Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Амилоза – α D глюкоза бірліктерінен α(1→4) гликозидтік байланыстар арқылы байланысқан полисахарид. Ол крахмалдың екі құраушысының бірі және оның шамамен 20–30% құрайды. Тығыз спиральді құрылымының арқасында амилоза басқа крахмал молекулаларына қарағанда ас қорытуға көбірек төзімді, сондықтан ол төзімді крахмалдың маңызды түрі болып табылады.
Amylose is a polysaccharide made of α D glucose units, bonded to each other through α(1→4) glycosidic bonds. It is one of the two components of starch, making up approximately 20–30%. Because of its tightly packed helical structure, amylose is more resistant to digestion than other starch molecules and is therefore an important form of resistant starch.
Құрылымы
Амилоза α(1→4) байланысқан глюкоза молекулаларынан тұрады. Глюкозадағы көміртек атомдары альдегид (C=O) көміртегінен бастап нөмірленеді, сондықтан амилозда бір глюкоза молекуласындағы 1-көміртек келесі глюкоза молекуласындағы 4-көміртекке (α(1→4) байланыс) жалғанады. Амилозаның құрылымдық формуласы оң жақта көрсетілген. Қайталанатын глюкоза кішібірліктерінің саны (n) әдетте 300-ден 3000-ға дейін, бірақ мыңдаған болуы мүмкін. Амилоза тізбегінің үш негізгі түрі бар. Ол ретсіз аморфты күйде немесе екі түрлі спиральді формада болуы мүмкін. Ол өзімен қос спираль түрінде (А немесе В формасы) немесе йод, май қышқылы немесе ароматты қосылыстар сияқты басқа гидрофобты молекуламен байланыса алады. Бұл V формасы деп аталады және осылайша амилопектин крахмал құрылымында амилозамен байланысады. Бұл топта көптеген әртүрлі нұсқалары бар. Әрқайсысы V әрпімен және содан кейін бір айналымдағы глюкоза бірліктерінің санын көрсететін төмен индекспен белгіленеді. Ең көп таралғаны – V6 формасы, бір айналымында алты глюкоза бірлігі бар. V8 және, мүмкін, V7 формалары да бар. Бұл қонақ молекуланың байланысуына одан да көп орын береді. Бұл сызықтық құрылымда фи және пси бұрыштары бойынша белгілі бір мөлшерде айналу мүмкін, бірақ көбінесе байланысқан глюкоза сақинасындағы оттегі атомдары құрылымның бір жағында орналасқан. α(1→4) құрылымы спираль құрылымының қалыптасуына көмектеседі, бұл бір глюкоза молекуласының 2-көміртегі мен келесі глюкоза молекуласының 3-көміртегі арасында сутекті байланыстардың пайда болуын қамтамасыз етеді. Талшықты рентгендік дифракциялық талдау және компьютерлік модельдеу нәтижесінде амилозаның А, В және С полиморфтары анықталды. Әр форма А, В немесе С крахмал формаларына сәйкес келеді. А және В құрылымдарының спиральді кристалдық құрылымы мен судың мөлшері әртүрлі, ал С құрылымы А және В элементтік жасушаларының қоспасы болып табылады, нәтижесінде екі форманың арасындағы орташа тығыздыққа ие болады.
Amylose is made up of α(1→4) bound glucose molecules. The carbon atoms on glucose are numbered, starting at the aldehyde (C=O) carbon, so, in amylose, the 1 carbon on one glucose molecule is linked to the 4 carbon on the next glucose molecule (α(1→4) bonds). The structural formula of amylose is pictured at right. The number of repeated glucose subunits (n) is usually in the range of 300 to 3000, but can be many thousands. There are three main forms of amylose chains can take. It can exist in a disordered amorphous conformation or two different helical forms. It can bind with itself in a double helix (A or B form), or it can bind with another hydrophobic guest molecule such as iodine, a fatty acid, or an aromatic compound. This is known as the V form and is how amylopectin binds to amylose in the structure of starch. Within this group, there are many different variations. Each is notated with V and then a subscript indicating the number of glucose units per turn. The most common is the V6 form, which has six glucose units a turn. V8 and possibly V7 forms exist as well. These provide an even larger space for the guest molecule to bind. This linear structure can have some rotation around the phi and psi angles, but for the most part bound glucose ring oxygens lie on one side of the structure. The α(1→4) structure promotes the formation of a helix structure, making it possible for hydrogen bonds to form between the oxygen atoms bound at the 2 carbon of one glucose molecule and the 3 carbon of the next glucose molecule. Fiber X ray diffraction analysis coupled with computer based structure refinement has found A , B , and C polymorphs of amylose. Each form corresponds to either the A , the B , or the C starch forms. A and B structures have different helical crystal structures and water contents, whereas the C structure is a mixture of A and B unit cells, resulting in an intermediate packing density between the two forms.
Физикалық қасиеттері
Амилозаның ұзын, тікелей тізбектері амилопектинге қарағанда (қысқа, көп тармақталған тізбектері бар) оңайрақ кристалданады, сондықтан жоғары амилозалы крахмал қорытуға көбірек кедергі келтіреді. Амилопектиннің керісінше, амилоза суда ериді. Бұдан басқа, ол амилопектиннің кристаллизация деңгейін және судың крахмалға сіңуін төмендетеді.
Because the long linear chains of amylose more readily crystallize than amylopectin (which has short, highly branched chains), high amylose starch is more resistant to digestion. Unlike amylopectin, amylose is soluble in water. It also reduces the crystallinity of amylopectin and how easily water can infiltrate the starch.
Функция
Амилоза өсімдіктерде энергия сақтауда маңызды рөл атқарады. Ол амилопектинге қарағанда нашар қорытылады; бірақ, спиральді құрылымының арқасында, амилопектинге қарағанда аз орын алады. Осының нәтижесінде, өсімдіктерде сақтау үшін артықшылықты крахмал болып табылады. Өсімдіктердегі сақталған крахмалдың шамамен 30% -ын құрайды, бірақ пайыздық көрсеткіш түрлер мен сорттарына байланысты өзгереді. Ас қорыту ферменті α-амилаза крахмал молекулаларын малтотриоза мен мальтозаға ыдыратып, оларды энергия көзі ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Амилоза сонымен қатар өнеркәсіптік және тамақ өнімдерінде қалыңдатушы, суды байланыстырушы, эмульсияны тұрақтандырушы және гельдейтін зат ретінде маңызды. Бос спиральді амилоза тізбектерінің гидрофобты ішкі бөлігі липидтер және иісті қосылыстар сияқты гидрофобты молекулалармен байланыса алады. Бірақ, мұнда бір мәселе бар, ол кристалдану немесе бірігу кезінде, тұрақтылығын жоғалтуы мүмкін, көбінесе процесте суды бөліп шығарады (синерез). Амилоза концентрациясы артқанда гельдің жабысқақтығы төмендейді, ал беріктігі артады. Амилозаға басқа заттар, соның ішінде амилопектин байланғанда, тұтқырлығына әсер етуі мүмкін, бірақ κ-каррагенан, альгинат, ксантан шайыр немесе төмен молекулалық салмақты қанттарды қосу тұрақтылықтың жоғалуын азайтуға көмектеседі. Суды байланыстыру қабілеті тағамға көлем қосып, майдың орнын басуға мүмкіндік береді. Мысалы, амилоза ақ соустың қалыңдауына жауапты, бірақ салқындағаннан кейін қатты зат пен су ішінара бөлінеді. Амилоза жақсы пленка түзетін қасиеттерімен белгілі, бұл оны тамақ қаптамасында пайдалы етеді. Амилозаның пленка түзетін ерекшелігі 1950 жылдары зерттелген. Амилоза пленкалары кедергілік және механикалық қасиеттері жағынан амилопектин пленкаларынан жақсы. Зертхана жағдайында ол маркер ретінде қолданылуы мүмкін. Йод молекулалары амилозаның спиральді құрылымына оңай кіріп, белгілі толқын ұзындығын сіңіретін крахмал полимерімен байланысады. Сондықтан, крахмалдың йодты сынағы кеңінен қолданылады. Егер крахмалға аздаған сары йод ерітіндісі қосылса, көк-қара түс пайда болады. Түстің қарқындылығын колориметрмен сынап, ерітіндідегі крахмалдың концентрациясын анықтау үшін қызыл сүзгі қолданылуы мүмкін. Сондай-ақ, йодты азайтуды қамтитын титрлеуде крахмал индикатор ретінде қолданылуы мүмкін. Ол сондай-ақ амилоза магниттік шариктерінде және малтоза байланыстырушы белокты бөлуге арналған шайырда қолданылады.
Amylose is important in plant energy storage. It is less readily digested than amylopectin; however, because of its helical structure, it takes up less space than amylopectin. As a result, it is the preferred starch for storage in plants. It makes up about 30% of the stored starch in plants, though the percentage varies by species and variety. The digestive enzyme α amylase breaks down starch molecules into maltotriose and maltose, which can be used as sources of energy. Amylose is also an important thickener, water binder, emulsion stabilizer, and gelling agent in industrial and food based contexts. Loose helical amylose chains have a hydrophobic interior that can bind to hydrophobic molecules such as lipids and aromatic compounds. The one problem with this is that, when it crystallizes or associates, it can lose some stability, often releasing water in the process (syneresis). When amylose concentration is increased, gel stickiness decreases but firmness increases. When other things, including amylopectin, bind to amylose, the viscosity can be affected, but incorporating κ carrageenan, alginate, xanthan gum, or low molecular weight sugars can reduce the loss in stability. The ability to bind water can add substance to food, possibly serving as a fat replacement. For example, amylose is responsible for causing white sauce to thicken, but, upon cooling, the solid and the water will partly separate. Amylose is known for its good film forming properties, useful in food packaging. Excellent film forming behavior of amylose was studied already in 1950s. Amylose films are better for both barrier properties and mechanical properties when compared to the amylopectin films. In a laboratory setting, it can act as a marker. Iodine molecules fit neatly inside the helical structure of amylose, binding with the starch polymer that absorbs certain known wavelengths of light. Hence, a common test is the iodine test for starch. If starch is mixed with a small amount of yellow iodine solution, a blue black color will be observed. The intensity of the color can be tested with a colorimeter, using a red filter to discern the concentration of starch present in the solution. It is also possible to use starch as an indicator in titrations involving iodine reduction. It is also used in amylose magnetic beads and resin to separate maltose binding protein
Жақында жүргізілген зерттеулер
Амилозасы жоғары күріш түрлері, жабысқақ емес ұзын дәнді күріш, гликемиялық жүктемесі айтарлықтай төмен, бұл қант диабетімен ауыратын адамдар үшін пайдалы болуы мүмкін. Зерттеушілер дәнді крахмал синтетазасын (GBSS) өсімдіктердегі крахмал биосинтезі кезінде амилозаны ұзартатын фермент ретінде анықтады. Жүгерідегі балауызды ген GBSS белгісін кодтайды. BASF Plant Science компаниясының генетикалық түрлендірілген Амфлора картоп түрі амилоза өндірмейтіндей етіп жасалды.
High amylose varieties of rice, the less sticky long grain rice, have a much lower glycemic load, which could be beneficial for diabetics. Researchers have identified the Granule Bound Starch Synthase (GBSS) as the enzyme that specifically elongates amylose during starch biosynthesis in plants. The waxy locus in maize encodes for the GBSS protein. Genetically modified potato cultivar Amflora by BASF Plant Science was developed to not produce amylose.