Ciljevi lekcije:
- proučavanje strukture makromolekula škroba, fizikalnih i kemijskih svojstava i uporabe škroba;
- razvoj praktičnih vještina, sposobnost uspoređivanja i isticanja glavnih značajki u strukturi i svojstvima;
- razvoj kognitivni interes, komunikativne kvalitete;
- odgoj pozitivnog interesa, spoznaje i kulture umnog rada.
Vrsta lekcije: Učenje novog gradiva.
Vrsta lekcije: Kombinirana lekcija.
Metode
- učenje: demonstrativna, dijaloška;
- nastava: programibilno, objašnjeno;
- učenja: praktični, djelomično istraživački.
Oprema za nastavu: udžbenik "Organska kemija" izd. I.I. Novoshinsky, video projektor, interaktivna ploča, računalo, multimedijski program, uzorak škroba, voda, jod, epruvete, stalci za epruvete.
Tijekom nastave
I. Organizacijski dio.
II. Provjera domaće zadaće.
III. Proučavanje nastavnog materijala prema planu uz korištenje prezentacije.
Plan učenja:
- Struktura molekule škroba.
- fizikalna svojstva.
- Pronalaženje u prirodi.
- Kemijska svojstva.
- poput škroba hranjiva.
- Primjena škroba.
1. Struktura makromolekula škroba
(demonstracija slajdova "Struktura molekule škroba")
Škrob je prirodni polimer, njegova molekulska formula je (C 6 H 10 O 5) P. Istraživanja su pokazala da je škrob proizvod koji se sastoji od dvije polimerne tvari: amiloze topive u vodi (20%) i amilopektina netopivog u vodi (80%).
Škrob nastaje kao rezultat fotosinteze kada se apsorbira energija sunčevog zračenja.
Najprije se sintetizira glukoza:
6CO 2 + 6H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2
P C 6 H 12 O 6 \u003d (C 6 H 10 O 5) P + P H 2 O
Makromolekule škroba su različite po veličini i strukturi: broj jedinica C 6 H 10 O 5 u sastavu je različit, stoga njihova molekularna težina nije ista. Znanstvenici su uspjeli dokazati da se makromolekule škroba sastoje od ostataka cikličkih molekula α-glukoze.
2. Fizička svojstva (demonstracija uzorka škroba)
Škrob je bijeli prah netopiv u vodi, koji se nalazi u obliku zrna, čiji su oblik i veličina karakteristični za svaki biljni rod. U hladna voda bubri i stvara gel. U Vruća voda tvori koloidnu otopinu – pastu. Ova svojstva škroba određuju područja njegove primjene (demonstracija slajdova "Fizička svojstva").
3. Biti u prirodi.
Škrob je jedan od najvažnijih nutrijenata za ljude. Škrob je izuzetno čest u biljnom carstvu. Za razne biljke je rezervni hranjivi materijal i nalazi se uglavnom u plodovima, sjemenkama i gomoljima. Krumpir sadrži oko 24% škroba, zrna pšenice i kukuruza - oko 72-75%, riža - oko 86% (demonstracija slajdova "Pronalaženje u prirodi").
4. Kemijska svojstva.
a) Hidroliza škroba
(C6H10O5) P + P H2O = P C6H12O6 ( Prilog 3)
b) Kvalitativna reakcija škroba s jodom
(laboratorijsko iskustvo ili računalni eksperiment)
(slide show "Kemijska svojstva").
5. Škrob kao hranjiva tvar (učeničke poruke).
Za ljudsko tijelo, škrob je glavni dobavljač ugljikohidrata - jedan od kritične komponente hrana. Pod djelovanjem enzima škrob se hidrolizira u glukozu, koja se u stanicama oksidira u ugljični dioksid i vodu uz oslobađanje energije potrebne za funkcioniranje živog organizma. Od hrane najveći brojškrob se nalazi u kruhu, tjestenini i drugim proizvodima od brašna, žitaricama, krumpiru.
6. Korištenje škroba (učeničke poruke).
U značajnim količinama škrob se prerađuje u dekstrine, melasu i glukozu, koristi se u Industrija hrane. Prehrambeni alkohol, mliječna kiselina i drugi dobivaju se iz produkata hidrolize. vrijedne proizvode. Škrob se koristi kao ljepilo, koristi se za završnu obradu tkanina, u medicini se pripremaju neke masti i praškovi na bazi škroba.
IV. Konsolidacija proučenog gradiva (demonstracija slajdova "Pitanja").
1. Napišite reakcijske jednadžbe za proizvodnju mliječne kiseline na bazi škroba:
Kako se zovu reakcije 1 i 2?
2. Sok od zelene jabuke reagira s jodom. Sok zrele jabuke obnavlja otopinu amonijaka srebrnog oksida. Kako objasniti ove pojave?
3 Provjera znanja na testovima ( Dodatak 4)
V. Sažetak lekcije.
Bibliografija korištenih izvora:
- Ugrinovich N.D. Informatika i Informacijska tehnologija. – M.: laboratorij osnovno znanje, 2002.
- Kiselev S.V., Kuranov V.P. Operater računala. - M.: IPRO, Izdavački centar "Akademija", 2000.
- Obrazovno elektroničko izdanje "Kemija" (8.-11. razred) "Virtualni laboratorij", laboratorij multimedijskih sustava, MarSTU, 2004.
- multimedija tutorial novi uzorak, izdavačka kuća "Prosvjeta", 2004.
- Novoshinsky I.I. Organska kemija. - Moskva, ruska riječ, 2009.
Škrob, glavne rezervne biljke; akumulira se u obliku zrna u stanicama sjemena, lukovica, gomolja, kao i u listovima i stabljikama. Bezbojna amorfna tvar, netopiva u hladnoj vodi, u vrućoj vodi tvori pastu; [a] D od +180 do +210°. Zrna škroba sadrže 98-99,5% polisaharida i 0,5-2% neugljikohidratnih komponenti (uključujući elemente pepela).
Škrob je mješavina linearnih (amiloza) i razgranatih (amilopektin) polisaharida. Amiloza je izgrađena uglavnom od ostataka a-D-glukopiranoze s vezama 1:4. Ovisno o vrsti biljke, molarna masa amiloze kreće se od 150 tisuća (rižin, kukuruzni škrob) do 500 tisuća (krumpirov škrob).
Molekule amilopektina su jako razgranate i sastoje se od fragmenata amiloze (oko 20 monosaharidnih ostataka) međusobno povezanih ali-1:6-vezice. Molarna masa 10 6 -10 9 . U strukturi amilopektina razlikuje se središnji lanac s više od 60 karika, koji nosi ostatak sa slobodnim. reducirajuća skupina, kratki lanci od 15-20 ostataka (S-lanci) smješteni na periferiji molekule i unutar nje, te dugi (škrob 45 karika) L-lanci (vidi rižu). Struktura amilopektina je bliska. U amilopektinu, kao i amilozi, tvori micelarne otopine.
Omjer amiloze i amilopektina u škrobu ovisi o vrsti biljke i stupnju njezina razvoja. U prosjeku škrob sadrži 15-25% amiloze i 75-86% amilopektina; kao rezultat selekcije identificirane su biljne sorte čiji je škrob obogaćen jednim od polisaharida. Frakcioniranje škroba u amilozu i amilopektin provodi se selektivnom ekstrakcijom amiloze, Vruća voda iz škrobnih zrnaca ili u obliku kompleksa sa ili nakon škroba u kipućoj vodi ili DMSO. U metodama kromatografskog odvajanja koristi se sposobnost amiloze da se aktivira u prisutnosti etanola i, kao i preferencijalno vezanje amilopektina na tip kon-kanavalina A.
Neke vrste škroba također sadrže amilozu niske molekularne ("nenormalne") sa značajnom količinom grananja ili amilopektin niske molekularne težine s 13-15 jedinica (fitoglikogen).
Poznato je da brojne (uglavnom amilaze) kataliziraju hidrolizu škroba. Selektivna hidroliza α-1:6 veza za škrob može se provesti pod djelovanjem izoamilaze i pululanaze. Pod djelovanjem transglukozilaza nekih bakterija škrob se pretvara u cikličke α-cikloamiloze (ciklodekstrine).
Kvantitativno se škrob i njegove komponente određuju gravimetrijski (precipitacija jodom), amlerometrijskom i potenciometrijskom titracijom, spektrofotometrijski (kompleksi s jodom), kao i kiselinskom i enzimskom hidrolizom. U potonjim slučajevima, rezultirajuća glukoza se određuje kem. ili enzimske metode.
Biosintezu škroba u biljkama provode glukoziltransferaze, koje prenose ostatke s molekula nukleozid difosfat glukoze u rastuće lance uz stvaranje a-1:4 veza, te enzim razgranatosti koji linearne ciljeve preuređuje u razgranate. Škrob koji se nakuplja u lišću brzo se pretvara u saharozu, koja s listova prelazi u sjemenke, gomolje i lukovice, gdje se saharoza ponovno pretvara u škrob koji se dugo čuva. Razgradnja škroba u biljkama odvija se pod djelovanjem fosforilaze (fosforoliza škroba) i hidrolitičkih enzima. Ljudske potrebe za ugljikohidratima pokrivaju se uglavnom škrobom koji se nalazi u biljnoj hrani - kruhu, krumpiru, žitaricama itd.
U industrijskim razmjerima škrob se dobiva uglavnom iz krumpira i kukuruza, u manjoj mjeri - iz riže, pšenice, batata, sago palme, sirka i drugih biljaka. Od usitnjenih sirovina, nakon ispiranja škroba vodom, odvajanja otpada i taloženja škroba iz tekućine za pranje (škrobnog mlijeka) u centrifugi, dobiva se sirovi škrob s udjelom vlage do 36%; nakon pročišćavanja od proteina, lipida i drugih tvari, dehidrira se i suši do 20% vlage (čisti škrob).
Škrob se koristi u prehrambenoj industriji kao zgušnjivači i sredstva za želiranje; u biotehnologiji - za proizvodnju melase, raznih dekstrina (maltin, cikloamiloza) i glukoze; u industriji fermentacije - kao sirovina za proizvodnju etilnih i butilnih alkohola, acetona, glukonske, limunske i mliječne kiseline, glicerina i drugih. Škrob se također koristi kao ljepila, u mikrobiološkim medijima u proizvodnji enzima, antibiotika, vitamina i drugih bioloških proizvoda, koristi se za dimenzioniranje tkanina i papira, stvarajući amilozne polimerne filmove koji su lako biorazgradivi.
Koristi se i modificirani škrob koji se dobiva odgovarajućom tehnološkom ili kemijskom preradom čistog škroba - u tekstilnoj i papirnoj industriji škrob alkil derivati - kao ljepila i plastifikatori. Obim svjetske proizvodnje škroba je oko 20 milijuna tona godišnje.
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Upotrijebite obrazac u nastavku
Studenti, diplomski studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam jako zahvalni.
Hostirano na http://www.allbest.ru/
Ministarstvo obrazovanja Ruske Federacije
izvješće
disciplina: "kemija"
na temu: "škrob"
Završio: Učenik 10 ćelija. B
Nečin Evgenij
Krasnojarsk - 1998
Škrob se sastoji od 2 polisaharida - amiloze i amilopektina, nastalih od ostataka glukoze. Eksperimentalno je dokazano da kemijska formulaškrob (C6H10O5)n. Utvrđeno je da se škrob ne sastoji samo od linearnih molekula, već i od molekula razgranate strukture. To objašnjava zrnastu strukturu škroba. Akumulira se u obliku zrna, uglavnom u stanicama sjemena, lukovica, gomolja, kao i u listovima i stabljikama. škrob - bijeli prah, netopiv u hladnoj vodi. U vrućoj vodi bubri i stvara pastu.
Škrob se najčešće dobiva iz krumpira. Da biste to učinili, krumpir se drobi, ispere vodom i pumpa u velike posude, gdje se taloži. Dobiveni škrob se ponovno ispere s vodom, taloži i osuši u struji toplog zraka.
Škrob - glavni dio esencijalni proizvodi ishrana: brašno (75-80%), krumpir (25%), sago itd. Energetska vrijednost oko 16,8 kJ/g.
To je vrijedan prehrambeni proizvod. Kako bi se olakšala njegova apsorpcija, izložena je hrana koja sadrži škrob visoka temperatura, odnosno krumpir se kuha, kruh peče. U tim uvjetima dolazi do djelomične hidrolize škroba, te nastaju dekstrini topivi u vodi. Dekstrini u probavni trakt podvrgnuti daljnjoj hidrolizi do glukoze, koju tijelo apsorbira. Višak glukoze pretvara se u glikogen (životinjski škrob). Sastav glikogena je isti kao i škrob - (C6H10O5) n, ali su njegove molekule razgranatije. Posebno puno glikogena nalazi se u jetri (do 10%). U tijelu je glikogen rezervna tvar koja se pretvara u glukozu dok se troši u stanicama.
U industriji se škrob hidrolizira u melasu i glukozu. Da biste to učinili, zagrijava se s razrijeđenom sumpornom kiselinom, čiji se višak zatim neutralizira kredom. Nastali talog kalcijevog sulfata se odfiltrira, otopina se ispari i glukoza se izolira. Ako hidroliza škroba nije završena, tada nastaje mješavina dekstrina s glukozom - melasa, koja se koristi u konditorskoj industriji. Dekstrini dobiveni uz pomoć škroba koriste se kao ljepilo, za zgušnjavanje boja pri crtanju uzoraka na tkanini.
Škrob se koristi za škrobljenje odjeće. Pod vrućim željezom dolazi do djelomične hidrolize škroba i on se pretvara u dekstrine. Potonji tvore gusti film na tkanini, koji tkanini daje sjaj i štiti je od onečišćenja.
Škrob i njegovi derivati također se koriste u proizvodnji papira, tekstila, ljevaonici i drugim industrijama, kao i u farmaceutskoj industriji.
industrija hidrolize škroba glikogen
Bibliografija
1. Kemija: Organska kemija: Obrazovno izdanje za 10 stanica. prosječno škola - Moskva, Prosvjeta, 1993.
2. Sovjetski enciklopedijski rječnik, CH. izd. prijepodne Prohorov - Moskva, Sovjetska enciklopedija, 1989.
3. Kemija: Referentni vodič, pogl. izd. N.R. Liberman - Sankt Peterburg, izdavačka kuća "Kemija", 1975.
Hostirano na Allbest.ru
...Slični dokumenti
Sastav, formula, kemijska i fizikalna svojstvaškroba i celuloze. Proces hidrolize glukoze. Upotreba škroba u kuhanju. Opis i primjena celuloze u industriji. Proces stvaranja celuloze u prirodi, struktura njezinih lanaca.
prezentacija, dodano 01.02.2012
Usporedba svojstava polisaharida na primjeru molekula škroba i celuloze. Značajke strukture škroba i celuloze. Kućne mini studije: određivanje škroba u prehrambenim proizvodima i procjena topljivosti celuloze u organskim otapalima.
prezentacija, dodano 12.01.2012
Primjena amilaze u prehrambenoj industriji. Aktivnost enzima a-amilaze sline na različitim temperaturama. Škrob i njegova struktura. Kemijska struktura, molekulska masa amiloze i amilopektina. Dvije frakcije škroba. Opći pojmovi enzima.
kreativni rad, dodano 01.03.2009
Opće informacije o škrobu; polimeri amiloze i amilopektin. Nastanak i struktura škrobnih zrnaca. Klasifikacija škroba, njegova fizikalna- Kemijska svojstva i metode dobivanja. Primjena u industriji, farmaceutskoj kemiji i tehnologiji, medicini.
seminarski rad, dodan 09.12.2013
Transformacije škroba i nižih ugljikohidrata, dušičnih i pektinskih tvari tijekom toplinske vodene obrade škrobnih sirovina. Transformacije škroba i proteinskih tvari pod djelovanjem enzima slada i enzimskih pripravaka tijekom saharifikacije sirovina.
test, dodano 03.06.2017
Glavne funkcije tekstilnih pomoćnih tvari u procesima bojanja i tiska tekstilnih materijala. Intervencije osmišljene za rješavanje nedostataka prirodnog škroba. Tiskarska i tehnička svojstva modificiranog fosfatnog škroba.
članak, dodan 24.06.2015
Formula ugljikohidrata, njihova klasifikacija. Glavne funkcije ugljikohidrata. Sinteza ugljikohidrata iz formaldehida. Svojstva monosaharida, disaharida, polisaharida. Hidroliza škroba djelovanjem enzima sadržanih u sladu. Alkoholno i mliječnokiselinsko vrenje.
prezentacija, dodano 20.01.2015
Klasifikacija, struktura polimera, njihova primjena u raznim industrijama iu svakodnevnom životu. Reakcija stvaranja polimera iz monomera je polimerizacija. Formula za dobivanje polipropilena. Reakcija polikondenzacije. Dobivanje škroba ili celuloze.
razvoj lekcije, dodano 22.03.2012
Osobitosti kemijski sastavžitne sirovine za proizvodnju alkohola. Struktura zrna pšenice, raži: albumini i globulini, lipidi, minerali. Priprema šarže repine melase, enzimska hidroliza molekula škroba do saharoze.
sažetak, dodan 24.04.2017
Klasifikacija, fizikalna i kemijska svojstva polisaharida. Hidroliza škroba pod djelovanjem enzima i kiselina. ljekovite biljke i sirovine koje sadrže polisaharide (homoglikozidi, polioze, glikani, holozidi). Primjena u medicinskoj praksi.
Škrob je biljni polisaharid složene strukture. Sastoji se od amiloze i amilopektina; njihov omjer je različit u različitim škrobovima (amiloza 13 - 30%; amilopektin 70 - 85%).
Amiloza i amilopektin (njihova svojstva prikazana su u tablici 1) nastaju u biljkama u obliku škrobnih zrnaca čija struktura nije do kraja razjašnjena.
Tablica 1. Svojstva amiloze i amilopektina
Škrob je važan sastojak prehrambeni proizvodi, koji djeluje kao zgušnjivač i vezivo. U nekim slučajevima ima ga u sirovinama koje se prerađuju u prehrambene proizvode (na primjer, pekarski proizvodi). U drugima se dodaje kako bi proizvod dobio određena svojstva - naširoko se koristi u proizvodnji pudinga, koncentrata za juhe, želea, umaka, preljeva za salatu, nadjeva, majoneze; jedna od komponenti škroba - amiloza se koristi za omote i obloge hrane.
Do glavnog fizička i kemijska svojstva škrob koji ima veliku važnost za prehrambene proizvode uključuju sposobnost škroba da želatinizira, viskoznost želatiniziranih otopina i njihovu sposobnost davanja želea.
Netaknuta škrobna zrna su netopiva u vodi, ali mogu reverzibilno apsorbirati vlagu i lako nabubriti. Povećanje promjera zrna tijekom bubrenja ovisi o vrsti škroba. Na primjer, za obični kukuruzni škrob - 9,1%, za voštani - 22,7%.
želatinizacija škroba Očituje se kada se zagrije u vodi, a ta sposobnost stvaranja paste je posljedica prisutnosti amilopektina u njoj. U prvoj fazi zagrijavanja škrobna zrnca polako i reverzibilno apsorbiraju vodu te dolazi do njihovog ograničenog bubrenja. Drugu fazu karakterizira činjenica da zrna brzo bubre, višestruko se povećavaju, upijaju veliki broj vlagu i brzo gubi dvolomnost, tj. svoju kristalnu strukturu. Istodobno, viskoznost škrobne suspenzije brzo raste, a mala količina škroba se otapa u vodi. U trećoj fazi bubrenja, koja se javlja na povišenim temperaturama, zrna postaju gotovo bezoblične vrećice iz kojih je ispran najtopljiviji dio škroba. U pravilu, velika škrobna zrna želatiniziraju na nižoj temperaturi od malih. Temperatura koja odgovara razaranju unutarnje strukture škrobnih zrna naziva se temperatura želatinizacije. Ovisi o izvoru proizvodnje škroba (tablica 2).
Tablica 2. Ovisnost temperature želatinizacije škroba o izvoru proizvodnje
|
Izvor |
Temperature želatinizacije, °C |
|
|
Kukuruz |
||
|
Krumpir |
||
| Raž | ||
| Jedva | ||
| zob | ||
| Sirak | ||
| Grašak | ||
| Grah | ||
| voštani kukuruz |
Viskoznost škrobne paste od velike je praktične važnosti. Istodobno, viskoznost frakcije amilopektina veća je od viskoznosti frakcije amiloze, zbog njezine razgranate strukture molekule amilopektina (unutarnje trenje, za otopine s takvim glomaznim molekulama ono je veće).
Krivulje viskoznosti dobivene na rotacijskom viskozimetru pokazuju da prvo povećanje temperature dovodi do strmog porasta viskoznosti, što je povezano s bubrenjem škrobnih zrnaca. Nabubrena škrobna zrna tada pucaju i raspadaju se, uzrokujući pad viskoznosti (slika 1.). Nagib krivulja uvelike varira za različite škrobove.
Riža. 1. Promjena viskoznosti tijekom želatinizacije škrobne kaše.
Prehrambeni kulinarski proizvodi dobiveni od škroba (umaci, umaci, žele i dr.) moraju imati potrebnu viskoznost. Što je veća viskoznost paste koja sadrži određenu količinu škroba, to se manje mora potrošiti za dobivanje proizvoda potrebne viskoznosti. Krumpirov škrob proizvodi paste puno veće (u prosjeku) viskoznosti od kukuruznog škroba. Da biste dobili paste iste viskoznosti, trebate uzeti različite količine jednog ili drugog škroba.
Želatinizacija škroba, viskoznost škrobnih otopina, karakteristike škrobnih gelova ne ovise samo o temperaturi, već i o vrsti i količini drugih prisutnih komponenti. To se mora uzeti u obzir, budući da je škrob prisutan u procesu proizvodnje hrane u prisutnosti tvari kao što su šećer, proteini, masti, prehrambene kiseline i voda.
Lipidi, kao što su trigliceridi (masti, ulja), mono- i digliceridi, također utječu na želatinizaciju škroba u proizvodnji hrane. Masti, koje mogu tvoriti komplekse s amilozom, inhibiraju bubrenje škrobnih zrnaca. Kao posljedica toga, u bijelom kruhu, koji ima malo masti, 96% škroba je obično potpuno želatinizirano. U proizvodnji pekarskih proizvoda ova dva čimbenika (visoke koncentracije masti i niska aw) uvelike pridonose neželatinizaciji škroba.
Monogliceridi masnih kiselina (C 16 - C 18) dovode do povećanja temperature želatinizacije, povećanja temperature koja odgovara vrhuncu viskoznosti i smanjenja čvrstoće gela. To je zbog činjenice da komponente masnih kiselina u monoacilgliceridima mogu tvoriti inkluzijske spojeve s amilozom, a moguće i s dugim vanjskim lancima amilopektina.
Kiseline su prisutne u mnogim namirnicama koje koriste škrob kao sredstvo za zgušnjavanje. Pri niskom pH (začini za salatu, voćni nadjevi) dolazi do značajnog smanjenja vršne viskoznosti škrobnih pasta i brzog smanjenja viskoznosti pri zagrijavanju.
Budući da se pri niskom pH događa intenzivna hidroliza uz stvaranje dekstrina koji ne zgušnjavaju, potrebno je koristiti modificirane umrežene škrobove kao zgušnjivač u kiselim proizvodima kako bi se izbjeglo kiselo razrjeđivanje.
Oblikovanje želea sposobnost se očituje dovoljnim sadržajem škroba u pastama, a stvaranje i svojstva želea iz njih ovise uglavnom o frakciji amiloze. Poznato je da žele nastaju kada molekule imaju lančanu (linearnu) strukturu.
Formiranje želea koristi se, na primjer, u proizvodnji kisla, tepsija, slatkiša, kobasica itd.
Svojstva škrobnih želea ovise o koncentraciji škroba, trajanju inkubacije i drugim čimbenicima. Čvrstoća želea brzo raste tijekom skladištenja i starenja, a najbrže u koncentriranim želeima.
Žele od škroba različiti tipovi njihova svojstva nisu ista.
Želei koji su tijekom skladištenja promijenili prvobitnu čvrstoću, ponovno je dobivaju nakon sekundarnog zagrijavanja, tj. fenomeni formiranja strukture su reverzibilni zagrijavanjem, a rižin i pšenični škrob imaju potpunu reverzibilnost, dok škrobovi krumpira imaju ograničenu.
U škrobnom želeu, osobito iz krumpirovog škroba, tijekom vremena se opaža sinereza, koja se očituje u činjenici da se kao rezultat zbijanja strukture gela na površinu oslobađa slobodna voda.
U molekuli škroba ima mnogo slobodnih hidroksilnih skupina, koje su sposobne stupiti u kemijske reakcije s mnogim spojevima i davati estere i razne derivate. To je osnova za dobivanje raznih modificiranih derivata istog.
Modificirani ili promijenjeni škrobovi s novim svojstvima sve se više i raznovrsnije koriste u raznim granama prehrambene industrije.
Modificirani škrobovi obično imaju isto izgled, poput običnog (nativnog) škroba. Međutim, djelovanjem na njega raznim fizikalnim, kemijskim i biološkim reagensima koji smjerno mijenjaju njegova svojstva kao što su topljivost, viskoznost, prozirnost, stabilnost paste i drugi fizikalno-kemijski parametri, škrobovi s nevjerojatna svojstva. Škrobovi čija se svojstva mijenjaju kao rezultat posebne obrade nazivaju se modificirani škrobovi.
Glavne transformacije u kojima prolaze škrobovi
1. Cijepanje (depolimerizacija) polisaharidnih komponenti škroba sa ili bez očuvanja granularne strukture.
2. Povećanje broja postojećih ili pojava novih funkcionalnih skupina, preuređenje strukture polisaharidnih lanaca kao rezultat transglikolize.
3. Gubitak izvorne strukture škrobnim zrncima i stjecanje nove strukture nakon dehidracije.
4. Interakcija škrobnih hidroksilnih skupina s raznim kemikalije uz stvaranje eterskih veza i dodavanje njihovih ostataka.
5. Istovremena polimerizacija blokova djelomične hidrolize škroba i drugih monomera (kopolimerizacija) s stvaranjem novih spojeva.
Modificirani škrobovi se mogu dobiti jednom od ovih transformacija ili kao rezultat dvije ili više transformacija koje se događaju istovremeno ili uzastopno.
škrobovi koji bubre dobiven potpunom ili djelomičnom želatinizacijom prirodnog ili modificiranog škroba u vodi zagrijavanjem, nakon čega slijedi sušenje paste i mljevenje. Oni su u stanju nabubriti u hladnoj vodi, potpuno ili djelomično postati topljivi. Škrob koji bubri se unosi u suhe mješavine sladoleda, pudinga, krema i drugih instant proizvoda.
kiselinom modificiranog škroba, dobiven zagrijavanjem blago zakiseljene vodene suspenzije škrobnih zrnaca na temperaturu od 45 - 50 °C. U zrnima su međumolekularne veze oslabljene i dolazi do djelomičnog cijepanja glikozidnih veza. Molekule amilopektina postaju manje razgranate, zbog čega škrob daje prozirnije žele. Ovaj škrob je praktički netopiv u hladnoj vodi, ali je vrlo topiv u kipućoj vodi. Ovaj škrob, u usporedbi s originalom, karakterizira niža viskoznost vrućih pasta, smanjenje čvrstoće gela i povećanje temperature želatinizacije. Škrob modificiran kiselinom ima široku primjenu u prehrambenoj industriji: kukuruzni i pšenični škrob - za pripremu slastica, lokuta i drugih slastica; krumpir - za smjese za puding.
esterificirani škrobovi. Poznato je da se škrob može esterificirati. U prehrambenoj industriji češće se koriste škrobni fosfati - esteri škroba i soli fosforne kiseline. Koriste se kao zgušnjivači, stabilizatori, emulgatori, bez mirisa i okusa.
Monofosfati dobiven zagrijavanjem škroba s fosfatima topivim u vodi, solima orto-, piro- ili metafosforne kiseline tijekom 1-6 sati na povišenoj temperaturi (obično 50-60 °C). U odnosu na obični škrob, ovaj škrob ima više niska temperaturaželatinizacija, bubri u hladnoj vodi (C3 = 0,07 i više), ima smanjenu retrogradnu sposobnost. Karakteristike fosfatnih škroba žitarica u principu su slične krumpirovom škrobu koji također sadrži fosfatne skupine. Monofosfatni škrob se koristi kao sredstvo za zgušnjavanje u smrznutim namirnicama zbog svoje iznimne stabilnosti na smrzavanje i odmrzavanje. Prethodno želatinizirani fosfatni škrob je disperzivan u hladnoj vodi, što ga čini prikladnim za upotrebu u prahu za instant deserte i sladoledu.
Za razliku od monofosfatnog škroba, u difosfatnom škrobu fosfat je esterificiran s dvije hidroksilne skupine, često iz dva susjedna škrobna lanca. Tako se formira kemijski most između susjednih lanaca i ti škrobovi se nazivaju umreženi škrobovi. Prisutnost kovalentne veze između dva škrobna lanca sprječava bubrenje zrna škroba, daje veću stabilnost pri zagrijavanju i moguću hidrolizu.
Umreženi škrobovi se mogu pripraviti reakcijom škroba (R-OH) s bi- i polifunkcionalnim agensima kao što su natrijev trimetafosfat, fosforov oksiklorid, miješani anhidridi octene i dikarboksilne (npr. adipinske) kiseline.
Najznačajnija promjena u svojstvima umreženog škroba je visoka stabilnost na povišene temperature, niske pH vrijednosti, mehanički utjecaji, smanjena sposobnost retrogradnosti, stabilnost tijekom smrzavanja - odmrzavanja; kod pohranjivanja pasta umreženih škroba ne opaža se sinereza. Zbog ovih svojstava, umreženi škrobovi se koriste u dječja hrana, preljevi za salate, voćni nadjevi, u kremama.
Niskosupstituirani škrobni acetati dobivaju se obradom škrobnih zrnaca octenom kiselinom ili, po mogućnosti, anhidridom octene kiseline u prisutnosti katalizatora (općenito pri pH 7-11; t = 25°C; C3 = 0,5). Otopine škrobnog acetata vrlo su stabilne jer prisutnost acetilnih skupina sprječava povezivanje dviju molekula amiloze i dugih bočnih lanaca amilopektina. Škrobni acetati u usporedbi s konvencionalnim kukuruzni škrob imaju nižu temperaturu želatinizacije, smanjenu sposobnost retrogradnosti, stvaranje prozirnih i stabilnih pasta. Zbog ovih svojstava škrobni acetati se koriste u smrznutoj hrani, pekarskim proizvodima, instant prašcima itd.
Nastaju oksidirani škrobovi uz korištenje permanganata, hipoklorita, peroksida, jodne kiseline. Oksidirajuća sredstva uzrokuju hidrolitičko cijepanje glikozidnih veza, oksidaciju alkoholnih skupina u karbonilne i karboksilne skupine. Škrob se oksidira u vodenim suspenzijama i polusuh. Oksidirani škrobovi, u usporedbi s izvornim, mogu proizvesti manje viskozne, ali prozirnije i stabilnije paste. Koriste se kao zamjena za agar, agaroid u proizvodnji žele konditorskih proizvoda, za stabilizaciju sladoleda i dr. Dialdehidni škrob dobiven djelovanjem jodne kiseline (sa oksidacijskim stanjem do 2%) koristi se u pekarstvu, tj. djeluje jačanje na gluten brašna.