Škrob se imenuje polisaharid. To pomeni, da je sestavljen iz monosaharidov, povezanih v dolge verige. Pravzaprav gre za mešanico dveh različnih polimernih snovi: škrob je sestavljen iz amiloze in amilopektina. Monomer v obeh verigah je molekula glukoze, vendar se po strukturi in lastnostih bistveno razlikujeta.
Skupna ekipa
Kot že omenjeno, sta tako amiloza kot amilopektin polimera alfa-glukoze. Razlika je v tem, da ima molekula amiloze linearno strukturo, amilopektin pa je razvejan. Prva je topna frakcija škroba, amilopektin ni, na splošno pa je škrob v vodi koloidna raztopina (sol), v kateri je raztopljeni del snovi v ravnotežju z neraztopljenim.
Tukaj so za primerjavo podane splošne strukturne formule amiloze in amilopektina.
Amiloza je topna zaradi tvorbe micel – to je več molekul, sestavljenih skupaj tako, da so njihovi hidrofobni konci skriti v notranjosti, njihovi hidrofilni konci pa so skriti zunaj za stik z vodo. So v ravnovesju z molekulami, ki niso sestavljene v take agregate.
Amilopektin je sposoben tvoriti tudi micelarne raztopine, vendar v veliko manjšem obsegu, zato je praktično netopen v hladni vodi.
Amiloza in amilopektin v škrobu sta v razmerju približno 20 % prvega proti 80 % drugega. Ta kazalnik je odvisen od tega, kako je bil pridobljen (v različnih rastlinah, ki vsebujejo škrob, so tudi odstotki različni).
Kot že omenjeno, se v hladni vodi lahko raztopi samo amiloza, pa še to le delno, v vroči vodi pa nastane pasta iz škroba - bolj ali manj homogena lepljiva masa nabreklih posameznih škrobnih zrn.
amiloza
Amiloza je sestavljena iz molekul glukoze, ki so med seboj povezane z 1,4-hidroksilnimi vezmi. Je dolg, nerazvejen polimer s povprečno 200 posameznimi molekulami glukoze.
V škrobu je amilozna veriga zvita: premer "oken" v njej je približno 0,5 nanometra. Zahvaljujoč njih je amiloza sposobna tvoriti komplekse, spojine-vključke tipa "gost-gostitelj". Pripada jim dobro znana reakcija škroba z jodom: molekula amiloze je "gostitelj", molekula joda je "gost", nameščena v vijačnico. Kompleks ima intenzivno modro barvo in se uporablja za odkrivanje joda in škroba.
V različnih rastlinah se lahko odstotek amiloze v škrobu razlikuje. V pšenici in koruzi je standardnih 19-24 mas. Rižev škrob ga vsebuje 17 %, v jabolčnem škrobu pa je prisotna le amiloza – 100 % masni delež.
V pasti je amiloza topni del, ki se uporablja vanalitična kemija za ločevanje škroba na frakcije. Drug način frakcioniranja škroba je obarjanje amiloze v obliki kompleksov z butanolom ali timolom v vrelih raztopinah z vodo ali dimetil sulfoksidom. Kromatografija lahko uporabi lastnost amiloze, da se adsorbira na celulozo (v prisotnosti sečnine in etanola).
amilopektin
Škrob ima razvejano strukturo. To je doseženo zaradi dejstva, da poleg 1 in 4-hidroksilnih vezi molekule glukoze v njej tvorijo tudi vezi pri 6. alkoholni skupini. Vsaka taka "tretja" vez v molekuli je nova veja v verigi. Splošna struktura amilopektina po videzu spominja na kup, makromolekula kot celota obstaja v obliki sferične strukture. Število monomerov v njem je približno enako 6000, molekulska masa ene molekule amilopektina pa je veliko večja od amiloze.
Amilopektin tvori tudi inkluzijsko spojino (klatrat) z jodom. Samo v tem primeru je kompleks obarvan v rdeče-vijolično (bližje rdeči) barvi.
Kemijske lastnosti
Kemične lastnosti amiloze in amilopektina, razen že obravnavanih interakcij z jodom, so popolnoma enake. Pogojno jih lahko razdelimo na dva dela: reakcije, značilne za glukozo, to je, da se pojavijo z vsakim monomerom posebej, in reakcije, ki vplivajo na vezi med monomeri, kot je hidroliza. Zato bomo v nadaljevanju govorili o kemičnih lastnostih škroba kot mešanice amiloze in amilopektina.
škrobse nanaša na nereducirajoče sladkorje: vsi glikozidni hidroksili (hidroksilna skupina pri 1. ogljikovem atomu) sodelujejo v medmolekularnih vezi in zato ne morejo biti prisotni v oksidacijskih reakcijah (na primer Tollensov test - kvalitativno reakcijo za aldehidno skupino ali interakcijo s Fellingovim reagent - sveže oborjen bakrov hidroksid). Konzervirani glikozidni hidroksili so seveda na voljo (na enem koncu polimerne verige), vendar v majhnih količinah in ne vplivajo na lastnosti snovi.
Vendar pa lahko škrob, tako kot posamezne molekule glukoze, tvori estre s pomočjo hidroksilnih skupin, ki niso vključene v vezi med monomeri: lahko jih "obesimo" z metilno skupino, ostankom ocetne kisline., in tako naprej.
Prav tako lahko škrob oksidiramo z jodovo (HIO4) kislino v dialdehid.
Hidroliza škroba je dveh vrst: encimska in kisla. Hidroliza s pomočjo encimov spada v oddelek biokemije. Encim amilaza razgrajuje škrob na krajše polimerne verige glukoze – dekstrine. Kisla hidroliza škroba je popolna v prisotnosti na primer žveplove kisline: škrob se takoj razgradi do monomera - glukoze.
V divjih živalih
V biologiji je škrob predvsem kompleksen ogljikov hidrat, zato ga rastline uporabljajo kot način za shranjevanje hranil. Nastane med fotosintezo (sprva v obliki posameznih molekul glukoze) in se odlaga v rastlinskih celicah v obliki zrn - v semenih, gomoljih, korenikah itd. (pozneje se uporablja kot"skladišče hrane" z novimi zarodki). Včasih škrob najdemo v steblih (na primer, sagovska palma ima mokasto škrobno jedro) ali listih.
V človeškem telesu
Škrob v sestavi hrane najprej vstopi v ustno votlino. Tam encim, ki ga vsebuje slina (amilaza), razgradi polimerne verige amiloze in amilopektina, molekule pa spremeni v krajše – oligosaharide, nato jih razgradi in na koncu ostane m altoza – disaharid, sestavljen iz dveh molekul glukoze.
M altozo razgradi m altaza v glukozo, monosaharid. In že glukozo telo uporablja kot vir energije.
