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.
Właściwość | Amyloza | Amylopektyna |
Budowa cząsteczkowa | losowa | rozgałęziona |
Powinowactwo do jodu | 19-20% | <1% |
Przeciętna długość łańcucha | 1*1- 10 000 | 20-30 |
Stabilność roztworu wodnego | rerograduje | stabilny |
( 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.
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 |
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.
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%)
Autor: dr Marian Mączyński