Олигосахариды. Олигосахариды являются полимерными углеводами, содержащими обычно от двух до десяти остатков моносахаридов

Олигосахариды являются полимерными углеводами, содержащими обычно от двух до десяти остатков моносахаридов, соединенных гликозидной связью и характеризующихся сравнительно невысокой молекулярной массой. Большинство олигосахаридов оптически активны, хорошо растворимы в воде, легко кристаллизуются и, как правило, имеют сладкий вкус.

Дисахариды – наиболее распространенные олигосахариды (эмпирическая формула С12Н22О11). Остатки моносахаридов в молекулах дисахаридов могут быть соединены двумя полуацетальными гидроксилами или полуацетальным гидроксилом одного моносахарида и любого другого гидроксила. Дисахариды, у которых остаток моносахарида присоединяется к гликозидному радикалу основного моносахарида по месту своего гликозидного гидроксила, называют гликозидо-гликозидами, а тип связи между моносахаридами – гликозидо-гликозидным. По этому типу построена трегалоза.

У дисахаридов типа трегалозы оба (1-1) гидроксила используются для образования гликозидной связи между остатками моносахаридов, поэтому они не дают реакций, свойственных альдегидной или кетонной группе, т.е. не окисляются, не восстанавливаются, не мутаротируют и т.д.

Если молекула дисахарида образуется из двух молекул моносахаридов посредством кислородного мостика от гликозидного гидроксила одного моносахарида к любому другому гидроксилу (чаще возле четвертичного атома углерода), то такой дисахарид называется гликозидо-глюкозидом, а тип связи - гликозидо-глюкозидным. По этому типу построена мальтоза. Для дисахаридов типа мальтозы характерны реакции на альдегидные или кетонные группы, они обладают восстановительными свойствами, возможна кольчато-цепная таутомерия. Основными представителями дисахаридов являются сахароза, мальтоза, лактоза, целлобиоза.

Сахароза – свекловичный или тростниковый сахар (α-глюкопиранозил-1,2-β-фруктофуранозид). Он состоит из α-D-глюкозы и β-D-фруктозы. В отличие от большинства дисахаридов сахароза не является редуцирующим сахаром, поскольку оба атома углерода (1-й и 2-й) участвуют в образовании гликозидной связи.

Сахароза один из самых распространенных в природе и практически наиболее важных дисахаридов. Ее много в стеблях, корнях, клубнях и плодах растений, а в корнеплодах сахарной свеклы накапливается до 24%, в стеблях сахарного тростника – около 20%. Сахароза сладкая на вкус, хорошо растворяется в воде. Она вращает плоскость поляризованного луча вправо на 66,5^о. Поскольку получающиеся при гидролизе сахарозы гексозы имеют противоположные углы удельного вращения (глюкоза +52,5^о, фруктоза – 92^о), суммарный угол вращения после гидролиза становится отрицательным. Поэтому сам процесс расщепления сахарозы на глюкозу и фруктозу назван инверсией сахара, а гидролизованная сахароза – инвертным сахаром. Под влиянием специфических микроорганизмов сахароза подвергается спиртовому, молочно-кислому, масляно-кислому и другим видам брожения.

Лактоза – молочный сахар (β-галактопиранозил-1→4-α-глюко-пираноза). Содержится в молоке животных и человека, найдена в пыльцевых трубочках некоторых растений. Состоит из α-глюкозы и β-галактозы, а связь между ними образуется за счет полуацетального гидроксила – галактозы – и спиртового гидроксила четвертого атома глюкозы. Лактоза обладает восстанавливающими свойствами. Равновесная смесь ее α- и β-форм имеет удельное вращение +52,2^о. Лактоза хорошо усваивается организмом. В тонкой кишке под влиянием фермента лактазы (β-галактозидазы) она расщепляется на глюкозу и галактозу.

Мальтоза – солодовый сахар (α-глюкопиранозил-(1→4)-α-глюкопираноза) относится к дисахаридам типа гликозидо-глюкоз. Состоит из двух остатков молекул глюкозы и обладает восстанавливающими свойствами, т.к. связь между молекулами образуется благодаря взаимодействию полуацетального гидроксила одной и (обычно) спиртового гидроксила, находящегося у четвертого атома углерода, второй глюкозы, вследствие чего один полуацетальный гидроксил остается свободным.

Мальтоза в свободном состоянии не встречается. Она является промежуточным продуктом распада полисахаридов (крахмала и гликогена) под действием ферментов амилаз. Водные растворы мутаротируют. Равновесный угол удельного вращения мальтозы равен +136^о. под действием фермента мальтазы она гидролизуется с образованием двух молекул α-глюкозы.

Трегалоза – грибной сахар (α-глюкопиранозил-(1→1)-α-глюкопиранозид), найдена в грибах, спорынье, водорослях, гемолимфе многих насекомых. состоит из двух остатков D-глюкозы, соединенных между собой полуацетальными гидроксилами, вследствие чего не обладает восстанавливающими свойствами; угол удельного вращения +178,3^о. При гидролизе дает две молекулы α-глюкозы:

Целлобиоза (β-глюкопиранозил-(1 → 4)-глюкопираноза образуется при ферментативном гидролизе целлюлозы при участии фермента, продуцируемого микроорганизмами – целлюлазы. Состоит из двух остатков β-глюкозы, характеризуется наличием β-1,4-глюкозидной связи и обладает восстановительными свойствами. Оптически активна. Угол удельного вращения +34,6^о.

Трисахариды. Наиболее распространенными трисахаридами являются:

Мелицитоза – представитель нередуцирующих трисахаридов. Состоит из двух остатков глюкозы и одного – фруктозы. Мелицитоза содержится в соке некоторых хвойных деревьев (лиственницы, сосны).

Раффиноза (мелитриоза) состоит из остатков α-галактозы, α-глюкозы и β-фруктозы. В связи с тем, что все полуацетальные гидроксильные группы связаны, она является нередуцирующим углеводом. Большое количество раффинозы содержится в сахарной свекле, семенах хлопка, некоторых морских водорослях, грибах и других растениях. Раффиноза поддается гидролизу двумя ферментами: сахарозой и галактозидазой.

Генцианоза – трисахарид, состоящий из остатка фруктозы и двух остатков глюкозы. Она является нередуцирующим галактоглюкозидо-фруктозидом. Генцианозы много в корнях горечавки, в стеблях некоторых растений.

Тетрасахариды. Типичным представителем нередуцирующих тетрасахаридов является стахиоза ( состоит из двух остатков галактозы, одной молекулы глюкозы и одной – фруктозы. Она не содержит ни одного свободного редуцирующего гидроксила и не обладает восстановительными свойствами. Стахиоза содержится в относительно больших количествах в луковицах и корнях некоторых растений, а также в семенах бобовых.