直鎖でんぷんと分岐鎖でんぷん

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。

分岐鎖でんぷん

分岐でんぷんは、でんぷんの一部でもある高度に分岐した多糖類で、でんぷんの70～80％は分岐でんぷんで構成されています。直鎖でんぷんの中には、α-1,4-グリコシド結合でつながったグルコース分子もあり、直鎖構造の分岐でんぷんを形成しています。ただし、α-1,6-グリコシド結合が形成される箇所もある。この点を分岐点と呼びます。グルコース単位24〜30個に1回の割合で分岐が生じ、1個の分岐したデンプン分子が形成されるのに2000〜20万個のグルコース単位が関与している。このため、分岐澱粉は分岐の硬さが低く、水に溶けやすいという特徴があります。分岐したでんぷんは酵素で容易に分解される。植物のエネルギー貯蔵分子であり、エネルギー源でもある。