直鎖澱粉と直鎖澱粉

でんぷんは炭水化物の一種で、多糖類である。単糖が10個以上グリコシド結合でつながったものを多糖類という。多糖類はポリマーであるため分子量が大きく、通常1万を超える。単糖類はそのポリマーの単量体である。単糖からなる多糖類もあり、これはホモ多糖類と呼ばれる。また、これらは単糖の種類によって分類することができる。例えば、単糖がグルコースであれば、単量体単位はグルカンと呼ばれる。でんぷんはそんなグルカンの一種です。グルコース分子のつながり方によって、でんぷんには枝分かれした部分と枝分かれしていない部分があります。大きく分けて、デンプンは直鎖デンプンと、ブドウ糖の鎖が大きくなった分枝デンプンから構成されています。

直鎖澱粉

これは、多糖類であるデンプンの一部です。グルコース分子が互いに結合して、直鎖でんぷんと呼ばれる線状の構造を形成している。直鎖でんぷん分子の形成には、多数のグルコース分子が関与している可能性がある。この数は300から数千まで様々です。D-グルコース分子が環状である場合、1番目の炭素原子は、他のグルコース分子の4番目の炭素原子とグリコシド結合を形成することができる。これはα-1,4-グリコシド結合と呼ばれるものである。このため、直鎖でんぷんは直線的な構造を持つようになる。直鎖澱粉には3つの形態がある。一つは無秩序なアモルファス型、もう一つはヘリカル型である。ある直鎖澱粉鎖を別の直鎖澱粉鎖と結合させたり、分岐澱粉、脂肪酸、芳香族化合物などの別の疎水性分子と結合させたりすることができる。直鎖デンプンだけの構造だと、枝分かれしないので、ぎっしり詰まっているんです。そのため、非常に剛性の高い構造になっています。

直鎖澱粉は澱粉構造の20-30%を占めている。直鎖でんぷんは水に溶けない。直鎖でんぷんは、でんぷんの不溶性の原因ともなっている。また、分岐鎖でんぷんの結晶化度を低下させる。植物では、直鎖のでんぷんはエネルギーを蓄える役割を担っている。直鎖のでんぷんは、マルトースなどの小さな炭水化物に分解されると、エネルギー源として利用することができる。でんぷんのヨウ素検査を行うと、ヨウ素分子は直鎖でんぷんのらせん構造と一致し、濃い紫色／青色に見える。

アミラーゼ

アミラーゼは酵素の一種です。これは、でんぷんをより小さな単位に分解する触媒です。まずデンプンを長い鎖に分解し、さらにグルコースモノマーに分解することができる。アミラーゼは、私たちの体のさまざまな場所で分泌されています。ヒトの唾液や膵液には直鎖澱粉が含まれています。そのため、でんぷんの最初の消化は口の中で行われる。人間以外にも、細菌、菌類、植物にもアミラーゼは含まれています。アミラーゼには、α-アミラーゼ、ß-アミラーゼ、γ-アミラーゼなど、さまざまな種類がある。α-アミラーゼの働きには、カルシウムイオンが不可欠である。この酵素が直鎖でんぷんに作用すると、マルトトリオースとマルトース分子が生成される。また、分岐鎖でんぷんからは、グルコースとマルトースが生成される。唾液アミラーゼと膵臓アミラーゼはα-アミラーゼである。細菌、菌類、植物に含まれるアミラーゼの形態はβ-アミラーゼである。デンプンを分解する際にマルトースを生成する。γ-アミラーゼは、直鎖および分岐デンプンの非還元末端のα-1,6-グリコシド結合および最後のα-1,4-グリコシド結合を特異的に**切断する。