Олигосахариды

Олигосахариды иначе называются сахароподобными сложными углеводами, т.к. это кристаллические вещества, легко растворимые в воде, часто обладающие сладким вкусом. В зависимости от числа молекул моносахаридов, образующихся при их гидролизе, олигосахариды подразделяют на дисахариды, трисахариды, тетрасахариды и т.д.

Дисахариды – природные вещества, которые находятся в плодах, овощах и образуются при частичном гидролизе полисахаридов. Существуют так же и синтетические методы их получения. В клетках и биологических жидкостях дисахариды находятся как в свободном виде, так и в составе смешанных белковых комплексов. Все дисахариды строятся как гликозиды, т.е. молекула воды выделяется при взаимодействии двух ОН-групп молекул моносахаридов с обязательным участием полуацетального (гликозидного) гидроксила. По строению и химическим свойствам дисахариды делят на два типа.

Соединения первого типа – это дисахариды, образующиеся за счёт выделения воды из полуацетального гидроксила одной молекулы моносахарида, и одного из спиртовых гидроксилов другой. Эти сахариды имеют один полуацетальный гидроксил. По свойствам они аналогичны моносахаридам, в частности, они могут восстанавливать такие окислители, как оксиды серебра и меди, и поэтому их называют восстанавливающими дисахаридами. Дисахарид восстанавливающего типа рассматривают как моносахарид, в котором один спиртовой атом водорода замещён гликозидным остатком.

Соединения второго типа образуются так, что вода выделяется за счёт полуацетальных гидроксилов обоих моносахаридов. В дисахаридах этого типа нет полуацетального гидроксила, и они называются невосстанавливающими дисахаридами.

Восстанавливающие дисахариды

Благодаря наличию в молекулах дисахаридов этого типа полуацетального гидроксила они так же, как моносахариды способны к таутамерным превращениям. Это проявляется в мутаротации растворов (изменение оптической активности, т.е. угла вращения плоскости поляризации света с течением времени).

Важнейшие из восстанавливающих дисахаридов – мальтоза и лактоза.

Мальтоза (солодовый сахар) – представляет собой замещённую D-лактозу, содержащую в положении 4 остаток ,D-глюкопиранозы, и поэтому мальтоза называется 4-(,D-глюкопиранозил)-D-лактозой. Для мальтозы возможны циклические (,) и открытая (оксикарбонильная) таутомерные формы.

Мальтоза (солодовый сахар) широко распространена в растительных и животных организмах. В промышленности её получают неполным гидролизом крахмала ферментами, содержащимися в солоде, т.е. в простых зёрнах злаков. Мальтоза выделена в кристаллическом состоянии, она хорошо растворима в воде, сбраживается дрожжами. В результате гидролиза мальтоза расщепляется на две молекулы глюкозы.

Лактоза (молочный сахар) представляет собой замещенную D-глюкозу, содержащую в положении 4 остаток ,D-галактопиранозы, а именно 4-(,D-галактопиранозил)-D-глюкозу, содержит -гликозидную связь. При гидролизе лактоза расщепляется на глюкозу и галактозу.

Лактозу получают из молока: в коровьем молоке содержится до 5% лактозы, женское молоко содержит до 8,5% лактозы. В женском молоке лактоза связан с сиаловой кислотой, которая подавляет рост кишечных болезнетворных бактерий. С этим связаны целебные свойства грудного молока. Лактоза – компонент сложных липидов (ганглиозидов), входящих в состав ткани мозга и нервных волокон. Лактоза отличается от других сахаров отсутствием гигроскопичности: она не отсыревает. Молочный сахар применяют как фармацевтический препарат и как питание для грудных детей.

Химические свойства восстанавливающих дисахаридов

Будучи по своему строению гликозидами, дисахариды в присутствии кислот и ферментов легко гидролизуются с образованием двух молекул моносахаридов. Восстанавливающие дисахариды вступают в те же химические реакции, что и моносахариды: они мутаротируют в растворах, восстанавливаются до многоатомных спиртов, окисляются мягкими окислителями и гликобионовые кислоты проявляют свойства полуацеталей. Дисахариды являются многоатомными спиртами, а поэтому они растворяют гидроксид меди (II) с образованием синего окрашивания (качественные реакции на многоатомные спирты), образуют простые и сложные эфиры.

1. реакция полуацетального гидроксила.

2. реакция окисления мягкими окислителями.

3. реакция этерификации (фосфорилирования)

Невосстанавливающие дисахариды

Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар). Названия возникают в связи с её получением: либо из сахарной свеклы, либо из сахарного тростника. Тростниковый сахар был известен за много столетий до нашей эры. Лишь в середине 18 века этот сахарид был обнаружен в сахарной свекле и только в начале 19 века он был получен в производственных условиях. Сахароза очень распространена в растительном мире, лисья и семена всегда содержат небольшие количества сахарозы. Она содержится также и в плодах (абрикосах, персиках, грушах, ананасах). Её много в пальмовом и кленовом соках, кукурузе. Это наиболее известный и широко распространённый сахар.

В состав сахарозы входит разные молекулы моносахаридов:

1. ,D-глюкопираноза

2. ,D-фруктофураноза:

тип связи 1,2-гликозидная

Оба моносахарида присутствуют в построении молекул сахарозы своими полуцетальными гидроксилами, т.е. у неё нет свободного полуацетального гидроксила.