51.Полисахариды второго порядка. Крахмал и гликоген как запасная форма полисахаридов.

Крахмал (С₆Н_|0О₅)„ является важнейшим представителем полисахаридов в растениях. Этот запасной полисахарид используется растениями как энергетический материал. Крахмал в животном организме не синтезируется, аналогичным запасным углеводом у животных является гликоген.

Крахмал в больших количествах содержится в эндосперме злаков — 65...85 % его массы, в картофеле — до 20 %.

Крахмал не является химически индивидуальным веществом. В его состав кроме полисахаридов входят минеральные вещества, в основном представленные фосфорной кислотой, липиды и высокомолекулярные жирные кислоты — пальмитиновая, стеариновая и некоторые другие соединения, адсорбированные углеводной полисахаридной структурой крахмала.

В клетках эндосперма крахмал находится в виде крахмальных зерен, форма и размер которых характерны для данного вида растения. Форма крахмальных зерен дает возможность легко распознать крахмалы различных растений под микроскопом, что используется для обнаружения примеси одного крахмала в другом, например при добавлении кукурузной, овсяной или картофельной муки к пшеничной.

Углеводная часть крахмала состоит из двух полисахаридов: амилозы и амилопектина.

В молекуле амилозы остатки глюкозы связаны гликозидными а1-4 связями, образуя линейную цепочку.

У амилозы различают восстанавливающий конец (А) и невосстанавливающий (В).

Амилопектин представляет собой разветвленный компонент крахмала. Он содержит до 50000 остатков глюкозы, соединенных между собой главным образом al-4 гликозидными связями (линейные участки молекулы амилопектина). В каждой точке разветвления молекулы глюкозы (a-D-глюкопиранозы) образуют al-6 гликозидную связь, которая составляет около 5 % общего числа гликозидных связей молекулы амилопектина.

Фитогликоген (растительный гликоген) содержится в зерне кукурузы. По строению он близок к запасному полисахариду животных организмов — гликогену, получившему название растительного гликогена или фитогликогена. Фитогликоген имеет более высокую степень ветвления, чем амилопектин, около 10% его связей — это а1-6 связи, тогда как у амилопектина таких связей около 5 %.

Инулин относится к запасным полисахаридам растений. Он представляет группу молекулярных форм приблизительно одинакового размера. Его молекула содержит 30...35 моносахаридных остатков с общей молекулярной массой 4,9...5,7кДа. По химическому строению это фруктозаны — полимеры p-D-фруктофуранозы, соединенные гликозидными р2-»1 связями

52. Целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества. Их свойства и ферментативный гидролиз. Целлюлоза — полисахарид второго порядка, является основным компонентом клеточных стенок. Целлюлоза состоит из остатков Р-Х)-глюкозы, соединенных между собой β1→4 гликозидной связью. Среди других полисахаридов, из которых состоит клеточная стенка растений, она относится к микрофибриллярным полисахаридам, так как в клеточных стенках молекулы целлюлозы соединены в структурные единицы, получившие название микрофибрилл. Последняя состоит из пучка молекул целлюлозы, расположенных по ее длине параллельно друг другу.Содержание целлюлозы в растениях колеблется в широких пределах: в волокнах хлопчатника 90 %, древесине 50, листьях табака 10, се-мснах&аковых культур 3...5, подсолнечника 2, ягодах винограда 1 %.Целлюлоза не растворяется в воде, но в ней набухает. Свободные гидроксильные группы способны замещаться на радикалы — метильный-СН₃ или ацетальныйс образованием простой или сложноэфирной связи.У большинства животных и человека целлюлоза не переваривается в желудочно-кишечном тракте, так как в их организме не вырабатывается целлюлаза - фермент, гидролизующийβ1→4 гликозидную связь. Этот фермент синтезируется различного рода микроорганизмами, вызывающими гниение древесины. Целлюлозу хорошо переваривают термиты, потому что в их кишечнике живут симбиотические микроорганизмы, вырабатывающие целлюлазу.Промышленное значение целлюлозы огромно — производство хлопчатобумажных тканей, бумаги, деловой древесины и целый ряд химических продуктов, в основе которых лежит переработка целлюлозы.Гемицеллюлозы — полисахариды второго порядка, образующие вместе с пектиновыми веществами и лигнином матрикс клеточных стенок растений, заполняющий пространство между каркасом стенок, сложенных из целлюлозных микрофибрилл.Гемицеллюлозы подразделяют на три группы: ксиланы, маннаны и галактаны.Ксиланы образованы остатками D-ксилопиранозы, соединенными связями β1→4 в линейную цепь. Семь из каждых десяти ксилозных остатков ацетилированы по СЗ и редко по С2. К некоторым ксилозным остаткам присоединена 4-о-метил-α-D-глюкуроновая кислота через гликозиднуюα1→2 связь.Маннаны состоят из основной цепи, образованной из β-D-манно-пиранозныхи β-D-аминопиранозных остатков, связанных гликозид- нымиβ1→4 связями. К некоторым остаткам маннозы основной цепи β1→6 связями присоединены единичные остаткиβ-D-галактопиранозы. Гидроксильные группы при С2 и СЗ некоторых остатков маннозыацетилированы.Галактаны состоят из β-галактопиранозных остатков, соединенных β1→4 связями в основную цепь. К ним по С6 присоединены дисахариды, состоящие из D-галактопиранозы и L-арабофуранозы.Пектиновые вещества представляют собой группу высокомолекулярных полисахаридов, которые вместе с целлюлозой, гемицеллюлозой и лигнином образуют клеточные стенки растений.Основным структурным компонентом пектиновых веществ служит галактуроновая кислота, из которой строится главная цепь; в состав / боковых цепей входят арабиноза, галактоза и рамноза. Часть кислотных групп галактуроновой кислоты этерифицирована метиловым спиртом, часть существует в виде солей.Различают также пектиновые кислоты — высокомолекулярные полигалактуроновые кислоты, небольшая часть карбоксильных групп у которых этерифицирована метиловым спиртом. Соли пектиповых кислот называют пектинатами. Если пектин полностью де-метоксилирован, то их называют пектовыми кислотами, а их соли — пектатами.Пектинрвые вещества — это физические смеси пектинов с сопутствующими веществами — пентозанами и гексозанами.