Το άμυλο ονομάζεται πολυσακχαρίτης. Αυτό σημαίνει ότι αποτελείται από μονοσακχαρίτες συνδεδεμένους σε μακριές αλυσίδες. Στην πραγματικότητα, είναι ένα μείγμα δύο διαφορετικών πολυμερών ουσιών: το άμυλο αποτελείται από αμυλόζη και αμυλοπηκτίνη. Το μονομερές και στις δύο αλυσίδες είναι ένα μόριο γλυκόζης, ωστόσο, διαφέρουν σημαντικά ως προς τη δομή και τις ιδιότητες.
Σύνολο squad
Όπως ήδη αναφέρθηκε, τόσο η αμυλόζη όσο και η αμυλοπηκτίνη είναι πολυμερή της άλφα-γλυκόζης. Η διαφορά έγκειται στο γεγονός ότι το μόριο αμυλόζης έχει γραμμική δομή και η αμυλοπηκτίνη είναι διακλαδισμένη. Το πρώτο είναι ένα διαλυτό κλάσμα αμύλου, η αμυλοπηκτίνη όχι, και γενικά, το άμυλο στο νερό είναι ένα κολλοειδές διάλυμα (sol), στο οποίο το διαλυμένο μέρος της ουσίας βρίσκεται σε ισορροπία με το αδιάλυτο.
Εδώ, για σύγκριση, δίνονται οι γενικοί δομικοί τύποι της αμυλόζης και της αμυλοπηκτίνης.
Η αμυλόζη είναι διαλυτή λόγω του σχηματισμού μικκυλίων - αυτά είναι πολλά μόρια συναρμολογημένα μεταξύ τους με τέτοιο τρόπο ώστε τα υδρόφοβα άκρα τους να είναι κρυμμένα μέσα και τα υδρόφιλα άκρα τους κρυμμένα έξω για επαφή με το νερό. Βρίσκονται σε ισορροπία με μόρια που δεν συναρμολογούνται σε τέτοια συσσωματώματα.
Η αμυλοπηκτίνη είναι επίσης ικανή να σχηματίζει μικκυλιακά διαλύματα, αλλά σε πολύ μικρότερο βαθμό, και επομένως πρακτικά αδιάλυτη σε κρύο νερό.
Η αμυλόζη και η αμυλοπηκτίνη στο άμυλο βρίσκονται σε αναλογία περίπου 20% της πρώτης προς 80% της δεύτερης. Αυτός ο δείκτης εξαρτάται από τον τρόπο λήψης του (σε διαφορετικά φυτά που περιέχουν άμυλο, τα ποσοστά είναι επίσης διαφορετικά).
Όπως ήδη αναφέρθηκε, μόνο η αμυλόζη μπορεί να διαλυθεί σε κρύο νερό, και ακόμη και τότε μόνο εν μέρει, αλλά στο ζεστό νερό σχηματίζεται μια πάστα από άμυλο - μια περισσότερο ή λιγότερο ομοιογενής κολλώδης μάζα διογκωμένων μεμονωμένων κόκκων αμύλου.
Αμυλόζη
Η
Αμυλόζη αποτελείται από μόρια γλυκόζης συνδεδεμένα μεταξύ τους με 1 δεσμούς 4-υδροξυλίου. Είναι ένα μακρύ, μη διακλαδισμένο πολυμερές με μέσο όρο 200 μεμονωμένα μόρια γλυκόζης.
Σε άμυλο, η αλυσίδα της αμυλόζης είναι τυλιγμένη: η διάμετρος των "παραθύρων" σε αυτήν είναι περίπου 0,5 νανόμετρα. Χάρη σε αυτά, η αμυλόζη είναι σε θέση να σχηματίζει σύμπλοκα, ενώσεις-εγκλείσεις τύπου "επισκέπτης-ξενιστής". Η γνωστή αντίδραση του αμύλου με το ιώδιο ανήκει σε αυτούς: το μόριο αμυλόζης είναι ο «ξενιστής», το μόριο ιωδίου είναι ο «επισκέπτης», τοποθετημένος μέσα στην έλικα. Το σύμπλεγμα έχει έντονο μπλε χρώμα και χρησιμοποιείται για την ανίχνευση ιωδίου και αμύλου.
Σε διαφορετικά φυτά, το ποσοστό αμυλόζης στο άμυλο μπορεί να ποικίλλει. Στο σιτάρι και το καλαμπόκι, είναι τυπικό 19-24% κατά βάρος. Το άμυλο ρυζιού περιέχει 17% από αυτό και μόνο αμυλόζη υπάρχει στο άμυλο μήλου - 100% κλάσμα μάζας.
Στην πάστα, η αμυλόζη αποτελεί το διαλυτό μέρος, και αυτό χρησιμοποιείται σεαναλυτική χημεία για το διαχωρισμό του αμύλου σε κλάσματα. Ένας άλλος τρόπος, η κλασμάτωση αμύλου είναι η καταβύθιση της αμυλόζης με τη μορφή συμπλοκών με βουτανόλη ή θυμόλη σε βραστά διαλύματα με νερό ή διμεθυλοσουλφοξείδιο. Η χρωματογραφία μπορεί να χρησιμοποιήσει την ιδιότητα της αμυλόζης να προσροφάται στην κυτταρίνη (παρουσία ουρίας και αιθανόλης).
Αμυλοπηκτίνη
Το
Το άμυλο έχει διακλαδισμένη δομή. Αυτό επιτυγχάνεται λόγω του γεγονότος ότι, εκτός από τους δεσμούς 1 και 4-υδροξυλίου, τα μόρια γλυκόζης σε αυτό σχηματίζουν επίσης δεσμούς στην 6η ομάδα αλκοόλης. Κάθε τέτοιος «τρίτος» δεσμός στο μόριο είναι ένας νέος κλάδος στην αλυσίδα. Η γενική δομή της αμυλοπηκτίνης μοιάζει με μια δέσμη στην εμφάνιση, το μακρομόριο ως σύνολο υπάρχει με τη μορφή σφαιρικής δομής. Ο αριθμός των μονομερών σε αυτό είναι περίπου ίσος με 6000 και το μοριακό βάρος ενός μορίου αμυλοπηκτίνης είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό της αμυλόζης.
Η αμυλοπηκτίνη σχηματίζει επίσης μια ένωση εγκλεισμού (clathrate) με ιώδιο. Μόνο σε αυτή την περίπτωση το σύμπλεγμα χρωματίζεται σε κόκκινο-ιώδες (πιο κοντά στο κόκκινο) χρώμα.
Χημικές ιδιότητες
Οι χημικές ιδιότητες της αμυλόζης και της αμυλοπηκτίνης, εκτός από τις αλληλεπιδράσεις με το ιώδιο που έχουν ήδη συζητηθεί, είναι ακριβώς οι ίδιες. Μπορούν να χωριστούν υπό όρους σε δύο μέρη: αντιδράσεις χαρακτηριστικές της γλυκόζης, δηλαδή που συμβαίνουν με κάθε μονομερές χωριστά, και αντιδράσεις που επηρεάζουν τους δεσμούς μεταξύ μονομερών, όπως η υδρόλυση. Επομένως, περαιτέρω θα μιλήσουμε για τις χημικές ιδιότητες του αμύλου ως μείγματος αμυλόζης και αμυλοπηκτίνης.
Άμυλοαναφέρεται σε μη αναγωγικά σάκχαρα: όλα τα γλυκοσιδικά υδροξύλια (ομάδα υδροξυλίου στο 1ο άτομο άνθρακα) συμμετέχουν σε διαμοριακούς δεσμούς και επομένως δεν μπορούν να υπάρχουν σε αντιδράσεις οξείδωσης (για παράδειγμα, δοκιμή Tollens - μια ποιοτική αντίδραση για μια ομάδα αλδεΰδων ή αλληλεπίδραση με Felling's αντιδραστήριο - πρόσφατα καταβυθισμένο υδροξείδιο του χαλκού). Διατηρημένα γλυκοσιδικά υδροξύλια, φυσικά, είναι διαθέσιμα (στο ένα άκρο της αλυσίδας του πολυμερούς), αλλά σε μικρές ποσότητες και δεν επηρεάζουν τις ιδιότητες της ουσίας.
Ωστόσο, ακριβώς όπως τα μεμονωμένα μόρια γλυκόζης, το άμυλο μπορεί να σχηματίσει εστέρες με τη βοήθεια υδροξυλομάδων που δεν εμπλέκονται στους δεσμούς μεταξύ μονομερών: μπορούν να «κρεμαστούν» με μια μεθυλομάδα, ένα υπόλειμμα οξικού οξέος, και ούτω καθεξής.
Επίσης, το άμυλο μπορεί να οξειδωθεί με ιώδιο (HIO4) σε διαλδεΰδη.
Η υδρόλυση του αμύλου είναι δύο τύπων: ενζυματική και όξινη. Η υδρόλυση με τη βοήθεια ενζύμων ανήκει στον τομέα της βιοχημείας. Το ένζυμο αμυλάση διασπά το άμυλο σε μικρότερες πολυμερείς αλυσίδες γλυκόζης - δεξτρίνης. Η όξινη υδρόλυση του αμύλου ολοκληρώνεται παρουσία, για παράδειγμα, θειικού οξέος: το άμυλο διασπάται αμέσως στο μονομερές - γλυκόζη.
Στην άγρια ζωή
Στη βιολογία, το άμυλο είναι κατά κύριο λόγο ένας σύνθετος υδατάνθρακας και επομένως χρησιμοποιείται από τα φυτά ως τρόπος αποθήκευσης θρεπτικών συστατικών. Σχηματίζεται κατά τη φωτοσύνθεση (στην αρχή με τη μορφή μεμονωμένων μορίων γλυκόζης) και εναποτίθεται σε φυτικά κύτταρα με τη μορφή κόκκων - σε σπόρους, κόνδυλους, ριζώματα κ.λπ. (θα χρησιμοποιηθεί αργότερα ως«αποθήκη τροφίμων» με νέα έμβρυα). Μερικές φορές το άμυλο βρίσκεται στους μίσχους (για παράδειγμα, η παλάμη sago έχει αλευρώδη αμυλώδη πυρήνα) ή τα φύλλα.
Στο ανθρώπινο σώμα
Το άμυλο στη σύνθεση της τροφής εισέρχεται πρώτο στη στοματική κοιλότητα. Εκεί, ένα ένζυμο που περιέχεται στο σάλιο (αμυλάση) διασπά τις πολυμερείς αλυσίδες της αμυλόζης και της αμυλοπηκτίνης, μετατρέποντας τα μόρια σε βραχύτερες - ολιγοσακχαρίτες, μετά τα διασπά και τελικά παραμένει η μαλτόζη - ένας δισακχαρίτης που αποτελείται από δύο μόρια γλυκόζης..
Η μαλτόζη διασπάται από τη μαλτάση σε γλυκόζη, έναν μονοσακχαρίτη. Και ήδη η γλυκόζη χρησιμοποιείται από τον οργανισμό ως πηγή ενέργειας.
