Полисахариды крахмала

28.10.2014

В современной химии углеводов общепринятым является представление о крахмале, как о высокомолекулярном полимере, состоящем из молекул двух полисахаридов: амилозы и амилопектина, характеризующихся различными физико-химическими свойствами.
По проекту терминологии в области крахмала Международной организации по Стандартизации (ИСО/ТК93) амилоза характеризуется как «полисахаридный компонент крахмала, макромолекула которого имеет преимущественно линейную структуру», а амилопектин как «полисахаридный компонент крахмала/макромолекула которого имеет преимущественно разветвленную структуру».
Основные свойства полисахаридов крахмала приведены ниже.

К изложенному следует добавить, что в кипящей воде амилопектин образует вязкий клейстер, тогда как амилоза не обладает способностью давать вязкие растворы.
Одним из наиболее характерных свойств амилозы является ее способность образовывать комплексы с йодом, дающие синюю окраску. При этом происходит взаимодействие молекул йода с длинной цепочкой амилозы (хелатное соединение).
Количественные соотношения амилозы и амилопектина в крахмале зерновки злаков неоднократно исследовали. Методы разделения этих полимеров подробно изложены в соответствующих руководствах. Наиболее часто применяют способы, основанные на осаждении амилозы из раствора в виде комплексов с высшими спиртами. Наряду с этим широко используют также методы амперометрического титрования раствора амилозы, содержащего йод. Конечная точка титрования определяется по появлению в растворе свободного йода, что происходит, когда амилоза уже образовала комплекс с максимальным количеством йода, Недавно был предложен ускоренный (колориметрический) метод определения содержания амилозы в крахмале различных злаков, основанный на измерении интенсивности синего окрашивания раствора крахмала с йодом при длине волны Х=625 нм. Полученные этим методом результаты хорошо коррелируют с данными амперометрического титрования (коэффициент корреляции 0,993).
Содержание амилозы в крахмале зерна злаков приведено ниже.

Следует подчеркнуть резко пониженное содержание амилозы у так называемых восковидных сортов кукурузы, сорго, ячменя и риса. Вместе с тем имеются сорта кукурузы Опейк-2, у которых наличие специального гена (Amylose extender) обусловливает накопление в крахмале до 50% амилозы и соответствующее снижение содержания амилопектина.
По данным исследований лаборатории биохимии ВИР количество крахмала в зерновке видов тетра- и гексаплоидной пшеницы колеблется в пределах от 56 до 68%, содержание амилозы в крахмале — от 16 до 25% и амилопектина — от 75 до 84%.
Амилоза и амилопектин, подобно другим полимерным веществам, состоят из фракций различной молекулярной массы и могут быть разделены на эти фракции различными методами. Для характеристики крахмальных полисахаридов применяется величина степени полимеризации амилозы Pw, которая для крахмала пшеницы лежит в пределах 1000—2900, и средняя длина цепочки амилопектина Pn, лежащая в границах 17—25 единиц глюкозы.
Как показали исследования, в зерне крахмала всегда присутствуют вещества липидной природы, прочно связанные с ним, но они могут быть извлечены после клейстеризации или гидролиза крахмала. По-видимому, они связаны с крахмалом не ковалентными связями, а образуют с ним комплексы. Значительная часть этих липидов представлена фосфолипидами, именно лизолецитином. Обработкой крахмала такими полярными жидкостями, как кипящий метанол, удаляют только около половины фосфолипидов, общее количество которых в нем составляет около 0,45%, а после повторной обработки диоксаном в крахмале остается еще около 0,1 % фосфолипидов.