Цукрові кислоти

Існує три важливі класи цукрових кислот: альдонові, альдарові та уронові. У присутності слабких окисників (наприклад, гипоиодита натрію) або під дією специфічних ферментів альдози окислюються по альдегідному атому вуглецю утворюючи відповідні карбонові кислоти, які носять загальну назву альдонових кислот.

При використанні сильніших окисників, таких, як азотна кислота, окислюються як альдегідний вуглець, так і вуглець, що несе первинну гідроксильну групу; обидва угрупування перетворяться в карбоксильні групи, в результатеполучаются альдарові кислоти.

На відміну від них дуже важливий у біологічному відношенні третій клас цукрових кислот, а саме уронові кислоти. У уроновых кислотах окислений з утворенням карбоксильної групи тільки той вуглецевий атом альдози, який несе первинну гидроксильную групу. Уроновые кислоти є компонентами багатьох полісахаридів.

Одна з найбільш важливих цукрових кислот - це аскорбінова кислота (вітамін С).

Аміноцукри

Широко поширено в природі два аміноцукри - D -глюкозамин і D -галактозамин, в яких гідроксильна група при 2-му вуглецевому атомі заміщена на аміногрупу. D -глюкозамин входить до складу багатьох полісахаридів, що містяться в тканинах хребетних, і є головним компонентом хітину - структурного полісахариду, що утворює зовнішній скелет комах і ракоподібних. D -галактозамин є компонентом гліколіпідів і входить до складу головного полісахариду хрящів - хондроитинсульфата.

Олігосахариди

Олігосахариди – вуглеводи, які містять від 2 до 6 залишків моносахаридів, що з’єднані глікозидними зв’язками. У відповідності з цим розрізняють дисахариди, трисахариди тощо. Найбільше значення мають дисахариди.

Дисахариди – складні вуглеводи, кожна молекула яких побудована з двох молекул моносахаридів. Найбільш широко відомі мальтоза, лактоза, цукроза.

Існують два способи сполучення моносахаридів з утворенням дисахаридів. Перший – взаємодія глікозидних гідроксилів обох молекул моносахаридів. Дисахариди, в молекулах яких глікозидні гідроксили зв’язані, існують лише у циклічній формі і не можуть ізомеризуватись в альдегідну форму. Вони не мають відновних властивостей і їх часто називають невідновлюючими.

Другий – взаємодія глікозидного гідроксилу однієї молекули моносахариди з одним із чотирьох не глікозидних гідроксилів іншої молекули. При цьому зберігається один глікозидний гідроксил, який легко ізомеризується в альдегідну групу. Такі дисахариди існують у двох таутомерних формах – циклічній та альдегідній, які пов’язані динамічною рівновагою. Вони мають відновні властивості і їх називають відновлюючи ми (редукуючи ми). Прикладом реакції на відновлюючі цукри є реакція з реактивом Фелінга (відбувається відновлення сульфату міді до нерозчинного окису міді).

Сахароза (буряковий або тростинний цукор) – звичайний харчовий цукор, складається з α-D-глюкози та β-D-фруктози. Не має вільного напівацетального гідроксилу та не відноситься до відновлюючих цукрів.

Вихідний розчин сахарози має праве обертання, а гідролізат – ліве. У зв’язку з цим гідроліз сахарози дістав назву інверсії (від лат. inversia – перевертання), а суміш однакових кількостей α-D-глюкози та β-D-фруктози, що утворюється після гідролізу сахарози називають інвертованим цукром. Природним інвертованим цукром є мед.

Мальтоза (солодовий цукор) – продукт неповного гідролізу крохмалю, що відбувається під впливом ферменту амілази. Мальтоза містить два залишки -D-глюкози. В молекулі мальтози біля другого залишку глюкози є вільний напівацетальний гідроксил, тому в кристалічному стані вона має циклічну будову, а в розчинах існує в двох таутомерних формах: циклічній та альдегідній. 15(118) Мальтоза знаходиться у насінні сої.

Дисахарид лактоза міститься в молоці (у коров’ячому – 4 – 5 %) і складається з β-D-галактози та α-D-глюкози. Відноситься до відновлюючих цукрів.

Целобіоза – це основна будівельна одиниця клітковини (целюлози). У вільному стані міститься у соці деяких дерев. Має вільний глікозидний гідроксил. Целобіоза містить два залишки -D-глюкози.

Серед природних трисахаридів найбільш відома рафіноза, що містить залишки фруктози, глюкози та галактози, яка знаходиться у великій кількості в буряку та в інших рослинах. 12(182) При зберігання буряку вміст сахарози збільшується. Накопичується у великих кількостях у мелясі при виробництві цукру. 15(118) Рафіноза знаходиться у насінні сої.

Тетрасахарид стахіоза міститься у насінні олійних культур (соя). При гідролізі утворює дві молекули галактози, глюкозу та фруктозу.

За ступенем солодкості вуглеводи та їх похідні розподіляються наступним чином: сахароза, фруктоза, інвертований цукор, глюкоза, сорбіт, гліцерин, ксилоза, мальтоза, рамноза, галактоза, рафіноза, лактоза.

Солодкий смак властивий і іншим речовинам, що не належать до вуглеводів. Так, високу солодкість мають деякі білки. Монелін – білок із ягід африканської рослини Dioscoreophyllum cumminsii – у 3000 разів солодший від сахарози. Тауматин міститься у плодах африканської рослини Thaumatococcus danielli, у 1000 разів солодший за сахарозу. Міракулін – глюкопротеїд, що міститься у плодах тропічної рослини Synsepalum dulcificum, сам він не має солодкого смаку, але змінює смак кислих продуктів на солодкий. Місцеві жителі використовують для під солодження кислого пальмового вина.

У продуктах переробки насіння олійник культур (жмих та шрот) вміст олігосахаридів може досягати 12 % на сухі знежирені речовини.

глікозиди,

В рослинах розповсюджені, головним чином похідні вуглеводів – глікозиди, які складаються з двох частин – вуглеводу та аглікону (нецукрового компоненту). Серед глікозидів олійних культур поширені:

- цианглікозиди: лінамарин, який міститься у насінні льону. Смак дуже гіркий. Складається з глюкози та аглікону (синильна кислота та ацетон). Під впливом ферменту -глюкозидази лінамарин розпадається на глюкозу, ацетон та синильну кислоту. Отруйні властивості зумовлені вмістом синильної кислоти, що утворюється при гідролізі. Вміст лінамарину в насінні залежить від сорту льону та умов вирощування. У рослині, що нормально розвивається ферментативний гідроліз не відбувається. Це спостерігається у свіжозібраному насінні, якщо воно знаходиться в купах та при самозігріванні насіння. Також до ціанглікозидів належить амігдалин кісточок абрикосу, мигдалю, вишні;

- тіоглікозиди: синігрін – міститься у насінні чорної та сарептської гірчиці та рапсу, надає їм гіркий смак та специфічний запах. Під впливом ферменту тіоглюказидази, синігрін розкладається на глюкозу, гірчичне масло та бісульфат калію. Гірчичні жмихи застосовують для медичних цілей (у вигляді гірчичників), а також як приправи та смакові речовини, що зумовлено наявністю в них гірчичного масла;

- стеролглікозиди містять глюкозу та суміш стеролів. Містяться у соєвій олії (до 0,04 % від маси олії);

- флавонглікозиди містять забарвлений алюконовий компонент – похідні флавону. Вони зумовлюють специфічне забарвлення продуктів переробки олійного насіння. Представники: геністин, дандзин у насінні сої, які зумовлюють блідо-жовте забарвлення ядра насіння сої;

- фенолглікозиди:сезамолін насіння кунжута та кунжутної олії. При кислотному гідролізі утворюються сезамом та самін. Сезамом є інгібітором окислення жирів;

- сапонінглікозиди містять глюкозу, галактозу та похідне фенантрену. Сапоніни мають поверхнево-активні властивості. Містяться у багатьох насіннях олійних рослин, деякі отруйні. Значна кількість сапонінів міститься у насінні тунга, внаслідок чого і насіння і продукти їх переробки отруйні для тварин.

Трисахариди

Рафіноза широко зустрічається в насінні злакових, не повністю частково зброджується дріжджями. Складається з aa -Д-галактопіранози, aa-Д-глюкопіранози, bb-Д-фруктофуранози.

Мелібіоза

Мелібіоза не зброджується дріжджями, не підлягає ферментат. pозщепленню.

Полісахариди

Полісахариди (що називаються також гліканами) відрізняються один від одного природою моносахаридних одиниць, що повторюються, завдовжки ланцюги і мірою її галуження. Розрізняють гомополисахариды, що складаються з моносахаридних одиниць тільки одного типу, і гетерополисахариды моносахарид-ные одиниці, що містять, двох або декількох типів ланцюгів.

Головними резервними полісахаридами рослин і тварин є відповідно крохмаль і глікоген, які відкладаються в цитоплазмі ридов

Полісахариди – це природні високомолекулярні речовини, молекули яких складаються з сотень або навіть тисяч залишків моносахаридів, пов’язаних глікозидними зв’язками. Поділяються на гомополісахариди (складаються з однакових залишків моносахаридів) та гетерополісахариди (побудовані з різних залишків моносахаридів).

З точки зору функціонального призначення полісахариди можуть бути поділені на дві групи: структурні (целюлоза) та резервні (глікоген у тварин та крохмаль у рослин).

Крохмаль представляє собою суміш двох гомополісахаридів: лінійного – амілози та розгалуженого – амілопектину. Вміст амілози 10 – 30 %, амілопектину 70 – 90 %. Полісахариди крохмалю збудовані із залишків -D-глюкози, що поєднані в амілозі і в лінійних ланцюгах амілопектину -1,4-зв’язками, а в точках розгалуження амілопектину міжланцюговими -1,6-зв’язками.

При додаванні йоду амілоза забарвлюється в синій колір, амілопектин – в червоно-фіолетовий. Молекулярна маса крохмалю 10⁵ – 10⁷ Да.

Амілоза розчиняється у гарячій воді, амілопектин у воді утворює клейстер.

При частковому кислотному гідролізі крохмалю утворюються полісахариди меншого ступеню полімеризації – декстрини, при повному гідролізі – глюкоза.