Полисахариды первого порядка(сахароза, мальтоза, изомальтоза, лактоза, целлобиоза). Инверсия сахарозы

Полисахариды- это высокомолекулярные углеводы состоящие из 11 и более молекул моносахаридных соединений гликозидной связью.Они отличаются природой моносахаридов, типом гликозидной связи и молекулярной массы. Бывают гомо- и гетеро полисахариды, в зависимости от того построены ли их молекулы из остатков одного вида или различных моносахаридов.

Сахароза (C₁₂H₂₂O₁₁)- дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов — α-глюкозы и β-фруктозы. Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и сахарном тростнике, которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.

Сахароза имеет высокую растворимость. Иногда сахароза откладывается в качестве запасного питательного вещества. Не проявляет восстанавливающих свойств — не реагирует с реактивом Толленса и реактивом Фелинга. Не образует открытую форму, поэтому не проявляет свойств альдегидов и кетонов. Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов. сахароза при каталитическом действии кислоты подвергается гидролизу, в результате чего образуются глюкоза и фруктоза.

Мальтоза (C₁₂H₂₂O₁₁) - это солодовый сахар, состоит из 2ух молекул глюкозы. В свободном состоянии содержится в растениях в небольшом количестве. Появляется про прорастании в связи с тем, что происходит гидролитическое расщепление крахмала. Является восстанавливающим сахаром.

В молекуле мальтозы есть 1 гликозидный гидроксил, поэтому мальтозу можно определять методом Бертрана.

Мальтоза содержится в ячменном солоде,который используется в пищевой промышленности. Мальтоза сбраживается с дрожжами и накапливается в тесте при разложении крахмала с участием фермента мальтоза. Чем больше мальтозы накопиться в тесте, тем вкуснее и ароматнее будет мякиш хлеба.

Изомальтоза- аморфна, гигроскопична, в высшей степени легко растворима в воде, растворима в древесном спирте и обыкновенном спирте. Изомальтоза сладка. От декстрозы и мальтозы изомальтоза отличается, главным образом, большей трудностью, с которою ее можно заставить бродить, впрочем, обыкновенные дрожжи вызывают брожение изомальтозы, но не все дрожжи на нее не действуют. Она входит в состав амилопектина растительного и животного крахмала, в качестве продукта возникает при ферментативном гидролизе крахмала.

Лактоза ( Молочный сахар)- Состоит из остатков молекулы галактозы и глюкозы соединенных связью 1-4. В молоке молочный сахар содержится в 2-ух формах альфа и бета(альфа менее растворима). Обе формы легко переходят в друг друга. Из водных растворов лактоза кристаллизуется с одной молекулой кристаллизационной воды в альфогидратной формы. В такой форме лактозу получают из молочной сыворотки и используют для производства пенициллина а так же в пищевой промышленности.

Кристаллизация лактозы является важной операцией при производстве сгущенного молока. При нагревании молока до температуры выше 100 градусов, лактоза частично превращается в лактулозу. При температуре от 160-180 градусов молочный сахар кристаллизуется и водный раствор приобретает коричневую окраску. При нагревании молока при температуре выше 90 градусов происходит его потемнение, это реакция Майяра, с образованием меланаидина.

Целлобиоза- дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы, соединённых β-глюкозидной связью. Она построена так же, как и мальтоза, но тогда как мальтоза является α-гликозидом,целлобиоза представляет собой β-гликозид. Белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и в 45—48° спирте. Плохо растворима в 96° спирте и эфирах. Для целлобиозы характерны реакции с участием альдегидной (полуацетальной) группы и гидроксильных групп, может образовывать гликозиды со спиртами, аминами, другими моносахаридами. При кислотном гидролизе или под действием фермента β-глюкозидазы расщепляется с образованием 2 молекул глюкозы. Получают целлобиозу ферментативным гидролизом целлюлозы. В свободном виде целлобиоза содержится в соке некоторых деревьев.

Инверсия сахарозы: Сахароза является не восстанавливающийся сахар, поэтому методом бертрана её определить нельзя. Если провести инверсию, гидролиз сахарозы при кипечении с кислотй, то получим смесь глюкозы и фруктозы, который будет называтся инвертным сахаром. В природе процесс инверсии сахарозы происходит при участии фермента фруктофураназидазы(сахараза или инвертаза).

40. Крахмал: его свойства,строение полисахаридов крахмала.

Крахмал. С6Н10О5. Является важным полисахаридом растений. На 98% полисахариды и 2% жирные кислоты и остатки фосфорной кислоты.

Структурной единицей является мальтоза. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза. В растениях присутствует в виде гранул различных размеров и формы, самые крупные гранулы у картофелин, они имеют яйцевидную форму с правильными контурами, размером от 1 до 100мкм.

С размером крахмальных гранул связанна консистенция картофеля и его рассыпчатость при варке. При варки картофеля зёрна крахмала набухают, клетки содержащие крахмал становятся круглыми и легко отделяются друг от друга что придаёт картофелю рассыпчатость. В некоторых сортах разбухших крахмал разрушает стенки клеток, такой картофель при варке даёт полужидкую массу.

Крахмальные зёрна у злаковых одинаковых размеров. У кукурузы, овса и риса зёрна разного размера.

С йодом крахмал даёт реакцию синие окрашивание.

Крахмал - это сложный углевод который состоит из двух полисахаридов это амилоза и амилопектин. Амилоза имеет линейную структуру, в ней молекулы глюкозы соединены в цепочки, с гликозидной связью 1-4. Амилопектин имеет ветвистую структуру, и ответвления идут через 12 глюкоз. В прямой цепи гликозидная связь 1-4, в ответвлениях 1-6.

Амилоза с йодом даёт синюю окраску, а амилопектин красно-бурую.

Амилоза легко растворимая и даёт не вязкие растворы. Амилопектин растворяется только при нагревании под давлением, образует вязкий раствор.

41. Структурные полисахариды: целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества.

Целлюлоза(клетчатка)-(C12H22O11)n. Содержится в оболочках и цветковых пленках. Входит в состав любых клеток растений. В воде не растворяется. Растворима в концентрированных кислотах минеральных солей, щелочей и реактиве Швейцера. В желудке и кишечном тракте она не переваривается т.к. нет фермента, для ее гидролиза. Переваривается только в желудке жвачных животных, где живут бактерии которые являются ее ферментами. Высокая стойкость клетчатки обусловлена ее строением 60-70 молекул имеющих нитевидную структуру соединены в пучки которые называются мицеллами. Мицеллы образуют нитчатую структуру. Сама мицелла окружена средой которая называется матриксом.

Матрикс состоит из гемецеллюлозы и пектиновых веществ.

Структурной единицей целлюлозы является дисахарид – целобиаза.

При прорастании зерен, семян клетчатка выполняет функцию запасных питательных веществ. Под действием фермента она гидролизуется до целобиазы, которая в свою очередь под действием целюазы, гидролизуется до глюкозы.

Гемецеллюлоза (полуклетчатка) – вместе с пектиновыми веществами и лигнином заполняет каркас клеточных стенок.

Гемецеллюлозы делят на 3 группы:

-ксиланы (состоят из ксиноз)

-маннаны (сост. из манноз)

-галактаны (сост. из галактоз)

Так же не усваивается организмом человека, но процесс гидролиза легче чем у клетчатки. Гидролизующий фермент носит название – гемецеллобиаза. Содержится в плодовых и семечковых оболочках.

Пектиновые вещества – делятся на:

-протопектины

-пектиновые кислоты

-пектины

Пектиновые вещества вместе с целлюлозой и гемецеллюлозой образуют клеточные стенки растений. Основным структурным элементом является галактуроновая кислота, которая образуется из галактозы. Согласно международной классификации пектином называют водорастворимое вещество свободное от целлюлозы и состоящее из остатков полигалактуроновой кислоты.

Природный пектин состоит из сети пектиновых цепей, соединенных ионами металлов, карбоксильной и гидроксильной группами - протопетин

Протопектин переходит в растворимую форму-пектин, под действием фермента протопектиазы.

Важным свойством пектиновых веществ является образование студней и гелей, в присутствии органических кислот и сахара.

Это свойство используется в кулинарии и кондитерской промышленности. Пектиновые веществ играют важную роль при созревании, хранении и переработки овощей. Способны выводить тяжелые металлы из организма человека. Во время созревания плодов протопектины откладываются в клеточных стенках и постепенно накапливаются. В яблоках, грушах, сливах таких ягодах как смородина, крыжовник.

В процессе созревания протопектин превращается в пектин, содержание которого увеличивается в процессе хранения.