pŘÍrodnÍ polymery polysacharidy i škrob
DESCRIPTION
PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob . RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc. POLYMER INSTITUTE BRNO spol. s r.o. . LITERATURA. Ing. J. Dvořáková: PŘÍRODNÍ POLYMERY , VŠCHT Praha, Katedra polymerů, skripta 1990 J. Mleziva, J. Kálal: Základy makromolekulární chemie , SNTL Praha, 1986 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/1.jpg)
PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013 1
PŘÍRODNÍ POLYMERYPolysacharidy I
škrob
RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc.POLYMER INSTITUTE BRNO
spol. s r.o.
17. 10. 2013
![Page 2: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/2.jpg)
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
2
LEKCE datum téma 1 19.IX. Úvod do předmětu - Struktura a názvosloví přírodních polymerů, literatura
2 26. IX. Deriváty kyselin, - přírodní pryskyřice, vysýchavé oleje, šelak
3 3. X. Vosky
4 10. X. Přírodní gumy.
5 10. X. Polyterpeny – přírodní kaučuk, získávání, zpracování a modifikace
6 17. X. Polyfenoly – lignin, huminové kyseliny, třísloviny
7 24. X. Polysacharidy I – škrob 8 31. X. Polysacharidy II – celulóza
9 7. XI. Bílkovinná vlákna I
10 14. XI. Bílkovinná vlákna II
11 21. XI. Kasein, syrovátka, vaječné proteiny
12 28. XI. Identifikace přírodních látek
13 5. XII. Laboratorní metody hodnocení přírodních polymerů
14 22. XI. EXKURZE – KLIHÁRNA15 12. XII. EXKURZE –ŠKROBÁRNA, VÝROBA A ZPRACOVÁNÍ ŠKROBŮ
![Page 3: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/3.jpg)
LITERATURA• Ing. J. Dvořáková: PŘÍRODNÍ POLYMERY, VŠCHT
Praha, Katedra polymerů, skripta 1990• J. Mleziva, J. Kálal: Základy makromolekulární
chemie, SNTL Praha, 1986• A. Blažej, V. Szilvová: Prírodné a syntetické polymery,
SVŠT Bratislava, skripta 1985• J. Kodet, K. Babor: Modifikované škroby,
dextriny a lepidla, SNTL Praha, 1991, ISBN 80-03-00554-X
• J. Kodet, S. Štěrba, L. Šlechta: Modifikované škroby, SNTL Praha, 1982,
• P. Kadlec a kol.: Technologie sacharidů, VŠCHT Praha, 2000
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
3
![Page 4: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/4.jpg)
LITERATURA zahraniční – John Willey
• Starch ‐ Stärke časopis• Thermoplastic Starch
– Leon Janssen, Leszek Moscicki – ISBN: 978-3-527-32528-3– 255 pages– October 2009
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
4
![Page 5: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/5.jpg)
1. Druhy škrobů2. Výroby škrobů3. Chemie škrobu4. Použití škrobu5. Modifikace škrobu6. Výroba dextrinů7. Použití dextrinů
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
5
![Page 6: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/6.jpg)
Druhy PRŮMYSOVĚ VÝZNAMNÝCH škrobů
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
6
TVARY ZRN
![Page 7: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/7.jpg)
Velikosti zrn škrobů
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
7
• Brambory: převážně 10 – 70 mm (ŠIROKÁ distribuce velikostí zrn)
• Kukuřice: převážně 20 mm (úzká distribuce velikostí zrn)
• Pšenice: dva druhy zrn– velikost 1 – 10 mm > škrob B (odpadní
produkt, obsahuje proteiny)– velikost 10 – 25 mm > škrob A (výrobek)
• Rýže: převážně cca. 5 mm (úzká distribuce velikostí zrn)
![Page 8: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/8.jpg)
Výroba a použití škrobů (data z roku 1991)
• Světová výroba: 22 milionů tun• Kukuřičný škrob: 15 milionů tun• Nejvýznamnější plodiny pro výrobu
škrobů: kukuřice, brambory, rýže, maniok• Největší výrobci škrobů: USA (kukuřice),
státy bývalého SSSR, Nizozemsko, Německo, Polsko (brambory)
• Použití pro výživu: cca. 70 %• Modifikované škroby: cca. 5 milionů tun17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU
6 2013 8
![Page 9: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/9.jpg)
Výroba škrobů v ČR & SR
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
9
•Brambory: ČR & SR (MOŽNÁ)
•Kukuřice: SR •Pšenice: ČR•Rýže: ani ČR & SR
![Page 10: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/10.jpg)
Výroba škrobu z brambor
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
10
• Brambory obsahují 14 – 21 % hmot. škrobu, což není mnoho
• Z 1 ha lze získat průměrně 4 t škrobu• Spotřeba vody je vysoká, 3,5 – 8 m3/t
brambor, ale moderní postupy jsou nižší• Sušina škrobu je cca. 84 % hmot.• Ostatní složky jsou:
![Page 11: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/11.jpg)
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
11
Brambory se transportují plavením vodou, proto recyklace přes usazovák
![Page 12: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/12.jpg)
Výroba škrobu z pšenice
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
12
• Pšeničná mouka obsahuje cca. 68 % hmot. škrobu, což je mnoho
• Z 1 ha lze získat průměrně 4 t škrobu, tedy cca. tolik co u brambor
• Lze ale využít i škrob B a odpadní bílkovinu (lepek)
• Spotřeba vody je u nových technologií 3,5 m3/t mouky
• Sušina škrobu je cca. 84 % hmot.
![Page 13: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/13.jpg)
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
13
Tuto technologii uvidíte na exkurziNic zde nepřijde nazmar!
![Page 14: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/14.jpg)
Výroba škrobu z kukuřice
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
14
• Kukuřičné zrno pro výrobu škrobu má toto složení:
Byly vyšlechtěny odrůdy obsahují buď převážně AMYLÓZU nebo převážně AMYLOPEKTINŠpičkové odrůdy mají v zrnu až 90 % hmot. škrobuSpotřebu vody na 1 t zrna NEVÍMSušina škrobu je cca. 84 % hmot.
![Page 15: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/15.jpg)
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
15
Podobné jako výroba z pšenice, až namáčeníNic zde nepřijde nazmar!
![Page 16: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/16.jpg)
Výrobky ze škrobu pro potravinářství• Cukrovinky, džemy a marmelády,
nápoje, pečivo atd.• Mléčné výrobky, masné výrobky,
polévky, omáčky, salátové dresinky atd.• Zmrzliny, kojenecká výživa, cukrovinky
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
16
![Page 17: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/17.jpg)
Výrobky ze škrobu pro průmyslPAPÍRENSKÝ PRŮMYSL
• KLÍŽENÍ VNITŘNÍ VE HMOTĚ, POVRCHOVÉ KLÍŽENÍ, NATÍRÁNÍ PAPÍRU
TEXTILNÍ PRŮMYSL• ŠLICHTOVÁNÍ, TISK, KONEČNÉ
ÚPRAVYLEPENÍ
• LEPENKA, VLNITÝ PAPÍR, VÍCEVRSTVÉ PYTLE, LAMINOVÁNÍ,
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
17
![Page 18: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/18.jpg)
ŠKROB versus CELULÓZA
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
18
ŠKROB je polymer z a-D-glukopyranosy
CELULÓZA je polymer z b-D-glukopyranosy
![Page 19: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/19.jpg)
AMYLÓZA & AMYLOPEKTIN
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
19
AMYLOPEKTIN
AMYLÓZA
![Page 20: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/20.jpg)
AMYLÓZA & AMYLOPEKTIN
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
20
Na AMYLOPEKTIN může být vázána jako ester kyselina fosforečná, hlavně ve škrobu bramborovém
![Page 21: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/21.jpg)
AMYLÓZA & AMYLOPEKTIN
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
21
![Page 22: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/22.jpg)
AMYLÓZA & AMYLOPEKTINRelativně
střední molekulová hmotnost
AMYLÓZA AMYLOPEKTIN Zdroj, poznámka
M n 105 - 106 107 KálalM w Nebylo nalezenoM bez udání
zda se jedná o n
či w
105 - 106 107 - 108 Kodet
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
22
Každopádně se jedná o VYSOKÉ HODNOTY, na úrovni syntetických polyolefinů (PE, PP)
![Page 23: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/23.jpg)
NADMOLEKULÁRNÍ STRUKTURA škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
23
Lineární AMYLOZA krystalizuje – vodíkové můstkyRozvětvený AMYLOPEKTIN je amorfní
![Page 24: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/24.jpg)
Chování škrobu ve vodě• Laboratorní teplota: pouze vratné zaplnění
kapilár v zrnu škrobu• Zvyšování teploty: postupná hydratace a
rozpad vodíkových můstků, rozpouštění AMYLÓZY, AMYLOPEKTIN pouze bobtná
• Zvyšující se teplota & míchání: rozpad hydratovaných zrn a dosažení „BODU MAZOVATĚNÍ ŠKROBU (peptizace)“
• BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU je charakteristický pro různé škroby
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
24
![Page 25: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/25.jpg)
Křivky MAZOVATĚNÍ škrobu ve vodě
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
25
• Suited for starch and flour
• Usage for acid and lye
• Small sample size (5 - 15 g)
• Short measuring times
• Speed (0 - 300 min-1)• Temperature
measurement within the sample
• Heating / cooling rates of up to 10°C / min
• No follow-up costs• Evaluation in BU,
mPas, cP or cmgUpravený ROTAČNÍ VISKOZIMETR
![Page 26: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/26.jpg)
ROTAČNÍ VISKOZIMETR
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
26
Upravený ROTAČNÍ VISKOZIMETR
Standardní ROTAČNÍ VISKOZIMETR
![Page 27: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/27.jpg)
Křivky MAZOVATĚNÍ škrobu ve vodě
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
27
• Suited for starch and flour
• Usage for acid and lye
• Small sample size (5 - 15 g)
• Short measuring times
• Speed (0 - 300 min-1)• Temperature
measurement within the sample
• Heating / cooling rates of up to 10°C / min
• No follow-up costs• Evaluation in BU,
mPas, cP or cmgBU = Brabender Unit
Brabender je název VÝROBCE přístrojů v Německu
Všimněte si PRŮBĚHU TEPLOTY MĚŘENÍ a bodů jejích
změn!
BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU
![Page 28: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/28.jpg)
Křivky MAZOVATĚNÍ různých škrobů ve vodě
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
28
BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU
![Page 29: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/29.jpg)
Vliv sacharidů a solí na teplotu mazovatění – PROČ ASI?
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
29
![Page 30: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/30.jpg)
Vliv sacharidů a solí na teplotu mazovatění – PROČ ASI?
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
30
Kukuřičný škrob má normálně hodnoty: 62 – 72 – 67 °C
![Page 31: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/31.jpg)
Chování škrobového mazu ve vodě• Snižování teploty: postupné obnovování
vodíkových můstků, hlavně u AMYLÓZY, škrob s vysokým podílem AMYLOPEKTINU má menší tendenci k RETROGRADACI
• U nízkých koncentrací do cca. 3 % vypadávání z roztoku ve formě vloček
• U vyšších koncentrací vznik GELU s vysokou viskozitou
• Tento proces se nazývá RETROGRADACE a lze ho omezit přídavkem glukózy, tuků, NaNO3
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
31
![Page 32: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/32.jpg)
Křivky MAZOVATĚNÍ škrobu ve vodě
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
32
Všimněte si PRŮBĚHU TEPLOTY MĚŘENÍ a bodů jejích
změn!
BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU RETROGRADACE = zvyšování viskozity se snižující se teplotou > VZNIK GELU
![Page 33: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/33.jpg)
Proč modifikujeme škrob
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
33
• Vysoká viskozita i při nízkých koncentracích
• Nízká dispergovatelnost a rozpustnost škrobových zrn
• Silná tendence vytvářet tuhý, trojrozměrně provázaný gel (někdy je toto ale výhodné > PUDINK)
![Page 34: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/34.jpg)
AMYLÓZA & AMYLOPEKTIN
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
34
KDE JSOU POTENCIÁLNÍ REAKČNÍ CENTRA V TĚCHTO
MAKROMOLEKULÁCH?
![Page 35: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/35.jpg)
Postupy modifikace škrobu• Enzymatický• Termický • Chemický
– Hydrolýza– Oxidace– Esterifikace (několik variant)– Xantace– Karbamace– Škrobové étery
• Síťování• Roubování 17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU
6 2013 35
![Page 36: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/36.jpg)
Obecné schéma modifikace škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
36
Je snaha provádět procesy v suspenzi a ne v roztoku
PROČ ?
Jedná se tedy většinou o HETEROGENNÍ REAKCE
![Page 37: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/37.jpg)
Postupy ENZYMATICKÉmodifikace škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
37
PRUDKÝ POKLES VISKOZITY ROZTOKU (MAZU)
![Page 38: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/38.jpg)
Postupy ENZYMATICKÉ modifikace škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
38
Štěpení na MALTÓZU enzymy a a b AMYLÓZAMI
MALTÓZU lze dále rozštěpit enzymem MALTÓZOU na GLUKÓZU
Podle stupně konverze dělíme produkty na:1. Kapalné
sirupy2. Sušené
nebo zahuštěné sirupy
3. Glukózu
![Page 39: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/39.jpg)
Postupy HYDROLYTICKÉmodifikace škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
39
Katalýza pomocí HCl nebo H2SO4 s neutralizací na konci procesu
Lze kombinovat s enzymatickým procesem a dostat se na GLUKÓZU
Podle stupně konverze dělíme produkty na:1. Kapalné
sirupy2. Sušené
nebo zahuštěné sirupy
3. Glukózu
![Page 40: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/40.jpg)
Postupy HYDROLYTICKÉmodifikace škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
40
Nejsou informace o tom, zda proces probíhá náhodně či zda je některé místo v řetězci při hydrolýze preferováno
![Page 41: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/41.jpg)
ENZYMATICKÉ VYUŽITÍ GLUKÓZY
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
41
Pyruvát konjugovaná báze od kyseliny pyrohroznové
VodkaGorilkaSchnapsProstějovská starorežnáWhiskyBramborový líh > TUZEMSKÝ RUM
![Page 42: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/42.jpg)
ENZYMATICKÁ (Xylose isomerase) izomerizace GLUKÓZY na FRUKTÓZU
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
42
GLUKÓZY(ALDÓZA)
FRUKTÓZU(KETÓZA)
D-xylose aldose-ketose-isomerase
Fruktóza je asi o 1/5 sladší než glukózaVyskytuje se hlavně v ovoci
![Page 43: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/43.jpg)
Termická modifikace škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
43
• Nános škrobové suspenze na vyhřívaný válec
• Vznik mazu a rozrušení vodíkových můstků mezi molekulami škrobu
• Voda se tak rychle odsuší, že nestačí dojít ke vzniku (obnovení) vodíkových můstků mezi molekulami škrobu
• Suchý škrob složený z neasociovaných molekul
• Snadná rozpustnost i ve studené vodě
![Page 44: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/44.jpg)
Termická modifikace škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
44
Zde probíhá vlastní proces
Seškrábnutí suchého filmu
![Page 45: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/45.jpg)
NESELEKTIVNÍ Oxidace škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
45
Oxidace KARBONYLU v otevřené formy glukózy
Oxidace – OH v CYKLICKÉ formě glukózy
Oxidace v CYKLICKÉ formě glukózy otevřením mezi C2 a C3C2C3
C6
![Page 46: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/46.jpg)
Oxidace škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
46
• Nejdůležitější z modifikačních reakcí• Může probíhat v oblasti nízkých nebo
vyšších pH• Nejdůležitější je oxidace chlornanen
sodným v oblasti pH cca. 8 – 9 (mírně zásadité prostředí)
• Používají se hlavně bramborové škroby (kapilarita zrna), s malým sklonem k RETROGRADACI
![Page 47: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/47.jpg)
NESELEKTIVNÍ Oxidace škrobu - schéma
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
47
TYPICKÁ RECEPTURA• pH = 8 – 9• Teplota = 35 – 43 °C• reakční doba = 2 – 8
hodin• aktivní chlór (NaClO)
= 3 – 45 g/kg škrobu
DEPOLYMERACE V ALKALICKÉM PROSTŘEDÍ > SNIŽOVÁNÍ MOLEKULOVÉ HMOTNOSTI
![Page 48: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/48.jpg)
SELEKTIVNÍ Oxidace škrobu na C 6z –OH na – COOH pomocí HNO3
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
48
C 6 Při takové oxidaci se nemění polymerační stupeň
![Page 49: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/49.jpg)
SELEKTIVNÍ Oxidace škrobu na dialdehyd škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
49
![Page 50: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/50.jpg)
Oxidace škrobu - SHRNUTÍ
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
50
• Vyšší míra oxidace > vyšší je i míra štěpení řetězců > nižší viskozita
• Vyšší je míra štěpení řetězců > NIŽŠÍ POJIVÁ SCHOPNOST
• Vyšší míra oxidace > vyšší disperzní stabilita, tj. nižší sklon k RETROGRADACI
• Pro heterogenní reakci jsou vhodné škroby s velkým počtem kapilár > vyšší povrch
![Page 51: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/51.jpg)
VÝROBA DEXTRINŮ 1
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
51
12 – 24 hodin, aby kyseliny & roztoky přísad prostoupily zrno škrobu
![Page 52: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/52.jpg)
VÝROBA DEXTRINŮ 2
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
52
Je to vlastně HYDROLÝZA ŠKROBU následovaná POLYMERACÍ (KOMBINACÍ) FRAGMENTŮ
![Page 53: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/53.jpg)
STRUKTURA DEXTRINŮ
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
53
Proces DEXTRINACE nastává i při pečení např. chleba a je to ona hnědá kůrka
![Page 54: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/54.jpg)
VLASTNOSTI DEXTRINŮ & DALŠÍ TYPY DEXTRINŮ
• Barva od bílé přes žlutou po hnědou• Většinou zcela rozpustné ve vodě
DALŠÍ TYPY DEXTRINŮ Maltodextrin
is a shortchain starch sugar used as a food additive. It is produced also by enzymatic hydrolysis from gelled starch and is usually found as a creamy-white hygroscopic spraydried powder. Maltodextrin is easily digestible, being absorbed as rapidly as glucose, and might either be moderately sweet or have hardly any flavor at
all.
CyclodextrinThe cyclical dextrins are known as cyclodextrins. They are formed by enzymatic
degradation of starch by certainbacteria, for example, Bacillus macerans. Cyclodextrins have toroidal structures formed
by 6-8 glucose residues.
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
54
Energetické gely a tyčinky
![Page 55: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/55.jpg)
POUŽITÍ DEXTRINŮ
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
55
Yellow dextrins • water-soluble glues in remoistable envelope adhesives and paper
tubes, • in the mining industry as additives in froth flotation, in the foundry
industry as green strength additives in• sand casting, as printing thickener for batik resist dyeing, and as
binders in gouache paint.White dextrins
• a crispness enhancer for food processing, in food batters, coatings, and glazes, (E number 1400)
• a textile finishing and coating agent to increase weight and stiffness of textile fabrics
• a thickening and binding agent in pharmaceuticals and paper coatings.• As pyrotechnic binder and fuel, they are added to fireworks and sparklers,
allowing them to solidify as pellets or "stars."• Due to the rebranching, dextrins are less digestible; indigestible dextrin are
developed as soluble fiber supplements for food products.
![Page 56: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/56.jpg)
DEXTRINY - SHRNUTÍ
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
56
• PATRNĚ nejrozšířenější produkt modifikace škrobu
• Hluboká chemická přeměna škrobu• Široká škála typů a použití• Dobře propracované kontinuální i
diskontinuální technologie• Proces je používaný již minimálně od
19. století
![Page 57: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/57.jpg)
Acetylace škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
57
Vedlejší reakce snižující výtěžek
![Page 58: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/58.jpg)
Monofosfát škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
58
Xantát škrobu
![Page 59: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/59.jpg)
Alkylétery škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
59
Karbamát škrobu
![Page 60: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/60.jpg)
Hydroxymetyléter škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
60
Karboxymetyléter škrobu
![Page 61: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/61.jpg)
Kyanoéter škrobu
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
61
Karboxymetyléter škrobu – reakce v ethanolu
![Page 62: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/62.jpg)
Kationtové škroby
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
62
+
![Page 63: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/63.jpg)
Sesíťované škroby
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
63
![Page 64: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/64.jpg)
Roubované & blokové kopolymery škrobů
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
64
![Page 65: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/65.jpg)
Použití modifikovaných škrobů• Výroba a úpravy papíru• Potraviny• Textilní průmysl• Lepidla• Farmacie• Flokulanty při čištění vod• ……………..
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
65
![Page 66: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/66.jpg)
ŠKROBY JAKO BIODEGRADABILNÍ ADITIVA DO SYNTETICKÝCH TERMOPLASTŮ
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
66
• VĚTŠINOU NUTNO „POPOHNAT“ termooxidací
• LDPE fólie• Části brokového střeliva• Vlákna• …………………
![Page 67: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/67.jpg)
TERMOPLASTICKÉ ŠKROBY• ZPRACOVÁNÍ TECHNOLOGIEMI PRO
SYNTETICKÉ TERMOPLASTY, ale velmi náročné (zatím)
• Nutno ale použít změkčovadla – voda & glycerol
• Výrobky jsou BIODEGRADOVATELNÉ• Ve spojení s PŘÍRODNÍMI VLÁKNY
(např. len) > BIODEGRADOVATELNÉ KOMPOZITY
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
67
![Page 68: PŘÍRODNÍ POLYMERY Polysacharidy I škrob](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022061517/5681668b550346895dda4e97/html5/thumbnails/68.jpg)
Škrob v práci konzervátora a restaurátoraTyp škrobu nebo
jeho derivátuFyzikální forma Použití poznámka
Nativní škrob
Maz Rentoaláž Přídavek formalínu proti napadení plísněmiEmulgace s balzámy > vyšší lepivost
Dextrin Roztok Lepidlo na papír a knihy (UMĚLÁ KLOVATINA)
Křehké filmy > MĚKČENÍ GLYCERINEM NEBO MEDEM
Dextrin Roztok Pojivo barev
Nativní škrob
Maz Pojivo barev (kvaš, tempera)
Přídavek formalínu proti napadení plísněmi
17. 10. 2013 PŘÍRODNÍ POLYMERY PŘF MU 6 2013
68