Skrobia

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Skrobia
amyloza
amyloza
amylopektyna
amylopektyna
Ogólne informacje
Monomery D-glukoza (C6H10O5)
Identyfikacja
Numer CAS 9005-25-8

Skrobiawęglowodan, polisacharyd roślinny, składający się wyłącznie z merów glukozy połączonych wiązaniami α-glikozydowymi, pełniący w roślinach rolę magazynu energii.

Skrobia jest głównym węglowodanem w diecie człowieka[1].

Właściwości fizyczne i chemiczne[edytuj | edytuj kod]

Czysta skrobia jest białą, semikrystaliczną substancją bez smaku i zapachu, nierozpuszczalną w zimnej wodzie, z gorącą tworzącą kleik skrobiowy. Skrobia hydrolizuje wyłącznie na α-D-glukozę, lecz nie jest jednorodnym chemicznie związkiem – składa się w rzeczywistości z dwóch frakcji[2][3][4]:

  • generalnie nierozgałęzionej amylozy zbudowanej z reszt glukozowych połączonych ze sobą atomami tlenu za pomocą wiązań α-1,4-glikozydydowych[2]. Amyloza nie rozpuszcza się w zimnej wodzie, rozpuszcza się natomiast w wodzie gorącej, prawdopodobnie z częściową degradacją[5].
  • rozgałęzionej amylopektyny, w której występują dodatkowe wiązania α-1,6-glikozydowe, a ich ilość szacuje się na ok. 4%[2][3]. Amylopektyna rozpuszcza się w zimnej wodzie (co wymaga jednak wcześniejszego uzyskania silnej dyspersji skrobi, np. przez potraktowanie dimetylosulfotlenkiem)[5]. Należy jednak zwrócić uwagę, że taki zabieg należy traktować jako chemiczną modyfikację skrobi[6]. Interesujący może być fakt, iż skrobie odmian woskowych (ziemniaczana, kukurydziana, ryżowa), pomimo że zawiera wyłącznie amylopektynę[7], nie są rozpuszczalne w zimnej wodzie[4].

W handlu występują również skrobie modyfikowane prekleikowane "CS" – rozpuszczalne w zimnej wodzie[8], będące w istocie kleikiem skrobiowym wysuszonym za pomocą walców suszarniczych.

Udział poszczególnych frakcji w skrobi jest zależny od jej botanicznego pochodzenia[3]. Zawartość amylozy według różnych źródeł literaturowych wynosi: 10–35%[3],14–27%[2],10–20%[5], pozostałość stanowi amylopektyna. Udział amylozy w skrobiach z najpopularniejszych surowców wynosi: ziemniaczana – 21%, kukurydziana – 28%, kukurydziana woskowa – 0%, pszenna – 28%, tapiokowa – 17%[7].

Stopień polimeryzacji skrobi jest zależny od pochodzenia botanicznego i odmiany surowca skrobiowego[4] oraz frakcji; masa molowa amylozy wynosi ok. 105–106 g/mol a amylopektyny 107–108 g/mol[2].

Skrobię można wykryć za pomocą jodyny lub płynu Lugola, który zawiera jod. Jednoprocentowy roztwór wodny skrobi jest używany do wykrywania jodu cząsteczkowego. Pod wpływem jodu skrobia przyjmuje niebieskofioletowe(skrobie zawierające amylozę) lub brązowoczerwone(skrobie wyłącznie amylopektynowe) zabarwienie[9]. Wynika to z różnic w zdolności do wiązania jodu przed amylozę i amylopektynę, która kształtuje się odpowiednio na poziomie 20% oraz 0,2%. Stopień polimeryzacji jest kolejnym czynnikiem warunkującym zdolności do wiązania jodu, a dopiero łańcuchy o n >200 charakteryzują się wysoką zdolnością do wiązania jodu[2].

W trakcie hydrolizy kwasowej skrobia rozpada się na coraz krótsze łańcuchy polisacharydowe, tworząc kolejno:

  • amylodekstryny (barwiące się z I2 na niebiesko)
  • erytrodekstryny (barwiące się z I2 na czerwono)
  • achrodekstryny (niebarwiące się z I2)
  • maltozę oraz glukozę[10].

Występowanie u roślin[edytuj | edytuj kod]

Skrobia jest najważniejszym polisacharydem zapasowym u roślin, które magazynują go w owocach, nasionach, korzeniach w formie ziaren w liściach, bulwach, rdzeniu łodygi i kłączach. Szczególnie bogate w skrobię są ziarna zbóż, bulwy ziemniaka i manioku, a także (choć mniej) kolby kukurydzy.

Odkłada się w komórkach roślin w postaci ziaren (granulek, gałeczek) których wielkość i kształt są charakterystyczne dla poszczególnych gatunków roślin. Ziarna skrobi mają średnicę 0,5–100 µm[3], zależnie od pochodzenia mają różne właściwości i wygląd. Ze względu na pochodzenie botaniczne rozróżnia się skrobię ziemniaczaną, pszenną, kukurydzianą, kukurydzianą woskową, tapiokową, ryżową itp.

Wybarwiona skrobia, obraz mikroskopowy w technice ciemnego pola

Kleik skrobiowy (krochmal)[edytuj | edytuj kod]

 Osobny artykuł: Krochmal.

Kleik skrobiowy jest w istocie koloidalnym roztworem skrobi. Powstaje on na skutek absorpcji wody przez ziarna skrobiowe, powodując pęcznienie ziaren skrobiowych, a następnie rozerwanie międzycząsteczkowych wiązań wodorowych skrobi, z ziaren wypływa amyloza i kolejno amylopektyna. Aby otrzymać kleik skrobiowy należy podgrzać wodną zawiesinę skrobi powyżej temperatury kleikowania, która jest zależna m.in. od pochodzenia botanicznego skrobi i jej modyfikacji. Proces kleikowania naturalnej skrobi ziemniaczanej zaczyna się już w temperaturze około 65 °C[11].

Zastosowania[edytuj | edytuj kod]

Skrobia i niektóre jej pochodne (skrobie modyfikowane np. estry, produkty degradacji, utlenienia i częściowej hydrolizy) są przede wszystkim wykorzystywane na potrzeby przemysłu spożywczego, papierniczego oraz farmaceutycznego, co stanowi ok. 90% ich wykorzystania na terenie UE[4]. W mniejszym stopniu skrobia i jej pochodne znajdują zastosowanie w innych gałęziach gospodarki m.in. w przemyśle włókienniczym, kosmetycznym, tekstylnym oraz do produkcji klejów.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. FAO/WHO(1998): "Carbohydrates in Human Nutrition". FAO food and nutrition paper no. 66. FAO, Rome http://www.fao.org/docrep/W8079E/W8079E00.htm
  2. a b c d e f Günther Tegge: Skrobia i jej pochodne. Polskie Towarzystwo Technologów Żywności, Oddział Małopolski, 2010. ISBN 978-83-929686-0-3.
  3. a b c d e Wacław Leszczyński. Skrobia – surowiec przemysłowy, budowa i właściwości. „Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych”. 500 (500), s. 69–98, 2004. ISSN 0084-5477. 
  4. a b c d Jacek Lewandowicz, Charakterystyka właściwości fizykochemicznych i ocena możliwości wykorzystania skrobi woskowych, Praca doktorska, 2017.
  5. a b c Mark M. Green , Glenn Blankenhorn, Harold Hart. Which starch fraction is water-soluble, amylose or amylopectin?. „J. Chem. Educ.”. 52 (11), s. 729–730, 1975. DOI: 10.1021/ed052p729. 
  6. PN-87/A-74820 Skrobia, pochodne i produkty uboczne -- Słownictwo
  7. a b Walkowski A., Mączyński M., Lewandowicz G., 2004, "Tendencies in a Development of Food Starch Products Market in Poland", w: Yuryev V.P., Tomasik P., Ruck H. (eds.), Starch. From starch containing Sources to Isolation of Starches and Their Applications, Nova Science Publishers Incorporation, New York.
  8. Skrobia preżelatynizowana, Zakłady Przemysłu Ziemniaczanego w Pile, 2018.
  9. J.F. Pedersen i inni, Rapid Iodine Staining Techniques for Identifying the Waxy Phenotype in Sorghum Grain and Waxy Genotype in Sorghum Pollen, „Crop Sci.”, 44, 2004, s. 764–767.
  10. Philip Stanley Chen, Chemistry : inorganic, organic and biological, HarperCollins Publishers, 27 lutego 1980, ISBN 978-0-06-460182-5 [dostęp 2019-03-25] (ang.).
  11. Hanna Śmigielska, Wojciech Białas, Grażyna Lewandowicz, 2008, "Wpływ fortyfikacji skrobi jonami żelaza na właściwości sosów pomidorowych", Towaroznawcze Problemy Jakości, nr 4(17), s. 54–61. Abstrakt