Υπάρχουν τέσσερις κύριες κατηγορίες σύνθετων βιοοργανικών ουσιών: πρωτεΐνες, λίπη, νουκλεϊκά οξέα και υδατάνθρακες. Στην τελευταία ομάδα ανήκουν οι πολυσακχαρίτες. Παρά το «γλυκό» όνομα, τα περισσότερα εκτελούν εντελώς μη μαγειρικές λειτουργίες.
Πολυσακχαρίτης - τι είναι;
Οι ουσίες της ομάδας ονομάζονται και γλυκάνες. Ένας πολυσακχαρίτης είναι ένα πολύπλοκο μόριο πολυμερούς. Αποτελείται από μεμονωμένα μονομερή - υπολείμματα μονοσακχαριτών, τα οποία συνδυάζονται χρησιμοποιώντας γλυκοσιδικό δεσμό. Με απλά λόγια, ένας πολυσακχαρίτης είναι ένα μόριο που κατασκευάζεται από τα συνδυασμένα υπολείμματα απλούστερων υδατανθράκων. Ο αριθμός των μονομερών σε έναν πολυσακχαρίτη μπορεί να ποικίλλει από μερικές δεκάδες έως εκατό ή περισσότερα. Η δομή των πολυσακχαριτών μπορεί να είναι είτε γραμμική είτε διακλαδισμένη.
Φυσικές ιδιότητες
Οι περισσότεροι πολυσακχαρίτες είναι αδιάλυτοι ή ελάχιστα διαλυτοί στο νερό. Τις περισσότερες φορές είναι άχρωμα ή κιτρινωπά. Οι περισσότεροι πολυσακχαρίτες είναι άοσμοι και άγευστοι, αλλά μερικές φορές μπορεί να είναι γλυκοί.
Βασικές χημικές ιδιότητες
Η υδρόλυση και η παραγωγοποίηση μπορούν να διακριθούν μεταξύ των ειδικών χημικών ιδιοτήτων των πολυσακχαριτών.
Η υδρόλυση είναι μια διαδικασία που συμβαίνει κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασηςυδατάνθρακα με νερό με τη συμμετοχή ενζύμων ή καταλυτών όπως οξέα. Κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης, ο πολυσακχαρίτης διασπάται σε μονοσακχαρίτες. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι η υδρόλυση είναι η αντίστροφη διαδικασία του πολυμερισμού
Η γλυκόλυση αμύλου μπορεί να εκφραστεί με την ακόλουθη εξίσωση:
(S6N10O5) + n N2O=n C6N12O 6
Έτσι, όταν το άμυλο αντιδρά με το νερό υπό τη δράση των καταλυτών, παίρνουμε γλυκόζη. Ο αριθμός των μορίων του θα είναι ίσος με τον αριθμό των μονομερών που σχημάτισαν το μόριο του αμύλου.
Ο σχηματισμός παραγώγων μπορεί να συμβεί στις αντιδράσεις πολυσακχαριτών με οξέα. Σε αυτή την περίπτωση, οι υδατάνθρακες προσκολλούν υπολείμματα οξέος στον εαυτό τους, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό θειικών, οξικών, φωσφορικών κ.λπ. Επιπλέον, μπορεί να προκύψει προσκόλληση υπολειμμάτων μεθανόλης, η οποία οδηγεί στον σχηματισμό εστέρων
Βιολογικός ρόλος
Οι πολυσακχαρίτες στο κύτταρο και στο σώμα μπορούν να εκτελέσουν τις ακόλουθες λειτουργίες:
- προστατευτικό;
- δομικό;
- κράτηση;
- ενέργεια.
Η προστατευτική λειτουργία έγκειται κυρίως στο γεγονός ότι τα κυτταρικά τοιχώματα των ζωντανών οργανισμών αποτελούνται από πολυσακχαρίτες. Έτσι, το κυτταρικό τοίχωμα των φυτών αποτελείται από κυτταρίνη, μύκητες - από χιτίνη, βακτήρια - από μουρεΐνη.
Επιπλέον, η προστατευτική λειτουργία των πολυσακχαριτών στο ανθρώπινο σώμα εκφράζεται στο γεγονός ότι οι αδένες εκκρίνουν εκκρίσεις εμπλουτισμένες με αυτούς τους υδατάνθρακες, οι οποίοι προστατεύουν τα τοιχώματα τέτοιων οργάνων όπωςστομάχι, έντερα, οισοφάγος, βρόγχοι κ.λπ. από μηχανικές βλάβες και διείσδυση παθογόνων βακτηρίων.
Η δομική λειτουργία των πολυσακχαριτών στο κύτταρο είναι ότι αποτελούν μέρος της πλασματικής μεμβράνης. Είναι επίσης συστατικά των μεμβρανών των οργανιδίων.
Η επόμενη λειτουργία είναι ότι οι κύριες εφεδρικές ουσίες των οργανισμών είναι ακριβώς οι πολυσακχαρίτες. Για τα ζώα και τους μύκητες, αυτό είναι γλυκογόνο. Το άμυλο είναι ο πολυσακχαρίτης αποθήκευσης στα φυτά.
Η τελευταία λειτουργία εκφράζεται στο γεγονός ότι ο πολυσακχαρίτης είναι μια σημαντική πηγή ενέργειας για το κύτταρο. Ένα κύτταρο μπορεί να τον πάρει από έναν τέτοιο υδατάνθρακα διασπώντας τον σε μονοσακχαρίτες και οξειδώνοντάς τον περαιτέρω σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Κατά μέσο όρο, όταν ένα γραμμάριο πολυσακχαριτών διασπάται, ένα κύτταρο λαμβάνει 17,6 kJ ενέργειας.
Χρήση πολυσακχαριτών
Αυτές οι ουσίες χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία και την ιατρική. Τα περισσότερα από αυτά λαμβάνονται σε εργαστήρια με πολυμερισμό απλών υδατανθράκων.
Οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι πολυσακχαρίτες είναι το άμυλο, η κυτταρίνη, η δεξτρίνη, το άγαρ-άγαρ.
| Όνομα ουσίας | Χρήση | Πηγή |
| Άμυλο | Βρίσκει εφαρμογή στη βιομηχανία τροφίμων. Χρησιμεύει επίσης ως πρώτη ύλη για την παραγωγή γλυκόζης, αλκοόλης. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή κόλλας, πλαστικών. Χρησιμοποιείται επίσης στη βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας | Προέρχεται από κονδύλους πατάτας, καθώς και από σπόρους καλαμποκιού, ήρα ρυζιού, σιτάρι και άλλα φυτά πλούσια σε άμυλο |
| Pulp | Χρησιμοποιείται στις βιομηχανίες χαρτοπολτού και χαρτιού και κλωστοϋφαντουργίας: από αυτό κατασκευάζονται χαρτόνι, χαρτί, βισκόζη. Τα παράγωγα κυτταρίνης (νιτρο-, μεθυλ-, οξική κυτταρίνη κ.λπ.) χρησιμοποιούνται ευρέως στη χημική βιομηχανία. Παράγουν επίσης συνθετικές ίνες και υφάσματα, τεχνητό δέρμα, χρώματα, βερνίκια, πλαστικά, εκρηκτικά και πολλά άλλα | Αυτή η ουσία λαμβάνεται από ξύλο, κυρίως κωνοφόρα φυτά. Είναι επίσης δυνατό να ληφθεί πολτός από κάνναβη και βαμβάκι |
| Δεξτρίνη | Είναι πρόσθετο τροφίμων E1400. Χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή κόλλων | Παράγεται από άμυλο με θερμική επεξεργασία |
| Άγαρ-άγαρ | Αυτή η ουσία και τα παράγωγά της χρησιμοποιούνται ως σταθεροποιητές στην παρασκευή προϊόντων διατροφής (για παράδειγμα, παγωτού και μαρμελάδας), βερνικιών, χρωμάτων | Εξάγεται από καφέ φύκια, καθώς είναι ένα από τα συστατικά του κυτταρικού τους τοιχώματος |
Τώρα ξέρετε τι είναι οι πολυσακχαρίτες, σε τι χρησιμοποιούνται, ποιος είναι ο ρόλος τους στο σώμα, ποιες φυσικές και χημικές ιδιότητες έχουν.
