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| 名前 | |
|---|---|
| IUPAC名
(1→4)-α- D-グルコピラナン
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| 識別子 | |
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.029.702 |
| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| 変数 | |
| モル質量 | 変数 |
| 外観 | 白い粉 |
| 不溶性[1] | |
| 危険 | |
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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アミロースはα - D-グルコース単位がα(1→4)グリコシド結合で結合した多糖類です。デンプンの2つの成分のうちの1つで、約20～30%を占めています。アミロースは密に詰まったらせん構造のため、他のデンプン分子よりも消化されにくく、そのため難消化性デンプンの重要な形態です。[2]
構造
アミロースはα(1→4)結合グルコース分子で構成されています。グルコースの炭素原子はアルデヒド(C=O)炭素から順に番号が付けられており、アミロースでは、1つのグルコース分子の1番目の炭素が次のグルコース分子の4番目の炭素と結合しています(α(1→4)結合)。[3]アミロースの構造式は右の図のとおりです。繰り返されるグルコースサブユニットの数(n)は通常300から3000の範囲ですが、数千になることもあります。
アミロース鎖には主に 3 つの形態があります。無秩序な非晶質構造または 2 つの異なるらせん形態で存在できます。二重らせん( A または B 形態) でそれ自体と結合することも、ヨウ素、脂肪酸、芳香族化合物などの別の疎水性ゲスト分子と結合することもできます。これは V 形態として知られており、アミロペクチンがデンプン構造内でアミロースに結合する方法です。このグループ内には、さまざまなバリエーションがあります。それぞれは V で表記され、その後に 1 回転あたりのグルコース単位の数を示す下付き文字が付きます。最も一般的なのは V 6形態で、1 回転あたり 6 つのグルコース単位があります。[4] V 8形態やおそらく V 7形態も存在します。これらは、ゲスト分子が結合するためのさらに大きなスペースを提供します。[5]
この直線構造はファイ角とプサイ角を中心に回転するが、大部分は結合したグルコース環酸素が構造の片側に位置する。α(1→4)構造はらせん構造の形成を促進し、1つのグルコース分子の2位炭素に結合した酸素原子と次のグルコース分子の3位炭素に結合した酸素原子との間に水素結合を形成することを可能にする。[6]
繊維X線回折分析とコンピューターによる構造改良を組み合わせることで、アミロースのA-、B-、C-多形が発見されました。各形態は、A-、B-、またはC-デンプン形態のいずれかに対応します。A-構造とB-構造は異なるらせん結晶構造と水分含有量を持ちますが、C-構造はA-とB-の単位格子の混合物であり、2つの形態の中間の充填密度をもたらします。[7]
物理的特性
アミロースの長い直鎖はアミロペクチン（短く高度に分岐した鎖を持つ）よりも結晶化しやすいため、高アミロースデンプンは消化されにくい。 [8]アミロペクチンとは異なり、アミロースは水に溶けません。[9] [10]また、アミロペクチンの結晶化度と水がデンプンに浸透しやすさを低下させます。[6]アミロース含有量が多いほど、膨張の可能性が低くなり、同じデンプン濃度でのゲル強度が低下します。これは、顆粒サイズを大きくすることで部分的に対処できます。[11] [12]
関数
アミロースは植物のエネルギー貯蔵に重要です。アミロペクチンよりも消化されにくいですが、らせん構造のため、アミロペクチンよりも場所をとりません。そのため、植物の貯蔵に適したデンプンです。植物の貯蔵デンプンの約30％を占めますが、その割合は種や品種によって異なります。[13]
消化酵素α-アミラーゼはデンプン分子をマルトトリオースとマルトースに分解し、エネルギー源として利用することができます。
アミロースは工業および食品関連の分野で重要な増粘剤、保水剤、乳化安定剤、ゲル化剤でもある。緩いらせん状のアミロース鎖は疎水性の内部を持ち、脂質や芳香族化合物などの疎水性分子と結合することができる。これに関する唯一の問題は、結晶化または会合すると安定性が失われ、その過程で水が放出されることが多いことである（シネレシス）。アミロース濃度が増加すると、ゲルの粘着性は低下しますが、硬さは増加します。アミロペクチンなど他のものがアミロースに結合すると粘度が影響を受ける可能性がありますが、κ-カラギーナン、アルギン酸塩、キサンタンガム、または低分子量糖を組み込むことで安定性の低下を減らすことができます。水に結合する能力は食品に実体を加えることができ、おそらく脂肪の代替品として機能する。[14]たとえば、アミロースはホワイトソースの濃さの原因ですが、冷却すると固体と水が部分的に分離します。アミロースは優れたフィルム形成特性を持つことで知られており、食品包装に有用です。アミロースの優れたフィルム形成挙動は、すでに1950年代に研究されていました。[15]アミロースフィルムは、アミロペクチンフィルムと比較すると、バリア特性[16]と機械的特性の両方において優れています。 [17]
実験室では、ヨウ素はマーカーとして機能します。ヨウ素分子はアミロースのらせん構造内にきちんと収まり、特定の既知の波長の光を吸収するデンプンポリマーと結合します。したがって、一般的なテストはデンプンのヨウ素テストです。デンプンを少量の黄色のヨウ素溶液と混ぜると、青黒い色が観察されます。色の強度は比色計でテストでき、赤いフィルターを使用して溶液中に存在するデンプンの濃度を識別します。また、ヨウ素還元を含む滴定の指示薬としてデンプンを使用することもできます。 [18]また、アミロース磁性ビーズや樹脂でマルトース結合タンパク質を分離するためにも使用されます。[19]
最近の研究
高アミロース米、つまり粘り気の少ない長粒種の米は、血糖負荷が非常に低いため、糖尿病患者に有益である可能性がある。[20]
研究者らは、植物におけるデンプン生合成の過程でアミロースを特異的に伸長させる酵素として、顆粒結合デンプン合成酵素（GBSS）を特定した。[21]トウモロコシのwaxy遺伝子座はGBSSタンパク質をコードしている。[21] GBSSタンパク質を欠く変異体は、ワキシーコーンのようにアミロペクチンのみを含むデンプンを生成する。シロイヌナズナの葉では、アミロース合成にはGBSSに加えて、タンパク質標的化デンプン（PTST）タンパク質をコードする別の遺伝子が必要である。どちらかのタンパク質を欠く変異体は、アミロースを含まないデンプンを生成する。[22] BASF Plant Scienceによる遺伝子組み換えジャガイモ品種Amfloraは、アミロースを生成しないように開発された。
参照
- アムフローラ、遺伝子組み換え低アミロースジャガイモ（アミロペクチン高含有）
- アミロメイズ、高アミローストウモロコシデンプン
- ラセットバーバンクポテト、高アミロースジャガイモ品種
参考文献
- ^ Green, Mark M.; Blankenhorn, Glenn; Hart, Harold (1975 年 11 月)。「アミロースとアミロペクチンのどちらのデンプン分画が水溶性か?」Journal of Chemical Education。52 ( 11): 729。Bibcode : 1975JChEd..52..729G。doi :10.1021/ed052p729。...
アミロースは水に不溶性のデンプン成分です
。 - ^ 「レジスタントスターチ」。2010年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年7月2日閲覧。
- ^ ネルソン、デイビッド、マイケル・M・コックス。生化学の原理。第5版。ニューヨーク：WHフリーマンアンドカンパニー、2008年。[ページが必要]
- ^ 文献を参照した視覚化はここにあります
- ^ Cohen, R.; Orlova, Y.; Kovalev, M.; Ungar, Y.; Shimoni, E. (2008). 「ゲニステインを含むアミロース複合体の構造的および機能的特性」。農業および食品化学ジャーナル。56 (11): 4212–4218。doi :10.1021/jf800255c。PMID 18489110 。
- ^ ab “Starch”。2012年1月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年5月25日閲覧。
- ^ Sarko, A; Wu, H.-C. H (1978). 「アミロースとデンプンのA-、B-、C-多形の結晶構造」.デンプン - スターチ. 30 (3): 73–78. doi :10.1002/star.19780300302.
- ^ Birt DF、Boylston T、Hendrich S、Jane JL、Hollis J、Li L、McClelland J、Moore S、Phillips GJ、Rowling M、Schalinske K、Scott MP、Whitley EM (2013)。「レジスタントスターチ：人間の健康改善の可能性」。Advances in Nutrition。4 ( 6 ): 587–601。doi : 10.3945 /an.113.004325。PMC 3823506。PMID 24228189。
- ^ 「アミロースとアミロペクチンのどちらのデンプン分が水溶性か？」
22 冊の一般的な有機化学の教科書を調査したところ、デンプンの 2 つの成分のうち、アミロペクチンが水溶性で、アミロースが非水溶性であると正しく記載しているのは 4 冊のみでした。
- ^ Green, Mark M; Blankenhorn, Glenn; Hart, Harold (1975). 「アミロースとアミロペクチンのどちらのデンプン分画が水溶性か?」Journal of Chemical Education . 52 (11): 729. Bibcode :1975JChEd..52..729G. doi :10.1021/ed052p729.
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- ^ Seung, David; Soyk, Sebastian; Coiro, Mario; Maier, Benjamin A; Eicke, Simona; Zeeman, Samuel C (2015). 「タンパク質標的化デンプンは、アラビドプシスにおける顆粒結合デンプン合成酵素のデンプン顆粒への局在化と正常なアミロース合成に必要である」。PLOS Biology . 13 (2): e1002080. doi : 10.1371/journal.pbio.1002080 . PMC 4339375. PMID 25710501 .
外部リンク
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