Гомополисахариды

ПОЛИСАХАРИДЫ

Полисахариды - высокомолекулярные продукты поликонденсации моносахаридов, связанных друг с другом гликозидными связями и образующих линейные или разветвленные цепи. Наиболее часто встречающимся моносахаридным звеном полисахаридов является D-глюкоза.

Строение двумономерных гетерополисахаридов (схема). а — неразветвленные; б- разветвленные.

Каждый моносахарид, входящий в состав полимерной молекулы, может находиться в пиранозной или фуранозной форме, а также может быть при­соединен к любой из свободных гидроксильных групп следующего моносахаридного остатка α- или β-гликозидной связью. Полисахариды различаются не только своим моносахаридным соста­вом, но также молекулярной массой и структурными особенностями.

С точки зрения общих принципов строения, полисахариды можно разделить на 2 группы: гомополисахариды, состоящие из моносахаридных единиц только одного типа, и гетерополисахариды, для которых харак­терно наличие двух и более типов мономерных звеньев.

Крахмал является основным резервным материалом растительных организмов. В небольших количествах он содержится в листьях, но главным образом накапливается в семенах (зерна злаков, например, пшеницы, риса, кукурузы, содержат до 70% крахмала), а также в луковицах, клубнях и сердцевине стебля растений, где содержание его доходит до 30%.

Крахмал представляет собой смесь 2 гомополисахаридов: линейного амилозы и разветвленного - амилопектина, общая формула которых (С₆Н₁₀О₅)n. Как правило, содержание амилозы в крахмале составляет 10-30%, амилопектина-70-90%. Полисахариды крахмала построены из остатков D-глюкозы, соединенных в амилозе и линейных цепях амило­пектина α-1 - 4-связями, а в точках ветвления амилопектина - межцепочечными α-1 - 6-связями:

Итак, единственным моносахаридом, входящим в состав крахмала, является D-глюкоза. В молекуле амилозы линейно связано в среднем около 1000 остатков глюкозы; отдельные участки молекулы амилопектина состоят из 20-30 таких единиц. В настоящее время общепринятой является «ветвистая» структура отдельных цепочек с α-1 - 4-связями в молекуле амилопектина.

Известно, что в воде амилоза не дает истинного раствора. Цепочка амилозы в воде образует гидратированные мицеллы. В растворе при добавлении йода амилоза окрашивается в синий цвет. Амилопектин также дает мицеллярный раствор, но форма мицелл несколько иная. Полисахарид амилопектин окрашивается йодом в красно-фиолетовый цвет. При частичном кис­лотном гидролизе крахмала образуются полисахариды меньшей степени полимеризации - декстрины, при полном гидролизе - глюкоза. Для человека крахмал является важным пищевым углеводом; содержание его в муке составляет 75-80%, в картофеле-25%.

Гликоген - главный резервный полисахарид высших животных и че­ловека, построенный из остатков D-глюкозы. Эмпирическая формула гликогена, как и крахмала, (С₆Н₁₀О₅)n. Гликоген содержится практически во всех органах и тканях животных и человека; наибольшее количество обнаружено в печени и мышцах. Молекулярная масса гликогена 10⁵- 10⁸ Да и более. Его молекула построена из ветвящихся полиглюкозидных цепей, в которых остатки глюкозы соединены а-1 - 4-гликозидными связями. В точках ветвления имеются а-1 - 6-гликозидные связи. По строению гликоген близок к амилопектину. В молекуле гликогена различают внут­ренние ветви - участки от периферической точки ветвления до нередуци­рующего конца цепи.

Гликоген характеризуется более разветвленной структурой, чем амилопектин; линейные отрезки в молекуле гликогена включают 11-18 остатков α-D-глюкопиранозы.

При гидролизе гликоген, подобно крахмалу, расщепляется с обра­зованием сначала декстринов, затем мальтозы и, наконец, глюкозы.

Целлюлоза (клетчатка)- наиболее широко распространенный струк­турный полисахарид растительного мира. Он состоит из α-глюкозных остатков в их β-пиранозной форме, т. е. в молекуле целлюлозы β -глюко-пиранозные мономерные единицы линейно соединены между собой β (1 - 4)-связями:

При частичном гидролизе целлюлозы образуется дисахарид целлобиоза, а при полном гидролизе-D-глюкоза. Молекулярная масса целлюлозы 1000-2000 кДа. Клетчатка не переваривается ферментами пищеваритель­ного тракта, так как набор этих ферментов у человека не содержит гидролаз, расщепляющих β -связи. В связи с этим целлюлозу можно рассматривать как значительный неиспользуемый «пищевой» резерв. Вмес­те с тем известно, что присутствие оптимальных количеств клетчатки в пище способствует формированию кала. При полном исключении клет­чатки из пищи нарушается формирование каловых масс.

В кишечнике жвачных и других травоядных животных имеются микро­организмы, способные к ферментативному расщеплению β -связей, и для этих животных целлюлоза является важным источником пищевых калорий.

Дата добавления: 2015-07-13