Pati (C 6 H 10 O 5) N adalah perwakilan paling penting dari polisakarida pada tanaman. Polisakarida cadangan ini digunakan oleh tumbuhan sebagai bahan energi. Pati tidak disintesis dalam tubuh hewan; glikogen adalah karbohidrat penyimpanan serupa pada hewan.

Pati bukanlah zat individual secara kimiawi. Selain polisakarida, komposisinya termasuk mineral, terutama diwakili oleh asam fosfat, lipid dan asam lemak molekul tinggi - palmitat, stearat dan beberapa senyawa lain yang diserap oleh struktur karbohidrat polisakarida pati.
Di dalam sel endosperma, pati berbentuk butiran pati yang bentuk dan ukurannya merupakan ciri khas dari jenis tumbuhan ini. Bentuk butiran pati memudahkan untuk mengenali pati dari berbagai tanaman di bawah mikroskop, yang digunakan untuk mendeteksi pencampuran satu pati dengan yang lain, misalnya saat menambahkan tepung jagung, oat atau kentang ke gandum.
Dalam jaringan penyimpanan berbagai organ - umbi, umbi, butiran pati yang lebih besar disimpan dalam amiloplas sebagai pati sekunder (cadangan). Butir pati memiliki struktur berlapis.

Struktur komponen karbohidrat pati
Porsi karbohidrat pati terdiri dari dua polisakarida:
1. Amilosa;
2. Amilopektin.
1 Struktur amilosa.
Dalam molekul amilosa, residu glukosa dihubungkan oleh ikatan glikosidik a1 ® 4, membentuk rantai linier (Gbr. 8, A).
Amilosa memiliki ujung pereduksi ( A) dan tidak memulihkan ( DI DALAM). Rantai amilosa linier yang mengandung 100 hingga beberapa ribu residu glukosa dapat digulung dan dengan demikian mengambil bentuk yang lebih padat (Gbr. 8, B). Amilosa larut dengan baik dalam air, membentuk larutan sejati yang tidak stabil dan mampu retrogradasi- presipitasi spontan.

Beras. 8. Pati, strukturnya. Amilosa dan amilopektin:

A- diagram koneksi molekul glukosa dalam amilosa; B- struktur spasial amilosa; V- diagram koneksi molekul glukosa dalam amilopektin; G- molekul spasial amilopektin

2 Struktur amilopektin

Amilopektin adalah komponen pati bercabang. Ini mengandung hingga 50.000 residu glukosa, yang saling berhubungan terutama oleh ikatan glikosidik a1 ® 4 (bagian linier dari molekul amilopektin). Pada setiap titik cabang molekul glukosa (a- D-glukopiranosa) membentuk ikatan glikosidik a1 ® 6, yaitu sekitar 5% dari jumlah total ikatan glikosidik molekul amilopektin (Gbr. 8, c, g).

Setiap molekul amilopektin memiliki satu ujung pereduksi ( A) dan sejumlah besar ujung yang tidak mereduksi ( DI DALAM). Struktur amilopektin adalah tiga dimensi, cabang-cabangnya terletak di segala arah dan memberikan bentuk bulat pada molekul. Amilopektin tidak larut dalam air, membentuk suspensi, tetapi ketika dipanaskan atau di bawah tekanan, ia membentuk larutan kental - pasta. Dengan yodium, suspensi amilopektin memberikan warna merah-coklat, sedangkan yodium diserap pada molekul amilopektin, sehingga warna suspensi disebabkan oleh warna yodium itu sendiri.

Sebagai aturan, kandungan amilosa dalam pati adalah dari 10 hingga 30%, dan amilopektin - dari 70 hingga 90%. Beberapa varietas jelai, jagung, dan beras disebut lilin. Dalam biji-bijian tanaman ini, pati hanya terdiri dari amilopektin. Dalam apel, pati hanya diwakili oleh amilosa.

^ Hidrolisis enzimatik pati

Hidrolisis pati dikatalisis oleh enzim yang disebut amilase. Amilase termasuk dalam kelas hidrolase, subkelas - karbohidrase. Ada α- dan b-amilase. Ini adalah enzim satu komponen yang terdiri dari molekul protein. Peran pusat aktif di dalamnya dilakukan oleh kelompok - NH 2 dan - SH.

^ Karakterisasi α-amilase

α - Amilase ditemukan dalam air liur dan pankreas hewan, dalam jamur jamur, dalam biji-bijian bertunas gandum, gandum hitam, jelai (malt).

α-Amilase adalah enzim termostabil, optimumnya pada suhu 70 0 C. Nilai pH optimum adalah 5,6-6,0, pada pH 3,3-4,0 cepat rusak.

Karakteristik b - amilase

b - amilase ditemukan dalam biji gandum, gandum hitam, jelai, kedelai, ubi jalar. Namun, aktivitas enzim pada biji dan buah matang rendah, dan aktivitasnya meningkat selama perkecambahan biji.

β-amilase memecah amilosa sepenuhnya, mengubahnya menjadi maltosa hingga 100%. Amilopektin terbagi menjadi maltosa dan dekstrin memberikan pewarnaan merah-coklat dengan yodium, hanya membelah ujung rantai glukosa yang bebas. Tindakan berhenti ketika datang ke garpu. β-amilase memecah amilopektin sebesar 54% dengan pembentukan maltosa. Dekstrin yang dihasilkan dihidrolisis oleh α-amilase untuk membentuk dekstrin dengan berat molekul lebih rendah dan tidak diwarnai dengan yodium. Dengan aksi jangka panjang berikutnya dari α-amilosa pada pati, sekitar 85% diubah menjadi maltosa.
Itu. di bawah aksi β-amilase, terutama maltosa dan beberapa dekstrin molekul tinggi terbentuk. Di bawah aksi α-amilase, terutama dekstrin dengan berat molekul lebih rendah dan sejumlah kecil maltosa terbentuk. Baik α- maupun β-amilase saja tidak dapat sepenuhnya menghidrolisis pati untuk membentuk maltosa. Dengan aksi simultan dari kedua amilase, pati dihidrolisis hingga 95%.

Selulosa (C 6 H 10 O 5)- polisakarida orde kedua, merupakan komponen utama dinding sel. Selulosa terdiri dari residu b- D-glukosa, ikatan b1 ® 4 glikosidik yang saling berhubungan (Gbr. 9, A). Di antara polisakarida lain yang menyusun dinding sel tumbuhan, itu termasuk polisakarida mikrofibril, karena molekul selulosa di dinding sel digabungkan menjadi unit struktural yang disebut mikrofibril. Yang terakhir terdiri dari seikat molekul selulosa yang disusun sejajar satu sama lain sepanjang panjangnya.
^ Struktur selulosa

Beras. 9. Struktur selulosa

A- koneksi molekul glukosa; B– struktur mikrofibril; V– struktur ruang
Distribusi pulp
Kandungan selulosa pada tumbuhan sangat bervariasi: pada serat kapas 90%, kayu 50%, daun tembakau 10%, biji serealia 3...5%, bunga matahari 2%, anggur 1%.
Rata-rata, ada sekitar 8.000 residu glukosa per molekul selulosa. Hidroksil pada atom karbon C2, C3 dan C6 tidak tersubstitusi. Unit berulang dalam molekul selulosa adalah residu disakarida selobiosa.

Sifat selulosa

Selulosa tidak larut dalam air, tetapi membengkak di dalamnya. Gugus hidroksil bebas dapat diganti dengan radikal - metil -CH 3 atau asetal dengan pembentukan ikatan sederhana atau ester. Properti ini memainkan peran penting dalam mempelajari struktur selulosa, dan juga menemukan aplikasi dalam industri dalam produksi serat buatan, pernis, kulit buatan, dan bahan peledak.

Hidrolisis.

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6

Pembentukan ester.

[C6H7O2(OCOCH3)3]n+3nH2O[C6H7O2(OH)3]n+3nCH3COOH

Unit dasar molekul selulosa memiliki tiga gugus hidroksil yang dapat berpartisipasi dalam pembentukan ester dengan asam.

3. Reaksi nitrasi selulosa. ( Slide #12)

n + 3nHONO 2 → n + 3n H 2 O

4. Reaksi untuk memperoleh selulosa asetat.

n + 3nHOOC-CH 3 → n + 3n H 2 O

Bibliografi

Utama

1. Roberts J., Casserio M. Dasar-dasar kimia organik. T.1, 2.M.: Mir, 1978.

2. Hauptmann 3. Kimia organik. Moskow: Kimia, 1979.

3. Nesmeyanov A.N. Nesmeyanov N.A. Awal dari kimia organik. T.1, 2.M.: Kimia, 1970.

4. Morrison R., Boyd R. Kimia organik. M.: Mir, 1974.

5. Nenitescu K. Kimia organik. T.1, 2.M., 1963.

6. Organikum. Workshop kimia organik. T.1, 2. M.: Mir, 1979.

7. Neiland O.Ya. Kimia organik. M.: Vyssh.shk., 1990.

Tambahan

1. Becker G. Pengantar teori elektronik reaksi organik. M.: Mir, 1977.

Ini berarti terdiri dari monosakarida yang terhubung dalam rantai panjang. Faktanya, ini adalah campuran dari dua zat polimer yang berbeda: pati terdiri dari amilosa dan amilopektin. Monomer di kedua rantai adalah molekul glukosa, namun berbeda secara signifikan dalam struktur dan sifat.

Komposisi umum

Seperti yang telah disebutkan, amilosa dan amilopektin adalah polimer alfa-glukosa. Perbedaannya terletak pada fakta bahwa molekul amilosa memiliki struktur linier, dan amilopektin bercabang. Yang pertama adalah fraksi pati yang larut, amilopektin tidak, dan pada umumnya pati dalam air adalah larutan koloid (sol), di mana bagian zat yang terlarut berada dalam kesetimbangan dengan bagian yang tidak larut.

Di sini, sebagai perbandingan, diberikan rumus struktur umum amilosa dan amilopektin.

Amilosa larut karena pembentukan misel - ini adalah beberapa molekul yang dirangkai sedemikian rupa sehingga ujung hidrofobiknya tersembunyi ke dalam, dan ujung hidrofiliknya ke luar untuk bersentuhan dengan air. Mereka berada dalam kesetimbangan dengan molekul yang tidak dirangkai menjadi agregat semacam itu.

Amilopektin juga mampu membentuk larutan misel, tetapi pada tingkat yang jauh lebih rendah, dan oleh karena itu praktis tidak larut dalam air dingin.

Amilosa dan amilopektin dalam pati memiliki rasio sekitar 20% dari yang pertama hingga 80% dari yang terakhir. Indikator ini tergantung pada bagaimana diperolehnya (pada tanaman yang mengandung pati berbeda, persentasenya juga berbeda).

Seperti yang telah disebutkan, hanya amilosa yang dapat larut dalam air dingin, itupun hanya sebagian, tetapi dalam air panas pasta terbentuk dari pati - massa lengket homogen dari butiran pati individu yang bengkak.

amilosa

Amilosa terdiri dari molekul glukosa yang dihubungkan satu sama lain oleh ikatan 1,4-hidroksil. Ini adalah polimer yang panjang dan tidak bercabang dengan rata-rata 200 molekul glukosa individu.

Pada pati, rantai amilosa digulung: diameter "jendela" di dalamnya kira-kira 0,5 nanometer. Berkat mereka, amilosa mampu membentuk kompleks, senyawa-inklusi dari tipe "tamu-tuan rumah". Reaksi pati yang terkenal dengan yodium adalah milik mereka: molekul amilosa adalah "inang", molekul yodium adalah "tamu", ditempatkan di dalam heliks. Kompleks ini memiliki warna biru pekat dan digunakan untuk mendeteksi yodium dan pati.

Pada tanaman yang berbeda, persentase amilosa dalam pati dapat bervariasi. Dalam gandum dan jagung, standarnya adalah 19-24% berat. mengandung 17%, dan hanya amilosa yang ada dalam apel - fraksi massa 100%.

Dalam pasta, amilosa membentuk bagian yang larut, dan ini digunakan dalam kimia analitik untuk memisahkan pati menjadi fraksi. Cara lain, fraksinasi pati adalah pengendapan amilosa dalam bentuk kompleks dengan butanol atau timol dalam larutan mendidih dengan air atau dimetil sulfoksida. Dalam kromatografi, sifat adsorpsi amilosa pada selulosa (dengan adanya urea dan etanol) dapat digunakan.

Amilopektin

Pati memiliki struktur bercabang. Hal ini dicapai karena selain ikatan 1 dan 4-hidroksil, molekul glukosa di dalamnya juga membentuk ikatan pada gugus alkohol ke-6. Setiap ikatan "ketiga" dalam molekul tersebut adalah cabang baru dalam rantai. Struktur umum amilopektin menyerupai sekelompok dalam penampilan, makromolekul secara keseluruhan ada dalam bentuk struktur bola. Jumlah monomer di dalamnya kira-kira sama dengan 6000, dan berat molekul satu molekul amilopektin jauh lebih besar daripada amilosa.

Amilopektin juga membentuk senyawa inklusi (klatrat) dengan yodium. Hanya dalam kasus ini kompleks diwarnai dengan warna merah-ungu (mendekati merah).

Sifat kimia

Sifat kimia amilosa dan amilopektin, kecuali interaksi dengan yodium yang telah dibahas, persis sama. Mereka dapat dibagi secara kondisional menjadi dua bagian: karakteristik reaksi glukosa, yaitu, terjadi dengan masing-masing monomer secara terpisah, dan reaksi yang mempengaruhi ikatan antar monomer, seperti hidrolisis. Oleh karena itu, selanjutnya kita akan membahas tentang sifat kimia pati sebagai campuran amilosa dan amilopektin.

Pati termasuk gula non-pereduksi: semua hidroksil glikosidik (gugus hidroksil pada atom karbon pertama) berpartisipasi dalam ikatan antarmolekul dan oleh karena itu tidak dapat hadir dalam reaksi oksidasi (misalnya, uji Tollens adalah reaksi kualitatif untuk gugus aldehida, atau interaksi dengan reagen Felling - tembaga hidroksida yang baru diendapkan). Hidroksil glikosidik yang diawetkan, tentu saja, tersedia (di salah satu ujung rantai polimer), tetapi dalam jumlah kecil tidak mempengaruhi sifat zat.

Namun, seperti halnya molekul glukosa individu, pati mampu membentuk ester dengan bantuan gugus hidroksil yang tidak terlibat dalam ikatan antar monomer: gugus metil, residu asam asetat, dan sebagainya dapat "digantung" pada mereka.

Juga, pati dapat dioksidasi dengan asam iodik (HIO 4) menjadi dialdehida.

Ada dua jenis hidrolisis pati: enzimatik dan asam. Hidrolisis dengan bantuan enzim termasuk dalam bagian biokimia. Enzim amilase memecah pati menjadi rantai polimer glukosa yang lebih pendek - dekstrin. Hidrolisis asam pati selesai dengan adanya, misalnya asam sulfat: pati segera dipecah menjadi monomer - glukosa.

Di alam liar

Dalam biologi, pati terutama merupakan karbohidrat kompleks dan karena itu digunakan oleh tumbuhan sebagai cara untuk menyimpan nutrisi. Itu terbentuk selama fotosintesis (pada awalnya dalam bentuk molekul glukosa individu) dan disimpan dalam sel tumbuhan dalam bentuk biji-bijian - dalam biji, umbi, rimpang, dll. (untuk kemudian digunakan sebagai "gudang makanan" oleh embrio baru). Terkadang pati ditemukan di batang (misalnya, y - inti tepung tepung) atau daun.

Di dalam tubuh manusia

Pati dalam komposisi makanan masuk ke rongga mulut terlebih dahulu. Di sana, enzim yang terkandung dalam air liur (amilase) membelah rantai polimer amilosa dan amilopektin, mengubah molekul menjadi lebih pendek - oligosakarida, kemudian membelahnya juga, dan akhirnya tersisa maltosa - disakarida yang terdiri dari dua molekul glukosa.

Maltosa dipecah oleh maltase menjadi glukosa, monosakarida. Dan glukosa sudah digunakan oleh tubuh sebagai sumber energi.

Pati adalah polisakarida tanaman yang disintesis dalam kloroplas selama fotosintesis dan melakukan fungsi energi. Rumus pati mirip dengan rumus selulosa - (C 6 H 10 O 5) n.

Struktur

Pati memiliki struktur kimia yang kompleks, menjadi campuran dari dua polisakarida utama:

• amilosa - 10-20%;
• amilopektin - 90-80%.

Setiap polisakarida terdiri dari monomer - α-glukosa. Unit amilosa dan amilopektin dihubungkan menjadi rantai oleh ikatan α(1→4)-glikosidik.

Molekul amilosa memiliki struktur linier yang terdiri dari 200-1000 unit struktural. Rantai dipelintir menjadi spiral. Ada enam residu glukosa per putaran.

Beras. 1. Rumus struktur amilosa.

Amilopektin adalah rantai bercabang dengan 6.000 hingga 40.000 tautan. Percabangan rantai disebabkan oleh ikatan α(1→6)-glikosidik melalui 20-25 residu glukosa.

Beras. 2. Rumus struktur amilopektin.

Selain polisakarida, pati termasuk zat anorganik (residu asam fosfat), lipid, dan asam lemak.

Berada di alam dan mendapatkan

Pati terbentuk selama fotosintesis sebagai hasil dari polimerisasi glukosa:

• 6CO 2 + 6H 2 O (cahaya, klorofil) → C 6 H 12 O 6 + 6O 2;
• nC 6 H 12 O 6 → (C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O.

Pati merupakan penyusun utama benih tanaman. Ini digunakan sebagai cadangan energi. Sebagian besar pati ditemukan di endosperm sereal (hingga 85%) dan di umbi kentang (20%).

Pati terdapat dalam sel berupa butiran yang bentuknya tergantung dari jenis tumbuhannya. Butir pati adalah butiran berlapis. Mereka tumbuh dengan melapiskan lapisan pati baru di atas lapisan lama. Biji-bijian disimpan dalam sel tanaman khusus (varietas leukoplas) - amiloplas.

Beras. 3. Contoh butir pati.

Dalam kimia makanan dan industri, pati paling sering diisolasi dari kentang. Untuk melakukan ini, umbi dihancurkan, dicuci, dan dipertahankan. Pati yang mengapung ke permukaan dikumpulkan, dicuci dan dikeringkan hingga terbentuk kristal.

Pati tidak disintesis dalam tubuh hewan. Zat energi analog sel hewan adalah glikogen.

Properti

Pati adalah bubuk putih, kristal, tidak berasa. Serbuk tidak larut dalam air dingin. Saat berinteraksi dengan air panas, amilosa larut, dan amilopektin membengkak, membentuk pasta. Jika Anda menggosok kristal di antara jari-jari Anda, Anda dapat mendengar derit.

Saat dipanaskan, pati mengalami hidrolisis di bawah aksi katalis. Hidrolisis berlangsung secara bertahap. Dekstrin terbentuk dari pati yang dihidrolisis menjadi maltosa. Sebagai hasil dari hidrolisis maltosa, glukosa terbentuk. persamaan umum:

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O (H 2 SO 4) → nC 6 H 12 O 6.

Reaksi kualitatif berwarna biru di bawah aksi yodium.

Reaksi cermin perak dan reduksi tembaga hidroksida tidak berlangsung.

Pati dimakan bersama dengan produk nabati - kentang, tepung, jagung. Juga digunakan untuk membuat lem.

Apa yang telah kita pelajari?

Pati adalah zat kompleks yang berasal dari tumbuhan. Terdiri dari zat organik dan anorganik, termasuk dua polisakarida - amilosa dan amilopektin. Setiap polisakarida terdiri dari unit glukosa yang identik. Itu terbentuk pada tumbuhan sebagai hasil fotosintesis dan terakumulasi dalam bentuk biji-bijian. Saat berinteraksi dengan air, ia membengkak, membentuk pasta. Hidrolisis ketika dipanaskan dengan adanya katalis menjadi glukosa.

kuis topik

Evaluasi Laporan

Penilaian rata-rata: 4.5. Total peringkat yang diterima: 233.

Gambar tersebut memberikan gambaran tentang beberapa sifat polisakarida. Senyawa ini terutama berperan sebagai cadangan nutrisi dan energi (misalnya, pati dan glikogen), dan juga digunakan sebagai bahan bangunan (misalnya, selulosa).

Polisakarida nyaman sebagai zat cadangan karena sejumlah alasan: ukuran molekul yang besar membuatnya praktis tidak larut dalam air dan, oleh karena itu, mereka tidak memiliki efek osmotik atau kimia apa pun pada sel; rantai mereka dapat dilipat dengan kompak; jika perlu, mereka dapat dengan mudah diubah menjadi gula melalui hidrolisis.

Polisakarida, sebagaimana telah disebutkan, adalah polimer yang dibangun dari monosakarida.

Pati. Amilosa. Amilopektin.

Pati- polimer alfa-glukosa. Pada tanaman, pati adalah sumber bahan bakar utama. Hewan tidak memiliki pati; dalam tubuh mereka, fungsinya dilakukan oleh glikogen. Pati dapat dengan mudah dipecah lagi menjadi glukosa, yang digunakan dalam proses respirasi.

Dalam biji berkecambah, glukosa juga disintesis selulosa dan bahan lain yang diperlukan untuk pertumbuhan.

molekul pati terdiri dari dua komponen - amilosa Dan amilopektin. Dalam rantai amilosa linier, beberapa ribu residu glukosa dihubungkan oleh ikatan 1,4, yang memungkinkan mereka untuk menggulung dan mengambil bentuk yang lebih padat.

Di cabang polisakarida kekompakan amilopektin disediakan oleh percabangan rantai yang intensif karena pembentukan ikatan 1,6-glikosidik. Amilopektin mengandung kira-kira dua kali lebih banyak residu glukosa daripada amilosa.

Dengan larutan yodium dalam suspensi berair kalium iodida (KI). amilosa memberi warna biru tua, dan suspensi amilopektin - merah-ungu. Tes pati didasarkan pada ini.

Pati disimpan dalam sel dalam bentuk apa yang disebut butiran pati. Mereka dapat dilihat terutama di kloroplas, serta di organ tempat nutrisi disimpan, seperti di umbi kentang atau di biji sereal dan kacang-kacangan.

butir pati memiliki struktur berlapis dan berbeda dalam bentuk dan ukuran pada spesies tanaman yang berbeda.

Sebagian besar karbohidrat alami terdiri dari beberapa residu monosakarida yang terkait secara kimiawi. Karbohidrat yang mengandung dua unit monosakarida adalah disakarida, tiga tautan - trisakarida dll. Istilah umum oligosakarida sering digunakan untuk karbohidrat yang mengandung tiga sampai sepuluh unit monosakarida. Karbohidrat yang terdiri dari lebih banyak monosakarida disebut polisakarida.

Dalam disakarida, dua unit monosakarida terhubung ikatan glikosidik antara atom karbon anomerik dari satu tautan dan atom oksigen hidroksil dari tautan lainnya. Berdasarkan struktur dan sifat kimianya, disakarida dibagi menjadi dua jenis.

Saat membentuk senyawa tipe pertama pelepasan air terjadi karena hidroksil hemiasetal dari satu molekul monosakarida dan salah satu hidroksil alkohol dari molekul kedua. Salah satu disakarida tersebut adalah maltosa. Disakarida semacam itu memiliki satu hidroksil hemiasetal, sifatnya mirip dengan monosakarida, khususnya, dapat mereduksi zat pengoksidasi seperti perak dan tembaga(II) oksida. Ini - mengurangi disakarida.
Koneksi tipe kedua dibentuk sedemikian rupa sehingga air dilepaskan karena hidroksil hemiasetal dari kedua monosakarida. Jenis sakarida ini tidak memiliki hidroksil hemiasetal dan disebut disakarida yang tidak mereduksi.
Tiga disakarida terpenting adalah maltosa, laktosa, dan sukrosa.

Maltosa(gula malt) ditemukan di malt yaitu. dalam biji-bijian sereal berkecambah. Maltosa diperoleh dengan hidrolisis pati yang tidak lengkap oleh enzim malt. Maltosa diisolasi dalam keadaan kristal, sangat larut dalam air, difermentasi oleh ragi.

Maltosa terdiri dari dua unit D-glukopiranosa yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik antara karbon C-1 (karbon anomerik) dari satu unit glukosa dan karbon C-4 dari unit glukosa lainnya. Ikatan semacam itu disebut ikatan -1,4-glikosidik. Rumus Haworth ditunjukkan di bawah ini
-maltosa dilambangkan dengan awalan - karena gugus OH pada karbon anomerik dari unit glukosa paling kanan adalah -hidroksil. Maltosa adalah gula pereduksi. Gugus hemiasetalnya berada dalam kesetimbangan dengan bentuk aldehida bebas dan dapat dioksidasi menjadi asam maltobionik karboksilat.

Laktosa(gula susu) ditemukan dalam susu (4–6%), diperoleh dari whey setelah dadih dihilangkan. Laktosa secara signifikan kurang manis daripada gula bit. Ini digunakan untuk membuat makanan bayi dan obat-obatan.

Laktosa terdiri dari residu molekul D-glukosa dan D-galaktosa dan
4-(-D-galactopyranosyl)-D-glukosa, mis. tidak memiliki -, tetapi ikatan -glikosidik.
Dalam keadaan kristal, bentuk - dan - laktosa diisolasi, yang keduanya merupakan gula pereduksi.

Sukrosa (meja, bit atau gula tebu) adalah disakarida paling umum di dunia biologis. Dalam sukrosa, karbon C-1 dari D-glukosa terikat pada karbon
C-2 D-fruktosa melalui ikatan -1,2-glikosidik. Glukosa dalam bentuk siklik beranggota enam (piranosa), dan fruktosa dalam bentuk siklik beranggota lima (furanosa). Nama kimia sukrosa adalah -D-glucopyranosyl--D-fructofuranoside. Karena kedua karbon anomerik (baik glukosa dan fruktosa) terlibat dalam pembentukan ikatan glikosidik, glukosa adalah disakarida yang tidak mereduksi. Zat jenis ini hanya mampu bereaksi terhadap pembentukan eter dan ester, seperti alkohol polihidrat lainnya. Sukrosa dan disakarida non-pereduksi lainnya sangat mudah dihidrolisis.

Latihan. Berikan rumus Haworth untuk-anomer disakarida dengan dua unit
D- Glukopiranosa dihubungkan oleh ikatan 1,6-glikosidik.
Larutan. Mari kita gambarkan rumus struktur unit D-glukopiranosa. Kemudian kita akan menghubungkan karbon anomerik dari monosakarida ini melalui jembatan oksigen dengan karbon C-6 dari rantai kedua
D-glukopiranosa (ikatan glikosidik). Molekul yang dihasilkan akan berbentuk - atau - tergantung pada orientasi gugus OH pada ujung pereduksi molekul disakarida. Disakarida yang ditunjukkan di bawah ini adalah bentuk-α:

LATIHAN.

1. Karbohidrat mana yang disebut disakarida dan mana yang disebut oligosakarida?

2. Berikan rumus Haworth untuk disakarida pereduksi dan tak pereduksi.

3. Sebutkan monosakarida penyusun disakarida!

a) maltosa; b) laktosa; c) sukrosa.

4. Susun formula struktural trisakarida dari residu monosakarida: galaktosa, glukosa, dan fruktosa, digabungkan dengan salah satu cara yang memungkinkan.

Pelajaran 36

Polisakarida adalah biopolimer. Rantai polimer mereka terdiri dari sejumlah besar unit monosakarida yang terhubung satu sama lain dengan ikatan glikosidik. Tiga polisakarida terpenting - pati, glikogen, dan selulosa - adalah polimer glukosa.

Pati - amilosa dan amilopektin

Pati (C 6 H 10 O 5) N- cadangan hara tumbuhan - terdapat pada biji, umbi, akar, daun. Misalnya, dalam kentang - 12-24% pati, dan dalam biji jagung - 57-72%.
Pati adalah campuran dari dua polisakarida yang berbeda dalam struktur rantai molekul - amilosa dan amilopektin. Pada sebagian besar tumbuhan, pati terdiri dari 20–25% amilosa dan 75–80% amilopektin. Hidrolisis lengkap pati (baik amilosa dan amilopektin) menghasilkan D-glukosa. Dalam kondisi ringan, produk antara hidrolisis dapat diisolasi - dekstrin- polisakarida (C 6 H 10 O 5) M dengan berat molekul lebih rendah dari pati ( M < N), oligosakarida, dan maltosa disakarida.
Menurut analisis difraksi sinar-X, amilosa memiliki struktur berserabut; terdiri dari rantai panjang yang tidak bercabang. Rantai tersebut mencakup hingga 4000 unit D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4-glikosidik.

Amilopektin adalah polisakarida bercabang (sekitar 30 cabang per molekul). Ini mengandung dua jenis ikatan glikosidik. Di dalam setiap rantai, unit D-glukosa terhubung
Ikatan 1,4-glikosidik, seperti pada amilosa, tetapi panjang rantai polimer bervariasi dari 24 hingga 30 unit glukosa. Di tempat percabangan, rantai baru dipasang
ikatan 1,6-glikosidik.

Glikogen(pati hewani) terbentuk di hati dan otot hewan dan memainkan peran penting dalam metabolisme karbohidrat pada organisme hewan. Glikogen adalah bubuk amorf putih yang larut dalam air untuk membentuk larutan koloid; setelah hidrolisis, menghasilkan maltosa dan D-glukosa. Seperti amilopektin, glikogen adalah polimer nonlinier dari D-glukosa dengan -1,4- dan
ikatan -1,6-glikosidik. Setiap cabang mengandung 12-18 unit glukosa. Namun, glikogen memiliki berat molekul yang lebih rendah dan struktur yang lebih bercabang (sekitar 100 cabang per molekul) daripada amilopektin. Kandungan total glikogen dalam tubuh orang dewasa yang bergizi baik adalah sekitar 350 g, yang didistribusikan secara merata antara hati dan otot.

Selulosa(serat) (C 6 H 10 O 5) X- polisakarida paling umum di alam, komponen utama tumbuhan. Selulosa yang hampir murni adalah serat kapas. Dalam kayu, selulosa membentuk sekitar setengah dari bahan kering. Selain itu, kayu mengandung polisakarida lain yang disatukan oleh nama umum "hemiselulosa", serta lignin, zat molekul tinggi yang terkait dengan turunan benzena. Selulosa adalah zat berserat amorf. Ini tidak larut dalam air dan pelarut organik.
Selulosa adalah polimer linier D-glukosa, di mana unit monomer terhubung
ikatan -1,4-glikosidik. Selain itu, unit -D-glukopiranosa diputar secara bergantian relatif satu sama lain sebesar 180°. Berat molekul relatif rata-rata selulosa adalah 400.000, yang setara dengan sekitar 2800 unit glukosa. Serat selulosa adalah bundel (fibril) dari rantai polisakarida paralel yang disatukan oleh ikatan hidrogen antara gugus hidroksil dari rantai yang berdekatan. Struktur selulosa yang teratur menentukan kekuatan mekaniknya yang tinggi.

LATIHAN.

1. Monosakarida apa yang berfungsi sebagai unit struktural polisakarida - pati, glikogen, dan selulosa?

2. Campuran dua polisakarida mana yang merupakan pati? Apa perbedaan antara struktur mereka?

3. Apa perbedaan struktural antara pati dan glikogen?

4. Apa perbedaan sukrosa, pati dan selulosa dalam kelarutan air?

Jawaban soal latihan untuk topik 2

Pelajaran 35

1. Disakarida dan oligosakarida merupakan karbohidrat kompleks yang seringkali memiliki rasa manis. Setelah hidrolisis, mereka membentuk dua atau beberapa (3-10) molekul monosakarida.

Maltosa adalah disakarida pereduksi, karena mengandung hemiasetal hidroksil.

Sukrosa adalah disakarida yang tidak mereduksi, karena tidak ada hidroksil hemiasetal dalam molekul.

3. a) Maltosa disakarida diperoleh dengan kondensasi dua molekul D-glukopiranosa dengan penghilangan air dari hidroksil pada C-1 dan C-4.
b) Laktosa terdiri dari residu molekul D-galaktosa dan D-glukosa dalam bentuk piranosa. Ketika monosakarida ini memadat, mereka mengikat: atom C-1 galaktosa melalui jembatan oksigen ke atom C-4 glukosa.
c) Sukrosa mengandung residu D-glukosa dan D-fruktosa yang dihubungkan melalui ikatan 1,2-glikosidik.

4. Rumus struktur trisakarida:

Pelajaran 36.

1. Tautan struktural pati dan glikogen adalah -glukosa, dan selulosa - -glukosa.

2. Pati adalah campuran dari dua polisakarida: amilosa (20-25%) dan amilopektin (75-80%). Amilosa adalah polimer linier sedangkan amilopektin bercabang. Dalam setiap rantai polisakarida ini, unit D-glukosa dihubungkan oleh ikatan 1,4-glukosidik, dan di lokasi percabangan amilopektin, rantai baru dilekatkan melalui ikatan 1,6-glikosidik.

3. Glikogen, seperti amilopektin pati, adalah polimer D-glukosa non-linear dengan
ikatan -1,4- dan -1,6-glikosidik. Dibandingkan dengan pati, setiap rantai glikogen memiliki panjang sekitar setengahnya. Glikogen memiliki berat molekul yang lebih rendah dan struktur yang lebih bercabang.

4. Kelarutan dalam air: sukrosa tinggi, pati sedang (rendah), selulosa tidak larut.