Химическая формула полисахаридов: 6.2. Полисахариды

Содержание

6.2. Полисахариды



6.2. Полисахариды

6.2. Полисахариды

Полисахариды – это природные высокомолекулярные углеводы (часть III, раздел 5), макромолекулы которых состоят из остатков моносахаридов.

Эти вещества составляют основную массу органической материи в биосфере Земли. В живой природе они выполняют важные биологические функции, выступая в качестве:

  • структурных компонентов клеток и тканей,
  • энергетического резерва,
  • защитных веществ.

Полисахариды являются продуктом реакции поликонденсации моносахаридов.

Основные представители полисахаридов – крахмал и целлюлоза – построены из остатков одного моносахарида – глюкозы. Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу:

(C6H10O5)n,

но совершенно различные свойства. Это обьясняется особенностями их пространственного строения.


Крахмал состоит из остатков α-глюкозы, а целлюлоза – из β-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы (выделена цветом):

С учетом пространственного строения шестичленного цикла (анимация, 33,7 Кб) формулы этих изомеров имеют вид:


Виртуальные модели (30,3 и 30,3 Кб)

К важнейшим полисахаридам относится также гликоген (C6H10O5)n, образующийся в организмах человека и животных в результате биохимических превращений из растительных углеводов. Как и крахмал, гликоген состоит из остатков α-глюкозы и выполняет подобные функции (поэтому часто называется животным крахмалом).

Из химических свойств полисахаридов наибольшее значение имеют реакции гидролиза и образование производных

за счёт реакций макромолекул по спиртовым ОН-группам.

  • Гидролиз полисахаридов происходит в разбавленных растворах минеральных кислот (или под действием ферментов). При этом в макромолекулах разрываются связи, соединяющие моносахаридные звенья — гликозидные связи (аналогично гидролизу дисахаридов). Реакция гидролиза полисахаридов является обратной процессу их образования из моносахаридов.
    Полный гидролиз полисахаридов приводит к образованию моносахаридов (целюллоза, крахмал и гликоген гидролизуются до глюкозы):
  • (C6H10O5)n + nH2O (H+) nC6H12O6 При неполном гидролизе образуются олигосахариды (в том числе, дисахариды).
    Способность полисахаридов к гидролизу увеличивается в ряду:
    целлюлоза Гидролиз крахмала и целлюлозы до глюкозы («осахаривание») и ее брожение используются в производстве этанола, молочной, масляной и лимонной кислот, ацетона, бутанола (
    часть III, раздел 5.1
    ).
  • Образование производных (главным образом, сложных и простых эфиров) полисахаридов происходит в результате реакций по спиртовым ОН-группам, содержащимся в каждом структурном звене (3 группы ОН на одно моносахаридное звено):  [C6H7O2(OH)3]n.
    Такая химическая модификация полимеров не сопровождаеся существенным изменением степени полимеризации макромолекул. Образующиеся продукты модификации природных полисахаридов относятся к искусственным полимерам.

Урок 11. полисахариды. крахмал. целлюлоза — Химия — 10 класс

Химия, 10 класс

Урок № 11. Полисахариды. Крахмал. Целлюлоза

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён полисахаридам, их строению, свойствам, знакомству с самыми распространёнными полисахаридами: крахмалом и целлюлозой, их структурой, свойствами, нахождением в природе и ролью в жизни человека.

Глоссарий

Полисахариды – это высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа молекул моносахаридов.

Реакция поликонденсации – процесс образования макромолекул, в котором выделяется низкомолекулярный побочный продукт.

Крахмал – продукт поликонденсации молекул альфа-глюкозы.

Целлюлоза – продукт поликонденсации молекул бета-глюкозы.

Реакция этерификации – процесс взаимодействия органического соединения, содержащего спиртовые функциональные группы, с кислотой, в результате которого образуется сложный эфир и вода.

Амилоза

– линейные макромолекулы, состоящие из остатков альфа-глюкозы, входят в состав крахмала.

Амилопектин – разветвлённые макромолекулы, состоящие из остатков альфа-глюкозы, входят в состав крахмала.

Ацетатное волокно – искусственное волокно, получаемое на основе триацетата целлюлозы.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Полисахариды – это высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа молекул моносахаридов.

Картофельный и кукурузный крахмал, гликоген, целлюлоза, входящая в состав древесины и хлопка, хитин, из которого построены панцири насекомых – это всё полисахариды.

Образование молекул полисахаридов

Крахмал состоит из макромолекул, которые образованы большим количеством молекул альфа-глюкозы.

При соединении двух молекул альфа-глюкозы образуется побочный продукт – молекула воды.

Реакция образования макромолекул, в которой выделяется низкомолекулярный побочный продукт, называется реакцией поликонденсации.

В результате реакции поликонденсации из молекул альфа-глюкозы: могут образовываться линейные макромолекулы.

Линейная макромолекула, образованная из молекул альфа-глюкозы, называется амилоза.

В результате поликонденсации молекул альфа-глюкозы могут образовываться и разветвленные макромолекулы, которые называются амилопектин.

Смесь амилозы и амилопектина называется крахмалом.

Макромолекулы целлюлозы образуются из молекул бета-глюкозы.

Образование целлюлозы также происходит в результате реакции поликонденсации. При этом образуется побочный низкомолекулярный продукт – вода.

Цепь молекулы целлюлозы образуется в результате последовательного присоединения всё новых и новых молекул бета-глюкозы.

Макромолекулы целлюлозы, в отличие от крахмала, имеют линейное строение.

Физические и химические свойства крахмала и целлюлозы

Крахмал – белый аморфный порошок без вкуса и запаха.

Крахмал не растворяется в холодной воде, а в горячей воде набухает и образует клейстер.

Целлюлоза – белое твёрдое нерастворимое в воде вещество без вкуса и запаха.

При добавлении в качестве катализатора небольшого количества кислоты в раствор крахмала происходит его гидролиз. Макромолекулы распадаются на молекулы меньших размеров (декстрин, мальтоза), конечным продуктом реакции гидролиза является альфа-глюкоза.

Механизм реакции следующий: положительно заряженный ион водорода притягивается к кислородному мостику между двумя остатками альфа-глюкозы, соединяется с атомом кислорода. В результате связь разрывается. На атоме углерода второго фрагмента молекулы крахмала образуется положительный заряд, который притягивает к себе молекулу воды. Кислород в молекуле воды присоединяется к атому углерода, а один из ионов водорода отрывается от молекулы воды. В результате образуются молекулы декстрина, которые по такому же механизму гидролизуются с образованием молекул мальтозы. Конечным продуктом гидролиза крахмала являются молекулы альфа-глюкозы.

Если к раствору крахмала добавить каплю раствора йода, появляется синяя окраска. Это качественная реакция на крахмал.

При действии на целлюлозу уксусной кислоты образуются ацетатные эфиры целлюлозы.

Нахождение крахмала и целлюлозы в природе

Крахмал и целлюлоза широко распространены в природе.

Крахмал входит в состав многих растений. В пшенице содержание крахмала составляет 64 %, в рисе – 75 %, в кукурузе – 70 % и в картофеле – 24 %.

Целлюлоза – основной материал клеток растений, она придает прочность стеблям и веткам. Больше всего – 98 % целлюлозы в хлопковом волокне, до 85 % её содержится в льняном волокне. Древесина содержит до 50 % целлюлозы, а в соломе её 30 %.

Роль крахмала и целлюлозы в жизни человека

Полисахариды играют важную роль в жизни человека. Во-первых, полисахариды – это источник углеводов. Из полисахаридов делают бумагу, синтетические волокна и ткани (вискозный, ацетатный, медно-аммиачный шёлк, искусственный мех), фото- и киноплёнку, и даже взрывчатые вещества (бездымный порох).

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Решение задачи на расчёт количества готового продукта, изготовленного из полисахаридов.

Условие задачи: Сколько бумаги (тонн) можно изготовить из 400 м3 древесины, если содержание целлюлозы в них составляет 52%, а для производства 1 кг печатной бумаги требуется 1,5 кг целлюлозы? Плотность древесины составляет 500 кг/м3. Ответ запишите в виде десятичной дроби с точностью до десятых.

Шаг первый: вычислить массу данного в условии объёма древесины:

400·500 = 200000 кг.

Шаг второй: вычислить массу целлюлозы, содержащуюся в 200000 кг древесины:

200000·0,52 = 104000 кг.

Шаг третий: из пропорции найти массу бумаги, которую можно получить из 104000 кг древесины.

; кг = 69,3 т.

Ответ 69,3.

2. Решение задач на нахождение выхода продукта реакции.

Условие задачи: Вычислите выход глюкозы, если из хлопка массой 150 кг получили 110 кг этого моносахарида. Массовая доля целлюлозы в хлопке составляет 95%. Ответ выразите в процентах, запишите в виде целого числа.

Шаг первый: вычислить содержание целлюлозы в 150 кг хлопка.

150·0,95 = 142,5 кг.

Шаг второй: записать уравнение реакции гидролиза целлюлозы с образованием глюкозы:

6Н10О5)п + пН2О пС6Н12О6.

Шаг третий: вычислить молярные массы целлюлозы и глюкозы:

М((С6Н10О5)п) = п·(6·12 + 1·10 + 5·16) = 162·п г/моль;

М(С6Н12О6) = 6·12 + 1·12 + 6·16 = 180 г/моль.

Шаг четвёртый: с помощью пропорции найти теоретически возможное количество глюкозы, которое может быть получено по этой реакции:

; кг.

Шаг пятый: найти выход глюкозы как отношение практически полученного количества глюкозы к теоретически возможному, выраженное в процентах:

%.

Так как в ответе требуется записать целое число, то округляем до 70%.

Ответ: 70.

Гидролиз полисахаридов — Справочник химика 21

    Все процессы химической переработки растительного сырья с получением моносахаридов включают стадию гидролиза полисахаридов кислотами. Гидролиз полисахаридов кислотами был открыт более 150 лет назад, но только в СССР была создана (после 1940 г.) мощная отрасль промышленности, насчитывающая в на- [c.188]

    Гидролиз полисахаридов протекает с образованием более простых углеводородов (моносахаридов), например  [c.35]


    На рис. 15.15 приведена структура протеолитического фермента карбоксипептидазы А. Полипептидная цепь этого фермента образована 307 аминокислотными остатками и содержит один ион цинка. В цепи имеется несколько а-спиральных участков, а также несколько искривленных участков складчатого слоя (около центра молекулы). Каталитически активный центр фермента расположен рядом с атомом цинка. Пространственная структура части молекулы лизоцима (этот фермент, обнаруженный в слезах и яичном белке, защищает организм от инфекций, гидролизуя полисахариды клеточных стенок бактерий) вместе с [c.445]

    Целлобиоза С зНзаОи. Дисахарид, образующийся при неполном гидролизе полисахарида целлюлозы (стр. 265). [c.253]

    Процесс гидролиза белков аналогичен ступенчатому гидролизу полисахаридов, например крахмала и целлюлозы, при котором вначале образуются смеси более простых полисахаридов, затем дисахаридов и, наконец, моносахаридов. Это видно из сопоставления схем гидролиза белка и крахмала (стр. 261, 262) [c.289]

    При гидролизе инулина серной кислотой под давлением 0,3 МПа за 30 мин при 100 °С образуется 35,4 % редуцирующих сахаров (в основном фруктозы), при 130°С — 59,3 и при 145 °С — 98,8 %, Гидролиз 0,5 %-ной соляной кислотой при 80 °С в течение 35 мин дает почти полный гидролиз полисахаридов.[c.38]

    В результате гидролиза полисахаридов образуются водные растворы моносахаридов — гидролизаты. Из них кристаллизацией получают пищевую глюкозу и техническую ксилозу гидрированием — ксилит и сорбит дегидратацией — фурфурол окислением — органические кислоты микробиологической переработкой — этанол, бутанол, ацетон, кормовые дрожжи, антибиотики. [c.278]

    ОСНОВНЫМ способом их получения является гидролиз полисахаридов. [c.224]

    В зависимости от числа моносахаридов, полученных прн гидролизе полисахаридов, последние делятся на дисахариды, трисахариды и т. д. [c.358]

    Глюкоза получается при гидролизе полисахаридов крахмала и целлюлозы (под действием ферментов или минеральных кислот). Применяется как средство усиленного питания или как лекарственное вещество, при отделке тканей, как восстановитель — в производстве зеркал. [c.580]

    Но конечным продуктом гидролиза полисахаридов в большинстве случаев является какой-нибудь один моносахарид, тогда, как при гидролизе белков всегда образуются смеси разных аминокислот. Как уже было указано, из белковых гидролизатов выделено свыше 20 различных а-аминокислот кроме того, из сложных белков прй гидролизе, наряду с аминокислотами, получаются различные небелковые вещества фосфорная кислота, углеводы, некоторые гетероциклические соединения и т. п. [c.290]

    При гидролизе полисахариды распадаются на ряд моносахаридов. [c.224]


    В живых организмах протекает гидролиз полисахаридов, белков и других органических соединений. [c.86]

    Совсем иное положение у растений, которые всегда содержат в готовом виде моносахариды, а кроме того, они могут получаться в значительных количествах путем гидролиза полисахаридов, пектиновых веществ и целлюлозы. Такие сахара способствуют связыванию образованных при распаде растительных белков аминокислот. [c.26]

    Гидролиз полисахаридов обычно представляет 006011 многоступенчатый процесс, но конечным продуктом этого процесса является тот или иной моносахарид. Например, суммарное уравнение гидролиза крахмала можно записать так  [c.685]

    Лизоцим — важный белок, катализирующий гидролиз полисахарида, входящего как основной компонент в клеточные стенки [c.238]

    Образование водородных связей между субстратом и активным центром происходит при гидролизе полисахаридов лизоцимом [22—24]. К сожалению, кинетическую роль, которую в катализе играет сорбция субстрата на ферменте, удалось здесь вскрыть пока лишь качественно. [c.47]

    Итак, осуществлен гидролиз полисахарида и получены составляющие его моносахариды или метилированные сахара. Теперь надо установить их строение. Задача эта все еще достаточно сложна и трудоемка (хотя и проще, чем установление строения самого полисахарида). Поэтому, прежде чем непосредственно браться за ее решение, следует подумать, нельзя ли установить строение…, не занимаясь установлением строения Часто оказывается, что можно. В арсенале органической химии есть такой прием, который позволяет прийти к определенным выводам о структуре молекулы без ее последовательной экспериментальной расшифровки. Этот прием называется идентификацией вещества. [c.55]

    Основной промышленный способ получения глюкозы заключается в гидролизе полисахарида—крахмала — с помощью минеральных кислот при повышенных температуре и давлении. [c.225]

    При гидролитическом расщеплении кислотами или с помощью ферментов (индулаз) он почти полностью переходит в D-фруктозу. Однако в основе инулина не лежит обычная пиранозная форма фруктозы. Из триметилинулина , получаемого обычными методами, после гидролиза образуется 3,4,6-триметил- ][-фруктоза. Отсюда следует, что основой инулина является не S-, а 7-фруктоза при кислом гидролизе полисахарида эта 7-форма превращается в устойчивую 3-форму. [c.457]

    Например, низкомолекулярные ацетали при гидролизе распадаются на альдегиды и спирты, значительно отличающиеся по свойствам от исходного ацеталя и друг от друга и благодаря этому легко поддающиеся разделению. При полном гидролизе полисахаридов образуются низкомолекулярные монозы, которые легко отделить от полимера (например, глюкозу от целлюлозы или крахмала). При частичной же деструкции полимеров получается гамма продуктов деструкции, занимающих промежуточное положение между исходным полимером и мономером. При этом химическая природа исходного полимера сохраняется в продуктах его частичной деструкции и вновь образовавшиеся вещества отличаются от исходного полимера только по молекулярной массе. Исключением является полная деструкция полимера до мономера, который имеет строение, отличное от элементарного звена полимера. [c.222]

    Ангидриды фруктозы образуются при воздействии кислот и гидролизе полисахаридов. Они имеют свойства гликозидов и могут расщепляться кислотами до фруктозы. [c.127]

    Составьте схемы реакций получения моносахаридов гидролизом 1) крахмала, 2) целлюлозы, 3) пен-то.занов (запись в виде молекулярных формул полисахаридов). В каких условиях осуществляют гидролиз полисахаридов  [c.131]

    Рассмотрим лишь один наиболее простой пример ферментативный гидролиз полисахаридов. Распространенг ный фермент животных организмов (лизоцим) специфически расщепляет гликозидные связи -1 — 4-связанных [c.30]

    ПЕНТОЗЫ — моносахариды, содержащие в молекуле пять атомов углерода, общей формулы СйНюОб- Распространены в природе, встречаются в свободном виде, входят в состав гликозидов, полисахаридов (арабанов, ксиланов). Фосфорные производные П. являются важными промежуточными продуктами обмена углеводов. Получают П. из природных источников, главным образом, гидролизом полисахаридов. П.— кристаллы, хорошо растворимые в воде. Синтезируют П. из гексоз. [c.187]

    З» » . Составьте схемы реакций по. Д чення моносахаридов гидролизом )к-рахмала 2) целзполозы 3) пентозанов ( запись в виде молек Лярных формул полисахаридов). В каких условиях ослгцествляют гидролиз полисахаридов  [c.50]

    Гидролизом называется обменная реакция между различными веш,ествами и водой. Гидролизу подвергаются соли, карбиды, углеводы, белки, жиры и т. д. Гидролиз играет важную роль в природных явлениях. Разрушение горных пород обусловлено в значительной мере гидролизом составляющих их минералов — алюмосиликатов. В живых организмах происходит гидролиз полисахаридов, белков и других органических веществ. Оса-харивание крахмала,» гидролиз древесины, получение мыла и многие другие важные производства основаны на гидролизе. В военном деле гидролиз используется при дегазации отравляющих веществ. [c.107]

    Деструкция по закону случая происходит путем независимых разрывов связей в основной цепи (главным образом, в гетероцеп-ных полимерах — полиамидах, полисахаридах и др.) с образованием макромолекул меньшей длины. В конечном итоге при деструкции могут образоваться мономерные соединения. Как правило, деструкция по закону случая протекает под влиянием химических реагентов (кислот, щелочей и т. д.) с разрывом связей углерод — гетероатом. Этот тип деструкции характерен для поликонденсационных полимеров (например, гидролиз полисахаридов, белков).[c.68]


    Мазур A. K. Математическая модель ферментативного гидролиза полисахарида. — Владивосток, ИАПУ ДВИЦ АН СССР, препринт Л Ь 24, 1980. [c.136]

    Условия гидролиза и состав образующихся при этом продуктов в значит, степени определяются наличием в растит. ткани двух фракций полисахаридов-легкогидролизуемых (гемицеллюлозы) и трудногидролизуемых (целлюлоза и небольшая часть гемицеллюлоз) скорость гидролиза последних в неск. сотен раз меньше. С повышением т-ры и концентрации к-ты скорость гидролиза полисахаридов возрастает. [c.562]

    Таким образом, соседняя ацетамидная группа, если она находится в трансположении по отношению к уходящей группе, может контролировать сохранение конфигурации расщепляемой гликозидной связи. Можно было бы полагать, что сохранение конфигурации связи в катализе лизоцимом обусловлено также наличием этой группы, если бы не одно обстоятельство. Выяснилось, что лизоцим не требует обязательного присутствия ацетамидной группы в кольце по соседству с расщепляемой связью. Так, хотя лизоцим и разрывает связь у N-ацетилглюкозаминовых остатков от 2 до 20 раз быстрее, чем у глюкозных [121 —123], но расщепление гликозидной связи у 2-дезоксиглюкозного остатка идет еще быстрее [123]. Наконец, по данным Брюса с сотр. [119, 120], эффективность внутримолекулярного нуклеофильного участия ацетамидной группы существенно зависит от свойств уходящей группы субстрата. Тогда этот механизм для ферментативного гидролиза полисахаридов, где уходящая группа плохая , не имеет особого значения. [c.179]

    Катализаторами реакции гидролиза полисахаридов являются водородные ионы. Гидроксильные ионы не ускоряют этой реакции, благодаря чему полисахариды относительно стойки в щелочной среде и нестойки в кислой. Катализаторами реакции гидролиза полисахаридов служат также ферменты а-глюкозидаза для крахмала и р-глюкози-даза для целлюлозы. Кислотный гидролиз крахмала применяется как промышленный метод получения глюкозы. Путем ферментативного расщепления и последующего брожения из крахмала получают этанол  [c.266]

    Теоретически полисахариды можно получить последовательным соединением молекул моносахаридов таким образом, чтобы полуацетальная гидроксильная группа одной молекулы связывалась со спиртовой гидроксильной группой другой молекулы (с отщеплением молекулы воды). Такой полисахарид называется неразветвленным. Если к его цепи сбоку аналогичным образом присоединены другие полисахаридные цепи, то говорят о разветвленных полисахаридах. Связи между отдельными молекулами моносахаридов имеют (как и в случае олигосахаридов) гликозидный характер. Это означает, что в кислой среде полисахариды можно гидролизовать до олигосахаридов и далее до моносахаридов. Если при гидролизе полисахаридов образуется исключительно о-глюкоза, то они называются о-глюканами. [c.213]

    Манноза СбН1аОа (стр. 223). Альдогексоза, получаемая при гидролизе полисахарида маннана, который содержится в ка- [c.247]

    В XVIII и начале XIX вв. в химической литературе появляются указания об использовании в реакциях не только биологических, но и других катализаторов, в частности при синтезе и расщеплении различных органических веществ, например при процессах этерификации (К- Шееле, 1782), дегидратации (Ж- Пристли, 1778), гидролизе полисахаридов (Г. Е. Кирхгоф, 1811) и др. [c.96]

    В результате гидролиза минералов — алюмосиликатов — происходит разрушение горных пород. Гидролиз солей (например, КазР04, Na2 0. ) применяют для очистки воды и уменьшения ее жесткости. На процессе гидролиза основаны важные химические производства гидролиз древесипы, осахариваиие крахмала, получение мыла и многие другие. В живых организмах протекает гидролиз полисахаридов, белков II других органических соединений. [c.187]

    Гликоген.— Гликоген представляет собой резервный углевод животных организмов в частности, он содержится в печени и мышцах. Гликоген с иодом дает окраску от коричневой до фиолетовой и в этом отношении похож на предельный декстрин. Гликоген построен исключительно из остатков D-глюкозы, связанных друг с дру гом так же, как в мальтозе, — продукте ферментативного гидролиза полисахарида из определения концевых групп следует, что один концевой остаток приходится на 12—18 глюкозных единиц. Гликоген очень близок к амнлопектину, так как метилированный гликоген дает [c.567]

    При гидролизе полисахаридов кислотами или специфическими ферментами глюкозидные связи разрушаются и в зависимости от условий образуются различные остатки полимерных звеньев вплоть до моно- или дисахаридов. Полисахариды — основной источник углеводов в питании человека. Они в организме расщепляются различными ферментами крахмал — а-амилазой поджелудочной железы, мальтоза — мальтазой, изомальтазой, сахароза — сахара-зой (инвертазой), лактоза — р-галактозидазой, часть целлюлозы — ферментами микрофлоры толстого кишечника. При гидролизе одной гликозидной связи для сахарозы выделяется 29,3 кДж, а для олиго- или полисахаридов — [c. 30]

    Экзоламинараза гидролизует такой полисахарид, последовательно отщепляя от него по одной молекуле глюкозы, начиная с невосстанавливающего конца. Если в цепи встретится одно аномальное звено (например, звено с 1—>-4-связью), то ферментативный гидролиз в этом месте прекратится и (это очень важно заметить) вея остальная часть полисахаридной молекулы останется не-расщепленной. Действительно, у такого огрызка цепи концевое звено аномальное и фермент перестает на него действовать, как показано на схеме этапов последовательного гидролиза полисахарида экзоферментом. [c.104]

    Н. Васюнина, С. Чепыго и Г. Барышева [60, 61 ] разработали метод получения Б-сорбита из непищевого растительного сырья (хлопковый линт, сульфитная целлюлоза) путем гидролитического гидрирования последних. Процесс представляет собой совмещение двух каталитических реакций — гидролиза полисахаридов с образованием моноз и гидрирования последних в многоатомные спирты. Гидролитическое гидрирование протекает в присутствии двух катализаторов гидролизующего катализатора — фосфорной кислоты (0,7%) и гидрирующего катализатора — рутения на угле или силикагеле (0,5%) при температуре 170—180° С и давлении 80—90 кгс см . Этот метод является весьма перспективным, но в связи с дороговизной катализаторов требует тщательной технологической отработки. [c.245]

    Гидролнз растительных материалов. Гидролиз происходит обычно в присутствии разб. или конц. минеральных и орг. к-т, реже-солей, дающих в водных р-рах кислую р-цию. В результате гидролиза (превращ. полисахаридов сырья в моносахариды) получают гидролизаты (водные р-ры орг. в-в, гл. обр. пентоз и гексоз), а также гидролизный лигнин (выход ок. 30%-здесь и далее в расчете на 1 т абсолютно сухого сырья). Поскольку на скорость и степень гидролиза полисахаридов влияет размер частиц сырья,, его предварительно измельчают. [c.562]


Курс органической химии (1965) — [ c.345 , c.347 ]

Химия гемицеллюлоз (1972) — [ c.61 , c.218 ]

Химия углеводов (1967) — [ c. 310 , c.424 , c.460 , c.492 , c.500 , c.501 , c.504 , c.510 , c.524 , c.540 , c.619 , c.620 ]

Биоорганическая химия (1991) — [ c.378 , c.414 , c.416 ]

Органическая химия (1998) — [ c.405 ]

Органическая химия (1964) — [ c.586 , c.587 , c. 588 ]

Курс органической химии (1967) — [ c.345 , c.347 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 1 (1961) — [ c.0 ]

Органическая химия Издание 3 (1977) — [ c.218 ]

Органическая химия 1971 (1971) — [ c.229 , c.230 , c.233 ]

Органическая химия 1974 (1974) — [ c.189 , c.191 , c.193 ]

Органическая химия Издание 6 (1972) — [ c.93 , c.189 , c.191 ]

Химико-технический контроль гидролизных производств Издание 2 (1976) — [ c. 3 , c.24 , c.39 , c.92 , c.122 ]

Введение в химию высокомолекулярных соединений (1960) — [ c.86 ]

Основы технологии синтеза каучуков (1959) — [ c.67 , c.68 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 1 (1961) — [ c.0 ]

Органическая химия (1964) — [ c.586 , c.587 , c.588 ]

Биохимия Издание 2 (1962) — [ c.178 ]


Крахмал, структурная формула, химические свойства

1

H

1,008

1s1

2,2

Бесцветный газ

пл=-259°C

кип=-253°C

2

He

4,0026

1s2

Бесцветный газ

кип=-269°C

3

Li

6,941

2s1

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

пл=180°C

кип=1317°C

4

Be

9,0122

2s2

1,57

Светло-серый металл

пл=1278°C

кип=2970°C

5

B

10,811

2s2 2p1

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

пл=2300°C

кип=2550°C

6

C

12,011

2s2 2p2

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

пл=3550°C

кип=4830°C

7

N

14,007

2s2 2p3

3,04

Бесцветный газ

пл=-210°C

кип=-196°C

8

O

15,999

2s2 2p4

3,44

Бесцветный газ

пл=-218°C

кип=-183°C

9

F

18,998

2s2 2p5

4,0

Бледно-желтый газ

пл=-220°C

кип=-188°C

10

Ne

20,180

2s2 2p6

Бесцветный газ

пл=-249°C

кип=-246°C

11

Na

22,990

3s1

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

пл=98°C

кип=892°C

12

Mg

24,305

3s2

1,31

Серебристо-белый металл

пл=649°C

кип=1107°C

13

Al

26,982

3s2 3p1

1,61

Серебристо-белый металл

пл=660°C

кип=2467°C

14

Si

28,086

3s2 3p2

1,9

Коричневый порошок / минерал

пл=1410°C

кип=2355°C

15

P

30,974

3s2 3p3

2,2

Белый минерал / красный порошок

пл=44°C

кип=280°C

16

S

32,065

3s2 3p4

2,58

Светло-желтый порошок

пл=113°C

кип=445°C

17

Cl

35,453

3s2 3p5

3,16

Желтовато-зеленый газ

пл=-101°C

кип=-35°C

18

Ar

39,948

3s2 3p6

Бесцветный газ

пл=-189°C

кип=-186°C

19

K

39,098

4s1

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

пл=64°C

кип=774°C

20

Ca

40,078

4s2

1,0

Серебристо-белый металл

пл=839°C

кип=1487°C

21

Sc

44,956

3d1 4s2

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

пл=1539°C

кип=2832°C

22

Ti

47,867

3d2 4s2

1,54

Серебристо-белый металл

пл=1660°C

кип=3260°C

23

V

50,942

3d3 4s2

1,63

Серебристо-белый металл

пл=1890°C

кип=3380°C

24

Cr

51,996

3d5 4s1

1,66

Голубовато-белый металл

пл=1857°C

кип=2482°C

25

Mn

54,938

3d5 4s2

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

пл=1244°C

кип=2097°C

26

Fe

55,845

3d6 4s2

1,83

Серебристо-белый металл

пл=1535°C

кип=2750°C

27

Co

58,933

3d7 4s2

1,88

Серебристо-белый металл

пл=1495°C

кип=2870°C

28

Ni

58,693

3d8 4s2

1,91

Серебристо-белый металл

пл=1453°C

кип=2732°C

29

Cu

63,546

3d10 4s1

1,9

Золотисто-розовый металл

пл=1084°C

кип=2595°C

30

Zn

65,409

3d10 4s2

1,65

Голубовато-белый металл

пл=420°C

кип=907°C

31

Ga

69,723

4s2 4p1

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

пл=30°C

кип=2403°C

32

Ge

72,64

4s2 4p2

2,0

Светло-серый полуметалл

пл=937°C

кип=2830°C

33

As

74,922

4s2 4p3

2,18

Зеленоватый полуметалл

субл=613°C

(сублимация)

34

Se

78,96

4s2 4p4

2,55

Хрупкий черный минерал

пл=217°C

кип=685°C

35

Br

79,904

4s2 4p5

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

пл=-7°C

кип=59°C

36

Kr

83,798

4s2 4p6

3,0

Бесцветный газ

пл=-157°C

кип=-152°C

37

Rb

85,468

5s1

0,82

Серебристо-белый металл

пл=39°C

кип=688°C

38

Sr

87,62

5s2

0,95

Серебристо-белый металл

пл=769°C

кип=1384°C

39

Y

88,906

4d1 5s2

1,22

Серебристо-белый металл

пл=1523°C

кип=3337°C

40

Zr

91,224

4d2 5s2

1,33

Серебристо-белый металл

пл=1852°C

кип=4377°C

41

Nb

92,906

4d4 5s1

1,6

Блестящий серебристый металл

пл=2468°C

кип=4927°C

42

Mo

95,94

4d5 5s1

2,16

Блестящий серебристый металл

пл=2617°C

кип=5560°C

43

Tc

98,906

4d6 5s1

1,9

Синтетический радиоактивный металл

пл=2172°C

кип=5030°C

44

Ru

101,07

4d7 5s1

2,2

Серебристо-белый металл

пл=2310°C

кип=3900°C

45

Rh

102,91

4d8 5s1

2,28

Серебристо-белый металл

пл=1966°C

кип=3727°C

46

Pd

106,42

4d10

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1552°C

кип=3140°C

47

Ag

107,87

4d10 5s1

1,93

Серебристо-белый металл

пл=962°C

кип=2212°C

48

Cd

112,41

4d10 5s2

1,69

Серебристо-серый металл

пл=321°C

кип=765°C

49

In

114,82

5s2 5p1

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

пл=156°C

кип=2080°C

50

Sn

118,71

5s2 5p2

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

пл=232°C

кип=2270°C

51

Sb

121,76

5s2 5p3

2,05

Серебристо-белый полуметалл

пл=631°C

кип=1750°C

52

Te

127,60

5s2 5p4

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

пл=450°C

кип=990°C

53

I

126,90

5s2 5p5

2,66

Черно-серые кристаллы

пл=114°C

кип=184°C

54

Xe

131,29

5s2 5p6

2,6

Бесцветный газ

пл=-112°C

кип=-107°C

55

Cs

132,91

6s1

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

пл=28°C

кип=690°C

56

Ba

137,33

6s2

0,89

Серебристо-белый металл

пл=725°C

кип=1640°C

57

La

138,91

5d1 6s2

1,1

Серебристый металл

пл=920°C

кип=3454°C

58

Ce

140,12

f-элемент

Серебристый металл

пл=798°C

кип=3257°C

59

Pr

140,91

f-элемент

Серебристый металл

пл=931°C

кип=3212°C

60

Nd

144,24

f-элемент

Серебристый металл

пл=1010°C

кип=3127°C

61

Pm

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

пл=1080°C

кип=2730°C

62

Sm

150,36

f-элемент

Серебристый металл

пл=1072°C

кип=1778°C

63

Eu

151,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=822°C

кип=1597°C

64

Gd

157,25

f-элемент

Серебристый металл

пл=1311°C

кип=3233°C

65

Tb

158,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1360°C

кип=3041°C

66

Dy

162,50

f-элемент

Серебристый металл

пл=1409°C

кип=2335°C

67

Ho

164,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1470°C

кип=2720°C

68

Er

167,26

f-элемент

Серебристый металл

пл=1522°C

кип=2510°C

69

Tm

168,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1545°C

кип=1727°C

70

Yb

173,04

f-элемент

Серебристый металл

пл=824°C

кип=1193°C

71

Lu

174,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=1656°C

кип=3315°C

72

Hf

178,49

5d2 6s2

Серебристый металл

пл=2150°C

кип=5400°C

73

Ta

180,95

5d3 6s2

Серый металл

пл=2996°C

кип=5425°C

74

W

183,84

5d4 6s2

2,36

Серый металл

пл=3407°C

кип=5927°C

75

Re

186,21

5d5 6s2

Серебристо-белый металл

пл=3180°C

кип=5873°C

76

Os

190,23

5d6 6s2

Серебристый металл с голубоватым оттенком

пл=3045°C

кип=5027°C

77

Ir

192,22

5d7 6s2

Серебристый металл

пл=2410°C

кип=4130°C

78

Pt

195,08

5d9 6s1

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1772°C

кип=3827°C

79

Au

196,97

5d10 6s1

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

пл=1064°C

кип=2940°C

80

Hg

200,59

5d10 6s2

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

пл=-39°C

кип=357°C

81

Tl

204,38

6s2 6p1

Серебристый металл

пл=304°C

кип=1457°C

82

Pb

207,2

6s2 6p2

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

пл=328°C

кип=1740°C

83

Bi

208,98

6s2 6p3

Блестящий серебристый металл

пл=271°C

кип=1560°C

84

Po

208,98

6s2 6p4

Мягкий серебристо-белый металл

пл=254°C

кип=962°C

85

At

209,98

6s2 6p5

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=302°C

кип=337°C

86

Rn

222,02

6s2 6p6

2,2

Радиоактивный газ

пл=-71°C

кип=-62°C

87

Fr

223,02

7s1

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=27°C

кип=677°C

88

Ra

226,03

7s2

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=700°C

кип=1140°C

89

Ac

227,03

6d1 7s2

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=1047°C

кип=3197°C

90

Th

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

91

Pa

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

92

U

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

пл=1132°C

кип=3818°C

93

Np

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

94

Pu

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

95

Am

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

96

Cm

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

97

Bk

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

98

Cf

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

99

Es

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

Fm

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

Md

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

No

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

Lr

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

Rf

267

6d2 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

Db

268

6d3 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

Sg

269

6d4 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

Bh

270

6d5 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

Hs

277

6d6 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

Mt

278

6d7 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

Ds

281

6d9 7s1

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

Крахмал — урок. Химия, 8–9 класс.

Полисахариды — углеводы, в молекулах которых многократно повторяются остатки циклической формы глюкозы.

Состав всех полисахаридов выражается формулой C6h20O5n. Все полисахариды подвергаются гидролизу, продуктом которого является глюкоза:

 

C6h20O5n+nh3O→nC6h22O6.

 

К полисахаридам относятся крахмал, гликоген (животный крахмал) и целлюлоза (клетчатка).

 

Крахмал является запасным веществом растений и широко распространён в природе. Он в больших количествах содержится в зёрнах ржи, пшеницы, кукурузы, в клубнях картофеля.

 

Образуется крахмал в клетках растений из глюкозы:

 

nC6h22O6→C6h20O5n+nh3O.

 

Число повторяющихся структурных звеньев в макромолекуле крахмала может колебаться от \(100\) до \(6000\). Относительная молекулярная масса молекул тоже сильно различается.

 

Макромолекулы крахмала имеют линейное и разветвлённое строение.

 

Рис. \(1\). Молекулы крахмала

 

Крахмал — белое аморфное вещество, нерастворимое в холодной воде. В горячей воде он набухает и образует клейстер. Не имеет вкуса.

 

Рис. \(2\). Крахмал

 

Характерная реакция крахмала — реакция с иодом. При действии раствора иода на крахмал образуется соединение синего цвета. Эту реакцию используют для качественного определения крахмала.

 

Рис. \(3\). Действие иода на крахмал

 

Крахмал входит в состав продуктов питания и является основным источником углеводов в организме человека.

 

В организме крахмал подвергается гидролизу под действием пищеварительных ферментов. Процесс переваривания крахмала начинается уже в ротовой полости под действием ферментов слюны. Далее гидролиз крахмала продолжается в желудке и в кишечнике. Образовавшаяся глюкоза всасывается в кровь, а затем используется клетками для получения энергии.

 

Крахмал применяется для получения глюкозы. Используется для проклейки бумаги и картона, для пропитки тканей. Применяется он также при изготовлении таблеток в качестве наполнителя.

Источники:

Рис. 1. Молекулы крахмала https://image.shutterstock.com/image-vector/illustration-chemical-polysaccharide-form-which-600w-1738186163.jpg

Рис. 2. Крахмал

Рис. 3. Действие иода на крахмал

Про сахара с точки зрения химика. Химия на кухне 2 / Хабр


Старинная форма фасовки сахара — «сахарная голова»
Выкладываю продолжение, как обещал. Первый пост был про соль.
Про сахар. Какие бывают сахара. Про кленовый сахар и сахар ли он? Сосульки из кленового сока — ценный дар природы. Моно- и много- сахариды. Что общего у омара, тарантула, ёлки, гриба, мёда и ракеты «Кассам». Ставим химический опыт по превращению крахмала… Как блеснуть эрудицией. Фруктоза — польза и вред, две стороны вопроса. Кто виноват в том, что от молока болит живот. Как получается, что кислое варенье меньше засахаривается. Из чего делают мёд. Из чего делают сахар. Про тростниковый сахар — едим ради его вкуса.

Всем привет! Что-то после рассказов про «белую смерть», захотелось поговорить про «сладкую». Это такой каламбур, шутка юмора. Вопрос вреда, и в данном случае, как Вы уже догадываетесь, заключается в основном, в неумеренном потреблении. Ну вот, значит, встречаются на полке много разных сортов сахара, и из местных и приезжие, и начинают выяснять, кто из них лучше… Стоп! Не допустим мордобоя, и разберемся сами.



Сироп из кленового сока

Вот и начнем разбор полётов с него, потому что, его мало и штука это интересная. Это традиционный продукт, который получали в США и Канаде, в то время, когда сахара свекловичного еще не было, а тростниковый был дорог. Получают его упариванием весеннего кленового сока. Кстати, наверное Вы знаете, что так же как из берёзы, весной, можно добывать сок и из клёна, и не обязательно в Америке. Во время моего проживания в подмосковном Троицке, случилась такая весна, что морозец еще держался, а в деревьях сок уже двинулся. В результате из всех трещинок и поломов на веточках начали расти сосульки.


Реально вкусные сосульки

Вычислив природу образования этих странно высоко висящих сосулек — попробовал их на вкус… в общем первый сок с любого дерева сладенький, отдает древесиной, некоторые породы деревьев давали совсем вкусный, некоторые — с неприятным привкусом, но сладкий. Так что в кленовом сахаре нет ничего удивительного, зато есть довольно много минеральных веществ, и сладость его определяется… Оп!

Да ведь получается, что это и не сахар вовсе, а лишь его близкий химический родственник — глюкоза. Она получается в дереве при расщеплении накопленного осенью крахмала. Вот так, легко и естественно, мы пришли к теме моно-, ди-, и полисахаридов. Постараюсь внести ясность. Сахара — это целый класс соединений, их еще зовут — углеводы. На самом деле какая-то смысловая разница между ними есть, расплывчатая, но нас сильно стыдить за её незнание вряд ли будут. Вообще, растительное царство, оказывается, в основном, состоит из разнообразнейших углеводов или по-другому поли-, олиго-, три-, ди- и моносахаридов. При этом некоторые из них бывают сладкими… Удивил?

Итак: что вообще, в химии, значит сахара или углеводы? Ну их так назвали потому что, в начале развития химии, их анализ показывал, что они как бы состоят из смеси молекул воды и углерода. Тогда еще не вникали в тонкости структуры молекулы — то есть, как атомы соединены между собой. А это важно. Анализ, чаще всего, выполнялся самым простым способом — сжиганием и взвешиванием. После сжигания становилось известно количество углерода, водорода и кислорода, содержавшегося в навеске вещества. А сахарами — понятно — под рукой был сахар, и вещи химически похожие на него, стали называть (моно, ди… поли-) — сахаридами или углеводами. Самые простые молекулы сахаров, которые уже не удавалось расщепить кипячением в воде с кислотой, назвали моносахаридами, — сахара, одна молекула которых расщеплялась на две молекулы моносахаридов — назвали дисахаридами. Олигосахариды, это сахара состоящие из небольшого количества моносахаридов. В этом месте каждый сам придумывает ему приятную шутку про олигархов и олигосахариды. Напрашивается. Полисахариды — это разнообразнейшие природные полимеры из моносахаридов.

Вы удивитесь, но панцирь краба, шкурка тарантула и основное вещество грибов, состоят из полисахарида — хитина. Ах, какой соблазн — начать производство — «крабового сахара». Или «скорпионового», да хоть «грибного». Или даже водки. Нет! Не получается. Моносахарид из хитина хоть и не сладкий, а очень интересный. Это глюкозамин — популярное средство при болях в суставах. Хотя официальная медицина и эксперименты показывают, что плацебо почти так же хорошо действует. Только вот, если уж очень болит, тогда был замечен положительный эффект. Хотя, многие люди клянутся, что им реально помогает. Это вещество можно делать из шкурок от креветок. А вот если из этого хитина сделать трисахарид — хитозан, получится средство для похудения и перспективное средство для заживления ран. Мощный полисахарид — целлюлоза (она состоит из глюкозы, кстати), из неё гм… делают деревья, бумагу, хлопок и бездымный порох. Первый искусственный пластик был из нитроцеллюлозы и делали из него шары для бильярда и клавиши для роялей. До этого приходилось использовать слоновую кость.

Пектин — тоже полисахарид, природный, его много в яблоках и цитрусовых( и не только). Моносахарид, из которого он состоит, штука нам не слишком знакомая и сказать про неё что-либо интересное не могу, а грузить Вас ненужным не буду. Прелесть пектина, в том, что его легко и приятно извлекать из жмыха от выжимок сока. В общем, сырья навалом. Причем это не какая-то синтетика, вполне себе натуральный продукт. Старинный мармелад и зефир — обязаны были своему происхождению именно яблокам, вернее их пектину. В старинный зефир, видимо, добавляли просто разваренный яблочный жмых — ну или не сильно очищенный, даже вроде опилки от яблочных семянок попадались, поэтому он был сероватый и имел интересный такой, натуральный вкус. Там, в составе, яблоки фигурируют или яблочный пектин. Не помню.


Похоже на яблочный мармелад времён моей юности

А яблочный мармелад обходился естественным пектином, получавшимся из яблок при варке. Пектин — почти не усваивается организмом, зато хорошо соединяется с ионами тяжёлых металлов и радионуклидов(что то же самое, он радиацию не чувствует, он чувствует тяжелый металл. Химия) — это используют в медицине. Неплохое свойство для пищевой добавки, блокировать ядовитые тяжёлые металлы(многие из тяжелых металлов — ядовиты).


Поперечное сечение гликогена. В середине — белок. Вокруг — шуба из глюкозных частиц.

А вот еще полисахарид — гликоген, — основной запасной углевод человека и животных. Он откладывается в мускулах и печени. В отличие от запаса энергии накопленного в жирах, гликоген расщепляется быстро, но и запасы его невелики. Это запас энергии для относительно коротких по времени нагрузок.

Ну и распространённый углевод — крахмал. Из углеводов, до сих пор, именно его, мы съедаем больше всего. Моносахарид из которого построен крахмал — глюкоза. Потому и едим.


Вот так химики рисуют молекулы гликогена и крахмала

Внимание, опыт! Предлагаю химический опыт для домашней работы. Делать натощак. Чем голоднее будете, тем выше активность фермента амилаза в Вашей слюне. Берёте кусочек хлеба, чёрного, несладкого и жуёте. Долго. По мере жевания, Вы увидите, что хлеб становится слаще и слаще. Крахмал в хлебе, под действием фермента амилаза, превращается в сладкую мальтозу(глюкозу). Вот так лаборатория!

А ещё, если нагреть крахмал(до соответствующей температуры), то он станет «модифицированным» или по-старинному «декстрином». Просто станет лучше растворяться, даже в холодной воде. Не путать с ГМ! Потому повара часто прожаривают муку для приготовления соуса — она разойдётся в тёплой воде, и не будет комочков при приготовлении соуса. Можете сделать соус бешамель, и считать это домашней работой — рецепт взять из Интернета.


Мука, превращается, превращается в элегантный соус

В заголовке обещал упомянуть арабскую народную ракету «Кассам», к сахару она имеет то отношение, что её топливо состоит из смеси сахара и удобрения — селитры. Очень бюджетный вариант. Любители домашнего малобюджетного ракетостроения тоже очень уважают смесь из расплавленного сахара с селитрой, по причине сравнительной безопасности, удобства работы с ней и доступности.

Так что родственников у нашего сахара много — как у китайца с фамилией Ванг. Мы пробежались по всему этому богатству. Просто чтоб было интересно.

А сейчас, внимание! Штука, которую надо знать, чтобы прослыть тонким знатоком химии: — углеводы, это всё состоящее из сахаров и крахмала (обычно так говорят о том что едят, но как мы видели, это не совсем так — панцирь омара сожрать трудно, а усвоить ещё труднее). Углеводороды — это всё воняющее бензином и горючее, даже газ. Это едят в единственном случае — детский вазелин при запорах. Да и то, потому что, он как вошел, так и вышел, ну никак не усваивается. Запомнить просто — (угле-)водород — газ, его не съешь, (угле-)вод — вода, её можно выпить, а значит, съедобно. Теперь Вы можете блеснуть эрудицией на любой тусовке. И при переводах.

Так. Мы выяснили, что сахаров этих и моно и других, очень много. Не драматизируем. В реальной жизни нас волнует совсем немногие из них. О них поговорим. Моносахариды глюкоза и фруктоза употребляются нами в чистом виде и даже легко усваиваются.

Глюкоза усваивается моментально. Собственно она разносится кровью по нашему организму, для получения энергии, как топливо.

Фруктоза — в чистом виде этот моносахарид начали производить относительно недавно, лет 30-50 назад. До этого, его добывали в чистом виде, кажется, из клубней гладиолуса. Отделять фруктозу от глюкозы, например из мёда — не умели. А потому была она лекарством. Фруктоза считалась хорошим заменителем сахара — она в полтора раза слаще его, значит принесёт меньше калорий, она не повышает уровень сахара в крови, она не так быстро всасывается, как глюкоза, значит не будет сразу откладываться в жир. Она меньше вредит зубам, чем сахар, потому что хуже усваивается микробами. Теперь, когда фруктозу научились делать дёшево и много из сахара, стали выясняться и другие факторы. Выяснилось, что хоть она и слаще, люди используют не меньше фруктозы, а пьют более сладкое. Ещё — глюкоза моментально попадает в кровь и в нас начинает работать один из механизмов насыщения — уровень глюкозы растёт и есть перестаёт хотеться. Второй механизм — по срабатыванию датчика набитости желудка 8)). Ещё — фруктоза усваивается только печенью, так что при избытке калорий, там же в жир и откладывается. И какой вывод можно сделать? Если есть сколько надо, и регулировать калорийность своей пищи и количество движения, продукты с фруктозой вреда не принесут. А вот с реальными людьми так получается не всегда. Так кто виноват фруктоза или переедание? «Девушка была виновата в том, что мужчина к ней приставал — она была слишком красивой».

Так что, однозначно — если Вы голодны и выпьете немного фруктозосодержащего напитка, это будет полезно. Избыток — нет. Немного добавлю фактов, что бы Вы могли более философски глянуть на публикации по фруктозе. Наш любимый сахар (химики его зовут- сахароза), это дисахарид, его молекула слеплена из одной молекулы глюкозы и одной фруктозы. В организме он обязательно расщепляется на фруктозу и глюкозу. И было это испокон веков. Пчелиный мед — как было где-то красиво определено — «отрыжка насекомых, из полупереваренных выделений половых органов растений». Хе-хе. Так вот, в мёде, фруктоза и глюкоза пополам. Фруктоза во фруктах — вообще, однозначно, полезна — яблоки, груши, инжир — содержат довольно много фруктозы. Так что, мне видится причина вреда — переедание, вызванное неестественно вкусными продуктами. И вот еще штрих. Мы об этом забыли, но это было, и было хорошо. Инвертный сахар. А что это такое? Раствор сахара кипятили с небольшим количеством серной кислоты. Да, при этом молекула сахарозы разваливалась на исходную фруктозу и глюкозу. Кислоту осаждали мелом. Избыток мела и получившийся гипс отфильтровывали. Как видите, ничего криминального. Гипс, мел — источники кальция. А в чём же смысл реакции? Получавшийся раствор был в полтора раза слаще исходного сахара. За счет сладости фруктозы и глюкозы.

Так же происходит и у пчёл, только они используют специальный фермент. Такой раствор имеет ещё один неочевидный плюс. Он засахаривается гораздо медленнее, чем исходный сахарный сироп. Пчёлы это тоже знают, им работать с засахарившимся мёдом трудно — ложек и зубов нету. Почему засахаривается труднее? Вы только не обижайтесь( голосом Мкртчана — из Мимино), я Вам сейчас скажу одну очевидную для химика вещь: — Когда растёт кристалл -любого вещества — на его поверхность нарастают только молекулы того типа, из которых сложен этот кристалл. Во всяком случае они к этому стремятся. И сильно. Поэтому перекристаллизация, издревле, любимый способ очистки множества веществ. Растворили грязное, вырастили кристаллы, остатки отделили, кристаллы будут сильно чище. Так вот, когда у нас в растворе два разных сахара, возможные центры роста кристалла видят только свои молекулы и получается, что возможностей для роста кристаллов (засахаривания) в два раза меньше.

Немного про мёд. Мёд продукт исторически популярный и освящённый традицией. Ещё древние римляне лакомились напитком из мёда пополам с виноградным соком. И ничего у них не склеивалось. Нам трудно проникнуться теми ощущениями. Да, не было в те времена ничего столь же концентрированно сладкого и питательного, как мёд. Пища была достаточно грубой, с малым содержанием жиров и с очень малым количеством сладостей, поэтому съедение мёда вызывало необычно быстрый прилив сил и сытости. Даже от малого количества. В фильме «Легенда о Нараяме», люди чрезвычайно бедны, питаются почти одними трудноусвояемыми бобами. Одна из старушек собралась помирать. Плохо ей стало. Перед смертью ей сварили риса — гораздо более легко усвояемый продукт. Старушка поела и — ей стало хорошо, она выздоровела. Благодаря чудодейственной силе риса.

Процесс сбора и приготовления мёда пчелами тоже впечатляющ. Ручная работа, да какая мелкая! Сначала пчела облетает тысячу цветков и собирает 70 миллиграмм нектара, отвозит его в улей, где специальные работники долго его жуют для ферментирования, потом раскладывают по сотам и упаривают до нужных кондиций, обмахивая крыльями. Запечатывают воском. И только тогда мёд готов. С химической же точки зрения мёд состоит в основном, из смеси фруктозы, глюкозы и совсем чуть других сахаров. Остальные вещества составляют около 3%. Боюсь навлечь гнев читателей, но не забудьте — я ведь химик: рекламные публикации о составе мёда невнятны и нелогичны, так же как и про гималайскую соль. Там есть немного ферментов, в основном, амилазы — мёд с горячим чаем, приводит к разрушению ферментов, которые там были (амилаза и другие, если дожили — их разрушить не трудно, даже небольшим нагревом). Опять же, фермент — это природный катализатор, ускоритель какой-то химической реакции. Ну есть в мёде фермент, расщепляющий крахмал до мальтозы и сахарозу на глюкозу и фруктозу, а нам от этого какая польза? Чуть лучше булка усвоится. Не за то любим. Бывает у людей и детей аллергия на мёд, бывает что им мёд не нравится. Не надо переживать, на свете есть много других полезных продуктов. Но! Давайте вспомним метафору о том, что человек есть сумма «харда» и «софта». Софт — это наши эмоции, чувства, убеждения и вера. Если Вам приятно и хорошо попить чаю с мёдом — пейте на здоровье, будет полезно. Как выбрать хороший мёд — не скажу, не знаю. Я его вообще не покупаю, у жены дядька — пасечник. Дарит.

Немного скажу о других сахаридах, различных ди- и трисахаридах. Например в горохе есть некий трисахарид, который, нами в большинстве, не усваивается. А вот микробы кишечника начинают его жадно лопать. Результат — бурчание в животе, и не побоюсь этого выражения: — «испускание ветров». В молоке другой сахар — лактоза, который усваивается далеко не всеми людьми. То есть, маленькие дети имеют фермент для его расщепления, а у взрослых его активность может падать совсем. Вообще, мутация, позволяющая усваивать молочный сахар появилось в Европе 5000 лет назад, и связана с одомашниванием молочного скота. Так что, если у вас от молока болит живот — Вы не европеец. А если Вы можете пить молоко литрами — то Вы мутант-европеец. Это шутка такая.

Уйдём теперь от этих ужасных проблем к нашей простой, доброй милой сахарозе. Итак добывают её двумя способами: — первый нам наиболее привычный и известный — из сахарной свёклы(она -белая). Кстати, Вы её пробовали?


Сахарная свёкла — на вкус не очень

Но сладкая. Так вот, из свекольной стружки вымывают сахар. Получившийся коричневый раствор, очищают от примесей известью, углекислым и сернистым газом — сернистый газ, это вонючий газ получающийся при сгорании серы, им чистят подвалы и теплицы от всяких грибков и вредителей, придают дивный светлый цвет кураге и изюму. Вреда от него особого нет, он благополучно нейтрализуется и переходит в безвредные сульфаты. Так вот, раствор упаривают, и для получения рафинированного сахара, обрабатывают активированным углем. Он связывает на своей поверхности все красящие и вонючие вещества и получается совсем прозрачный раствор. Кстати, свекловичный сахар, традиционно очищают углём из твёрдых пород дерева, а вот рафинированный тростниковый(который становится совсем белым), по- традиции очищают костным углем. Углем, полученным при пережигании костей животных(по большей части коров, вероятно- не бойтесь, там ничего органического не остается, уголь, фосфаты кальция, всё нерастворимое). Так что свекловичный сахар можно считать вполне себе постным(вегетарианским?). Ну и нерафинированный тростниковый, потому что в процессе их приготовления животные не были задействованы. На самом деле вопрос постности сахара решается сугубо директивно, я думаю. Вернёмся к очищенному сахарному сиропу — его упаривают, вносят затравку кристаллов сахара, выпадающие кристаллы отделяют и сушат. Вот и получился рафинированный сахар-песок. Раньше из него делали твёрдый сахар-рафинад. Смешивали сахар-песок с сахарным сиропом. Вещь получалась по твёрдости — ядрёная и экономичная. Пока растворишь или сгрызёшь кусок, выпьешь три стакана чая. Теперь кусковой, быстрорастворимый сахар делают обработкой сахара -песка паром и прессованием. Получается гораздо более удобосъедаемый продукт.


Сахарный тростник

С тростниковым сахаром всё похоже и всё по-другому. Это был первый вид сахара, который люди начали делать. Получают его из сока сахарного тростника. Получается, густой коричневый сироп. Но вкус у него приятный, хотя цвет очень тёмный. Такой сироп бывает в магазине, но перед покупкой приглядитесь — должно быть написано, что он сделан конкретно из сахарного тростника. Ещё продают нерафинированный тростниковый сахар. А так же продается тёмный кусковой тростниковый сахар, его кажется делают из смеси рафинированного и тростникового сиропа, приятный на вкус.


Тёмный тростниковый кусковой сахар

С ценой интересная зависимость получается — чем продукт ближе к высушенному тростниковому соку, тем он дороже… Хотя не логично до крайности. Чем больше мы возимся на заводе с тростниковым сахаром, тем дешевле он становится… Парадоксы маркетинга. А вот ещё более тёмный продукт — фариновый сахар. Мягкая сахарная паста тёмного цвета. Тоже из тростника.


Фариновый сахар

Бывает ещё — Крупный карамельный сахар. Крупные, красивые кристаллы золотисто-тёмного цвета. Увы цвет в этом случае получается из-за добавки карамелизованного (нагреванием) сахара и не связан с веществами из тростниковой травки, а значит и вкус у него — сахарный.


Крупный карамельный сахар

На этом тему закончим — хотя есть ведь ещё и несахарные подсластители… может когда-нибудь поговорим и об этом. А вывод у нас будет такой: все сахара, вещь в некотором роде, искусственная, яблоко всяко полезнее, а уж если хотите съесть сахара выбирайте тот, который нравится. Вкус или цвет — тоже могут нести положительные эмоции, а это, согласитесь — хорошо.

Cпасибо за внимание. Теперь буду думать о следующем посте. Больше готовых у меня нет, так что когда будет — не знаю, это как Музы распорядятся. Предыдущий пост смотрите

Молекулярная формула крахмал. Урок химии с икт «крахмал»

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования Российской Федерации

Доклад

по дисциплине: «Химия»

на тему: «Крахмал»

Выполнил: Ученик 10 кл. Б

Нечин Евгений

Красноярск — 1998

Крахмал состоит из 2 полисахаридов — амилозы и амилопектина, образованных остатками глюкозы. Экспериментально доказано, что химическая формула крахмала (C6h20O5)n. Установлено, что крахмал состоит не только из линейных молекул, но и из молекул разветвленной структуры. Этим объясняется зернистое строение крахмала. Накапливается в виде зерен, главным образом в клетках семян, луковиц, клубней, а также в листьях и стеблях. Крахмал — белый порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде он набухает и образует клейстер.

Крахмал чаще всего получают из картофеля. Для этого картофель измельчают, промывают водой и перекачивают в большие сосуды, где происходит отстаивание. Полученный крахмал еще раз промывают водой, отстаивают и сушат в струе теплого воздуха.

Крахмал — основная часть важнейших продуктов питания: муки (75-80 %), картофеля (25 %), саго и др. Энергетическая ценность около 16,8 кДж/г.

Он является ценным питательным продуктом. Чтобы облегчить его усвоение, содержащие крахмал продукты подвергают действию высокой температуры, то есть картофель варят, хлеб пекут. В этих условиях происходит частичный гидролиз крахмала, и образуются декстрины, растворимые в воде. Декстрины в пищеварительном тракте подвергаются дальнейшему гидролизу до глюкозы, которая усваивается организмом. Избыток глюкозы превращается в гликоген (животный крахмал). Состав гликогена такой же, как у крахмала, — (C6h20O5)n, но его молекулы более разветвленные. Особенно много гликогена содержится в печени (до 10 %). В организме гликоген является резервным веществом, которое превращается в глюкозу по мере ее расходования в клетках.

В промышленности крахмал путем гидролиза превращают в патоку и глюкозу. Для этого его нагревают с разбавленной серной кислотой, избыток которой затем нейтрализуют мелом. Образовавшийся осадок сульфата кальция отфильтровывают, раствор упаривают и выделяют глюкозу. Если гидролиз крахмала не доводить до конца, то образуется смесь декстринов с глюкозой — патока, которую применяют в кондитерской промышленности. Получаемые с помощью крахмала декстрины используются в качестве клея, для загустения красок при нанесении рисунков на ткань.

Крахмал применяют для накрахмаливания белья. Под горячим утюгом происходит частичный гидролиз крахмала и превращение его в декстрины. Последние образуют на ткани плотную пленку, которая придает блеск ткани и предохраняет ее от загрязнения.

Крахмал и его производные также применяются при производстве бумаги, текстильных изделий, в литейном и других производствах, а также в фармацевтической промышленности.

крахмал гидролиз промышленность гликоген

Библиография

1. Химия: Органическая химия: Учебное издание для 10 кл. сред. шк. — Москва, Просвещение, 1993.

2. Советский энциклопедический словарь, гл. ред. А.М. Прохоров — Москва, Советская энциклопедия, 1989.

3. Химия: Справочное руководство, гл. ред. Н.Р. Либерман — Санкт Петербург, издательство «Химия», 1975.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

    Состав, формула, химические и физические свойства крахмала и целлюлозы. Процесс гидролиза глюкозы. Применение крахмала в приготовлении пищи. Описание и применение целлюлозы в промышленности. Процесс образования целлюлозы в природе, структура ее цепочек.

    презентация , добавлен 02.01.2012

    Сравнение свойств полисахаридов на примере молекул крахмала и целлюлозы. Особенности строения крахмала и целлюлозы. Домашние мини-исследования: определение крахмала в продуктах питания и оценка растворимости целлюлозы в органических растворителях.

    презентация , добавлен 12.01.2012

    Использование амилазы в пищевой промышленности. Активность фермента а-амилазы слюны при различных температурах. Крахмал и его строение. Химическая структура, молекулярная масса амилозы и амилопектина. Две фракции крахмала. Общие понятия о ферментах.

    творческая работа , добавлен 01.03.2009

    Общие сведения о крахмале; полимеры амилоза и амилопектин. Образование и структура крахмальных зерен. Классификация крахмала, его физико-химические свойства и способы получения. Применение в промышленности, фармацевтической химии и технологии, медицине.

    курсовая работа , добавлен 09.12.2013

    Превращения крахмала и низших углеводов, азотистых и пектиновых веществ во время водно-тепловой обработки крахмалистого сырья. Превращения крахмала и белковистых веществ под действием ферментов солода и ферментных препаратов при осахаривании сырья.

    контрольная работа , добавлен 03.06.2017

    Основные функции текстильных вспомогательных веществ в процессах крашения и печатания текстильных материалов. Мероприятия, разработанные для устранения недостатков нативного крахмала. Печатно-технические свойства модифицированного фосфатного крахмала.

    статья , добавлен 24.06.2015

    Формула углеводов, их классификация. Основные функции углеводов. Синтез углеводов из формальдегида. Свойства моносахаридов, дисахаридов, полисахаридов. Гидролиз крахмала под действием ферментов, содержащихся в солоде. Спиртовое и молочнокислое брожение.

    презентация , добавлен 20.01.2015

    Классификация, строение полимеров, их применение в различных отраслях промышленности и в быту. Реакция образования полимера из мономера — полимеризация. Формула получения полипропилена. Реакция поликонденсации. Получение крахмала или целлюлозы.

    разработка урока , добавлен 22.03.2012

    Особенности химического состава зернового сырья для производства спирта. Строение зерна пшеницы, ржи: альбумины и глобулины, липиды, минеральные вещества. Приготовление замеса свекловичной мелассы, ферментативный гидролиз молекул крахмала до сахарозы.

    реферат , добавлен 24.04.2017

    Классификация, физические и химические свойства полисахаридов. Гидролизация крахмала под действием ферментов и кислот. Лекарственные растения и сырье, содержащие полисахариды (гомогликозиды, полиозы, гликаны, голозиды). Применение в медицинской практике.

Цели урока:

  • изучение строения макромолекул крахмала, физических и химических свойств и применения крахмала;
  • развитие практических навыков, умения сравнивать и выделять основные признаки в строении и свойствах;
  • развитие познавательного интереса, коммуникативных качеств;
  • воспитание положительного интереса, познавательности и культуры умственного труда.

Тип урока: Изучение нового материала.

Вид урока : Комбинированный урок.

Методы

  • обучения : показательный, диалогический;
  • преподавания : программируемый, объяснительный;
  • учения : практический, частично-поисковый.

Оборудование урока: учебник «Органическая химия» под ред. И.И. Новошинского, видеопроектор, интерактивная доска, компьютер, мультимедийная программа, образец крахмала, вода, йод, пробирки, штативы для пробирок.

Ход урока

I. Организационная часть.

II. Проверка домашнего задания.

III. Изучение учебного материала по плану с использованием презентации.

План урока:

  1. Строение молекулы крахмала.
  2. Физические свойства.
  3. Нахождение в природе.
  4. Химические свойства.
  5. Крахмал как питательное вещество.
  6. Применение крахмала.

1. Строение макромолекул крахмала

(демонстрация слайда «Строение молекулы крахмала»)

Крахмал – это природный полимер, его молекулярная формула (C 6 H 10 O 5)п . Исследования показали, что крахмал представляет собой продукт, состоящий из двух полимерных веществ: растворимой в воде амилозы (20%) и нерастворимого в воде амилопектина (80%).

Крахмал образуется в результате фотосинтеза при поглощении энергии солнечного излучения.

Сначала синтезируется глюкоза:

6СO 2 + 6H 2 О = C 6 H 12 O 6 + 6O 2

п C 6 H 12 O 6 = (C 6 H 10 O 5) п + п H 2 О

Макромолекулы крахмала различны по размерам и по строению: число звеньев C 6 H 10 O 5 в составе различно, поэтому неодинакова и их молекулярная масса. Ученым удалось доказать, что макромолекулы крахмала состоят из остатков молекул циклической α – глюкозы.

2. Физические свойства (демонстрация образца крахмала)

Крахмал – белый, нерастворимый в воде порошок, встречается в виде зерен, форма и размеры которых характерны для каждого рода растений. В холодной воде он набухает и образует гель. В горячей воде он образует коллоидный раствор – клейстер. Эти свойства крахмала определяют области его применения (демонстрация слайда «Физические свойства»).

3. Нахождение в природе.

Крахмал – одно из важнейших питательных веществ для человека. Крахмал чрезвычайно распространен в растительном мире. Для различных растений он является запасным питательным материалом и содержится главным образом в плодах, семенах и клубнях. Картофель содержит около 24% крахмала, зерна пшеницы и кукурузы – около 72-75%, риса – около 86% (демонстрация слайда «Нахождение в природе»).

4. Химические свойства.

а) Гидролиз крахмала

(C 6 H 10 O 5) п + п H 2 О = п C 6 H 12 O 6 (Приложение 3 )

б) Качественная реакция крахмала с йодом

(лабораторный опыт или компьютерный эксперимент)

(демонстрация слайда « Химические свойства»).

5. Крахмал как питательное вещество (сообщения учащихся).

Для организма человека крахмал служит основным поставщиком углеводов – одного из важнейших компонентов пищи. Под действием ферментов крахмал гидролизуется до глюкозы, которая окисляется в клетках до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма. Из продуктов питания наибольшее количество крахмала содержится в хлебе, макаронных и других мучных изделиях, крупах, картофеле.

6. Применение крахмала (сообщения учащихся).

В значительных количествах крахмал перерабатывается на декстрины, патоку и глюкозу, используемые в пищевой промышленности. Из продуктов гидролиза получают пищевой спирт, молочную кислоту и другие ценные продукты. Крахмал используют как клеящее средство, применяют для отделки тканей, в медицине на основе крахмала готовят некоторые мази и присыпки.

IV. Закрепление изученного материала (демонстрация слайда «Вопросы»).

1. Составьте уравнения реакций получения молочной кислоты, исходя из крахмала:

Как называются реакции 1 и 2?

2. Сок зеленого яблока дает реакцию с йодом. Сок спелого яблока восстанавливает аммиачный раствор оксида серебра. Как объяснить эти явления?

3 Проверка знаний по тестам (Приложение 4 )

V. Итог урока.

Библиография использованных ресурсов:

  1. Угринович Н. Д. Информатика и информационные технологии. – М.: лаборатория базовых знаний, 2002.
  2. Киселев С.В., Куранов В.П. Оператор ЭВМ. – М.:ИПРО, Издательский цент «Академия», 2000.
  3. Учебное электронное издание» Химия» (8-11 класс) «Виртуальная лаборатория», лаборатория систем мультимедиа, МарГТУ, 2004.
  4. Мультимедийное учебное пособие нового образца, издательство «Просвещение», 2004.
  5. Новошинский И.И. Органическая химия. – Москва, Русское слово, 2009.

Крахмал – растительный полисахарид со сложным строением. Он состоит из амилозы и амилопектина; их соотношение различно в различных крахмалах (амилозы 13 – 30%; амилопектина 70 – 85%).

Амилоза и амилопектин (их свойства приведены в таблице 1) в растениях формируются в виде крахмальных зерен, структура которых до конца не выяснена.

Таблица 1. Свойства амилозы и амилопектина

Крахмал является важным компонентом пищевых продуктов, исполняя роль загустителя и связывающего агента. В одних случаях он присутствует в сырье, которое перерабатывается в пищевые продукты (например, хлебобулочные изделия). В других его добавляют для придания продукту тех или иных свойств – он используется широко при производстве пудингов, концентратов супов, киселей, соусов, салатных приправ, начинок, майонеза; один из компонентов крахмала – амилоза используется для пищевых оболочек и покрытий.

К основным физико-химическим свойствам крахмала, имеющим большое значение для пищевых продуктов относятся способность крахмала к клейстеризации, вязкость клейстеризованных растворов и их способность давать студни.

Неповрежденные крахмальные зерна нерастворимы в воде, но могут обратимо впитывать влагу и легко набухают. Увеличение диаметра зерен при набухании зависит от вида крахмала. Например, для обычного кукурузного крахмала – 9,1%, для восковидного – 22,7%.

Клейстеризация крахмала проявляется при его нагревании в воде, и эта его способность к клейстерообразованию обусловлена наличием в нем амилопектина. В первой фазе нагревания вода медленно и обратимо поглощается зернами крахмала, причем происходит их ограниченное набухание. Вторая фаза характеризуется тем, что зерна быстро набухают, во много раз увеличиваясь, поглощая большое количество влаги и быстро теряя двойное лучепреломление, т. е. свою кристаллическую структуру. При этом вязкость крахмальной суспензии быстро возрастает, и небольшое количество крахмала растворяется в воде. В третьей фазе набухания, протекающей при повышенных температурах, зерна становятся почти бесформенными мешочками, из которых вымылась наиболее растворимая часть крахмала. Как правило, большие крахмальные зерна клейстеризуются при более низкой температуре, чем мелкие. Температуру, соответствующую разрушению внутренней структуры крахмальных зерен, называют температурой клейстеризации. Она зависит от источника получения крахмала (табл. 2).

Таблица 2. Зависимость температуры клейстеризации крахмала от источника получения

Источник

Температуры клейстеризации, °С

Кукуруза

Картофель

Рожь
Ячмень
Овес
Сорго
Горох
Фасоль
Восковидная кукуруза

Вязкость крахмальных клейстеров имеет очень важное практическое значение. При этом вязкость амилопектиновой фракции выше, чем амилозной, вследствие своего ветвистого строения молекулы амилопектина (внутреннее трение, у растворов с такими объемистыми молекулами больше).

Кривые вязкости, полученные на ротационном вискозиметре, показывают, что сначала увеличение температуры ведет к крутому подъему вязкости, что связано с набуханием крахмальных зерен. Затем набухшие крахмальные зерна разрываются и дезинтегрируют, вызывая падение вязкости (рис. 1). Наклон кривых сильно различается для различных краxмалов.

Рис. 1. Изменение вязкости в процессе клейстеризации крахмальной суспензии.

Пищевые кулинарные изделия, получаемые из крахмала (соусы, подливки, кисели и пр.), должны обладать необходимой вязкостью. Чем большую вязкость имеет клейстер, содержащий определенное количество крахмала, тем меньше его надо расходовать для получения продуктов с требуемой вязкостью. Картофельный крахмал дает клейстеры со значительно большей (в среднем) вязкостью, чем кукурузный. Для получения клейстеров с одинаковой вязкостью нужно брать разные количества того или иного крахмала.

Клейстеризация крахмала, вязкость крахмальных растворов, характеристика крахмальных гелей зависят не только от температуры, но и от вида и количества других присутствующих компонентов. С этим необходимо считаться, поскольку в процессе производства пищевых продуктов крахмал находится в присутствии таких веществ, как сахар, белки, жиры, пищевые кислоты и вода.

На клейстеризацию крахмала при производстве пищевых продуктов оказывают влияние и липиды – триглицериды (жиры, масла), моно- и диглицериды. Жиры, которые могут давать комплексы с амилозой, тормозят набухание крахмальных зерен. Вследствие этого в белом хлебе, в котором мало жира, 96% крахмала обычно полностью клейстеризовано. При производстве пекарских изделий эти два фактора (большие концентрации жира и низкая а w) вносят большой вклад в неклейстеризацию крахмала.

Моноглицериды жирных кислот (С 16 – С 18) приводят к увеличению температуры клейстеризации, увеличению температуры, соответствующей пику вязкости, уменьшению силы геля. Это связано с тем, что компоненты жирных кислот в моноацилглицеридах могут образовывать соединения включения с амилозой, а, возможно, и с длинными внешними цепями амилопектина.

Кислоты присутствуют во многих продуктах, где используется крахмал в качестве загустителя. При низких рН (салатные приправы, фруктовые начинки) имеет место значительное снижение пика вязкости крахмальных клейстеров и быстрое снижение вязкости при нагревании.

Поскольку при низких рН имеет место интенсивный гидролиз с образованием незагустевающих декстринов, необходимо, чтобы избежать кислотного разжижения, использовать в качестве загустителя в кислых продуктах модифицированные поперечно-сшитые крахмалы.

Студнеобразующая способность проявляется при достаточном содержании крахмала в клейстерах, а образование и свойства студней из них зависят, в основном, от амилозной фракции. Известно, что студни образуются в тех случаях, когда молекулы имеют цепочное (линейное) строение.

Образование студней используется, например, при изготовлении киселей, запеканок, конфет, колбас и др.

Свойства крахмальных студней зависят от концентрации крахмала, продолжительности выстойки и других факторов. Прочность студней быстро возрастает при их хранении и выстойке, причем наиболее быстро у концентрированных студней.

Студни из крахмалов разных видов по своим свойствам не одинаковы.

Студни, изменившие первоначальную прочность во время хранения, после вторичного нагревания приобретают ее снова, т. е. явления структурообразования обратимы при нагревании, причем у рисовых и пшеничных крахмалов наблюдается полная обратимость, а у картофельных – ограниченная.

У крахмальных студней, особенно из картофельного крахмала, с течением времени наблюдается синерезис, проявляющийся в том, что в результате уплотнения гелевой структуры выделяется свободная вода на поверхности.

В молекуле крахмала имеется много свободных гидроксильных групп, которые способны вступать в химические реакции со многими соединениями и давать эфиры и различные производные. На этом основано получение различных модифицированных его производных.

Модифицированные, или измененные, крахмалы, обладающие новыми свойствами, находят все большее и разнообразное применение в различных отраслях пищевой промышленности.

Модифицированные крахмалы имеют, как правило, такой же внешний вид, как и обычный (нативный) крахмал. Однако, воздействуя на него различными физическими, химическими и биологическими реагентами, изменяющими направленно такие его свойства, как растворимость, вязкость, прозрачность, стабильность клейстеров и другие физико-химические параметры, получают крахмалы с удивительными свойствами. Крахмалы, свойства которых изменены в результате специальной обработки, называют модифицированными крахмалами.

Основными превращениями, которые претерпевают крахмалы в

1. Расщепление (деполимеризация) полисахаридных компонентов крахмала с сохранением или без сохранения зернистой структуры.

2. Увеличение количества существующих или появление новых функциональных групп, перестройка структуры полисахаридных цепей в результате трансгликолизирования.

3. Потеря зернами крахмала первоначальной структуры и приобретение ими после дегидратации новой структуры.

4. Взаимодействие гидроксильных групп крахмала с различными химическими веществами с образованием эфирных связей и присоединением их остатков.

5. Одновременная полимеризация блоков частичного гидролиза крахмала и других мономеров (сополимеризация) с образованием новых соединений.

Модифицированные крахмалы могут быть получены путем одного из указанных превращений или в результате двух и более превращений, протекающих одновременно или последовательно.

Набухающие крахмалы получают полной или частичной клейстеризацией нативного или модифицированного крахмала в воде при нагревании с последующим высушиванием клейстера и измельчением. Они способны набухать в холодной воде, полностью или частично переходить в растворимое состояние. Набухающие крахмалы вводят в сухие смеси мороженного, пудингов, кремов и других изделий быстрого приготовления.

Крахмал, модифицированный кислотой , получают при нагревании слабо подкисленной водной суспензии крахмальных зерен до температуры 45 – 50 °С. В зернах ослабляются межмолекулярные связи и происходит частичное расщепление гликозидных связей. Молекулы амилопектина становятся менее разветвленными, вследствие чего крахмал дает более прозрачные студни. Этот крахмал практически нерастворим в холодной воде, но хорошо растворим в кипящей воде. Для этого крахмала, по сравнению с исходным, характерна более низкая вязкость горячих клейстеров, уменьшение силы геля, увеличение температуры клейстеризации. Крахмал, модифицированный кислотой, широко применяют в пищевой промышленности: кукурузный и пшеничный – для приготовления конфет, рахат-лукума и других кондитерских изделий; картофельный – для пудинговых смесей.

Этерифицированные крахмалы. Известно, что крахмал может быть подвергнут этерификации. В пищевой промышленности чаще применяют крахмалофосфаты – эфиры крахмала и солей фосфорной кислоты. Их используют в качестве загустителей, стабилизаторов, эмульгаторов, не имеющих запаха и вкуса

Монофосфаты получают при нагревании крахмала с водорастворимыми фосфатами, солями орто-, пиро- или метафосфорной кислоты в течение 1 – 6 ч при повышенной температуре (обычно 50 – 60 °С). По сравнению с обычным крахмалом этот крахмал имеет более низкую температуру клейстеризации, набухает в холодной воде (СЗ = 0,07 и выше), имеет пониженную способность к ретроградации. Характеристика фосфатных зерновых крахмалов в принципе подобна картофельному крахмалу, который тоже содержит фосфатные группы. Монофосфатный крахмал применяют в замороженных продуктах в качестве загустителя, благодаря его исключительной стабильности при замораживании-оттаивании. Предварительно клейстеризованныи фосфатный крахмал диспергируется в холодной воде, благодаря чему может успешно использоваться в инстант-десертных порошкообразных продуктах и в мороженом.

В отличие от монофосфатного крахмала, в дифосфатном крахмале фосфат этерифицируется с двумя гидроксильными группами, часто из двух соседних крахмальных цепей. Таким образом, образуется химический мост между близлежащими цепями, и эти крахмалы относят к поперечно-сшитым крахмалам. Наличие ковалентной связи между двумя крахмальными цепями предохраняет крахмальные зерна от набухания, дает большую стабильность при нагревании и возможном гидролизе.

Поперечно-сшитые крахмалы могут быть получены реакцией крахмала (R-ОН) с би- и полифункциональными агентами, такими как триметафосфат натрия, оксихлорид фосфора, смешанные ангидриды уксусной и дикарбоновой (например, адипиновой) кислот.

Наиболее значительное изменение в свойствах поперечно-сшитого крахмала – высокая стабильность при повышенных температурах, низких значениях рН, механических воздействиях, снижение способности к ретроградации, стабильность при замораживании – оттаивании; при хранении клейстеров поперечно-сшитых крахмалов не наблюдается синерезис. Благодаря этим свойствам поперечно-сшитые крахмалы применяют в детском питании, салатных приправах, фруктовых начинках, в кремах.

Ацетаты крахмала низкой степени замещения получают путем обработки зерен крахмала уксусной кислотой или, предпочтительнее, ацетангидридом в присутствии катализатора (как правило при рН 7-11; t = 25 °С; СЗ = 0,5). Растворы ацетатов крахмала очень стабильны, поскольку наличие ацетил-групп препятствует ассоциации двух амилозных молекул и длинных боковых цепей амилопектина. Ацетаты крахмала по сравнению с обычным кукурузным крахмалом имеют пониженную температуру клейстеризации, пониженную способность к ретроградации, образуют прозрачные и стабильные клейстеры. Благодаря этим качествам ацетаты крахмала применяют в замороженных продуктах, пекарских изделиях, инстант-порошках и т.д.

Окисленные крахмалы вырабатывают с применением перманганата, гипохлорита, перекисей, йодной кислоты. Окислители вызывают гидролитическое расщепление гликозидных связей, окисление спиртовых групп в карбонильные и карбоксильные. Крахмал окисляют в водных суспензиях и полусухой. Окисленные крахмалы, по сравнению с исходным, способны давать менее вязкие, но более прозрачные и стабильные клейстеры. Их применяют в качестве заменителей агара, агароида при производстве желейных кондитерских изделий, для стабилизации мороженого и др. Диальдегидный крахмал, полученный под действием йодной кислоты (со степенью окисления до 2%), используют в хлебопечении, он оказывает укрепляющее действие на клейковину муки.



Полисахариды — обзор | ScienceDirect Topics

I.C.3 Полисахариды

Полисахариды и олигосахариды имеют полимерную природу и сходны по структуре (оба являются полиацеталями, имеющими кислородные мостики, связывающие моносахаридные мономеры), но они могут заметно различаться по DP; полисахариды могут достигать DP 10 5 , тогда как по определению максимальная DP для олигосахаридов равна 10. Хотя по соглашению соединения, имеющие DP 11 или более, обозначаются как полисахарид с DP 11 и более высокий (DP = 10) олигосахарид едва ли можно обнаружить.Однако большинство полисахаридов имеют гораздо более высокую DP, чем олигосахариды, что делает весьма значительной сумму постепенных изменений, происходящих в их физических свойствах при увеличении DP. Например, поскольку с ростом СП растворимость уменьшается, а вязкость увеличивается, некоторые высшие полисахариды, например целлюлоза, совершенно нерастворимы в воде (растворимы все олигосахариды), а увеличение вязкости может привести к растворению другие полисахариды для застывания и гелеобразования.

Существует несколько способов классификации полисахаридов; общий состоит в том, чтобы сгруппировать их по их источникам, то есть на растительные и животные полисахариды, а затем подразделить первые на скелетные полисахариды (целлюлоза и др.), запасные полисахариды (крахмал и др.), камеди и слизи, водорослевые полисахариды, бактериальные полисахариды и так далее. Недостатком этой классификации является то, что она очень мало говорит нам о химии этих полимеров.

Классификация, используемая в текстах по химии, обычно различает (1) простые (истинные) полисахариды, которые при деполимеризации дают только моно- и олигосахариды или их производные (сложные или простые эфиры), и (2) сопряженные полимеры, состоящие из одного полисахарида, связанного с другим полимер, такой как пептид или белок (с образованием гликопептида или гликопротеина).Истинные полисахариды, в свою очередь, сгруппированы в два основных класса: (1) гомополисахариды, которые представляют собой полимеры, содержащие в качестве повторяющегося звена (мономера) один тип моносахаридов; и (2) гетерополисахариды, состоящие из более чем одного типа моносахаридов. Поскольку форма полимеров существенно влияет на их физические свойства, каждый из этих типов полимеров далее подразделяется на линейные и разветвленные полисахариды (таблица IV).

ТАБЛИЦА IV. Полисахариды

Агар Бактериальные полисахариды Сопряженные полисахариды пептидогликаны гликопротеинов лектин 90 110

Полисахариды: определение и примеры – видео и расшифровка урока

Полисахариды: истинная или ложная активность

Это задание поможет оценить ваши знания об определении и важности полисахаридов в повседневной жизни.

Направления

Определите, верны или нет следующие утверждения. Для этого распечатайте или скопируйте эту страницу на чистый лист бумаги и подчеркните или обведите ответ.

Правда | Неверно 1. Крахмал – это разновидность углеводов, образованная спиральной цепью молекул глюкозы.

Правда | Неверно 2. Хитин представляет собой встречающийся в природе полисахарид, который действует как структурный компонент многих животных.

Правда | Ложь 3.Полисахариды представляют собой простейшую форму сахара и самые основные единицы углеводов.

Правда | Неверно 4. Гликозидные связи представляют собой химические связи между моносахаридными звеньями длинноцепочечных углеводов.

Правда | Неверно 5. Молекула с химической формулой (C6h20O5)20 классифицируется как полисахарид.

Правда | Неверно 6. Амилоза — это углевод, более жесткий, чем целлюлоза.

Правда | Ложь 7. Экзоскелет или твердая внешняя структура насекомого состоит из хитина.

Правда | Неверно 8. Молекула гликогена является основной формой хранения углеводов у животных.

Правда | Неверно 9. Целлюлоза – природный структурный полисахарид, обнаруженный у животных.

Правда | Неверно 10. Существует три типа полисахаридов на основе углеродных цепей, а именно линейные, разветвленные и структурные.

Ключ ответа

  1. Неверно, потому что правильное утверждение таково: Крахмал — это тип углеводов, образованный линейной цепью молекул глюкозы.
  2. Правда
  3. Неверно, потому что правильное утверждение: Моносахариды — это простейшая форма сахара и самые основные единицы углеводов.
  4. Правда
  5. Неверно, потому что правильное утверждение: Молекула с химической формулой (C6h20O5)50 классифицируется как полисахарид.
  6. Неверно, потому что правильное утверждение: Амилоза — это углевод, менее жесткий, чем целлюлоза.
  7. Правда
  8. Правда
  9. Неверно, потому что правильное утверждение: Целлюлоза — природный структурный полисахарид, содержащийся в растениях.
  10. Неверно, потому что правильное утверждение: существует два типа полисахаридов на основе углеродных цепей, а именно линейные и разветвленные.

полисахарид | химическое соединение | Британика

полисахарид , также называемый гликаном , форма, в которой встречается большинство природных углеводов. Полисахариды могут иметь разветвленную или линейную молекулярную структуру. Линейные соединения, такие как целлюлоза, часто упаковываются вместе, образуя жесткую структуру; разветвленные формы (т.г., гуммиарабик) обычно растворимы в воде и образуют пасты.

Полисахариды, состоящие из множества молекул одного сахара или одного производного сахара, называются гомополисахаридами (гомогликанами). Гомополисахариды, состоящие из глюкозы, включают гликоген и крахмал — запасные углеводы животных и растений, соответственно, — а также целлюлозу, важный структурный компонент большинства растений. Препараты декстрана, гомополисахарида глюкозы, обнаруженного в слизи, выделяемой некоторыми бактериями, используются в качестве заменителей плазмы крови при лечении шока.Другие гомополисахариды включают пентозаны (состоящие из арабинозы или ксилозы) из древесины, орехов и других растительных продуктов; и фруктаны (леваны), состоящие из фруктозы, такие как инулин из корней и клубней топинамбура и георгина. Гомополисахариды маннозы встречаются в орехах из слоновой кости, клубнях орхидей, соснах, грибах и бактериях. Пектины, содержащиеся во фруктах и ​​ягодах и коммерчески используемые в качестве желирующих агентов, состоят из производных галактуроновой кислоты (сама производная сахарной галактозы).Повторяющееся звено хитина, компонента внешнего скелета членистоногих, представляет собой N -ацетил-d-глюкозамин, соединение, полученное из глюкозы; панцири членистоногих, таких как крабы и омары, содержат около 20 процентов хитина. Он также обнаружен в некоторых структурах кольчатых червей, моллюсков и других групп беспозвоночных (например, медуз, мшанок, нематод и скребней). Клеточные стенки большинства грибов также состоят из хитина. Хитин в природе связан с белком.

Подробнее по этой теме

углевод: полисахариды

Полисахариды или гликаны можно классифицировать несколькими способами; часто используется следующая схема.Homo полисахарид с…

Полисахариды, состоящие из молекул более чем одного сахара или производного сахара, называются гетерополисахаридами (гетерогликанами). Большинство из них содержат только две различные единицы и связаны с белками (гликопротеины, например, гамма-глобулин из плазмы крови, кислые мукополисахариды) или липидами (гликолипиды, например, ганглиозиды в центральной нервной системе). Кислые мукополисахариды широко распространены в тканях животных. Основная единица представляет собой так называемый смешанный дисахарид, состоящий из глюкуроновой кислоты, связанной с N -ацетил-d-глюкозамином.Наиболее распространенный мукополисахарид, гиалуроновая кислота из соединительной ткани, также является основным компонентом суставной жидкости (синовиальной жидкости) и встречается в мягкой соединительной ткани (вартонов студень) пуповины млекопитающих. Глюкуроновая кислота, связанная с N -ацетил-d-галактозамином, является повторяющейся единицей хондроитинсульфата, гетерополисахарида, обнаруженного в хрящах. Гепарин, гетерополисахарид, относящийся к кислым мукополисахаридам, обладает антикоагулянтными свойствами и присутствует в соединительной и других тканях.

Сложные гетерополисахариды встречаются в растительных камедях, таких как гуммиарабик из Acacia и трагакантовая камедь из Astragalus . Большинство из них содержат глюкуроновую кислоту и различные сахара. Произведенные либо после механического повреждения коры (метод, используемый в коммерческом производстве), либо после воздействия на кору определенных бактерий, насекомых или грибков, растительные смолы используются в искусстве (гуммиарабик), а также в качестве клея и эмульгатора ( трагакантовая камедь). Гетерополисахариды также встречаются в бактериальных клеточных стенках.

Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Карой Роджерс.

Что такое полисахариды?

ЧТО ТАКОЕ САХАРИДЫ?

Сахариды более известны как углеводы (буквально гидраты углерода). Относительно сложные углеводы известны как полисахариды. Простейшими углеводами являются моносахариды, которые представляют собой небольшие альдегиды и кетоны с прямой цепью с добавлением многих гидроксильных групп, обычно по одной на каждый углерод, кроме функциональной группы. Примеры моносахаридов включают глюкозу (декстрозу), фруктозу (левулозу) и галактозу. Моносахариды являются строительными блоками дисахаридов (таких как сахароза и лактоза) и полисахаридов (таких как целлюлоза и крахмал).

ЧТО ТАКОЕ ДИСАХАРИДЫ?

Дисахарид образуется, когда два моносахарида (простые сахара) подвергаются реакции конденсации, которая включает отщепление небольшой молекулы, такой как вода, только от функциональных групп. Как и моносахариды, дисахариды растворимы в воде.Три распространенных моносахарида — это сахароза, лактоза и мальтоза.

«Дисахарид» — одна из четырех химических групп углеводов (моносахарид, дисахарид, олигосахарид и полисахарид).

ЧТО ТАКОЕ ОЛИГОСАХАРИДЫ?

Олигосахарид представляет собой полимер сахарида, содержащий небольшое количество (обычно от трех до девяти) простых сахаров (моносахаридов). Олигосахариды могут выполнять множество функций; например, они обычно находятся на плазматической мембране клеток животных, где они могут играть роль в межклеточное распознавание.

ЧТО ТАКОЕ ПОЛИСАХАРИДЫ?

Полисахариды представляют собой полимерные углеводные структуры, состоят из повторяющихся звеньев либо моносахаридов (например, глюкозы, фруктозы, галактозы) или дисахариды (например, сахароза, лактоза) соединены между собой гликозидными связями. По строению они варьируются от линейных до сильно разветвленных. Примеры включают запасные полисахариды, такие как крахмал и гликоген, и структурные полисахариды, такие как целлюлоза и хитин. Полисахариды содержат более десяти моносахаридных звеньев. Определения того, насколько большим должен быть углевод, чтобы попасть в категории полисахаридов или олигосахаридов, варьируются в зависимости от личного мнения.

Амилоза представляет собой линейный полимер глюкозы, в основном связанный альфа-связями (1→4) (см. выше). Он может состоять из нескольких тысяч единиц глюкозы. Это один из двух компонентов крахмала, второй — амилопектин. Амилопектин представляет собой разветвленный полимер молекулы глюкозы (см. ниже).


Разветвленный полимер амилозы

Полисахариды имеют общую формулу C x (H 2 O) y , где x обычно представляет собой большое число от 200 до 2500. Учитывая, что основная цепь часто представляет собой повторяющиеся звенья в полимере шестиуглеродных моносахаридов, общая формула также может быть представлена ​​как (C 6 H 10 O 5 ) n , где 40≤n≤3000.

ЧТО ТАКОЕ ЦЕЛЛЮЛОЗА?

Целлюлоза является примером структурного полисахарида . Он используется в клеточных стенках растений и других организмов и считается самой распространенной органической молекулой на Земле. Целлюлоза образуется, когда молекулы бета-глюкозы соединяются с образованием полимера, подобно тому, как амилоза образуется как полимер из альфа-глюкозы.

У людей, в отличие от коров, в кишечнике нет необходимых бактерий, которые вырабатывают ферменты (целлюлазы), способные расщеплять связи 1-4 бета-глюкозы.Таким образом, мы не можем расщепить целлюлозу на составляющие ее молекулы глюкозы, как это происходит с крахмалом. Несмотря на то, что эти сложные углеводы не перевариваются, они обеспечивают человека важными диетическими элементами, называемыми пищевыми волокнами. Пищевые волокна улучшают пищеварение среди других преимуществ. Основное действие пищевых волокон заключается в изменении характера содержимого желудочно-кишечного тракта и изменении способа всасывания других питательных веществ и химических веществ. Растворимая клетчатка связывается с желчными кислотами в тонком кишечнике, что снижает вероятность их попадания в организм; это, в свою очередь, снижает уровень холестерина в крови.Растворимая клетчатка также ослабляет усвоение сахара, снижает реакцию сахара после еды, нормализует уровень липидов в крови и после ферментации в толстой кишке производит короткоцепочечные жирные кислоты в качестве побочных продуктов. Узнайте больше о разнице между молекулами альфа- и бета-D-глюкозы. Примечание. Целлюлоза не разветвляется — это полимер с прямой цепью. Кроме того, из-за водородных связей между молекулами он может образовывать очень жесткие волокна.


ПОЧЕМУ ЦЕЛЛЮЛОЗА ЖЕСТКАЯ, А АМИЛОЗА НЕ ЖЕСТКАЯ?

В целлюлозе звенья глюкозы связаны друг с другом β(1→4) гликозидными связями.Из-за бета-связей в целлюлозе существует некоторая внутримолекулярная водородная связь, которая, по-видимому, удерживает соседние единицы глюкозы на одной линии.

 

Целлюлоза не разветвляется и представляет собой полимер с прямой цепью. Однако из-за водородных связей между молекулами он может образовывать очень жесткие волокна (см. трехмерную структуру целлюлозы). Поскольку каждая молекула целлюлозы плоская, они могут располагаться друг над другом. При укладке в клеточные стенки растений целлюлозы они образуют фибриллы.

Полисахариды — Химия LibreTexts

Как следует из названия, полисахариды представляют собой большие высокомолекулярные молекулы, построенные путем соединения моносахаридных звеньев вместе гликозидными связями. Иногда их называют гликанами. Наиболее важные соединения этого класса, целлюлоза, крахмал и гликоген, являются полимерами глюкозы. Это легко продемонстрировать с помощью катализируемого кислотой гидролиза до моносахарида. Поскольку частичный гидролиз целлюлозы дает различные количества целлобиозы, мы заключаем, что единицы глюкозы в этой макромолекуле соединены бета-гликозидными связями между участками C-1 и C-4 соседних сахаров.Частичный гидролиз крахмала и гликогена дает дисахарид мальтозу вместе с низкомолекулярными декстранами, полисахаридами, в которых молекулы глюкозы соединены альфа-гликозидными связями между С-1 и С-6, а также альфа-С-1 до С-4. ссылки найдены в мальтозе. Также известны полисахариды, построенные из других моносахаридов (например, маннозы, галактозы, ксилозы и арабинозы), но здесь они обсуждаться не будут.

Более половины всего органического углерода биосферы Земли находится в целлюлозе.Волокна хлопка по существу представляют собой чистую целлюлозу, а древесина кустарников и деревьев примерно на 50% состоит из целлюлозы. Как полимер глюкозы целлюлоза имеет формулу (C 6 H 10 O 5 ) n , где n находится в диапазоне от 500 до 5000, в зависимости от источника полимера. Звенья глюкозы в целлюлозе связаны линейным образом, как показано на рисунке ниже. Бета-гликозидные связи позволяют этим цепям растягиваться, и эта конформация стабилизируется внутримолекулярными водородными связями.Параллельной ориентации соседних цепей также способствуют межмолекулярные водородные связи. Хотя отдельная водородная связь относительно слаба, многие такие связи, действующие вместе, могут придавать большую стабильность определенным конформациям больших молекул. Большинство животных не могут переваривать целлюлозу как пищу, а в рационе человека эта часть потребляемых нами овощей функционирует как грубый корм и выводится практически без изменений. У некоторых животных (например, у коров и термитов) кишечные микроорганизмы расщепляют целлюлозу на моносахаридные питательные вещества с помощью ферментов бета-гликозидазы.

Целлюлоза обычно сопровождается низкомолекулярным, разветвленным, аморфным полимером, называемым гемицеллюлозой . В отличие от целлюлозы, гемицеллюлоза структурно слаба и легко гидролизуется разбавленной кислотой или основанием. Также многие ферменты катализируют его гидролиз. Гемицеллюлозы состоят из многих D-пентозных сахаров, основным компонентом которых является ксилоза. Часто присутствуют манноза и маннуроновая кислота, а также галактоза и галактуроновая кислота.

Крахмал представляет собой полимер глюкозы, содержащийся в корнях, корневищах, семенах, стеблях, клубнях и клубнях растений в виде микроскопических гранул, имеющих характерные формы и размеры. Большинство животных, включая людей, зависят от этих растительных крахмалов для питания. Структура крахмала сложнее, чем у целлюлозы. Неповрежденные гранулы нерастворимы в холодной воде, но их измельчение или набухание в теплой воде приводит к их разрыву.

Выпускаемый крахмал состоит из двух фракций. Около 20% составляет водорастворимый материал, называемый амилозой. Молекулы амилозы представляют собой линейные цепи из нескольких тысяч единиц глюкозы, соединенных альфа-гликозидными связями от С-1 до С-4. Растворы амилозы на самом деле представляют собой дисперсии гидратированных спиральных мицелл.Большая часть крахмала представляет собой вещество с гораздо более высокой молекулярной массой, состоящее почти из миллиона единиц глюкозы и называемое амилопектином. Молекулы амилопектина представляют собой разветвленные сети, построенные из гликозидных звеньев от С-1 до С-4 и от С-1 до С-6, и практически нерастворимы в воде. Репрезентативные структурные формулы для амилозы и амилопектина показаны выше. Ветвление на этой диаграмме преувеличено, так как в среднем разветвления происходят только через каждые двадцать пять единиц глюкозы.

Гидролиз крахмала, обычно с помощью ферментативных реакций, дает сиропообразную жидкость, состоящую в основном из глюкозы.Когда кукурузный крахмал является исходным сырьем, этот продукт известен как кукурузный сироп. Он широко используется для смягчения текстуры, придания объема, предотвращения кристаллизации и улучшения вкуса пищевых продуктов. Гликоген — это полимер для хранения глюкозы, используемый животными. Он имеет структуру, аналогичную амилопектину, но еще более разветвленную (примерно каждая десятая единица глюкозы). Степень разветвленности этих полисахаридов можно измерить ферментативным или химическим анализом.

7.2: Углеводы — Биология LibreTexts

Цели обучения

  • Приведите примеры моносахаридов и полисахаридов
  • Опишите функцию моносахаридов и полисахаридов в клетке

Наиболее распространенными биомолекулами на Земле являются углеводы. С химической точки зрения углеводы представляют собой прежде всего комбинацию углерода и воды, и многие из них имеют эмпирическую формулу (CH 2 O) n , где n — число повторяющихся звеньев. Эта точка зрения представляет эти молекулы просто как «гидратированные» цепочки атомов углерода, в которых молекулы воды присоединяются к каждому атому углерода, что приводит к термину «углеводы». Хотя все углеводы содержат углерод, водород и кислород, некоторые из них также содержат азот, фосфор и/или серу.Углеводы выполняют множество различных функций. Их много в наземных экосистемах, многие формы которых мы используем в качестве источников пищи. Эти молекулы также являются жизненно важными частями макромолекулярных структур, которые хранят и передают генетическую информацию (например, ДНК и РНК). Они составляют основу биологических полимеров, придающих прочность различным структурным компонентам организмов (например, целлюлозе и хитину), и являются основным источником хранения энергии в виде крахмала и гликогена.

Моносахариды: сладкие

В биохимии углеводы часто называют сахаридами, от греческого sakcharon , что означает сахар, хотя не все сахариды сладкие.Простейшие углеводы называются моносахаридами или простыми сахарами. Они являются строительными блоками (мономерами) для синтеза полимеров или сложных углеводов, что будет обсуждаться далее в этом разделе. Моносахариды классифицируют по количеству атомов углерода в молекуле. Общие категории идентифицируются с помощью префикса, указывающего на количество атомов углерода, и суффикса — ose , указывающего на сахарид; например, триоза (три атома углерода), тетроза (четыре атома углерода), пентоза (пять атомов углерода) и гексоза (шесть атомов углерода) (рис. \(\PageIndex{1}\)).Гексоза D-глюкоза является наиболее распространенным моносахаридом в природе. Другими очень распространенными и широко распространенными гексозными моносахаридами являются галактоза, используемая для производства дисахарида молочного сахара лактозы и фруктового сахара фруктоза.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Моносахариды классифицируются на основе положения карбонильной группы и количества атомов углерода в основной цепи.

Моносахариды из четырех или более атомов углерода обычно более стабильны, когда они имеют циклическую или кольцевую структуру. Эти кольцевые структуры являются результатом химической реакции между функциональными группами на противоположных концах гибкой углеродной цепи сахара, а именно между карбонильной группой и относительно удаленной гидроксильной группой.Глюкоза, например, образует шестичленное кольцо (рис. \(\PageIndex{2}\)).

Рисунок \(\PageIndex{2}\): (a) Линейный моносахарид (в данном случае глюкоза) образует циклическую структуру. (b) На этой иллюстрации показано более реалистичное изображение структуры циклического моносахарида. Обратите внимание, что на этих циклических структурных схемах атомы углерода, составляющие кольцо, явно не показаны.

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

Почему моносахариды образуют кольцевые структуры?

Дисахариды

Две молекулы моносахаридов могут химически связываться с образованием дисахарида. Название, данное ковалентной связи между двумя моносахаридами, является гликозидной связью. Гликозидные связи образуются между гидроксильными группами двух молекул сахаридов, пример дегидратационного синтеза, описанного в предыдущем разделе этой главы:

\[\text{моносахарид-OH} + \text{HO-моносахарид} ⟶ \underbrace{\text{моносахарид-O-моносахарид}}_{\text{дисахарид}}\]

Распространенными дисахаридами являются мальтоза зернового сахара, состоящая из двух молекул глюкозы; лактоза молочного сахара, состоящая из галактозы и молекулы глюкозы; и сахароза столового сахара, состоящая из молекулы глюкозы и фруктозы (рис. \(\PageIndex{3}\)).

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Общие дисахариды включают мальтозу, лактозу и сахарозу.

Полисахариды

Полисахариды, также называемые гликанами, представляют собой крупные полимеры, состоящие из сотен мономеров моносахаридов. В отличие от моно- и дисахаридов полисахариды не являются сладкими и, как правило, не растворяются в воде. Как и дисахариды, мономерные звенья полисахаридов связаны друг с другом гликозидными связями.

Полисахариды очень разнообразны по своему строению.Три наиболее биологически важных полисахарида — крахмал, гликоген и целлюлоза — состоят из повторяющихся единиц глюкозы, хотя и различаются по своей структуре (рис. \(\PageIndex{4}\)). Целлюлоза состоит из линейной цепи молекул глюкозы и является обычным структурным компонентом клеточных стенок растений и других организмов. Гликоген и крахмал представляют собой разветвленные полимеры; гликоген является основной молекулой для хранения энергии у животных и бактерий, тогда как растения в основном хранят энергию в крахмале.Ориентация гликозидных связей в этих трех полимерах также различна, и, как следствие, линейные и разветвленные макромолекулы обладают разными свойствами.

Модифицированные молекулы глюкозы могут быть основными компонентами других структурных полисахаридов. Примерами этих типов структурных полисахаридов являются N-ацетилглюкозамин (NAG) и N-ацетилмурамовая кислота (NAM), обнаруженные в пептидогликане клеточной стенки бактерий. Полимеры NAG образуют хитин, который находится в клеточных стенках грибов и в экзоскелете насекомых.

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Крахмал, гликоген и целлюлоза являются тремя наиболее важными полисахаридами. В верхнем ряду шестиугольники представляют отдельные молекулы глюкозы. На микрофотографиях (нижний ряд) показаны гранулы пшеничного крахмала, окрашенные йодом (слева), гранулы гликогена (G) внутри клетки цианобактерии (в центре) и волокна бактериальной целлюлозы (справа). (кредит «йодные гранулы»: модификация работы Киселова Юрия; кредит «гранулы гликогена»: модификация работы Штёкеля Дж., Эльвитигала Т.Р., Либертон М., Пакраси Х.Б.; кредит «целлюлоза»: модификация работы Американского общества микробиологии)

Упражнение \(\PageIndex{2}\)

Какие полисахариды являются наиболее биологически важными и почему они важны?

Ключевые понятия и резюме

  • Углеводы , самые распространенные биомолекулы на Земле, широко используются организмами в структурных целях и для накопления энергии.
  • Углеводы включают отдельные молекулы сахара ( моносахариды ) , а также две или более молекулы , химически связанные гликозидными связями . Моносахариды классифицируются по количеству атомов углерода в молекуле на триозы (3С), тетрозы (4С), пентозы (5С) и гексозы (6С). Они являются строительными блоками для синтеза полимеров или сложных углеводов.
  • Дисахариды , такие как сахароза, лактоза и мальтоза, представляют собой молекулы, состоящие из двух моносахаридов, связанных вместе гликозидной связью.
  • Полисахариды или гликаны представляют собой полимеры, состоящие из сотен мономеров моносахаридов, связанных друг с другом гликозидными связями. Полимеры для хранения энергии крахмал и гликоген являются примерами полисахаридов и все состоят из разветвленных цепей молекул глюкозы.
  • Полисахарид целлюлоза является обычным структурным компонентом клеточных стенок организмов. Другие структурные полисахариды, такие как N-ацетилглюкозамин (NAG) и N-ацетилмурамовая кислота (NAM), включают модифицированные молекулы глюкозы и используются в построении пептидогликана или хитина.

Авторы и авторство

  • Нина Паркер (Университет Шенандоа), Марк Шнеегурт (Университет штата Вичита), Анх-Хью Тхи Ту (Юго-Западный государственный университет Джорджии), Филип Листер (Центральный общественный колледж Нью-Мексико) и Брайан М. Форстер (Университет Святого Иосифа) ) со многими авторами. Исходный контент через Openstax (CC BY 4.0; бесплатный доступ на https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск
Homopolysaccharides Гетерополисахариды
Линейные Разветвленные Линейный Разветвленные
Простые полисахариды
амилозы (& alpha; -D-глюкан) амилопектин маннанов камеди
Целлюлоза (β-D-глюкан) Гликоген ксиланы клеи
Хитин (Д-glucosaminan) Пектины
Альгин