Skrobia

Skrobia zwana również krochmalem lub mąką ziemniaczaną należyto najbardziej rozpowszechnionych polisacharydów. Skrobia należy do najbardziej rozpowszechnionych substancji odżywczych człowieka. Skrobia znajduje się w bulwach, kłączach i nasionach niektórych roślin.

Roślina	Zawartość skrobi w %
Kukurydza	65
Ziemniak	20
Pszenica	70

BUDOWA

Skrobia wypełnia komórki rośliny ziarnami o wielkości od 0,002 do 0,11mm.

W zależności od rodzaju ziarna skrobi możemy ustalić roślinę z jakiej pochodzi.

Ziemniak Żyto Owies Groch

Skrobia składa się w około 20% z nierozgałęzionych łańcuchów rozpuszczalnej

w gorącej wodzie amylozy( warstwa wewnętrzna zewnętrzna) o masie cząsteczkowej 10000 do 50000 oraz nierozpuszczalnej, silnie rozgałęzionej amylopektyny( warstwa) o masie cząsteczkowej ok. 1000000.

Cząsteczka amylopektyny

Cząsteczka amylozy

Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że stosunek atomów C, H₂ i O₂ w cząsteczce skrobi odpowiada wzorowi C₆H₁₀O₅. Badania dowiodły także, że cząsteczka skrobi składa się z bardzo dużej liczby (C₆H₁₀O₅)_n. Możemy powiedzieć, że skrobia jest substancja wielocząsteczkową. Cząsteczki skrobi różnią się budową cząsteczek i ich ilością.

WŁASNOŚCI SKROBI

Skrobia jest substancją stałą, bezpostaciową, bez smaku i zapachu. Ma postać białego proszku, który dzięki dużej ilości zawartej w nim amylopektyny nie rozpuszcza się w zimnej wodzie. Natomiast amyloza powoduje, że w gorącej wodzie skrobia pęcznieje i tworzy roztwór koloidowy tzw. klajster skrobiowy. Klajstru skrobiowego używany jest

w introligatorniach oraz służy do przyklejania tapet.

Skrobia nie redukuje ani amoniakalnego roztworu tlenku srebra Ag₂O, ani wodorotlenku miedzi Cu(OH)₂, co świadczy o braku grupy aldehydowej grupy funkcyjnej. Produkt końcowy hydrolizy skrobi- glukoza reaguje z amoniakalnym roztworem tlenku srebra Ag₂O z wytworzeniem lustra srebrowego. Dowodzi to, że resztki glukozy w cząsteczce skrobi za związane w sposób uniemożliwiający zachowanie grupy aldehydowej -CHO, podobnie jak w przypadku sacharozy.

Hydroliza

Skrobia jak każdy polisacharyd wykazuje zdolność do hydrolizy. Podczas ogrzewania w obecności kwasów oraz zawartych w roślinach lub organizmie zwierzęcym- enzymach

( u człowieka jest to ptialina enzym zawarty w ślinie), skrobia przyłącza wodę i ulega hydrolitycznemu rozszczepieniu. Proces ten przebiega stopniowo. Najpierw powstają substancje o mniejszych masach cząsteczkowych tzw. dekstryny, zaś ostatecznym produktem hydrolizy jest jeden monosacharyd- glukoza.

Fermentacja alkoholowa

Spośród wszystkich cukrów występujących w przyrodzie skrobia stanowi najdogodniejszy i najtańszy substrat do otrzymywania etanolu w procesie tzw. fermentacji alkoholowej.

C₆H₁₂O₆ 2CO₂ + 2C₂H₅OH

Mechanizm reakcji fermentacji jest złożony i wieloetapowy. Rolę katalizatora spełnia zespół enzymów tzw. zymaza, którą wytwarzają drożdże. Dlatego iż bezpośrednim substratem fermentacji alkoholowej jest cukier prosty, skrobie należy poddać najpierw hydrolizie. Każdy dwucukier lub wielocukier hydrolizuje się na cukry proste, wobec tego można go przerobić na etanol. Do fermentacji można również używać sacharozy zawartej

w melasie.

Wino produkuje się z cukrów prostych zawartych w owocach, najczęściej winogronach. Właściwości smakowe i zapachowe wina pochodzą od estrów i innych substancji, zarówno zawartych w owocach jak i tworzących się w trakcie fermentacji.

W procesie fermentacji powstają również produkty pośrednie m.in. alkohole, estry, aldehydy, które tworzą się zanim pęknie sześcioczłonowy szkielet monocukru na dwuwęglowe fragmenty C₂H₅OH. Skład i zawartość substancji w płynach pofermentacyjnych zależy od warunków prowadzenia fermentacji, czyli np. temperatury, czasu, rodzaju drożdży.

Spirytus produkowany jest z ziemniaków w gorzelniach. Po wstępnym umyciu

i spulchnieniu w parnikach przenosi się otrzymana papkę( zacier) do kadzi fermentacyjnych, gdzie w temperaturze 70^oC następuje hydroliza skrobi do glukozy pod wpływem enzymu- diastazy. Właściwa fermentacja zaczyna się po dodaniu drożdży. Gdy skończą się procesy fermentacyjne ciecz w kadziach zawiera od 10 do 19% etanolu oraz fuzle, czyli wyższe alkohole o przykrym zapachu i smaku. Fuzle są bardziej szkodliwe dla organizmu niż etanol, ich usunięcie jest zabiegiem trudnym i wymaga kosztownej aparatury do rektyfikacji, czyli wielokrotnej destylacji. Spirytus rektyfikowany zawiera 95,5% etanolu i 4,5% wody. Dalsze zatężanie alkoholu przez destylacje jest niemożliwe, gdyż roztwór ten tworzy tzw. azeotrop, czyli mieszaninę, która wrze w stałej temperaturze, przy identycznym składzie pary i cieczy.

Reakcja jodoskrobiowa

Charakterystyczną reakcją skrobi jest reakcja jodoskrobiowa, czyli zjawisko występowania niebieskiego zabarwienia po dodaniu jodu. Reakcję tę wykorzystuje się

w analizie zarówno do stwierdzenia obecności jodu, jak i skrobi. Przy pomocy tej reakcji można wykrywać skrobie w różnych produktach żywnościowych, a także obserwować przemianę skrobi w cukry prostsze, zachodzącą podczas dojrzewania płodów rolnych np. jabłek( dwusacharydy i monosacharydy nie ulegają reakcji).

Fotosynteza

Skrobia tworzy się w roślinach z pobranego z powietrza dwutlenku węgla CO₂ i wody w wyniku procesu fotosyntezy, przebiegającego z udziałem chlorofilu. Asymilacja dwutlenku węgla pod wpływem światła i tworzenie skrobi jest jedyną reakcją powstawania w przyrodzie substancji organicznej z nieorganicznej. Z tego powodu fotosynteza skrobi jest procesem

o bardzo dużym znaczeniu. Proces powstawania skrobi w roślinach jest procesem bardzo skomplikowanym. W sposób uproszczony można ja przedstawić następująco:

6nCO₂ + 5nH₂O (C₆H₁₀O₅)_n + 6nO₂

Surowcem do otrzymywania skrobi w skali przemysłowej są przede wszystkim ziemniaki. Otrzymywanie skrobi sprowadza się do wyodrębniania jej z produktów naturalnych. Jest to proces mechaniczny, polegający głownie na przemywaniu i dekantacji,

w wyniku czego ciężkie ziarenka skrobi oddzielają się od pozostałych składowych części komórek. Syntetycznie nie udało się nam otrzymać skrobi. Do przekształcenia jednej gramocząsteczki dwutlenku węgla CO₂ w równoważną ilość glukozy potrzeba 114kcal.

OTRZYMYWANIE

Surowcem do otrzymywania skrobi w skali przemysłowej są przede wszystkim ziemniaki. Otrzymywanie skrobi sprowadza się do wyodrębniania jej z produktów naturalnych. Jest to proces mechaniczny, polegający głownie na przemywaniu i dekantacji,

w wyniku czego ciężkie ziarenka skrobi oddzielają się od pozostałych składowych części komórek. Syntetycznie nie udało się nam otrzymać skrobi.

---