نشاسته را پلی ساکارید می گویند. این بدان معنی است که از مونوساکاریدهایی تشکیل شده است که در زنجیره های طولانی به هم متصل شده اند. در واقع مخلوطی از دو ماده پلیمری مختلف است: نشاسته از آمیلوز و آمیلوپکتین تشکیل شده است. مونومر در هر دو زنجیره یک مولکول گلوکز است، با این حال، آنها در ساختار و خواص به طور قابل توجهی متفاوت هستند.
کل ترکیب
همانطور که قبلا ذکر شد، آمیلوز و آمیلوپکتین هر دو پلیمرهای آلفا گلوکز هستند. تفاوت در این واقعیت است که مولکول آمیلوز دارای ساختار خطی است و آمیلوپکتین منشعب است. اولی کسری محلول از نشاسته است، آمیلوپکتین نیست و به طور کلی نشاسته در آب یک محلول کلوئیدی (سل) است که در آن قسمت محلول ماده با قسمت حل نشده در تعادل است.
در اینجا، برای مقایسه، فرمول های ساختاری کلی آمیلوز و آمیلوپکتین آورده شده است.
آمیلوز به دلیل تشکیل میسل ها محلول است - اینها چندین مولکول هستند که با هم جمع شده اند به گونه ای که انتهای آبگریز آنها در داخل پنهان می شود و انتهای آب دوست آنها برای تماس با آب در خارج پنهان می شود. آنها در تعادل با مولکول هایی هستند که در چنین تجمعاتی جمع نشده اند.
آمیلوپکتین نیز قادر به تشکیل محلول های میسلی است، اما به میزان بسیار کمتر، و بنابراین عملاً در آب سرد نامحلول است.
آمیلوز و آمیلوپکتین موجود در نشاسته در نسبت تقریباً 20 درصد اولی به 80 درصد دومی هستند. این شاخص بستگی به نحوه به دست آوردن آن دارد (در گیاهان مختلف حاوی نشاسته، درصدها نیز متفاوت است).
همانطور که قبلاً ذکر شد، فقط آمیلوز می تواند در آب سرد حل شود، و حتی تا حدودی، اما در آب گرم خمیری از نشاسته تشکیل می شود - یک توده چسبناک کم و بیش همگن از دانه های نشاسته متورم شده.
آمیلوز
آمیلوز از مولکول های گلوکز تشکیل شده است که توسط پیوندهای 1، 4-هیدروکسیل به یکدیگر متصل شده اند. این یک پلیمر بلند و بدون انشعاب با میانگین 200 مولکول گلوکز منفرد است.
در نشاسته، زنجیره آمیلوز پیچ خورده است: قطر "پنجره" در آن تقریباً 0.5 نانومتر است. با تشکر از آنها، آمیلوز قادر به تشکیل مجتمع ها، ترکیبات-شامل نوع "مهمان میزبان" است. واکنش شناخته شده نشاسته با ید متعلق به آنها است: مولکول آمیلوز "میزبان" است، مولکول ید "مهمان" است که در داخل مارپیچ قرار می گیرد. این مجموعه دارای رنگ آبی شدید است و برای تشخیص ید و نشاسته استفاده می شود.
در گیاهان مختلف، درصد آمیلوز در نشاسته می تواند متفاوت باشد. در گندم و ذرت 19-24 درصد وزنی استاندارد است. نشاسته برنج حاوی 17 درصد از آن است و فقط آمیلوز در نشاسته سیب وجود دارد - 100 درصد کسر جرمی.
در خمیر، آمیلوز بخش محلول را تشکیل می دهد و از آن درشیمی تجزیه برای جداسازی نشاسته به کسری روش دیگر، تفکیک نشاسته، رسوب آمیلوز به شکل کمپلکس با بوتانول یا تیمول در محلول های در حال جوش با آب یا دی متیل سولفوکسید است. کروماتوگرافی می تواند از خاصیت آمیلوز برای جذب به سلولز (در حضور اوره و اتانول) استفاده کند.
آمیلوپکتین
نشاسته ساختاری منشعب دارد. این به این دلیل حاصل می شود که علاوه بر پیوندهای 1 و 4 هیدروکسیل، مولکول های گلوکز موجود در آن نیز در گروه الکل 6 پیوند ایجاد می کنند. هر پیوند "سوم" در مولکول یک شاخه جدید در زنجیره است. ساختار کلی آمیلوپکتین از نظر ظاهری شبیه یک دسته است، ماکرومولکول به طور کلی به شکل یک ساختار کروی وجود دارد. تعداد مونومرهای موجود در آن تقریباً برابر با 6000 است و وزن مولکولی یک مولکول آمیلوپکتین بسیار بزرگتر از آمیلوز است.
آمیلوپکتین نیز با ید یک ترکیب درون‌گیر (کلاترات) تشکیل می‌دهد. فقط در این حالت مجموعه به رنگ قرمز-بنفش (نزدیک به قرمز) رنگ می شود.
خواص شیمیایی
خواص شیمیایی آمیلوز و آمیلوپکتین، به جز برهمکنش با ید که قبلاً در مورد آن صحبت شد، دقیقاً یکسان است. آنها را می توان به طور مشروط به دو بخش تقسیم کرد: واکنش های مشخصه گلوکز، یعنی با هر مونومر به طور جداگانه رخ می دهد، و واکنش هایی که بر پیوند بین مونومرها تأثیر می گذارد، مانند هیدرولیز. بنابراین، در ادامه در مورد خواص شیمیایی نشاسته به عنوان مخلوط آمیلوز و آمیلوپکتین صحبت خواهیم کرد.
نشاستهبه قندهای غیر احیا کننده اشاره دارد: همه هیدروکسیل های گلیکوزیدی (گروه هیدروکسیل در اتم اول کربن) در پیوندهای بین مولکولی شرکت می کنند و بنابراین نمی توانند در واکنش های اکسیداسیون حضور داشته باشند (به عنوان مثال، آزمایش تولن - یک واکنش کیفی برای یک گروه آلدهید، یا برهمکنش با فلینگز. معرف - مس هیدروکسید تازه رسوب شده). هیدروکسیل‌های گلیکوزیدی حفظ‌شده، البته، در دسترس هستند (در یک انتهای زنجیره پلیمر)، اما به مقدار کم و بر خواص ماده تأثیر نمی‌گذارند.
با این حال، درست مانند مولکول های گلوکز، نشاسته می تواند با کمک گروه های هیدروکسیل استرها را تشکیل دهد که در پیوند بین مونومرها دخالت ندارند: آنها را می توان با یک گروه متیل، یک باقیمانده اسید استیک "آویزان" کرد. و غیره.
همچنین، نشاسته را می توان با اسید ید (HIO4) به دی آلدئید اکسید کرد.
هیدرولیز نشاسته بر دو نوع است: آنزیمی و اسیدی. هیدرولیز با کمک آنزیم ها متعلق به بخش بیوشیمی است. آنزیم آمیلاز نشاسته را به زنجیره های پلیمری کوتاه تری از گلوکز - دکسترین ها تجزیه می کند. هیدرولیز اسیدی نشاسته در حضور، به عنوان مثال، اسید سولفوریک کامل می شود: نشاسته بلافاصله به مونومر - گلوکز تجزیه می شود.
در حیات وحش
در زیست شناسی، نشاسته در درجه اول یک کربوهیدرات پیچیده است و بنابراین توسط گیاهان به عنوان راهی برای ذخیره مواد مغذی استفاده می شود. در طی فتوسنتز (در ابتدا به شکل مولکول های گلوکز منفرد) تشکیل می شود و در سلول های گیاهی به شکل دانه ها - در دانه ها، غده ها، ریزوم ها و غیره (که بعداً استفاده می شود) رسوب می کند."انبار مواد غذایی" با جنین های جدید). گاهی اوقات نشاسته در ساقه ها (به عنوان مثال، نخل ساگو دارای هسته نشاسته ای آرد آلود است) یا برگ ها یافت می شود.
در بدن انسان
نشاسته در ترکیب غذا ابتدا وارد حفره دهان می شود. در آنجا، آنزیمی که در بزاق وجود دارد (آمیلاز) زنجیره‌های پلیمری آمیلوز و آمیلوپکتین را می‌شکند و مولکول‌ها را به مولکول‌های کوتاه‌تری تبدیل می‌کند - اولیگوساکاریدها، سپس آنها را می‌شکند و در نهایت مالتوز باقی می‌ماند - یک دی ساکارید متشکل از دو مولکول گلوکز..
مالتوز توسط مالتاز به گلوکز، یک مونوساکارید، تجزیه می شود. و در حال حاضر گلوکز توسط بدن به عنوان منبع انرژی استفاده می شود.
