PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
1
PŘÍRODNÍ POLYMERY
Polysacharidy II  škrob
VÝROBA & MODIFIKACE
RNDr. Ladislav Pospíšil, CSc.
06112019

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
2
Emil Votoček
Emil Votoček
Narození
5. října 1872
Hostinné,
Úmrtí
11. října 1950 (ve věku 78 let)
Praha,
Povolání
chemik, hudební skladatel a pedagog
Emil Votoček Rakousko-Uhersko Československo

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
3
Emil Votoček (5. října 1872 Hostinné – 11. října 1950 Praha) byl jeden z nejvýznamnějších českých
chemiků. Jeho specializací byla organická chemie, konkrétně monosacharidy, ale byl i spoluautorem
českého chemického názvosloví a byl významně pedagogicky činný. Kromě toho byl i hudebním
skladatelem a hudebním teoretikem. Významné jsou jeho učebnice chemie a mnohojazyčné slovníky –
chemické i hudební.
Narodil se v rodině velkoobchodníka s papírem. Přes přání otce nešel studovat obchodní akademii,
ale studoval nejprve pražskou techniku, poté dva roky barvířskou školu ve francouzském Mulhouse a
pak několik měsíců chemii cukrů v Göttingenu. V roce 1895 se stal asistentem na pražské technice, v
roce 1905 docentem a od roku 1907 do roku 1939 (kdy nacisté uzavřeli české vysoké školy) byl
profesorem experimentální anorganické a organické chemie.
V době svého působení v Mulhouse vytvořil po něm pojmenované Votočkovo činidlo. Společně s A.
Sommerem Baťkem se podílel na tvorbě českého chemického názvosloví. Sepsal Šestijazyčný chemický
slovník, učebnice Chemie anorganická a Chemie organická, které byly používány řadu desetiletí.
Složil také asi 70 hudebních děl
Zakladatel chemie cukrů v České republice

LITERATURA KNIHY 2
•Modifikované škroby, dextriny a lepidla
–ISBN: 80-03-00554-X
•Modifikované škroby (Kodet J., Štěrba S., Šlechta L.)
–ISBN nemá, je to příručka pro pracovníky škrobáren
–
•
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
4

Výroba a použití škrobů (data z roku 1991 & 2011)
•Světová výroba(1991): 22 milionů tun
•Světová výroba(2011): 70 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 tun
•
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
5

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
6
img741.jpg
Cassava = MANIOK česky
Wheat = PŠENICE česky

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
7
img739.jpg
Cukrovinky, sladkosti

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
8
img740.jpg

Výroba škrobu z brambor 1
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
9
•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:
img663.jpg

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
10
img661.jpg
Brambory se transportují plavením vodou, proto recyklace vody přes usazovák hlíny a písku
Drť se nazývá TŘENKA
PLODOVÁ VODA
KOAGULACE
bílkovin
ZDRTKY
Malozrnný škrob
Další mletí > PŘESTRUHOVÁNÍ

OD ŠKROBU K ETHANOLU
•ŠKROB
–ENZYMY  z obilného sladu
•  jednoduché cukry
– ENZYMY  z kvasinek
»ETHANOL
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
11

OD ŠKROBU K POLYETHYLENU
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
12

Výroba škrobu z brambor 2
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
13
•Bramborová škrobárna se obvykle kombinuje s lihovarem
•LIHOVARNICKÉ SUROVINY  (v tomto případě):
–Jemná frakce škrobu získaná tzv. RAFINACÍ ŠKROBU
–Buněčná šťáva získaná při odstřeďování škrobu
–Bramborové zdrtky - po očistění a nastrouhání brambor se vypírá škrob pomocí vody. Po oddělení
škrobových zrn od ostatní hmoty zůstávají jako krmné zbytky bramborové zdrtky

Výroba škrobu z pšenice
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
14

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
15
img664.jpg
Nic zde nepřijde nazmar!
Malá zrna B škrobu se separují (síta, odstředivka) a zpracovávají v oddělených větvích I a J

Výroba škrobu z kukuřice
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
16
•Kukuřičné zrno pro výrobu škrobu má toto složení:
•
img666.jpg
Byly vyšlechtěny odrůdy obsahují buď převážně AMYLÓZU  nebo převážně  AMYLOPEKTIN
Špičkové odrůdy mají v zrnu až 90 % hmot. škrobu
Spotřebu vody  na 1 t zrna NEVÍM
Sušina škrobu je cca. 84 % hmot.
Běžné odrůdy, ne speciální vyšlechtěné na škrob

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
17
img665.jpg
Podobné jako výroba z pšenice, až namáčení
Nic zde nepřijde nazmar!
Kvůli tuku v klíčcích, který by žluknul

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
•
•
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
18

Výrobky ze škrobu pro průmysl
•PAPÍRENSKÝ PRŮMYSL
•KLÍŽENÍ VNITŘNÍ VE HMOTĚ, POVRCHOVÉ KLÍŽENÍ, NATÍRÁNÍ PAPÍRU
•TEXTILNÍ PRŮMYSL
•ŠLICHTOVÁNÍ,  TISK, KONEČNÉ ÚPRAVY
•LEPENÍ
•LEPENKA, VLNITÝ PAPÍR, VÍCEVRSTVÉ PYTLE, LAMINOVÁNÍ,
•
•
•
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
19

Chování škrobového mazu ve vodě
•Snižování teploty: postupné obnovování vodíkových můstků, hlavně u  AMYLÓZY, škrob s vysokým
podílem AMYLOPEKTINU (VĚTVENÁ MAKROMOLEKULA) 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
•
•

Křivka MAZOVATĚNÍ škrobu ve vodě 5
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
21
BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU
mazovatění Google 05112017.jpg
RETROGRADATION
Toto musí být tlaková voda nebo něco s b.v. nad 100 °C!

Křivky MAZOVATĚNÍ škrobu ve vodě 3
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
22
Micro-Visco-Amylo-Graph-Diagramm_01.jpg
Všimněte si  PRŮBĚHU TEPLOTY MĚŘENÍ  a bodů jejích změn!
BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU
RETROGRADACE = zvyšování viskozity se snižující se teplotou > VZNIK GELU
SETRVAČNOST PŘI VYPNUTÍ NÁRŮSTU TEPLOTY A PŘEPNUTÍ NA KONSTANTNÍ TEPLOTU

Křivky MAZOVATĚNÍ škrobu ve vodě 4
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
23
Micro-Visco-Amylo-Graph-Diagramm_01.jpg
Postupné rozpouštění kratších řetězců a jejich difůze do vody + BOBTNÁNÍ ZRN  >>> ZVYŠOVÁNÍ
VISKOZITY
BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU
RETROGRADACE = zvyšování viskozity se snižující se teplotou > VZNIK GELU
SETRVAČNOST PŘI VYPNUTÍ NÁRŮSTU TEPLOTY A PŘEPNUTÍ NA KONSTANTNÍ TEPLOTU
Rozpad vodíkových můstků mezi řetězci škrobu a hydratace celého zrna, POSTUPNĚ >>> SOL
Uvolňování zbytku menších hydratovaných útvarů >>> SOL

Křivka MAZOVATĚNÍ škrobu ve vodě 6
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
24
BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU
MAZOVATĚNÍ RŮZNÝCH ŠKROBŮ foods-05-00030-g003_05112017.png
RETROGRADATION

Křivka MAZOVATĚNÍ škrobu ve vodě 7
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
25
MAZOVATĚNÍ ŠKROBU KŘIVKY 001.jpg
BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU
RETROGRADATION

Křivka MAZOVATĚNÍ škrobu ve vodě 8
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
26
MAZOVATĚNÍ ŠKROBU KŘIVKY 002.jpg
BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU
RETROGRADATION

MAZOVATĚNÍ škrobu v TĚSTĚ 9
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
27
stages_of_starch_conversion 05112017.gif
Těsto
Postupné štěpení ENZYMY
MAZOVATĚNÍ

Křivka MAZOVATĚNÍ škrobu ve vodě 11
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
28
BOD MAZOVATĚNÍ ŠKROBU
želatice škrobu scan 18112017001.jpg
RETROGRADATION

Jiný typ viskozimetru na měření bodu mazovatění škrobu 1
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
29
img645.jpg img647.jpg

Jiný typ viskozimetru na měření bodu mazovatění škrobu 2
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
30
img652.jpg
VISKOZITA UDÁNA V JEDNOTKÁCH SI!
RŮZNÉ DRUHY KUKUŘICE
Přechod GEL > SOL

Proč modifikujeme škrob
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
31
•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)

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
32
img743.jpg
AMYLOPEKTIN
• NEVYTVÁŘÍ ŠROUBOVICI neboli HELIX
• Vazba 1 ® 6 přes –OH a přes – CH2OH v místě rozvětvení
• Vazba 1 ® 4 přes –OH v hlavním i bočních řetězcích
• 15 – 25 jednotek ve větvích

Postupy ENZYMATICKÉ
modifikace škrobu
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
33
img681.jpg
PRUDKÝ POKLES VISKOZITY ROZTOKU (MAZU)
ENZYM

Postupy ENZYMATICKÉ
modifikace škrobu
img682.jpg
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
34
Štěpení na MALTÓZU enzymy a a b AMYLÓZAMI
MALTÓZU lze dále rozštěpit enzymem MALTÁZOU na GLUKÓZU
Podle stupně konverze dělíme produkty na:
1. Kapalné sirupy
2. Sušené nebo zahuštěné sirupy
3. Glukózu

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
35
img744.jpg

Postupy HYDROLYTICKÉ
modifikace škrobu
img682.jpg
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
36
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 sirupy
2. Sušené nebo zahuštěné sirupy
3. Glukózu

Postupy HYDROLYTICKÉ
modifikace škrobu
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
37
img684.jpg img683.jpg
Nejsou informace o tom, zda proces probíhá náhodně či zda je některé místo v řetězci při hydrolýze
preferováno

ENZYMATICKÉ VYUŽITÍ GLUKÓZY
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
38
Alpha-D-Glucopyranose_svg.png 120px-Pyruvate.png 120px-Acetaldehyde-2D-flat_svg.png
Ethanol-structure_svg.png
Pyruvát konjugovaná báze od kyseliny pyrohroznové
Vodka (RUSKY)
Gorilka (UKRAJINSKY)
Schnaps (NĚMECKY)
Prostějovská starorežná (ŽITNÁ)
Whisky (ANGLICKY)
Bramborový líh > TUZEMSKÝ RUM

ENZYMATICKÁ (Xylose isomerase)
izomerizace GLUKÓZY na FRUKTÓZU
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
39
490px-D-Fructose_vs__D-Glucose_Structural_Formulae_V_1_svg.png
GLUKÓZY
(ALDÓZA)
FRUKTÓZU
(KETÓZA)
D-xylose aldose-ketose-isomerase
Fruktóza je asi o 1/5 sladší než GLUKÓZA
Vyskytuje se hlavně v ovoci

Sorbitol NENÍ sacharin!
•Sorbitol
•Sacharin
372px-Saccharin.svg.png
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
40
Ani jedna z těchto látek NENÍ klasifikována jako RAKOVINOTVORNÁ

OBECNÉ ROZDĚLENÍ REAKCÍ POLYMERŮ
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
41
•POLYMERANALOGICKÉ
–Nedochází ZÁMĚRNĚ  ke štěpení hlavního řetězce
•DESTRUKČNÍ (ŠTĚPÍCÍ ŘETĚZEC)
–Dochází ZÁMĚRNĚ  ke štěpení hlavního řetězce
–
U POLYSACHARIDŮ  jsou obvyklé oba typy reakcí

PŘEHLED modifikace škrobu
•Enzymatický
•Termický
•Chemický
–Hydrolýza
–Oxidace
–Esterifikace (několik variant)
–Xantace
–Karbamace
–Škrobové étery
•Síťování
•Roubování
–
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
42

POUŽITÍ ŠROBU 1
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
43
img271.jpg

POUŽITÍ ŠROBU 2
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
44
využití škrobu 001.jpg
BIOTECHNOLOGIE
PO ŠTĚPENÍ NA CUKRY
CHEMIE

MODIFIKACE ŠKROBU 1
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
45
MODIFIKACE ŠKROBU 1.jpg
Může být mechanická (velikost zrn) nebo roztoková (oddělení amylosy od amylopektinu)
TECHNICKÉ DEXTRINY

MODIFIKACE ŠKROBU 2
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
46
MODIFIKACE ŠKROBU 2.jpg
Obvykle mechanická (velikost zrn)
Jedná se tedy většinou o HETEROGENNÍ REAKCE
Je snaha provádět procesy v suspenzi a ne v roztoku
PROČ ?

MODIFIKACE ŠKROBU 3
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
47
MODIFIKACE ŠKROBU 3.jpg
PREFEROVÁNO

Termická modifikace škrobu 1
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
48
•Nános škrobové suspenze na vyhřívaný válec •Vznik mazu a rozrušení vodíkových můstků mezi
molekulami škrobu •Voda se ČÁSTEČNĚ tak rychle odsuší, že nestačí dojít ke vzniku (obnovení)
vodíkových můstků mezi molekulami škrobu •Suchý škrob je složený z neasociovaných molekul,  ale
část molekul vody tam zůstane
•Snadná rozpustnost i ve studené vodě

Termická modifikace škrobu 2
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
49
termická modifikace škrobu 001.jpg
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 a proto může být rychleji znovu dispergován ve vodě
ASOCIOVANÉ MOLEKULY ŠKROBU

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
50
výklad RETROGRADACE škrobu 001.jpg

Termická modifikace škrobu 3
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
51
img685.jpg
Zde probíhá vlastní proces
Seškrábnutí suchého filmu

NESELEKTIVNÍ Oxidace škrobu
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
52
img687.jpg
Oxidace KARBONYLU v  otevřené formy glukózy
Oxidace – OH v CYKLICKÉ formě glukózy
Oxidace v CYKLICKÉ formě glukózy otevřením mezi C2 a C3
C2
C3
C6

Oxidace škrobu
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
53
•Nejdůležitější z modifikačních reakcí
•CÍLE JSOU:
–Stabilita roztoků (odolnost proti RETROGRADACI)
–nižší viskozita roztoků
•Může probíhat v oblasti nízkých nebo vyšších pH
•Nejdůležitější je oxidace chlornanen sodným v oblasti pH cca. 8 – 9 (mírně zásadité prostředí)
•

Oxidace škrobu - SHRNUTÍ
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
54
•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
•

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
55
Používají se hlavně bramborové škroby (kapilarita zrna), s malým sklonem k RETROGRADACI
NEPOUŽÍVAJÍ SE: OBILNÉ ŠKROBY,  protože mají vyšší sklon k RETROGRADACI

NESELEKTIVNÍ Oxidace škrobu - schéma
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
56
img686.jpg
TYPICKÁ RECEPTURA
• pH = 8 – 9
• Teplota = 35 – 43 °C
• reakční doba = 2 – 8 hodin
• aktivní chlór (NaClO) = 3 – 45 g/kg škrobu
Nastavení pH a jeho udržování během oxidace
Oddělení rozpustných látek

SELEKTIVNÍ Oxidace škrobu na C 6
z –OH na – COOH pomocí HNO3
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
57
Alpha-D-Glucopyranose_svg.png
C 6
Při takové oxidaci  se nemění polymerační stupeň > přeměna polymeranalogická

SELEKTIVNÍ Oxidace škrobu na dialdehyd škrobu
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
58
img688.jpg
V IDEÁLNÍM PŘÍPADĚ JE MAKROMOLEKULA ZACHOVÁNA

VÝROBA DEXTRINŮ 1
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
59
img689.jpg img690.jpg
12 – 24 hodin, aby kyseliny & roztoky přísad prostoupily zrno škrobu

VÝROBA DEXTRINŮ 2
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
60
img691.jpg
Je to vlastně HYDROLÝZA ŠKROBU  následovaná POLYMERACÍ (KOMBINACÍ) FRAGMENTŮ

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
61
img113.jpg img114.jpg
VÝROBA DEXTRINU

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
62
img115.jpg
DE – Dextrose Equivalent = GLUKOZOVÝ EKVIVALENT = % hm. redukujících sacharidů v sušině dextrinu
ŠKROB SAMOTNÝ NENÍ REDUKUJÍCÍ SACHARID

STRUKTURA DEXTRINŮ
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
63
320px-Dextrin_skeletal_svg.png
Proces DEXTRINACE  nastává i při pečení např. chleba a je to ona hnědá kůrka

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.
•Cyclodextrin
•The cyclical dextrins are known as cyclodextrins. They are formed by enzymatic degradation of
starch by certain •bacteria, for example, Bacillus macerans. Cyclodextrins have toroidal structures
formed by 6-8 glucose residues.
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
64
Energetické gely a tyčinky

POUŽITÍ DEXTRINŮ
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
65
•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.

Maltodextrin v tuzemsku
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
66
•Jako složku energetických gelů pro sportovce to vyvinul
•ing. Josef KODET, CSc.
•Testovali to na hokejistech Kladna

CYKLODEXTRINY
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
67
820px-Cyclodextrin_svg.png
V molekule CYKLODEXTRINU  může být absorbován ethanol (alkohol) a tak vzniká „alkohol v prášku“,
který ve vodě uvolní alkohol

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
68
cyklodextriny nová aplikace 001.jpg
To jsou tzv. SELFHEALING MATERIALS

DEXTRINY - SHRNUTÍ
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
69
•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

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
70
ACETÁT ŠKROBU
Hydroxypropylstärke WIKI ENG 15112018.png
HYDROXY
PROPYL ŠKROB

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
71
Kationische_Stärke WIKI ENG 15112018.png
 KATIONICKÝ ŠKROB

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
72
KARBOXYMETHYL ŠKROB
Carboxymethylstärke WIKI ENG 15112018.png

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
73
oktenyl anhydrid kyseliny jantarové
octenal succinic acid anhydride for the STARCH CROSSLINKING.png
OKTENYL  pak dává modifikovanému škrobu HYDROFOBICITU, tj. afinitu k tukům

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
74
ŠKROB substituovaný oktenyl anhydridem kyseliny jantarové
OCTENYL SUCCINIC ANHYDRIDE STARCH 001.jpg
Síťování škrobu pak jde přes kationt Me+2, která interaguje se dvěma –COO- skupinami dvou
makromolekul škrobu

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
75
komplexa kationtu Ca+2 alginátem 05082017.jpg
Síťování škrobu pak jde přes kationt Me+2, která interaguje se dvěma –COO- skupinami dvou
makromolekul škrobu

Acetylace škrobu
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
76
img693.jpg img694.jpg
Vedlejší reakce snižující výtěžek

Monofosfát škrobu
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
77
img695.jpg
• Výsledkem je ANIONICKÝ ŠKROB  s NÍZKÝM STUPNĚM SUBSTITUCE (0,02 – 0,1 g substitučního činidla na
1000 g suchého škrobu), což stačí na dobrou rozpustnost zastudena
• Souběžně může probíhat SESÍŤOVÁNÍ ŠKROBU, kde je ale vysoký STUPEŇ SUBSTITUCE (0,1 – 0,2 g
substitučního činidla na 1000 g suchého škrobu), někdy až nad 1 (kukuřičné škroby nebotnající ani
varem ve vodě
Zde je použit fosforečnan MONOSODNÝ!

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
78
Xantát škrobu
img696.jpg

Alkylétery škrobu
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
79
Karbamát škrobu
img698.jpg img700.jpg

Hydroxymetyléter škrobu
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
80
Karboxymetyléter škrobu
img699.jpg img701.jpg img702.jpg

Kyanoéter škrobu
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
81
Karboxymetyléter škrobu – reakce v ethanolu
img703.jpg img704.jpg

Kationtové škroby 1
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
82
img705.jpg
+

Kationtové škroby 2 - VÝROBA PAPÍRU
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
83
škroby katio a anio v papírovině001.jpg
Z CELULÓZY!
škroby katio a anio v papírovině002.jpg
Přídavek KATIONICKÉHO ŠKROBU  zlepšuje retenci tzv. NULITNÍCH VLÁKEN, která pocházejí jak ze
sběrového papíru, tak z odpadu při výrobě
ANIONTOVÝ ŠKROB  potřebuje k účinku kationt Al+3, obvykle z KAl(SO4)4 (kamenec hlinitodraselný)

Sesíťované škroby 1
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
84
img706.jpg

Sesíťované škroby 2
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
85
síťování škrobu trifosfátem sodným 001.jpg
• Sesíťované škroby mají VYSOKÝ STUPEŇ SUBSTITUCE někdy až nad 1 (kukuřičné škroby nebotnající ani
varem ve vodě)  > zasypávací prášky
• Souběžně může probíhat ANIONIZACE ŠKROBU, kde je ale NÍZKÝ STUPEŇ SUBSTITUCE (0,02 – 0,1 g
substitučního činidla na 1000 g suchého škrobu),
Zde je použit fosforečnan TRISODNÝ!

Roubované & blokové kopolymery škrobů
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
86
img710.jpg img709.jpg img708.jpg

Použití modifikovaných škrobů
•Výroba a úpravy papíru
•Potraviny
•Textilní průmysl
•Lepidla
•Farmacie
•Flokulanty při čištění vod
•……………..
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
87

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
88
škrobová a dextrinová lepidla 001.jpg

Lepidla ze škrobů
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
89
škrob + NaOH.jpg

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
90
lepidlo ze škrobu.jpg
Obvykle se PRŮMYSLOVĚ používá směs bramborového a kukuřičného škrobu

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
91
Výrobu dextrinů asi dám do laborek
Výrobu ŠKROBOVÉHO LEPIDLA asi také dám do laborek

Příklad technologie výrobku ze škrobu
ŠKROB NA PRÁDLO
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
92
Nativní škrob se musí vařit a proto jsou používány MODIFIKOVANÉ ŠKROBY
img116.jpg
BORAX – rozrušuje vodíkové můstky mezi makromolekulami a tak zvyšuje rozpustnost zastudena, vytváří
DIESTER ŠKROBU
Na2SO4 – zvyšuje rozpustnost
PEO (polyethylenový oxidovaný) vosk – proti shlukování při rozpouštění, regulace lepivosti při
žehlení
Může se přidat i PARAFÍNOVÝ VOSK > regulace lepivosti při žehlení
Modřidlo, pro potlačení žlutého odstínu

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
93
img117.jpg img118.jpg img119.jpg
HEREROGENNÍ REAKCE > PROČ???
Běžná sušina škrobu

06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
94
BORAX – rozrušuje vodíkové můstky mezi makromolekulami a tak zvyšuje rozpustnost zastudena, vytváří
DIESTER ŠKROBU
BORAX se proto přidává do lepidla při výrobě VLNITÉ LEPENKY

ŠKROBY JAKO BIODEGRADABILNÍ ADITIVA DO SYNTETICKÝCH TERMOPLASTŮ
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
95
•VĚTŠINOU NUTNO „POPOHNAT“ termooxidací
•Co jsem dělal já
•LDPE fólie (až 40 % škrobu kukuřičného) – vzorek nemůžu najít
•Části brokového střeliva
•Vlákna - vzorek

Polypropylénová vlákna s kukuřičným škrobem 1
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
96
PP skrob 1kx.jpg PP skrob 2kx.jpg

Polypropylénová vlákna s kukuřičným škrobem 1
06112019
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019
97
PP skrob 5kx b.jpg PP skrob 5kx M.jpg
FIBRILACE PP vlákna

Škrob v práci konzervátora a restaurátora
Typ škrobu nebo jeho derivátu
Fyzikální forma
Použití
poznámka
Nativní škrob
Maz
Rentoaláž
Přídavek formalínu proti napadení plísněmi
Emulgace 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
06112019
98
PŘÍRODNÍ POLYMERY polysacharidy škrob PŘF MU 6_II 2019