2.2. Химические свойства

 

Дисахариды вступают в большинство реакций, характерных для моносахаридов:  образуют простые и сложные эфиры, гликозиды, производные по карбонильной группе.  Восстанавливающие дисахариды окисляются до гликобионовых кислот. Гликозидная  связь в дисахаридах расщепляется под действием водных растворов кислот и  ферментов. В разбавленных растворах щелочей дисахариды устойчивы. Ферменты  действуют селективно, расщепляя только - или только -гликозидную связь.

 

Последовательность реакций – окисление,  метилирование, гидролиз, позволяет установить строение дисахарида.

 

 

 

 

Окисление дает возможность определить, остаток  какого моносахарида находится на восстанавливающем конце. Метилирование и  гидролиз дают информацию о положении гликозидной связи и размерах цикла  моносахаридных звеньев. Конфигурация гликозидной связи ( или ) может быть определена с  помощью ферментативного гидролиза.

3. Полисахариды

 

Полисахариды – полимеры, построенные из  моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями. Полисахариды могут  иметь линейное или разветвленное строение. Полисахариды, состоящие  их одинаковых моносахаридных остатков, называют гомополисахаридами, из  остатков разных моносахаридов – гетерополисахаридами.

 

Крахмал – полисахарид  растительного происхождения. Его основная биологическая функция – запасное  вещество растений. Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов – амилозы (10-20%) и амилопектина (80-90%)

 

Амилоза – линейный гомополисахарид, состоящий из  остатков D-глюкопиранозы, связанных  -1,4-гликозидными связями. Структурным элементом амилозы  является дисахарид мальтоза.

 

 

 

 

Цепь амилозы включает от 200 до 1000  моносахаридных единиц. Вследствие аксиального положения гликозидной связи  макромолекула амилозы свернута в спираль.

 

Амилопектин – разветвленный гомополисахарид,  построенный из остатков D-глюкопиранозы, которые связаны в основной цепи  -1,4-гликозидными,  а в местах разветвлений -  -1,6-гликозидными связями. Разветвления расположены через  каждые 20-25 моносахаридных остатков.

 

 

 

 

 

Крахмал набухает и растворяется в воде, образуя  вязкие растворы (гели). Химические свойства крахмала аналогичны свойствам моно-  и дисахаридов. Крахмал гидролизуется под действием кислот (но не щелочей) и  фермента амилазы. Конечным продуктом гидролиза крахмала является  D-глюкоза.

(C₆H₁₀O₅)_n --->   (C₆H₁₀O₅)_m --->  C₁₂H₂₂O₁₁ --->  C₆H₁₂O₆

крахмал

декстрины

мальтоза

D-глюкоза

 

n>m

 

За счет спиралеобразной конформации амилоза  способна образовывать соединения включения с молекулярным иодом. Комплексы  крахмала с иодом имеют интенсивную синюю окраску. Реакция используется как  качественная на иод и крахмал.

 

Целлюлоза – самый распространенный  растительный полисахарид. Выполняет функцию опорного материала растений. Это  линейный гомополисахарид, построенный из остатков D-глюкопиранозы, связанных -1,4-гликозидными  связями. Структурным элементом целлюлозы является целлобиоза.

 

 

 

 

Гликозидная связь в целлюлозе имеет  экваториальное положение. Это определяет линейную конформацию целлюлозы, которая  стабилизирована водородными связями.

 

 

 

Макромолекулы целлюлозы образуют волокна. В  отличие от крахмала целлюлоза в воде не набухает и не растворяется. Для перевода  целлюлозы в растворимую форму необходима её химическая модификация.

 

Среди других гомополисахаридов стоит отметить  следующие.

 

Декстраны – полисахариды бактериального  происхождения, построенные из остатков  -D-глюкопиранозы. Молекулы  декстранов сильно разветвлены. Основным типом связи является  -1,6-, а в местах  разветвлений  -1,4-, -1,3-, реже -1,2-гликозидные связи.  Декстраны используют как заменители плазмы крови.

 

Хитин – основной полисахарид роговых  оболочек насекомых и ракообразных, встречается в грибах. Хитин - неразветвленный  полисахарид, построенный их остатков N-ацетил-D-глюкозамина, связанных -1,4-гликозидными  связями.

 

Пектиновые вещества содержатся в ягодах,  фруктах и овощах, способствуют желеобразованию Основной компонент пектиновых  веществ – пектовая кислота – линейный полисахарид, построенный их остатков  D-галактуроновой кислоты, связанных  -1,4-гликозидными связями.