazi na sitima, centrifugira, suši ili šalje bez sušenja na preradu.

Frakcioniranje škroba

Za razdvajanje škroba na njegove komponente, amilozu i amilopektin, koriste se dvije glavne metode. Amiloza se može selektivno ispirati iz granula zagrijanih neposredno iznad temperature želatinizacije. Na višim temperaturama ne izlužuje se samo amiloza već i amilopektin, što zahtijeva dodatno pročišćavanje. Teško je kvantificirati frakcije ispiranja, ali ako se škrob tretira vrućom vodenom otopinom butanola prije vodenog postupka ispiranja, amilopektički kapacitet prije otapanja smanjit će se, što će rezultirati oslobađanjem više amiloze..

Druga metoda je potpuna disperzija granula nakon čega slijedi odvajanje komponenata. Škrob žitarica vrlo je teško potpuno raspršiti - za to je potrebno da je smjesa nekoliko sati bila u autoklavu na temperaturi od oko 130 ° C. U tim je uvjetima potrebno spriječiti razgradnju škroba, odnosno odmastiti ga, puferirati i zaštititi od kisika. Postoji nekoliko vrsta prethodne obrade škroba, koja omogućuje njegovu potpuno raspršivanje. Za to možete upotrijebiti, na primjer, tekući amonijak, dimetil sulfoksid ili alkalnu otopinu. Nakon potpune disperzije škroba, najčešće se taloži u obliku kompleksa s n-butanolom ili timolom da bi izolirao amilozu. Da bi se dobila čista amiloza, potrebno je ponovno istaložiti nekoliko puta. Amilopektin se može dobiti liofilizacijom ili istaložiti alkoholom.

Skladištenje

Škrob čuvajte u čistim, suhim, dobro prozračenim skladištima, bez stranog mirisa, bez zaraze štetnicima. Optimalnim skladištenjem smatra se relativna vlažnost zraka od 70%, iako je dopušteno do 75% i temperatura od oko 10 ° C. Pod tim uvjetima standardi predviđaju skladištenje krumpirovog i kukuruznog škroba 2 godine, a za pšenični škrob - 1 godinu. Dugotrajno skladištenje značajno smanjuje sposobnost želatiniziranja škroba. U prostorijama s visokom relativnom vlagom vlaži se, a zbog mikrobioloških procesa i propadanja prvo poprima kiselkast, pljesniv, a zatim truli miris..

Primjena

Škrob poljoprivrednih kultura vodeća je komponenta ljudske prehrane, važna sirovina za prehrambenu, farmaceutsku i tehničku industriju: tekstil, ulje, papir itd..

Škrob se široko koristi u prehrambenoj industriji kao zgušnjivač (E1404), u proizvodnji melase različitog sastava ugljikohidrata, za proizvodnju dekstrina, glukoze (kristalna glukoza, koncentrat glukoze, glukozno-fruktozni sirup, etanol i drugi proizvodi fermentacije. Škrob sa stupnjem hidrolize (za glukozu) manje od 5% - maltodekstrin - koristi se kao stabilizator u proizvodnji majoneze. U proizvodnji šećernih slastičarskih proizvoda škrob se koristi kao dio recepture turskog užitka, kao i komponenta za oblikovanje slatkiša i dražeja.

Kompleksnom preradom škrobnog škroba hidrolizira se glukoza koja se izomerizira u fruktozu i hidrogenacijom pretvara u sorbitol ili se koristi za dobivanje drugih proizvoda - etanola, mliječne kiseline, limunske kiseline; hidrolizat se miješa s vlaknima za stočnu hranu.

Sirovina za proizvodnju kristalne glukoze je škrob dobiven iz kukuruza ili pšenice, iako se također može koristiti krumpirov škrob. Međutim, krumpirov škrob nezamjenjiva je sirovina u drugim industrijama i ne koristi se za proizvodnju glukoze. Glavna sirovina za proizvodnju kristalne glukoze je kukuruzni škrob.

Škrob se koristi kao ljepilo, kao mikrobiološki medij za proizvodnju različitih enzima, antibiotika, vitamina, a također i kao baza za umjetne biorazgradive biopolimere.

U medicinskoj praksi škrob se vrlo često koristi kao punilo i supstrat za proizvodnju tableta (kao punilo u čvrstim doznim oblicima), a kašete i paste, prašci i masti koriste se za kožne bolesti, u obliku dekocije (paste) - za gastrointestinalne bolesti trakta kao omotač. Škrob i dekstrini (proizvodi nepotpune hidrolize linearnih polisaharida) pozitivno utječu na metabolizam kolesterola, poboljšavaju probavu. Uključen je kao važna komponenta gotovo svih dijeta. Također, otopine škroba dio su otopina za infuziju koje se koriste za liječenje hitnih stanja..

Glavni volumen škrobnih proizvoda priprema se od kukuruza koji čini 45 milijuna tona, ostatak sirovinske baze čine tapioka (5 milijuna tona), pšenica (4 milijuna tona) i krumpir (2.500.000 tona).

Amilopektin je pogodan za proizvodnju filmova i ambalažnog materijala koji se nakon upotrebe mogu potpuno kompostirati.

Promjene škroba

Želatinizacija

Zagrijavanje škroba u prisutnosti vode uzrokuje želatinizaciju, odnosno uništavanje izvorne strukture zrna škroba. Taj se postupak odvija u tri faze:

  1. Kad se suspenzija zagrije na temperaturu od 50-55 ° C, škrobni škrob nabubri, upijajući do 50% vode iz mase škroba, ali zadržava svoj oblik i sfernu strukturu. Kršenje unutarnje strukture je beznačajno.
  2. Daljnjim zagrijavanjem (do temperature od 60-80 ° C) izvorna struktura zrna škroba teško je oštećena. Slojevita struktura nestaje, zrna se desecima puta povećavaju u volumenu i pretvaraju u mjehuriće ispunjene otopinom amiloze i amilopektina, a viskoznost suspenzije naglo se povećava i ona se pretvara u pastu. Stoga se taj postupak naziva želatinizacija. Dio otopine prelazi u okoliš. Kao rezultat, sve više i više bubrenja škrobnih mjehurića, količina vode izvana znatno se smanjuje, a pasta postaje viskoznija. Svaka vrsta škroba karakterizira vlastita temperatura želatinizacije, pri kojoj većina zrna u suspenziji apsorbira maksimalnu količinu vode.
  3. Zagrijavanje paste iznad 80 o Suvišak vode dovodi do raspadanja zrna škroba - mjehurići pucaju, a viskoznost paste se smanjuje.

Prisutnost soli, šećera, alkohola i drugih tvari u vodi utječe na temperaturu želatinizacije. Stolna sol, čak i u niskim koncentracijama, povećava temperaturu želatinizacije i smanjuje bubrenje zrna.

Ovisno o omjeru škroba i vode, dobiva se pasta u obliku gela ili otopine.

U kuhanju

Ljepilo tipa gela nastaje kada su škrobni mjehurići čvrsto priljubljeni jedni uz druge kao rezultat njihove gotovo potpune apsorpcije vode. U kuhanju gusti gelovi mogu biti u želeu ako sadrže 6-8% škroba, a gusti gelovi nastaju i tijekom kuhanja žitarica, mahunarki, tjestenine, krumpira, kada škrob upije maksimalnu količinu vode.

Škrobni pepeo različitih viskoznosti služi kao osnova za tekući i srednje konzistentan žele (sadržaj škroba od 2 do 5%), slatke juhe, umake (sadržaj škroba do 2%).

U tijestu, prilikom pečenja slastica, ima malo vode, pa škrob doseže samo prvu fazu želatinizacije.

Škrob iz krumpira daje prozirnu pastu, a od žitarica (kukuruz) - neprozirnu.

Tijekom toplinske obrade krumpira dolazi do želatinizacije škroba zbog vlage koju oslobađaju proteini glutena koji zamućuju. Tijekom kuhanja žitarica, tjestenina, škrob se želatiniziraju zbog vlage u okolišu. To objašnjava povećanje mase žitarica i tjestenine tijekom kuhanja..

Kad se hlade i čuvaju u rashlađenom stanju, proizvodi koji sadrže škrob, sadržaj otopljene amiloze u njima se smanjuje i proizvodi postaju ustajali (kruh, žitarice, proizvodi od brašna), odnosno dolazi do starenja pasteriziranog škroba.

Dekstrinizacija

Dekstrinizacija se događa tijekom suhog zagrijavanja škroba na temperaturama iznad 120 ° C.

U kuhanju se dekstrinizacija vrši na površini proizvoda uz stvaranje žućkasto-smeđe kore prilikom prženja krumpira, proizvoda od brašna i sotiranja brašna.

Hidroliza

Hidroliza je razgradnja škrobnih polisaharida s unosom vode. Može se dogoditi zagrijavanjem vodom u prisutnosti kiselina (hidroliza kiseline) ili pod djelovanjem enzima amiloze (enzimski). Krajnji proizvodi hidrolize škroba su glukoza i fruktoza.

Enzimska hidroliza događa se tijekom vrenja krumpira, gnječenja i pečenja tijesta. U ovom slučaju šećeri ulaze u juhu. Kisela hidroliza škroba događa se prilikom kuhanja umaka, želea od bobica.

Tijekom hidrolize škroba uzastopno nastaju disaharidi i dekstrini koji se kasnije pretvaraju u monosaharide od kojih prevladava glukoza.

Pri brzom zagrijavanju škrob se razlaže na dekstrine formule (C 6 H 10 O pet) x, gdje je x broj ostataka glukoze u dekstrinima mnogo je manji nego u formuli škroba. Dodavanje kiselina ubrzava proces. Ovisno o dubini hidrolize (temperatura, koncentracija i vrsta kiseline, enzimi), škrob se razgrađuje na dekstrine, maltozu, glukozu. Tijekom hidrolize škroba postupno nastaju topljivi škrob, dekstrini, di- i monosaharidi.

U hidrolizatu se razlikuju sljedeći dekstrini: amilodekstrini - otapaju se u 25% i talože s 40% etilnog alkohola, s jodom daju ljubičasto-plavu boju; eritrodekstrini - otapaju se u 55% otopini i talože u 65% etilnom alkoholu; akrodekstrini - otopi se u 70% etilnom alkoholu, NE SMRTI jodom; maltodekstrin - alkohol se ne taloži, NEMOJTE bojati jodom.

Blago destilirani škrob, koji daje plavu boju s jodom, bolje se otapa u vodi, u odnosu na obični škrob, naziva se topljivi škrob.

Industrija koristi hidrolizu koja ima stupnjevitu prirodu.

Djelomična hidroliza škroba do dekstrina, za koju su već karakteristična svojstva redukcijskog sredstva, događa se pri brzom zagrijavanju škroba s malom količinom vode (10-20%).

Dekstrini nastaju kad se kruh peče (kora) ili kada je škrobna tkanina izložena vrućem željezu, zbog čega svjetluca. Istodobno, glavna zadaća postupka pečenja je pretvaranje netopivog škroba u topljive dekstrine, koje ljudi bolje apsorbiraju tijekom probave..

U slučaju nepotpune hidrolize škroba dobiva se škrobni sirup (sadržaj glukoze 60%) ili škrobni šećer (sadržaj glukoze 70%) za prehrambene potrebe.

Izmjena škroba

Modificirani škrob je proizvod s određenim svojstvima. U tehnici pretvaranja škroba u glukozu (postupak saharifikacije) provodi se tako da se nekoliko sati ključa s otopinom sumporne kiseline (katalitički učinak sumporne kiseline na saharizaciju škroba izumio je 1811. K. S. Kirchhoff). Da bi se iz nastale otopine uklonila sumporna kiselina, dodaje joj se kreda koja tvori netopivi kalcijev sulfat sa sumpornom kiselinom. Potonji se filtrira i tvar se ispari. Stvara se gusta slatka masa - škrobni sirup, osim glukoze, ima značajnu količinu ostalih proizvoda hidrolize škroba.

Melasa se koristi za pripremu slastica i u razne tehničke svrhe.

Ako želite dobiti čistu glukozu, tada ključanje škroba traje dulje nego što se postiže potpunija njegova pretvorba u glukozu. Otopina dobivena nakon neutralizacije i filtracije koncentrira se dok iz nje ne počnu taložiti kristali glukoze..

Također, u naše vrijeme provode enzimatsku hidrolizu škroba, koristeći alfa-amilaze za dobivanje dekstrina različitih duljina, a glukoamilazu - za njihovu daljnju hidrolizu da bi se dobila glukoza.

Kada se suhi škrob zagrije na 200-250 ° C, on se djelomično raspada i dobiva se smjesa polisaharida (dekstrina i ostalih) manje složenih od škroba.

Fizička promjena daje škrob s visokim kapacitetom zadržavanja vlage, što konačnom proizvodu daje željenu konzistenciju.

Škrob se taloži etilnim alkoholom, tvori komplekse s jodom i vrlo lako mijenja brojna svojstva kada je izložen temperaturi, kiselinama, lužinama, solima i drugim kemijskim reagensima. Na temelju toga razvijene su mnoge vrste modificiranih škroba (fosfat, hidroksietil škrob, umreženi dialdehid, želiranje, predželatinizacija, hipoklorit itd.)

Uzgoj biljaka

Budući da amiloza i amilopektin imaju različita potrošačka svojstva, pokušavaju se odabrati vrste koje sadrže ili amilozu ili amilopektin. Korištenje takvih sorti koje sadrže samo jedan oblik škroba vrlo je korisno jer skupe kemijske i fizikalne metode utjecaja na njihovo razdvajanje nestaju..

U Ukrajini su uzgajivači Oplemenjivačko-genetskog instituta Nacionalnog centra za spoznaju i sorte stvorili perspektivnu pšenicu Vax koja u strukturi molekula škroba ima 0% amiloze i 100% amilopektina. Vosak od pšeničnog škroba ima 10 ° C nižu temperaturu želatinizacije od običnog škroba, podnosi postupak smrzavanja i odmrzavanja i bolje ga apsorbira u ljudskom tijelu.