Дизахариди и полизахариди - Студопедия
В зависимост от броя на монозахаридните молекули, образувани при хидролизата на полизахаридите, последните се делят на олигозахариди (дизахариди, тризахариди) и полизахариди.
Най-голямо практическо значение имат дизахаридите. Дизахаридите (биозите) при хидролиза образуват два еднакви или различни монозахарида. Дизахаридите се делят на две групи: редуциращи и нередуциращи.
Връзката между две монозахаридни молекули се осъществява с помощта на две хидроксилни групи - по една от всяка монозахаридна молекула. Естеството на тази връзка обаче може да бъде различно. Ако една от монозахаридните молекули винаги осигурява своя полуацетален (гликозиден) хидроксил, тогава втората молекула участва в това или с полуацетален хидроксил (образува се гликозид - гликозидна връзка) или алкохолен хидроксил (образува се гликозид - гликозна връзка).
Отсъствието или присъствието на полуацетален хидроксил в дизахаридната молекула влияе върху свойствата на дизахаридите. Ако и двете молекули участват в образуването на дизахарид с техните полуацетални хидроксили (гликозид - гликозидна връзка), тогава и двата монозни остатъка имат фиксирани циклични форми и алдехидната група на такъв дизахарид не може да се образува. Такъв дизахарид няма редуциращи свойства и се нарича нередуциращ дизахарид.
В случай на гликозид-гликозна връзка, цикличната форма на един монозахариден остатък не е фиксирана, тя може да се превърне в алдехидна форма и тогава дизахаридът ще има редуциращи свойства. Такъв дизахарид се нарича редуциращ. Редуциращите дизахариди проявяват реакции, характерни за съответните монозахариди.
Редуциращите дизахариди включват, по-специално,малтоза (малцова захар), съдържаща се в малца, т.е. покълнали, а след това изсушени и натрошени зърна от зърнени култури.
(малтоза)
Малтозата е съставена от два D-глюкопиранозни остатъка, свързани с (1-4)-гликозидна връзка, т.е. гликозидният хидроксил на една молекула и алкохолният хидроксил при четвъртия въглероден атом на друга монозахаридна молекула участват в образуването на етерна връзка. Аномерният въглероден атом (C1), участващ в образуването на тази връзка, има α-конфигурация, а аномерен атом със свободен гликозиден хидроксил (обозначен в червено) може да има както α- (α-малтоза), така и β-конфигурация (β-малтоза).
Малтозата е бял кристал, силно разтворим във вода, сладък на вкус, но много по-малко от този на захарта (захароза).
Както се вижда, малтозата съдържа свободен гликозиден хидроксил, в резултат на което се запазва способността за отваряне на пръстена и преминаване към алдехидната форма. В тази връзка малтозата е в състояние да влезе в реакции, характерни за алдехидите, и по-специално да даде реакцията на "сребърно огледало", поради което се нарича редуциращ дизахарид. В допълнение, малтозата влиза в много реакции, характерни за монозахаридите, например, образува етери и естери (виж химичните свойства на монозахаридите).
| СH3I ––––® NaOH | ||
| малтоза | Октаметилмалтоза |
Захарозата (цвеклова или тръстикова захар) е нередуциращ дизахарид. Намира се в захарна тръстика, захарно цвекло (до 28% сухо вещество), растителни сокове и плодове. Молекулата на захарозата е изградена от α,D-глюкопираноза и β,D-фруктофураноза.
За разлика от малтозата, гликозиденвръзката (1–2) между монозахаридите се образува поради гликозидните хидроксилни групи на двете молекули, т.е. няма свободен гликозиден хидроксил. В резултат на това няма редуцираща способност на захарозата, тя не дава реакцията на "сребърно огледало", поради което се нарича нередуциращи дизахариди.
Захарозата е бяло кристално вещество, сладко на вкус, силно разтворимо във вода.
Захарозата се характеризира с реакции на хидроксилни групи. Както всички дизахариди, захарозата се превръща чрез киселинна или ензимна хидролиза в монозахаридите, от които се състои.
Полизахаридите са вещества с високо молекулно тегло. В полизахаридите монозахаридните остатъци са свързани чрез гликозид-гликозни връзки. Следователно те могат да се считат за полигликозиди. Монозахаридните остатъци, които изграждат полизахаридната молекула, могат да бъдат еднакви, но могат да се различават; в първия случай това са хомополизахариди, във втория - хетерополизахариди.
Най-важните полизахариди са нишестето и целулозата (фибри). Те са изградени от остатъци от глюкоза. Общата формула на тези полизахариди е (C6H10O5)n. В образуването на полизахаридните молекули обикновено участват гликозидни (при С1 -атом) и алкохолни (при С4 -атом) хидроксили, т.е. Образува се (1-4)-гликозид.
Нишестето е смес от два полизахарида, изградени от α, D-глюкопиранозни единици: амилоза (10-20%) и амилопектин (80-90%). Нишестето се образува в растенията по време на фотосинтезата и се отлага като "резервен" въглехидрат в корените, грудките и семената. Например зърната от ориз, пшеница, ръж и други зърнени култури съдържат 60-80% нишесте, картофените клубени - 15-20%. Сродна роля в животинския свят играе полизахаридът гликоген, който се "складира" главно в черния дроб.
Нишестето е бялопрах, състоящ се от фини зърна, неразтворими в студена вода. Когато нишестето се третира с топла вода, е възможно да се изолират две фракции: фракция, която е разтворима в топла вода и се състои от амилозен полизахарид, и фракция, която набъбва само в топла вода с образуването на паста и се състои от амилопектин полизахарид.
Амилозата има линейна структура, α, D-глюкопиранозните остатъци са свързани чрез (1-4)-гликозидни връзки. Елементарната клетка на амилозата (и нишестето като цяло) е представена по следния начин:
Молекулата на амилопектина е изградена по подобен начин, но има разклонения във веригата, което създава пространствена структура. В точките на разклоняване монозахаридните остатъци са свързани чрез (1-6)-гликозидни връзки. Между точките на разклоняване обикновено има 20-25 глюкозни остатъци:
Нишестето лесно се хидролизира: при нагряване в присъствието на сярна киселина се образува глюкоза:
В зависимост от условията на реакцията, хидролизата може да се извърши поетапно с образуването на междинни продукти:
декстриново нишесте (m
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо