ما هو الرمز الكيميائي للنشا؟ النشا مادة كيميائية معقدة حيرت العلماء في دراستها.
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 تنتجها النباتات لتخزين فائض السكر والكربوهيدرات للاستخدام.
- يتكون النشا من نوعين من الكربوهيدرات، أحدهما يسمى الأميلوز والآخر يسمى الأميلوبكتين.
- يتكون النشا من سلاسل متعددة الجزيئات، يكون فيها الجلوكوز هو أكثر المواد نشاطا، لذلك فهو يعتبر بوليمر.
انظر أيضًا: كيف يوجد النشا في الخبز
كيف يخزن النشا الطاقة في النباتات؟
- يتكون النشا من 300 وحدة من الجلوكوز ألفا.
- النشا موجود في الحبوب المغطاة بقشرة السليلوز.
- عندما يوضع النشا في الماء، فإنه لا يذوب، لكنه يغمر الماء ثم يستقر في القاع بسبب عوازل السليلوز التي تعزله عن الماء.
- فقط عند الغليان تنفجر عوازل السليلوز، مما يجعل المحلول داخلها أشبه بالهلام.
- عندما يتم تطبيق اليود على النشا، فإنه يعطي اللون الأزرق الداكن.
- النشا مشتق (من البذور والجذور والدرنات والبصيلات وبعض الأشجار الهوائية).
تغيير لون النشا إلى اليود
- عندما تكون هناك عينة معينة ويريد الكيميائي أو العالم معرفة ما إذا كانت هذه العينة تحتوي على نشا أم لا، يقوم باختبارها باستخدام اليود، وهو اللون البني أو البرتقالي الداكن.
- عندما يضاف اليود البرتقالي إلى عينة تحتوي على النشا أو يضاف إلى النشا نفسه، فإنه يتسبب في تحول لون 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.
- إذا كانت وحدات الجلوكوز متصلة ببعضها البعض عن طريق سلاسل خطية، فهي عبارة عن أميلوز.
- إذا كانوا متصلين ببعضهم البعض عن طريق سلاسل متفرعة، فإنهم يكونون أميلوبكتين.
- الأميلوز مسؤول عن تحويل اليود إلى اللون الأزرق. لأن الأميلوز يحتوي على وحدات جلوكوز في سلاسل حلزونية خطية.
- يسمح هذا لوحدات اليود بالدخول بين هذه الوحدات والتركيز داخلها.
- المجمعات ذات الشحنات غير المحددة هي المسؤولة عن انبعاث اللون وتحويل اليود إلى اللون الأزرق.
- لا يذوب اليود في الماء، لذلك يضيف الكيميائيون يوديد البوتاسيوم (KI)، الذي يساعد 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.
- تتم هذه العملية بامتصاص الضوء، فعندما يمتص الإلكترون الضوء، يظهر للمشاهد بلون يكمل هذا الضوء.
- عندما تكون هذه العملية في اليود السائل، فإنها تظهر باللون البني المحمر أو البرتقالي الداكن.
- عند إضافة اليود إلى النشا المحتوي على الأميلوز، يتكثف اليود بين روابط الأميلوز في سلسلة حلزونية خطية.
- في هذه الحالة، يلعب اليود دور متقبل الشحنة، ويلعب الأميلوز دور مانح الشحنة، ونتيجة لذلك، يظهر اليود باللون الأزرق الداكن.
شاهد كيف يتغير لون اليود عند إضافته إلى النشا.
- كافح العلماء والكيميائيين لتحديد الشكل النهائي لتركيز اليود في حلزون الأميلوز.
- نظرًا لتعقيدها وبنيتها غير المنتظمة، نظرًا لأنها ليست بلورية، فقد اقترحوا شكل التوطين هذا على أنه أيونات سالبة لليود.
- يمكن ترتيبها بانتظام في هذه السلسلة الحلزونية.
- لكن العالم رام سيشادري ومجموعة من زملائه تصوروا سلسلة الأميلوز بمركب اليود.
- لكنهم جعلوا هذا المفهوم بلوريًا منتظمًا بحيث يكون من السهل دراسته، لأنهم صنعوا مركبًا يسمى بلورة بيرولوبيريلين يوديد العادية.
- هذا يجعل من السهل دراستها، لأنهم درسوها باستخدام الأشعة السينية، والتي أظهرت كيف يتركز اليود في حلزون الأميلوز.
التخليق الحيوي للنشا
يمر النشا بثلاث مراحل داخل النباتات، ولكل مرحلة مخططها الخاص.
- النشا الأساسي. يتم إنتاج النشا الأولي في الأوراق الخضراء نتيجة لعملية التمثيل الضوئي، ويخضع هذا النشا لبعض التفاعلات الأنزيمية التي تحوله إلى سكر، مما يسهل نقله من خلية إلى أخرى.
- نشا مؤقت. 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 ينتقل هذا السكر أو النشا عبر الأنسجة، فإنه يصنع ما يسمى بالنشا الثانوي، ويكون تكوين هذا النشا من بين منتجي النشا عديم اللون.
اقرأ هنا أيضًا: كيف يوجد النشا في الخبز
خصائص النشا
- يأتي النشا على شكل حبيبات بيضاء أو مسحوق ناعم.
- إذا تم سكب النشا في منخل بفتحات 75 ميكرومتر، فإن المتبقي في المنخل يكون حوالي 2٪.
- إذا تم وضعه في غربال مثالي بفتحات 150 ميكرومتر، فإن المتبقي في الغربال لا يزيد عن 0.5٪.
- يجب أن يكون النشا نظيفًا في جميع الأوقات وخاليًا من الشوائب والعفن والروائح الغريبة، ويجب أن يكون خاليًا من الإضافات والملونات لاستخدامها.
إذابة النشا في الماء
- تحتوي حبيبات النشا على قشور السليلوز التي تعمل كعامل مانع لتسرب المياه وتمنعها من الانهيار في الماء البارد، وتتكسر هذه القذائف بفعل الحرارة ويتحول الماء بعد ذلك إلى خليط جيلاتيني.
- يتم هضم النشا الموجود في النباتات أو الخبز بواسطة إنزيمات في الفم واللعاب ؛ يقوم إنزيم ألفا أميليز بتفكيك روابط الجلوكوز 1 و 4.
- لا يتم هضم النشا في المعدة بسبب حموضة المعدة.
- في الأمعاء الدقيقة، تعود عملية الهضم مرة أخرى مع إنزيم الأميليز في الأمعاء الدقيقة، والذي يحول النشا إلى سكريات ثنائية.
- تكتمل عملية الهضم بواسطة إنزيمات معقدة في بطانة الأمعاء الدقيقة، مثل الجلوكوزيداز والسكروز والليباز، والتي تحول السكريات إلى سكريات بسيطة يسهل امتصاصها.
الصيغة الكيميائية للنشا
- الرمز الكيميائي للنشا هو (C6H10O5) n لأنه ينتج من الجلوكوز وصيغته الكيميائية هي C6H12O6.
- يتكون النشا من نسبة عالية من الكربون مع نسبة عالية من الهيدروجين وكمية صغيرة من الأكسجين، وكلها تتحد لتشكل عديد السكاريد.
- يتكون النشا من مكونين رئيسيين: أميلوز وأميلوبكتين. بينما يمثل الأميلوبكتين 80٪ والأميلوز 20٪، وهذا شائع في النشا.
- أما النشا الشمعي فهو يحتوي على 99٪ أميلوبكتين و 1٪ أميلوز، ويستخرج من الأرز الشمعي أو الذرة الشمعية.
تعديل النشا
- يمكن تحور النشا عن طريق إضافة بعض الأحماض أو السكريات.
- لقد توسع مجال تعديل النشا في السنوات الأخيرة. أجرى العلماء تعديلات كيميائية وفيزيائية على النشا، غيرت خصائصه وأضفت خواصًا جديدة، مما أدى إلى استخدامه في العديد من المجالات.
- يتم إجراء هذا التغيير من خلال عدة أشياء. أصبح من الممكن تقليل لزوجة النشا عن طريق طلب درجة حرارة منخفضة لتحويله إلى القوام المطلوب، ويتم ذلك عن طريق الانقسام الكيميائي للجزيئات أو عن طريق 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 بعض الإنزيمات أو تسخينها بمحلول حامضي. يمكن أيضًا استخدام الإنزيمات لتحويل النشا إلى شراب الذرة، الذي يحتوي على نسبة عالية من الفركتوز.
استخدام النشا في الصناعة
- النشا هو البوليمر الأكثر استخدامًا في صناعة المواد الغذائية.
- يمكن استخدام النشا لصنع الخبز وتحسين مظهره، وكذلك لصنع الحلوى والبسكويت.
- يستخدم في إنتاج المعلبات مثل الصلصات والشوربات لزيادة لزوجته.
- كما يستخدم النشا في إنتاج القرفة ومنتجات الألبان المطبوخة.
- لا يقتصر استخدام النشا على الصناعات الغذائية، بل يتم استخدامه في العديد من الصناعات، مثل صناعة الورق والصمغ، وكذلك في صناعة الكرتون والجبس.
قد تكون مهتمًا بهذا الموضوع: أفضل أنواع النشا وأسعارها
في النهاية اكتشفنا الصيغة الكيميائية للنشا وبعض التفاعلات الكيميائية خاصة مع اليود وكذلك تركيبته الداخلية وبعض الاستخدامات، ونأمل أن ينال الله تعالى إعجابكم بهذا المقال، ونتمنى أيضا لنشره على الشبكات الاجتماعية حتى تسود المنفعة.