Stärke, ein hochmolekulares Polysaccharid der Bruttoformel (C₆H₁₀O₅)_n, dem als Reservekohlenhydrat höherer Pflanzen größte Bedeutung zukommt. S. besteht zu etwa 80 % aus wasserunlöslichem Amylopektin und zu 20 % aus der wasserlöslichen Amylose. Im pflanzlichen Stoffwechsel entsteht S. zunächst als Assimilationsprodukt in den Chloroplasten und wird dann nach Abbau, Translokalisation und Resynthese als Reservestärke (Stärkekörner) in entsprechenden Speicherorganen, den Amyloplasten, z.B. Wurzeln, Knollen oder Mark, in charakteristischer Anordnung bzw. Schichtung abgelagert. Man unterscheidet hiernach zusammengesetzte und einfache, zentrische und azentrische Stärkekörner. Aufgrund dieser Kennzeichen kann man Mehl verschiedener Kulturpflanzen (z.B. Mais, Reis, Weizen, Roggen) mikroskopisch unterscheiden.

Bei der Stärkesynthese dient Adenosindiphosphatglucose als Ausgangspunkt (Abb.). Der Stärkeabbau erfolgt bei der Verdauung auf hydrolytischem Weg durch Amylasen. Die α-Amylase (EC 3.2.1.1) hydrolysiert α(1→4)-Bindungen und bildet ein Gemisch aus Glucose und Maltose. Die Maltose wird durch α-D-Glucosidase (Maltase, EC 3.2.1.20) zu Glucose hydrolysiert. Die α-Amylase kann keine α(1→6)-Bindungen an den Verzweigungspunkten des Amylopektins spalten. Das Produkt der Amylase-Wirkung auf Amylopektin ist daher ein großer, hochverzweigter Kern bzw. Grenzdextrin, das aus 40 % des ursprünglichen Amylopektins besteht. Im Dünndarm kommt eine Oligo-α(1→6)-Glucosidase vor, die α(1→6)-Bindungen hydrolysiert und somit den Gesamtabbau des Amylopektins bewirkt. β-Amylasen (EC 3.2.1.2) werden insbesondere in keimenden Samen (z.B. Malz) gefunden. Sie wirken auf das nichtreduzierende Ende der Polysaccharidkette und entfernen sukzessive Maltose-Einheiten. Die β-Amylasen können keine α(1→6)-Bindungen angreifen. In den Zellen der Pflanzen erfolgt die Remobilisierung der Glucose aus dem Stärkespeicher durch Phosphorolyse zu Glucose-1-phosphat.

S. ist für die menschliche Ernährung von großer Bedeutung und liefert den Hauptanteil unseres Kohlenhydratbedarfs (ungefähr 500 g je Tag). Besonders reich an S. sind Kartoffeln, Getreide und Bananen. 1g S. liefert bei der physiologischen Verbrennung 16,75kJ (4kcal). Die technische Gewinnung von S. erfolgt aus stärkereichen Pflanzenteilen, insbesondere aus Kartoffeln, Weizen, Reis und Mais. Stärke wird vielseitig in der Nahrungsmittelindustrie und in der Technik verwendet.

Stärke. Biosynthese und Abbau der Stärke. I: hydrolytischer, II: phosphorolytischer Abbau. Glc = Glucose. P_i = anorganisches Phosphat.