PRODUKCJA SKROBI
MODYFIKOWANYCH

W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat rozwinęła się

modyfikacja skrobi, polegająca na poddaniu skrobi

różnym zabiegom technologicznym,celem nadania

jej preparatom nowych funkcjonalnych właściwości.

Pod pojęciem skrobie modyfikowane,należy

rozumieć pochodne skrobi o niewielkich zmianach w

stopniu spolimeryzowania, ale o dużych zmianach

właściwości funkcjonalnych, znacznie

modyfikujących naturalne właściwości skrobi.

W zależności od zastosowania czynników

modyfikujących rozróżnia się następujące sposoby

otrzymywania skrobi modyfikowanej:

•Na drodze obróbki fizycznej

•Na drodze obróbki chemicznej

•Na drodze obróbki enzymatycznej

•Modyfikacja kombinowana z wykorzystaniem kilku

lub wszystkich w/w sposobów

•Na drodze modyfikacji genetycznej genów roślin

kumulujących skrobię jako materiał zapasowy.

Skrobie modyfikowane fizycznie

W metodach fizycznych jako czynnika
modyfikującego używa się najczęściej:

•Temperatury
•Ciśnienia
•Oddziaływań hydrotermicznych
•Działania sił mechanicznych
•Napromieniowania
•Ultradźwięków

Przykładami skrobi modyfikowanych
działaniem temperatury jest

• skrobia pęczniejąca-wykazuję
właściwości pęcznienia już w zimnych
roztworach wodnych. Przy dość wysokich
stężeniach żelu, daje tzw. efekt
budyniowania

•Skrobia gąbczasta-charakteryzuję się
porowatą i chrupką konsystencją. Po
wysuszeniu silnie chłonie wodę i jest
podatna na działanie enzymów

•Do skrobi modyfikowanych termicznie w
przedziale temperaturowym od105-210ºC
należy także zaliczyć dekstryny białe i
żółte

Działanie temperatury wyższej od 210ºC
wywołuję pirolizę skrobi z jej rozkładem na
różne składniki.

Poddanie skrobi działaniu wysokiego ciśnienia
powoduję u niej częściową depolimeryzację.
Jednocześnie zwiększa się podatność skrobi na
działanie enzymów amylolitycznych.

Obróbka hydrotermiczna skrobi oznacza fizyczną
modyfikację gałeczek skrobiowych w warunkach
nie powodujących kleikowania i degradacji.
Zmiany w obszarach krystalicznych i
bezpostaciowych obniżają pęcznienie i
rozpuszczalność w gorącej wodzie, co prowadzi
do obniżonej lepkości i lepszej stabilności
lepkości kleików takich skrobi.

Działanie na skrobię znacznych energii
mechanicznych powoduję głównie uszkodzenie
ziarenek skrobiowych a co a tym idzie zmianę
właściwości fizycznych takich skrobi. Ziarenka
poddane takiej próbie są zazwyczaj
zdeformowane, a ich powierzchnia spękana.

Promieniowanie jonizujące może wpływać na

strukturę cząsteczek skrobi,co ma swoje
odzwierciedlenie w zmodyfikowanych jej

właściwości. W procesie radiolizy obok znacznie

zwiększającej się ilości dekstryn pojawiają się m.

in. aldehyd mrówkowy i malonowy oraz kwas

mrówkowy.

Kombinację temperatury i ciśnienia przy

określonej wilgotności próbki wykorzystuję się w

procesie ekstruzji,powodującym również zmianę

niektórych właściwości skrobi. Ekstruzja polega

na wytłaczaniu materiału sypkiego pod dużym

ciśnieniem i przy wysokiej temperaturze. Proces

taki wywołuje w materiale bardzo istotne zmiany

fizykochemiczne, prowadzące do określonych

zmian jakościowych.

SKROBIE MODYFIKOWNE CHEMICZNIE

Modyfikacja skrobi na drodze chemicznej polega
na tym, że niektóre ze składowych reszt
glukozowych zostają na drodze przeprowadzanych
reakcji chemicznych zmienione.

Najczęściej stosowanymi reakcjami chemicznymi
podczas modyfikacji skrobi są:

•Utlenianie
•Eteryfikacja
•Estryfikacja

Utlenianie może odbywać się za pomocą różnego

rodzaju środków utleniających takich jak:

podchloryny, woda utleniona, nadtlenki,

nadjodany, nadmanganiany, chromiany, tlenki

azotu. W wyniku zachodzących przy udziale tych

związków reakcji w łańcuchu skrobi powstają

grupy aldehydowe, karbonylowe i karboksylowe.

W większości przypadków utlenianie skrobi

przeprowadza się przy udziale podchlorynu

sodu,którym zadaję się wodną zawiesinę

skrobi,poniżej temperatury kleikowania.

Skrobie te tworzą roztwory koloidalne o większej

stabilności reologicznej, dają kleiki o obniżonej

lepkości w stosunku do skrobi naturalnych, nie

ulegających retrogradacji oraz bardziej

przeźroczyste.

W reakcji skrobi z czynnikami estryfikującymi

można wprowadzić tak do amylozy jak i

amylopektyny reszty kwasowe połączone

wiązaniami estrowymi z resztami

glukozowymi otrzymując estry skrobiowe.

Znane są estry skrobi z kwasami

nieorganicznymi(np. fosforowy, siarkowy,

azotowy)oraz organicznymi (np. mrówkowy,

octowy, propionowym, trójchlorooctowym)

oraz estry z wyższymi kwasami tłuszczowymi.

Ogrzewanie skrobi z mocznikiem w obecności

kwasów nieorganicznych lub ich soli jako

katalizatora prowadzi do powstania

karbaminianów skrobiowych. Są produkty po

obróbce termicznej o wysokiej lepkości,

rozpuszczalne na zimno, mających

zastosowanie w przemyślę papierniczym i

włókienniczym.

Azotan skrobi (nitroskrobia) uzyskano poprzez

działanie na skrobię mieszaniną kwasu azotowego

i siarkowego lub kwasu azotowego i fosforowego.

Tak otrzymane produkty są zdecydowanie

zróżnicowane pod względem lepkości utworzonych

kleików. Dwukrotnie wyższą lepkością

charakteryzują się kleiki nitroskrobi otrzymanej z

mieszaniny w której zastosowano kwas fosforowy

Innymi połączeniami skrobi są tzw.ksantogeniany,

otrzymane przez zadziałanie na węglowodan

dwusiarzkiem węgla. Stopień podstawienia tego

preparatu, jest uzależniony od czasu trwania

reakcji, temperatury i stężenia zasad użytych do

reakcji. Utleniając skrobię ksantogenową

otrzymujemy skrobię ksantydową stosowaną d

produkcji papieru i włókien sztucznych.

SKROBIE MODYFIKOWANE ENZYMATYCZNIE

Otrzymuję się działając na skrobię preparatami

enzymatycznymi .

Zastosowanie preparatów enzymatycznych przy

wytwarzaniu skrobi modyfikowanej przebiega w

trzech zasadniczych kierunkach:

1. Do poprawy właściwości skrobi już modyfikowanej

innymi sposobami np. usieciowionych

2. Przy otrzymywaniu skrobi o charakterze

amylozowym

3. Przy otrzymywaniu cyklodekstryn

Dwa pierwsze zastosowania prowadzą najczęściej do

uzyskania liniowych oligosacharydów poprzez

wykorzystanie enzymów z grupy amylaz. Są to

zazwyczaj amylazy grzybowe lub bakteryjne.

Zastosowanie odpowiedniego preparatu

enzymatycznego prowadzi do otrzymania

produktów o konkretnych właściwościach.

Dziękuję