22.2.2. Невідновні дисахариди

У молекулах невідновних дисахаридів глікозидний зв'язок утво­рюється за рахунок напівацетальних гідроксильних груп обох мо­носахаридів. Такі дисахариди не мають у своєму складі вільного напівацетального гідроксилу, тому в розчинах вони існують тільки в циклічній формі, їх розчини не мутаротують і не виявляють від­новних властивостей. Невідновні дисахариди не дають реакцій по альдегідній групі та глікозидному гідроксилу. Вони здатні лише до утворення етерів та естерів. Представником невідновних дисаха­ридів є сахароза.

СН₂ОН

Сахароза (тростинний чи буряковий цукор). Молекула сахарози складається із залишків Х>-глюкози і Х)-фруктози. При цьому Р-глюкоза входить до складу сахарози у формі а-і)-глюкопірано-зи, а 2)-фруктоза — у формі 3-і)-фруктофуранози. Глікозидний зв'язок між а-І)-гдюкопіранозою і |3-І>-фруктофуранозою утворю­ється за рахунок напівацетальних гідроксилів обох молекул. ■

СН₂ОН

но

Н ОН₂С

он

■о-

або

СН₂ОН

НО

^н9 н но о 1.2-глі

глікозидний зв'язок

сн₂он

1

Он н

сахароза

Сахароза являє собою безбарвну кристалічну речовину, добре розчиняється у воді, має солодкий смак. Розчини сахарози оптич-

14 Органічна хімія

Глава 22 418

но активні, не мутаротують і не виявляють відновних властивос­тей. Під дією мінеральних кислот при нагріванні сахароза гідролі­зується з утворенням суміші /)-глюкози і І)-фруктози.

Гідроліз сахарози отримав назву інверсія, а суміш рівних кіль­костей /)-глюкози та 2)-фруктози, що при цьому утворюється, — це інвертний цукор. Він є основною складовою частиною бджоли­ного меду. У результаті гідролізу правообертальний розчин саха­рози стає лівообертальним. Це оптичне явище (зміна напрямку обертання) і назвали інверсією. Причина інверсії полягає в тому, що /)-фруктоза, яка утворюється, має значно більшу величину лі­вого обертання, ніж правообертальна 2)-глюкоза.

Сахароза міститься в цукровій тростині та цукровому буряці (17—20 %), з яких її здобувають промисловим методом. У фарма­ції сахароза необхідна для виготовлення порошків, сиропів, мікс­тур тощо.

У харчовій промисловості сахарозу одержують із цукрового бу­ряку (в ньому 16—20 % сахарози). Подрібнений буряк обробляють гарячою водою (цей розчин містить 12—15 % цукру). Домішки осаджують, обробляючи цукровий розчин вапняним молоком (Са(ОН)₂). Після фільтрування отримують розчин, який містить сахарозу і кальцій сахарат. Крізь нього пропускають вуглекислий газ — сахарати розчиняються; осад (СаС0₃) відфільтровують. Са­харозу, яка залишилася в розчині, відокремлюють (випаровуванням у вакуумі та центрифугуванням) у вигляді кристалів. Ці етапи пов­торюють кілька разів. У відходи йде в'язка маса, що не кристалізу­ється, — цукрова патока (меласа). Сахароза являє собою цукровий пісок, який підлягає рафінуванню (очищенню) та пресуванню.

22.3. Полісахариди

_І

До полісахаридів належать сполуки, молекули яких міс­тять більше десяти моносахаридних ланок, сполучених 0-глікозидним зв'язком.

Найчастіше полісахариди складаються з кількох сотень і на­віть тисяч моносахаридних залишків, які утворюють лінійні (а) або розгалужені (б) полімерні ланцюги (рис. 22.1).

Глікозидні зв'язки в полісахаридах звичайно утворюються за рахунок глікозидного гідроксилу одного і спиртового гідроксилу іншого моносахаридних залишків.

Вуглеводи

419

-о-оо-о-о-оо-о-о-

Рис. 22.1. Лінійні (а) та розгалужені (б) полімерні ланцюги полісахаридів

Шестичленне кільце в макромолекулах клітчатки та крохмалю не є плоским, а має форму «крісла» (як і у випадку циклогексану). Моделі обох полімерів можна зобразити так:

-о ^^^о — -о

Крохмаль. Крохмаль є основним джерелом резервної енергії в рослинах; міститься переважно в насінні, бульбах і коренях.

Крохмаль містить приблизно 20 % нерозчинної у воді фракції, яку називають амілозою, і близько 80 % розчинної фракції, що називається амілопектином. При поступовому кислотному та фер­ментативному гідролізі амілоза і амілопектин розщеплюються до декстринів (суміш полісахаридів з меншою молекулярною масою), подальший гідроліз яких приводить до утворення мальтози, а по­тім і)-глюкози:

(с₆н₁₀о₅)„

крохмаль або

(С₆Н₁₀О₅)_х

декстрини (х<п)

(С₆Н₁₀О₅)„ + (х - 1)Н₂0

мальтоза

~хС₆Н_]20₆

СбНі₂0₆ ії-глюкоза

Декстрини утворюються також при дії на крохмаль високих температур (випікання хліба, прасування накрохмаленої білизни).

Різниця в будові амілози і амілопектину зумовлена характером глікозидних зв'язків.

Амілоза — лінійний полімер, в якому /)-глюкопіранозні залиш­ки сполучені а-1,4-глікозидним зв'язком; складається з 200— 350 мономерних ланок: