Škrob se naziva polisaharidom. To znači da se sastoji od monosaharida povezanih u duge lance. Zapravo, to je mješavina dviju različitih polimernih tvari: škrob se sastoji od amiloze i amilopektina. Monomer u oba lanca je molekula glukoze, međutim, oni se značajno razlikuju po strukturi i svojstvima.
Ukupni sastav
Kao što je već spomenuto, i amiloza i amilopektin su polimeri alfa-glukoze. Razlika leži u činjenici da molekula amiloze ima linearnu strukturu, a amilopektin je razgranat. Prvi je topljiva frakcija škroba, amilopektin nije, a općenito škrob u vodi je koloidna otopina (sol), u kojoj je otopljeni dio tvari u ravnoteži s neotopljenim.
Ovdje su, za usporedbu, date opće strukturne formule amiloze i amilopektina.
Amiloza je topiva zbog stvaranja micela - to je nekoliko molekula spojenih na način da su njihovi hidrofobni krajevi skriveni unutra, a hidrofilni krajevi skriveni izvana radi kontakta s vodom. Oni su u ravnoteži s molekulama koje nisu sastavljene u takve agregate.
Amilopektin također može stvarati micelarne otopine, ali u mnogo manjoj mjeri, pa je stoga praktički netopljiv u hladnoj vodi.
Amiloza i amilopektin u škrobu su u omjeru od približno 20% prvog prema 80% potonjeg. Ovaj pokazatelj ovisi o tome kako je dobiven (u različitim biljkama koje sadrže škrob, postoci su također različiti).
Kao što je već spomenuto, samo se amiloza može otopiti u hladnoj vodi, i to samo djelomično, ali u vrućoj vodi se od škroba formira pasta - manje-više homogena ljepljiva masa nabubrelih pojedinačnih škrobnih zrnaca.
amiloza
Amiloza se sastoji od molekula glukoze povezanih jedna s drugom 1,4-hidroksilnim vezama. To je dug, nerazgranati polimer s prosječno 200 pojedinačnih molekula glukoze.
U škrobu je amilozni lanac smotan: promjer "prozora" u njemu je približno 0,5 nanometara. Zahvaljujući njima, amiloza može tvoriti komplekse, spojeve-inkluzije tipa "gost-domaćin". Njima pripada poznata reakcija škroba s jodom: molekula amiloze je "domaćin", molekula joda je "gost", smještena unutar spirale. Kompleks ima intenzivnu plavu boju i koristi se za otkrivanje joda i škroba.
U različitim biljkama postotak amiloze u škrobu može varirati. U pšenici i kukuruzu standardnih je 19-24% mase. Rižin škrob ga sadrži 17%, a samo amiloza je prisutna u škrobu jabuke - 100% masenog udjela.
U pasti, amiloza čini topljivi dio, a ona se koristi uanalitička kemija za odvajanje škroba na frakcije. Drugi način, frakcioniranje škroba je taloženje amiloze u obliku kompleksa s butanolom ili timolom u kipućim otopinama s vodom ili dimetil sulfoksidom. Kromatografija može koristiti svojstvo amiloze da se adsorbira na celulozu (u prisutnosti uree i etanola).
amilopektin
Škrob ima razgranatu strukturu. To se postiže činjenicom da, osim 1 i 4-hidroksilnih veza, molekule glukoze u njemu također tvore veze na 6. alkoholnoj skupini. Svaka takva "treća" veza u molekuli nova je grana u lancu. Opća struktura amilopektina izgledom nalikuje hrpi, makromolekula kao cjelina postoji u obliku sferne strukture. Broj monomera u njemu je približno jednak 6000, a molekulska težina jedne molekule amilopektina je mnogo veća od one amiloze.
Amilopektin također tvori inkluzijski spoj (klatrat) s jodom. Samo u ovom slučaju kompleks je obojen u crveno-ljubičastu (bližu crvenoj) boju.
Kemijska svojstva
Kemijska svojstva amiloze i amilopektina, osim interakcija s jodom o kojima smo već raspravljali, potpuno su ista. Uvjetno se mogu podijeliti na dva dijela: reakcije karakteristične za glukozu, odnosno koje se javljaju sa svakim monomerom posebno, i reakcije koje utječu na veze između monomera, kao što je hidroliza. Stoga ćemo dalje govoriti o kemijskim svojstvima škroba kao mješavine amiloze i amilopektina.
Škrobodnosi se na nereducirajuće šećere: svi glikozidni hidroksili (hidroksilna skupina na 1. atomu ugljika) sudjeluju u međumolekularnim vezama i stoga ne mogu biti prisutni u reakcijama oksidacije (na primjer, Tollensov test – kvalitativna reakcija za aldehidnu skupinu, ili interakcija s Fellingovim reagens - svježe istaloženi hidroksid bakra). Konzervirani glikozidni hidroksili, naravno, dostupni su (na jednom kraju polimernog lanca), ali u malim količinama i ne utječu na svojstva tvari.
Međutim, baš kao i pojedinačne molekule glukoze, škrob je sposoban tvoriti estere uz pomoć hidroksilnih skupina koje nisu uključene u veze između monomera: mogu se "ovjesiti" s metilnom skupinom, ostatkom octene kiseline, i tako dalje.
Također, škrob se može oksidirati jodnom (HIO4) kiselinom u dialdehid.
Hidroliza škroba je dvije vrste: enzimska i kisela. Hidroliza uz pomoć enzima spada u dio biokemije. Enzim amilaza razgrađuje škrob na kraće polimerne lance glukoze – dekstrine. Kisela hidroliza škroba je potpuna u prisutnosti, na primjer, sumporne kiseline: škrob se odmah razgrađuje do monomera - glukoze.
U divljini
U biologiji, škrob je prvenstveno složeni ugljikohidrat i stoga ga biljke koriste kao način pohranjivanja hranjivih tvari. Nastaje tijekom fotosinteze (isprva u obliku pojedinačnih molekula glukoze) i odlaže se u biljnim stanicama u obliku zrna - u sjemenkama, gomoljima, rizomima itd. (kasnije će se koristiti kao"skladište hrane" s novim embrijima). Ponekad se škrob nalazi u stabljikama (na primjer, palma saga ima brašnastu škrobnu jezgru) ili listovima.
U ljudskom tijelu
Škrob u sastavu hrane prvi ulazi u usnu šupljinu. Tamo enzim sadržan u slini (amilaza) razgrađuje polimerne lance amiloze i amilopektina, pretvarajući molekule u kraće - oligosaharide, zatim ih razgrađuje i na kraju ostaje m altoza - disaharid koji se sastoji od dvije molekule glukoze..
M altozu m altaza razgrađuje do glukoze, monosaharida. A već glukozu tijelo koristi kao izvor energije.
