Полісахариди

Полісахариди не солодкі на смак, здебільшого не розчиняються у воді. Полісахариди є складними високомолекулярними сполуками, які під каталітичним впливом кислота бо ферментів гідролізуються з утворенням простіших полісахаридів, потім дисахаридів і, зрештою, величезної кількості (сотень і тисяч) молекул моносахаридів. Тому їх і об’єднують під загальною назвою полісахариди.

Найважливішими представниками полісахаридів є крохмаль і целюлоза. Їх молекули побудовані з ланок -С6Н10О5-, які є залишками молекул глюкози, що втратила молекулу води (Н2О). Тому склад крохмалю і целюлози виражається загальною формулою (С6Н10О5) n. Відмінність у властивостях природних полімерів глюкози зумовлена будовою цих речовин: макромолекули крохмалю побудовані із залишків α-глюкози, а макромолекули целюлози – із залишків молекул β-глюкози.

Крохмаль поширений у природі. Для різних рослин – він запасний поживний матеріал міститься і міститься в них у вигляді крохмальних зерен. У бульбах картоплі його міститься приблизно 20%, в зернах пшениці – біля 70%, рису – біля 80%.

Крохмаль – білий порошок, що не розчиняється у холодній воді; у гарячій воді він набрякає, утворюючи клейстер. З розчином йоду дає синє забарвлення (характерна реакція).

Молекули крохмалю неоднорідні за величиною – значення n у них коливається від сотень до 1000-5000 чи більше.

Найважливіша хімічна властивість крохмалю – його гідроліз, кінцевим продуктом якого є глюкоза. Сумарне рівняння можна виразити так:

 

(С6Н10О5) n + nН2О -> nС6Н12О6

 

Звідси можна зробити висновок, що макромолекула крохмалю побудована із залишків молекул глюкози.

Крохмаль утворюється в результаті фотосинтезу в зелених рослинах з участю хлорофілу – зеленого пігменту рослин. Хлорофіл вбирає сонячне світло, і за рахунок цієї енергії здійснюється ряд реакцій між оксидом вуглецю (IV) і водою. Фотосинтез можна подати таким сумарним рівнянням:

 

6СО2 + 6Н2О -> С6Н12О6 + 6О2

 

Далі глюкоза через ряд проміжних стадій перетворюється у крохмаль:

 

nС6Н12О6 -> (С6Н10О5) n + nН2О

 

Продукти фотосинтезу внаслідок вбирання енергії сонячних променів володіють великим запасом енергії. За рахунок цієї енергії, яка виділяється при окисленні органічних речовин в організмі, і можлива його життєдіяльність.

У промисловості крохмаль виробляють переважно з бульб картоплі, а також кукурудзи.

Застосування крохмалю різноманітне. Він є основним вуглеводом продуктів харчування людини – хліба, крупів, картоплі. Значні кількості його переробляють на декстрини, патоку і глюкозу, які використовують у кондитерському виробництві.

З крохмалю, який є в картоплі і зернах злаків, добувають етиловий спирт. Для цього крохмаль спочатку перетворюють на глюкозу під дією ферментів, а потім глюкозу піддають спиртовому бродінню в присутності дріжджів.

Крохмаль використовують як засіб клеєння, обробки тканин, крохмалення білизни. У медицині на основі крохмалю виготовляють мазі, присипки тощо.

Невеликі відмінності у будові молекул зумовлюють значні відмінності у властивостях природних полімерів: крохмаль – продукт харчування, целюлоза для цієї мети непридатна.

Подібно до крохмалю, целюлоза при нагріванні з розведеними кислотами піддається гідролізу, утворюючи глюкозу:

 

(С6Н10О5) n + nН2О -> nС6Н12О6

 

Гідроліз целюлози, відомий також під назвою оцукрення, – дуже важлива властивість целюлози, він дає змогу добувати з деревної тирси і стружок глюкозу, а зброджуванням останньої – етиловий спирт. Цей спирт, добутий із деревини, називається гідролізним.

На гідролізних заводах з 1 т деревини виробляють до 200 л етилового спирту, що замінює 1, 5 т картоплі або 0, 7 т зерна. Сира глюкоза, добута з деревини, може бути кормом для худоби.

Оскільки целюлоза – полімер глюкози, її молекули містять спиртові гідроксильні групи. У кожному залишку глюкози таких груп три, і формулу целюлози можна подати так: [С6Н7О2 (ONO2) 3]n, або, як його ще називають, піроксилін, – вибухова речовина, яка використовується при виготовленні порохів. З оцтовокислих ефірів целюлози, наприклад з триацетату целюлози [С6Н7О2 (ОСОСН3) 3]n виготовляють негорючу фото- і кіноплівку, різні прозорі пластмаси.

Це лише окремі приклади застосування целюлози. У вигляді бавовнику, льону, прядива вона йде на виготовлення тканин – бавовняних і лляних. Великі кількості її витрачаються на виробництво паперу. Піддаючи целюлозу хімічній переробці, виробляють кілька видів штучного шовку.

Полісахариди відіграють велику роль в нормалізації діяльності ШКТ – впливає на його маторну активність, швидкість всмоктування харчових речовин в тонкій кишці, тиск в порожнині органів травного апарату, масу і електролітний склад фекалій.

Вони впливають на середовище перебування бактерій в кишечнику і є для них одним з важливих джерел харчування. Розщеплюючись в кишечнику під впливом бактерій до кислих продуктів, вони перешкоджають розвитку гнильних процесів, беруть участь у формуванні калу, посилюючи перистальтику кишечника.

Полісахариди утримують воду, збільшують об’єм фекальних мас, прискорюють їх проходження по товстій кишці.