Amidonul din Cartofi

1. Introducere

Hidratii de carbon care alcatuiesc grupa polizaharidelor au structura macromoleculara. Polizaharidele sunt mult raspandite in natura, mai ales in vegetale.

Prin hidroliza, polizaharidele se transforma in monozaharide. Se gasesc in natura polizaharide compuse din hexose, din pentoze si din derivati ai celor dintai. Cele mai insemnate sunt cele doua polizaharide derivand de la D-glucoza, celuloza si amidonul.

Nu toate polizaharidele au aceeasi functiune in planta: unele servesc ca rezerve de hidrati de carbon pentru embrion sau chiar pentru planta insasi. Printre acestea se inumara amidonulk si fructozanii. Alte polizaharide, numite ,,de schelet”, au rolul de a conferi soliditate mecanica organelor in care se gasesc. Cea mai importanta dintre acestea este celuloza.

Cea de-a doua polizaharida , dupa celuloza, raspandita universal in regnul vegetal este amidonul. Ca si celuloza, amidonul este compus numai din D-glucoza. Plantele isi constituie in fructe, seminte si tubercule, rezerved e amidon, insolubil in apa, dar putand fi usor transformat in glucoza sau in derivati ai acesteia, prin reactii enzimatice.

Glicogenul (descoperit de Claude Bernard, 1855), mult asemanator amidonului ca structura, indeplineste in organismul animal aceeasi functiune ca acesta in organismul vegetal. Glicogenul este depozitat in ficat (pana la 20%) dar se transforma prin hidroliza enzimatica in glucoza, care este transportata pe calea sangelui in muschi si alte tesuturi. Aici se refac mici rezerve de glicogen, care sunt apoi consumate in cursul activitatii acestor organe.

2. Izolarea amidonului

Semintele plantelor contin pana la 70-80% amidon; continutul tuberculelor este, in general mai mic (16-19%, la cartofi cu 25% substanta uscata). Ca materie prima, la fabricarea amidonului servesc de obicei cartofii sau faina de porumb; procedeul consta in framantare in apa curgatoare, care antreneaza mai usor amidonul decat celalalte componente.

Aspectul amidonului este deosebit de al celulozei. In loc de fibre, amidonul se prezinta sub forma de granule, a caror forma si marime, caracteristica pentru fiecare specie vegetala (grau, porumb, orez, cartofi, tapioca etc.) permite o usoara identificare la microscop. Diametrul granulelor este de 20-100 m , dupa provenienta. Ele sunt construite din straturi, vizibile la microscop, depuse concentric in jurul unui nucleu de condensare. Granulele de amidon, privite prin microscopul de polarizatie, intre nicoli incrucisati, arata fenomenul birefrigentii (cruce neagra). Cu ajutorul razelor X se constata semne de cristalizare ce dispar insa daca se elimina prin uscare apa absorbita higroscopic.

In apa rece amidonul este insolubil (cand granulele sale sunt intacte). Apa calda produce o umflare a granulelor care, la temperatura suficient de inalta, se sparg si formeaza solutii vascoase sau geluri. La racire acestea se transforma (la temepraturi fixe, variind intre 57-87°, dupa specia vegetala) intr-un gel rigid, omogen, translucid: coca. Temperatura de fromare a cocai este coborata de prezenta anumitor electroliti, cum sunt: NaOH, CaCl2,KSCN si ZnCl2. Formarea cocai se datoreste pierderii mobilitatii moleculelor dizolvate, un fenomen comparabil cu cristalizarea, avand loc, ca si aceasta, la temperatura fixa. Spre deosebire de o retea cristalina, agregatul de macromolecule rigide, imobile, ce ia nastere este neregulat si inglobeaza mari cantitati de apa.

Amidonul nu este o substanta unitara, ci un amestec de doua polizaharide, numite amiloza si amilopectina (L. Maquenne, 1904)

Separarea, nu tocmai completa, a acestor componente poate fi realizata lasand amidonul sa se umfle in apa de circa 70, astfel incat granulele sale sa nu se sparga. _n aceste conditii amiloza se dizolva si difuzeaza, din interiorul granulelor, in solutie. O metoda moderna mai eficace consta in dizolvarea amidonului integral in apa, la temperatura ridicata, sI adaugarea unu agent de precipitare a amilozei (The J. Schoch). Un asemenea agent este n-butanolul, dar se obtin rezultate bune sI cu n-pentanol, ciclohexanol, timol, acizi grasI sI nitro-alcani. Solutia de amidon, saturata cu agentul de precipitare, se tine 1-2 zile la temperatura camerei, in care timp se precipita complexul uneori microcristalin al amilozei cu alcoolul. Acesta se separa si se descompune prin extragerea agentului de precipitare cu dizolvanti. Amilopectina ramane nedizolvata.

Amiloza obtinuta pe aceasta cale este pura (sI a fost obtinuta in stare cristalizata)

3. Structura amidonului

Primele cercetari nu au tinut seama de faptul ca amidonul nu este un compus unitar. Vom examina cateva din rezultatele cercetatorilor mai vechi. Formula ruta a amidonului, determinata prin analiza elementara, este (C6H10O5)n, la fel ca a celulozei. Prin hidroanaliza cu acizi, amidonul trece in D-glucoza, cu randament cantitativ.

Prin hidroliza cu enzime se formeaza dizaharida maltoza, cu un randament ce poate ajunge pana la 80%. Se poate obtine din amidon un derivat al maltozei si pe cale pur chimica: tratand amidon cu bromura de acetil se formeaza acetobrommaltoza (un compus asemanator acetobromoclucozei); acesta a fost transformat prin hidroliza in heptaacetil-maltoza.