Таутомерия мальтозы:
Таутомерия является химической основой мутаротации - изменения во времени величины угла вращения плоскости поляризованного света. Соединения II типа (сахароза) образуется за счет выделения воды при участии полуацетальных гидроксилов обоих моносахаридов. Отсутствие свободной полуацетальной группы свидетельствует об отсутствии восстановительной способности.
Невоссанавливающие дисахариды
Сахароза (тростниковый сахар, свекловичный сахар).
Схема образования сахарозы:
Сахароза не дает - и -аномеров, не претерпевает мутаротации.
Химические свойства восстанавливающих дисахаридов.
В присутствии кислот или ферментов восстанавливающие дисахариды легко гидролизуются с образованием двух молекул моносахаридов:
α-мальтоза
α,
D-глюкопираноза
α-целлобиоза
α, D-глюкопираноза
2) Реакции окисления и восстановления
Восстанавливающие дисахариды окисляются мягкими окислителями до соответствующих карбоновых кислот: при окислении мальтозы образуется мальтобионовая кислота; при окислении лактозы – лактобионовая кислота и т.п.
При восстановлении дисахаридов образуются соответствующие спирты:
мальтозит
3) Восстанавливающие дисахариды проявляют свойства полуацеталей, образуя гликозиды со спиртами:
α-лактоза
Метил-α,D-лактопиранозид
4) Как многоатомные спирты восстанавливающие дисахариды растворяют гидроксид меди (II) с образованием хелатов синего цвета:
Химические свойства невосстанавливающих дисахаридов
Инверсия сахарозы
При кислом гидролизе сахарозы или при действии инвертазы образуются равные количества D(+)-глюкозы и D(-)-фруктозы.
сахароза
глюкоза
фруктоза
При гидролизе сахарозы происходит изменение знака удельного угла вращения [] с положительного на отрицательный, поэтому процесс называют инверсией. Смесь D(+)-глюкозы и D(-)-фруктозы называют инвертным сахаром. Инвертный сахар используется в кулинарии.
2) Как многоатомный спирт сахароза растворяет гидроксид меди (II) с образованием хелата синего цвета.
Полисахариды (полиозы) – углеводы полимерного характера, построенные из остатков моносахаридов, соединенных гликозидной связью.
По количеству остатков моноз различают – олигосахариды (2-10 остатков) и полисахариды (до нескольких тысяч моноз).
Гомополисахариды (гомогликаны) состоят из остатков одного моносахарида. Гетерополисахариды (гетерогликаны) состоят из остатков различных моносахаридов.
Полисахариды составляют основную часть массы органических веществ в биосфере планеты, при этом выполняют две важнейшие функции в живых организмах:
1) энергетический резерв;
2) структурный компонент клеток и тканей.
Крахмал. Резервный полисахарид растений, накапливается в виде зерен в клетках семян, луковиц, листьев, стеблей. В картофеле содержатся 17-24, в хлебе 60-75, в рисе 90-99% крахмала. Крахмал представляет собой белое аморфное вещество, нерастворимое в холодной воде, эфире, этаноле. Крахмал это смесь амилозы и амилопектина, которые построены из остатков α-D-глюкопиранозы.
Амилоза – линейный полисахарид, связь между остатками D-глюкозы – α(1→4)- гликозидная. Форма цепи – спиралевидная, один виток спирали содержит 6 остатков D-глюкозы. Амилозы в крахмале – 15-25%.
М = от 150 тысяч (рис, кукуруза)
М = от 500 тысяч (картофель)
Амилопектин – разветвленный полисахарид, связи между остатками D-глюкозы – α(1→4)-гликозидная в основной цепи и α(1→6)-гликозидная в точках разветвления. Между точками разветвления располагаются 20-25 глюкозных остатков. Содержание амилопектина в крахмале – 75-85% .
Мировое производство крахмала составляет около 20 млн. тонн в год. Например, из крахмала ферментативно получают этанол, бутанол, ацетон, лимонную и молочную кислоты, глицерин.
Гликоген. Резервный полисахарид печени и мышц человека, животных, некоторых бактерий и грибов. По строению подобен амилопектину, но имеет более разветвленное строение: между точками разветвления располагается 10-12 (иногда 6) глюкозных остатков.
Целлюлоза. Структурный полисахарид растений. Построен из остатков β-D-глюкопиранозы, характер соединения β(1→4). Содержание целлюлозы, например, в хлопчатнике – 90-99%, в лиственных породах – 40-50%. Полисахаридные цепи целлюлозы вытянуты и уложены пучками, удерживаются с помощью водородных связей. Пучки сплетены в веревки, которые группируются в волокна. Волокна составляют основу древесины.