Полісахариди Лекція 19(2 години)

План

1. Будова полісахаридів, поширення у природі та значення.

2. Крохмаль. Будова. Фізичні та хімічні властивості. Використання.

3. Целюлоза. Будова. Фізичні та хімічні властивості. Використання.

4. Окремі представники, їх значення.

5. Пектинові речовини. Будова, властивості і використання.

Ключові слова: високомолекулярна речовина, полісахариди, гомополісахариди, гетерополісахариди, крохмаль, амілоза, амілопектин, осахарювання, гідроліз, декстринізація, клейстеризація, целюлоза, ксантогенат, віскоза, ацетатний шовк, інулін, глікоген, галактуронова кислота, пектин, протопектин, камеді.

Література: [2] с. 75 - 87; [3] с. 345 – 368; 12 с. 31 - 48

1. Будова полісахаридів, поширення у природі та значення

Вищі полісахариди — високомолекулярні речовин, молекули яких містять сотні й тисячі залишків молекул моносахаридів, які зв’язані між собою оглікозид-глікозними зв’язками. Тому їх можна розглядати як поліглікозиди.

Полісахариди гідролізуються кислотами і ферментами на значно простіші цукри, аж до вихідних моноз. Ті з них, які гідролізуються з утворенням однієї монози, називаються гомополісахаридами. А якщо утворюється суміш двох і більше моносахаридів — гетерополісахариди. В утворенні полісахаридів можуть приймати участь як пентози, так і гексози. У першому випадку утворюються пентозани: арабани із арабінози, ксилани із ксилози і т. і., у другому випадку — гексозани. Гексозани мають найбільше значення для живих організмів. Найважливішими представниками гексозанів, побудованими із глюкози, є: крохмаль, глікоген, клітковина (або целюлоза); із фруктози — інулін. Їх загальна формула — .

2. Крохмаль. Будова. Фізичні та хімічні властивості крохмалю. Використання

Крохмаль є продуктом фотосинтезу. Він утворюється в зеленому листі рослин у вигляді зерен, які можна бачити в мікроскоп.

Крохмаль не є однорідною речовиною. Він являє собою суміш двох полісахаридів: амілози і /амілопектину. Вміст амілози в крохмалі різного походження складає від 15 до 25%, на долю амілопектину приходиться від 75 до 85%.

Амілоза — малорозгалужена молекула із ступінню полімеризації 1000—6000, що відповідає молекулярній масі 16000-1000000. Усі глюкозні залишки зв’язані між собою –1,4-глюкозидним зв’язком.

Амілоза має кристалічну будову, розчинна в гарячій воді, але із часом осаджується з розчинів. За даними рентгеноструктурного аналізу молекула амілози закручена в спіраль. У середині спіралеподібної молекули залишається канал діаметром біля 5 нм, в якому можуть розміщуватися відповідні за розміром молекули, утворюючи особливого типу комплекси – так звані «сполуки включення». Однією з таких сполук є сполука амілози з йодом, яка забарвлена в синій колір.

Приблизну будову амілози можна зобразити наступною формулою:

Амілопектин теж побудований із молекул глюкози -1,4-глюкозидними зв’язками, але ланцюги амілопектину сильно розгалужені. У точках розгалуження присутні 1,6-глюкозидні зв’язки. Між точками розгалуження в основному ланцюгу розміщується 20-25 глюкозних залишків. Молекулярна маса амілопектину порядку .

Крохмаль – малоактивна речовина в хімічному відношенні. Із йодом за рахунок амілози дає яскраво-синє забарвлення. Найважливішими хімічними властивостями крохмалю є: гідроліз, декстринізація і клейстеризація.

Гідроліз або осахарювання крохмалю може відбуватись під час нагрівання у присутності кислот, а також під впливом ферментів. Кінцевим продуктом гідролізу є глюкоза. Значення цих процесів. Використання крохмалю.

Декстринізація крохмалю – процес зміни крохмалю за умов нагрівання до 190C. За цих умов відбувається частковий гідроліз крохмалю з утворенням декстринів. Оскільки декстрини – значно простіші сполуки, ніж крохмаль, вони легше засвоюються організмом. Декстрини розчиняються у воді, мають солодкуватий смак. Процес декстринізації відбувається при випіканні хліба. На властивості крохмалю перетворюватися на декстрини засновується поширений у кулінарії технологічний прийом – смаження крупи і борошна в маслі (пасерування).

Клейстеризація крохмалю полягає в набуханні зерен крохмалю в умовах нагрівання його (або крохмалевмісного продукту) з водою, внаслідок чого руйнується у тій чи іншій мірі нативна структура зерна крохмалю і вода проникає в середину крохмального зерна.

Розрізняють два види клейстеризації: обмежене набухання — відбувається з частковим збереженням структури зерна крохмалю (набухання крупи при варінні), і необмежене, яке пов’язане з повним руйнуванням структури молекули крохмалю і утворенням колоїдного розчину — крохмального клейстеру. Здатність крохмалю до набухання широко використовується у хлібопеченні, харчовій промисловості (киселі, заварні креми тощо).