Tärklist nimetatakse polüsahhariidiks. See tähendab, et see koosneb pikkade ahelatega seotud monosahhariididest. Tegelikult on see kahe erineva polümeerse aine segu: tärklis koosneb amüloosist ja amülopektiinist. Mõlema ahela monomeer on glükoosi molekul, kuid need erinevad oluliselt struktuuri ja omaduste poolest.
Kogu meeskond
Nagu juba mainitud, on nii amüloos kui ka amülopektiin alfa-glükoosi polümeerid. Erinevus seisneb selles, et amüloosi molekulil on lineaarne struktuur ja amülopektiin on hargnenud. Esimene on tärklise lahustuv fraktsioon, amülopektiin mitte ja üldiselt on tärklis vees kolloidne lahus (sool), milles aine lahustunud osa on tasakaalus lahustumatuga.
Siin on võrdluseks toodud amüloosi ja amülopektiini üldised struktuurivalemid.
Amüloos lahustub mitsellide moodustumise tõttu – need on mitmed molekulid, mis on kokku pandud nii, et nende hüdrofoobsed otsad on peidetud sees ja hüdrofiilsed otsad on peidetud väljapoole, et kokku puutuda veega. Need on tasakaalus molekulidega, mis pole sellisteks agregaatideks kokku pandud.
Amülopektiin on samuti võimeline moodustama mitsellaarseid lahuseid, kuid palju vähemal määral ja seetõttu külmas vees praktiliselt lahustumatu.
Amüloosi ja amülopektiini sisaldus tärklises on umbes 20% esimesest ja 80% teisest. See näitaja sõltub sellest, kuidas see on saadud (erinevates tärklist sisaldavates taimedes on ka protsendid erinevad).
Nagu juba mainitud, saab külmas vees lahustuda ainult amüloos ja ka siis ainult osaliselt, kuid kuumas vees moodustub tärklisest pasta - paisunud üksikute tärkliseterade enam-vähem homogeenne kleepuv mass.
Amüloos
Amüloos koosneb glükoosi molekulidest, mis on omavahel seotud 1,4-hüdroksüülsidemetega. See on pikk, hargnemata polümeer, milles on keskmiselt 200 individuaalset glükoosimolekuli.
Tärklises on amüloosi ahel keerdunud: selles olevate "akende" läbimõõt on ligikaudu 0,5 nanomeetrit. Tänu neile on amüloos võimeline moodustama komplekse, "külalise-peremehe" tüüpi ühendeid-inklusioone. Neile kuulub tuntud tärklise reaktsioon joodiga: amüloosi molekul on "peremees", joodimolekul on "külaline", asetatud spiraali sisse. Kompleks on intensiivse sinise värvusega ja seda kasutatakse nii joodi kui tärklise tuvastamiseks.
Erinevates taimedes võib tärklise amüloosi protsent erineda. Nisus ja maisis on see standard 19-24 massiprotsenti. Riisitärklis sisaldab seda 17% ja õunatärklis sisaldab ainult amüloosi – 100% massifraktsioonist.
Pastas moodustab amüloos lahustuva osa ja seda kasutatakseanalüütiline keemia tärklise fraktsioonideks eraldamiseks. Teine võimalus, tärklise fraktsioneerimine, on amüloosi sadestamine komplekside kujul butanooli või tümooliga keevas lahuses vee või dimetüülsulfoksiidiga. Kromatograafia võib kasutada amüloosi omadust adsorbeerida tselluloosi (uurea ja etanooli juuresolekul).
Amülopektiin
Tärklis on hargnenud struktuuriga. See saavutatakse tänu sellele, et lisaks 1- ja 4-hüdroksüülsidemetele moodustavad selles sisalduvad glükoosi molekulid sidemeid ka 6. alkoholirühma juures. Iga selline "kolmas" side molekulis on ahelas uus haru. Amülopektiini üldstruktuur meenutab välimuselt kimpu, makromolekul tervikuna eksisteerib sfäärilise struktuuri kujul. Monomeeride arv selles on ligikaudu 6000 ja ühe amülopektiini molekuli molekulmass on palju suurem kui amüloosil.
Amülopektiin moodustab joodiga ka inklusiooniühendi (klatraadi). Ainult sel juhul on kompleks värvitud punakasvioletses (punasele lähemal).
Keemilised omadused
Amüloosi ja amülopektiini keemilised omadused, välja arvatud juba käsitletud koostoimed joodiga, on täpselt samad. Need võib tinglikult jagada kahte ossa: glükoosile iseloomulikud reaktsioonid, st toimuvad iga monomeeriga eraldi, ja reaktsioonid, mis mõjutavad monomeeridevahelisi sidemeid, näiteks hüdrolüüs. Seetõttu räägime edaspidi tärklise keemilistest omadustest amüloosi ja amülopektiini seguna.
Tärklisviitab mitteredutseerivatele suhkrutele: kõik glükosiidsed hüdroksüülrühmad (hüdroksüülrühm 1. süsinikuaatomi juures) osalevad molekulidevahelistes sidemetes ja seetõttu ei saa neid esineda oksüdatsioonireaktsioonides (näiteks Tollensi test – kvalitatiivne reaktsioon aldehüüdrühmale või interaktsioon Fellingi rühmaga reaktiiv – värskelt sadestunud hüdroksiidvask). Säilitatud glükosiidhüdroksüülid on loomulikult saadaval (polümeeriahela ühes otsas), kuid väikestes kogustes ja need ei mõjuta aine omadusi.
Samas, nagu üksikud glükoosimolekulid, on ka tärklis võimeline moodustama estreid hüdroksüülrühmade abil, mis ei osale monomeeridevahelistes sidemetes: neid saab "riputada" metüülrühma, äädikhappejäägiga. ja nii edasi.
Samuti saab tärklist oksüdeerida joodiga (HIO4) happega dialdehüüdiks.
Tärklise hüdrolüüsi on kahte tüüpi: ensümaatiline ja happeline. Hüdrolüüs ensüümide abil kuulub biokeemia sektsiooni. Ensüüm amülaas lagundab tärklise lühemateks glükoosi-dekstriinide polümeerseteks ahelateks. Tärklise happeline hüdrolüüs on näiteks väävelhappe juuresolekul täielik: tärklis lagundatakse kohe monomeeriks – glükoosiks.
Eluslooduses
Bioloogias on tärklis peamiselt liitsüsivesik ja seetõttu kasutavad taimed seda toitainete säilitamise viisina. See moodustub fotosünteesi käigus (algul üksikute glükoosi molekulide kujul) ja ladestub taimerakkudesse teradena - seemnetes, mugulates, risoomides jne (kasutatakse hiljem kui"toiduladu" uute embrüotega). Mõnikord leidub tärklist vartes (näiteks saagopalmil on tärkliserikas südamik) või lehtedes.
Inimese kehas
Toidu koostises sisalduv tärklis siseneb suuõõnde esimesena. Seal lõhustab süljes sisalduv ensüüm (amülaas) amüloosi ja amülopektiini polümeeri ahelad, muutes molekulid lühemateks - oligosahhariidideks, seejärel lagundab need ja lõpuks jääb alles m altoos - disahhariid, mis koosneb kahest glükoosi molekulist.
M altoos lagundab m altaas glükoosiks, monosahhariidiks. Ja juba praegu kasutab organism glükoosi energiaallikana.
