Фрагмент молекули амілози

Глава 34 654Г

Молекулярна маса амілози становить приблизно 150 000—600 000. її молекули гнучкі і можуть набувати різних просторових форм. У присутності комплексоутво-рювачів, наприклад йоду, вона може існувати у вигляді спіралі, у кожному витку якої міститься шість залишків глюкози. Розмір внутрішньої порожнини спіралі до­зволяє розміститися в ній молекулі йоду, що приводить до утворення забарвленого в синій колір комплексу. На цій властивості ґрунтується використання крохмалю у фармацевтичному аналізі як індикатора.

«Солодкі» органічні молекули

Для більшості людей слово «цукор» асоціюється з цукерками, тортами, тістечками, десертами та іншими солодощами. У ході вивчення механізмів смаку був запропонований ряд моделей. Одна з них базується на тому, що «солодкі» молекули містять електронодо-норні й електроноакцепторні групи, здатні утворювати водневі зв'язки. Аналогічні групи має містити і рецептор солодкого смаку. Найбільш точною моделлю такого рецептора є восьмиточкова модель, яка припускає наявність восьми взаємодій типу водневих зв'язків і вандерваальсових сил між «солодкою» молекулою і рецептором. Не кожна «солодка» мо­лекула забезпечує максимальне число взаємодій з рецептором солодкого смаку. Саме цей фактор і визначає інтенсивність солодкого смаку.

Солодкий смак властивий значній частині простих вуглеводів. якщо інтенсивність солодкого смаку сахарози умовно прийняти за 1,0, то для лактози вона складає 0,16, глю­кози — 0,75, а фруктози — 1,75!

Надлишкове вживання вуглеводів призводить до ожиріння, серцево-судинних захво­рювань, цукрового діабету, карієсу тощо. Значно знизити калорійність раціону людини дозволяють синтетичні замінники цукру (у дужках наведена інтенсивність солодкого смаку порівняно із сахарозою).

Н N^7—СК ОН О НН₃С,СН₃

і її \=/ її і її і X

НООС—СН₂— гЧ—С НООС—СН₂— СН—С—14— СН — С—N—^8

у-і^^^^і ічн₂ сн₃ н₃с сн₃

сакронова кислота (200 000) алітам (2000)

он о

II І II

о ноос—сн₂— сн—с—іч— сн—с—осн₃

о

калій ацесульфам (200) аспартам (180)

Проте відомо, що синтетичні підсолоджувачі порівняно з природними більш токсичні. Одним з перспективних рослинних підсолоджувачів, відкритих порівняно недавно, є гер-нандулцин.

сн₃— с=сн— сн₂— сн₂— сн—\)— сн₃

СН₃ ОН </~

гернандулцин (1000)

ВУГЛеВОДи

амілопектин

Амілопектин — полімер розгалуженої структури, що може мати приблизно 600—5000 залишків D-глюкози в молекулі. Молекулярна маса амілопектину до­сягає 1—6 млн. Усі ланцюги полісахариду — основний і бічні — побудовані од­нотипно: залишки глюкози в них сполучені а-1,4-глікозидним зв'язком. Бічні відгалуження сполучені з основним ланцюгом а-1,6-глікозидним зв'язком. Між двома сусідніми точками розгалуження основний ланцюг містить 20—25 моно-сахаридних залишків:

СН₂ОН

н он/ н он_о

н он

фрагмент молекули амілопектину

У зв'язку з наявністю великої кількості відгалужень молекула амілопектину не здатна набувати конформації спіралі та зв'язує йод лише в незначній кількості з утворенням червоного забарвлення.

Крохмаль слугує основним джерелом вуглеводів у харчовому раціоні людини. Фермент амілаза, що міститься в слині, розщеплює а-глікозидні зв'язки крохма-

Глава 34

лю до декстринів і частково — до мальтози, подальший розпад яких до глюкози відбувається в кишечнику. У фармації крохмаль використовується у виробництві таблеток, а також для виготовлення присипок і паст.

Глікоген (тваринний крохмаль). якщо в біль­шості рослин резервним полісахаридом є крох­маль, то у тваринних організмах цю функцію виконує глікоген. цей полісахарид забезпечує організм глюкозою при підвищених фізичних на­вантаженнях і в перервах між прийманням їжі.

Глікоген побудований аналогічно амілопек­
тину, але є ще більш розгалуженою структурою.
Зв'язок глюкопіранозних залишків в основному
і бічних ланцюгах а-1,4, а в місцях розгалужен-
глікоген ня — а-1,6. Між точками розгалуження міститься

10—12, рідше — 2—4 моносахаридних залишки.

Молекулярна маса глікогену може досягати 100 млн і вище. На відміну від біль­шості інших резервних полісахаридів глікоген добре розчинний у воді.

Сильна розгалуженість ланцюгів глікогену сприяє атаці його ферментами з різ­них боків одночасно. ця обставина приводить до надзвичайно високої швидкості розщеплення полісахариду і, відповідно, можливості майже миттєвої мобілізації його енергетичних запасів.

Найбагатші на глікоген печінка та м'язи.

Целюлоза. широко розповсюджений у природі полісахарид як складова час­тина оболонок рослинних кліток. До складу деревини входить від 50 до 70%, а до складу бавовни — до 98% целюлози. Молекула целюлози — це лінійний ланцюг, який складається з залишкі вD-глюкопіранози, сполучених між собою |3-1,4-глікозидним зв'язком:

н он н он н он

фрагмент молекули целюлози

СН₂ОН

Н он

Молекулярна маса целюлози коливається від 250 000 до 1 000 000 при вмісті не менше 1500 залишків глюкози.

целюлоза не розчиняється у воді і звичайних органічних розчинниках, але розчиняється в аміачному розчині купрум(II) гідроксиду (реактив швейцера) і концентрованому розчині цинк хлориду.

Гідроліз целюлози здійснюється при нагріванні в присутності сульфатної кис­лоти:

(С₆Н₁₀О₅)_й

целюлоза

амілоїд (х<п)

^С12^Н22°11

целобіоза

с₆н₁₂о₆

Д-глюкоза

ВУГЛеВОДи

людина і вищі тварини не мають ферменту, який гідролізував би |3-глікозидні зв'язки целюлози, проте вона необхідний баластний компонент їжі, що поліпшує травлення.

Молекула целюлози має строго упорядковану конформацію «твердий стри­жень», у якій глюкопіранозні залишки розташовані лінійно.

^н сн₂ш ₀.. _#н—₀. н

Таке розміщення залишків у просторі зумовлене тим, що глікозидний атом Оксигену та атом Оксигену при С-4 зв'язані з піранозним циклом екваторіально. лінійна конформація молекули закріплюється внутрішньомолекулярними водне­вими зв'язками.

Паралельно укладені ланцюги полісахариду утримуються за рахунок утворення міжмолекулярних водневих зв'язків. Завдяки такій будові целюлоза хімічно по­рівняно інертна (нерозчинна у воді, важко гідролізується) і має високу механічну міцність.

Важливе практичне значення мають похідні целюлози. Наявність трьох віль­них спиртових груп у кожному глюкозидному залишку целюлози дає можливість одержувати її естери. Так, при обробці целюлози сумішшю нітратної і сульфатної кислот утворюються нітрати целюлози:

[С₆Н₇О₂(ОН)₃]„ + [С₆Н₇О₂(ОН)₃]„ + [С₆Н₇О₂(ОН)₃]„ + ЗиНКО₃

[С₆Н₇О₂(ОН)₂ОНО₂]„ [С₆Н₇О₂(ОН)(ОМ)₂)₂]_Л [С₆Н₇О₂((ЖО₂)₃]_Й + ЗиН₂О

целюлози тринітрат

Властивості та можливості використання цих продуктів залежать від ступеня нітрування. Суміш моно- і динітратів називають колодійною ватою, або колоксилі­ном, її використовують для виготовлення колодію, який застосовується в медицині для фіксації пов'язок. Продукт повного нітрування целюлози (целюлози тринітрат, тринітроклітковина, піроксилін) є вибуховою речовиною, яка використовується у виробництві бездимного пороху. Велике промислове значення має целюлози діацетат, необхідний у виробництві ацетатного шовку, а також целюлози ксанто­генат — для одержання віскозного волокна та целофану. Натрієва сіль карбоксиме-тилцелюлози використовується у виробництві лікарських препаратів.

Декстрани. Декстрани — полісахариди бактеріального походження, побудовані з залишків а-Х>-глюкопіранози, одержують із сахарози за участі бактерій Leuconostoc mesenteroides. Основний тип зв'язку в декстранах — це а-1,6-глікозидний зв'язок, а в точках розгалуження — а-1,4- та а-1,3-глікозидні зв'язки:

Глава 34

он

Поиск по сайту: