ما هو رمز النشا الكيميائي؟
ما هو رمز النشا الكيميائي؟ تعتبر النشا من المواد الكيميائية المعقدة التي حيرت العلماء في دراستها.
وذلك لأنها تتكون من سلاسل مستقيمة من الجلوكوز في الأميلوز وسلاسل متفرعة في الأميلوبكتين.
تابعونا في هذا المقال حتى نتعرف على آخر ما توصل إليه العلماء عن النشا وتركيبه الكيميائي، وأهم خصائص النشا الكيميائية.
محتويات المقال
النشا
- إن النشا مادة كيميائية تقوم النباتات بإنتاجها حتى تستخدمها في تخزين السكريات والكربوهيدرات الفائضة عن حاجتها.
- يتكون النشا من نوعين من الكربوهيدات أحدهما يسمى الأميلوز والآخر يسمى الأميلوبكتين.
- يتكون النشا من سلاسل متعددة الجزيئات المادة الأكثر فاعلية بها هي الجلوكوز، لذلك يعتبر بوليمر.
شاهد أيضًا من هنا: كيف يتم الكشف عن النشا في الخبز
كيفية قيام النشا بتخزين الطاقة في النباتات
- يتكون النشا من 300 وحدة من الألفا جلوكوز.
- تتواجد النشا داخل حبيبات مغلفة بغلاف سليلوزي.
- عند وضع النشا في الماء لا يذوب ولكنه يعكر الماء ثم يترسب في القاع وذلك بسبب العوازل السليلوزية التي تعزله عن الماء.
- في حالة الغليان فقط تتمزق هذه العوازل السليلوزية وتجعل المحلول الموجودة فيه أشبه بالچيلي الهلامي.
- عند وضع اليود على النشا يعطي اللون الأزرق الغامق.
- يتم الحصول على النشا في كل من ( البذور، الجذور، الدرنات، البصل وبعض الأشجار الهوائية).
تغيير النشا للون اليود
- عندما يكون هناك عينة معينة ويود الكيميائي أو العالم أن يعرف هل هذه العينة تحتوي على النشا أم لا فإنه يختبرها عن طريق اليود الذي يكون لونه بني أو برتقالي غامق.
- عند إضافة هذا اليود البرتقالي إلى عينة تحتوي على النشا أو إضافتها إلى النشا نفسها فهذا يجعل اليود يتحول إلى اللون الأزرق الغامق.
كيف يتم تغيير لون اليود عند إضافته للنشا؟
- إن النشا مركب كربوهيدراتي عضوي يتكون من نوعين من السكاريد.
- يحتوي النشا على وحدات الجلوكوز مرتبطة مع بعضها البعض بطريقتين مختلفتين مكونة الأميلوز والأميلوبكتين.
- إذا كانت وحدات الجلوكوز مرتبطة فيما بينها في سلاسل خطية فإنها تكون الأميلوز.
- أما إذا كانت مرتبطة فيما بينها في سلاسل متفرعة فإنها تكون الأميلوبكتين.
- يعتبر الأميلوز هو المسئول عن تحول لون اليود إلى اللون الأزرق؛ لأن الأميلوز يحتوي على وحدات الجلوكوز في سلاسل خطية حلزونية.
- مما يسمح لوحدات اليود بالدخول بين هذه الوحدات والتمركز بداخلها.
- المعقدات ذات الشحنات غير المتموضعة هي المسئولة عن إصدار الألوان وتحويل اليود إلى اللون الأزرق.
- إن اليود لا يذوب في الماء لذلك يقوم الكيميائيين بإضافة مركب يوديد البوتاسيوم KI وهذا يساعد على تكوين شوراد اليود.
- تعمل هذه الشوارد السالبة على فقد الشحنة ويعمل اليود الموجب على استقبال الشحنة.
- عندما ينتقل الالكترون بين الموجب والسالب (المانح والمستقبل) وينتقل من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة آخر.
- وتقوم هذه العملية عن طريق امتصاص الضوء فعندما يمتص الالكترون الضوء يظهر للمشاهد باللون المكمل لهذا الضوء.
- عندما تكون هذه العملية في الحالة السائلة لليود فإنه يظهر باللون البني المحمر أو البرتقالي الغامق.
- أما في حالة إضافة اليود إلى النشا التي تحتوي على الأميلوز فيقوم اليود بالتمركز بين روابط الأميلوز في السلسلة الخطية الحلزونية.
- وفي هذه الحالة يلعب اليود دور المستقبل للشحنة كما يلعب الأميلوز دور المانح للشحنة، نتيجة لذلك يظهر اليود باللون الأزرق الغامق.
تابع كيف يتم تغيير لون اليود عند إضافته للنشا؟
- وجد العلماء والكيميائيين أنه من الصعب التأكد من الشكل النهائي لتمركز اليود داخل سلسلة الأميلوز الحلزونية.
- نظرًا لتعقيدها وبنيتها غير المنتظمة حيث إنه ليس بلوري، ولكنهم اقترحوا شكل هذا التمركز بأن شوارد اليود السالبة.
- من الممكن أن تكون مرتبة بانتظام داخل هذه السلسلة الحلزونية.
- ولكن العالم رام سيشادري ومعه مجموعة من زملائه قاموا بعمل تصور يشبه سلسلة الأميلوز مع اليود المعقدة.
- ولكنهم جعلوا هذا التصور منتظم بلوري حتى يسهل دراسته، حيث قاموا باصطناع معقد يسمى بيرولوبيريلين اليود البلوري المنتظم.
- وهذا يسهل دراسته حيث قاموا بدراسته باستخدام أشعة اكس التي كشفت كيفية تمركز اليود في سلسلة الأميلوز الحلزونية.
التركيب الحيوي للنشا
يمر النشا بثلاث مراحل داخل النباتات وكل مرحلة لها النمط الخاص بها:
- نشا أولي: ينتج النشا الأولي في الأوراق الخضراء نتيجة عملية البناء الضوئي، ويجرى على هذا النشا بعض التفاعلات الإنزيمية التي تحوله إلى سكر مما يسهل عليه الانتقال من خلية إلى أخرى.
- نشا مؤقت: عند انتقال السكر من خلية إلى خلية من الممكن أن يتعرض لبعض التفاعلات الإنزيمية العكسية مما يحوله إلى نشا يعرف باسم النشا المؤقت.
- النشا الثانوي: عندما ينتقل هذا السكر أو النشا عبر الأنسجة فهذا يجعله يكون ما يسمى بالنشا الثانوي، ويكون تكوين هذا النشا من ضمن صانعات النشا عديمة اللون.
تابع أيضًا من هنا: كيف يتم الكشف عن النشا في الخبز
خصائص النشا
- يتكون النشا على هيئة حبيبات بيضاء أو مسحوق ناعم.
- إذا تم وضع النشا في منخل فتحاته 75 ميكرومتر فإن المتبقي في المنخل يكون حوالي 2٪.
- أما إذا تم وضعه في منخل مثالي فتحاته 150 ميكرومتر فإن المتبقي في المنخل لا يزيد عن 0.5٪.
- لابد أن يكون النشا نظيفًا باستمرار ولا يحتوي على شوائب أو تعفن أو روائح غريبة، كما أنه لابد أن يخلو من الإضافات والنكهات الملونة حتى يكون صالح للاستخدام.
تحلل النشا في الماء
- تحتوي حبيبات النشا على أغلفة سليلوزية تعمل كعازل للماء وتمنعها من التحلل في الماء البارد، وتنكسر هذه الأغلفة بالحرارة وبعدها يتحول الماء إلى خليط هلامي يشبه الچيلي.
- يتم هضم النشا الموجودة في النباتات أو الخبز عن طريق الإنزيمات الموجودة في الفم واللعاب؛ حيث يقوم إنزيم ألفا أميلاز بتحطيم روابط الجلوكوز 1 و4.
- يمتنع هضم النشا في المعدة بسبب حموضة المعدة.
- أما في الأمعاء الدقيقة فتعود عملية الهضم من جديد بواسطة إنزيم الأميلاز الموجود في الأمعاء الدقيقة الذي يقوم بتحويل النشا إلى سكر ثنائي.
- تكتمل عملية الهضم عن طريق الإنزيمات المركبة الموجودة في الخلايا المخاطية للأمعاء الدقيقة مثل: جلوكوسيداز، سكراز، ليباز التي تقوم بتحويل السكريات الثنائية إلى سكريات بسيطة سهلة الامتصاص.
الصيغة الكيميائية للنشا
- الرمز الكيميائي للنشا هو (C6H10O5)n, لأنه ينتج من الجلوكوز وصيغته الكيميائية هي C6H12O6
- يتكون النشا من نسبة كبيرة من الكربون مع نسبة كبيرة من الهيدروچين مع كمية من الأكسچين، يجتمع كل هؤلاء معًا لكي يكونوا السكاريد.
- يتكون النشا من مكونين أساسيين هما الأميلوز والأميلوبكتين؛ حيث يمثل الأميلوبكتين نسبة 80٪ ويمثل الأميلوز نسبة 20٪ وهذا يكون في النشا العادي.
- أما النشا الشمعي فيحتوي على نسبة 99٪ من الأميلوبكتين ونسبة 1٪ من الأميلوز وهذا يستخرج من الأرز الشمعي أو الذرة الشمعية.
تحوير النشا
- يمكن تحوير النشا عن طريق إضافة بعض الأحماض أو السكريات.
- اتسع مجال تحوير النشا في السنوات الأخيرة؛ فقام العلماء بعمل تحوير كيميائي وفيزيائي للنشا مما غير من خصائصها وأضاف إليها خصائص جديدة مما أدى إلى استخدامها في كثير من الصناعات.
- يتم هذا التحوير في عدة أشياء؛ فأصبح من الممكن خفض نسبة لزوجة النشا مما يجعلها تحتاج درجة حرارة أقل كي تتحول للقوام المطلوب، ويحدث ذلك عن طريق تكسير الجزيئات كيميائيًا أو عن طريق الإنزيمات أو عن طريق أكسدة مجموعة الهيدروكسيل، ويمكن أيضًا إنقاص انتفاخ حبيبات النشا في الماء الساخن ويتم ذلك عن طريق إدخال روابط كيميائية بين جزيئات النشا بإدخال مواد تتفاعل مع مجموعة الهيدوكسيل وتقوم بأكسدتها.
- يتم تحويل النشا إلى دكسترينات ومالتوز وديكستروز عن طريق إضافة بعض الإنزيمات أو تسخينها مع محلول حمضي، كما يمكن استخدام الإنزيمات في تحويل النشا إلى قطر الذرة التي تتكون من نسبة كبيرة من الفركتوز.
استخدام النشا في الصناعة
- يعتبر النشا أكثر بوليمر يتم استخدامه في الصناعات الغذائية.
- فقد يتم استخدام النشا في صناعة الخبز وتحسين مظهره، وصناعة الحلوى والبسكويت.
- يدخل في صناعة المعلبات كالصلصة والشوربة كي يزيد من لزوجتها.
- كما يستخدم النشا في صناعة اللبان ومنتجات الألبان المطبوخة.
- لا يقتصر استخدام النشا على الصناعات الغذائية فحسب ولكنه يدخل في الكثير من الصناعات مثل صناعة الورق والصمغ، كما يدخل في صناعة الكارتون والجبس.
قد يهمك ذلك الموضوع: أفضل أنواع النشا واسعارها
وفي النهاية نكون قد أوضحنا الصيغة الكيميائية للنشا، وبعض تفاعلاته الكيميائية خاصة مع اليود، كما أوضحنا تركيبه الداخلي وبعض استخداماته، ونتمنى من الله عز وجل أن ينال هذا المقال إعجابكم، كما نتمنى نشره على مواقع التواصل الاجتماعي حتى تعم الفائدة.