Nişastaya polisakkarit denir. Bu, uzun zincirlere bağlı monosakkaritlerden oluştuğu anlamına gelir. Aslında, iki farklı polimerik maddenin bir karışımıdır: nişasta, amiloz ve amilopektin'den oluşur. Her iki zincirdeki monomer bir glikoz molekülüdür, ancak yapı ve özellikler bakımından önemli ölçüde farklılık gösterirler.
Toplam kadro
Daha önce de belirtildiği gibi, hem amiloz hem de amilopektin, alfa-glukoz polimerleridir. Fark, amiloz molekülünün doğrusal bir yapıya sahip olması ve amilopektinin dallanmış olmasıdır. Birincisi nişastanın çözünür bir fraksiyonudur, amilopektin değildir ve genel olarak sudaki nişasta, maddenin çözünmüş kısmının çözünmemiş olanla dengede olduğu bir kolloidal çözeltidir (sol).
Burada karşılaştırma için amiloz ve amilopektinin genel yapısal formülleri verilmiştir.
Amiloz, misel oluşumu nedeniyle çözünür - bunlar, hidrofobik uçları içeride, hidrofilik uçları ise suyla temas için dışarıda kalacak şekilde bir araya getirilmiş birkaç moleküldür. Bu tür kümeler halinde toplanmayan moleküllerle dengededirler.
Amilopektin de misel çözeltiler oluşturabilir, ancak çok daha az bir ölçüde ve bu nedenle soğuk suda pratik olarak çözünmez.
Nişastadaki amiloz ve amilopektin, birincisinin yaklaşık %20'si ile ikincisinin %80'i oranındadır. Bu gösterge, nasıl elde edildiğine bağlıdır (farklı nişasta içeren bitkilerde, yüzdeler de farklıdır).
Daha önce de belirtildiği gibi, soğuk suda yalnızca amiloz ve hatta o zaman kısmen çözülebilir, ancak sıcak suda nişastadan bir macun oluşur - şişmiş bireysel nişasta tanelerinin az çok homojen yapışkan kütlesi.
Amiloz
Amiloz, birbirine 1,4-hidroksil bağıyla bağlı glikoz moleküllerinden oluşur. Ortalama 200 ayrı glikoz molekülüne sahip uzun, dalsız bir polimerdir.
Nişastada amiloz zinciri kıvrılır: İçindeki "pencerelerin" çapı yaklaşık 0,5 nanometredir. Onlar sayesinde amiloz, "misafir-konakçı" tipinde kompleksler, bileşikler-inklüzyonlar oluşturabilir. Nişastanın iyot ile iyi bilinen reaksiyonu onlara aittir: amiloz molekülü "konakçı", iyot molekülü ise sarmalın içine yerleştirilmiş "misafir" dir. Kompleks yoğun bir mavi renge sahiptir ve hem iyot hem de nişastayı tespit etmek için kullanılır.
Farklı bitkilerde nişastadaki amiloz yüzdesi değişebilir. Buğday ve mısırda ağırlıkça %19-24 standarttır. Pirinç nişastası bunun %17'sini içerir ve elma nişastasında sadece amiloz bulunur - %100 kütle oranı.
Pastada çözünür kısmı amiloz oluşturur ve bunişastanın fraksiyonlara ayrılması için analitik kimya. Başka bir yol, nişasta fraksiyonasyonu, su veya dimetil sülfoksit ile kaynayan çözeltilerde bütanol veya timol ile kompleksler şeklinde amilozun çökeltilmesidir. Kromatografi, selüloza adsorbe etmek için amiloz özelliğini kullanabilir (üre ve etanol varlığında).
Amilopektin
Nişasta dallanmış bir yapıya sahiptir. Bu, 1 ve 4-hidroksil bağlarına ek olarak, içindeki glikoz moleküllerinin de 6. alkol grubunda bağlar oluşturması nedeniyle elde edilir. Moleküldeki bu tür her "üçüncü" bağ, zincirde yeni bir daldır. Amilopektinin genel yapısı görünüşte bir demeti andırır, makromolekül bir bütün olarak küresel bir yapı şeklinde bulunur. İçindeki monomerlerin sayısı yaklaşık olarak 6000'e eşittir ve bir amilopektin molekülünün moleküler ağırlığı, amilozunkinden çok daha fazladır.
Amilopektin ayrıca iyot ile bir inklüzyon bileşiği (klatrat) oluşturur. Sadece bu durumda kompleks kırmızı-mor (kırmızıya yakın) renkte renklendirilir.
Kimyasal özellikler
Amiloz ve amilopektinin kimyasal özellikleri, daha önce tartışılan iyot ile etkileşimler dışında tamamen aynıdır. Şartlı olarak iki kısma ayrılabilirler: glikozun karakteristiği olan, yani her monomer ile ayrı ayrı meydana gelen reaksiyonlar ve hidroliz gibi monomerler arasındaki bağları etkileyen reaksiyonlar. Bu nedenle, amiloz ve amilopektin karışımı olarak nişastanın kimyasal özellikleri hakkında daha fazla konuşacağız.
Nişastaindirgeyici olmayan şekerleri ifade eder: tüm glikozidik hidroksiller (1. karbon atomundaki hidroksil grubu) moleküller arası bağlara katılır ve bu nedenle oksidasyon reaksiyonlarında mevcut olamaz (örneğin, Tollens testi - bir aldehit grubu için kalitatif bir reaksiyon veya Felling's ile etkileşim) reaktif - taze çökeltilmiş hidroksit bakır). Korunmuş glikosidik hidroksiller elbette mevcuttur (polimer zincirinin bir ucunda), ancak küçük miktarlarda bulunur ve maddenin özelliklerini etkilemez.
Ancak, tek tek glikoz molekülleri gibi, nişasta da monomerler arasındaki bağlarda yer almayan hidroksil gruplarının yardımıyla esterler oluşturabilir: bunlar bir metil grubu, bir asetik asit kalıntısı ile "asılabilir", vb.
Ayrıca, nişasta iyot (HIO4) asit ile dialdehide oksitlenebilir.
Nişastanın hidrolizi iki tiptir: enzimatik ve asidik. Enzimlerin yardımıyla hidroliz, biyokimya bölümüne aittir. Amilaz enzimi nişastayı daha kısa polimerik glikoz - dekstrin zincirlerine ayırır. Nişastanın asit hidrolizi, örneğin sülfürik asit varlığında tamamlanır: nişasta hemen monomer - glikoza parçalanır.
Yaban hayatında
Biyolojide nişasta öncelikle karmaşık bir karbonhidrattır ve bu nedenle bitkiler tarafından besinleri depolamanın bir yolu olarak kullanılır. Fotosentez sırasında oluşur (ilk önce tek tek glikoz molekülleri şeklinde) ve bitki hücrelerinde taneler şeklinde - tohumlarda, yumrularda, rizomlarda vb. (daha sonra olarak kullanılacaktır) biriktirilir.yeni embriyolarla "gıda deposu"). Bazen nişasta gövdelerde (örneğin, sago palmiyesinin unsu nişastalı bir çekirdeği vardır) veya yapraklarda bulunur.
İnsan vücudunda
Gıdanın bileşimindeki nişasta önce ağız boşluğuna girer. Orada, tükürükte bulunan bir enzim (amilaz), amiloz ve amilopektinin polimer zincirlerini parçalayarak molekülleri daha kısa olanlara, yani oligosakkaritlere, sonra onları parçalara ayırır ve sonunda m altoz kalır - iki glikoz molekülünden oluşan bir disakkarit.
M altoz, m altaz tarafından bir monosakkarit olan glikoza parçalanır. Ve zaten glikoz vücut tarafından bir enerji kaynağı olarak kullanılıyor.
