Skrobia i glikogen

     Najważniejszym polisacharydem zapasowym a zarazem jednym z bardziej rozpowszechnionych polisacharydów w materiale roślinnym jest skrobia. Występuje ona głównie w nasionach, owocach, a równiei w korzeniach, kłączach i łodygach roślin. Szczególnie dużo skrobi zawierają ziarna zbóż i bulwy ziemniaków.
     Rośliny wytwarzają skrobię w procesie fotosyntezy w zielonych częściach roślin i gromadzą ją jako materiał zapasowy w różnych częściach swojego organizmu.

     Skrobia występuje w materiale roślinnym w postaci widocznych pod mikroskopem ziarenek o kształcie i rozmiarach charakterystycznych dla roślin, z których pochodzi (rys. 62). Ziarenka skrobi po zalaniu wodą pęcznieją, przy czym część skrobi ulega peptyzacji i przechodzi do roztworu W orząc charakterystyczny zol koloidowy. Podczas rozpuszczania skrobi w gorącej wodzie oddziela się frakcja, którą nazywamy zwyczajowo skrobią rozpuszczalną, a niekiedy kleikiem skrobiowym. Roztwór ten barwi jod na intensywny kolor niebieski (jodometria).
     Podczas ogrzewania wodnej zawiesiny skrobi z dodatkiem kwasu, lub bez ogrzewania w obecności specyficznych enzymów, tzw. amylaz, makrocząsteczki skrobi ulegają degradacyjnej hydrolizie na tzw. dekstryny.

     Dekstryny są produktami częściowej hydrolizy skrobi. Skręcają one płaszczyznę światła spolaryzowanego w praw o, stąd pochodzi ich nazwa. Są to mieszaniny podobnie zbudowanych poliglukozowych cząsteczek o pośredniej wielkości między cząsteczką skrobi a maltozy. Dekstryny o największej wśród dekstryn masie cząsteczkowej wykazują, podobnie jak skrobia, w obecności jodu niebieskie zabarwienie - stąd ich nazwa amylodekstryny. Erytrodekstryny w tych samych warunkach dają z jodem zabarwienie czerwone, a achrodekstryny zabarwienia nie wykazują. Dekstryny tworzą się również podczas wypieku piewzywa. Barwa skórki chleba i jej słodkawy smak pochodzą między innymi od deokstryn, które powstają z rozkładu skrobi w podwyższonej temperaturze. Grupy aldehydowe dekstryn reagują wówczas z grupą aminokwasów dając brunatne związki, tzw. związki Maillarda. Dekstryny są lepiej rozpuszczalne w wodzie i łatwiej strawne niż skrobia. Wykorzystywane jest to w technice kulinarnej przez przypiekanie i rumienienie produktów zawierających skrobię (grzanki)
     Dalsza katalizowana kwasem hydroliza prowadzi do maltozy. Ostatecznym produktem hydrolizy skrobi jest D-glukoza.
     Skrobia nie jest substancją jednorodną, składa się z co najmniej z dwóch rodzajów polisacharydów, ponadto zawiera niewielkie domieszki glikolipidów, fosforanów, itp.
     Ogrzewanie skrobi z gorącą wodą pozwala rozdzielić ją mniej lub bardziej dokładnie na dwie frakcje; stanowiąca ok. 20% skrobi - amylozę i stanowiącą ok. 80% całości - amylopektynę. Związki te zbudowane są z tych samych "cegiełek glykozy, różnią się jednak budową przestrzenną wchodzący w ich skład polisacharydów. Polisacharydy amylozy mają łańcuch prosty, połączony niemal wyłącznie wiązania --1,4--, podczas gdy cząsteczki amylopektyny stanowią wielokrotne rozgałęzione łańcuchy reszt glukozy.

     Tego rodzaju przestrzenną budowę amylozy i amylopektyny, można było przyjąć na podstawie pewnych dowodów chemicznych, które w połączeniu z badaniami fizycznymi pozwoliły "rozszyfrować" ich budowę cząsteczkową.
     Jedna z takich metod chemicznych polegała na metylowaniu skrobi siarczanem dimetylu. Jak wiadomo w reakcji z siarczanem dimetylu zmetylowaniu ulegają wszystkie wolne hydroksyle cząsteczki. W rezultacie otrzymuje się polsacharyd całkowicie zmetylowany nie zawierający żadnego wolnego hydroksylu. Tego rodzaju zmetylowany polisacharyd poddaje się następnie działaniu stężonego HCL. Następuje wówczas hydrolityczne rozszczepienie wszystkich wiązań glikozydowych bez naruszenia wiązań w grupach metoksylowych. W rezultacie następuje rozszczepienie łańcuchów skrobi na odpowiednio podstawione cząsteczki glukozy, zawierające grupy metylowe i to w różnej ilości.

     Weźmy pod uwagę człon glukozy skrobi, który w stanie związanym zawiwrał dwa wolne hydroksyle. Człon ten znajdował się w tym miejscu "łańcucha glukozowego", w którym zaczynało się odgałęzienie tego łańcucha. Pod działaniem siarczanu dimetylu na skrobię, zostały tu zmetylowane dwa wolne hydroksyle. Kwas solny atakując tylko wiązania acetalowe a nie naruszając wiązań grup metoksylowych powoduje rozszczepienie zmetylomanego łańcucha skrobi na poszczególne w człony: człon A, który wzięliśmy pod uwagę, będzie posiadał dwie grupy metoksylowe a zatem będzie to dimetyloglukoza

     Jeżeli weźmiemy pod uwagę inny człon, np. B ze środka łańcucha skrobi to widzimy, że zawierał on pierwotnie trzy grupy hydroksylowe. Człony te po zmetylowaniu a następnie degradacji skrobi pojawią się w postaci trimetyloglukozy

     Rozpatrując wreszcie człony końcowe "łańcucha glukozowego" posiadające w cząsteczce skrobi cztery hydroksyle (pierścień C) widać, że po zmetylowaniu i degradacji skrobi człon ten pojawi się jako tetrametyloglukoza.
     Glikogen, czyli tzw. skrobia zwierzęca odgrywa podobną rolę u zwierząt i ludzi jak skrobia u roslin, to znaczy jest związkiem stanowiącym zmagazynowany zapas cukrów w organizmie. Glikogen jest substancją stałą bez smaku i zapachu, pęczniejącą w zimnej wodzie.
     Cząsteczki glikogenu, podobnie jak cząsteczki skrobi, zbudowane są z wielu tysięcy reszt a-D-glukozy połączonych wiązaniami 1,4 i 1,6. Pod tym względem glikogen przypomina amylopektvnę z tym, że jego masa cząsteczkowa jest kilksnaście razy większa, dochodząca do kilku milionów.
     W organizmie zwierząt glikogen występuje w wątrobie i mięśniach, w niewielkich ilościach znajduje się również w grzybach i drożdżach. Glikogeny różnych zwierząt i różnych narządów tego samego zwierzęcia wykazują pewne różnice. W razie potrzeby (niedożywienia lub zmożonego wysiłku) glikogen w organizmie pod katalicznym wpływem enzymów, przechodzi w glukozę, która jest wchłaniana do krwioobiegu i spalana.
     Przeciętne zapasy glikogenu w organizmie ludzkim wynoszą ok. 300 gramów.