ما هو الرمز الكيميائي للنشا؟ النشا مادة كيميائية معقدة تحير العلماء لدراستها.
هذا لأنه يتكون من سلاسل الجلوكوز المستقيمة في سلاسل الأميلوز والمتفرعة في الأميلوبكتين.
تابعنا في هذا المقال للتعرف على آخر ما توصل إليه العلماء حول النشا وتركيبه الكيميائي، وأهم الخواص الكيميائية للنشا.
نشاء
- النشا مادة كيميائية تنتجها النباتات حتى تتمكن من استخدامها لتخزين السكر الزائد والكربوهيدرات.
- 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؟
- يحتوي النشا على 300 وحدة من الجلوكوز ألفا.
- يتم احتواء النشا داخل حبيبات مغلفة بالسليلوز.
- عند وضع النشا في الماء لا يذوب ولكنه يغطي الماء ثم يستقر في القاع بسبب العوازل السليلوزية التي تفصله عن الماء.
- فقط في حالة غليان هذه العوازل السليلوزية تتكسر، مما يجعل محلولها أشبه بالهلام.
- عندما يتم تطبيق اليود على النشا، فإنه يعطي اللون الأزرق الداكن.
- يتم الحصول على النشا من (البذور والجذور والدرنات والبصل وبعض الأشجار الهوائية).
تغيير لون النشا إلى اليود
- إذا كانت هناك عينة معينة وأراد الكيميائي أو العالم معرفة ما إذا كانت هذه العينة تحتوي على نشا أم لا، فيختبرها باليود، وهو لونه بني أو برتقالي غامق.
- 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.
- عندما يتم ربط وحدات الجلوكوز في سلاسل خطية، فإنها تكون أميلوز.
- إذا كانوا متصلين ببعضهم البعض في سلاسل متفرعة، فهم أميلوبكتين.
- الأميلوز مسؤول عن صنع اليود الأزرق. لأن الأميلوز يحتوي على وحدات جلوكوز في سلسلة حلزونية خطية.
- هذا يسمح لوحدات اليود بالاختراق بين هذه الوحدات والتركيز داخلها.
- المجمعات ذات الشحنات غير المحددة مسؤولة عن إطلاق الألوان وإنتاج اليود الأزرق.
- اليود غير قابل للذوبان في الماء، لذلك يضيف الكيميائيون يوديد البوتاسيوم (KI)، الذي يساعد في تكوين أيونات اليود.
- تفقد هذه الإلكتروليتات السالبة الشحنة ويتلقى اليود الموجب الشحنة.
- 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 حالة اليود السائل تظهر بنية حمراء أو برتقالية داكنة.
- في حالة إضافة اليود إلى النشا باستخدام الأميلوز، يتركز اليود بين روابط الأميلوز في السلسلة الحلزونية الخطية.
- في هذه الحالة يلعب اليود دور متقبل الشحنة، ويلعب الأميلوز دور مانح الشحنة، ونتيجة لذلك يظهر اليود باللون الأزرق الغامق.
اتبع كيف يتغير لون اليود عند إضافته إلى النشا؟
- وجد العلماء والكيميائيين صعوبة في تحديد الشكل النهائي لتركيز اليود داخل السلسلة الحلزونية للأميلوز.
- نظرًا للتعقيد والبنية غير المنتظمة لأنها ليست بلورية، فقد اقترحوا شكل هذا التوطين كأيونات سالبة لليود.
- يمكن ترتيبها بشكل مستمر داخل هذه السلسلة الحلزونية.
- لكن العالم رام سيشادري ومجموعة من زملائه تصوروا سلسلة الأميلوز بمركب اليود.
- لكنهم جعلوا هذا المفهوم البلوري العادي سهل الدراسة، لأنهم صنعوا مركبًا يسمى بلورات اليود العادية pyrrolopyrrylene.
- هذا جعل الدراسة أسهل حيث قاموا بدراستها باستخدام الأشعة السينية التي كشفت عن كيفية تركيز 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 نتيجة لعملية التمثيل الضوئي، وقد خضع هذا النشا لبعض التفاعلات الأنزيمية التي تحوله إلى سكر، مما يسهل الانتقال من خلية إلى أخرى.
- النشا المؤقت: عندما ينتقل السكر من خلية إلى أخرى، يمكن أن يخضع لبعض التفاعلات الأنزيمية العكسية، والتي يمكن أن تحوله إلى نشا يعرف باسم النشا المؤقت.
- النشا الثانوي: عندما يعمل هذا السكر أو النشا على الأنسجة، فإنه ينتج ما يسمى بالنشا الثانوي، ويكون تكوين هذا النشا أحد صناع النشا عديم اللون.
اقرأ أيضًا من هنا: كيفية تحديد النشا في الخبز
خصائص النشا
- النشا على شكل حبيبات بيضاء أو مسحوق ناعم.
- إذا تم وضع النشا في منخل به فتحات بحجم 75 ميكرومتر، فإن المتبقي على المنخل يكون حوالي 2٪.
- إذا تم وضعه في غربال مثالي بفتحات تبلغ 150 ميكرومتر، فإن باقي المنخل لا يتجاوز 0.5٪.
- يجب أن يكون النشا دائمًا نظيفًا وخاليًا من الشوائب والعفن والروائح الغريبة، كما يجب أن يكون خاليًا من الإضافات ونكهات الألوان لاستخدامها.
تحلل النشا في الماء
- تحتوي حبيبات النشا على أغلفة من السليلوز تعمل كعازل للماء وتمنعها من التعفن في الماء البارد، وتتكسر هذه الأغلفة في الحرارة ثم يتحول الماء إلى خليط يشبه الهلام.
- يتم هضم النشا الموجود في النباتات أو الخبز بواسطة إنزيمات في الفم واللعاب ؛ يكسر إنزيم ألفا أميليز روابط الجلوكوز 1 و 4.
- لا يتم هضم النشا في المعدة بسبب حموضة المعدة.
- في الأمعاء الدقيقة، تبدأ عملية الهضم مرة أخرى بإنزيم الأميليز في الأمعاء الدقيقة، والذي يحول النشا إلى سكريات ثنائية.
- تكتمل عملية الهضم بواسطة إنزيمات معقدة موجودة في الخلايا المخاطية 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 وكمية معينة من الأكسجين، وكلها تتجمع لتشكل عديد السكاريد.
- يتكون النشا من مكونين رئيسيين، أميلوز وأميلوبكتين. بينما يمثل الأميلوبكتين 80٪ ويمثل الأميلوز 20٪ ويتواجد في النشا العادي.
- مثل النشا الشمعي، يحتوي على 99٪ أميلوبكتين و 1٪ أميلوز، ويتم استخراجه 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 تعديلًا كيميائيًا وفيزيائيًا للنشا غيّر خصائصه وأضف إليه خواصًا جديدة، مما أدى إلى استخدامه في العديد من الصناعات.
- تم إجراء هذا التغيير من خلال العديد من الأشياء ؛ يصبح من الممكن تقليل لزوجة النشا، مما يجعلها تتطلب درجة حرارة منخفضة للوصول إلى القوام المطلوب، ويحدث ذلك عن طريق تكسير الجزيئات كيميائياً، بواسطة 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 حمضي. يمكن أيضًا استخدام الإنزيمات لتحويل النشا إلى شراب الذرة الذي يحتوي على نسبة كبيرة من الفركتوز.
استخدام النشا في الصناعة
- النشا هو البوليمر الأكثر استخدامًا في صناعة المواد الغذائية.
- يمكن استخدام النشا لصنع الخبز وتحسين مظهره، ولصنع الحلوى والبسكويت.
- يستخدم في صناعة الأطعمة المعلبة، مثل الصلصات والشوربات، لزيادة لزوجته.
- كما يستخدم النشا في صناعة اللبان ومنتجات الألبان المخبوزة.
- لا يقتصر استخدام النشا على الصناعات الغذائية وحدها، بل يتم استخدامه في العديد من الصناعات مثل صناعة الورق والصمغ، وكذلك في صناعة الكرتون والجبس.
قد يهمك هذا الموضوع: أفضل أنواع النشا وأسعارها
أخيرًا نشرح الصيغة الكيميائية للنشا وبعض تفاعلاته الكيميائية خاصة مع اليود وكذلك تركيبه الداخلي وبعض استخداماته، ونتمنى من الله أن يكون لك تقديرك لهذه المقالة، ونأمل أيضا أن يتم نشره على مواقع التواصل الاجتماعي حتى تسود النوايا الحسنة.