БИОХИМИЯ - Основные питательные вещества человека - 2016 год

3. УГЛЕВОДЫ

3.4. Сложные углеводы

3.4.2. Полисахариды

Высокомолекулярные несахароподобные полисахариды построены из большого числа (6 - 10 тыс.) остатков моноз и подразделяются на гомополисахариды, построенные из молекул моносахаридов одного вида (крахмал, гликоген, клетчатка), и гетерополисахариды, состоящие из остатков различных моносахаридов (гемицеллюлозы, пектиновые вещества и др.). Они относятся к невосстанавливающим углеводам.

3.4.2.1. Гомополисахариды

Крахмал - резервный полисахарид, главный компонент зерна, картофеля и многих видов пищевого сырья. Состоит крахмал из смеси полимеров двух типов: амилозы (от 18 до 25 %) и амшопектина (75 - 82 %), построенных из остатков глюкопиранозы.

Амилоза - линейный полимер, построенный из остатков глюкопиранозы, связь α - 1,4. Ее молекула содержит от 1000 до 6000 остатков глюкозы и имеет спиралевидное строение (рис. 13).

Рис. 13. Структура амилозы

Внутри молекулы амилозы образуется канал диаметром 0,5 нм, куда могут входить молекулы других соединений, например, йода, который окрашивает ее в синий цвет.

Амилопектин - полимер, содержащий от 5 000 до 6 000 остатков глюкозы. Связиα - 1,4, α - 1,6 и α - 1,3. Неразветвленные участки молекулы состоят из 25 - 30 остатков глюкозы. Молекула имеет сферическую форму. С йодом дает фиолетовую с красноватым оттенком окраску.

Крахмальные зерна при обычной температуре не растворяются в воде, при нагревании набухают, давая вязкий коллоидный раствор. При его охлаждении образуется устойчивый гель (крахмальный клейстер). Этот процесс получил название клейстеризации крахмала.

Под действием ферментов или кислот при нагревании крахмал гидролизуется. Глубина гидролиза зависит от условий его проведения и от типа катализатора.

В ходе гидролиза постепенно идет деполимеризация крахмала и образование сначала декстринов, затем мальтозы, а при полном гидролизе - глюкозы. Ферментативный гидролиз крахмала присутствует во многих пищевых технологиях - в хлебопечении, производстве пива, кваса, этилового спирта, различных сахаристых крахмалопродуктов (глюкозы, патоки, сахарных сиропов).

Гликоген (животный крахмал) - резервный полисахарид, широко распространенный в тканях животных. Важный энергетический запасной материал животных (в печени его содержится до 10 %, в мышцах 0,3 - 1 %). По строению близок к амилопектину, но сильнее разветвлен, его молекула имеет более компактную упаковку. Она построена из остатков α — D - глюкопиранозы, соединенных α - 1,4 - (до 90 %), α - 1,6 - (до 10 %) и α - 1,3 - (до 1 %) гликозидными связями.

Целлюлоза (клетчатка) - наиболее распространенный растительный полисахарид. Выполняет опорную роль материала растений, из нее строится жесткий скелет стеблей. Древесина наполовину состоит из целлюлозы.

Молекула клетчатки имеет линейное строение и состоит из 2 000 - 3 000 остатков β - D - глюкопиранозы, соединенных β - 1,4 - гликозидными связями.

Молекулы клетчатки с помощью водородных связей объединены в мицеллы (пучки), состоящие из параллельных цепей. Клетчатка нерастворима в воде и при обычных условиях не гидролизуется кислотами. При кипячении в ходе гидролиза целлюлозы в качестве конечного продукта образуется D - глюкоза:

Ферменты желудочно - кишечного тракта человека не расщепляют целлюлозу, поэтому ее относят к балластным веществам в группе пищевых волокон.