Skrobia – Amylum oraz jej pochodne.

Skrobia (C6H10O5)n, ang. Starch, fr. Amidon, niem. Stärke (krochmal, mączka, amylum) jest białym higroskopijnym proszkiem zbudowanym z dwóch polisacharydów: amylozy i amylopektyny. Innymi słowy skrobia to mieszanina amylozy i amylopektyny, przy czym stosunek ilościowy obu polisacharydów nadaje właściwości skrobi. W amylozie pierścienie piranozowe[1] glukozy są połączone wiązaniami glikozydowymi α-1,4[2] (podobnie jak w maltozie!), a długie, nie rozgałęzione łańcuchy utworzone z jednostek strukturalnych maltozy są zwinięte w kształcie linii śrubowej.Z uwagi na konfigurację α przy C-1 (węglu 1) łańcuchy glukozowe tworzą helisę z 6-8 resztami na skręt. Odczynnikiem Lugola amyloza wybarwia się na niebiesko (atomy jodu gromadzą się we wnętrzu helisy). Masa molowa amylozy 100-160 tys. = 150-300 reszt glukozy. 15-25% masy skrobi zajmuje amyloza, która w czasie gotowania przechodzi w roztwór koloidalny.

Amylopektyna jest polisacharydem rozgałęzionym. W odstępach co 24-30 reszt α-D-glukozowych odłącza się od łańcucha rozgałęzienie utworzone przez wiązanie glikozydowe α-1,6 typu izomaltozy. Amylopektyna tworzy cząsteczkę sferyczną i krzaczastą. Odczynnikiem Lugola wybarwia się na czerwono-fioletowo. Masa molowa amylopektyny 50 tys.-1 mln = ok. 1000 reszt glukozowych.

amylum
Struktura amylozy i amylopektyny; źródło ilustracji: V.E. Tyler, L.R. Brady, J.E. Robbers: Pharmacognosy 7th Edition Lea&Febiger Philadelphia 1976, s. 60.

Skrobia jest syntetyzowana w komórkach roślinnych. Stanowi materiał zapasowy roślin. Jest podstawowym cukrem pokarmowym człowieka. Plastydy wypełnione skrobią noszą nazwę amyloplastów. W zimnej wodzie nie rozpuszcza się, ale po podgrzaniu pęcznieje.

W stanie surowym jest trudno strawna, natomiast po absorpcji wody, napęcznieniu i podgrzaniu staje się podatna na działanie enzymów. W strukturze skrobi stwierdza się często obecność kwasu fosforowego, soli wapniowych, magnezowych i potasowych.

W farmacji używana jest skrobia pszeniczna, ziemniaczana, kukurydziana i ryżowa. Jest wypełniaczem granulatów i tabletek. Zapewnia rozsadzanie leku w przewodzie pokarmowym dzięki pęcznieniu. Zapewnia strukturę kapilar w tabletkach i granulach, do których może dostać się woda. Najsilniej pęcznieje skrobia ziemniaczana – Amylum Solani (stopień pęcznienia 29%). Skrobia kukurydziana Amylum Maydis i skrobia ryżowa – Amylum Oryzae mniej pęcznieją, w granicach 5-6%. Skrobię przed wprowadzeniem do masy tabletkowej lub granulowej poddaje się suszeniu. 5-20% roztwory skrobi pełnią rolę lepiszczy. Skrobia ziemniaczana działa też poślizgowo, adsorbująco, hydrofilizująco. Podana na skórę absorbuje wilgoć i łój, łagodzi podrażnienia, zapobiega otarciom w pachwinach (wpływ osłaniający). Kleiki skrobiowe podane doustnie również wpływają łagodząco, osłonowo na śluzówkę i przeciwzapalnie. Wchodzi w skład zasypek i pudrów, podłoży hydrożelowych (np. maści glicerynowej), drażetek, tabletek, granulek.

Skrobia stosowana w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i farmaceutycznym zawiera<0,3-0,5% popiołu, <0,1-0,5% białka, <0,1% tłuszczu, <50 mg/kg SO2. Wilgotność <14-21%. pH zawiesiny wodnej 5,5-7,5.

Skrobia to nie tylko składnik pokarmowy dla roślin, bakterii, grzybów, ludzi i zwierząt. W przemyśle jest istotnym zagęstnikiem i stabilizatorem, niekiedy nośnikiem. Ma zdolność tworzenia kleików. Duże stężenie cukrów rozpuszczalnych obniża szybkość kleikowania skrobi, lepkość i zdolności żelowania skrobi.

Skrobia kukurydziana zmodyfikowana jest białym lub kremowym proszkiem, zawierającym 5% wolnej amylozy, 15% wolnej amylopektyny i 80% skrobi zmodyfikowanej. Bardzo słabo rozpuszcza się w wodzie zimnej. Jest substancją wypełniająca w kapsułkach żelatynowych (5-75%), wiążącą w granulkach (5-10%), do tabletkowania bezpośredniego (5-20%). Najczęściej łączona z kwasem stearynowym (do procesu prasowania masy tabletkowej).

Skrobia rozpuszczalnaAmylum solubile otrzymywana jest w wyniku gotowania skrobi z wodą lub słabym kwasem w celu rozszczepienia wiązań w miejscach rozgałęzień łańcuchów amylopektyny. Jako lepiszcze w roztworach 10%.

Skrobia niepęczniejącaAmylum non mucilaginosum – grupy wodorotlenowe zostały zeteryfikowane za pomocą tetrametyloacetylenodimocznika. Nie pęcznieje i nie rozpuszcza się w wodzie. Stosowana do zasypek, jako substancja poślizgowa w rękawicach gumowych, w tabletkach, w kosmetykach proszkowych i w kosmetykach barwiących stałych (tusze).

Dekstryny C6H10O5)n•xH2O (ang. Dextrines, fr. Dextrines, niem. Dextrine) powstają w wyniku enzymatycznej, termicznej lub kwasowej obróbki skrobi. Dekstryny mogą być białe (powstałe dzięki rozkładowi skrobi pod wpływem gorącej wody z dodatkiem kwasu) i żółte (suche prażenie skrobi w temp. 180-200 stopni C z mała domieszką HCl max 0,15% lub H3PO4 max 0,17%). Posiadają znaczenie odżywcze, zagęszczające, nabłyszczające. Nośniki dla ekstraktów, aromatów, dodatków smakowych. Wypełniacze. W wodzie dają kleiste syropy. Alternatywa dla gumy arabskiej.

W przemyśle znaczenie mają również:

1) Beta-cyklodekstryna E459) – częściowo zhydrolizowana skrobia jest poddawana działaniu enzymu cykloglikozyltransferazy CGTase z Bacillus circulans; proszek biały, krystaliczny o budowie cyklicznej, odporny na działanie amylaz, kwasów i zasad; znaczenie teksturotwórcze, nośnik, zagęstnik, do otoczkowania dla aromatów i substancji smakowych; nadaje się do mikrokapsułkowania.

2) Skrobia kwasowa – skrobia w roztworze 40% poddawana obróbce kwasem solnym (<7%), fosforowym (<7%) lub siarkowym (<2%), w temp. 25-55% przez 6-24 h, potem zneutralizowana i wysuszona; jest mniej lepka. Budynie, sosy, zupy, jogurty, żelki, do otoczkowania.

3) Skrobia alkaliczna – skrobia poddana działaniu rozcieńczonych (<1%) ługów: sodowego lub potasowego; barwa biała lub kremowa; stabilizator, zagęstnik (skrobia modyfikowana); rozpuszczalna w gorącej wodzie, trudno rozpuszczalna w zimnej wodzie. Jogurty.

4) Skrobia bielona – uzyskiwana w wyniku działania utleniaczy: nadtlenku wodoru, podchlorynu sodu, SO2 lub siarczynów, nadmanganianu potasu (0,2%); biały proszek, czysty mikrobiologicznie; zagęstnik, stabilizator, substancja wiążąca. Jogurty, sosy, ketchup.

5) Skrobia utleniona E1404 – otrzymywana przez działanie podchlorynu sodowego (<5,5% NaOCl) na skrobię, z niewielkim dodatkiem NaOH (pH9-10); skrobia częściowa depolimeryzowana. Biały proszek lub granulki, płatki. Rozpuszczalna w zimnej wodzie. Kleikuje w niższych temperaturach. Daje przezroczyste roztwory koloidalne o niższej lepkości. Emulgator, zagęstnik, stabilizator, nośnik. Sosy sałatkowe, majonezy, ketchup, desery w proszku błyskawiczne, lody, jogurty, śmietanki.

6) Fosforan monoskrobiowy E1410 – powstaje na skutek zadziałania kwasu ortofosforowego na skrobię. Ma niską temperaturę kleikowania, stabilna, tworzy przezroczyste roztwory, odporna na zamrażanie i odmrażanie, odporna na gotowanie, odporna na kwasy i obróbkę mechaniczną. Zupy, sosy, ketchup, dressingi, kremy, desery błyskawiczne, jogurty.

7) Glicerole skrobiowe (C6H10O5)•(OCH2-CHOH-CH2O)m: glicerol diskrobiowy, acetylowany glicerol diskrobiowy, hydroksypropyloglicerol doskrobiowy – powstają dzięki usieciowaniu łańcuchów skrobiowych między sobą przez mostki dieterowe i estryfikację; białe proszki, rozpuszczalne w zimnej i ciepłej wodzie; zagęstnik w kosmetologii i farmacji, regulator wilgotności, nośnik.

8) Skrobia acetylowana E1420 (C6H10O5)n•(CH3-CO-)m powstaje w wyniku estryfikowania bezwodnikiem kwasu octowego <10%, w pH 7-11, w temp. 25oC. W razie estryfikowania skrobi za pomocą octanu winylu <7,5%) otrzymujemy również skrobię acetylowaną o INS 1421. Jest to skrobia stabilna o niższej temperaturze kleikowania 55-65oC., ale i słabsze zdolności żelowania. Zagęstnik, stabilizator, daje roztwory przezroczyste, odporne na wysoką i niską temperaturę oraz kwasy i czynniki mechaniczne. Ciasta owoce mrożone, nadzienia cukiernicze, powłoki ochronne owoców, jogurty, zupy, koncentraty, twarogi.

9) Acetylowany adypinian diskrobiowy E1422; (C6H10O5)n•(CH3-CO)m•[CO(CH2)4CO]p – skrobia usieciowana bezwodnikiem kwasu adypinowego i estryfikowana bezwodnikiem kwasu octowego (<0,12%); biały proszek, płatki, granulki; stabilizator, zagęstnik, substancja wiążąca, nośnik; odporna na zamrażanie i rozmrażanie, nadaje zwięzłą strukturę produktom w środowisku kwaśnym, utrzymuje lepkość w temp. do 100oC. Ketchup, sosy sałatkowe, dressing, majonez, margaryna, sosy w proszku, nadzienia do ciast, napoje mleczne, lody, jogurty.

10) Sól sodowa oktenylobursztynianu skrobiowego E1450 (C6H10O5)n•[CH2-CH2-CH-(C8H17)COONa]m otrzymywana prze estryfikowanie skrobi bezwodnikiem kwasu n-oktenylobursztynowego <3%; biały proszek; rozpuszczalny w gorącej wodzie, słabo w zimnej wodzie. Stabilizator, zagęstnik, substancja wiążąca, nośnik, emulgator. Posiada właściwości lipofilne!; stabilizuje układy emulsyjne i pianę; alternatywa dla gumy arabskiej. Nadaje się do mikrokapsułkowania. Napoje, koncentraty soków, aromaty, dodatki smakowe otoczkowane, sosy, majonezy, zabielacze do kawy.


[1] Piranozy – cukry proste mające budowę pierścieniową, traktowane jako pochodne heterocyklicznego sześcioczłonowego związku – piranu, np. α-D—glikopiranoza, β-D-fruktopiranoza. Piran (C5H6O) jest to sześcioczłonowy związek heterocykliczny z jednym heteroatomem. Do jego pochodnych należą: piron (ketonowa pochodna piranu), chromon (benzo-γ-piron, pierścień benzenowy jest skondensowany z pierścieniem γ-pironu).

[2] Reszty glukozowe połączone są atomami tlenu w połażeniu 1 i 4.

amylum_lathraea
Ziarna skrobi w łuskiewniku różowym Lathraea squamaria Linne, rys. H. Rozanski 1996 r.

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

  

  

  

*

code