Kde se v přírodě nachází škrob?

Škrob – organická látka se vzorcem (C₆H₁₀O₅)_n, směs polysacharidů amylózy a amylopektinu, jejichž monomerem je alfa-glukóza. Škrob je syntetizován rostlinami v chloroplastech pomocí světelné energie během fotosyntézy. Škrob získaný z různých rostlin se poněkud liší strukturou zrn, stupněm polymerace molekul, strukturou polymerních řetězců a fyzikálně-chemickými vlastnostmi.

Škrob a jeho deriváty jsou široce používány v potravinářském průmyslu [2].

Fyzikální vlastnosti [upravit | upravit kód]

V sekci nedostatek odkazů na zdroje (viz doporučení pro vyhledávání).

Informace musí být ověřitelné, jinak mohou být smazány. Článek můžete upravit přidáním odkazů na autoritativní zdroje ve formě poznámek pod čarou. (20. března 2023)

Škrob je amorfní bílý prášek. Ve studené vodě se nerozpouští, ale v horké vodě prášek nabobtná a rozpustí se, vznikne koloidní roztok – pasta.

Pod mikroskopem jsou vidět jednotlivá zrnka škrobu. Když je škrobový prášek stlačen, vytváří charakteristický skřípavý zvuk způsobený třením částic.

Roztok škrobu ve vodě je nenewtonská kapalina.

Organoleptické vlastnosti [upravit | upravit kód]

Škrob nemá chuť ani vůni. [ zdroj neuveden 648 dní ]

Chemické vlastnosti [upravit | upravit kód]

Ve vodě, když se jako katalyzátor přidávají kyseliny (zředěný H₂SO₄ a další) škrob se postupně hydrolyzuje s poklesem molekulové hmotnosti, čímž vzniká tzv. „rozpustný škrob“, dextriny a další cukry až po glukózu. [ zdroj neuveden 648 dní ]

Molekuly škrobu mají heterogenní velikost. Škrob je směs lineárních a rozvětvených makromolekul. [ zdroj neuveden 648 dní ]

Když je škrob vystaven působení enzymů nebo zahříván s kyselinami, podléhá hydrolýze [3]:

( C 6 H 10 O 5 ) n + n H 2 O → H 2 SO 4 n C 6 H 12 O 6 H_O_)_+nH_O xšipka doprava nC_H_O_>>>

Výsledek interakce škrobu s roztokem jódu

Kvalitativní reakce na škrob [upravit | upravit kód]

• Škrob reaguje s jódem, zmodrá a tvoří inkluzní sloučeninu. Tuto reakci objevili v roce 1814 Jean-Jacques Colin a Henri-François Gaultier de Claubry [4].
• Škrob, na rozdíl od glukózy, nedává stříbrnou zrcadlovou reakci.
• Stejně jako sacharóza ani škrob neredukuje hydroxid měďnatý.

Biosyntéza [upravit | upravit kód]

V sekci nedostatek odkazů na zdroje (viz doporučení pro vyhledávání).

Informace musí být ověřitelné, jinak mohou být smazány. Článek můžete upravit přidáním odkazů na autoritativní zdroje ve formě poznámek pod čarou. (20. března 2023)

Ultrastruktura chloroplastu:
1. vnější membrána
2. mezimembránový prostor
3. vnitřní membrána (1+2+3: skořepina)
4. stroma (tekutina)
5. tylakoid s lumenem (lumen) uvnitř
6. tylakoidní membrána
7. grana (hromada thylakoidů)
8. tylakoid (lamela)
9. škrobové zrno
10. ribozom
11. plastidová DNA
12. plastoglobula (tuková kapička)

Část glukózy produkované v zelených rostlinách během fotosyntézy se přeměňuje na škrob: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ (celkový vzorec) nC₆H₁₂O₆(glukóza) → (C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O Obecně to lze zapsat jako 6nCO₂ +5 nH₂O → (C₆H₁₀O₅)_n+ 6nO₂. Škrob se hromadí v hlízách, ovoci a semenech rostlin jako rezervní výživa. Rostliny nejčastěji používané pro výrobu škrobu, hlízy brambor, obsahují až 24 % škrobu, pšeničná zrna – až 64 %, rýže – 75 %, kukuřice – 70 %.

Modifikace škrobu [upravit | upravit kód]

V sekci nedostatek odkazů na zdroje (viz doporučení pro vyhledávání).

Informace musí být ověřitelné, jinak mohou být smazány. Článek můžete upravit přidáním odkazů na autoritativní zdroje ve formě poznámek pod čarou. (20. března 2023)

V průmyslu dochází k přeměně škrobu na glukózu (proces zcukernění) jeho několikahodinovým varem ve zředěné kyselině sírové (katalytický účinek kyseliny sírové na zcukernatění škrobu objevil v roce 1811 K. S. Kirchhoff). K odstranění kyseliny sírové z výsledného roztoku se k němu přidává křída, čímž se z kyseliny sírové vyrábí nerozpustný síran vápenatý. Ten se odfiltruje a látka se odpaří. Výsledkem je hustá sladká hmota – škrobový sirup, který obsahuje kromě glukózy i značné množství dalších produktů hydrolýzy škrobu. Melasa se používá pro přípravu cukrářských výrobků a pro různé technické účely. Pokud potřebujete získat čistou glukózu, pak vaření škrobu trvá déle, než se úplně přemění na glukózu. Roztok získaný po neutralizaci a filtraci se koncentruje, dokud z něj nezačnou vypadávat krystaly glukózy. V současné době se také hydrolýza škrobu provádí enzymaticky, za použití alfa-amylázy k výrobě dextrinů různých délek a glukoamylázy k jejich další hydrolýze za vzniku glukózy. Při zahřátí suchého škrobu na 200-250 °C dochází k jeho částečnému rozkladu a získává se směs polysacharidů (dextrin a další), které jsou méně komplexní než škrob. Fyzikální změnou vzniká škrob s vysokou schopností zadržovat vlhkost, což následně dává konečnému produktu požadovanou konzistenci.

Průmyslová výroba [upravit | upravit kód]

V potravinářském průmyslu se škrob získává z brambor a kukuřice. Hlízy brambor obsahují průměrně 18,2 % škrobu, kukuřičná zrna – 59,9 % (existují odrůdy s obsahem škrobu až 70 %), liší se technologie výroby bramborového a kukuřičného škrobu [2]. Při výrobě bramborového škrobu se hlízy omyjí a rozdrtí. Při drcení se buňky bramborových hlíz ničí a vystupují z nich škrobová zrna. Výsledná směs – „bramborová kaše“ – obsahuje „volný škrob“ (zbavený rostlinných buněk), dužinu (zničené rostlinné buňky), „vázaný škrob“ (zůstává v buňkách) a buněčnou šťávu (šťáva obsahuje tyrosin, bez dusíku organické látky, cukry a minerální látky – pouze 3,5–5 % sušiny). Buněčná míza se z „bramborové kaše“ co nejrychleji odstraní centrifugací – čím méně polyfenoloxidáza oxiduje tyrosin z buněčné mízy vzdušným kyslíkem, tím kvalitnější bude produkt. Poté se z vymačkané „bramborové kaše“ vymyje škrob – vytvoří se škrobová suspenze, která se nazývá „škrobové mléko“. Škrobové mléko se oddělí od dužiny a rafinuje, poté se několikrát promyje vodou – získá se výsledný surový škrob s obsahem vody 40–52 %. Surový škrob se dehydratuje a získá se hotový produkt – suchý škrob [2]. Pro extrakci kramalu z kukuřice se zrno předem máčí v 0,2% roztoku kyseliny siřičité při teplotě 48–50 °C po dobu 48–50 hodin. Vlivem kyseliny se enzymy v zrnech neutralizují, zrna nabobtnají a 2/3 rozpustných látek přecházejí do roztoku. Namočené zrno se rozdrtí, čímž se ze zrn uvolní 90–97 % klíčků (to je surovina pro výrobu kukuřičného oleje), tyto klíčky se oddělí od „kukuřičné kaše“, poté zbývající se z něj oddělí vláknina a uvolní se volný škrob a lepek. Rafinovaný kukuřičný škrob je dehydratován na obsah vlhkosti 13 % [2] .

Bahenní škrob [ upravit | upravit kód]

Bahenní škrob je vedlejším produktem při výrobě škrobu I. třídy: ta jeho část, která se ukládá nahoře při praní v sedimentačních kádích nebo kádích s míchadlem. Obsahuje 90-95 % škrobu a je recyklován na škrob. [ zdroj neuveden 648 dní ]

Nutriční hodnota [upravit | upravit kód]

V gastrointestinálním traktu lidí a zvířat se škrob hydrolyzuje a přeměňuje na glukózu, kterou tělo absorbuje. Dextriny jsou meziprodukty hydrolýzy škrobu. [ zdroj neuveden 648 dní ] Škrob jako potravinářská přísada se používá k zahuštění mnoha potravin, přípravě želé, dresinků a omáček. [ zdroj neuveden 648 dní ] Škrob je nejběžnějším sacharidem v lidské stravě a nachází se v mnoha základních potravinách. Hlavními zdroji škrobu ve světě jsou obilniny: rýže, pšenice, kukuřice; různé kořenové zeleniny, včetně brambor, stejně jako maniok [5] [ objasnit ]. Většina ostatních škrobových potravin roste pouze v oblastech s určitým klimatem, například: žito, ječmen, pohanka, oves, proso, žaludy, banány, kaštany, čirok, sladké brambory, chlebovník, jamy, taro, chilli, maranta, arracacha, canna , kolokazie, japonský kandyk, laločnatá pueraria, malanga, oxalis hlíznatý, takka zpeřený, ságo a mnoho druhů luštěnin – např. čočka, zahradní fazole, fazole mungo, loupaný hrách, cizrna. [ zdroj neuveden 648 dní ] Mezi známá jídla obsahující škrob patří: chléb, palačinky, nudle, těstoviny, kaše, želé a různé placky včetně tortilly. [ zdroj neuveden 648 dní ] Pro trávicí enzymy je štěpení krystalického škrobu (třída PK3) poněkud obtížné. Surový škrob se špatně tráví v duodenu a tenkém střevě a bakteriální rozklad bude probíhat především v tlustém střevě. Produkty s velkým množstvím amylózy jsou hůře stravitelné než ty s amylopektinem. Navíc i rezistentní (nestravitelný) škrob (třídy PK2, PK3, PK4) hraje svou fyziologickou roli: pomalé zpracování takového škrobu ve střevě nezpůsobuje hyperglykémii (zvýšení koncentrace glukózy v krvi, což je zvláště důležité pro pacienty s diabetem) a tvoří organické kyseliny – hlavní zdroj energie pro epitel tlustého střeva, podporuje imunitu střevního traktu, protizánětlivou obranu organismu a další [6]. Aby se zvýšila stravitelnost škrobu, je tepelně upravován. Než tedy lidé začali používat oheň, obiloviny a další potraviny s vysokým obsahem škrobu nebyly pro tělo tím nejlepším způsobem, jak získávat energii (na rozdíl od bílkovinných potravin). Tepelné zpracování to změnilo, ale tato změna v přísunu energie z potravy s rychle stravitelnými sacharidy se v moderní době stala faktorem rozvoje metabolických syndromů, včetně obezity a cukrovky. [ zdroj neuveden 648 dní ] Želatinaci a želatinaci škrobu, například při pečení koláčů, lze snížit tím, že cukr soutěží o vodu, což zlepšuje texturu škrobu a zabraňuje „gumování“. [ zdroj neuveden 648 dní ]

Aplikace v průmyslu [ editovat | upravit kód]

Celosvětově je největší využití škrobu v celulózovém a papírenském průmyslu, a to v milionech metrických tun ročně [7] . V potravinářském průmyslu se škrob používá k výrobě glukózy, melasy, etanolu, v textilním průmyslu – pro zpracování tkanin, v papíru – jako plnivo. Kromě toho je škrob obsažen ve většině uzenin, majonézách, kečupech a dalších výrobcích. [ zdroj neuveden 648 dní ] Modifikovaný škrob je hlavní složkou lepidla na tapety. [ zdroj neuveden 648 dní ] Používá se ve farmaceutickém průmyslu jako plnivo do tabletových forem léků, některé léčivé kapsle, dextrany (dextriny) se používají k přípravě řady infuzních roztoků pro nitrožilní infuze (hemodez, polyglucin, reopoliglucin a další). [ zdroj neuveden 648 dní ] Adukt škrobu a jódu zvaný amylojod se používá jako antiseptikum a při léčbě nedostatku jódu. [ zdroj neuveden 648 dní ] Esterifikací škrobu trimetafosfátem sodným nebo oxychloridem fosforečným se získá monoškrobfosfát, diškrobfosfát a další modifikované škroby [8]

Použití v každodenním životě [upravit | upravit kód]

Použití škrobu pro lepení doma

Škrob se používá ke škrobení oděvů: límců, hábitů a tak dále. Škrobová pasta se používá k lepení tapet a výrobě papír-mâché. Někdy se škrob používá jako prášek. [ zdroj neuveden 648 dní ]

Biologické vlastnosti [upravit | upravit kód]

V sekci nedostatek odkazů na zdroje (viz doporučení pro vyhledávání).

Informace musí být ověřitelné, jinak mohou být smazány. Článek můžete upravit přidáním odkazů na autoritativní zdroje ve formě poznámek pod čarou. (20. března 2023)

Škrob, který je jedním z produktů fotosyntézy, je v přírodě rozšířený. Pro rostliny je zásobou živin a nachází se především v plodech, semenech a hlízách. Na škrob jsou nejbohatší zrna obilnin: rýže (až 86 %), pšenice (až 75 %), kukuřice (až 72 %) a hlízy brambor (až 24 %). Pro lidské tělo slouží škrob spolu se sacharózou jako hlavní dodavatel sacharidů – jedné z nejdůležitějších složek potravy. Vlivem lidských enzymů dochází k hydrolýze škrobu na glukózu, která se v buňkách oxiduje na oxid uhličitý a vodu, čímž se uvolňuje energie nezbytná pro fungování živého organismu.

Viz také [upravit | upravit kód]

Poznámky [upravit | upravit kód]

1. ↑http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0567.html
2. ↑ 1234Skurikhin, I.M. 8.4. Cukr a škrob // Vše o jídle z pohledu chemika: referenční kniha. ed. / I. M. Skurikhin, A. P. Něčajev. – M.: Vyšší škola, 1991. – S. 113-115. — 288 s. : nemocný. — ISBN 5-06-000673-5.
3. ↑Archivní kopie ze dne 26. prosince 2014 na Wayback Machine: . — Jednotná sbírka digitálních vzdělávacích zdrojů.
4. ↑Colin, Gaultier de Claubry.S. 92. – In: Mémoire sur les combinaisons de l’iode avec les substance végétales et animales: [fr. ] // Annales de chimie et de physique : časopis. – 1814. – Sv. 90. – S. 87-100.
5. ↑Eliasson, A.-Ch. Škrob v potravinách: struktura, funkce a použití: [angl. ]. – Woodhead Publishing, 2004. – ISBN 978-0-8493-2555-7.
6. ↑Petrová I.V.Archivováno 7. února 2012 na Wayback Machine. — lepestok.kharkov.ua.
7. ↑[angličtina] ]: [arch. 13. března 2021]: NNFCC Renewable Chemicals Factsheet. – NNFCC
8. ↑[angličtina] ]: [arch. 2. prosince 2022]. — Cosmetic Ingredient Review, 2022. — 11. října. — [20] str.

Literatura [upravit | upravit kód]

• Škrob // Stručná encyklopedie domácího hospodářství / Ed. A. I. Revina. – M.: Sovětská encyklopedie, 1960. – T. 1. – S. 293-294. — 770 s.
• Kostenko, V.G. Výroba škrobu / V. G. Kostenko, A. E. Ovčinnikov, V. M. Gorbatov. – M.: Lehký a potravinářský průmysl, 1983. – 200 s.

Odkazy na externí zdroje

Slovníky a encyklopedie

• Velká dánština
• Skvělý norský
• Velká ruština (stará verze)
• Big Russian (vědecký a vzdělávací portál)
• Brockhaus a Efron
• Encyklopedický lexikon
• Britannica (online)
• Pauly-Wissowa
• Treccani

Škrob je rostlinný polysacharid syntetizovaný v chloroplastech během fotosyntézy a plnící energetickou funkci. Vzorec škrobu je podobný vzorci celulózy – (C₆H₁₀O₅)_n.

Struktura

Škrob má složitou chemickou strukturu a je směsí dvou hlavních polysacharidů:

• amylóza – 10-20 %;
• amylopektin – 90-80 %.

Každý polysacharid se skládá z monomeru – α-glukózy. Jednotky amylózy a amylopektinu jsou spojeny do řetězců prostřednictvím α(1→4)-glykosidických vazeb.

Molekula amylózy má lineární strukturu sestávající z 200-1000 strukturních jednotek. Řetěz se stáčí do spirály. V každém otočení je šest zbytků glukózy.

Amylopektin je rozvětvený řetězec obsahující od šesti do 40 tisíc jednotek. Rozvětvení řetězce je způsobeno α(1→6)-glykosidickými vazbami prostřednictvím 20-25 glukózových zbytků.

Kromě polysacharidů zahrnuje škrob anorganické látky (zbytky kyseliny fosforečné), lipidy a mastné kyseliny.

Být v přírodě a přijímat

Škrob se tvoří během fotosyntézy v důsledku polymerace glukózy:

Škrob je hlavní složkou semen rostlin. Používá se jako energetická rezerva. Nejvíce škrobu se nachází v endospermu obilovin (až 85 %) a v hlízách brambor (20 %).

Škrob se v buňkách nachází ve formě zrn, jejichž tvar závisí na druhu rostliny. Škrobová zrna jsou vrstvená zrna. Rostou pokládáním nových vrstev škrobu na staré vrstvy. Zrna jsou uložena ve speciálních rostlinných buňkách (typy leukoplastů) – amyloplastech.

V potravinářské a průmyslové chemii se škrob nejčastěji izoluje z brambor. K tomu se hlízy rozdrtí, umyjí a usadí. Škrob, který vyplave na povrch, se shromáždí, promyje a suší, dokud se nevytvoří krystaly.

Škrob se v těle zvířat nesyntetizuje. Podobnou energetickou látkou v živočišných buňkách je glykogen.

Vlastnosti

Škrob je bílý krystalický prášek bez chuti. Prášek je nerozpustný ve studené vodě. Při interakci s horkou vodou se amylóza rozpouští a amylopektin bobtná a vytváří pastu. Pokud krystaly promnete mezi prsty, uslyšíte vrzání.

Škrob při zahřívání podléhá hydrolýze působením katalyzátorů. Hydrolýza probíhá po etapách. Dextrin vzniká ze škrobu, který se hydrolyzuje na maltózu. V důsledku hydrolýzy maltózy vzniká glukóza. Obecná rovnice:

Kvalitativní reakcí je modré zbarvení pod vlivem jódu.

Reakce stříbrného zrcadla a redukce hydroxidu měďnatého neprobíhají.

Škrob se jí společně s rostlinnými produkty – brambory, mouka, kukuřice. Používá se také k výrobě lepidla.

co jsme se naučili?

Škrob je komplexní látka rostlinného původu. Skládá se z organických a anorganických látek a zahrnuje dva polysacharidy – amylózu a amylopektin. Každý polysacharid se skládá z identických jednotek glukózy. Vzniká v rostlinách v důsledku fotosyntézy a hromadí se ve formě zrn. Při interakci s vodou bobtná a tvoří pastu. Hydrolyzuje při zahřívání v přítomnosti katalyzátoru na glukózu.