Некрохмальні полісахариди. Целюлоза.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

ТЕМА: Полісахариди. Крохмаль та целюлоза як представники полісахаридів.

МЕТА: Ознайомити зі складом і фізичними властивостями крохмалю, целюлози, пектинів, їхнім поширенням у природі і значення як харчових продуктів. Розглянути процес одержання крохмалю та целюлози, їх хімічні властивості. Встановити роль та функції вуглеводів у продуктах харчування, перетворення вуглеводів під час виробництва харчових продуктів, а також, методи визначення вуглеводів у харчових продуктах

ОБЛАДНЯННЯ Й МАТЕРІАЛИ:Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, таблиця «Класифікація вуглеводів».

БАЗОВІ ПОНЯТТЯ Й ТЕРМІНИ: Вуглеводи, полісахариди, крохмаль, целюлоза, пектин, харчові волокна, хітин.

ПЛАН

1. Поняття про полісахариди.

2. Крохмаль.

3. Глікоген.

4. Некрохмальні полісахариди. Целюлоза.

5. Застосування полісахаридів.

1. Поняття про полісахариди.

Складні вуглеводи, або полісахариди, поділяють на групи:

· засвоєних крохмальних полісахаридів

· некрохмальних незасвоєних полісахаридів, або харчових волокон.

Полісахариди за будовою поділяються на:

· гомополісахариди, складаються з моносахаридних залишків одного типу;

· гетерополісахариди, для яких характерна наявність двох або більше типів мономерних ланок.

За функціональним значенням полісахариди розрізняють:

· структурні – целюлоза.

· резервні – глікоген, крохмаль.

2. Крохмаль.

Крохмаль – резервний полісахарид, головний компонент зерна і продуктів його переробки, картоплі і овочів. Це найбільш важливий по своїй харчовій цінності вуглевод їжі. Крохмалем є суміш полімерів двох типів, побудованих із залишків глюкози: амілози і амілопектину. Амілоза, на долю якої припадає біля 25% крохмалю, має молекулярну масу від 30 тис. до 500 тис. і утворює нерозгалужені ланцюги:

Довгі ланцюги амілози укладаються у спіраль, на кожен виток якої припадає по 6-7 ланок.

Якісною реакцією на амілозу є взаємодія в розчині з йодом, молекули якого поміщаються у витках спіралі з утворенням комплексу синьо-фіолетового кольору. При нагріванні слабкі взаємодії комплексу руйнуються, спіраль розкручується і забарвлення зникає, а при охолодженні структура відтворюється і забарвлення з'являється знову.

Амілопектин, на долю якого припадає біля 75 % маси крохмалю, має молекулярну масу від 100 тис. до 1 млн. і, на відміну від амілози, – розгалужену будову із додатковими зв'язками в точках галуження:

Точки галуження в амілопектині знаходяться через 20-30 ланок.

До високо крохмальних овочів належать картопля, батат, пастернак. При гідролізі амілоза і амілопектин утворюють коротші фрагменти – декстрини – корисний полісахарид, який накопичує цукрова кукурудза. Ця речовина розчинна у воді і легко засвоюється організмом. Амілопектин і декстрини з йодом дають червоно-фіолетове забарвлення.

В рослинах, багатоклітинних водоростях, бактеріях існують інші резервні полісахариди, побудовані за подібним планом, наприклад інулін, який складається із залишків фруктози. Інуліноподібні речовини накопичуються в топінамбурі, часнику. Крохмаль та інулін під дією ферментів слини та шлунку перетворюється на глюкозу. Застосування цих овочів дуже важливе у профілактичному та лікувальному харчуванні людей із цукровим діабетом.

Під дією травних ферментів крохмаль не піддається гідролізу. В ході гідролізу послідовно здійснюється деполімеризація крохмалю з утворенням декстрину, потім мальтози, а при повному гідролізі – глюкози. Гідроліз крохмалю відбувається при отриманні багатьох харчових продуктів – патоки, глюкози, хлібобулочних виробів, спирту.

3. Глікоген.

Глікоген (тваринний крохмаль) також складається із залишків глюкози.

У тварин формою відкладення поживних речовин є глікоген. Особливо багато його в печінці (до 15%) та м’язах (2–4%). Молекули глікогену нагадують за будовою амілопектин, але ще більш розгалужені. На схемі показано, що розгалужений полісахарид має один редукуючий кінець (1), кілька нередукуючих (2). Точки галуження (3) в глікогені розташовані через кожні 10-15 ланок:

Молекулярна маса глікогену становить від 270 тис. до 10 млн. Його зерна в тваринних тканинах значно менші, ніж у крохмалю. Тому він легко утворює колоїдний розчин, який з йодом дає червоно-фіолетове забарвлення.

 Глікоген – важливий запасний енергетичний матеріал організму тварин і людини, що відкладається в печінці і м'язах. При необхідності крохмаль перетворюється на глюкозу. У організмі дорослої людини може запасатися близько 350 г глікогену. Третя частина цієї кількості міститься в печінці, а 2/3 – в м'язах. Кількість енергії, запасеної в глікогені, невелика і достатньо для підтримки життєдіяльності протягом 6–8 год.

У м'ясі і печінці як продуктах глікоген не міститься, оскільки він перетворюється на молочну кислоту в процесі забою тварин і зберігання продуктів.

Існує група полісахаридів, відмінних від крохмалю, які не перетравлюються травними ферментами і не засвоюються. У фізіологічному сенсі вони об'єднуються в групу харчових волокон.

Целюлоза(клітковина) – найпоширеніший високомолекулярний некрохмальний полісахарид. Це основний компонент і опорний матеріал клітинних стінок рослин. Клітковина нерозчинна у воді і в звичайних умовах не піддається гідролізу кислотами.

Целюлоза, як і крохмаль чи глікоген, складається з ланок глюкози, однак, на відміну від них, містить залишки b-D-глюкопіранози. Тому, при утворенні зв'язків 1®4 між ланками, вони повертаються по відношенню одна до другої на 180°. Наявність b-(1®4) зв'язків у молекулі полімеру і визначає принципову відмінність його властивостей та функцій від резервних полісахаридів:

Целюлоза має молекулярну масу від 100 тис. до 1 млн. Завдяки своїй стійкості це найбільш поширений в світі біополімер.

Целюлоза виконує структурну функцію в рослинному світі – основна складова частина оболонок рослинних клітин. Деревина на 50% складається з целюлози, а льон, вовна – це майже чиста целюлоза.

Крім целюлози відомі і інші структурні полісахариди. Міцні нерозчинні панцири багатьох комах, ракоподібних утворені хітином.

Геміцелюлози – це група високомолекулярних полісахаридів, утворюючих спільно з целюлозою клітинні стінки рослинних тканин. Присутні в оболонках зерна, кукурудзяних качанах, соняшниковому лушпинні. Вони розчиняються в лужних розчинах і піддаються гідролізу під дією кислот легше, ніж целюлоза.

До геміцелюлоз іноді відносять агар (суміш агарози і агаропектину) – полісахарид, присутній у водоростях і вживаний в кондитерській промисловості.

Пектини – група високомолекулярних полісахаридів, що входять до складу клітинних стінок і міжклітинних утворень рослин разом з целюлозою, геміцелюлозою, лігніном. Міститься також в клітинному соку. Найбільша кількість пектинових речовин знаходиться в плодах і коренеплодах. Отримують пектини з яблучних вичавків, буряка, кошиків соняшнику, цитрусових. Розрізняють нерозчинні пектини (протопектин), які входять до складу первинної клітинної стінки і міжклітинної речовини, і розчинні, такі, що містяться в клітинному соку.

При дозріванні і зберіганні плодів нерозчинні форми пектину переходять в розчинні, з цим пов'язано розм'якшення плодів при дозріванні і зберіганні. Перехід нерозчинних форм пектину в розчинних відбувається при тепловій обробці рослинних продуктів.

Пектинові речовини здатні утворювати гелі у присутності кислоти і цукру, на чому засновано використання пектину як желеутворююча речовина для виробництва мармеладу, пастили, желе і джемів, а також в хлібопеченні, сироварінні.

5. Застосування полісахаридів.

Крохмаль є основним вуглеводом продуктів харчування людини – хліба, круп, картоплі. Значні кількості його переробляють на декстрини, патоку і глюкозу, які використовують у кондитерському виробництві.

З крохмалю, який є в картоплі і зернах злаків, добувають етиловий спирт. Для цього крохмаль спочатку перетворюють на глюкозу під дією ферментів, а потім глюкозу піддають спиртовому бродінню в присутності дріжджів.

Крохмаль використовують як засіб клеєння, обробки тканин, крохмалення білизни. При  накрохмалю­ванні білизни під дією нагрівання гарячою прас­кою він перетворюється в декстрини, які склеюють волокна тканини й утворюють щільну плівку, що охороняє тканину від швидкого забруднення. Крім того, це полегшує наступне прання, оскільки час­точки бруду, зв'язані з декстринами, значно легше змиваються водою. У медицині на основі крохмалю виготовляють мазі, присипки.

Декстрини, добуті з крохмалю, використовують як клей.

Останніми роками все більш широке застосування в харчовій промисловості знаходять модифіковані крохмалі, властивості яких в результаті різноманітних видів дії (фізичного, хімічного, біологічного) відрізняються від властивостей натурального крохмалю харчових продуктів. Модифікація крохмалю дозволяє істотно змінити його властивості (гідрофільність, здатність до клейстеризації, гелеутворення), а отже, і його використання. Модифіковані крохмалі знайшли застосування в хлібопекарській і кондитерській промисловості, зокрема для отримання безбілкових продуктів харчування.

Целюлоза, або клітковина – ще більш поширений вуглевод, ніж крохмаль. З неї складаються в основному стінки рослинних клітин. У дереві міститься до 60% целюлози, у ваті і фільтрувальному папері – до 90%.

Завдяки своїй механічній міцності целюлоза в складі деревини використовується в будівництві, з неї виготовляють усілякі столярні вироби. У вигляді волокнистих матеріалів (бавовни, льону, ко­ноплі) її використовують для виготовлення ниток, тканин, канатів. Виділена з деревини (звільнена від супутніх речовин), целюлоза йде на виготовлення па­перу.

Естери целюлози використовують для виготов­лення нітролаків, кіноплівки, медичного колодію, штучного волокна та вибухових речовин.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США