Definicja pojęcia:

skrobia

Skrobiasubstancja roślinna należąca do węglowodanów. Ten polisacharyd roślinny budowany jest wyłącznie przez mery glukozy połączone wiązaniami α-glikozydowymi. W przyrodzie skrobia pełni rolę polegającą na magazynowaniu energii, a w diecie człowieka jest jednym z głównych węglowodanów. W niektórych źródłach spotkać można pojęcie skrobi zwierzęcej (glikogen), czyli materiału zapasowego zwierząt.
  1. Występowanie skrobi
  2. Właściwości skrobi
  3. Rodzaje skrobi
  4. Zastosowanie skrobi

Występowanie skrobi

Skrobia występuje u roślin, gdzie magazynowana jest zarówno w podziemnych częściach roślin, takich jak bulwy, kłącze oraz w nadziemnych częściach roślin, takich jak: łodyga, liście, owoce, nasiona i ziarna zbóż (np. owies, pszenica, ryż, żyto). Wśród najbogatszych w ten polisacharyd zapasowy należy wymienić ziarna zbóż, bulwy manioku i ziemniaka oraz kukurydzę. W wymienionych organach roślin skrobia odkłada się jako ziarna (pod postacią gałeczek i granulek) o kształcie i wielkości charakterystycznym dla danego gatunku rośliny. Ich wielkość (średnica) wynosi od 0,5 µm do 100 µm.  Ponadto w zależności od pochodzenia skrobi jej ziarna posiadają różny wygląd i właściwości.
Biomolekuły skrobi (amylozy spiralnej), źródło: shutterstock

Właściwości skrobi

Skrobia w czystej postaci jest białą, semikrystaliczną substancją bez zapachu i smaku, która nie rozpuszcza się w zimnej wodzie, natomiast reaguje z gorącą tworząc kleik skrobiowy. Ponadto hydrolizuje wyłącznie na α-D-glukozę, przy czym nie jest jednorodnym chemicznie związkiem i składa się w rezultacie z dwóch frakcji: amylozy i amylopektyny.

Amyloza zbudowana jest z reszt glukozowych, które połączone są ze sobą atomami tlenu za pomocą wiązań α-1,4-glikozydydowych. Amyloza nie rozpuszcza się w zimnej wodzie, natomiast (prawdopodobnie z częściową degradacją) rozpuszcza się w wodzie gorącej.

Amylopektyna ma formę rozgałęzionego wielocukru i charakteryzuje się występowaniem dodatkowego wiązania α-1,6-glikozydowego (szacunkowa ich ilość to ok. 4%). W odróżnieniu do amylozy amylopektyna rozpuszcza się w zimnej wodzie, choć wymaga to jednak wcześniejszego uzyskania silnej dyspersji skrobi, np. poprzez zastosowanie dimetylosulfotlenku (modyfikacja chemiczna skrobi). Amylopektynę zawiera m.in. skrobia kukurydziana, ryżowa i ziemniaczana, lecz ze względu na to, że są to skrobie odmian woskowych to nie są rozpuszczalne w zimnej wodzie. Jednakże w przemyśle spożywczym oferowane są skrobie modyfikowane prekleikowane (kleik skrobiowy wysuszony za pomocą walców suszarniczych), co powoduje ich rozpuszczanie w zimnej wodzie. W zależności od pochodzenia skrobi zawartość amylozy może wynosić od 10% do nawet 38% przy czym resztę zawartości stanowią amylopektyny. Przykładowe zawartości amylozy to 28% w skrobi pszennej, 21% w skrobi ziemniaczanej, 28% w skrobi kukurydzianej, ale w przypadku skrobi kukurydzianej woskowej to 0%. Zależne od pochodzenia skrobi i jej frakcji jest także jej stopień polimeryzacji, przy czym masa molowa amylopektyny to 107–108 g/mol, a amylozy 105–106 g/mol.

W celu wykrycia skrobi stosuje się jodynę lub płyn Lugola (zawiera jod), natomiast jednoprocentowy roztwór wodny skrobi używany jest do wykrywania jodu cząsteczkowego.

Skrobia zawierając amylozę pod wpływem jodu przyjmuje niebieskofioletowe zabarwienie, natomiast skrobie zawierające wyłącznie amylopektynę brązowoczerwone. Zarówno stopień polimeryzacji (łańcuchy o n >200 charakteryzują się wysokim powinowactwem do wiązania jodu) jak i różnice w zdolności do wiązania jodu przed amylozę i amylopektynę, (kształtującą się na poziomie 20% dla amylozy i 0,2% dla amylopektyny) są czynnikami warunkującymi zdolności tych frakcji do wiązania jodu. Hydroliza kwasowa powoduje rozpad skrobi na coraz krótsze łańcuchy polisacharydowe, tworząc amylodekstryny, erytrodekstryny, achrodekstryny, maltozę i glukozę.
Skrobia ziemniaczana, fot. shutterstock

Rodzaje skrobi

Skrobię można również podzielić na cztery rodzaje pod względem jej oporności, wśród nich wymienia się frakcję skrobi która nie ulega strawieniu przez enzymy człowieka (skrobia oporna), jak również skrobię zmodyfikowaną. Skrobia oporna wytrąca się np. w ugotowanych i wystudzonych do zimna ziemniakach, kaszach, makaronach czy ryżu lub występuje np. w surowych bananach.

Podział skrobi według jej oporności jest następujący (resistant starch – RS):
  • Frakcja skrobi fizycznie niedostępna (RS1), występująca w nieuszkodzonych komórkach roślinnych, np. całych ziarnach zbóż. Jest odporna na działanie enzymów trawiennych (brak u człowieka enzymów rozkładających ścianę komórkową roślin), nie jest wchłaniana w jelicie cienkim i w związku z tym w formie niezmienionej przechodzi do jelita grubego. W jelicie grubym skrobia spełnia rolę pożywki (ulega fermentacji) dla pożytecznych drobnoustrojów jak również pełni wiele funkcji prozdrowotnych jak np. obniżanie poziomu cholesterolu i cukru we krwi, lepsze wchłanianie składników mineralnych z pożywienia oraz zmniejszenie ryzyka zachorowania na raka jelita grubego. Wśród głównych produktów fermentacji wymienić należy krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe takie jak: kwas izomasłowy, izowalerianowy, masłowy, octowy, propionowy i walerianowy.
  • Frakcja skrobi surowej (nieskleikowanej) (RS2) o ziarnach występujących w niektórych roślinach, np. w nasionach roślin strączkowych, surowych ziemniakach czy w niedojrzałych bananach.
  • Frakcja skrobi zretrogradowanej (RS3) powstaje w procesie podgrzania i następnie schłodzenia. W pierwszym etapie w wyniku obróbki cieplnej dochodzi do skleikowaniu skrobi (w tej formie skrobia zostać strawiona w układzie pokarmowym), a następnie wytrąca się w procesie retrogradacji. Taką frakcję skrobi można spotkać w ugotowanych i schłodzonych makaronie, ziemniakach i ryżu jak również w płatkach zbożowych i pieczywie.
  • Ostatnia frakcja obejmuje skrobię zmodyfikowaną chemicznie lub fizycznie (RS4). Skrobia zmodyfikowana znalazła szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Wykorzystywana jest przy produkcji leków na krzepliwość krwi lub jako materiał kapsułkujący leki, a także jako składniki do warstw światłoczułych, dodatki do płuczek wiertniczych, materiałów wiążących, wypełniaczy do tworzyw sztucznych czy sorbenty, nośniki składników pudrów i zasypek, zagęstniki, składniki klejów oraz past. Na skalę światową wykorzystuje się skrobię pszenną, kukurydzianą i ziemniaczaną.
Skrobia występuje też w surowych bananach, fot. shutterstock

Zastosowanie skrobi

Ze względu na swoje właściwości skrobia ma szerokie zastosowanie zarówno w postaci niemodyfikowanej jak modyfikowanej do zastosowań przemysłowych prowadzącym do uzyskania surowców dla różnych gałęzi przemysłu. Skrobia oraz jej niektóre pochodne (skrobie modyfikowane jak np. estry) są wykorzystywane głównie w przemyśle spożywczym, papierniczym i fotograficznym. W tych trzech gałęziach przemysłu wykorzystuje się 90% zasobów skrobi zużywanych przez Unię Europejską. Inne gałęzie przemysłu jak np. przemysł włókienniczy, tekstylny i kosmetyczny wykorzystują skrobię i jej pochodne w mniejszym stopniu np. do produkcji klejów. Krochmal (kleik skrobiowy, koloidalny roztwór skrobi) ma powszechne zastosowanie, powstaje na skutek absorbcji wody przez ziarna skrobiowe. Pęcznienie ziaren powoduje z kolei rozerwanie międzycząsteczkowych wiązań wodorowych skrobi czego konsekwencją jest wypływ amylozy amylopektyny z ziaren skrobi. Uzyskanie kleiku skrobiowego jest czynnością prostą, gdzie wymagane jest podgrzanie wodnej zawiesiny skrobi do odpowiedniej temperatury, zależnej od pochodzenia i modyfikacji skrobi (dla skrobi ziemniaczanej ta temperatura wynosi 65 °C).

Bibliografia

  1. Dąbrowski M., Stachowski A.H. (red.). 2001. ; “Popularna encyklopedia powszechna. ”; Fogra Oficyna Wydawnicza, Kraków.;
  2. Fuentes-Zaragoza E., Riquelme-Navarrete M.J., Sánchez-Zapata E., Pérez-Álvarez J.A. 2010. ; “Resistant starch as functional ingredient: A review,”; Food Research International 43: 931–942;
  3. Green M.M., Blankenhorn G., Hart H. 1975.; “Which starch fraction is water-soluble, amylose or amylopectin? ”; Journal of Chemical Education 52 (11): 729–730.;
  4. Haralampu S.G. 2000. ; “Resistant starch – a review of the physical properties and biological impact of RS3, ”; Carbohydrate Polymers 41: 285–292.;
  5. Le Thanh-Blicharz J., Lubiewski Z., Voelkel E., Lewandowicz G. 2011. ; “Ocena właściwości reologicznych handlowych skrobi naturalnych”; Żywność: nauka – technologia – jakość 3 (76): 53–65.;
  6. Leszczyński W. 2004. ; “Skrobia – surowiec przemysłowy, budowa i właściwości. ”; Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 500: 69–98;
  7. Pedersen J.F., Bean S.R., Funnell D.L., Graybosch R.A. 2004. ; “Rapid Iodine Staining Techniques for Identifying the Waxy Phenotype in Sorghum Grain and Waxy Genotype in Sorghum Pollen. ”; Crop Science 44: 764–767;
  8. Piecyk M., Cichocka J., Worobiej E. 2016. ; “Ocena wiedzy konsumentów na temat skrobi opornej, ”; Bromatologia. Chemia. Toksykologia 49 (3): 598-603.;
  9. Tegge G. 2010. ; “Skrobia i jej pochodne. Polskie ”; Towarzystwo Technologów Żywności, Oddział Małopolski, Kraków.;
  10. Walkowski A., Lewandowicz G. 2004. ; “Skrobie modyfikowane. Właściwości technologiczne i zakres stosowania. ”; Przemysł Spożywczy 5: 49–51.;
  11. Yuryev V.P., Tomasik P., Ruck H. (red.). 2004. Starch. ; “From starch containing Sources to Isolation of Starches and Their Applications, ”; Nova Science Publishers Incorporation, New York.;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 4.8
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź
Pasaż zakupowy