Skrob se naziva polisaharidom. To znači da se sastoji od monosaharida povezanih u duge lance. U stvari, to je mješavina dvije različite polimerne supstance: škrob se sastoji od amiloze i amilopektina. Monomer u oba lanca je molekul glukoze, međutim, oni se značajno razlikuju po strukturi i svojstvima.
Ukupni sastav
Kao što je već spomenuto, i amiloza i amilopektin su polimeri alfa-glukoze. Razlika je u činjenici da molekula amiloze ima linearnu strukturu, a amilopektin je razgranat. Prvi je rastvorljiva frakcija škroba, amilopektin nije, a općenito skrob u vodi je koloidna otopina (sol), u kojoj je otopljeni dio supstance u ravnoteži sa neotopljenim.
Ovde su, za poređenje, date opšte strukturne formule amiloze i amilopektina.
Amiloza je rastvorljiva zbog stvaranja micela - to je nekoliko molekula sklopljenih tako da su njihovi hidrofobni krajevi skriveni unutra, a hidrofilni krajevi skriveni spolja radi kontakta sa vodom. Oni su u ravnoteži sa molekulima koji nisu sastavljeni u takve agregate.
Amilopektin je takođe sposoban da formira micelarne rastvore, ali u mnogo manjoj meri, pa je stoga praktično nerastvorljiv u hladnoj vodi.
Amiloza i amilopektin u škrobu su u omjeru od približno 20% prvog prema 80% drugog. Ovaj pokazatelj zavisi od načina na koji je dobijen (u različitim biljkama koje sadrže skrob, procenti su takođe različiti).
Kao što je već pomenuto, samo amiloza se može rastvoriti u hladnoj vodi, i to samo delimično, ali u vrućoj vodi se formira pasta od skroba - manje-više homogena lepljiva masa nabubrelih pojedinačnih zrna skroba.
Amiloza
Amiloza se sastoji od molekula glukoze povezanih jedni s drugima 1,4-hidroksilnim vezama. To je dugačak, nerazgranati polimer sa prosječno 200 pojedinačnih molekula glukoze.
U škrobu, lanac amiloze je umotan: prečnik "prozora" u njemu je približno 0,5 nanometara. Zahvaljujući njima, amiloza može formirati komplekse, spojeve-inkluzije tipa "gost-domaćin". Njima pripada poznata reakcija škroba s jodom: molekula amiloze je "domaćin", molekula joda je "gost", smještena unutar spirale. Kompleks ima intenzivnu plavu boju i koristi se za detekciju i joda i škroba.
U različitim biljkama, postotak amiloze u škrobu može varirati. U pšenici i kukuruzu je standardno 19-24% po masi. Pirinčan škrob ga sadrži 17%, a samo amiloza je prisutna u skrobu jabuke - 100% masenog udjela.
U pasti, amiloza čini rastvorljivi deo, a to se koristi uanalitička hemija za odvajanje škroba na frakcije. Drugi način, frakcioniranje škroba je taloženje amiloze u obliku kompleksa s butanolom ili timolom u kipućim otopinama s vodom ili dimetil sulfoksidom. Kromatografija može koristiti svojstvo amiloze da se adsorbira na celulozu (u prisustvu uree i etanola).
amilopektin
Škrob ima razgranatu strukturu. To se postiže činjenicom da, pored 1 i 4-hidroksilnih veza, molekuli glukoze u njemu formiraju i veze na 6. alkoholnoj grupi. Svaka takva "treća" veza u molekulu je nova grana u lancu. Opća struktura amilopektina po izgledu podsjeća na gomilu, makromolekula kao cjelina postoji u obliku sferne strukture. Broj monomera u njemu je približno jednak 6000, a molekulska težina jednog molekula amilopektina je mnogo veća od one amiloze.
Amilopektin takođe formira inkluziono jedinjenje (klatrat) sa jodom. Samo u ovom slučaju kompleks je obojen u crveno-ljubičastu (bližu crvenoj) boju.
Hemijska svojstva
Hemijska svojstva amiloze i amilopektina, osim interakcija sa jodom o kojima smo već raspravljali, potpuno su ista. Uvjetno se mogu podijeliti na dva dijela: reakcije karakteristične za glukozu, odnosno koje se javljaju sa svakim monomerom posebno, i reakcije koje utječu na veze između monomera, kao što je hidroliza. Stoga ćemo dalje govoriti o hemijskim svojstvima škroba kao mješavine amiloze i amilopektina.
Skrobodnosi se na nereducirajuće šećere: svi glikozidni hidroksili (hidroksilna grupa na 1. atomu ugljika) učestvuju u intermolekularnim vezama i stoga ne mogu biti prisutni u reakcijama oksidacije (na primjer, Tollensov test - kvalitativna reakcija za aldehidnu grupu, ili interakcija s Fellingovim reagens - svježe istaloženi hidroksid bakra). Konzervirani glikozidni hidroksili su, naravno, dostupni (na jednom kraju polimernog lanca), ali u malim količinama i ne utiču na svojstva supstance.
Međutim, baš kao i pojedinačni molekuli glukoze, škrob je u stanju da formira estere uz pomoć hidroksilnih grupa koje nisu uključene u veze između monomera: mogu se "okačiti" sa metil grupom, ostatkom octene kiseline, i tako dalje.
Takođe, skrob se može oksidirati jodnom (HIO4) kiselinom u dialdehid.
Hidroliza skroba je dva tipa: enzimska i kisela. Hidroliza uz pomoć enzima spada u dio biohemije. Enzim amilaza razgrađuje škrob na kraće polimerne lance glukoze – dekstrine. Kisela hidroliza škroba je potpuna u prisustvu, na primjer, sumporne kiseline: skrob se odmah razlaže do monomera - glukoze.
U divljini
U biologiji, škrob je prvenstveno složeni ugljikohidrat i stoga ga biljke koriste kao način skladištenja hranjivih tvari. Nastaje tokom fotosinteze (prvo u obliku pojedinačnih molekula glukoze) i deponuje se u biljnim ćelijama u obliku zrna - u semenu, gomoljima, rizomima itd. (koji će se kasnije koristiti kao"skladište hrane" sa novim embrionima). Ponekad se škrob nalazi u stabljikama (na primjer, palma sago ima brašnasto škrobno jezgro) ili listovima.
U ljudskom tijelu
Skrob u sastavu hrane prvi ulazi u usnu šupljinu. Tamo enzim sadržan u pljuvački (amilaza) razgrađuje polimerne lance amiloze i amilopektina, pretvarajući molekule u kraće - oligosaharide, zatim ih razgrađuje i na kraju ostaje m altoza - disaharid koji se sastoji od dva molekula glukoze..
M altoza se razlaže m altazom do glukoze, monosaharida. A već glukozu tijelo koristi kao izvor energije.
