Škrob

Brambory jsou běžnou dietní zdroj škrobu

Škrob je složitý sacharid, konkrétně polysacharid, který se používá v zařízeních, jako způsob, jak ukládat glukózu. Po celulóze je škrob nejhojnějším polysacharidem v rostlinných buňkách. V čisté formě je škrob nerozpustný ve studené vodě. Zvířata a rostliny tráví škrob a přeměňují ho na glukózu, aby sloužil jako zdroj energie.

škrob je hlavním zdrojem sacharidů v lidské stravě a lze jej získat ze semen, ovoce, ořechů, kukuřice, brambor atd. V připravené formě se škrob (zejména kukuřičný škrob) používá při vaření pro zahušťování omáček. Self-disciplína se nazývá pro jíst potraviny s vysokým obsahem škrobu, jako jsou rafinované obiloviny, pečivo a těstoviny, protože nadměrné komplexní sacharidy koreluje s obezitou a zdravotními problémy. Willett a Stampfer (2003) zjistili souvislost mezi vysokým příjmem škrobu z rafinovaných obilovin a brambor a riziko diabetu typu 2 a ischemické choroby srdeční.

v průmyslu se škrob používá k takovým účelům, jako je výroba lepidel, papíru, textilu a jako forma při výrobě sladkostí, jako jsou vinné gumy a želé.

zatímco obecně se škrob objevuje v rostlinách jako částečně krystalické granule, v průměru od 5 do 200 µm se přesná velikost, tvar a distribuce velikosti částic liší podle jejich rostlinného zdroje. Například Sengbusch (2003) uvádí, že škrobová zrna z bramborových hlíz mají průměr 70-100 µm, endosperm pšenice 30-45 µm a endosperm kukuřice 12-18 µm. Škrob je běžný v semenech, hlízách a kořenech rostlin.

v připravené formě je škrob obvykle bílý prášek a v závislosti na zdroji může být bez chuti a zápachu.

chemie

sacharidy jsou třídou biologických molekul, které obsahují primárně atomy uhlíku (C) lemované atomy vodíku (H) a hydroxylovými (OH) skupinami (H-C-OH). Jako polysacharid je škrob velkým polymerem složeným z velkého množství monosacharidů, zatímco monosacharidy, jako je glukóza, jsou monomery, z nichž jsou konstruovány větší uhlohydráty.

škrob je hlavní polysacharid ve vyšších rostlinách používaný pro skladování sacharidů. Dalším významným polysacharidem používaným v rostlinných buňkách je celulóza, což je strukturní polysacharid. Hlavním skladovacím polysacharidem u zvířat je glykogen.

jejich základní molekulární struktura je: (C6 (H5O)10) n. Stejně jako u celulózy a glykogenu obsahuje škrob jako jednu opakující se jednotku glukózu se šesti uhlíky. Tyto tři polysacharaidy se však liší typem vazby mezi glukózovými jednotkami a přítomností a rozsahem postranních větví na řetězcích.

škrob je polysacharid glukózy s α-1,4 glykosidickými vazbami. Glykogen je vysoce rozvětvený polysacharid glukózy s α-glykosidickými vazbami. α-1,6 glykosidické vazby produkují větvení na uhlíku 6. Celulóza je nerozvětvený polysacharid glukózy s β-1,4 glykosidickými vazbami, které jsou chemicky velmi stabilní.

v granulované formě se škrob vyskytuje jak jako nerozvětvená (lineární) amylóza, tak jako rozvětvený (bushlike) amylopektin. Jako glykogen, amylopektinu má α-1,6 větve, ale tyto se vyskytují méně často po šroubovici páteř (jednou za 12 až 25 glukosových jednotek), produkující delší strany řetězců (délky 20 až 25 glukosových jednotek). Škrobové granule jsou obecně asi 10-30 procent amylózy a 70-90 procent amylopektinu.

škrob snadno váže vodu, a když je tato voda odstraněna, polysacharidové řetězce se agregují a vytvářejí vodíkové vazby. Toto spojení způsobuje, že se chléb stává tvrdým a zatuchlým. Přidání vody a jemného tepla změkčuje chléb oddělením polysacharidových řetězců. Protože větvení omezuje počet vodíkových vazeb, které se mohou tvořit mezi molekulami, jsou pevné usazeniny vysoce rozvětveného glykogenu kompaktnější než usazeniny škrobu.

škrob je nerozpustný ve studené vodě. V horké vodě tvoří amylóza koloidní disperzi, ale amylopektin je zcela nerozpustný.

zatímco savci nemohou používat celulózu (jako je tráva) jako potravu, mohou trávit škrob (například v bramborách).

škroby jako potrava

běžně používané škroby po celém světě jsou: arracacha, pohanka, banán, ječmen, maniok, kudzu, oca, ságo, čirok, sladké brambory, taro a sladké brambory. Jedlé fazole, jako jsou favas, čočka a hrášek, jsou také bohaté na škrob. Jako přísada pro zpracování potravin se běžně používá také kořen a tapioka.

když je škrob předvařen, může být použit k zahuštění studených potravin. Toto se označuje jako předželatinovaný škrob. Jinak škrob vyžaduje zahuštění tepla nebo „želatinizaci“.“Skutečná teplota závisí na typu škrobu.

modifikované potraviny škrob prochází jeden nebo více chemických modifikací, které umožňují to, aby správně fungovaly pod vysokou teplotou a/nebo ve smyku se často vyskytují při zpracování potravin. Potravinářské škroby se obvykle používají jako zahušťovadla a stabilizátory v potravinách, jako jsou pudinky, krémy, polévky, omáčky, šťávy, koláč náplní, a salátové dresinky, ale mají mnoho dalších použití.

použití jako forma

gumové sladkosti, jako jsou želé děti a vinné gumy, se nevyrábějí za použití formy v konvenčním smyslu. Zásobník je naplněn škrobem a vyrovnán. Pozitivní forma se pak vtlačí do škrobu a zanechá dojem asi sto želé dětí. Směs se pak nalije do dojmů a pak se vloží do sporáku, aby se nastavila. Tato metoda výrazně snižuje počet forem, které musí být vyrobeny.

nepotravinářské aplikace

oděvní škrob nebo prací škrob je kapalina, která se připravuje smícháním rostlinného škrobu ve vodě (dřívější přípravky se také musely vařit) a používá se při praní oděvů. Škrob byl v Evropě široce používán v šestnáctém a sedmnáctém století k vyztužení širokých límců a límců jemného prádla, které obklopovaly krky dobrých úkolů. V průběhu devatenáctého století a počátku dvacátého století, to bylo stylové k vyztužení límce a rukávy pánské košile a volánky z dívčí spodničky použitím škrobu jako čisté oblečení byly žehlit.

kromě hladkých, ostrých okrajů, které dala oděvu, sloužila také praktickému účelu. Nečistoty a pot z člověka krku a zápěstí bude držet škrob, spíše než vlákna z oblečení, a by snadno smýt spolu s škrobu. Kuchaři tradičně nosí naškrobené uniformy, protože škrob působí jako zpomalovač hoření. Poté, po každém praní, by se škrob znovu aplikoval.

škrobová lepidla se široce používají při lepení papíru, dřeva a bavlny.

testování škrobu

jod se používá při běžném testu škrobu. V přítomnosti jódu se vytváří tmavě modrá nebo modro-černá barva. Jedná se o amylózové granule, které jsou zodpovědné za tvorbu barev. Od jódu není snadno rozpustit ve vodě, činidlo se připraví rozpuštěním jodu (I) v přítomnosti jodidu draselného (KI), což rozpustný komplex (I-KI). Pokud amylóza není přítomna, barva zůstává oranžová, žlutá nebo hnědá. Pokud je přítomna amylóza, barva se změní na tmavě modrou nebo modro-černou. Amylopektin, celulóza ani jednoduché cukry nereagují. Tato reakce je nejjednodušší, když byly buněčné stěny zničeny, takže roztok jodu může proniknout do buňky a když jsou granule škrobu nabobtnány. Zahřívání je tedy užitečné při zkoušce.

detaily této reakce není dosud zcela známa, ale předpokládá se, že jód (triiodide|I3− I5− ionty) se hodí uvnitř cívky amylosy, poplatku převody mezi jódu a škrobu, a úroveň energie dílků ve výsledném komplexu odpovídají absorpční spektrum ve viditelné světlo regionu. A 0.3% hmotnostních roztoku je standardní koncentrace pro zředěný roztok indikátoru škrobu. Vyrábí se přidáním 4 gramů rozpustného škrobu do 1 litru ohřáté vody; roztok se před použitím ochladí (komplex škrob-jod se stává nestabilním při teplotách nad 35 °C). Tento komplex je často používán v redoxní titrace: v přítomnosti oxidačního činidla se roztok zbarví modře, v přítomnosti redukčního činidla modrá barva zmizí, protože I5− ionty rozdělit do jód a jodid.

pod mikroskopem vykazují škrobová zrna výrazný maltský křížový efekt (také známý jako „extinction cross“ a birefringence) za polarizovaného světla.

deriváty škrobu

škrob může být hydrolyzován na jednodušší sacharidy kyselinami, různými enzymy nebo jejich kombinací. Rozsah konverze je obvykle kvantifikován ekvivalentem dextrózy (DE), což je zhruba frakce glykosidových vazeb ve škrobu, které byly rozbity. Potravinářské výrobky vyrobené tímto způsobem zahrnují:

• Maltodextrin, lehce hydrolyzovaný (DE 10-20) škrobový produkt používaný jako nevýrazné plnivo a zahušťovadlo.
• různé kukuřičné sirupy (DE 30-70), viskózní roztoky používané jako sladidla a zahušťovadla v mnoha druzích zpracovaných potravin.
• dextróza (DE 100), komerční glukóza, připravená úplnou hydrolýzou škrobu.
• vysoce fruktózový sirup, vyrobený zpracováním roztoků dextrózy na enzym glukózoizomerázu, dokud podstatná část glukózy nebyla přeměněna na fruktózu. Ve Spojených státech je kukuřičný sirup s vysokým obsahem fruktózy hlavním sladidlem používaným v slazených nápojích (viz kukuřičný sirup s vysokým obsahem fruktózy).

• Bornet, F. R. J., A. M. Fontveille, S. Rizkalla, P. Colonna, A. Blayo, C. Mercier, G. Sláma. 1989. „Inzulínová a glykemická reakce u zdravých lidí na nativní škroby zpracované různými způsoby: korelace s hydrolýzou α-amylázy in vitro.“American Journal of Clinical Nutrition 50: 315-323.
• Sengbusch, P.v. 2003. Struktura rostlinné buňky. Datum přístupu: 6. prosince 2006.
• Smith, a. M., S. C. Zeeman, D. Thorneycroft, A S. M. Smith. 2003. „Mobilizace škrobu v listech.“Journal of Experimental botaniky 54 (382): 577-583.
• Willett, W. C, and M. J. Stampfer. 2003. „Přestavba potravinové pyramidy.“Scientific American (Leden 2003). Datum přístupu: 6. prosince 2006.