نشا

النشا بالإنجليزية Starch ، هو خليط سكري لنوعين من كربوهيدرات وهما الأميلوز Amylose والأميلوبيكتين Amylopectin ، وكلاهما سلسلة متعددة الجزيئات (بوليمر) polymer من الگلوكوز. تعمد النباتات لبناء النشا كطريقة لتخزين الگلوكوز Glucose الفائض لديها.

نشا

Identifiers
رقم CAS
ChemSpider	NA N
ECHA InfoCard	100.029.696
رقم RTECS	GM5090000
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID0049789
الخصائص
الصيغة الجزيئية	variable
كتلة مولية	variable
المظهر	white powder
الكثافة	1.5 g/cm3
نقطة الانصهار
قابلية الذوبان في الماء	insoluble (see starch gelatinization)
ما لم يُذكر غير ذلك، البيانات المعطاة للمواد في حالاتهم العيارية (عند 25 °س [77 °ف]، 100 kPa).
N verify (what is YN ?)
مراجع الجدول

Structure of the amylose molecule

Structure of the amylopectin molecule

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 تخزين الطاقة في النباتات

يتكون من تكاثف أكثر من 300 وحدة من الألفا الگلوكوز وهو يوجد مختزن في النبات ويوجد في حبيبات ذات غلاف سيلليوزي لا يتمزق إلا بالغليان وعندما تتواجد حبة نشا في الماء بإذابتها تتعكر المياه ولكن بعد فترة تترسب النشا وذلك لوجود طبقة عازلة بين النشا والماء تتمثل في الحويصلات السيلليوزية المحيطة بجزيئات النشا. ند غلي الماء تتمزق الحويصلات السيلليوزية ومن ثم ينتشر النشا في المحلول وعندما تكون كمية النشا كبيرة يكون المحلول كأنه جيلي وللعلم يعطي النشا لون أزرق مع اليود.

يعتبر النشاء شكلاً معقداً من السكريات المتكاثفة أو المركبة ويتواجد بكثرة كمادة احتياطية وهو واسع الانتشار في الخلايا النباتية (بذور- جذور- جذامير- درنات - بصلات - سوق بعض الأشجار الهوائية).

 التركيب الحيوي

يوجد ثلاثة أنماط للنشا في الخلايا النباتية الحية

1- نشا أولي: هو نشاء التركيب الضوئي الذي يتكون في الصانعات الخضراء كناتج لهذه العملية . يتعرض النشاء الأولي لتفاعلات أنزيمية متحولاً إلى سكر يمكنه من الانتقال من خلية إلى أخرى .

2- أثناء الانتقال قد يتعرض السكر لتفاعلات أنزيمية عكوسة ليعطي شكلاً من أشكال النشاء يعرف بالنشاء المؤقت .

قد يتعرض هذا النشاء لتفاعلات أنزيمية لإعطاء سكر مرة ثانية فهو وحدة صرف طاقة جاهزة عند الطلب.

3- ينتقل هذا السكر عبر النسج حيث يكون المادة الخام بما يعرف بالنشاء الثانوي ويتم هذا التكوين ضمن صانعات النشاء عديمة اللون .

 الخصائص

 البنية

Starch, 800x magnified, under polarized light, showing characteristic extinction cross

ينتج النشاء على شكل حبيبات أو مسحوق ناعم بحيث لا تزيد نسبة المتبقي منه على 2% على منخل قياس فتحته 75 ميكرومتر أو لا تزيد هذه النسبة على 0.5% على منخل قياسي، فتحته 150 ميكرومتر. ويجب أن يكون النشاء نظيفاً خالياً من الشوائب والمواد الغريبة ومن التزنخ والتعفن والروائح الغريبة والمضافات additives الملونة والمنكهة ومن المواد القاصرة المزيلة للّون.

 التحلل المائي

يعدّ النشاء من أهم السكاكر المعقدة المدخرة في النباتات، وهو غير قابل للانحلال في الماء البارد ويشكل عجائن وهلامات في الماء الساخن، وهو مخزن للطاقة في النباتات وللطاقة في التغذية عند الإنسان.

يجري هضم السكريات أساساً في الفم والخلايا الظهارية المخاطية في الأمعاء، يحدث في الفم تحطيم عشوائي للروابط (1-4) بوساطة إنزيم ألفا أميلاز، ويتوقف هضم السكريات مؤقتاً في المعدة بسبب حموضتها العالية التي لا تسمح بعمل الإنزيمات. تستأنف عملية الهضم في بداية الأمعاء الدقيقة بتأثير إنزيم ألفا أميلاز المعثكلي والذي يحوّل النشاء إلى سكريات ثنائية، وتحدث عملية الهضم النهائية بوساطة الإنزيمات المركبة، وتتضمن ألفا غلوكوسيداز α-glucosidase، سكراز saccharase، ليباز lipase، الموجودة في خلايا مخاطية الأمعاء الدقيقة وهي إنزيمات السكريات الثنائية، حيث تتم حلمهة hydrolysis السكريات الثنائية إلى سكريات بسيطة وامتصاصها وذلك حسب المعادلات الآتية:

(D- ترمز إلى وضع فراغي في السكر، B- ترمز إلى جزيئين من السكر)

تقوم السكريات البسيطة بتقوية الجهاز العصبي، ولاسيما حالما يحدث خلل في تركيز السكر في الدم.

 الاختبارات الكيميائية

المقالة الرئيسية: اختبار اليود

Granules of wheat starch, stained with iodine, photographed through a light microscope

الشكل (1) التركيب الكيماوي لجزيء الأميلوز		الشكل (2) التركيب الكيماوي لجزيء الأميلوبكتين وتفرعاته

الصيغة الكيميائية للنشا هي: (C₆H₁₀O₅)_n, حيث إنه بوليمر من الگلوكوز ذي الصيغة الكيميائية: C₆H₁₂O₆.

يتكون النشاء من الكربون والهدروجين والأكسجين وتكون هذه العناصر مرتبطة بأعداد كبيرة بعضها مع بعض مشكلة السكاكر المتعددة polysaccharides.

يتكون النشاء من جزأين رئيسين هما: الأميلوز amylose (الشكل-1) والأميلوبكتين amylopectin (الشكل-2). ويحتوي النشاء العادي على نحو 75-80% أميلوبكتين و20- 25% أميلوز. أما النشاء الشمعي المستخرج من الأرز الشمعي أو الذرة الشمعية فيحتوي على الأميلوبكتين النقي ونحو 1% من الأميلوز.

يتكون الأميلوز من سلسلة مستقيمة لجزيئات الغلوكوز الحلقية المتصلة بالرابطة ألفا -4 ويراوح عدد وحداتها بين 250-1000 وحدة وقد يصل إلى 3800 وحدة.

يتحلل النشا بواسطة انزيم الأميليز اللعابي إلى ديكسترينات عالية تعطي لون أزرق برونزي أو بني مع اليود تليها مرحلة ارثرو ديكسترينات الذي يعطي لون أحمر أو برتقالي محمر مع اليود وتليها مرحلة الأكرو ديكسترينات الذي لا يعطي أي لون مع اليود ثم المرحلة الأخيرة وهي المالتوز.

ويتكون الأميلوبكتين من سلاسل متفرعة من الأميلوز مرتبطة ببعضها في نقطة التفرع بالرابطة 6:1 وداخل السلسلة نفسها بالرابطة 4:1 ويصل الوزن الجزيئي للأميلوبكتين إلى نحو 450000 وحدة غلوكوز.لا يتحلل كاملاً بوساطة إنزيم بيتا أميلاز ويتلون باليود بلون محمر قرنفلي، محاليله ثابتة مقارنة بالأميلوز. يفصل الأميلوز عن الأميلوبكتين بإذابة الأول في الماء الساخن في درجة حرارة 60-70 ْم ثم يرسب من محلوله بإضافة حجم مماثل من الكحول الإيثلي.

يختلف التركيب الكيمياوي للنشاء في المادة الجافة حسب مصدره (الجدول-2)، أما الملوثات المعدنية فيجب ألا تزيد نسبتها في كل كيلو غرام على /1/مغ من الزرنيخ و/5/مغ من النحاس و/2/مغ من الرصاص.

الأنواع

نشاء الذرة

نشاء البطاطا

نشاء القمح

نشاء الرز

المكونات%

النشاء

98

98

98

98

البروتين

0.5

0.2

0.8

0.7

الدسم

0.5

0.1

0.2

0.3

الألياف

0.5

0.3

0.3

0.3

الرماد الكلي

0.2

0.2

0.2

0.3

الرماد غير المنحل

0.1

0.1

0.1

0.1

الحموضة الكلية

30

30

30

لايوجد

ثاني أكسيد الكبريت مع/كغ

100

100

100

100

الجدول (2) مكونات النشاء في المدة الجافة للنبات

يمكن تحوير النشاء وهلاماته بإضافة الحمض أو السكر، وقد تحقق في السنوات الأخيرة تقدم ملحوظ فيما يتعلق بالتحوير الفيزيائي والكيمياوي لأنواع النشاء الطبيعية والوصول إلى خصائص جديدة لم تكن متوافرة مسبقاً، مما يساعد على ازدياد مجال استخداماتها في الأغذية، ولا سيما فيما يتعلق بالسيطرة على أنظمة قوام الأغذية وصناعة سلع غذائية جديدة تحتاج إلى حد أدنى من التسخين للحصول على درجة معينة من اللزوجة. وتتضمن أساليب التحوير خفض لزوجة النشاء إما بتحطيم الجزيئات كيمياوياً أو إنزيمياً في موقع الرابطة الغلوكوزيدية، وإما بأكسدة بعض مجموعات الهدروكسيل. كما يمكن إنقاص خاصة انتفاخ حبيبات النشاء في الماء الساخن بإدخال روابط كيمياوية فيما بين جزيئات النشاء المتلاصقة باستخدام كواشف كيمياوية تتفاعل مع مجموعات الهدروكسيد فيها.

وبفعل بعض الإنزيمات أو بالتسخين مع محلول حمضي أو بكليهما معاً يتحول النشاء إلى دكسترينات ومالتوز وديكستروز. كما يمكن تحويل النشاء إلى قطر الذرة ذي النسبة العالية من الفركتوز، وإلى سكر الفركتوز وذلك بوساطة الإنزيمات.

 الطعام

حبات النشاء الموجودة في البطاطا

الأنماط المختلفة لحبات النشاء الموجودة في البطاطا

يعتبر النشا من أكثر البوليمرات شيوعا في النظام الغذائي الآدمي. وتعتبر الحبوب والنباتات الجذرية من أكثر المصادر النباتية للنشا.

ويدخل النشا في الطبخ المنزلي ، وكذلك في الصناعات الغذائية.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 صناعة النشا

 نشا السكر

يُستخدم أيضاً النشاء مادة مالئة في حالة إضافته إلى دقيق القمح بنسبة 40% ويؤدي ذلك إلى تحسن ظاهري لشكل الخبز وخواصه، ومادة رافعة حجمياً في صناعة قوالب الحلوى (الكاتو)، وذلك بخلط دقيقه بنسبة 3% من النشاء لزيادة حجمه، وفي صناعة البسكويت بنسبة 5% لخفض نسبة الغلوتين glutin في دقيق القمح، وفي زيادة لزوجة قوام الأغذية المعلبة مثل الشوربة والصلصة، وفي تصنيع اللبان (العلك)، ومادة مثبتة لقوام بعض منتجات الألبان الحامضية، وكذلك في صناعة المثلوجات( البوظة) ice creams لزيادة قوامها ولزوجتها. وتستخدم الهلامات النشوية في تحضير أنواع الحليب المطبوخ وغيرها، ويستخدم أيضاً في صناعة النسيج والصمغ.

 النشويات المعدلة

وهاهي الأكواد الخاصة بالنشا المستخدم في الغذاء بتركيباته المختلفة:

1401 Acid-treated starch

1402 Alkaline treated starch

1403 Bleached starch

1404 Oxidized starch

1405 Starches, enzyme-treated

1410 Monostarch phosphate

1411 Distarch glycerol

1412 Distarch phosphate esterified with sodium trimetaphosphate

1413 Phosphated distarch phosphate

1414 Acetylated distarch phosphate

1420 Starch acetate esterified with acetic anhydride

1421 Starch acetate esterified with vinyl acetate

1422 Acetylated distarch adipate

1423 Acetylated distarch glycerol

1440 Hydroxypropyl starch

1442 Hydroxypropyl distarch phosphate

1443 Hydroxypropyl distarch glycerol

1450 Starch sodium octenyl succinate

 استخدامه كمضافات للأغذية

يعود أول تسجيل معروف عن استخدام النشاء إلى 200 سنة قبل الميلاد حين استُخدم في تقوية الكتان. يدخل اليوم الغلوكوز الناتج من حلمهة النشاء وبنسبة لا تقل عن 43% في أنواع السكاكر المتبلورة المنكهة والحلاوة الطحينية والمربيات والقمر الدين وراحة الحلوم.

 التخليق الحيوي

مخطط يوضح عملية تخليق النشا من غاز ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين بدون خلايا.

أثناء عملية التمثيل الضوئي، تقوم العديد من النباتات بتحويل الگلوكوز إلى پوليمرات تشكل حبيبات نشا غير قابلة للذوبات، ومثالية لتخزين الطاقة على المدى الطويل في الجذور والبذور. في 22 سبتمبر 2021، طور تشاي وزملائه نظامًا هجينًا يتم فيه اختزال ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول بواسطة محفز غير عضوي ثم تحويله بواسطة الإنزيمات أولاً إلى ثلاث وست وحدات سكر-كربون ثم إلى نشا پوليمري. يعتمد المسار الابتنائي للنشا الاصطناعي هذا على إنزيمات المأشوب المهندسة من العديد من مصادر ختلفة من العديد من الكائنات الحية، ويمكن ضبطه لإنتاج الأميلوز أو الأميلوپكتين بمعدلات وكفاءة ممتازة مقارنة بأنظمة تثبيت الكربون الاصطناعية الأخرى - واعتمادًا على المقياس المستخدم، حتى المحاصيل الحقلية.

 التطبيقات الصناعية

لاصق النشا.

 صناعة الورق

يستخدم النشا في الصناعات الغذائية كما يستخدم أيضا نوعية صناعية منه في صناعات الورق ، الكرتون المضلع ، و الجبس.

 انظر أيضاً

• خميرة
• نشا القمح
• نشا الذرة
• أكريلاميد، الموجود في البطاطس المقلية
• مشروب مقطر، صنع الجعة من تخمير النشا
• الموائع غير النيوتونية
• خميرة البيرة
• إنتاج النشا

 وصلات خارجية

ابحث عن نشا في
قاموس المعرفة.

• Jones, Orlando, "US2000 Improvement in the manufacture of starch". (Class: 127/68; 48/119; 127/69). Middlesex, England, USPTO.
• Detailed description and pictures of starch molecular structure

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .