ما هو الرمز الكيميائي للنشا؟ النشا مادة كيميائية معقدة حيرت العلماء بدراستها.
هذا لأنه يتكون من سلاسل مستقيمة من الجلوكوز في الأميلوز وسلاسل متفرعة في الأميلوبكتين.
تابعنا في هذا المقال للتعرف على أحدث الاكتشافات العلمية حول النشا وتركيبته الكيميائية، وكذلك أهم الخواص الكيميائية للنشا.
نشاء
- النشا مادة كيميائية تستخدمها النباتات لتخزين السكريات والكربوهيدرات الزائدة.
- يتكون النشا من نوعين من الكربوهيدرات، أحدهما يسمى الأميلوز والآخر يسمى الأميلوبكتين.
- يتكون النشا من سلاسل متعددة الجزيئات، وأكثرها نشاطًا هو الجلوكوز، لذلك فهو يعتبر بوليمرًا.
انظر أيضا هنا: كيف يتم الكشف عن النشا في الخبز
كيف يخزن النشا الطاقة في النباتات؟
- يتكون النشا من 300 وحدة من الجلوكوز ألفا.
- النشا موجود في حبيبات مغطاة بقشرة السليلوز.
- عند وضع النشا في الماء، لا يذوب، لكنه يغمر الماء ثم يستقر في القاع بفضل عوازل السليلوز التي تعزله عن الماء.
- فقط في حالة الغليان، تنكسر عوازل السليلوز، مما يجعل المحلول الموجود فيها أشبه بالهلام.
- عندما يتم تطبيق اليود على النشا، فإنه يعطي اللون الأزرق الداكن.
- يتم الحصول على النشا من (البذور والجذور والدرنات والبصل وبعض الأشجار الموجودة فوق سطح الأرض).
تغيير لون النشا إلى اليود
- إذا كانت هناك عينة معينة ويرغب الكيميائي أو العالم في معرفة ما إذا كانت تلك العينة تحتوي على نشا أم لا، فيختبرها من خلال اليود الذي له لون بني أو برتقالي غامق.
- عندما يضاف اليود البرتقالي إلى عينة تحتوي على النشا، أو يضاف إلى النشا نفسه، فإنه يتسبب في تحول اليود إلى اللون الأزرق الداكن.
كيف يتغير لون اليود عند إضافته إلى النشا؟
- النشا عبارة عن كربوهيدرات عضوية تتكون من نوعين من السكريات.
- يحتوي النشا على وحدات جلوكوز مرتبطة ببعضها البعض بطريقتين مختلفتين لتشكيل الأميلوز والأميلوبكتين.
- عندما ترتبط وحدات الجلوكوز معًا في سلاسل خطية، فإنها تكون أميلوز.
- عندما تكون متصلة ببعضها البعض في سلاسل متفرعة، فهي عبارة عن أميلوبكتين.
- الأميلوز مسؤول عن اللون الأزرق لليود. لأن الأميلوز يحتوي على وحدات جلوكوز في سلاسل حلزونية خطية.
- هذا يسمح لكتل اليود بالاختراق بين هذه الكتل والتركيز داخلها.
- المجمعات ذات الشحنات غير المحددة هي المسؤولة عن انبعاث الألوان والتلوين الأزرق لليود.
- لا يذوب اليود في الماء، لذلك يضيف الكيميائيون يوديد البوتاسيوم (KI) للمساعدة في تكوين أيونات اليود.
- تفقد هذه الإلكتروليتات السالبة الشحنة وتكسب اليود الموجب شحنة.
- عندما يتحرك الإلكترون بين الموجب والسالب (المتبرع والمقبول) وينتقل من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة آخر.
- تحدث هذه العملية عن طريق امتصاص الضوء. عندما يمتص الإلكترون الضوء، فإنه يظهر للمشاهد بلون يكمل هذا الضوء.
- عندما تحدث هذه العملية في سائل اليود، فإنها تظهر باللون البني المحمر أو البرتقالي الداكن.
- عند إضافة اليود إلى النشا المحتوي على الأميلوز، يتركز اليود بين روابط الأميليز في السلسلة الحلزونية الخطية.
- في هذه الحالة، يعمل اليود كمتقبل للشحن، والأميلوز هو مانح شحنة، ونتيجة لذلك يتحول اليود إلى اللون الأزرق الغامق.
تتبع كيف يتغير لون اليود عند إضافته إلى النشا؟
- يصعب على العلماء والكيميائيين معرفة الشكل النهائي لتركيز اليود في السلسلة الحلزونية للأميلوز.
- نظرًا لتعقيدها وبنيتها غير المنتظمة، نظرًا لأنها ليست بلورية، فقد اقترحوا شكل هذا التوطين على أنه أيونات اليود السالبة.
- يمكن ترتيبها بانتظام في هذه السلسلة الحلزونية.
- لكن العالم رام سيشادري ومجموعة من زملائه تصوروا سلسلة الأميلوز بمركب اليود.
- لكنهم جعلوا مفهوم البلورة منتظمًا بحيث كان من السهل دراسته عندما صنعوا مركبًا يسمى بلورة عادية من يوديد بيرولوبيريلين.
- هذا يجعل الدراسة أسهل لأنهم درسوها بالأشعة السينية، والتي أظهرت كيف يتركز اليود في السلسلة الحلزونية للأميلوز.
التخليق الحيوي للنشا
يمر النشا بثلاث مراحل في النباتات، ولكل مرحلة نمطها الخاص:
- النشا الأساسي: يتم إنتاج النشا الأولي في الأوراق الخضراء من خلال عملية التمثيل الضوئي ويخضع هذا النشا لبعض التفاعلات الأنزيمية التي تحوله إلى سكر، مما يسهل عليه الانتقال من خلية إلى أخرى.
- النشا المؤقت: عندما ينتقل السكر من خلية إلى أخرى، يمكن أن يخضع لبعض التفاعلات الأنزيمية العكسية التي تحوله إلى نشا، والمعروف باسم النشا المؤقت.
- النشا الثانوي: عندما يتحرك هذا السكر أو النشا عبر النسيج فإنه يجعله ما يسمى بالنشا الثانوي، ويكون تكوين هذا النشا أحد منتجي النشا عديم اللون.
اقرأ أيضًا من هنا: كيف يتم اكتشاف النشا في الخبز
خصائص النشا
- يتم إنتاج النشا على شكل حبيبات بيضاء أو مسحوق ناعم.
- إذا تم وضع النشا في غربال بفتحات 75 ميكرومتر، فسيظل حوالي 2 ٪ في المنخل.
- إذا تم وضعه في منخل مثالي به ثقوب تبلغ 150 ميكرومتر، فإن البقايا في الغربال لن تزيد عن 0.5٪.
- يجب أن يكون النشا نظيفًا دائمًا وخاليًا من الشوائب والعفن والروائح الغريبة، وأن يكون خاليًا من الإضافات والمنكهات حتى يكون صالحًا للاستخدام.
تحلل النشا في الماء
- تحتوي حبيبات النشا على قشور السليلوز التي تعمل كعازل للماء وتمنع تحللها في الماء البارد، وتتحلل هذه القذائف تحت تأثير الحرارة، وبعد ذلك يتحول الماء إلى خليط يشبه الهلام.
- يتم هضم النشا الموجود في النباتات أو الخبز بواسطة إنزيمات في الفم واللعاب ؛ يشق إنزيم alpha-amylase 1 و 4 روابط الجلوكوز.
- لا يتم هضم النشا في المعدة بسبب حموضة المعدة.
- في الأمعاء الدقيقة، تنعكس العملية الهضمية مرة أخرى بواسطة إنزيم الأميليز في الأمعاء الدقيقة، والذي يحول النشا إلى سكريات ثنائية.
- تتم عملية الهضم بواسطة إنزيمات معقدة موجودة في خلايا الغشاء المخاطي للأمعاء الدقيقة، مثل: الجلوكوزيداز والسكراز والليباز، والتي تحول السكاريد إلى سكريات بسيطة يسهل امتصاصها.
الصيغة الكيميائية للنشا
- الرمز الكيميائي للنشا هو (C6H10O5) n لأنه مصنوع من الجلوكوز وصيغته الكيميائية هي C6H12O6.
- يتكون النشا من نسبة كبيرة من الكربون مع نسبة كبيرة من الهيدروجين وبعض الأكسجين، وكلها تتحد لتشكل عديد السكاريد.
- يتكون النشا من مكونين رئيسيين، أميلوز وأميلوبكتين. بينما الأميلوبكتين 80٪ والأميلوز 20٪ وهذا موجود في النشا العادي.
- أما النشا الشمعي فهو يحتوي على 99٪ أميلوبكتين و 1٪ أميلوز، ويتم الحصول عليه من الأرز الشمعي أو الذرة الشمعية.
تعديل النشا
- يمكن تحور النشا بإضافة بعض الأحماض أو السكريات.
- لقد توسع مجال تعديل النشا في السنوات الأخيرة ؛ أجرى العلماء تعديلات كيميائية وفيزيائية على النشا غيّرت خصائصه وأضفت خصائص جديدة إليه، مما أدى إلى استخدامه في كثير من الصناعات.
- يتم هذا التعديل في عدة أشياء ؛ أصبح من الممكن تقليل لزوجة النشا، بحيث يحتاج إلى درجة حرارة منخفضة ليتحول إلى القوام المطلوب، ويتم ذلك عن طريق التكسير الكيميائي للجزيئات، من خلال الإنزيمات أو عن طريق أكسدة مجموعة الهيدروكسيل، ومن الممكن أيضًا تقليل انتفاخ حبيبات النشا في الماء الساخن ويتم ذلك عن طريق إدخال روابط كيميائية بين جزيئات النشا عن طريق إدخال مواد تتفاعل مع مجموعة الهيدروكسيل وتؤكسدها.
- يتم تحويل النشا إلى دكسترين ومالتوز وسكر العنب عن طريق إضافة إنزيمات معينة أو تسخينها بمحلول حمضي، كما يمكن استخدام الإنزيمات لتحويل النشا إلى شراب الذرة الغني بالفركتوز.
استخدام النشا في الصناعة
- النشا هو البوليمر الأكثر استخدامًا في صناعة المواد الغذائية.
- يمكن استخدام النشا لصنع الخبز وتحسين مظهره وصنع الحلوى والبسكويت.
- يتم استخدامه في صنع المعلبات، مثل الصلصات والشوربات، لزيادة لزوجتها.
- كما يستخدم النشا في إنتاج البخور ومنتجات الألبان المطبوخة.
- لا يقتصر استخدام النشا على الصناعات الغذائية، بل يتم استخدامه في العديد من الصناعات، مثل صناعة الورق والمطاط، وكذلك في صناعة الكرتون والجبس.
قد يهمك هذا الموضوع: أفضل أنواع النشا وتكلفتها
وأخيراً أوضحنا الصيغة الكيميائية للنشا وبعض تفاعلاته الكيميائية خاصة مع اليود وكذلك تركيبته الداخلية وبعض استخداماته، ونتمنى من الله تعالى أن يثير اهتمامكم بهذا المقال، ونحن أيضاً نتمنى نشره على مواقع التواصل الاجتماعي حتى تسود الفائدة.