biotechnologia


 
 

Skrobia

skrobiaWydział Chemiczny PRZEDRUK, oryginał dostępny pod adresem www
Tytuł oryginalny: Enzymatyczna metoda otrzymywania D-glukozy ze skrobi

Politechnika Śląska (www)
Wydział Chemiczny (www)
Katedra Chemii Organicznej, Bioorganicznej i Biotechnologii (www)
Kierownik Katedry: dr hab. inż. Mirosław Gibas prof. Politechniki Śląskiej

Adres:
ul. B. Krzywoustego 4
44-100 Gliwice



Skrobia jest polisacharydem zbudowanym z cząsteczek D-glukozy, które są połączone wiązaniami alfa-glikozydowymi. Jest ona obecna w roślinach, gdzie pełni rolę nośnika energii niezbędnego w większości procesów metabolicznych.
Skrobia jest zbudowana z dwóch składników strukturalnych amylozy i amylopektyny.
Amyloza tworzy proste, długie łańcuchy o masie cząsteczkowej od 4000 do 15000 Da. Reszty glukozylowe są przyłączane w niej wyłącznie wiązaniami 1-4-alfaalfa-glikozydowymi.



Natomiast amylopektyna jest tworem rozgałęzionym zbudowanym z krótkich, prostych łańcuchów, złożonych z około 30 jednostek glukozy połączonych wiązaniami 1 4- -glikozydowymi, a między sobą powiązanych wiązaniami 1,6-alfa-glikozydowymi. Dzięki obecności tych wiązań jednym z produktów hydrolizy amylopektyny jest izomaltoza. Masa cząsteczkowa amylopektyny jest znacznie większa niż amylozy i przekracza 500 kDa, a sięga nawet do 100000 kDa.



Skrobia jest typowym polisacharydem zapasowym roślinnym i występuje w ziemniakach, ziarnie zbóż i nasionach wielu innych roślin. Tworzy różnego rodzaju granulki różniące się w zależności od źródła pochodzenia oraz sposobu wydzielania. Większość granulek składa się z kolejnych warstw, które ulegają asocjacji mając postać ziarenek widocznych pod mikroskopem. Stosunek amylozy i amylopektyny jest zasadniczą cechą poszczególnych gatunków skrobi. W tablicy podano niektóre własności skrobi.



Z przytoczonego zestawienia widać, że jedynie dla pewnych odmian kukurydzy i grochu wartość amylozy przekracza 50%. Ma to istotny wpływ na zdolność hydrolizy skrobi przez enzymy i w konsekwencji na zdolność przyswajania skrobi przez organizmy. W procesie metabolizmu skrobi pierwszym stadium jest rozkład enzymatyczny na mniejsze fragmenty. Typowymi enzymami trawiennymi, występującymi w ślinie i wydzielinie trzustki kręgowców są amylazy, które katalizują rozkład skrobi i glikogenu do maltozy lub glukozy. Są one również obecne w roślinach, zwłaszcza w zarodkach ziarna zbóż, gdzie w procesie kiełkowania następuje ich gwałtowna synteza, mająca na celu szybkie uruchomienie energetycznego materiału zapasowego; znalazło to zastosowanie przy otrzymywaniu słodu. Znane są różne rodzaje amylaz, spośród nich głównymi są: alfa-amylaza zaliczana do endoamylaz oraz alfa-amylaza i glukoamylaza zaliczane do grupy egzoamylaz. Wszystkie rodzaje amylaz katalizują hydrolizę wiązań 1,4-alfa-glikozydowych, a zgodnie z nazwą endoamylazy, alfa-amylaza atakuje wiązania znajdujące się wewnątrz łańcucha, natomiast alfa-amylaza i glukoamylaza, jako egzoamylazy, rozrywają odpowiednio co drugie lub kolejne wiązania glikozydowe, poczynając od nieredukującego końca łańcucha.



Skrobia zawiera obok frakcji amylozy, również frakcję amylopektyny, złożoną z łańcuchów rozgałęzionych. Ponieważ wiązania 1,6-alfa-glikozydowe, występujące przy rozgałęzieniach w amylopektynie, stanowią barierę dla działania beta-amylazy, rozkład tej frakcji skrobi jest inny: boczne łańcuchy są rozkładane przez beta-amylazę do maltozy, podobnie jak prosty łańcuch amylozy, po czym reakcja zatrzymuje się na rozgałęzionych wiązaniach 1,6. Powstaje więc nierozłożona, wielkocząsteczkowa dekstryna graniczna, która stanowi około 40-45% masy amylopektyny i wykazuje znaczną lepkość w roztworze i fioletową barwę kompleksu z jodem. Rozkładowi ulega ona dopiero przy łącznym działaniu obu enzymów, gdyż alfa-amylaza przeskakuje przez wiązania 1,6-alfa-, tworząc nowe, proste łańcuchy, które mogą już być rozkładane przez beta-amylazę.
Tak więc, w wyniku łącznego działania alfa- i beta-amylaz skrobia ulega hydrolizie do maltozy i izomaltozy, czyli -D-glukozylo-1 6-glukozy, oraz niewielkiej ilości wolnej glukozy.
Zarówno sok jelitowy, jak i ziarna zbóż zawierają również 1,4-alfa-glukozydazę i 1,6-alfa-glukozydazę (izomaltazę), enzymy te rozkładają wytworzone disacharydy do cząsteczek glukozy, która jest końcowym produktem rozkładu enzymatycznego skrobi. Najlepiej radzi sobie z amylopektyną (i glikogenem) glukoamylaza występująca w grzybach oraz u zwierząt.
Rozkłada ona zarówno wiązania 1,4-alfa-, jak i 1,6-alfa-glikozydowe i dlatego przy jej udziale amylopektyna i glikogen ulegają rozkładowi do glukozy.
Liczne grzyby nitkowate, bytujące w środowiskach bogatych w polisacharydy, są zdolne do syntezy i wydzielania znacznych ilości amylaz; jest to wykorzystywane przy technicznym ich otrzymywaniu.
Inną drogą pozwalającą uzyskać glukozę z częściowo zhydrolizowanej przez enzymy skrobi jest hydroliza kwaśna oligosacharydów. Szczególnie dogodne jako katalizatory są tzw. kationity mocno kwaśne. Są to zwykle kopolimery styrenu i dwuwinylobenzenu, zawierające grupy sulfonowe. Fragment żywicy można przedstawić wzorem:




Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

216 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 

Facebook

Gadżety

Sklep e-biotechnologia.pl
Tematyczne kubki, koszulki, bluzy etc.


Zapraszamy do sklepu

Na skróty

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Narodowe Centrum Nauki Narodowe Centrum Badań i Rozwoju Ośrodek Przetwarzania Informacji PAP - Nauka w Polsce Forum Akademickie Fundacja na rzecz Nauki Polskiej Wirtualna Biblioteka Nauki Scopus NCBI PubMed Nature Science Cell

 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u