Амилоза - Amylose

Амилоза
Amylose2.svg
Имена
Название ИЮПАК
(1 → 4) -α- D- глюкопиранан
Идентификаторы
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.029.702 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Характеристики
Переменная
Молярная масса Переменная
Появление белый порошок
Нерастворимый
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
1
1
0
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Амилозы представляет собой полисахарид , изготовлен из альфа- D - глюкозы единиц, связаны друг с другом через & alpha ; (1 → 4) гликозидных связей . Это один из двух компонентов крахмала , составляющий примерно 20-30%. Из-за своей плотно упакованной спиральной структуры амилоза более устойчива к перевариванию, чем другие молекулы крахмала, и поэтому является важной формой устойчивого крахмала .

Состав

Амилоза А представляет собой параллельную двойную спираль линейных цепей глюкозы.

Амилоза состоит из α (1 → 4) связанных молекул глюкозы. Атомы углерода в глюкозе пронумерованы, начиная с альдегидного (C = O) углерода, поэтому в амилозе 1-углерод на одной молекуле глюкозы связан с 4-мя атомами следующей молекулы глюкозы (α (1 → 4 ) облигации). Структурная формула амилозы на фото справа. Число повторяющихся субъединиц глюкозы (n) обычно находится в диапазоне от 300 до 3000, но может достигать многих тысяч.

Существует три основных формы амилозных цепей. Он может существовать в неупорядоченной аморфной конформации или в двух различных спиральных формах. Он может связываться с самим собой по двойной спирали (форма A или B) или может связываться с другой гидрофобной молекулой-гостем, такой как йод , жирная кислота или ароматическое соединение . Это известно как V-форма, и именно так амилопектин связывается с амилозой с образованием крахмала . Внутри этой группы существует множество различных вариаций. Каждый обозначен буквой V, а затем нижним индексом, указывающим количество единиц глюкозы за ход. Наиболее распространенной является форма V 6 , которая содержит шесть единиц глюкозы за один ход. Также существуют формы V 8 и, возможно, V 7 . Они обеспечивают еще большее пространство для связывания гостевой молекулы.

Эта линейная структура может иметь некоторое вращение вокруг углов phi и psi , но по большей части связанные атомы кислорода в кольце глюкозы находятся на одной стороне структуры. Структура α (1 → 4) способствует образованию спиральной структуры, позволяя образовывать водородные связи между атомами кислорода, связанными с 2 атомами углерода одной молекулы глюкозы, и 3 атомами углерода следующей молекулы глюкозы.

Рентгеноструктурный анализ волокна в сочетании с компьютерным уточнением структуры обнаружил A-, B- и C- полиморфы амилозы. Каждая форма соответствует крахмальной форме A-, B- или C-. A- и B-структуры имеют разные спиральные кристаллические структуры и содержание воды, тогда как C-структура представляет собой смесь элементарных ячеек A и B, что приводит к промежуточной плотности упаковки между двумя формами.

Физические свойства

Поскольку длинные линейные цепи амилозы легче кристаллизуются, чем амилопектин (который имеет короткие, сильно разветвленные цепи), крахмал с высоким содержанием амилозы более устойчив к перевариванию. В отличие от амилопектина, амилоза не растворяется в холодной воде. Это также снижает кристалличность амилопектина и то, насколько легко вода проникает в крахмал. Чем выше содержание амилозы, тем меньше потенциал расширения и ниже прочность геля при той же концентрации крахмала. Частично этому можно противодействовать, увеличивая размер гранул.

Функция

Амилоза важна для хранения энергии в растениях. Он усваивается хуже, чем амилопектин ; однако из-за своей спиральной структуры он занимает меньше места по сравнению с амилопектином. В результате это предпочтительный крахмал для хранения в растениях. Он составляет около 30% крахмала, хранящегося в растениях, хотя конкретный процент зависит от вида и сорта.

Пищеварительный фермент α- амилаза отвечает за расщепление молекулы крахмала на мальтотриозу и мальтозу , которые могут использоваться в качестве источников энергии.

Амилоза также является важным загустителем, связующим для воды, стабилизатором эмульсии и желирующим агентом как в промышленности, так и в пищевой промышленности. Свободные спиральные цепи амилозы имеют гидрофобную внутреннюю часть, которая может связываться с гидрофобными молекулами, такими как липиды и ароматические соединения . Единственная проблема заключается в том, что, когда он кристаллизуется или объединяется, он может потерять некоторую стабильность, часто при этом выделяя воду ( синерезис ). Когда концентрация амилозы увеличивается, липкость геля уменьшается, но повышается твердость геля. Когда другие вещества, включая амилопектин, связываются с амилозой, это может повлиять на вязкость , но включение κ- каррагинана , альгината , ксантановой камеди или низкомолекулярных сахаров может уменьшить потерю стабильности. Способность связывать воду может добавлять вещества в пищу, возможно, служа заменой жира. Например, амилоза вызывает загустение белого соуса, но при охлаждении происходит некоторое разделение твердого вещества и воды. Амилоза известна своими хорошими пленкообразующими свойствами, поэтому она может иметь важное значение для упаковки пищевых продуктов. Превосходное пленкообразующее поведение амилозы было изучено еще в 1950-х годах. Пленки амилозы лучше как по барьерным свойствам, так и по механическим свойствам по сравнению с пленками амилопектина.

В лабораторных условиях он может действовать как маркер. Молекулы йода аккуратно вписываются в спиральную структуру амилозы, связываясь с полимером крахмала, который поглощает свет определенных длин волн . Следовательно, обычным тестом является йодный тест на крахмал. Смешайте крахмал с небольшим количеством желтого раствора йода. В присутствии амилозы будет наблюдаться сине-черный цвет. Интенсивность цвета можно проверить с помощью колориметра , используя красный фильтр для определения концентрации крахмала, присутствующего в растворе. Также можно использовать крахмал в качестве индикатора при титровании, включающем уменьшение содержания йода. Он также используется в магнитных шариках амилозы и смоле для отделения связывающего мальтозу белка.

Последние исследования

Разновидности риса с высоким содержанием амилозы , менее липкий длиннозерный рис, имеют гораздо более низкую гликемическую нагрузку , что может быть полезно для диабетиков .

Исследователи определили синтазу связанного крахмала (GBSS) как фермент, который специфически удлиняет амилозу во время биосинтеза крахмала в растениях. Восковый локус кукурузы кодирует белок GBSS. Мутанты, лишенные белка GBSS, продуцируют крахмал, содержащий только амилопектин , например, в восковой кукурузе . В листьях арабидопсиса для синтеза амилозы требуется еще один ген, кодирующий белок, направленный на крахмал (PTST), в дополнение к GBSS. Мутанты, лишенные какого-либо белка, производят крахмал без амилозы. Сорт ГМ-картофеля Амфлора, разработанный BASF Plant Science, не производит амилозу.

Смотрите также

  • Амфлора , генетически модифицированный картофель с низким содержанием амилозы (с высоким содержанием амилопектина)
  • Амиломаиз , кукурузный крахмал с высоким содержанием амилозы
  • Картофель Рюссет Бербанк , высокоамилозный сорт картофеля

использованная литература

внешние ссылки

  • Чжун, Фанг; Ёкояма, Уоллес; Ван, Цянь; Сапожник, Чарльз Ф (2006). «Рисовый крахмал, амилопектин и амилоза: молекулярный вес и растворимость в растворителях на основе диметилсульфоксида». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 54 (6): 2320–2326. DOI : 10.1021 / jf051918i . PMID  16536614 .