Visoka tehnička škola strukovnih studija u Zrenjaninu
SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA TEHNOLOGIJE EKSTRATIVNIH PROIZVODA
TEMA
:
Proces hidrolize skroba,kiselinska hidroliza i enzimska hidroliza skroba
PROFESOR: STUDENTI:
1
S A D R Ž A J:
Skrob………………………………………………………………………….…..3
Hidroliza skroba…………………………………………………………………..7
-
Priprema skrobne suspenzije ……………………………………………..….....8
-
Neutralisanje hidrolizata……………………………………...……………….10
- Rafinacija hidrolizata ………………………………………………..………..11
- Koncentrisanje retkog soka ……………………………………………..…….15
- Upotreba skrobnih sirupa ………………………………………………...…...16
Hidroliza katalizirana kiselinama……………………………………………….17
Enzimska hidroliza skroba………………………………………………………17
Enzimi-uticaj faktora na enzimsku reakciju…………………………………….18
-Tecna glukoza………………………………………………………………….20
-Hidrolizat 45…………………………………………………………...………21
- Skrobni sirup za žvakaću gumu………………………………………...….….22
- Skrobni sirup-Slado………………………………………………………...…23
- Skrobni sirup bombonski……………………………………………………...24
-Metodekstrin…………………………………………………………………...26
Oksidacija skroba………………………………………………………………..26
Estrifikacija skroba………………………………….………………………..…28
Piroliza skroba…………………………………………………………………..29
Zaključak……………………………………………………………………….29
Literatura……………………………………………………………………….29
Prilog:
Pravilnik o kvalitetu skroba i proizvoda od skroba za prehrambene
svrhe
………………………………………………………………………………………...
30
2
Ispitivanjem rastvora frakcionim taloženjem zaključeno je da se skrob uglavnom sastoji iz dve
komponente: amiloze i amilopektina. Amiloza i amilopektin su bitno različiti molekuli. U prirodnom
stanju, amiloza čini 20-30% od ukupne količine skroba. Skrob nekih biljaka, kao npr. skrob voštanog
kukuruza, sastoji se samo od amilopektina. Razdvajanje ovih komponenata obično se izvodi tako što se
vrućem vodenom rastvoru skroba doda butanol, timol, nitrobenzen ili neko drugo sredstvo za taloženje,
amiloza se izdvaja u obliku nerastvornog kompleksa koji se razara pomoću etanola (Lajšić i Grujić-Injac,
1998).
Amiloza je manje zastupljena komponenta u skrobu. To je linearni homoglukan koji sadrži 200-350
ostataka D-glukoze vezanih α-(l→4) vezom (slika 3) . Iako su α-(l→4) veze sposobne za relativno laku
rotaciju oko φ i ψ ose, kratka vodonična veza između drugog i trećeg atoma kiseonika izaziva relativno
krutu heličnu strukturu. Ova helična struktura može sadržati hidrofobnu dodirnu površinu Amiloza se ne
rastvara u hladnoj vodi. Daje plavu boju sa jodom, a sa alkoholima, ketonima, masnim kiselinama gradi
mikrokristalne taloge. Ovakvo ponašanje objašnjava se spiralnom strukturom amiloze u čiju šupljinu
mogu da uđu neka druga jedinjenja (inkluziona jedinjenja).
Slika 3. Amiloza
Amilopektin je glavna komponenta skroba (oko 75%). To je razgranati homoglukan koji se sastoji iz
ostataka D-glukoze vezanih α-(l→4) i α-(l→6 ) glikozidnim vezama . Amilopektin ima stepen poli-
merizacije (SP) iznad l0000 i sa jodom daje crvenu boju. Sastoji se iz kratkih razgranatih lanaca i ne
retrogradira iz vodenih rastvora. Za razliku od amiloze, amilopektin sadrži oko 0,3% estarski vezane
fosforne kiseline. Dejstvom α-amilaze na amilopektin dolazi do parcijalne hidrolize pri čemu nastaju
maltoza i takozvani granični dekstrini koji predstavljaju delove molekula u kojima se nalaze mesta
grananja odnosno α-(l→6) glikozidne veze .
4
Slika 4. Amilopektin
Sirovi skrob, kada se odvoji iz biljnog materijala, zbog jakih vodoničnih veza u granulama, nerastvoran je
u vodi na običnoj temperaturi. Kada se granule skroba zagrevaju sa vodom one nabubre 40-50% od svoje
težine n e gubeći svoj karakteristični oblik. Ako se ovakva suspenzija skroba zagreva do neke kritične
temperature granule bubre nekoliko puta više od svoje originalne zapremine. Uzrok ovoj pojavi je hydra-
tacija i raskidanje vodoničnih veza između prisutnih polisaharida u granulama skroba .
To prouzrokuje razmicanje makromolekula i sve veće prodiranje i vezivanje vode unutar agregata
makromolekulskih lanaca. One međumolekularne veze na koje voda ne može da deluje, određuju celinu
makromolekulskog skeleta i obrazovanje kompaktne nabubrele mase . Sa produženjem bubrenja hidra-
tisani molekuli skroba se izdvajaju i difunduju u vodenu sredinu.
Stepen bubrenja na nižoj temperaturi je ograničen
Slika 5. Bubrenje pri 30°C
5
zrncima skroba . Kada se rastvor skroba koji je nabubreo ohladi, dolazi do želiranja tog rastvora, sol
prelazi u gel u kome su molekuli amiloze uklopljeni u mrežu nabubrelih molekula amilopektina. U mre-
žu se uklapaju i molekuli vode. Čvrstina tako nastalog gela zavisi od više faktora: koncentracije skroba,
količine oslobođene amiloze iz skrobnih zrnaca, temperature i trajanja zagrevanja, temperature do koje
je rastvor ohlađen itd. Ukoliko se tako fomiran gel preseče i ostavi, zapaziće se da vremenom dolazi do
izlučivanja molekula vode, odnosno do sinerezisa ili retrogradacije .
Pri postepenoj hidrolizi skroba dolazi do stupnjevite depolimerizacije uz obrazovanje niza proizvoda sve
manje molekulske mase. Prvo se dobija dekstrin, a daljom hidrolizom, maltoza. Iz maltoze, kao krajnji
proizvod, obrazuje se D-glukoza .
U procesima varenja u organizmu životinja i čoveka, skrob se hidrolizuje postepeno pod dejstvom ami-
laze u pljuvački, ali pošto hlorovodonična kiselina u želucu razara amilaze, varenje skroba se nastavlja
tek u crevima gde se HCl neutrališe i gde enzimi iz pankreasa dovrše hidrolizu do maltoze, koja se zatim
drugim enzimima prevede u glukozu. Ona prolazi kroz zid creva u krv i koncentriše se u jetri i mišićima,
gde se opet prevodi u polisaharid glikogen,koji je rezervni polisaharid životinja, analogno skrobu kod
biljaka .
Sadržaj skroba u povrću se povećava stepenom sazrevanja (naročito kod graška) i može poslužiti kао
indeks zrelosti .
HIDROLIZA SKROBA
Skrob je vrlo podložan hidrolizi, odnosno razgradnji svojih makromolekula u reakciji s vodom, a ta se
reakcija katalizira kiselinama ili enzimima. Kod hidrolize skroba kidaju se veze izmedu pojedinih nje-
govih glukozidnih strukturnih jedinica uz primanje vode, tj. teče reakcija suprotna sintezi. Ako je ta
reakcija samo delimična, nepotpuna, reakcijski ce proizvod sadržati mnoštvo različitih fragmenata,
uglavnom u obliku monosaharida, disaharida i oligosaharida (glukoza, maltoza, maltotrioza, pano-
za, maltotetraoza…). Ako je, medutim, razgradnja skroba hidrolizom potpuna krajnji proizvod
je samo glukoza.
Glukoza je najrasprostranjeniji monosaharid u prirodi, međutim samo kao izomer koji se zove dekstroza
ili grožđani šećer. Može da se nađe u krvi svih sisara kao i u medu i grožđu. Molekule složenijih kolenih
hidrata kao što su skrob i celuloza nastaju od velikog broja molekula glukoze.
Glukoza ima vrlo sladak ukus, lako je rastvorljiva u vodi, a takođe je i neophodna za održavanje života
jer kad se razgradi u citoplazmi žive ćelije oslobađa velike količine energije potrebne za mnoge životne
funkcije.
Maltoza, je disaharid izgrađen od dve jedinice glukoze spojene α(1→4) vezom. Drugi je član važne
biohemijske serije glukoznih lanaca. Dodatak još jedne jedinice glukoze daje maltotriozu, dok je lanac
četiri glukoze maltotetroza, itd. Dalje dodavanje daje dekstrine, koji se takože nazivaju maltodekstri-
nima, i konačno skrob.
Maltoza se hidrolizom može razložiti na dva molekula glukoze. U živim organizmima, enzim maltaza
ovo postiže vrlo brzo. U laboratoriji zagrevanje sa jakom kiselinom nekoliko minuta postiže isti efekat.
Maltotrioza je trisaharid koji se sastoji od tri molekula glukoze povezana α-1,4 glikozidnim
vezama.
Ona se načešće formira posredstvom digestivnog enzima alfa-amilaza, koji je prisutan u ljudskoj plju-
vački, na amilozu u skrobu. Maltrotrioza i maltoza se formiraju tokom tog procesa usled randomnog
načina na koji alfa amilaza hidrolizuje α-1,4 glikozidne veze.
7
