Полисахариды

Соединение молекул моносахаридов приводит к образованию дисахаридов, трисахаридов, тетрасахаридов и т.д. Полисахариды с числом мономерных звеньев углеводов до 8 называют олигосахаридами, а более- полисахаридами. В результате гидролиза олиго- и полисахаридов образуются ди- и моносахариды.

Полисахариды являются основой структуры растений (целлюлоза), а также источником запасных питательных веществ: в растениях- крахмал, у животных- гликоген. Крахмал на 97 процентов представляет собой смесь линейного полисахарида амилозы и разветвленного полисахарида- амилопектина. Остальные 3 процента от массы крахмала включают золу (минеральные вещества), белки и липиды.

ПОЛИСАХАРИДЫ подразделяются на ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ (ГОМОГЛИКАНЫ) и ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ (ГЕТЕРОГЛИКАНЫ).

НОМЕНКЛАТУРА ПОЛИСАХАРИДОВ:

а) гомополисахариды называют ГЛИКАНАМИ, например, D-глюкан (состоит из остатков D- глюкозы). В названии гетерополисахаридов присутствуют указания на составные компоненты полимерной цепи: D- арабино-D- галактан (состоящий из остатков D-арабинозы и D- галактозы).

АМИЛОЗА - линейный полисахарид, состоящий из остатков D- глюкозы, связанных a-(1-4)-гликозидными связями. Структурной единицей амилозы является дисахарид мальтоза.

АМИЛОПЕКТИН отличается от амилозы большей молекулярной массой и наличием разветвлений в цепи, по местам (1-6). Частота ветвления- одно на примерно каждые 20 остатков моносахаридов. Структурными единицами амилопектина являются мальтоза и изомальтоза:

Молекулярная масса амилопектина может достигать 20 000 000.

Различаются также и физические свойства амилозы и амилопектина. Амилоза растворяется в горячей воде с образованием маловязких растворов, амилопектин способен набухать в воде при температуре ее кипения с образованием коллоидных растворов, вследствие гидратации молекулы водой. Соотношение амилозы и амилопектина в крахмале различных источников- разное и эти различия отражены в таблице:

И амилоза, и амилопектин в ЖКТ (желудочно-кишечном тракте) человека легко расщепляются амилазами с образованием моносахаридов- глюкозы, поэтому являются усваиваемыми компонентами пищи и источником энергии, в отличие от целлюлозы, которая в ЖКТ не изменяется и выполняет только функции наполнителя, влияющего на моторику ЖКТ.

При гидролизе крахмала нагреванием в присутствии минеральных кислот в качестве промежуточных продуктов образуются полисахариды различной молекулярной массы (декстрины), а также глюкоза, мальтоза и изомальтоза. Декстрины дают различную окраску с иодом- от фиолетово-синей (амилодекстрин), до красно-бурой (эритродекстрин) и без окраски (ахродекстрины и мальтодекстрины). Различаются декстрины растворимостью в растворе этанола разной крепости.

ЦЕЛЛЮЛОЗА - линейный b-(1-4)-D- глюкан, структурной единицей которой является целлобиоза:

Линейные молекулы целлюлозы взаимодействуют друг с другом межмолекулярно, с образованием нерастворимых в воде микрофибрилл, образующих остов растений:

Распространенность в природе углеводов очень велика, они составляют примерно 50 процентов всей массы биосферы, древесина содержит от 80 до 90 процентов от сухой массы целлюлозы, хлопок- чуть менее 100 процентов.

Резервным полисахаридом человека и других млекопитающих является ГЛИКОГЕН, локализованный преимущественно в печени (до 10% от ее массы) и мышцах (до 4%). Гликоген отличается от амилопектина большей частотой ветвления: 1 на 8-12 остатков моносахаридов, образует сферической формы гранулы, имеющие ММ от 300 000 до 100 млн.