Škrob sa nazýva polysacharid. To znamená, že pozostáva z monosacharidov spojených dlhými reťazcami. V skutočnosti ide o zmes dvoch rôznych polymérnych látok: škrob pozostáva z amylózy a amylopektínu. Monomér v oboch reťazcoch je molekula glukózy, avšak výrazne sa líšia štruktúrou a vlastnosťami.
Celkový tím
Ako už bolo spomenuté, amylóza aj amylopektín sú polyméry alfa-glukózy. Rozdiel spočíva v tom, že molekula amylózy má lineárnu štruktúru a amylopektín je rozvetvený. Prvým je rozpustná frakcia škrobu, amylopektín nie je a vo všeobecnosti je škrob vo vode koloidný roztok (sol), v ktorom je rozpustená časť látky v rovnováhe s nerozpustenou.
Na porovnanie sú tu uvedené všeobecné štruktúrne vzorce amylózy a amylopektínu.
Amylóza je rozpustná vďaka tvorbe miciel - ide o niekoľko molekúl spojených dohromady tak, že ich hydrofóbne konce sú skryté vo vnútri a ich hydrofilné konce sú skryté vonku pre kontakt s vodou. Sú v rovnováhe s molekulami, ktoré nie sú zostavené do takýchto agregátov.
Amylopektín je tiež schopný tvoriť micelárne roztoky, ale v oveľa menšom rozsahu, a preto je prakticky nerozpustný v studenej vode.
Amylóza a amylopektín v škrobe sú v pomere približne 20 % prvého a 80 % druhého. Tento ukazovateľ závisí od toho, ako bol získaný (v rôznych závodoch obsahujúcich škrob sú percentá tiež odlišné).
Ako už bolo spomenuté, v studenej vode sa môže rozpustiť iba amylóza, aj to len čiastočne, no v horúcej vode zo škrobu vzniká pasta - viac-menej homogénna lepkavá hmota napučaných jednotlivých škrobových zŕn.
Amylóza
Amylóza pozostáva z molekúl glukózy spojených navzájom 1,4-hydroxylovými väzbami. Je to dlhý nerozvetvený polymér s priemerne 200 jednotlivými molekulami glukózy.
V škrobe je reťazec amylózy stočený: priemer „okien“v ňom je približne 0,5 nanometra. Vďaka nim je amylóza schopná vytvárať komplexy, zlúčeniny-inklúzie typu „hosť-hostiteľ“. Patrí k nim známa reakcia škrobu s jódom: molekula amylózy je „hostiteľ“, molekula jódu je „hosť“, umiestnený vo vnútri špirály. Komplex má intenzívnu modrú farbu a používa sa na detekciu jódu aj škrobu.
V rôznych rastlinách sa percento amylózy v škrobe môže líšiť. V pšenici a kukurici je to štandardne 19-24% hmotnosti. Ryžový škrob ho obsahuje 17% a v jablčnom škrobe je prítomná iba amylóza - 100% hmotnostná frakcia.
V paste tvorí rozpustnú časť amylóza, ktorá sa používa vanalytická chémia na separáciu škrobu do frakcií. Ďalším spôsobom frakcionácie škrobu je vyzrážanie amylózy vo forme komplexov s butanolom alebo tymolom vo vriacich roztokoch s vodou alebo dimetylsulfoxidom. Chromatografia môže využiť vlastnosť amylózy adsorbovať sa na celulózu (v prítomnosti močoviny a etanolu).
Amylopektín
Škrob má rozvetvenú štruktúru. Dosahuje sa to tým, že okrem 1 a 4-hydroxylových väzieb v ňom molekuly glukózy tvoria aj väzby na 6. alkoholovej skupine. Každá takáto „tretia“väzba v molekule je novou vetvou v reťazci. Všeobecná štruktúra amylopektínu sa vzhľadom podobá zväzku, makromolekula ako celok existuje vo forme guľovej štruktúry. Počet monomérov v ňom je približne rovný 6000 a molekulová hmotnosť jednej molekuly amylopektínu je oveľa väčšia ako molekula amylózy.
Amylopektín tiež tvorí inklúznu zlúčeninu (klatrát) s jódom. Iba v tomto prípade je komplex sfarbený do červenofialovej (bližšej k červenej) farbe.
Chemické vlastnosti
Chemické vlastnosti amylózy a amylopektínu, okrem už diskutovaných interakcií s jódom, sú úplne rovnaké. Môžu sa podmienečne rozdeliť na dve časti: reakcie charakteristické pre glukózu, to znamená, že prebiehajú s každým monomérom oddelene, a reakcie ovplyvňujúce väzby medzi monomérmi, ako je hydrolýza. Preto budeme ďalej hovoriť o chemických vlastnostiach škrobu ako zmesi amylózy a amylopektínu.
Škroboznačuje neredukujúce cukry: všetky glykozidické hydroxyly (hydroxylová skupina na 1. atóme uhlíka) sa podieľajú na medzimolekulových väzbách, a preto nemôžu byť prítomné v oxidačných reakciách (napríklad Tollensov test - kvalitatívna reakcia pre aldehydovú skupinu, alebo interakcia s Fellingovou činidlo – čerstvo vyzrážaný hydroxid meďnatý). Konzervované glykozidické hydroxyly sú samozrejme dostupné (na jednom konci polymérneho reťazca), ale v malých množstvách a neovplyvňujú vlastnosti látky.
Avšak, rovnako ako jednotlivé molekuly glukózy, aj škrob je schopný vytvárať estery pomocou hydroxylových skupín, ktoré nie sú zapojené do väzieb medzi monomérmi: môžu byť „zavesené“metylovou skupinou, zvyškom kyseliny octovej, a tak ďalej.
Škrob možno tiež oxidovať kyselinou jódovou (HIO4) na dialdehyd.
Hydrolýza škrobu je dvoch typov: enzymatická a kyslá. Hydrolýza pomocou enzýmov patrí do sekcie biochémie. Enzým amyláza štiepi škrob na kratšie polymérne reťazce glukózy – dextríny. Kyslá hydrolýza škrobu je úplná v prítomnosti napríklad kyseliny sírovej: škrob sa okamžite rozloží na monomér - glukózu.
V divočine
V biológii je škrob predovšetkým komplexný sacharid, a preto ho rastliny využívajú ako spôsob skladovania živín. Vzniká pri fotosyntéze (najskôr vo forme jednotlivých molekúl glukózy) a ukladá sa v rastlinných bunkách vo forme zŕn - v semenách, hľuzách, pakorene a pod. (neskôr použiť ako„sklad potravín“s novými embryami). Niekedy sa škrob nachádza v stonkách (napríklad ságová palma má múčne škrobové jadro) alebo listoch.
V ľudskom tele
Škrob v zložení potravy vstupuje do ústnej dutiny ako prvý. Tam enzým obsiahnutý v slinách (amyláza) rozkladá polymérne reťazce amylózy a amylopektínu, pričom molekuly premieňa na kratšie - oligosacharidy, potom ich rozkladá a nakoniec zostáva m altóza - disacharid pozostávajúci z dvoch molekúl glukózy.
M altóza sa štiepi m altázou na glukózu, monosacharid. A telo už používa glukózu ako zdroj energie.
