Starch

Starch

Reviewed by: Todd Smith, PhD

Starch Definition

noun
plural.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr。 starch, starches
starch, stɑɹtʃ
多数のグルコース分子がグリコシド結合で結合した多糖類炭水化物 (C6H10O5)n のことです。 特に種子、球根、塊茎に多く含まれる

概要

デンプンは多糖類の炭水化物のグループに属します。 炭水化物は炭素、水素、酸素からなる有機化合物で、通常1：2：1の割合で存在する。 生体分子の主要なクラスの1つである。 栄養素としては、単純炭水化物と複合炭水化物の2種類に大別される。 単純糖質は、1つまたは2つの糖残基から構成され、単に糖と呼ばれることもある。 消化されやすく、エネルギー源として利用されます。 複合糖質（セルロース、デンプン、キチン、グリコーゲンなど）は、消化と代謝に時間がかかるものです。 食物繊維を多く含み、単純炭水化物とは異なり、血糖値の上昇を抑えることができます。 特にグリコーゲンは、脂肪よりも先に燃焼されるため、肝臓に貯蔵され、素早くエネルギーにアクセスできます。

歴史と用語

デンプンは10万年前と古くから知られ、利用されてきました。 パンを作るときやお粥など、食品の調理に使われたと考えられています。 この仮説は、古い洞窟から発掘された石器に基づいています。 この石器は、野生のモロコシのデンプン粒を削り、挽くために使われたと考えられる。 このことから、アフリカのサバンナや森林地帯の先史時代の食生活にデンプンを取り入れることで、食生活の質を向上させたと推測される。 穀物を主食にすることで、有史以前の食生活が変化し、人類の進化における重要なステップになったと考えられている。 (参考1) 澱粉の語源は古英語の stearc (“stark, strong, rough”) で、ゲルマン語由来の可能性があり、すなわち starchī は “strong” を意味する。

特徴

澱粉は多数のグルコース単位がグリコシド結合によって結合した複合多糖類であり、澱粉はグルコース結合が結合してできた。 白色、無味、無臭の粉末です。 モル質量は一定ではありません。 アルコールおよび冷水に不溶。 化学式は(C6H10O5)n。 純粋なデンプンにはアミロースとアミロペクチンの2種類の分子がある。 アミロースもアミロペクチンもグルコース残基からなる多糖類である。 アミロースはグルコース分子がα-(1,4)グリコシド結合で直鎖状につながったもの、アミロペクチンはグルコース分子がα-(1,4)グリコシド結合とα-(1,6)結合で24-30個のグルコースサブユニットの間隔で直線状につながった分枝鎖状の構造であり、両者は異なる。 デンプンは本質的にD-グルコースからなる多糖類であるため、α-グルカンの一群に属する。 その溶解性は、水と水素結合を形成できる末端が多いためである。 一般にデンプンは重量で75 -80%のアミロペクチンと20-25%のアミロースを含む。

脱水合成

単糖類単位を結合する化学プロセスは、副産物として水を放出することから脱水合成と呼ばれる。 澱粉は脱水合成によって生産される。 植物は使わなくなったグルコースをデンプンとして蓄える。 まず、グルコースをリン酸化してグルコース-1-リン酸にする。 デンプン粒は、植物の各器官の細胞内にあるアミロプラスト内に貯蔵されている。 デンプン粒は、果実、種子、塊茎、根茎に存在することがある。

分解

植物では、デンプンの分解は夜間に自然に行われる。 酵素グルカン水ジキナーゼは澱粉を、特にグルコース残基の一つのC-6でリン酸化する。 次に、別の酵素（ホスホグルカン水ジキナーゼ）が、グルコース残基のC-3をリン酸化する。 リン酸化の後、分解酵素はデンプンに作用して単糖を遊離させることができるようになる。 例えば、β-アミラーゼは2つのグルコース残基をマルトースとして遊離させる。 もう一つの分解酵素は不均化酵素-1であり、分解過程の最後にグルコース分子を遊離する。 デンプンの分解により、主にマルトースと少量のグルコースが生成される。 これらの単糖は、マルトースにはマルトーストランスポーター、グルコースにはプラスティドグルコーストランスポーターという輸送体を介してプラスティドから細胞質へと移動される。 これらは後に、夜間にATPを生成するミトコンドリアの酸化的ペントース経路に必須なスクロースの生合成の基質として利用される可能性がある。 (文献2)

加水分解

加水分解とは、デンプンなどの多糖類を単糖成分に変換する過程である。 特に多糖類を単糖類に変換する工程を糖化という。 ヒトの場合、デンプンなどの複雑な糖質は一連の酵素反応によって消化される。 これらの酵素は、唾液アミラーゼ、膵アミラーゼ、マルターゼである。 唾液アミラーゼはデンプンに作用し、マルトースに分解する。 消化不良の炭水化物が小腸に到達すると、膵臓から膵液が分泌され、その中に膵アミラーゼが含まれる。 この酵素は、消化不良の炭水化物を単糖に分解して作用する。 小腸のブラシボーダーからは、イソマルターゼ、マルターゼ、スクラーゼ、ラクターゼなどの消化酵素が分泌される。 イソマルターゼは多糖類をα1-6結合で消化し、α限界デキストリンをマルトースに変換する。 マルターゼはマルトース（二糖類）を2つのグルコースユニットに分解する。 スクラーゼとラクターゼは、それぞれスクロースとラクトースを単糖成分に消化する。 小腸の刷子縁にある上皮細胞（腸管細胞）は単糖を吸収し、毛細血管に放出する。 そして、単糖は血流から他の組織の細胞、特に肝臓に運ばれる。 血液中のグルコースは、体内でATPを生成するために利用されることがある。 それ以外の場合は、ガラクトースおよびフルクトース（これらは大部分がグルコースに変換される）とともに肝臓に運ばれ、グリコーゲンとして貯蔵される。

耐性デンプン

人間の小腸で消化しにくいデンプンの一形態である。 食物繊維でもあります。 代わりに大腸の微生物叢によって大腸で代謝されます。 大腸の微生物はデンプンを発酵させ、ガスや短鎖脂肪酸などの代謝副産物を生産する。 特に短鎖脂肪酸は吸収され、人体に健康効果をもたらす。 また、レジスタントスターチの発酵は、有益なバクテリアの成長を促進します。

植物性スターチ vs 動物性スターチ

動物性スターチは、それ自体がスターチというわけではありません。 アミロペクチンの構造と組成が似ていることから、動物のグリコーゲンを構成する成分を指します。 植物が余分なグルコースをデンプンの形で蓄えるのに対して、動物もグリコーゲンの形で蓄えます。 グリコーゲンはグルコースの分岐したポリマーで、主に肝臓や筋肉細胞で作られ、動物細胞の二次的な長期エネルギー貯蔵として機能する。 グリコーゲンはデンプンと同様に複合糖質であり、主に貯蔵糖質として機能する。 植物のアミロペクチンと動物のアミロペクチンの違いは、後者の方が8～12個のグルコース単位ごとに、より広範囲に分岐していることです。

生物学的重要性

すべての植物の種子および塊茎は、アミロースおよびアミロペクチンとして主に存在するデンプンを含んでいます。 植物はデンプンを余分なグルコースの貯蔵に利用し、夜間や光合成ができないときにミトコンドリアの酸化的リン酸化によってデンプンを食糧として利用する。 植物は余分なデンプンをアミロプラストに貯蔵する。アミロプラストとは、グルコースの重合によってデンプン粒を貯蔵し、特に光が届かないときには、これらの貯蔵物をより単純な糖（マルトースやグルコースなど）に還元する機能を主に持つ白質体である。 主に光合成に関与する色素小器官である葉緑体もデンプンを貯蔵することができる。

動物は過剰なグルコースをデンプンとして貯蔵せず、グリコーゲンとして貯蔵している。
食餌性でんぷんは、トウモロコシ、米、小麦、ジャガイモ、キャッサバ、大麦、ライ麦、タロイモ、ヤムイなど、多くの主食に含まれます。 また、シリアル、麺類、パンケーキ、パン、パスタなど、様々な食品にも含まれています。 でんぷんは1グラムあたり約4.2キロカロリーを供給します。 人間の場合、デンプンはグルコースの主要な供給源として機能することがあります。 グルコースは一般的な代謝、例えば解糖（エネルギー合成）、糖新生（グリコーゲン合成）、ペントースリン酸経路（核酸合成と脂質合成にそれぞれ使用するペントースとNADPH合成）などに関与するため必須である。
でんぷんは、製紙、食品、市販のぶどう糖の生産、ランドリーのリネンの補強、ペーストの作成、印刷産業、水素製造など、多くの商業的用途があります。

健康リスク

食事ででんぷんが多すぎると、虫歯、肥満、糖尿病と関連しています。 でんぷん（特に調理されたもの、加工食品に含まれるもの）は、食後の血糖値の急上昇の原因となります。 したがって、でんぷんの摂取は控えめにすることが推奨されます。 セリアック病や先天性スクラーゼ・イソマルターゼ欠損症の方は、でんぷん質の食品を避ける必要があるかもしれません。 (参考文献3)

語源

• Old English stearc (“stark, strong, 粗い”)

化学式

• (C6H10O5)n

関連語

• 動物性 澱粉
• 可溶性澱粉
• 澱粉相当品
• 澱粉ガム
• 澱粉糖
• 澱粉合成酵素
• Starch-…食べること
• 澱粉5359ヨウ素テスト

比較

• glycogen

関連項目

• 多糖類
• 炭水化物
• アミロース
• アミロペクチン
• ヨードテスト

1. 粥は100食だった。000年前。 (2009, 12月 18). telegraph.co.uk/news/uknews/6834609/Porridge-was-eaten-100000-years-ago.html より取得 Link
2. Wikipedia Contributors. (2019, 2月 25日)を参照してください。 スターチ. en.wikipedia.org/wiki/Starch#Energy-store-of-plants リンク
3. スターチから取得しました。 食品、消化、グリセミック指数. (2016年6月4日)を参照してください。 nutrientsreview.com/carbs/polysaccharides-starch.html から取得した Link