Полисахариды: классификация; принцип строения гомополисахаридов на примере крахмала (амилоза, амилопектин), тип гликозидной связи; отношение крахмала к гидролизу

Полисахаридам, как и другим биополимерам (белкам и нуклеиновым кис­лотам), свойственны два типа организации макромолекул. Определенная последовательность мономерных звеньев описывает пер­вичную структуру биополимера; пространственное расположение поли­мерной цепи характеризует вторичную структуру.

По принципу строения полисахариды не отличаются от восстанавливающих олигосахаридов. Различие заключается лишь в количестве моносахаридных остатков в цепи — полисахариды могут содержать их сотни и даже тысячи.

Молекулы полисахаридов часто построены из остатков одного и то­го же моносахарида, соединенных, как правило, одним типом связи. Такие полисахариды называют гомополисахаридами. Другой тип — гетерополисаха­риды — состоит из нескольких (чаще всего двух, не более пяти-шести) различных моносахаридных остатков. Но и в этом случае отмечается высокая регулярность строения полимерной цепи.

Номенклатура.

Систематической номенклатуры полисахаридов не су­ществует из-за многообразия структур и сложности строения. Первая попытка систематической номенклатуры гомополисахаридов предла­гает замену суффикса -оза на - ан с учетом моносахаридного состава. Так, по­лисахариды, построенные из остатков D-глюкозы, называют D-глюканами. Тип гликозидной связи указывается символами, применяемыми в номенкла­туре олигосахаридов, например β(1→4)-D-глюкан (для целлюлозы).

Для составления названий гетерополисахаридов и разветвленных гомопо­лисахаридов возникают значительные и пока непреодолимые трудности. По­этому за наиболее распространенными полисахаридами сохраняются истори­чески сложившиеся тривиальные названия: целлюлоза, амилоза, гликоген, инулин, хитин, пектовая кислота, хондроитин и др.

Крахмал (С₆Н₁₀О₅)n — основной запасной гомополисахарид растений. Он образуется в растениях в процессе фотосинтеза и «запасается» в клубнях, корнях, зернах злаковых культур. Крахмал — белое аморфное вещество. В холодной воде нерастворим; в горячей — набухает и образует клейстер.

С йодом дает интенсивное сине-фиолетовое окрашивание, исчезающее при нагревании. При нагревании в кислой среде идет стадийный гидролиз крахмала:

Сам крахмал не обладает восстанавливающими свойствами. Декстрины обладают восстанавливающими свойствами, растворимы в воде, имеют сладкий вкус. В частности, декстринизация крахмала осуществляется в процессе выпечки хлеба. Декстрины могут использоваться для приготовления клея.

Крахмал неоднороден и состоит из двух фракций: амилозы (10–20 %) и амилопектина (80–90 %).

Амилоза состоит из α,D-глюкопиранозы, связанных в линейную последовательность α(1®4)-гликозидными связями.

Макромолекула амилозы имеет и вторичную α-спиральную структуру, в которой на каждый виток спирали приходится 6 моносахаридных звеньев. Может образовывать соединения включения. Именно соединение включения амилозы с йодом имеет интенсивное сине-фиолетовое окрашивание.

Амилопектин, в отличие от амилозы, имеет разветвлённое строение. В цепи α,D-глюкопиранозные остатки связаны α(1® 4)-гликозидными связями, а в точках разветвления α(1® 6)-гликозидными связями. Ответвления встречаются через каждые 20–25 остатков.

В пищеварительном тракте человека происходит гидролиз крахмала под действием ферментов, расщепляющих α(1®4) и α(1®6)-гликозидные связи. Конечными продуктами гидролиза являются α,D-глюкопираноза и мальтоза.