Амилоза — полисахарид , состоящий из единиц α- D - глюкозы , связанных друг с другом посредством α(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 резистентного крахмала . [2]
Амилоза состоит из α(1→4) связанных молекул глюкозы. Атомы углерода в глюкозе пронумерованы, начиная с углерода альдегида (C=O), поэтому в амилозе углерод 1 в одной молекуле глюкозы связан с углеродом 4 в следующей молекуле глюкозы (α(1→4 ) облигации). [3] Структурная формула амилозы изображена справа. Число повторяющихся субъединиц глюкозы (n) обычно находится в пределах от 300 до 3000, но может достигать многих тысяч.
Существует три основные формы цепей амилозы. Он может существовать в неупорядоченной аморфной конформации или в двух различных спиральных формах. Он может связываться сам с собой в виде двойной спирали (форма А или В) или может связываться с другой гидрофобной молекулой-гостем, такой как йод , жирная кислота или ароматическое соединение . Это известно как форма V, и именно так амилопектин связывается с амилозой в структуре крахмала . Внутри этой группы существует множество различных вариаций. Каждый из них обозначается буквой V, а затем индексом, указывающим количество единиц глюкозы за оборот. Наиболее распространенной является форма V6 , имеющая шесть единиц глюкозы на оборот. [4] Также существуют формы V 8 и, возможно, V 7 . Это обеспечивает еще большее пространство для связывания гостевой молекулы. [5]
Эта линейная структура может иметь некоторое вращение вокруг углов фи и пси , но по большей части связанные атомы кислорода глюкозного кольца лежат на одной стороне структуры. Структура α(1→4) способствует образованию спиральной структуры, делая возможным образование водородных связей между атомами кислорода, связанными у 2-углеродного атома одной молекулы глюкозы и 3-углеродного атома следующей молекулы глюкозы. [6]
Рентгеноструктурный анализ волокон в сочетании с компьютерным уточнением структуры позволил обнаружить A-, B- и C-полиморфы амилозы. Каждая форма соответствует либо A-, B- или C-формам крахмала. Структуры A и B имеют разные спиральные кристаллические структуры и содержание воды, тогда как структура C представляет собой смесь элементарных ячеек A и B, что приводит к промежуточной плотности упаковки между двумя формами. [7]
Поскольку длинные линейные цепи амилозы легче кристаллизуются, чем амилопектин (который имеет короткие, сильно разветвленные цепи), крахмал с высоким содержанием амилозы более устойчив к перевариванию. [8] В отличие от амилопектина, амилоза растворима в воде. [9] [10] Это также снижает кристалличность амилопектина и легкость проникновения воды в крахмал. [6] Чем выше содержание амилозы, тем меньше потенциал расширения и тем ниже прочность геля при той же концентрации крахмала. Частично этому можно противостоять за счет увеличения размера гранул. [11] [12]
Амилоза играет важную роль в хранении энергии растений. Он менее легко переваривается, чем амилопектин ; однако из-за своей спиральной структуры он занимает меньше места, чем амилопектин. В результате это предпочтительный крахмал для хранения в растениях. Он составляет около 30% запасенного крахмала в растениях, хотя процентное соотношение варьируется в зависимости от вида и сорта. [13]
Пищеварительный фермент α-амилаза расщепляет молекулы крахмала на мальтотриозу и мальтозу , которые можно использовать в качестве источников энергии.
Амилоза также является важным загустителем, связующим воду, стабилизатором эмульсии и гелеобразователем в промышленности и 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 связывается, он может потерять некоторую стабильность, часто при этом выделяя воду ( синерезис ). Когда концентрация амилозы увеличивается, липкость геля уменьшается, но увеличивается твердость. Когда другие вещества, в том числе амилопектин , связываются с амилозой, это может повлиять на вязкость , но включение κ- каррагинана , альгината , ксантановой камеди или низкомолекулярных сахаров может уменьшить потерю стабильности. Способность связывать воду может добавлять питательные вещества в пищу, возможно, служа заменителем жира. [14] Например, амилоза ответственна за загустение белого соуса, но при охлаждении твердое вещество и вода частично разделятся. Амилоза известна своими хорошими пленкообразующими свойствами, которые можно использовать в упаковке пищевых продуктов. Отличные пленкообразующие свойства амилозы были изучены еще в 1950-х годах. [15] Пленки амилозы обладают лучшими как барьерными свойствами [16], так и механическими свойствами по сравнению с пленками амилопектина. [17]
В лабораторных условиях он может выступать в качестве маркера. Молекулы йода аккуратно вписываются в спиральную структуру амилозы, связываясь с полимером крахмала, который поглощает определенные известные длины волн света. Следовательно, обычным тестом является йодный тест на крахмал. Если крахмал смешать с небольшим количеством желтого раствора йода, будет наблюдаться сине-черный цвет. Интенсивность цвета можно проверить с помощью колориметра , используя красный фильтр для определения концентрации крахмала, присутствующего в растворе. Также можно использовать крахмал в качестве индикатора при титровании с восстановлением йода. [18] Он также используется в магнитных гранулах и смолах амилозы для отделения мальтозосвязывающего белка [19]
Сорта риса с высоким содержанием амилозы , менее липкий длиннозерный рис, имеют гораздо более низкую гликемическую нагрузку , что может быть полезно для диабетиков . [20]
Исследователи идентифицировали синтазу крахмала, связанную с гранулами (GBSS), как фермент, который специфически удлиняет амилозу во время биосинтеза крахмала в растениях. [21] Восковидный локус кукурузы кодирует белок GBSS. [21] Мутанты, у которых отсутствует белок GBSS, производят крахмал, содержащий только амилопектин , например, в восковой кукурузе . В листьях арабидопсиса для синтеза амилозы в дополнение к GBSS необходим еще один ген, кодирующий белок нацеливания на STarch (PTST). Мутанты, у которых отсутствует какой-либо белок, производят крахмал без амилозы. [22] Генетически модифицированный сорт картофеля Amflora, разработанный компанией BASF Plant Science , не производит амилозу.
... амилоза – это водонерастворимый компонент крахмала.
Обзор 22 популярных учебников по органической химии показал, что только в четырех правильно указано, что из двух компонентов крахмала водорастворимым является амилопектин, а водорастворимым - амилоза.
