14.3. Полісахариди

Полісахариди – високомолекулярні нецукроподібні природні вуглеводи. Такі біополімери є продуктами конденсації великої кількості моносахаридів. Залишки моносахаридів сполучені глікозидними зв’язками. Їх розділяють на гомо (грец. гомос – рівний) і гетеро (грец. гетерос – різний) полісахариди.

Гомополісахариди представлено пентозанами (C5H8O4)n і гексозанами (C6H10O5)n. Останні включають такі життєво важливі поліглікозиди, як крохмаль, клітковину, глікоген, інулін, хітин, пектинові речовини. До складу молекул гетерополісахаридів, крім вуглеводної частини, входять невуглеводні компоненти (залишки спиртів, органічних і мінеральних кислот, амінів тощо). Вони поділяються на глікозаміноглікани і глікополісахариди. Розрізняють кислі (хондроітинсульфатна кислота, гіалуронова кислота, гепарин, дерматан, каратан) і нейтральні (молекули побудовані із залишків нейрамінової та сіалових кислот) глікозаміноглікани. Глікополісахариди об’єднують пектинові речовини, агар-агар, геміцелюлозу, гуміарабік, декстрини, полісахаридні комплекси мікроорганізмів і деякі інші вуглеводи.

Кожен із полісахаридів має власні джерела знаходження в природі, способи одержання, фізичні та хімічні властивості, характерний біосинтез і біологічне значення.

Практичне значення полісахаридів

Крохмаль – полісахарид, який використовується в медицині для приготування присипок, мазей, паст, а також як лікарський засіб при деяких шлунково-кишкових хворобах.

Клітковина (целюлоза) – полісахарид, який використовується в текстильній промисловості для виробництва бавовняних і льняних виробів. Її використовують для отримання паперу, штучного шовку, целофану, пластмас, фотоплівок, колодію, для виробництва лаків, вибухових речовин.

Ряд похідних полісахаридів виконують дуже важливі фізіологічні функції. Так, гепарин синтезується в печінці і запобігає зсіданню крові, попереджує розвиток тромбозів, приймає участь у регуляції обміну ліпідів; гіалуронова кислота – складова частина сполучної тканини, міститься в склоподібному тілі, суглобовій рідині; хондроітинсульфат – складова частина хряща, міститься в шкірі, рогівці, склері, кістках.

180

ОБЛАДНАННЯ ТА МАТЕРІАЛИ: пробірки, стакани, піпетки, мікропіпетки, колбочки на 50 мл, мірний циліндр на 25 мл, пластинки «Силуфол», хроматографічна камера, планіметр, пульверизатор, сушильна шафа, крохмаль, бавовна, фарфорові чашки, білий та сірий папір.

РЕАКТИВИ: 10 %-ий розчин та концентрованаH2SO4, 10 %-ий розчин NaOH; 25 %-ий розчин амоніаку; розчин йоду в калій йодиді(10 г йоду і 50 г калій йодиду в 200 мл води, потім добавити води до 1 л), реактив Фелінга; 1 %-ий розчин феніламоній гідрогенсульфату, суміш бута- нолу-ацетону-води (4:5:1), нафторезорциновий реактив (рівні об’єми 20 %-го водного розчину трихлороцтової кислоти і0,2 %-го спиртового розчину нафторезорцину)

ДОСЛІД 1. КОЛЬОРОВА РЕАКЦІЯ НА КРОХМАЛЬ

У пробірку наливають 3…4 мл розчину крохмалю і додають 1…2 краплі розчину йоду в калій йодиді. Виникає темно-синє забарвлення. За нагрівання рідини забарвлення зникає, а при охолодженні– виникає знову. Причиною виникнення синього забарвлення слід вважати утворення молекулярних сполук включення йоду в ланцюг амілози.

ДОСЛІД 2. РЕАГУВАННЯ КРОХМАЛЮ НА РЕАКТИВ ФЕЛІНГА

У пробірку наливають 5 мл розчину крохмалю і 1 мл реактиву Фелінга. Суміш нагрівають. При цьому її синє забарвлення не змінюється або злегка зеленіє, що свідчить про відсутність у молекулі крохмалю вільних альдегідних груп.

ДОСЛІД 3. КИСЛОТНИЙ ГІДРОЛІЗ КРОХМАЛЮ

Крохмаль – високомолекулярна речовина, молекули якої утворені з великої кількості молекул D-глюкози в a-піранозній формі, сполучених за мальтозним типом (1,4–сполучення).

Фрагмент молекули крохмалю:

Кислотами за умов нагрівання крохмаль поступово гідролізується.

181

Схема гідролізу крохмалю:

10 мл 10 %-го розчину сульфатної кислоти. Суміш, поступово нагріваючи, кип’ятять протягом 20 хв. При цьому на початку, в середині, а також у кінці нагрівання відливають зі стакана в окремі пробірки приблизно по 1 мл гарячої рідини, швидко охолоджують її у воді, додають по одній краплі розчину йоду в калій йодиді і ставлять до штатива. В пробірках із

йодом відбувається поступова зміна забарвлення розчину від синього через лілове та фіолетове до червоного в результаті гідролізу молекул крохмалю з утворенням декстринів, молекулярна маса яких поступово зменшується. Коли чергова проба з йодом вже не дає забарвлення, розчин, що залишився в стакані, охолоджують, відливають у пробірку, нейтралізують розчином лугу і нагрівають із реактивом Фелінга. Поява червоного осаду купрум(І) оксиду свідчить про повний гідроліз крохмалю до глюкози.

ДОСЛІД 4. КИСЛОТНИЙ ГІДРОЛІЗ КЛІТКОВИНИ (ЦЕЛЮЛОЗИ)

Клітковина – високомолекулярна речовина, молекули якої утворені з великої кількості молекул D-глюкози в b-піранозній формі.

Фрагмент молекули клітковини:

n

За нагрівання целюлози з кислотами відбувається поступовий гідроліз:

182