Полисахариды — это природные высокомолекулярные уг­леводы, макромолекулы которых содержат сотни и тысячи остатков моносахаридов.

Молекулы полисахаридов можно рассматривать как про­дукт поликонденсации моносахаридов. Общим для их строения является то, что остатки моносахаридов связываются за счет гликозидного гидроксила одной молекулы и спиртового гидро­ксила другой и т. д. Каждый остаток моносахарида связан с соседними остатками гликозидными связями.

Наибольшее значение из полисахаридов имеют крахмал, гли­коген (животный крахмал), клетчатка (целлюлоза). Все эти полисахариды состоят из молекул циклической глюкозы, раз­личным образом соединенных друг с другом. Их состав выража­ется общей формулой

(С₆Н₁₀О₅)_n

В отличие от моно- и дисахаридов, полисахариды не облада­ют сладким вкусом, не растворимы в воде.

Крахмал

Строение. Крахмал является неоднородным веществом. Он представляет собой смесь двух полисахаридов, различающихся числом элементарных звеньев и строением макромолекулярной цепи: амилоза имеет линейную структуру; амилопектин – имеет разветвленную структуру.

Физические и химические свойства. Крахмал представляет собой аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде; в горячей воде он набухает, образуя коллоидный раствор — клейстер.

Крахмал, подобно сахарозе, не дает реакции «серебряного зеркала» и не восстанавливает гидроксид меди (II).

Поскольку крахмал является высокомолекулярным многоатомным спиртом, он может вступать в реакции образования простых и сложных эфиров. Но эфиры крахмала не имеют практического значения.

Для крахмала характерно:

• 
  образование с раствором иода комплексного соединен синего цвета — качественная реакция на крахмал;
  

Эта реакция обусловлена наличием в крахмале амилозы. Амилопектин под действием иода окрашивается в фиолетов цвет.

• 
  способность последовательно (ступенчато) гидролизоваться. Сначала образуются обрывки цепей меньшей длины декстрины, затем мальтоза и далее конечный продукт глюкоза.
  

---

крахмал ^Н₂^О декстрин ^Н₂^О мальтоза ^Н₂^О глюкоза где m < n

(С₆Н₁₂О₅)n (С₆Н₁₂О₅)m С₁₂Н₂₂О₁₁ С₆Н₁₂О₆
Нахождение в природе. Крахмал широко распространен в природе. Он является одним из продуктов фотосинтеза. Часть глюкозы, образующейся в зеленых растениях при фотосинтезе, превращается в крахмал:

6СО₂ + 6Н₂О ^{фотосинтез} С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ nС₆Н₁₂О₆ ^{фотосинтез} (С₆Н₁₀О₅)_п + nН₂О,

глюкоза крахмал

или в общем виде:
6nСO₂ + 5nН₂O ^{фотосинтез} (С₆Н₁₀О₅)_n + 6nO₂,
который в качестве резервного питательного вещества накапли­вается в клубнях, плодах, семенах растений. Так, клубни карто­феля содержат до 24% крахмала, зерна пшеницы — до 64%, риса — 75%, кукурузы — 70%.
Получение и применение. Получают крахмал из клубней картофеля или из кукурузы и риса. Применяют его в пищевой промышленности в качестве загустителей и желирующих средств.

В кондитерском производстве крахмал перерабатывают в па­току (смесь декстринов и глюкозы), которую используют для приготовления джемов, мармелада, конфет и т. д. Глюкоза, по­лученная гидролизом крахмала, идет на производство этанола, молочной кислоты и других ценных продуктов. Он используется з медицине в качестве наполнителей (в мазях и присыпках), как клеящее средство.

Крахмал применяют для накрахмаливания белья. Под горя­чим утюгом происходит частичный гидролиз крахмала и пре­вращение его в декстрины. Последние образуют на ткани плот­ную пленку, которая придает блеск ткани и предохраняет ее от загрязнения.
Биологическая роль крахмала. Гликоген. Крахмал являет­ся ценным питательным продуктом и наряду с сахарозой основ­ным источником углеводов в организме человека. Он входит в состав хлеба и картофеля, круп, макаронных и кондитерских изделий. Непосредственно крахмал не усваивается организмом, он сначала подвергается гидролизу под влиянием ферментов. Этот процесс начинается уже при пережевывании пищи в полости рта под действием фермента слюны — птиалина

---

. При этом ощу­щается сладкий вкус, который не свойственен крахмалу, а обус­ловлен наличием декстринов. Последние, в отличие от крахма­ла, растворимы в воде. В пищеварительном тракте продолжает­ся гидролиз крахмала до глюкозы. Часть образующейся глюко­зы усваивается сразу организмом, а остальная часть (избыток ее) превращается в гликоген (животный крахмал).

Гликоген — полисахарид, по строению аналогичен амилопектину крахмала, но его молекулы более разветвлены и име­ют большую относительную молекулярную массу (от 1 до 15 миллионов). Гликоген накапливается в печени и мышцах. В организме человека и животных он является резервным пита­тельным веществом, как крахмал в растениях, который по мере необходимости гидролизуется до глюкозы.
Вопросы.

1. Объясните, почему мороженый картофель обладает сладким вкусом, а вареный клеящими свойствами.

2. Объясните, почему продукты, содержащие крахмал, подвергают действию высокой температуры (картофель варят, хлеб пекут).

3. Для установления спелости фрукта на него необходимо подействовать:

а) водой; б) щелочью; в) серной кислотой; г) раствором иода.

4. Распознайте растворы глюкозы, сахарозы и крахмала. Составьте пла опыта и уравнения реакций.

5. Осуществите следующие превращения:

крахмал —> глюкоза —> этанол —> оксид углерода (IV) —> глюкоза.

Вычислите количество вещества оксида углерода (IV), образующееся на третьей стадии, если было взято 243 г крахмала.

6. Составьте схемы реакций, которые нужно провести для получения глюконата кальция из крахмала.

7. Из одной тонны картофеля, содержащего 20% крахмала, получили 100 л этанола (р = 0,8 г/см³). Рассчитайте выход продукта реакции.
Целлюлоза

Строение. Целлюлоза (клетчатка), как и крахмал, являете природным полимером, структурной единицей которого является остаток циклической глюкозы. Эти вещества имеют одинаковую молекулярную формулу (С₆Н₁₀О₅)_n. Однако макромолекулы целлюлозы в отличие от крахмала:

— содержат большее число структурныхзвеньев (остатков глюкозы) — до 40 тысяч; их относительная молекулярная мае достигает нескольких миллионов;

• 
  имеют только линей­ную структуру (вид нитей);
  
• 
  соединены между со­бой водородными связями, в образовании которых уча­ствуют гидроксильные груп­пы остатков глюкозы. Это обеспечивает высокую меха­ническую прочность целлюлозы.
  

---

Физические и химические свойства. Различие в строении макромолекул крахмала и целлюлозы обусловливает некоторое различие их физических и химических свойств. Целлюлоза твердое волокнистое вещество белого или серого цвета, нерастворимое в воде и в обычных органических растворителях.

Термическое разложение целлюлозы. При нагревании древесины без доступа воздуха происходит разложение целлю­лозы с образованием: древесного угля, метана, метанола, ук­сусной кислоты, ацетона, воды и других веществ.

Целлюлоза, как и крахмал, не дает реакции «серебряного зеркала».

Нахождение в природе, биологическая роль, получение и применение целлюлозы. Целлюлоза еще более распространена в природе, чем крахмал. Она является строительным материа­лом растений, образуя в них оболочки клеток. Волокна хлопка, льна, конопли состоят, главным образом, из целлюлозы. В дре­весине ее содержится примерно 50%, в траве и зеленых листь­ях — до 25%. Целлюлоза так же, как и крахмал, образуется в зеленых растениях в процессе фотосинтеза.

Целлюлозу в промышленности выделяют из древесины. По­лучение целлюлозы сводится к отделению ее от других соедине­ний, присутствующих в древесине. Образцами почти чистой цел­люлозы являются вата, полученная из очищенного хлопка, и фильтровальная бумага.

В организмах многих животных и человека нет фермента, способного гидролизовать целлюлозу, поэтому она, в отличие от крахмала и гликогена, не усваивается и не может служить про­дуктом питания. Но такой фермент вырабатывается некоторыми микроорганизмами, живущими в желудках жвачных животных (коровы, овцы), некоторых насекомых (например, термитов), а также в почве. Указанные животные могут питаться целлюло­зой.

Большое значение имеет целлюлоза как источник глюкозы и узлового спирта. Ее используют в строительном и столярном деле и как топливо (древесина); в виде волокнистых материалов (лен, конопля, хлопок) она идет на изготовление тканей — хлоп­чатобумажных и льняных. Целлюлоза является сырьем для по­лучения бумаги и картона, искусственного шелка и корма для скота.
Вопросы.

1. Укажите: а) что общего в строении макромолекул крахмала и целлюлозы;

---

б) отличаются по строению макромолекулы целлюлозы от крахмала.

2. Рассчитайте, сколько звеньев С₆Н₁₀О₅ содержится в молекуле целлюлозы льняного волокна (М_г=5 900 000).

---

Смотрите также файлы

• Моделирование этапов настройки удаленного доступа средствами windows server 2016.pptx

• 1. понятие, функции и задачи криминалистики.docx

• Экзаменацонные вопросы для студентов медико профилактического факультета 32. 05. 01специальность.doc

• ызылорда облысы Шиелі ауданы. бділда Тжібаев ауылы.docx

• Доклад гендерная социализация. Изменение гендерных ролей в современном обществе.docx