Полисахариды - Классификация углеводов
Некоторые углеводы представляют собой природные полимеры, состоящие из многих сотен и даже тысяч моносахаридных звеньев, входящих в состав одной макромолекулы. Поэтому такие вещества получили название полисахариды. Наиболее важными среди полисахаридов являются крахмал и целлюлоза. Оба они образуются в растительных клетках из глюкозы, основного продукта процесса фотосинтеза.
Крахмал
Основные понятия. Строение молекулы. Экспериментально доказано, что химическая формула крахмала (C6H10O5)N, где П Достигает нескольких тысяч. Крахмал является природным полимером, молекулы которого состоят из отдельных звеньев C6H10O5. Так как при гидролизе крахмала образуется только глюкоза, то можно сделать вывод, что эти звенья являются остатками молекул ?-Глюкозы.
Ученым удалось доказать, что макромолекулы крахмала состоят из остатков молекул циклической глюкозы. Процесс образования крахмала можно представить так:
Кроме того, установлено, что крахмал состоит не только из линейных молекул, но и из молекул разветвленной структуры. Этим объясняется зернистое строение крахмала.
Физические свойства. Крахмал -- белый порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде он набухает и образует клейстер. В отличие от моно - и олигосахаридов полисахариды не обладают сладким вкусом.
Химические свойства.
1) Качественная реакция на крахмал.
Характерной реакцией крахмала является его взаимодействие с йодом. Если к охлажденному крахмальному клейстеру добавить раствор йода, то появляется синее окрашивание. При нагревании клейстера оно исчезает, а при охлаждении появляется вновь. Этим свойством пользуются при определении крахмала в пищевых продуктах. Так, например, если каплю йода поместить на срез картофеля или ломтик белого хлеба, то появляется синее окрашивание.
- 2) Реакция гидролиза:
- (С6Н6О5)n + nH2O > nC6H12O6
Получение крахмала. В промышленности крахмал получают в основном из картофеля, риса или кукурузы.
Применение крахмала. Крахмал является ценным питательным продуктом. Чтобы облегчить его усвоение, содержащие крахмал продукты подвергают действию высокой температуры, т. е. картофель варят, хлеб пекут. В этих условиях происходит частичный гидролиз крахмала и образуются Декстрины, Растворимые в воде. Декстрины в пищеварительном тракте подвергаются дальнейшему гидролизу до глюкозы, которая усваивается организмом. Избыток глюкозы превращается в Гликоген (животный крахмал). Состав гликогена такой же, как у крахмала, но его молекулы более разветвленные. Особенно много гликогена содержится в печени (до 10%). В организме гликоген является резервным веществом, которое превращается в глюкозу по мере ее расходования в клетках.
В Промышленности Крахмал путем гидролиза превращают в Патоку И Глюкозу. Для этого его нагревают с разбавленной серной кислотой, избыток которой затем нейтрализуют мелом. Образовавшийся осадок сульфата кальция отфильтровывают, раствор упаривают и выделяют глюкозу. Если гидролиз крахмала не доводить до конца, то образуется смесь декстринов с глюкозой -- патока, которую применяют в кондитерской промышленности. Получаемые из крахмала декстрины используются в качестве клея, для загустения красок при нанесении рисунков на ткань.
Крахмал применяется для накрахмаливания белья. Под горячим утюгом происходит частичный гидролиз крахмала и превращение его в декстрины. Последние образуют на ткани плотную пленку, которая придает блеск ткани и предохраняет ее от загрязнения.
Нахождение в природе и организме человека. Крахмал, являясь одним из продуктов фотосинтеза, широко распространен в природе. Для различных Растений он является запасным питательным материалом и содержится главным образом в плодах, семенах и клубнях. Наиболее богато крахмалом зерно злаковых растений: риса (до 86%), пшеницы (до 75%), кукурузы (до 72%), а также клубни картофеля (до 24%). В клубнях крахмальные зерна плавают в клеточном соке, поэтому картофель является основным сырьем для получения крахмала. В злаках частицы крахмала плотно склеены белковым веществом клейковиной.
Для организма человека крахмал наряду с сахарозой служит основным поставщиком углеводов -- одного из важнейших компонентов пищи. Под действием ферментов крахмал гидролизуется до глюкозы, которая окисляется в клетках до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма. Из продуктов питания наибольшее количество крахмала содержится в хлебе, макаронных и других мучных изделиях, крупах, картофеле.
Целлюлоза
Вторым наиболее распространенным в природе полисахаридом является целлюлоза или клетчатка (см. приложение 4).
Основные понятия. Строение молекулы.
Формула целлюлозы, как и крахмала - (С6Н10О5)N, элементарным звеном этого природного полимера также служат остатки глюкозы. Степень полимеризации у целлюлозы намного больше, чем у крахмала.
Макромолекулы целлюлозы, в отличие от крахмала, состоят из остатков молекул Б-глюкозы и имеют только линейное строение. Макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении и образуют волокна (лен, хлопок, конопля).
Физические свойства. Чистая целлюлоза -- твердое белое вещество, имеющее волокнистую структуру. Она нерастворима в воде и органических растворителях, но хорошо растворяется в аммиачном растворе гидроксида меди (II). Как известно, сладкого вкуса целлюлоза не имеет.
Химические свойства.
- 1) Горение. Целлюлоза легко горит с образованием углекислого газа и воды. (С6Н10О5)n + 6nО2 > nСО2 + nН2О + Q 2) Гидролиз. В отличие от крахмала клетчатка гидролизуется с трудом. Только очень длительное кипячение в водных растворах сильных кислот приводит к заметному расщеплению макромолекулы до глюкозы:
- (С6Н10О5)n + nH2O > nC6H12O6
Нитраты целлюлозы. При обработке целлюлозы смесью концентрированных азотной и серной кислот (нитрующая смесь) образуются нитраты целлюлозы. В зависимости от условий проведении реакции и соотношения реагирующих веществ можно получить продукт по двум (динитрат) или трем (тринитрат) гидроксильным группам
Получение целлюлозы. Образцом почти чистой целлюлозы является вата, полученная из очищенного хлопка. Основную массу целлюлозы выделяют из древесины, в которой она содержится вместе с другими веществами. Наиболее распространенным методом получения целлюлозы в нашей стране является так называемый сульфитным. По этому методу, измельченную древесину в присутствии раствора гидросульфита кальция или гидросульфита натрия нагревают в автоклавах при давлении 0,5-0,6 МПа и температуре 150 °С. При этом все другие вещества разрушаются, а целлюлоза выделяется в сравнительно чистом виде. Ее промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую переработку, большей частью на производство бумаги.
Применение целлюлозы. Целлюлоза используется человеком с очень древних времен. Ее применение весьма разнообразно. Из целлюлозы изготавливают многочисленные искусственные волокна, полимерные пленки, пластмассы, бездымный порох, лаки. Большое количество целлюлозы идет на производство бумаги. Большое значение имеют продукты этерификации целлюлозы. Так, например, из ацетилцеллюлозы получают ацетатный шелк. Для этого триацетилцеллюлозу растворяют в смеси дихлорметана и этанола. Образовавшийся вязкий раствор продавливают через фильеры -- металлические колпачки с многочисленными отверстиями. Тонкие струи раствора опускаются в шахту, через которую противотоком проходит нагретый воздух. В результате растворитель испаряется и триацетилцеллюлоза выделяется в виде длинных нитей, из которых прядением изготовляют ацетатный шелк. Ацетилцеллюлоза идет также на производство негорючей пленки и органического стекла, пропускающего ультрафиолетовые лучи.
Тринитроцеллюлоза (пироксилин) используется как взрывчатое вещество и для производства бездымного пороха. Для этого тринитроцеллюлозу растворяют в этил-ацетате или в ацетоне. После испарения растворителей компактную массу размельчают и получают бездымный порох. Исторически это был первый полимер, из которого была изготовлена промышленная пластмасса -- целлулоид. Ранее пироксилин использовался для изготовления кино - и фотопленки и лаков. Его главный недостаток -- легкая горючесть с образованием токсичных оксидов азота.
Динитроцеллюлоза (коллоксилин) применяется также для получения Коллодия. В этих целях ее растворяют в смеси спирта и эфира. После испарения растворителей образуется плотная пленка -- коллодий, применяемый в медицине. Динитроцеллюлоза идет также на производство пластмассы Целлулоида. Его получают путем сплавления ди-нитроцеллюлозы с камфорой.
Нахождение в природе и организме человека. Целлюлоза является основной частью стенок растений. Относительно чистой целлюлозой являются волокна хлопчатника, джута и конопли. Древесина содержит от 40 до 50% целлюлозы, солома -- 30%. Целлюлоза растений служит питательным веществом для травоядных животных, в организме которых имеются расщепляющие клетчатку ферменты. Целлюлоза, так же как и крахмал, образуется в растениях при реакции фотосинтеза. Она является основной составной частью оболочки растительных клеток; отсюда происходит ее название -- целлюлоза ("целлула" -- Клетка). Волокна хлопка -- это почти чистая целлюлоза (до 98%). Волокна льна и конопли тоже состоят главным образом из целлюлозы. В древесине ее содержится примерно 50%.
Похожие статьи
-
Дисахариды - Классификация углеводов
Дисахариды - кристаллические углеводы, молекулы которых построены из соединенных между собой остатков двух молекул моносахаридов. Простейшими...
-
Введение - Классификация углеводов
Ежедневно сталкиваясь с множеством бытовых предметов, продуктов питания, природных объектов, продуктов промышленного производства, мы не задумываемся о...
-
Заключение - Классификация углеводов
Биологическое значение углеводов очень велико: 1. Углеводы выполняют пластическую функцию, то есть участвуют в построении костей, клеток, ферментов. Они...
-
Свойства, характерные для альдегидов - Классификация углеводов
А) Взаимодействие с оксидом серебра (I) в аммиачном растворе (реакция "серебряного зеркала"): C6H12O6 + Аg2O > C6H12O7 +2Ag Глюкоза глюконовая...
-
Моносахариды - Классификация углеводов
Из шестиуглеродных моносахаридов - гексоз - важное значение имеют глюкоза, фруктоза и галактоза. Глюкоза Основные понятия . Строение молекулы. Для...
-
Классификация витаминов. - Витамины: общая характеристика и классификация
Витамины делят на две большие группы: витамины растворимые в жирах , и витамины , растворимые в воде . 1. ВИТАМИНЫ, РАСВОРИМЫЕ В ЖИРАХ: Витамин A...
-
По происхождению полимеры делятся на природные (биополимеры), например белки, нуклеиновые кислоты, смолы природные, и синтетические, например полиэтилен,...
-
Классификация. - Полимерные соединения
По происхождению полимеры делятся на природные (биополимеры), например белки, нуклеиновые кислоты, смолы природные, и синтетические, например полиэтилен,...
-
Гигиеническая классификация пестицидов - Метод определения хлорсодержащих пестицидов
По токсичности при поступлении в желудок А) сильнодействующие ядовитые вещества ( СДЯВ ) - ЛД до 50мг/кг Б) высокотоксичные - ЛД 50-200мг/кг В)...
-
Пластичными массами называют материалы, полученные на основе полимеров, содержащие различные добавки и способные под влиянием температуры и давления,...
-
Изготовление бумаги на бумагоделательной машине. - Бумага. Классификация бумаги, ее свойства
Для изготовления бумаги и картона применяют два типа бу-магоделательных машин: плоскосеточные и круглосеточные. Пер-вые используются для производства...
-
Синтетически моющие средства (CMC, детергенты), многокомпонентные композиции, применяемые в водных растворах для интенсификации удаления загрязнений с...
-
Общая характеристика. - Витамины: общая характеристика и классификация
Витамины (от лат. VITA - жизнь) - группа органических соединений разнообразной химической природы, необходимых для питания человека и животных и имеющих...
-
Отбор пробы воды следует рассматривать как стадию, в значительной степени определяющую правильность последующего анализа, причем ошибки, допущенные в...
-
КЛАССИФИКАЦИЯ МАЗЕЙ КАК ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ - Производство мазей
Учитывая характер распределения лекарственных веществ в основе, физико-химическую природу основы, все мази необходимо в первую очередь разделить на две...
-
Как делают бумагу в наши дни - Бумага. Классификация бумаги, ее свойства
Начальным звеном в технологической цепочке изготовления бумаги служит открытый склад древесного сырья, называемый лесной биржей. Такие склады есть у...
-
Все волокнистые материалы различного происхож-дения, известные на сегодняшний день, могут служить полуфабри-катом для производства бумаги и картона....
-
Полимеризация - это процесс получения ВМС, при котором молекула полимера образуется путем последовательного присоединения молекул мономера...
-
Автоматизированная обработка на ЭВМ позволяет составлять различные сводки, таблицы, ведомости, где информация сгруппирована по каким-либо...
-
Классификация природных вод и их примесей - Природные воды. Классификация примесей
Природные воды классифицируют по ряду признаков, простейший из них - солесодержание воды: пресная вода - солесодержание до 1 г/кг; солоноватая -...
-
Состав примесей природных вод - Природные воды. Классификация примесей
Природная вода представляет собой многокомпонентную динамичную систему, в состав которой входят газы, соли, минеральные и органические вещества,...
-
Большинство систем классификации растворителей по химическим признакам в явной либо неявной формах учитывает их кислотно-основные свойства. Поэтому самая...
-
Заключение:, Список литературы: - Витамины: общая характеристика и классификация
Витамины могут быть отнесены к группе Биологически Активных соединений , оказывающих свое действие на обмен веществ в ничтожных концентрациях. Это...
-
Целью данной курсовой работы является проведение синтеза ацетата натрия (CH3COONa). Задачами курсовой работы являются: изучение методики неорганического...
-
Технологический процесс изготовле-ния бумаги (картона) включает следующие основные операции: Аккумулирование бумажной массы; разбавление ее водой до...
-
Строение углеводов Рассмотрим стереоизомерию углеводов на примере моносахаридов. Молекулы моносахаридов содержат несколько центров хиральности, что...
-
Газообразные продукты (NH3, HCI, CI2, SO2, HCN), растворимые в воде, поглощаются носовой полостью. Нерастворимые в воде (СО) продукты проникают в легкие,...
-
Прогностическая сила - Базовые результаты математической теории классификации
С целью поиска приемлемого показателя качества диагностики рассмотрим восходящую к Р. Фишеру [20] широко известную параметрическую вероятностную модель...
-
Основные методы экономическо-математического прогнозирования Кратко рассмотрим различные методы прогнозирования (предсказания, экстраполяции),...
-
Понятие и классификация нематериальных активов
Понятие и классификация нематериальных активов В последние годы тенденция увеличения доли нематериальных активов в составе имущества предприятия...
-
Часто используют такой показатель качества алгоритма диагностики, как "вероятность (или доля) правильной классификации (диагностики)" [12, 13] - чем этот...
-
Существует три основных типа окислительно-восстановительных реакций: 1. Если окислитель и восстановитель находятся в молекулах различных веществ, то...
-
Понятие рядов динамики и их классификация Среди основных задач статистики важное место занимает описание изменений показателей во времени, изучение...
-
Понятие и классификация спиртов СПИРТЫ (алкоголи) - класс органических соединений, содержащих одну или несколько группировок С-ОН, при этом гидроксильная...
-
Концентрирование микроэлементов - Природные воды. Классификация примесей
При выборе методов анализа вод различного состава необходимо принимать во внимание приведенные выше данные об элементном составе природных, питьевых и...
-
Упорядочение и классификация объектов с противоречивыми признаками
Упорядочение и классификация объектов с противоречивыми признаками Мультимножество или множество с повторяющимися элементами служит удобной...
-
Отбор и классификация объясняющих переменных Для всесторонней оценки строительной компании в ходе анализа будут использоваться финансовые,...
-
Практически все авторы, описывающие процесс математического моделирования, указывают, что сначала строится особая идеальная конструкция, Содержательная...
-
Диэлектрическая проницаемость (ДП) раствора е относится к важнейшим факторам из числа оказывающих наиболее сильное влияние на характеристики протекающего...
-
Классификация и история открытия алкалоидов - Алкалоиды и история их открытия
Для удобства изучения алкалоиды делят на группы. Раньше, когда химическое строение алкалоидов было малоизвестным, их делили на группы в зависимости от...
Полисахариды - Классификация углеводов