Углеводы. олигосахариды. полисахариды

Содержание лекции

10.1 Олигосахариды . Дисахариды. Строение, свойства, медико-биологическое

значение

10.1.1 Нередуцирующие дисахариды ( сахароза, трегалозы)

10.1.2 Редуцирующие дисахариды ( лактоза, мальтоза, целлобиоза,

циклодекстрины)

10.2 Полисахариды : строение, медико-биологическое значение. свойства

10.2.1 Гомополисахариды ( крахмал, гликоген, целлюлоза, декстран )

10.2.2 Гетерополисахариды ( гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат,

гепарин)

Исходный уровень знаний для усвоения темы:

Химические свойства моносахаров, редуцирующие и нередуцирующие моносахара, цикло-оксотаутомерия., образование гликозидов, аминосахара.

Ключевые слова к теме

Амилоза, амилопектин, гепарин, гиалуроновая кислота, декстран, декстрин, дисахариды, крахмал, лактоза, мальтоза, олигосахариды, сахароза, хондроитинсульфат, циклодекстрины, целлобиоза, целлюлоза.

В клетках животных и растений присутствуют углеводы, которые образуются в результате соединения мономерных звеньев моносахаридов.

Олиго- и полисахара отличаются количеством мономерных звеньев:

олигосахара содержат до 10-12 моносахаридов, углеводы с большим числом звеньев относят к полисахаридам. Соединение моносахаридов происходит путем реакции поликонденсации, выделяется вода, образуются гликозидные связи.

Олигосахариды. Дисахариды

Дисахариды- наиболее распространенные и важные в биологическом плане представители олигосахаридов.

Дисахариды классифицируют по составу и способности к реакции окисления( редуцирующие свойства )

В растениях в составе сока присутствует дисахарид сахароза, его добывают для пищевой промышленности из сахарного тростника или сахарной свеклы ( тростниковый или свекловичный сахар). В молоке животных и женском молоке находится дисахарид лактоза.

При переваривании полисахаридов в качестве промежуточных соединений образуются дисахариды : из крахмала - мальтоза , из целлюлозы - целлобиоза.

Состав сахарозы, лактозы, маннозы, целлобиозы С 12 Н 22 О11. В кислой среде они гидролизуются с образованием моносахаридов.

С 12 Н 22 О11 + Н2 О ——> С 6Н 12 О6 + С 6Н 12 О6

Наиболее важные дисахариды, их состав, типы гликозидных связей. Способность к окислению представлены в нижеприыеденной таблице.

Природные дисахариды

Дисахарид	Продукты гидролиза	Тип гликозидной связи	Способность к дисахарида окислению
сахароза	а-глюкоза и β- фруктоза	1-а, 2- β	нередуцирующий
а-лактоза	а- галактоза и глюкоза	а–(1,4 )	редуцирующий
β- лактоза	β –галактоза и глюкоза	β -( 1,4)	редуцирующий
мальтоза	а-глюкоза и а- глюкоза	а–(1,4)	редуцирующий
целлобиоза	β -глюкоза и β - глюкоза	β -( 1,4)	редуцирующий

Нередуцирующие дисахариды

Сахароза

Твердое кристаллическое вещество, хорошо растворимо в воде, не растворимое в спирте, растворяется в водно-спиртовой смеси. Это основной пищевой углевод, относится к так называемым « легкоусвояемым углеводам», которые быстро и легко всасываются , Сахароза гидролизуется в полости рта и желудочно -кишечном тракте, образуются моносахариды глюкоза и фруктоза, которые всасываются в кровь и вызывают быструю ответную реакцию выделения гормона инсулина. В полости рта сахароза способствует развитию микрофлоры, способствующей возникновению кариеса. Гидролиз сахарозы не происходит в щелочной среде, но достаточно растворенного в воде углекислого газа, чтобы вызвать гидролитический распад на моносахариды.

Сахароза не относится к восстанавливающим ( редуцирующим) дисахаридам, так как полуацетальный ( аномерный) гидроксил глюкозы участвует в образовании гликозидной связи с фруктозой, у которой , в свою очередь, также участвует гликозидная гидроксильная группа.

Систематическое название сахарозы: О- а- D-глюкопиранозил-(1,2) - β – D – фруктофуранозид.

связь гликозидная ( 1- а, 2-β )

Сахарозане реагирует ни с реактивом Фелинга, ни с реактивом Толленса.

При гидролизе сахарозы образуется смесь двух моносахаридов и изменяется направление плоскости поляризованного луча света раствором. Сахароза вращает вправо

[а ] = + 66,5⁰, при гидролизе образуется равная смесь глюкозы [а ] = + 59,7⁰ и фруктозы

[а ] = -92,3^0. , направление вращения становится левым ( -92,3⁰+ 59,7⁰ = -32,6⁰)

Смесь D-глюкозы и D-фруктозы, образующаяся при гидролизе сахарозы, носит название «инвертный сахар». Процесс гидролиза можно зафиксировать появлением качественной реакции на свободную глюкозу.

Сахароза широко применяется в пищевой промышленности, производстве спиртов ( сорбита, маннита), пищевого этанола , искусственного меда, подсластитель в составе лекарственных препаратов.

Трегалозы

Невосстанавливающие дисахариды, построенные из остатков D-глюкозы, связанных между собой гликозидной связью, которая образована из полуацетальных гидроксилов обеих молекул глюкопиранозы. Возможно образование трех различных трегалоз: а,а ; β,β; а, β . В природе существует только а,а-изомер ( грибной сахар ). Систематическое название: а-D –глюкопиранозил-а-D-глюкопиранозид. Встречается в низших и высших грибах ( шампиньоны), дрожжах, водорослях, лишайниках, насекомых( саранча).

Трегалоза – кристаллическое соединение, хорошо растворима в воде, плохо- в большинстве органических растворителях, Водные растворы не мутаротируют. Медленно и трудно переваривается в кишечнике человека в составе пищи.