Понятие и характеристика углеводов

     Крахмал — разветвленный полисахарид растительного происхождения, состоящий из глюкозы. В полисахариде остатки глюкозы связаны 1,4= и 1,6= гликозидными связями. При их расщеплении растения получают глюкозу, необходимую в процессе их жизнедеятельности. Крахмал образуется при фотосинтезе в зеленых листьях в виде зерен. Эти зерна особенно легко обнаружить в микроскопе, используя известковую реакцию с йодом: крахмальные зерна окрашиваются в синий или сине-черный цвет.

     По  накоплению крахмальных зерен можно  судить об интенсивности фотосинтеза. Крахмал в листьях расщепляется на моносахариды или олигосахариды  и переносится в другие части  растений, например в клубни картофеля или зерна злаков. Здесь вновь происходит отложение крахмала в виде зерен. Наибольшее содержание крахмала в следующих культурах:

— рис (зерно) — 62-82 %; 
— кукуруза (зерно) — 65-75 %; 
— пшеница (зерно) — 57-75 %; 
— картофель (клубни) — 12-24 %.

     В текстильной промышленности крахмал  используется для производства загустителей красок. Он применяется в спичечной, бумажной, полиграфической промышленности, в переплетном деле. В медицине и фармакологии крахмал идет на приготовление  присыпок, паст (густых мазей), а также  необходим в производстве таблеток. Подвергая крахмал кислотному гидролизу, можно получить глюкозу в виде чистого кристаллического препарата  или в виде патоки — окрашенного некристаллизующегося сиропа.

     Налажено  производства модифицированных крахмалов, подвергавшихся специальной обработке  или содержащих улучшающие их свойства добавки. Модифицированные крахмалы широко применяются в различных отраслях промышленности.

     Гликоген — более разветвленный, чем крахмал, полисахарид животного происхождения, состоящий из глюкозы. Он играет исключительно важную роль в организмах животных как запасной полисахарид: все процессы жизнедеятельности, в первую очередь мышечная работа, сопровождаются расщеплением гликогена, отдающего сосредоточенную в нем энергию. В тканях организма из гликогена в результате ряда сложных превращений может образовываться молочная кислота.

     Гликоген  содержится во всех животных тканях. Особенно его много в печени (до 20 %) и  мышцах (до 4 %). Он присутствует также  в некоторых низших растениях, дрожжах  и грибах, его можно выделить путем  обработки животных тканей 5-10 %-ной  трихлоруксусной кислотой с последующим  осаждением извлеченного гликогена  спиртом. С йодом растворы гликогена  дают окрашивание от винно-красного до красно-бурого, в зависимости  от происхождения гликогена, вида животного и других условий. Окрашивание йодом исчезает при кипячении и вновь появляется при охлаждении.

     Хитин по своей структуре и функции  очень близок к целлюлозе — это тоже структурный полисахарид. Хитин встречается у некоторых грибов, где он играет в клеточных стенках опорную роль благодаря своей волокнистой структуре, а также у некоторых групп животных (особенно у членистоногих) в качестве важного компонента их наружного скелета. Строение хитина сходно со строением целлюлозы, его длинные параллельные цепи также собраны в пучки.

5. ХИМИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА УГЛЕВОДОВ

     Все моносахариды и некоторые дисахариды, в том числе мальтоза и лактоза, относятся к группе редуцирующих (восстанавливающих) сахаров. Сахароза — нередуцирующий сахар. Восстановительная способность сахаров зависит у альдоз от активности альдегидной группы, а у кетоз — от активности как кетогруппы, так и первичных спиртовых групп. У нередуцирующих сахаров эти группы не могут вступать в какие-либо реакции, потому что здесь они участвуют в образовании гликозидной связи. Две обычные реакции на редуцирующие сахара — реакция Бенедикта и реакция Фелинга — основаны на способности этих сахаров восстанавливать ион двухвалентной меди до одновалентной. В обеих реакциях используется щелочной раствор сульфата меди (2) (CuSO4), который восстанавливается до нерастворимого оксида меди (1) (Cu2O). Ионное уравнение: Cu2+ + e = Cu+ дает синий раствор, кирпично-красный осадок. Все полисахариды нередуцирующие. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Основная  роль углеводов связана с их энергетической функцией. При их ферментативном расщеплении  и окислении выделяется энергия, которая используется клеткой. Полисахариды играют главным образом роль запасных продуктов и легко мобилизируемых источников энергии (например, крахмал и гликоген), а также используются в качестве строительного материала (целлюлоза и хитин).

     Полисахариды  удобны в качестве запасных веществ  по ряду причин: будучи нерастворимы в  воде, они не оказывают на клетку ни осмотического, ни химического влияния, что весьма важно при длительном хранении их в живой клетке: твердое, обезвоженное состояние полисахаридов  увеличивает полезную массу продуктов  запаса за счет экономии их объемов. При  этом существенно уменьшается вероятность  потребления этих продуктов болезнетворными  бактериями, грибами и другим микроорганизмами, которые, как известно, не могут заглатывать  пищу, а всасывают питательные  вещества всей поверхностью тела. При  необходимости запасные полисахариды легко могут быть превращены в  простые сахара путем гидролиза. Кроме того, соединяясь с липидами и белками, углеводы образуют гликолипиды  и гликопротеиды-два. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3-х т. Т. 1: Пер. с англ. // Под ред. Р. Сопфа. М.: Мир, 1990, 368 с. 
2. Нечаев А. П. Органическая химия: Учебник для учащихся пищевых техникумов. М.: Высш. школа, 1988, 319 с. 
3. Павлов И. Ю., Вахненко Д. В., Москвичев Д. В. Биология. Пособие-репетитор для поступающих в вузы. Ростов-на-Дону, издательство «Феникс», 1999, 576 с. 
4. Лемеза Н. А., Камлюк А. В., Лисов Н. Д. Биология в экзаменационных вопросах и ответах. М.: Рольф, 1997, 464 с. 
5. Мамонтов С. Г. Основы биологии: Курс для самообразования. М.: Просвещение, 1992, 416 с. 
6. Биология для поступающих в вузы. Под ред. В. Н. Ярыгина. М.: Высш. школа, 1995, 478 с. 
7. Кемп П., Армс К. Введение в биологию. Пер. с англ. М.: Мир, 1998, 671 с.