Какими свойствами отличаются моносахариды от полисахаридов – примеры, химические и физические свойства

Содержание

Разница между Моносахаридом и Полисахаридом

Основное различие между Моносахаридом и Полисахаридом заключается в том, что Моносахарид представляет собой отдельную молекулу сахара, тогда как Полисахарид представляет собой комбинацию нескольких молекул сахара.

Сахариды — это сахара. Сахариды относятся к четырем основным типам, таким как моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды, в зависимости от количества молекул сахара, присутствующих в сахаридном соединении.

Содержание
  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Моносахарид
  3. Что такое Полисахарид
  4. В чем разница между Моносахаридом и Полисахаридом
  5. Заключение
Что такое Моносахарид?

Моносахариды — это простые молекулы сахара, которые являются основными единицами углеводов. Следовательно, они являются основными формами углеводов (олигосахариды и полисахариды). Эти простые сахара имеют общую формулу CnH2nOn. Это строительные блоки полисахаридов. Более того, получить более простые молекулы в результате гидролиза моносахаридов не возможно.

Химическая структура Кетозы
Химическая структура Кетозы

 

Моносахариды имеют разные классы в зависимости от количества атомов углерода, присутствующих в молекуле. Например, триоза (3), тетраза (4), пентоза (5), гексоза (6) и гептоза (7). Моносахариды имеют разные функции в клетках. Во-первых, моносахариды задействованы в производстве и хранении энергии в клетках. Во-вторых, моносахариды применяются для формирования длинных волокон, таких как целлюлоза.

В структуре моносахарида имеется карбонильная группа (один атом углерода связан с атомом кислорода через двойную связь) и гидроксильная группа (группа -ОН). За исключением этих двух групп, все другие атомы углерода имеют атом водорода и гидроксильную группу, связанную с ними. Если карбонильная группа находится в конце углеродной цепи моносахарида, то это альдоза. Но если она находится в середине углеродной цепи, то это кетоза.

Что такое Полисахарид

Полисахариды представляют собой длинные цепи углеводных молекул, в частности, полимерные углеводы, состоящие из моносахаридных единиц, связанных между собой гликозидными связями. Это форма, в которой происходит большинство углеводов. Существует две формы структуры: линейная и разветвленная. Линейные структуры могут упаковываться друг с другом, образуя жесткие углеводные структуры, тогда как разветвленные формы не плотно упаковываются.

Химическая структура разветвленного ПолисахаридаХимическая структура разветвленного Полисахарида

Общая формула полисахарида представляет собой Cx(H2O)y, где x представляет собой большое число от 200 до 2500. Однако, как правило, эти соединения содержат более десяти простых единиц сахара. Наиболее важные примеры этих макромолекул включают целлюлозу и крахмал в растениях и гликоген у животных.

В чем разница между Моносахаридом и Полисахаридом?

В чем разница между Моносахаридом и Полисахаридом

Заключение — Моносахарид против Полисахарида

Сахариды — это сахара. Моносахариды — это простые сахара, которые составляют сложную структуру углеводов. Разница между Моносахаридом и Полисахаридом заключается в том, что Моносахарид представляет собой отдельную молекулу сахара, тогда как Полисахарид представляет собой комбинацию нескольких молекул сахара.

raznisa.ru

Разница между олигосахаридами и полисахаридами

Основное отличие — олигосахариды против полисахаридов

Олигосахариды и полисахариды являются углеводами. Эти углеводы играют важную роль в питании и выступают в качестве структурных компонентов живых организмов. И олигосахариды, и полисахариды состоят из простых молекул сахара, называемых моносахаридами. Основное различие между олигосахаридами и полисахаридами заключается в том, что олигосахариды состоят из небольшого числа моносахаридов, тогда как полисахариды состоят из большого количества моносахаридов.

Ключевые области покрыты

1. Что такое олигосахариды
      — определение, свойства, примеры
2. Что такое полисахариды
      — определение, свойства, примеры
3. Каковы сходства между олигосахаридами и полисахаридами


      — Краткое описание общих черт
4. В чем разница между олигосахаридами и полисахаридами
      — Сравнение основных различий

Основные термины: углеводы, СН2O, эмпирическая формула, гликозидная связь, моносахариды, олигосахариды, полисахариды


Что такое олигосахариды

Олигосахариды — это углеводы, состоящие из нескольких единиц моносахаридов. Моносахарид представляет собой простой сахар, имеющий эмпирическую формулу СН2О. Количество моносахаридов, присутствующих в олигосахариде, варьируется от 3 до 6. В редких случаях также обнаруживаются олигосахариды, содержащие около 10 моносахаридов. Связь между двумя моносахаридами называется гликозидная связь, Это ковалентная связь, которая образовалась в результате реакции конденсации. Эта связь возникает между атомом углерода одной молекулы сахара и атомом кислорода гидроксильной группы (-ОН) другой молекулы сахара. Эта конденсационная полимеризация приводит к молекуле воды (H

2O) на каждую гликозидную связь, как побочный продукт.

Олигосахариды представляют собой водорастворимые углеводы, поскольку их структура не так сложна. Олигосахариды по вкусу являются сахарами и имеют сладкий вкус. Большинство олигосахаридов действуют как транспортные молекулы, но они не являются запасными молекулами.

Рисунок 1: Структура рафинозы

Примеры для олигосахаридов

олигосахариды

Количество моносахаридов

Типы моносахаридов

Вхождение

рафинозы

три

Глюкоза, Галактоза, Фруктоза

Овощи и цельные зерна

Стахиоза

четыре

Глюкоза, две галактозы, фруктоза

Овощи

Что такое полисахариды

Полисахариды — это большие молекулы, состоящие из большого количества моносахаридов. Эти моносахариды связаны через гликозидные связи. Как правило, полисахарид состоит из около 200 моносахаридов. Эти моносахариды связаны друг с другом либо в виде линейной цепи, либо в виде разветвленной структуры. Образование полисахарида происходит путем конденсационной полимеризации.

Большинство полисахаридов действуют как структурные углеводы и углеводы, запасающие энергию. Следовательно, целлюлоза является самой распространенной органической молекулой на земле. Полисахариды не имеют сладкого вкуса и представляют собой невосстанавливающие молекулы. Почти все полисахариды нерастворимы в воде.

Рисунок 2: Сложная структура гликогена

Примеры полисахаридов

полисахарид

Типы присутствующих моносахаридов

Пользы

Крахмал

глюкоза

Хранение энергии в растениях

Гликоген

глюкоза

Хранение энергии у животных

Целлюлоза

глюкоза

Структурный компонент клеточной стенки растений

Сходства между олигосахаридами и полисахаридами

  • Олигосахариды и полисахариды являются углеводами.
  • Они в основном состоят из атомов C, H и O
  • Оба сделаны из моносахаридных единиц
  • Гликозидные связи присутствуют в обоих типах.

Разница между олигосахаридами и полисахаридами

Определение

олигосахариды: Олигосахариды — это углеводы, состоящие из нескольких единиц моносахаридов.

Полисахариды: Полисахариды — это большие молекулы, состоящие из большого количества моносахаридов.

Количество моносахаридов

олигосахариды: Олигосахариды состоят из 2-6 (реже 10) моносахаридов.

Полисахариды: Полисахариды состоят из около 200 моносахаридов.

функция

олигосахариды: Олигосахариды действуют как транспортные молекулы.

Полисахариды: Полисахариды действуют как структурные или энергонакопительные молекулы.

Растворимость воды

олигосахариды: Олигосахариды растворимы в воде.

Полисахариды: Полисахариды нерастворимы в воде.

Вкус

олигосахариды: Олигосахариды имеют сладкий вкус.

Полисахариды: Полисахариды не имеют сладкого вкуса.

Заключение

Хотя олигосахариды и полисахариды попадают в одну и ту же категорию углеводов, среди них есть некоторые отличительные особенности. Основное различие между олигосахаридами и полисахаридами заключается в их составе; олигосахариды состоят из небольшого числа моносахаридов, тогда как полисахариды состоят из большого количества моносахаридов.

Изображение

ru.strephonsays.com

Какая разница между моносахаридами и дисахаридами? — Новости — Medkurs.ru

29 апреля 2014

Моносахариды и полисахариды

– это две разновидности простых сахаров, формы углеводов. В отличие от полисахаридов, которые содержат три или более типов сахаров, и также известны как сложные углеводы, моносахариды и дисахариды содержат соответственно один или два типа сахаров. Моносахариды включают глюкозу, фруктозу и галактозу. А в число дисахаридов входят сахароза, лактоза и мальтоза, которые в свою очередь состоят из двух моносахаридов, связанных вместе, например глюкозы и фруктозы, или даже глюкозы и глюкозы. Моносахариды требуют минимум усилий со стороны организма для их расщепления, и потому они усваиваются и соответственно становятся доступными для преобразования в энергию быстрее, чем дисахариды.

Углеводы – это самый быстродоступный для организма источник энергии, источник, на который организм полагается во всем, начиная от обеспечения сил для тренировок и заканчивая обеспечением топливом головного мозга. Чем сложнее углеводы – т.е., чем больше сахаров в них содержится – тем больше времени уходит на их расщепление в кишечнике на более простые компоненты, моносахариды и дисахариды.

Глюкоза, вид моносахаридов, является предпочтительным для организма источником энергии, она также известна как сахар крови.

Большинство углеводов, будь то дисахариды или полисахариды, после расщепления в пищеварительном тракте принимают в итоге форму глюкозы. Другими словами, основное различие между моносахаридами и дисахаридами заключается в том, что моносахариды немедленно используются для выработки энергии, тогда как дисахариды должны быть расщеплены на свои моносахаридные составляющие прежде, чем организм сможет их использовать.

Глюкоза содержится в самых различных живых организмах, начиная от растений и насекомых, и заканчивая людьми.

Однако, в пищевой промышленности в качестве подсластителя предпочтение чаще отдается фруктозе, так как она слаще, чем столовый сахар и ее получение из кукурузы обходится дешевле. Например, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы – это получаемый из кукурузы фруктозный подсластитель, который содержится во многих сладких продуктах и напитках вроде выпечки и содовых.

Дисахариды получают из ряда растительных и животных источников – источников, которые естественным образом содержат сочетание моносахаридов. Сахароза (или обычный столовый сахар) – это дисахарид, который включает в себя глюкозу и фруктозу. Ее обычно получают из сахарного тростника или сахарной свеклы. Лактозу, еще один дисахарид, получают не из растений, а из источников животного происхождения, так как этот тип сахаров содержится в молоке и других молочных продуктах. Она состоит из глюкозы в сочетании с галактозой.


Источник: wisegeek.com
Фото: blog.fooducate.com

Далее по теме:


www.medkurs.ru

2.3. Строение, свойства и биологические функции полисахаридов.

Молекулы полисахаридов включают десятки, сотни и даже ты­сячи моносахаридных остатков, соединенных такими же глико­зидными связями, как и в составе олигосахаридов. Большинство из них образуют линейные полимеры, формирующие определённую пространственную структуру, однако некоторые полисахариды имеют разветвлённые молекулы. Моносахаридные остатки в составе полисахаридов находятся в циклической форме в виде α- или b-стереоизомеров.

Большинство полисахаридов представляют собой сложные углеводы, построенные из многократно повторяющихся остатков одного моносахарида. Однако известны полисахариды, молекулы которых состоят из остатков разных моносахаридов.

По выполняемым функциям различают запасные и структурные полисахариды. Запасные — откладываются в клетках листьев или запасающих тканей в виде упорядоченных структур — гранул. Структурные — участвуют в построении клеточных стенок растений.

Крахмал. Крахмал — основное запасное вещество растений, представляю­щее собой смесь двух полисахаридов — амилозы и амилопектuна, различающихся по строению молекулы и физико-химическим свойствам. Однако молекулы этих полисахаридов построены из одного моносахарида — α-D-глюкозы, находящейся в пиранозной форме.

В молекулах амилозы остатки a-D-глюкозы соединены а(1®4)-связями, образуя спиралевидно закрученные цепо­чечные структуры, включающие от 100 до 1-2 тыс. глюкозных остатков (рис. 1). Молекулярная масса амилозы обычно составляет от 20 до 500 тыс. Спиралевид­ное закручивание молекулы происходит вследствие образования водородных связей между остатками глюкозы, нахо­дящимися в соседних витках. В каждом витке амилозы содержится шесть пира­нозных cтpyктyp, соединённых в цепочку гликозидными связями.

Амилоза растворяется в теплой воде и при добавлении водного раствора йода в йодистом калии окрашивается в синий цвет вследст­вие того, что йод образует комплeксы с остатками глюкозы. Водные растворы амилозы не отличаются высокой вязкостью и при стоянии довольно быстро образуют кристаллический осадок.

Амилопектин имеет разветвлённые молекулы, построенные из α-D-глюкозы. В точках ветвления гликозидные связи образуются между первым и шестым углеродными атомами глюкозных остатков (α(I®6)-связи). Между точками ветвления глюкозные остатки так же, как в амилозе, соединены α(I®4)-связями.

Точки ветвления в молекулах амилопектина имеются через каждые 12-15 остатков глюкозы. Молекулярная масса амилопек­тина значительно больше, чем у амилозы, и может достигать 1 млн. Схема строения молекулы амилопектина показана на рисунке 2.

Амилопектин в тёплой воде не растворяется, а при более силь­ном нагревании с водой образует очень вязкий коллоидный раствор — клейстер. Температура клейстеризации картофельного и ржаного крахмала 55-65°С, пшеничного и кукурузного — 60-70°С, крахмала риса — 70-80°C. Йодом амилопектин окрашивается в красно­-фиолетовый цвет. В амилопектине в небольшом количестве содер­жатся остатки фосфорной кислоты, соединённые эфирной связью с остатками глюкозы.

Соотношение амилозы и амилопектина в различных раститель­ных продуктах изменяется в очень широких пределах. В карто­фельном крахмале на долю амилозы приходится около 20%, пше­ничном и кукурузном — около 25%, рисовом — 15-20%, в крахмале гороха и некоторых сортов кукурузы — 50-80%. Крахмал яблок почти полностью состоит из амилозы, а крахмал восковидных сортов кукурузы — только из амилопектина.

У одного и того же вида растений содержание амилозы и ами­лопектина в крахмале может изменяться в зависимости от фазы развития и условий внешней среды. В разных органах растений синтезируется крахмал совершенно определенного состава. Так, например, в крахмале клубней картофеля обычно содержится 19-22% амилозы, а в молодых побегах в два раза больше.

В растениях крахмал образуется в листьях как продукт фото­синтеза, а также в зерновках и семенах, клубнях, корневищах, утол­щенных частях стеблей как запасное вещество. Фотосинтетический крахмал откладывается в хлоропластах в виде гранул, называемых крахмальными зёрнами, и довольно быстро используется в процессе дыхания и для синтеза других веществ. Значительная его часть превращается в транспортную форму углеводов — сахарозу, которая по флоем­ной системе поступает в нефотосинтезирующие органы, распа­дается там до глюкозы и фруктозы и в виде моносахаридов вклю­чается в различные биосинтетические процессы.

Запасной крахмал также откладывается в виде зёрен и у целого ряда растений накапливается в значительном количестве в запаса­ющих тканях и органах. В зерне злаковых его содержание обычно составляет 50-70%, в рисе -75-80%, в зерне зернобобовых куль­тур — 30-50%, в клубнях картофеля — 12-20%, в клубнях батата, ямса и маниока — 20-30%, в листьях растений — до 1-2%.

Крахмальные зёрна чаще всего имеют вид овальных или сферичес­ких частиц (рис. 3), имеющих разную форму и размеры (2-170 мкм). Под микроскопом можно различить их слоистое строение. Разме­ры и строение крахмальных зёрен у разных видов и даже сортов растений имеют характерную специфику и могут использовать­ся для идентификации генотипов, а также обнаружения примесей одного растительного продукта в другом.

Запасной крахмал вначале откладывается в пластидах, назы­ваемых амилопластами. По мере наполнения происходит посте­пенная деградация их мембранной структуры и они превращаются в крахмальные зерна.

Крахмалоносные растения представляют легковозобновляемое сырье для перерабатывающей промышленности, которое исполь­зуется для получения продовольственного и технического крахма­ла, глюкозы, этилового спирта и даже пластмасс, обладающих высокой прочностью и экологической безопасностью (при сгорании не дают ядовитых выделений).

Полифруктозиды. В растениях семейств лилейные, мятликовые, астровые, коло­кольчиковые синтезируются запасные углеводы, построенные из 4-40 остатков b-D-фруктозы, в связи с чем их называют поли­фруктозидами, или фруктанами. Остатки фруктозы в их молекулах соединены гликозидными связями, образующимися между вторым и первым углеродными атомами (b (1®2)-связи).

Полифрутозиды содержатся в листьях, корнях, семенах ука­занных выше растений, накапливаются в значительном количестве в нижней утолщённой части стеблей мятликовых трав (до 6-8% сухой массы) и в созревающих зерновках злаковых культур (рожь, пшеница, ячмень, овёс). В листьях они являются основными продуктами фотосинтеза, тогда как фотосинтетический крахмал у этих растений не образуется.

Из полифруктозидов наиболее хорошо изучен инулин, содер­жащий в молекуле 37-44 фруктозных остатка. К одному из концов молекулы инулина присоединён остаток α-D-глюкозы. Молекуляр­ная масса инулина 5-6 тыс. Он хорошо растворяется в горячей воде, не обладает восстановительными свойствами, хорошо усваи­вается организмами человека и животных, в связи с чем растения, способные накапливать инулин, используются как кормовые куль­туры и как сырьё для промышленного получения фруктозы. Фруктозу получают из инулина путём его кислотного гидролиза.

Большое количество инулина содер­жится в клубнях георгина и артишо­ка (до 50%), топинамбура (10-12%), корнях цикория (свыше 10%). В чесно­ке общее содержание полифруктозидов достигает 20-30% и половину из них составляет инулин.

Целлюлоза. Целлюлоза, или клетчатка — довольно устойчивое вещество волокнистого строения, не растворяется в воде и органических растворителях, однако хорошо растворимо в аммиачном растворе гидроксида меди (реактив Швейцера). Молекулы целлюлозы состоят из остатков bD-глюкозы, соединенных b(1®4)-связями. В каждой молекуле целлюлозы может содержаться 1500-10000 пиранозных остатков bD-глюкозы, образующих неразветвлённый полимер.

Между линейно вытянутыми молекулами целлюлозы, имею­щими свободные гидроксильные группы, возникают водородные связи, с помощью которых нитевидные полимеры, построенные из остатков глюкозы, объединяются в пучки, включающие несколько десятков молекул. Такие целлюлозные пучки, или фибриллы, обла­дают очень высокой прочностью и служат структурной основой клеточных стенок растений. Как видно на электронной микро­фотографии клеточной оболочки (рис. 4), целлюлозные фибриллы размещаются слоями, образуя сетчатую структуру, сквозь которую свободно проникает вода с растворенными в ней веществами.

Целлюлоза в том или ином количестве содержится во всех растительных тканях. Особенно много целлю­лозы в растительных волокнах (хлопковом, льняном) — 80-95%, древесине и соломе — 40-50%. В других растительных продуктах её значительно меньше: зерно злаковых и зернобобовых культур – 2-6%, зерно пленчатых злаков — 7-14%, семена масличных — 5-25%, клубни картофеля — около 1 %, корнеплоды — 0,5-1,5%, овощи ­0,5-1,2% (томаты — 0,2%), плоды и ягоды — 0,5-2%, вегетативная масса кормовых трав — 20-30% (последний показатель — в расчёте на сухую массу).

Целлюлоза практически не усваивается организмами человека и нежвачных животных, тогда как жвачные животные способны её усваивать с помощью ферментов микроорганизмов, обитаю­щих в преджелудках этих животных и участвующих в процес­сах пищеварения.

При нагревании с раствором кислоты целлюлоза подвергается гидролизу, превращаясь в глюкозу, которая используется как ис­точник углерода для культивирования дрожжевых клеток с целью промышленного получения этилового спирта и кормовых дрож­жей с повышенным содержанием белков и витаминов. При этом в качестве источника целлюлозы служат отходы древесины и целлюлозосодержащие растительные остатки — солома, корзинки подсолнечника, льняная костра, стержни кукурузных початков, свекловичная меласса, картофельная мезга, хлопковая шелуха и др. Большое количество целлюлозы расходуется для химичес­кой переработки.

В построении клеточных стенок растений наряду с целлюло­зой участвуют также другие структурные полисахариды — геми­целлюлозы и пектиновые вещества, которые связаны с молекулами целлюлозы водородными связями.

Гемицеллюлозы. Гемицеллюлозы — это смесь полисахаридов, образу-ющих при гидролизе маннозу, галактозу, ксилозу, арабинозу и уроновые кислоты — глюкуроновую и галактуроновую. Они нерастворимы в воде, но растворяются в щелочных растворах. В клеточных стен­ках растений содержание гемицеллюлоз составляет около 30%. Много их накапливается в древесине и соломе (10-30%), оболочках семян, кукурузных початках, отрубях, вегетативной массе растений. Разные виды растений заметно различаются по составу ге­мицеллюлоз.

ГАЛАКТАНЫ. Их молекулы построены из остатков b-D-­галактозы, соединённых b(1®4)-связями. В каждой молекуле объединяются более 100 остатков галактозы.

Галактаны содержатся в составе клеточных стенок многих растений, особенно много их в семенах люпина.

МАННАНЫ. Остатки маннозы в маннанах соединены b(1®4)-­связями. В каждой молекуле насчитывается от 200 до 400 моно­сахаридных единиц. Много маннанов содержится в древесине хвойных деревьев и в клеточных стенках водорослей.

КСИЛАНЫ. Их молекулы построены из остатков b-D-ксилозы в пиранозной форме, соединённых b(1®4)-связями. В составе полимера могут находиться до 200 ксилозных остатков. В соломе и древесине содержание ксиланов достигает 25-28%.

В молекулах ксиланов обычно имеются ответвления в виде ос­татков арабинозы, а также глюкуроновой и галактуроновой кислот. Ответвления чаще всего образуются за счёт этерификации третьего углеродного атома ксилозы. Карбоксильные группы остатков уро­новых кислот образуют эфиры с метиловым спиртом. Ксиланы раз­ных растений отличаются частотой и моносахаридным набором ответвлений в молекуле.

АРАБАНЫ. Это полисахариды клеточной стенки растений, которые состоят из остатков a-L-арабинозы, соединённых глико­зидной связью между первым и пятым углеродными атомами. При этом к каждому второму остатку арабинозы в линейной струк­туре присоединён в виде ответвления еще один остаток арабинозы. В ответвлениях связь образуется между третьим углеродным атомом арабинозы, находящейся в цепочке, и первым углеродным атомом бокового остатка арабинозы.

Как и целлюлоза, гемицеллюлозы не усваиваются организмом человека, но могут усваиваться жвачными животными с помощью ферментов микроорганизмов, находящихся в преджелудках.

ГЛЮКАНЫ. К глюканам относятся полисахариды, образуемые из b-D-глюкозы, но в их молекулах остатки глюкозы соединяются не только b(1®4) -связями, как в целлюлозе, но также и b(1®3)-­связями или только b(1®3)- связями. К таким полисахаридам относятся каллоза и лихенин. Каллоза — полисахарид, включающий до 100 остатков b-D-глюкозы в молекуле, соединённых b(1®3)-­связями. Она содержится в ситовидных трубках флоэмной систе­мы растений. В молекулах лихенина остатки b-D-глюкозы соеди­нены как b(1®4)-связями, так и b(1®3)-связями (встречаются с частотой около 30%). Лихенин входит в состав клеточных сте­нок растений, особенно много его в лишайниках.

Пектиновые вещества. Пектиновые вещества в растениях представлены двумя груп­пами соединений — пектинами и протопектинами, которые раз­личаются строением и физико-химическими свойствами.

Пектины — водорастворимые полисахариды, построенные из остатков α-D-галактуроновой кислоты, которые соединены α(1®4)-связями. Большая часть карбоксильных групп остатков галакту­роновой кислоты связана эфирными связями с остатками метилового спир­та, а к другим карбоксильным группам присоединены катионы кальция или магния. В каждой молекуле пектина содержится более 100 остатков галактуроновой кислоты.

Основная масса пектиновых веществ растений представлена протопектином, который находится в структуре клеточных стенок. Протопектин образуется в результате связывания эфирными связя­ми пектина с галактанами и арабанами, входящими в состав кле­точной стенки растения. Эфирные связи возникают между карбоксильными группами пектина и гидроксильными группами гемицеллюлоз.

Полисахариды протопектина нерастворимы в воде и имеют более высокую молекулярную массу по сравнению с пектинами. Много протопектина накапливается в формирующихся плодах rpуши, яблони, цитрусовых, айвы, что обусловливает их жёсткую консистенцию. При созревании плодов происходит превращение протопектинов в пектины, вследствие чего их консистенция становится мягкой.

Общее содержание пектиновых веществ в плодах и ягодах составляет 0,3-1,5%, в корнеплодах — 1,5-2,5%, клубнях картофеля ­0,1-0,5%, в томатах — 0,1-0,2%, в капусте — 0,3-2,0%, в кожуре апельсина и лимона — 4-7%.

Характерная особенность пектиновых веществ плодов и ягод — способность образо­вывать желе, или студни, в насыщенном растворе сахара (65-70%) и кислой среде (рН 3,1-3,5). Лучшей желирующей способностью обла­дают более высокомолекулярные полисахариды пектиновых веществ.

В стеблях льна пектиновые вещества скрепляют между собой волокна. Для отделения раcтитeльных волокон производится росяная или водяная мочка льносоломы, при которой происходит гидролиз пекти­новых веществ под действием ферментов микроорганизмов.

Камеди и слизи. Это растворимые в воде полисахариды, образующие очень вяз­кие растворы вследствие их набухания.

Растительные камеди выделяются на стволах и ветвях некото­рых деревьев (вишневых, сливовых, миндальных) в виде клейких наплывов при повреждениях. При гидролизе они дают галактозу, маннозу, рамнозу, арабинозу, ксилозу, а также уроновые кислоты.

Слизи, откладываясь между плазмалеммой и клеточной стенкой, способствуют удерживанию воды в клетках и полостях растения, защищают от проникновения инфекции. При их гидро­лизе в основном образуются пентозы (арабиноза и ксилоза), а также небольшое количество галактозы, глюкозы и фруктозы.

Много слизей содержится в семенах льна, клевера, люцерны, ржи и некоторых других растений. Повышенная вязкость ржи при размоле вызвана наличием именно слизей, вследствие чего зерно ржи размалывается значительно труднее, чем пшеница. Содержащиеся в ржаной муке слизи замедляют гидролитические процессы при формировании теста и тем самым улучшают его формо­удерживающую способность.

Камеди и слизи из различных растительных источников существен­но отличаются набором и удельным соотношением образующих их полисахаридов. Они состоят из молекул разной степени полимериза­ции, многие из которых имеют довольно высокую степень ветвления.

Вопросы для повторения.

1. Каковы структурные особенности стереоизомеров моносахари­дов, относящихся к D- или L-ряду? 2. Как образуются циклические формы моносахаридов и в чём состоят различияа— иb-стереоизоме­ров? 3. Как записывается структура пиранозных и фуранозных форм моносахаридов с помощью формул Хеуорса? 4. Какие образуются кон­формации молекул у гексоз и пентоз? 5. Как образуются окисленные и восстановленные производные, а также фосфорнокислые эфиры мо­носахаридов? 6. В чём состоят особенности образования гликозидов, дезокси- и аминопроизводных моносахаридов? 7. Каковы структур­ные и биологические особенности важнейших альдоз и кетоз? 8. Как об­разуются молекулы сахарозы, мальтозы, целлобиозы,b-левулина и других олигосахаридов? 9. Из каких моносахаридов и по какому принципу строятся молекулы важнейших полисахаридов — крахмала, полифруктозидов, целлюлозы и гемицеллюлоз, пектиновых веществ, камедей и слизей? 10. Какие биологические функции выполняют ука­занные выше олигосахариды и полисахариды? 11. Каково содержа­ние сахаров и различных полисахаридов в растительных продуктах? 12. Какие моносахариды и олигосахариды относятся к редуцирующим сахарам? 13. Какое значение имеют углеводы в фор­мировании качества растительных продуктов? 14. Из каких основных компонентов состоит крахмал и каковы строение и свойства этих компонентов? 15. Какие известны разновидности гемицеллюлоз и пектиновых веществ?

Резюме по модульной единице 2.

Углеводы являются важными компонентами клеток живых организмов. Одни из них служат основным дыхательным материалом организмов (сахара, крахмал, по-лифруктозиды) и откладываются в качестве запасных веществ, другие выполняют структурные (целлюлоза, гемицеллюлозы, протопектин) и защитные (камеди и слизи) функции. Большинство сахаров существуют в форме стереоизомеров и относятся, как правило к D-ряду. Гексозы и пентозы существют в организмах преимущественно в виде циклических форм (пиранозных или фуранозных).

Из моносахаридов образуются восстановленные (многоатомные спирты), окисленные (альдоновые, альдаровые и уроновые кислоты) производные, фосфорнокислые эфиры, амино- и дезоксипроизводные, гликозиды, которые являются продуктами превращения моносахаридов и участвуют в метаболизме. Легкоусвояемые формы углеводов (сахара, крахмал, полифруктозиды, пектиновые вещества) способны накапливаться в значительном количестве в растительных продуктах и поэтому определяют их питательную и техническую ценность.

Олигосахариды образуются из моносахаридов, остатки которых соединяются в молекулах олигосахаридов О-гликозидными связями. Сахароза и олигофрукто-зиды откладываются в запасающих органах растений или используются в качестве транспортных форм углеводов в растительных организмах. Мальтоза – продукт распада крахмала, целлобиоза в свободном виде не накапливается, так как используется в синтезе целлюлозы.

Молекулы полисахаридов построены из остатков моносахаридов, которые соединяются, как и в молекулах олигосахаридов, О-гликозидными связями. Молекулы амилозы, полифруктозидов, пектинов, маннанов, галактанов представляют собой цепочечные полимеры. Молекулы амилопектина, ксиланов, арабанов, камедей и слизей имеют ответвления разной степени сложности. Крахмал, полифруктозиды, пектины откладываются в запасающих органах растений. Целлюлоза, гемицеллюлозы, протопектин участвуют в построении клеточных стенок растений.

Модульная единица 3. Липиды.

Цели и задачи изучения модульной единицы. Изучить строение, свойства и биологические функции основных групп липидов. Научить студентов использовать сведения о липидах при оценке качества растительной продукции.

К липидам относятся вещества, различающиеся по химическому составу, строению и выполняемым функциям, но обладающие близкими фифизико-химическими свойствами. Все они содержат гидрофобные радикалы и группировки, вследствие чего не растворяются в воде, но хорошо растворимы в неполярных органических растворителях — эфире, бензине, бензоле, хлороформе.

В зависимости от химического состава и строения липиды под-разделяют на три класса:  простые, сложные и  стероидные.

Простые липиды представляют собой сложные эфиры спиртов и вы-сокомолекулярных карбоновых кислот, к ним относятся жиры и воски. Сложные липиды содержат в составе молекул, кроме спирта глицерина и карбоновых кислот, остатки других соединений: ортофосфорной кислоты, азотистых оснований, моносахаридов и др. Они образуют две группы веществ — фосфолипиды и гликолипиды.

Стероидные липиды — это циклические соединения, являющиеся про-

изводными циклопентанопергидрофенантрена и представленные как сво-

бодными стероидными веществами, так и связанными формами в виде гли-

гликозидов и эфиров. К липидам очень часто относят также растворимые в жирах витамины и пигменты.

Общее содержание структурных липидов в вегетативных частях растений находится в пределах 0,1-0,5%. Накопление запасных липидов в семенах различных растений достигает следующих величин: зерно злаковых и зернобобовых культур — 1-8%, соя и хлопчатник — 20-30%, подсолнечник, арахис, лен, конопля, рапс, горчица, маслины — 20-50%, мак, клещевина, ядра орехов — 50-60%, в зародышах зерновок пшеницы — 8-14%, кукурузы — 30-40%. Растения с высоким содержанием в семенах запасных липидов выделены в особую группу масличных культур. Известны также растения — накопители воска.

studfile.net

6.3. Полисахариды

В природе большинство углеводов представляют собой полимеры с высокой молекулярной массой.

Полисахариды биополимеры, молекулы которых состоят из остатков моносахаридов, связанных гликозидными связями.

6.3.1. Классификация полисахаридов

Классификацию полисахаридов проводят:

1) по функциям, которые полисахариды выполняют в организме: различают структурные и резервные полисахариды;

2) по составу мономерных звеньев: различают гомополисахариды и гетерополисахариды.

Гомополисахариды характеризуются наличием в составе молекулы только одного вида моносахарида в качестве мономерного звена, хотя типы связей гликозидной связи между звеньями при этом могут быть различными.

Гетерополисахариды характеризуются наличием двух или более типов мономерных звеньев.

3) В отличие от других классов биополимеров полисахариды могут существовать как в виде линейных, так и разветвлённых структур.

4) Молекулярные массы полисахаридов лежат в пределах от нескольких тыс. до нескольких млн. дальтон и могут быть определены лишь приблизительно.

6.3.2. Структурные полисахариды

Целлюлоза – наиболее распространённый в природе растительный структурный полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и исполняет роль опорного материала растений.

Древесина содержит 50-70% целлюлозы, хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу.

Структурной единицей целлюлозы является β-D-глюкоза, звенья которой связаны β(1→4)-гликозидными связями:

Рис. 6.11. Остаток β-D-глюкозы — мономерного элемента структурной формулы целлюлозы

Целлюлоза состоит из нитевидных молекул, которые водородными связями гидроксильных групп внутри цепи, а также между соседними цепями собраны в пучки.

Именно такая упаковка цепей обеспечивает высокую механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую инертность, что делает целлюлозу идеальным материалом для построения клеточных стенок.

В организме позвоночных нет фермента, способного гидролизовать β(1→4)-гликозидные связи. Следовательно, D-глюкозные остатки целлюлозы не могут служить пищей для большинства высших организмов.

6.3.3. Резервные полисахариды

Основным резервным полисахаридом в клетках растений является крахмал. Крахмал образуется в растениях при фотосинтезе и откладывается в виде «резервного» углевода в корнях, клубнях и семенах.

Например, зерна риса, пшеницы, ржи и других злаков содержат 60-80% крахмала, клубни картофеля15-20%.

Родственную роль в животном мире выполняет полисахарид гликоген, «запасающийся», в основном, в печени.

Крахмал – это белый порошок, состоящий из мелких зерен, не растворимый в холодной воде. При обработке крахмала теплой водой удается выделить две фракции:

— фракцию, растворимую в теплой воде и состоящую из полисахарида амилозы;

— фракцию, лишь набухающую в теплой воде с образованием клейстера и состоящую из полисахарида амилопектина.

Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов, построенных из α-D— глюкозных звеньев:

амилозы (10-20%)

амилопектина (80-90%).

Структура молекулы амилозы представляет собой линейную цепь, состоящую из остатков α-D-глюкозы, связанных α(1→4)-гликозидными связями:

Рис. 6.12. Мономерный элемент структурной формулы амилозы

Молекулярная масса aDамилозы колеблется от нескольких тысяч до полумиллиона.

Рис. 6.13 Фрагмент структуры амилозы

Молекула амилопектина построена аналогичным образом, однако имеет в цепи разветвления, что обусловливает возникновение пространственной структуры.

В точках разветвления остатки моносахаридов связаны α(1→6)-гликозидными связями.

Рис. 6.14. Структурный элемент молекулы амилопектина в точке ветвления

Между точками разветвления располагаются обычно 20-25 глюкозных остатков.

Рис. 6.15. Фрагмент структуры крахмала

Крахмал является ценным пищевым продуктом. Для облегчения его усвоения продукты, содержащие крахмал, подвергают термообработке, т.е. картофель и крупы варят, хлеб пекут.

studfile.net

Моносахариды. Глюкоза и фруктоза.

Биоорганическая химия

Моносахариды. Глюкоза и фруктоза.

Общие сведения

Моносахариды – это простейшие углеводы. Они не подвергаются гидролизу – не расщепляются водой на более простые углеводы.

Важнейшими из моносахаридов являются глюкоза и фруктоза. Так же хорошо известен другой моносахарид – галактоза, являющаяся частью молочного сахара.

Моносахариды – твёрдые вещества, легко растворимые в воде, плохо – в спирте и совсем не растворимы в эфире.

Водные растворы имеют нейтральную реакцию на лакмус. Большинство моносахаридов обладает сладким вкусом.

В свободном виде в природе встречается преимущественно глюкоза. Она же является структурной единицей многих полисахаридов.

Другие моносахариды в свободном состоянии встречаются редко и, в основном, известны как компоненты олиго- и полисахаридов.

Тривиальные названия моносахаридов обычно имеют окончание «-оза»: глюкоза, галактоза, фруктоза.

Химическое строение моносахаридов.

Моносахариды могут существовать в двух формах: открытой (оксоформе) и циклической:

В растворе эти изомерные формы находятся в динамическом равновесии.

Открытые формы моносахаридов.

Моносахариды являются гетерофунциональными соединениями. В их молекулах одновременно содержатся карбонильная (альдегидная или кетонная) и несколько гидроксильных групп (ОН).

Другими словами, моносахариды представляют собой альдегидоспирты (глюкоза) или кетоноспирты (фруктоза).

Моносахариды, содержащие альдегидную группу называются альдозами, а содержащие кетонную – кетозами.

Строение альдоз и кетоз в общем виде можно представить следующим образом:

В зависимости от длины углеродной цепи (от 3 до 10 атомов углерода) моносахариды делятся на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и т.д. Наиболее распространены пентозы и гексозы.

Структурные формулы глюкозы и фруктозы в их открытых формах выглядят так:

Так глюкоза является альдогексозой, т.е. содержит алдегидную функциональную группу и 6 атомов углерода.

А фруктоза является кетогексозой, т.е. содержит кетогруппу и 6 атомов углерода.

Циклические формы моносахаридов.

Моносахариды открытой формы могут образовывать циклы, т.е. замыкаться в кольца.

Рассмотрим это на примере глюкозы.

Напомним, что глюкоза является шестиатомным альдегидоспиртом (гексозой). В её молекуле одновременно присутствует альдегидная группа и несколько гидроксильных групп ОН (ОН — это функциональная группа спиртов).

При взаимодействии между собой альдегидной и одной из гидроксильных групп, принадлежащих одной и той же молекуле глюкозы, посленяя образует цикл, кольцо.

Атом водорода из гидроксильной группы пятого атома углерода переходит в альдегидную группу и соединяется там с кислородом. Вновь образованная гидроксильная группа (ОН) называется гликозидной.

По своим свойствам она значительно отличается от спиртовых (гликозных) гидроксильных групп моносахаридов.

Атом кислорода из гидроксильной группы пятого атома углерода соединяется с углеродом альдегидной группы, в результате чего образуется кольцо:

Альфа- и бета-аномеры глюкозы различаются положением гликозидной группы ОН относительно углеродной цепи молекулы.

Мы рассмотрели возникновение шестичленного цикла. Но циклы, также могут быть пятичленными.

Это произойдёт в том случае, если углерод из альдегидной группы соединиться с кислородом гидроксильной группы при четвёртом атоме углерода, а не при пятом, как рассматривалось выше. Получится кольцо меньшего размера.

Шетичленные циклы называются пиранозными, пятичленные – фуранозными. Названия циклов происходят от названий родственных гетероциклических соединений – фурана и пирана.

В названиях циклических форм наряду с названием самого моносахарида указывается «окончание» – пираноза или фураноза, характеризующие размер цикла. Например: альфа-D-глюкофураноза, бета-D-глюкопираноза и т.д.

Циклические формы моносахаридов термодинамически более устойчивы в сравнении с открытыми формами, поэтому в природе они получили большее распространение.

Глюкоза

Глюкоза (от др.-греч. γλυκύς — сладкий) (C6H12O6) или виноградный сахар – важнейший из моносахаридов; белые кристаллы сладкого вкуса, легко растворяется в воде.

Глюкозное звено входит в состав ряда дисахаридов (мальтозы, сахарозы и лактозы) и полисахаридов (целлюлоза, крахмал).

Глюкоза содержится в соке винограда, во многих фруктах, а также в крови животных и человека.

Мышечная работа совершается, главным образом, за счёт энергии, выделяющейся при окислении глюкозы.

Глюкоза является шестиатомным альдегидоспиртом:

Глюкоза получается при гидролизе полисахаридов (крахмала и целюлозы) под действием ферментов и минеральных кислот. В природе глюкоза образуется растениями в процессе фотосинтеза.

Фруктоза

Фруктоза или плодовый сахар С6Н12О6моносахарид, спутник глюкозы во многих плодовых и ягодных соках.

Фруктроза в качестве моносахаридного звена входит в состав сахарозы и лактулозы.

Фруктоза значительно слаще глюкозы. Смеси с ней входят в состав мёда.

По строению фруктоза представляет собой шестиатомный кетоноспирт:

В отличие от глюкозы и других альдоз, фруктоза неустойчива как в щелочных, так и кислых растворах; разлагается в условиях кислотного гидролиза полисахаридов или гликозидов.

Галактоза

Галактозамоносахарид, один из наиболее часто встречающихся в природе шестиатомных спиртов — гексоз.

Галактоза cуществует в ациклической и циклической формах.

Отличается от глюкозы пространственным расположением групп у 4-го атома углерода.

Галактоза хорошо растворима в воде, плохо в спирте.

В тканях растений галактоза входит в состав рафинозы, мелибиозы, стахиозы, а также в полисахариды — галактаны, пектиновые вещества, сапонины, различные камеди и слизи, гуммиарабик и др.

В организме животных и человека галактоза — составная часть лактозы (молочного сахара), галактогена, группоспецифических полисахаридов, цереброзидов и мукопротеидов.

Галактоза входит во многие бактериальные полисахариды и может сбраживаться так называемыми лактозными дрожжами. В животных и растительных тканях галактоза легко превращается в глюкозу, которая лучше усваивается, может превращаться в аскорбиновую и галактуроновую кислоты.

xn—-7sbb4aandjwsmn3a8g6b.xn--p1ai

чем отличается строение полисахаридов от других биополимеров?

Отличия строения полисахаридов от белков и нуклеиновых кислот: 1. Полисахариды — результат полимеризации глюкозы. 2. Полинозы — сильно разветвлённые, реже — линейные молекулы, без сложной структурной укладки. 3. Сложные сахара выполняют в основном энергетическую, запасающую и структурную функции. 4. Виды химической связи между мономерами у полисахаридов гликозидные. 5. Соотношение водорода и кислорода в общей формуле углеводов — как у молекулы воды. Вывод: строение полисахарид отличается мономерами, видом химических связей между ними, разветвлённостью молекулы, отсутствием уровней укладки и функциями, выполняемыми в клетке. <img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/0002523b4a625cb494e385ce97c56aa2_i-2126.jpg» >

1) мономерами белков являются аминокислоты, а мономерами полисахаридов — моносахариды 2) белки — линейные биополимеры, среди полисахаридов есть как линейные (целлюлоза) , так и разветвленные (крахмал, гликоген) 3) белки нерегулярные биополимеры (т. е. состоят из 20 разных аминокислот, которые расположены в нерегулярном порядке) . Например: АББВАГБАД и т. д Полисахариды (в большинстве случаев) — регулярные полимеры (состоят из моносахаридов одного типа) , например: ААААААААА; либо из моносахаридов разных типов, но расположенных регулярно АБАБАБАБ

touch.otvet.mail.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о