Budowa i właściwości fizykochemiczne skrobi

Autor: dr Marian Mączyński

Skrobia jest polisacharydem pełniącym rolę materiału zapasowego roślin. Jest ona odkładana w postaci ziaren których wielkość i kształt zależy od rodzaju rośliny. Ziarna skrobi zbudowane są z warstw złożonych z dużych krystalicznych agregatów zwanych trichidami, biegnących od zewnętrznej do środkowej części ziarna. Obok tych agregatów krystalicznych w ziarnie znajdują się jeszcze struktury amorficzne.

Struktury krystaliczne ziarna skrobiowego są tworzone przez makrocząsteczki skrobi o budowie rozgałęzionej-amylopektynę, natomiast fazę amorficzną tworzy amyloza-makrocząsteczki o budowie liniowej. Najczęściej zawartość amylozy w skrobi wynosi 15- 25 % , amylopektyny 75-85%. Znane są również rośliny tzw. odmian woskowych zawierających prawie wyłącznie amylopektynę. Dotyczy to głównie kukurydzy, ryżu i jęczmienia, a ostatnio wyhodowano również przy pomocy inżynierii genetycznej amylopektynową odmianę ziemniaka. Występują także skrobie wysokoamylozowe zawierające do 75 % amylozy. Ponieważ amyloza i amylopektytna różnią się znacznie wieloma istotnymi cechami ich zawartość określa właściwości fizykochemiczne oraz przydatność technologiczną skrobi. Regularnie ułożone w ziarnie skrobiowym cząsteczki amylopektyny po skiełkowaniu, czyli przejściu do roztworu wodnego, ulegają solwatacji.

Wskutek nieregularnej budowy cząsteczkowej nie mają zdolności tworzenia  wewnątrz- i międzycząsteczkowych wiązań wodorowych i tworzą trwałe klarowne roztwory. Nieregularnie ułożone w ziarnie skrobiowym liniowe cząsteczki amylozy w roztworze wodnym przejawiają tendencję do tworzenia większych agregatów wskutek oddziaływań wewnątrz-  i międzycząsteczkowych. Mimo więc, że amyloza posiada niską masę cząsteczkową, wykazuje tendencję do wytrącania się z roztworu, a jego wizualnym przejawem jest mętnienie kleików skrobiowych.

                        Porównanie właściwości amylozy i amylopektyny

 Właściwość     Amyloza  Amylopektyna
 Budowa cząsteczkowa  losowa  rozgałęziona
 Powinowactwo do jodu  19-20%   <1%
 Przeciętna długość łańcucha  1*1- 10 000  20-30
 Stopień polimeryzacji  1«- 10 000  10 000- 100 000
 Stabilność roztworu wodnego  rerograduje  stabilny

Skrobie różnego pochodzenia różnią się między sobą właściwościami fizykochemicznymi i
związaną z tym przydatnością technologiczną

                         Właściwości skrobi różnego pochodzenia

                                       ( wartości średnie )

  skrobia ziemniaczana skrobia kukurydziana skrobia pszenna skrobia topikowa
 Wilgotność ( % )  19  13  13  13
 Zawartość tłuszczu (%/s.m.)  0.05  0.7  0.8  0.1
 Zawartość białka  (%/s.m..)  0.06  0.35  0.4  0.1
 Popiół (% /s.m.)  0.4  0.1  0.2  0.2
 Fosfor (% /s.m.)  0.08  0.02  0.06  0.01
 Zawartość amylozy
 (% /s.m.)
 21  28  28  17
 Zawartość amylopektyny (% /s.m.)  79  72  72  83
 Stopień polimeryzacji
 cząsteczki skrobi    
 14000  3000  3000  18000

Ziarenka skrobiowe w zasadzie nie rozpuszczają się w wodzie. Jeśli jednak skrobie rozmiesza się  z wodą i taką zawiesinę wodną ogrzeje to w zakresie temperatur 37-58 °C ziarenka zaczynają pęcznieć, a ogrzewane dalej kleikują, tzn. rozlewają się i w końcu w pewnej oznaczonej temperaturze ( od 55-67° C , w zaleŜności od pochodzenia ) dają jednolity lekko opalizujący kleik odznaczający się wysoką lepkością.

             Charakterystyka kiełkowania różnych gatunków skrobi

  skrobia ziemniaczana skrobia kukurydziana skrobia pszenna skrobia tapiokowa
Początek wyraźnego pęczenia ° C  46,2  50,0  50,0  47,3
Początek kiełkowania ° C  58,7  55,0  65,0  59,4
Temperatura pełnego kiełkowania ° C  60-65  75-80  80-85  65-70
Maksymalna lepkość ° B (roztwór 5%)  3000  600  300  1000

W procesie kiełkowania nie biorą udziału wszystkie ziarenka skrobiowe jednocześnie, lecz
ziarna różnej wielkości kleikują w różnych temperaturach. Najpierw tracą swą strukturę ziarna duże, zaś ziarna małe są najbardziej oporne pod tym względem. Z tego powodu mówi się najczęściej nie o temperaturze kiełkowania ale o zakresie temperatury kleikowania. Ten zakres temperatury jest charakterystyczny dla każdego rodzaju skrobi.


Przebieg procesu kiełkowania skrobi różnego pochodzenia na aparacie Brabendera ( roztwory 5%)

Właściwości skrobi różnego pochodzenia.

© 2009 Mysak Group Sp. z o.o. Spółka komandytowa