Škrob

Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox - chemická látka Škrob (latinsky amylum) je organická makromolekulární látka patřící mezi polysacharidy. Jde o nejrozšířenější sacharid v lidské stravě a klíčovou zásobní látku v rostlinné říši, která vzniká jako konečný produkt fotosyntézy. Pro živočichy, včetně člověka, představuje hlavní zdroj energie v potravě. Z chemického hlediska se jedná o polymer složený z velkého počtu glukózových jednotek. V přírodě se vyskytuje ve formě škrobových zrn, která jsou uložena v zásobních orgánech rostlin, jako jsou hlízy (brambory), kořeny a semena (kukuřice, pšenice, rýže).

🔬 Chemická podstata

Škrob není chemicky jednotná látka, ale směs dvou různých polysacharidů: amylózy a amylopektinu. Obě tyto složky jsou tvořeny výhradně D-glukózovými jednotkami, liší se však svou strukturou.

• Amylóza tvoří přibližně 20–30 % škrobu. Její molekuly jsou tvořeny dlouhými, převážně lineárními (nevětvenými) řetězci glukózových jednotek spojených glykosidickou vazbou α-(1→4). Tento řetězec má tendenci stáčet se do prostorové struktury šroubovice (helixu). Amylóza je rozpustná v horké vodě a je zodpovědná za typickou modrou reakci s jodem (v Lugolově roztoku), kdy se molekuly jodu zachytí uvnitř její šroubovice.
• Amylopektin představuje dominantní složku škrobu (cca 70–80 %). Jedná se o jednu z největších makromolekul v přírodě. Jeho struktura je silně rozvětvená. Základní řetězce jsou stejné jako u amylózy (vazby α-1,4), ale přibližně každých 20–30 glukózových jednotek z nich odbočuje postranní řetězec prostřednictvím vazby α-(1→6). Díky této složité struktuře je amylopektin ve studené vodě nerozpustný, v horké vodě pouze bobtná a vytváří vysoce viskózní roztoky (gely). S jodem dává červenohnědé až fialové zbarvení.

Poměr amylózy a amylopektinu se liší v závislosti na druhu rostliny a určuje fyzikální a chemické vlastnosti daného škrobu, což je klíčové pro jeho průmyslové využití.

🌱 Biologický význam

Funkce v rostlinách

Škrob je pro rostliny klíčovou zásobní látkou, která jim umožňuje uchovávat energii získanou fotosyntézou. Ukládá se v plastidech, konkrétně v amyloplastech, ve formě polokrystalických škrobových zrn. Tato zrna se nacházejí především v zásobních orgánech, jako jsou semena (obiloviny, luštěniny), hlízy (brambory, maniok) nebo plody (banán). V případě potřeby (např. při klíčení nebo nedostatku světla) rostlina škrob opět enzymaticky štěpí na glukózu, kterou využívá jako okamžitý zdroj energie pro své metabolické procesy.

Význam ve výživě

Pro člověka a mnoho dalších živočichů je škrob nejdůležitějším zdrojem sacharidů ve stravě. Jeho trávení začíná již v ústní dutině působením enzymu α-amylázy (ptyalinu), který je obsažen ve slinách. Tento proces je přerušen v kyselém prostředí žaludku a pokračuje v tenkém střevě, kde na škrob působí pankreatická α-amyláza. Ta štěpí dlouhé polysacharidové řetězce na kratší oligosacharidy a disacharid maltózu. Tyto jednodušší cukry jsou následně dalšími enzymy v kartáčovém lemu enterocytů rozštěpeny až na glukózu, která se vstřebává do krve a slouží jako primární palivo pro buňky v celém těle.

Rezistentní škrob

Ne každý škrob je v tenkém střevě zcela stráven. Část, která odolává trávení a postupuje až do tlustého střeva, se nazývá rezistentní škrob. Zde působí podobně jako vláknina a slouží jako potrava (prebiotikum) pro prospěšné střevní bakterie. Fermentací rezistentního škrobu vznikají mastné kyseliny s krátkým řetězcem (např. butyrát), které vyživují buňky střevní sliznice a mají řadu pozitivních zdravotních účinků. Mezi zdroje rezistentního škrobu patří luštěniny, celá zrna, nezralé banány a také vařené a následně zchlazené potraviny jako brambory, rýže nebo těstoviny.

🏭 Průmyslová výroba

Škrob se průmyslově získává z plodin, které jsou na něj bohaté. Celosvětově nejvýznamnějšími zdroji jsou kukuřice, pšenice, brambory, rýže a maniok (tapioka).

Základní výrobní postup je mechanický a zahrnuje několik kroků:

1. Příprava suroviny: Očištění a omytí suroviny (např. brambor, kukuřičných zrn).
2. Dezintegrace: Rozmělnění (nastrouhání, semletí) suroviny, aby se narušily buněčné stěny a uvolnila se škrobová zrna.
3. Vypírání a separace: Uvolněná škrobová zrna se z rozmělněné kaše vypírají studenou vodou. Vzniká tzv. škrobové mléko, které se dále čistí a odděluje od vlákniny a dalších nečistot pomocí sít a odstředivek.
4. Rafinace a sušení: Vyčištěné škrobové mléko se nechá usadit, nebo se škrob oddělí v hydrocyklonech. Získaný škrob se následně suší v proudovém sušiči na výsledný jemný prášek.

Vzniklý produkt se nazývá nativní škrob. Pro specifické průmyslové aplikace se často dále upravuje na tzv. modifikované škroby s upravenými vlastnostmi (např. lepší rozpustnost, tepelná stabilita).

🍲 Využití v potravinářství

Škrob a jeho deriváty jsou v potravinářském průmyslu nepostradatelné díky svým funkčním vlastnostem.

• Zahušťovadlo: Při zahřátí s vodou škrob bobtná a vytváří gel (proces zvaný mazovatění), čehož se využívá k zahušťování omáček, polévek, pudinků, krémů a dětských výživ.
• Stabilizátor a pojivo: Zlepšuje texturu a stabilitu v jogurtech, zmrzlinách a masných výrobcích.
• Surovina pro pekařství: Je přirozenou součástí mouky a ovlivňuje vlastnosti těsta a texturu pečiva.
• Výroba sladidel: Hydrolýzou škrobu se vyrábí glukózový sirup, maltodextrin a fruktózo-glukózový sirup, používané v cukrovinkách a nápojích.
• Bezlepkové diety: Škroby z kukuřice, brambor nebo tapioky (např. známé značky Maizena a Solamyl) jsou přirozeně bezlepkové a slouží jako náhrada pšeničné mouky.

🔩 Nepotravinářské využití

Téměř 40 % celkové produkce škrobu se využívá v technických odvětvích.

• Papírenský průmysl: Používá se jako pojivo a klížidlo pro zvýšení pevnosti, hladkosti a potiskovatelnosti papíru a kartonu.
• Textilní průmysl: Slouží ke šlichtování (zpevňování) osnovních nití před tkaním a jako zahušťovadlo pro tiskařské barvy.
• Farmaceutický průmysl: Využívá se jako plnivo, pojivo nebo látka usnadňující rozpad tablet.
• Lepidla: Škrobová lepidla (např. dextrinová) jsou levná, ekologická a používají se na lepenku, papírové sáčky nebo tapety.
• Stavebnictví: Je součástí sádrokartonových desek, kde reguluje dobu schnutí sádry.
• Bioplasty: Škrob je klíčovou surovinou pro výrobu biodegradabilních bioplastů (např. na bázi PLA), které se používají na výrobu jednorázového nádobí, obalů nebo tašek.

🤔 Škrob pro laiky: Stavebnice z cukru

Představte si škrob jako obrovskou stavebnici z Lega, kde každá jednotlivá kostička je molekula cukru (glukózy).

• Jedna kostička: To je glukóza, rychlý a jednoduchý zdroj energie. Kdybyste snědli jen ji, tělo by ji spotřebovalo skoro okamžitě.
• Dlouhý řetízek (Amylóza): Rostlina spojí tisíce těchto kostiček do dlouhého, rovného řetízku. Je to jako náhrdelník z korálků. Tělo musí tento řetízek "rozstříhat" na jednotlivé kostičky, aby získalo energii, což trvá déle. Proto vás potraviny bohaté na škrob (jako chleba nebo brambory) zasytí na delší dobu.
• Rozvětvený strom (Amylopektin): Kromě rovných řetízků rostlina vytváří i obrovské, rozvětvené struktury, které vypadají jako strom. Je to ještě složitější a větší zásobárna energie.
• Vaření omáčky: Když nasypete škrob (třeba Solamyl) do horké vody, tyto dlouhé řetízky a stromy se "rozmotají" a začnou se do sebe zaplétat. Vytvoří hustou síť, která v sobě uvězní molekuly vody. A přesně proto vaše omáčka zhoustne.

Škrob je tedy chytrý způsob, jak si rostlina (a následně i my) ukládá energii z cukru do kompaktní a stabilní formy.

💡 Zajímavosti

• Směs kukuřičného škrobu s vodou (v určitém poměru) vytváří nenewtonovskou kapalinu známou jako "oobleck". Při pomalém míchání se chová jako kapalina, ale při rychlém úderu nebo tlaku ztuhne a chová se jako pevná látka.
• Důkaz přítomnosti škrobu se provádí pomocí roztoku jodu (např. jodová tinktura nebo Lugolův roztok). V přítomnosti škrobu, konkrétně jeho amylózové složky, dojde k charakteristickému tmavě modrofialovému zbarvení.
• Historicky používali již staří Egypťané škrob jako lepidlo při výrobě papyrusu.
• Pražením suchého škrobu vzniká dextrin, jednodušší sacharid, který se používá jako lepidlo na poštovní známky a obálky.

📚 Zdroje

Škrob - Národní zdravotnický informační portál Škrob - WikiSkripta Škrob a výrobky ze škrobu - Víš co jíš Rezistentní škrob - IS MUNI Rezistentní škrob: Jak působí na zdraví - Aktin.cz Možnosti získávání škrobu a jeho využití - UTB Polysacharidy - Institut Galenus