Дисахариди. Два типи зв’язків між залишками моносахаридів та їхній вплив на реакційну здатність дисахаридів: відновні та невідновні дисахариди

Дицукриди — вуглеводи, молекула яких утворена з двох молекул моноцукридів:

С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆ → С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О.

Дицукриди (біози) — найпростіші олігоцукриди. Вони дуже поширені в природі, містяться в овочах, плодах і фрук­тах. Усі Дицукриди — кристалічні речовини, добре розчиня­ються у воді з утворенням справжніх розчинів, солодкі на смак, оптично активні (в розчинах).

Розрізняють дицукриди мальтозного (мальтоза, лактоза, целобіоза, гентіобіоза, мелібіоза, тураноза) і трегалозного (трегалоза і цукроза) типів зв'язку.

При мальтозному типі зв'язку молекула дицукриду утво­рюється з двох молекул моноцукридів через оксигеновий місток від глікозидного гідроксилу одного моноцукриду і звичайного (частіше розміщеного біля четвертого атома кар­бону) гідроксилу другого моноцукриду:

Н \ ⁄⁄ О Н \ ⁄ ОН

С - ------------- С ---------------

| | | |

Н - С - ОН | Н - С - ОН |

| | | |

НО - С - Н О НО - С - Н О

| | + | |

Н - С - ОН | Н - С - ОН |

| | | |

Н - С - ------------ Н - С --------------

| |

СН₂ОН СН₂ОН

D-глюкопираноза (α(D +) глюказа)

(α(D +) глюказа)

Н \ ⁄-------------------- Н \ ⁄ ОН

С -------------- | С -------------

| | | | |

Н - С - ОН | | Н - С - ОН |

| | О | |

НО - С - Н | | НО - С - Н О + Н₂О

| О \ | |

Н - С - ОН | \--------------- С - Н |

| | | |

Н - С - ------------ Н - С ------------

| |

СН₂ОН СН₂ОН

МАЛЬТОЗА

Усі дицукриди, побудовані за мальтозним типом зв'язку, зберігають глюкозидний (глікозидний) гідроксил, який може при таутомерії перетворюватися на альдегідну групу і вступа­ти у відновні реакції (відновлювати рідину Фелінга, давати реакцію Троммера, відновлювати срібло у реакції «срібного дзеркала»), і називаються відновними дицукридами. Прикла­дом може бути мальтоза, яка залежно від умов середовища (кислого чи лужного) існує у вигляді двох таутомерних форм — ациклічної і циклічної.

У другому випадку при утворенні молекули дицукриду відщеплення молекули води відбувається за рахунок двох напівацетальних гідроксилів двох молекул моїюцукридів. Ці дицукриди відносять до трегалозного типу зв'язку, або до невідновних дицукридів. Дицукриди, побудовані за трегалоз-ним типом зв'язку, не здатні мати карбонільну групу, вони не приєднують ціанідну кислоту, не утворюють гідразопи, не мутаротують. Залишки молекул моноцукридів, що форму­ють молекулу дицукриду, мають стабільну циклічну форму і не мають таутомерних форм:

Н \ ⁄ О Н Н \ ⁄ ОН

С -------------- С --------------

| | | |

Н - С - ОН | Н - С - ОН |

| | | |

НО - С - Н О НО - С - Н О

| | + | |

Н - С - ОН | Н - С - ОН |

| | | |

Н - С -------------- Н - С -------------

| |

СН₂ОН СН₂ОН

D-глюкопираноза (α(D +) глюказа)

(α(D +) глюказа)

Н \ ⁄ Н

С ---------------О--------------------- С -----------

| \-------------- | |

Н - С - ОН | Н - С - ОН |

| | | |

НО - С - Н | НО - С - Н | + Н₂О

| О | О

Н - С - ОН | Н - С - ОН |

| | | |

Н - С -------------- Н - С -----------

| |

СН₂ОН СН₂ОН

ТРЕГАЛОЗА

Цукро́за, сахаро́за,буряковий та тростинний цукор, α-D-глюкопіранозил-β-D-фруктофуранозид, С₁₂Н₂₂О₁₁ — важливий дисахарид. Побутова назва — цукор. Білі, солодкі на смак кристали, добре розчинні у воді, погано — в спиртах.

Молекула цукрози складається з залишків молекул глюкози і фруктози. Піддається гідролізу під дією кислот і ферменту сахарази. В результаті гідролізу розпадається з утворенням молекули глюкози і молекули фруктози.

Дуже поширена у природі: синтезується в клітинах усіх зелених рослин і нагромаджується в стеблах, коренях, плодах. Видобувається з цукрового буряку (він містить до 28% цукрози) чи з цукрової тростини; міститься в соку берези, клену та деяких фруктах.

Цукроза — цінний харчовий продукт. Не проявляє відновлювальних властивостей — не реагує з реактивом Толленса і реактивом Фелінга. Не утворює відкриту форму, тому не проявляє властивостей альдегідів і кетонів.

Цукро́за, сахаро́за

4.4.Полісахариди. Будова, біологічна роль та застосування крохмалю. Схема будови амілози та амілопектину.

Поліцукриди (глікани) — вуглеводи, молекули яких містять понад 10 залишків моноцукридів, сполучених між собою гліко­зидними зв'язками. Вони мають вигляд лінійних і розгалуже­них ланцюгів. У складі молекул багатьох поліцукридів є й невуглеводні компоненти. Це стало причиною поділу полі­цукридів на дві підгрупи — гомополіцукриди і гетеропо-ліцукриди.

Гомополіцукриди (від гр. — однаковий) — складні вуглеводи, молекули яких побудовані з великої кількості (від 10 до десятків і сотень тисяч) залишків одного з моноцук­ридів — глюкози, фруктози, галактози, манози, ксилози, арабінози і т. д. Серед гомополіцукридів розрізняють енергетичні (крохмаль, інулін, глікоген) і структурні (клітковина, геміце­люлоза) поліцукриди.

Гетерополіцукриди (від лат. — різний) — складні вуглеводи, молекули яких побудовані із залишків моноцук­ридів (наприклад, глюкози і галактози), їх похідних (глюкозаміну і галактозаміну, глюконової й галактонової кислот) та невуглеводних сполук (сульфатної й ацетатної кислот, мета­нолу тощо), їх поділяють на глікозамінглікани (гіалуронова кислота, хондроїтинсульфатна кислота, гепарин, гепарин-суль­фат, кератан-сульфат, нейрамінова і сіалові кислоти) і гліко-поліцукриди (пектинові речовини, специфічні поліцукриди мікробів, агар-агар, гуміарабік тощо).

Значення поліцукридів велике. Багато з них є цінними поживними речовинами (наприклад, крохмаль та інулін), у тваринному організмі є резервом енергетичних речовин (глі­коген), виконують у рослинному організмі структурні функ­ції (клітковина і геміцелюлоза), використовуються в ме­дицині і ветеринарії як лікарські засоби (гепарин і декстран), є живильним середовищем для мікробів (агар-агар) тощо.

Гідроліз крохмалю в желудочно – кишечном тракте человека:

Ступенчатый гидролиз крахмала до глюкозы под влиянием ферментов слюны, поджелудочной железы и кишечного сока.

_{+H2O; амилаза слюны +H2O; амилаза поджелудочной}

(С₆Н₁₀О₅)_n (С₆Н₁₀О₅)_х

^{Ферменты слюны декстрины (х ‹ n)}

_{+H2O; мальтаза тонк. кишечн.}

С₁₂Н₂₂О₁₁ n C₆H₁₂O₆

Мальтоза глюкоза

Крохмаль є природним полімером. Причому, крохмаль не індивідуальна речовина, а суміш двох полімерів складу (С₆Н₁₀О₅) n – амілози (10–20 %) і амілопектину (80–90 %), що складаються із залишків a-D-глюкози. Для амілози n = 200–1000, а для амілопектину – 6000–40000. Таким чином, молярна маса амілопектину може досягати 106 г/міль і навіть великих значень (106–109 г/міль). Амілоза і амілопектин відносяться до гомополісахаридів. Амілоза має лінійну будову, а амілопектин – розгалуджену. Особливості просторової будови амілози пов'язані з конфігурацією глікозидного зв'язку.

Рис. 1. Схема будови макромолекул амілози (а) та амілопектину (б)

Дата добавления: 2014-01-07