Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Амилоза
Amylose2.svg
Имена
Название ИЮПАК
(1 → 4) -α- D- глюкопиранан
Идентификаторы
ЧЭБИ
ChemSpider
  • Никто
ECHA InfoCard100.029.702 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Характеристики
Переменная
Молярная массаПеременная
Внешностьбелый порошок
Нерастворимый [1]
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Амилозы представляет собой полисахарид , изготовлен из альфа- D - глюкозы единиц, связаны друг с другом через & alpha ; (1 → 4) гликозидных связей . Это один из двух компонентов крахмала , составляющий примерно 20-30%. Из-за своей плотно упакованной спиральной структуры амилоза более устойчива к перевариванию, чем другие молекулы крахмала, и поэтому является важной формой устойчивого крахмала . [2]

Структура [ править ]

Амилоза А представляет собой параллельную двойную спираль линейных цепей глюкозы.

Амилоза состоит из α (1 → 4) связанных молекул глюкозы. Атомы углерода в глюкозе пронумерованы, начиная с альдегидного (C = O) углерода, поэтому в амилозе 1-углерод на одной молекуле глюкозы связан с 4-мя атомами следующей молекулы глюкозы (α (1 → 4 ) облигации). [3] Структурная формула амилозы на фото справа. Число повторяющихся субъединиц глюкозы (n) обычно находится в диапазоне от 300 до 3000, но может достигать многих тысяч.

Существует три основных формы амилозных цепей. Он может существовать в неупорядоченной аморфной конформации или в двух различных спиральных формах. Он может связываться с самим собой по двойной спирали (форма A или B) или может связываться с другой гидрофобной молекулой-гостем, такой как йод , жирная кислота или ароматическое соединение . Это известно как V-форма, и именно так амилопектин связывается с амилозой с образованием крахмала . Внутри этой группы существует множество различных вариаций. Каждый обозначен буквой V, а затем нижним индексом, указывающим количество единиц глюкозы за ход. Наиболее распространенной является форма V 6 , которая содержит шесть единиц глюкозы за один ход. V 8 и, возможно, V 7формы тоже существуют. Они обеспечивают еще большее пространство для связывания гостевой молекулы. [4]

Эта линейная структура может иметь некоторое вращение вокруг углов phi и psi , но по большей части связанные атомы кислорода кольца глюкозы находятся на одной стороне структуры. Структура α (1 → 4) способствует образованию спиральной структуры, позволяя образовывать водородные связи между атомами кислорода, связанными с 2 атомами углерода одной молекулы глюкозы, и 3 атомами углерода следующей молекулы глюкозы. [5]

Рентгеноструктурный анализ волокна в сочетании с компьютерным уточнением структуры обнаружил A-, B- и C- полиморфы амилозы. Каждая форма соответствует крахмальной форме A-, B- или C-. A- и B-структуры имеют разные спиральные кристаллические структуры и содержание воды, тогда как C-структура представляет собой смесь элементарных ячеек A и B, что приводит к промежуточной плотности упаковки между двумя формами. [6]

Физические свойства [ править ]

Поскольку длинные линейные цепи амилозы легче кристаллизуются, чем амилопектин (который имеет короткие, сильно разветвленные цепи), крахмал с высоким содержанием амилозы более устойчив к перевариванию. [7] В отличие от амилопектина, амилоза не растворяется в холодной воде. [8] [9] Это также снижает кристалличность амилопектина и то, насколько легко вода может проникнуть в крахмал. [5] Чем выше содержание амилозы, тем меньше потенциал расширения и ниже прочность геля при той же концентрации крахмала. Частично этому можно противодействовать, увеличивая размер гранул. [10] [11]

Функция [ править ]

Амилоза важна для хранения энергии в растениях. Он усваивается хуже, чем амилопектин ; однако из-за своей спиральной структуры он занимает меньше места по сравнению с амилопектином. В результате это предпочтительный крахмал для хранения в растениях. Он составляет около 30% крахмала, хранящегося в растениях, хотя конкретный процент зависит от вида и разновидности. [12]

Пищеварительный фермент α- амилаза отвечает за расщепление молекулы крахмала на мальтотриозу и мальтозу , которые могут использоваться в качестве источников энергии.

Амилоза также является важным загустителем, связующим для воды, стабилизатором эмульсии и желирующим агентом как в промышленности, так и в пищевой промышленности. Свободные спиральные цепи амилозы имеют гидрофобную внутреннюю часть, которая может связываться с гидрофобными молекулами, такими как липиды и ароматические соединения . Единственная проблема заключается в том, что, когда он кристаллизуется или объединяется, он может потерять некоторую стабильность, часто при этом выделяя воду ( синерезис ). Когда концентрация амилозы увеличивается, липкость геля уменьшается, но повышается твердость геля. Когда другие вещества, включая амилопектин, связываются с амилозой, вязкость может измениться, но включение κ- каррагинана , альгината, ксантановая камедь или низкомолекулярные сахара могут уменьшить потерю стабильности. Способность связывать воду может добавлять вещества в пищу, возможно, служа заменой жира. [13] Например, амилоза вызывает загустение белого соуса, но при охлаждении происходит некоторое разделение твердого вещества и воды. Амилоза известна своими хорошими пленкообразующими свойствами, поэтому она может иметь важное значение для упаковки пищевых продуктов. Превосходное пленкообразующее поведение амилозы было изучено еще в 1950-х годах. [14] Пленки амилозы лучше как по барьерным свойствам [15], так и по механическим свойствам по сравнению с пленками амилопектина. [16]

В лабораторных условиях он может действовать как маркер. Молекулы йода аккуратно вписываются в спиральную структуру амилозы, связываясь с полимером крахмала, который поглощает свет определенных длин волн . Следовательно, обычным тестом является йодный тест на крахмал. Смешайте крахмал с небольшим количеством желтого раствора йода. В присутствии амилозы будет наблюдаться сине-черный цвет. Интенсивность окраски можно проверить с помощью колориметра , используя красный фильтр для определения концентрации крахмала, присутствующего в растворе. Также можно использовать крахмал в качестве индикатора при титровании, включающем уменьшение содержания йода. [17]Он также используется в магнитных шариках амилозы и смоле для отделения связывающего мальтозу белка [18]

Недавние исследования [ править ]

Разновидности риса с высоким содержанием амилозы , менее липкий длиннозерный рис, имеют гораздо более низкую гликемическую нагрузку , что может быть полезно для диабетиков . [19]

Исследователи определили синтазу связанного крахмала (GBSS) как фермент, который специфически удлиняет амилозу во время биосинтеза крахмала в растениях. [20] Восковый локус кукурузы кодирует белок GBSS. [20] Мутанты, не содержащие белка GBSS, производят крахмал, содержащий только амилопектин , например, в восковой кукурузе . В листьях арабидопсиса для синтеза амилозы требуется еще один ген, кодирующий белок, направленный на крахмал (PTST), в дополнение к GBSS. Мутанты, лишенные какого-либо белка, производят крахмал без амилозы. [21] ГМ-сорт картофеля Амфлора, разработанный BASF Plant Science, не производит амилозу.

См. Также [ править ]

  • Амфлора , генетически модифицированный картофель с низким содержанием амилозы (с высоким содержанием амилопектина)
  • Амиломайз , кукурузный крахмал с высоким содержанием амилозы
  • Картофель Рюссет Бербанк , высокоамилозный сорт картофеля

Ссылки [ править ]

  1. ^ Грин, Марк М .; Бланкенхорн, Гленн; Харт, Гарольд (ноябрь 1975). «Какая фракция крахмала растворима в воде, амилоза или амилопектин?». Журнал химического образования . 52 (11): 729. Bibcode : 1975JChEd..52..729G . DOI : 10.1021 / ed052p729 . ... амилоза - это нерастворимый в воде крахмальный компонент.
  2. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2010-09-24 . Проверено 2 июля 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  3. ^ Нельсон, Дэвид и Майкл М. Кокс. Принципы биохимии. 5-е изд. Нью-Йорк: WH Freeman and Company, 2008. [ необходима страница ]
  4. ^ Коэн, R .; Орлова, Ю .; Ковалев, М .; Ungar, Y .; Шимони, Э. (2008). «Структурные и функциональные свойства комплексов амилозы с генистеином». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 56 (11): 4212–4218. DOI : 10.1021 / jf800255c . PMID 18489110 . 
  5. ^ a b «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2012-01-14 . Проверено 25 мая 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  6. ^ Сарко, А; Ву, Х.-К. H (1978). «Кристаллические структуры A-, B- и C-полиморфов амилозы и крахмала». Крахмал - Stärke . 30 (3): 73–78. DOI : 10.1002 / star.19780300302 .
  7. ^ Бирт Д.Ф., Бойлстон Т., Хендрих С., Джейн Дж. Л., Холлис Дж., Ли Л., Макклелланд Дж., Мур С., Филлипс Дж. Дж., Роулинг М., Шалинске К., Скотт МП, Уитли Е. «Устойчивый крахмал: обещание улучшить здоровье человека» . Достижения в области питания . 4 (6): 587–601. DOI : 10,3945 / an.113.004325 . PMC 3823506 . PMID 24228189 .  
  8. ^ "Какая фракция крахмала является водорастворимой, амилозой или амилопектином?" . Обзор 22 популярных учебников по органической химии показал, что только в четырех правильно указано, что из двух компонентов крахмала амилопектин является водорастворимым, а амилоза - нерастворимым.
  9. ^ Грин, Марк М; Бланкенхорн, Гленн; Харт, Гарольд (1975). «Какая фракция крахмала является водорастворимой, амилоза или амилопектин?». Журнал химического образования . 52 (11): 729. Bibcode : 1975JChEd..52..729G . DOI : 10.1021 / ed052p729 .
  10. ^ Ли, Дженг-Юн; Ага, Ан-И (2001). «Взаимосвязь между тепловыми, реологическими характеристиками и способностью набухать для различных крахмалов» Журнал пищевой инженерии . 50 (3): 141–148. DOI : 10.1016 / S0260-8774 (00) 00236-3 .
  11. ^ Pycia, K; Галковская, Д; Ющак, L; Фортуна, Т; Витчак, Т (2014). «Физико-химические, термические и реологические свойства крахмалов, выделенных из сортов пивоваренного ячменя» . Журнал пищевой науки и технологий . 52 (8): 4797–4807. DOI : 10.1007 / s13197-014-1531-3 . PMC 4519444 . PMID 26243900 .  
  12. ^ Ван, Хуан; Ху, Пан; Чен, Цзычунь; Лю, Цяоцюань; Вэй, Цуньсю (2017). «Прогресс в зерновых культурах с высоким содержанием амилозы за счет инактивации ферментов разветвления крахмала» . Границы растениеводства . 8 : 469. DOI : 10.3389 / fpls.2017.00469 . PMC 5379859 . PMID 28421099 .  
  13. ↑ Чунг, Хён-Юнг; Лю, Цян (2009). «Влияние молекулярной структуры амилопектина и амилозы на ассоциацию амилозной цепи во время охлаждения». Углеводные полимеры . 77 (4): 807–815. DOI : 10.1016 / j.carbpol.2009.03.004 .
  14. ^ Вольф, Иван А .; Дэвис, штат HA; Cluskey, JE; Gundrum, LJ; Рист, Карл Э. (апрель 1951 г.). «Получение пленок из амилозы». Промышленная и инженерная химия . 43 (4): 915–919. DOI : 10.1021 / ie50496a039 .
  15. ^ Rindlav-Westling, Ас; Стадинг, маты; Херманссон, Анн-Мари; Гатенхольм, Пол (июль 1998 г.). «Структура, механические и барьерные свойства пленок амилозы и амилопектина». Углеводные полимеры . 36 (2–3): 217–224. DOI : 10.1016 / S0144-8617 (98) 00025-3 .
  16. ^ Myllärinen, Päivi; Партанен, Риитта; Сеппяля, Юкка; Форссел, Пиркко (декабрь 2002 г.). «Влияние глицерина на поведение пленок амилозы и амилопектина». Углеводные полимеры . 50 (4): 355–361. DOI : 10.1016 / S0144-8617 (02) 00042-5 .
  17. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2011-09-27 . Проверено 25 мая 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  18. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2010-01-08 . Проверено 25 мая 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  19. ^ Джулиано, Б.О. Перес, СМ; Коминдр, С .; Банфоткасем С. (декабрь 1989 г.). «Свойства тайского вареного риса и лапши, отличающиеся гликемическим индексом у инсулиннезависимых диабетиков». Растительные продукты для питания человека (Дордрехт, Нидерланды) . 39 (4): 369–374. DOI : 10.1007 / bf01092074 . ISSN 0921-9668 . PMID 2631091 . S2CID 189939655 .   
  20. ^ a b Килинг, Питер Л; Майерс, Алан М (2010). «Биохимия и генетика синтеза крахмала». Ежегодный обзор пищевой науки и технологий . 1 : 271–303. DOI : 10.1146 / annurev.food.102308.124214 . PMID 22129338 . 
  21. ↑ Сын, Дэвид; Сойк, Себастьян; Койро, Марио; Майер, Бенджамин А; Эйке, Симона; Зееман, Сэмюэл С (2015). «НАПРАВЛЕНИЕ БЕЛКА НА КРАХМАЛ требуется для локализации связанного с гранулами СИНТАЗА КРАХМАЛА на гранулах крахмала и для нормального синтеза амилозы у Arabidopsis» . PLOS Биология . 13 (2): e1002080. DOI : 10.1371 / journal.pbio.1002080 . PMC 4339375 . PMID 25710501 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Чжун, Фанг; Ёкояма, Уоллес; Ван, Цянь; Сапожник, Чарльз Ф (2006). «Рисовый крахмал, амилопектин и амилоза: молекулярный вес и растворимость в растворителях на основе диметилсульфоксида». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 54 (6): 2320–2326. DOI : 10.1021 / jf051918i . PMID  16536614 .