Polisakkaritler - Nişasta Nedir?

Polisakkaritler -Nişasta
Nişasta
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Nişasta, farin veyaamidon, suda çözünmeyen, kompleks bir karbonhidrat Bitkiler tarafından fazla glikozu depolamak için kullanılır Endüstride tutkal, kâğıt ve tekstil yapımında kullanılır Gıda sanayisinde kıvamlandırıcı, yemek yapımında sıvıları koyulaştırmakta kullanılır Çoğunlukla tahıllardan ve patatesten elde edilen tatsız ve kokusuz bir tozdur

Kimyası



Amilopektin



Amiloz

Kimyasal (CAS kayıt numarası: 9005-25-8) olarak nişasta, amiloz ve amilopektin isimli iki polimerik karbonhidratın (polisakkaritin) birleşimidir Amiloz, glikoz monomer birimlerinin alfa-1,4 bağlantılılarla uçuca eklenmesinden oluşur Amilozdan farklı olarak amilopektinde dallanma vardır, ana her 24-30 glikoz monomerinden birinde alfa-1,6 bağlantısı ile bir yan zincir başlar
Amiloz lineer bir moleküldür, ancak birbirini izleyen glikoz birimlerinin açili olma eğiliminden dolayı bir sarmal oluşturur İki amiloz molekülü birbirine sarılarak bir çifte sarmal da oluşturabilirler Bu sarmalın iç yüzeyi hidrofobik olduğu için içinde yer alan su molekülleri kolaylıkla daha hıdrofobik moleküllerle yer değiştirebilir Nişasta testinde kullanılan iyot molekülleri amiloz sarmallarının içine dizilince mavi bir renk oluşur Amiloz sarmalları arasında oluşan hidrojen bağları yüzünden içinde çok az su barındıran yoğun bir yapı oluşur
Amilopektinde dallanma noktalarından sonra birbirine paralel iki zincir birbirlerine sarılarak bir çifte sarmal oluştururlar Amilopektin, bir çalı gibi, bir merkezden dallandıkça genişleyen bir şekle sahiptir Dallanmakta noktalarında molekül düzensizdir, iki dallanma noktası arasında ise çifte sarmallar düzgün bir şekilde istiflenerek kristal bir yapı oluştururlar; bu yüzden mikroskopta nişasta taneciklerinde bu düzenli ve düzensiz bölgeler büyüme halkaları gibi görünür
Bu moleküler yapısından dolayı amilopektin, nişasta taneleri olarak depolanmasını sağlayan sarmal şekilli olur Hem amilopektin hem de amiloz glikozun polimerleridir, ve tipik bir amiloz polimeri 500-20000 glikoz molekülünden, bir amilopektin molekülü ise yaklaşık bir milyon glikozda oluşur
Yapısal olarak nişasta, birbirine bağlı, lineer polimer sütunlardan oluşur Amilopektinde alfa-1,4 bağlantılı zincirler, düzenli aralıklarla alfa-1,6 bağlantılarıyla dallanır Farklı bitki türlerinde, hatta aynı türün farklı anaçlarında (cultivar) amilozun amilopektine oranı değişir Örneğin yüksek amilozlu mısır nişastasında % 85 oranında amiloz bulunurken, mumlu mısırpatates ve muz gibi bazı bitkilerde daha aralıklı istiflenirler (B-tipi nişasta) Bazı amilopektinlerde glikozların üzerinde bulunan fosfat grupları nişastanın suyu daha kolay emmesini sağlar Bitkilerde nişasta çok az su içeren tanecikler halinde depolanır, bu taneciklerin boyutları bitkiden bitkiye değişir türünde amilopektin orani %99'dır Amilopektin sarmalları çoğu tahıl nişastasında sıkı bir sekilde istiflenmişken (A-tipi nişasta),
Bitkilerde nişastanın başlıca işlevi enerji depolamaktır Bitki hücrelerinde nişastanın oluşumu amiloplast denen organellerde gerçekleşir
Nişasta suda çözünmez Sindirilmesi hidroliz yoluyla olur, bu reaksiyonu katalizleyen amilazenzimleri glikozlar arasındaki bağları keserler Hayvan ve insanlar amilaz enzimlerine sahip olduklarından nişastayı sindirebilirler Farklı tip amilazlar nişastayı farklı biçimlerde parçalarlar Nişasta parçalandıkça dekstrin, maltoz ve nihayet glikoza dönüşür Maltoz ayrıca maltaz enzimi tarafından da sindirilebilir
İçerdiği glikoz monomerleri sebebi ile nişastanın kan şekerine doğrudan etkisi bulunmaktadır

Jelleşme

Farklı zincir yapılarına sahip olan nişasta türleri su absorbsiyon kapasitesinde ve pişirme sıcaklığında da farklılıklar gösterir Jelleşme sıcaklık aralığı 50- 85 °C'dir Örneğin patatesten elde edilen nişastalar 60-65 C°'lerde jelleşme gösteririken, tahıl nişastaları 80-85 C°'lerde jelleşmektedir Ayrıca patates nişastasının önceliği viskozitesinin yüksekliği ve jelleşme ısısının düşük olmasının yanısıra jel çözeltisinin son ürüne renk ve parlaklık açısından etkilemeyecek oranda yarı saydam olmasıdır
Oda sıcaklığında nişasta polimer zincirlerinin birbirine sıkıca kenetlendiği granüllerden oluşur Suyun normalde içine giremediği granüllerdeki zincirler, yüksek sıcaklıkta birbirlerinden uzaklaşır ve suyla etkileşebilir hale gelirler Su ve sıcaklığın etkisiyle, nişastadaki polimerler birbirleriyle hidrojen bağları kurmak yerine suya bağlanırlar Su, nişastanın içine nüfuz ettikçe genel polimer yapısının düzeni bozulmaya başlar, granüllü bölgeler küçülür ve amorflaşır Suyla etkileşen amiloz, nişasta tanesinden dışarı sızar Böylece su emip şişen nişastaya jelleşmiş denir
Jelleşmiş ve ardından kurutulmuş nişastayaprejelatinize edilmiş nişasta denir Jelleşmiş nişasta doğrudan kurutulabileceği gibi, aşağıda ayrıntılanan şekillerde modifiye edildikten sonra da kurutulabilir
Sıcaklık azalınca jelleşmiş nişastadaki polimer zincirleri tekrar birbirleriyle etkileşmeye başlarlar ve bağlandıkları su moleküllerini salarlar Bu arzu edilmeyen bir süreçtir çünkü salınan su, bu nişastayı bulunduran gıda ürünlerinde mikrop üremesine ortam sağlar Buna engel olmak için nişastanın modifikasyonuna gidilir

Nişasta modıfikasyonu

Nişastanın suyunu salmamasını sağlamak için kullanılan yöntemlerden biri kimyasal olarak çapraz bağlar kurmaktır Ancak bu işlemden geçen nişastalar dondurulma halinde bozulduklarından bir diğer modifikasyon daha uygulanır, şekerlerin hidroksil gruplarının belli bir oranına şekerlerin birbiriyle etkileşmesine engel olmak için asetil veya hidroproksil grupları eklenir
Bir başka modifikasyon türü ise jelatinasyon sırasında asit kullanarak polimerlerin az miktarda parçalanarak boylarının kısalmasıdır Bunun avantajı hidroliz edilmiş nişastanın ısınmayla daha az genişleyip daha az su emmesi, dolayısyla soğuduğunda da fazla su salmamasıdır
Polimerlerin boyunu kısaltmanın bir diğer yöntemi de oksidasyondur Nişastaya sodyum hipoklorit katılınca hem şekerler arasındaki bağlar kopar, hem şeker halkalarının bazılarının parçalanması sonucuda karboksil ve karbonil grupları oluşur Zincirlerin kısalması nişastanın su emme kapasitesini azaltır, karbonil ve karboksil grupları ise bu nişastayı asit hidrozli nişastadan daha dayanıklı kılar Oksitlenmiş nişasta ayrıca daha yapışkandır
Bu modifikasyonların her biri nişastaya farklı özellikler verir ve farklı uygulamalarda kullanılmasını sağlar Bu modifikasyonlar, endüstriyel ürünlerde kullanımı esnasında pH, sıcaklık, basınç ve diğer faktörlere karşı direnç sağlar Modifiye nişastalar Çerez, Ketçap, toz içecek ve çorba, et sanayi, unlu mamüller gibi gıda ürünlerinin yanında tekstil, kâğıt ve tutkal sanayinde de geniş bir kullanım alanı sunar
Fiziksel modifikasyonlarda ürünlerde E numarası bulunmaz Ancak kimyasal ve enzimatik modifikasyonların hemen hemen tamamında ürüne E numarası eklenir