Билет №2

1. Крахмал ( с6 н10о 5 ) n

Кристаллическое вещество, хрустящий при растирании порошок ( крахмальные гранулы). Основной резервный полисахарид растений. Обычно при обсуждении крахмала указывают его биологический источник : картофельный, рисовый, маисовый( кукурузный крахмал. Это связано с тем, что разные виды крахмала отличаются степенью поликонденсации, соотношением фракций. Крахмал содержится в корнях, клубнях, листьях, семенах растений.

В составе крахмалов могут присутствовать две различные фракции :амилоза и амилопектин.

Амилоза- линейный полимер , ее макромолекулы состоят из 200-1000 молекул а- D -глюкопиранозы, которые соединены между собой а-1,4- гликозидными связями.

Редуцирующий полуацетальный гидроксил находится в составе той молекулы глюкопиранозы, которая является последней в полисахаридной цепи крахмала. Поэтому амилоза не обладает редуцирующими свойствами- на длинную полисахаридную цепь приходится лишь одна концевая альдегидная(полуацетальная) группа. Молекулярная масса амилозы от 32 000 до 160 000. Макромолекула амилозы свернута в спираль, на одном витке спирали размещается 6 пиранозных циклов.

Фрагмент амилозы

Макромолекулы амилопектина сильно разветвлены, они содержат от 600 -6000 остатков а- D -глюкопиранозы, которые соединены между собой а-1,4- гликозидными связями в длинную цепь , от которой отходят ветвления более коротких цепочек , прикрепленных гликозидными связями а-1,6 ( образуется нередуцирующий конец ). Частично веточки также сворачиваются в спираль. Молекулярная масса амилопектина от 10³ до 10⁶.Соотношение амилозы и амилопектина в разных видах крахмала различны. В среднем крахмал содержит 25% амилозы и 75% амилопектина. В восковидной кукурузе содержание амилопектина выше 95%.

При добавлении раствора йода к крахмалу возникает синяя окраска, качественная реакция обладает высокой чувствительностью : амилоза образует синий раствор с максимальной длиной поглощения при 620-650 нм, а амилопектин- красно-фиолетовый с максимальной длиной поглощения при 520 -580 нм

Молекулы йода внедряются внутрь спиралей , возникают дополнительные связи с гидроксигруппами пиранозных циклов: окраска связана с возбужденным состоянием атомов йода. Также могут внедряться молекулы мочевины, создавая соединения включения- клатраты

Крахмал разделяют на фракции путем растворения в воде. Обе фракции нерастворимы в холодной воде, а в горячей образуют растворы- клейстеры( клеящее свойство).( Kleister - нем.-клей, приготовленный из крахмала или муки).

Через некоторое время при хранении из раствора выпадает осадок амилозы ( процесс ретроградации). Процесс ускоряется добавлением солей ( сульфата магния, сульфата натрия) и бутанола. Амилопектин образует более устойчивый клейстер вследствие гидратации разветвленных макромолекул и увеличения их объема и возникновении сетчатой структуры. Амилоза выделяется из раствора при 70⁰ С, амилопектин при

20 ⁰ С.

Крахмал гидролизуется в присутствии кислоты при нагревании: макромолекулярные продукты промежуточного гидролиза носят название декстрины.

В живых организмах гидролиз осуществляет фермент амилаза, которая может гидролизовать только 1,4- а-гликозидные связи. У человека амилаза содержится в слюне, выделяется подчелюстной слюнной железой, и в соке панкреатической железы.

Последовательность превращений в процессе гидролиза:

( С6 Н10О 5 ) n ——> декстрины ——> n/2 С12 Н10О 11 ——> n С6 Н10О 5

Крахмал мальтоза а-D- глюкопираноза

В процессе гидролиза исчезает цветная окраска с йодом, но постепенно появляется положительная качественная реакция с реактивом Фелинга на редуцирующие сахара

( мальтоза и глюкоза)

Амилаза относится к пищеварительным ферментам, но одновременно к факторам, вызывающим неблагоприятные изменения в полости рта: микрофлора полости рта также содержит ферменты гидролиза крахмала и мальтозы, появление глюкозы в слюне способствует размножению микрофлоры, участвующей в возникновении кариеса.

Крахмал – основной пищевой источник глюкозы. Содержатся в крупах, хлебе и других мучных изделиях.. Его медленный гидролиз в кишечнике сопровождается постепенным поступлением глюкозы в кровь, уровень глюкозы в крови повышается достаточно умеренно в течение 1,5- 2 часов,. что не вызывает резкого выделения инсулина. Крахмал поэтому относится к трудноусвояемым углеводам, употребление которых в пищу считается более физиологичным по сравнению с употреблением сахарозы. Но в тоже время продукты с высоким содержанием крахмала противопоказаны при диабете.

Крахмал используют в пищевой, текстильной, бумажной, меховой промышленности, в производстве красок. В фармацевтической промышленности применяют в качестве добавок к порошкам, присыпок, обволакивающих средств. Применяют модифицированные крахмалы и декстрины. Важное промышленное и научное значение приобрели циклодекстрины( формально они относятся к олигосахаридам)..

Циклодекстрины используют в парфюмерной, косметологической , фармацевтической промышленности в качестве агентов для медленного выделения и доставки веществ, они важны как имитаторы ферментов. Циклодекстрин содержит от шести до восьми звеньев

а-D- глюкопираноных единиц, соединенных в цикл. Вся молекула циклодекстрина выглядит как бумажный стаканчик , у которого верхняя часть шире дна. Широкая поверхность гидрофильна, на ней расположены группы –СНОН пиранозных циклов. Во внутреннее пространство « стакана» проникают вещества , циклодекстрин- уникальный комплексообразователь. Он обеспечивает транспорт лекарственных препаратов, может включать в свое внутреннее пространство « стаканчика» различные лекарства , которые или плохо всасываются в кишечнике , или разлагаются пищеварительными ферментами, или обладают неприятным вкусом и раздражающим действием на ткани желудочно-кишечного тракта.

2) Аминокислоты- большой класс органических соединений. характерным признаком которых является наличие в составе молекулы двух функциональных групп- карбоксильной и аминогруппы. Особую группу составляют природные аминокислоты. Их условно можно разделить на 2 группы:

- аминокислоты , которые участвуют в образовании пептидов и белков. Для них характерно только а- строение и все принадлежат к L – стереоряду.

- аминокислоты, которые обладают биологической активностью, но не являются мономерами природных полимеров белков и пептидов.

Номенклатура природных аминокислот: применяются тривиальные названия.

Особенности строения и стереохимия.

Природные аминокислоты относятся к L – стереоряду и имеют а- строение ( это означает, что обе функциональные группы- амино- и карбоксильная- связаны с общим атомом углерода, который всегда оптически активный ( за исключением глицина – аминоуксусной кислоты). Исследованию пространственного строения природных аминокислот посвящены фундаментальные работы Э.Фишера, П. Каррера.

R –C^*H – COOH COOH NH₂ - СН₂- СООН

| | глицин

NH₂ NH₂ - ^*C – H

|

R L – стереоряд

Большинство природных аминокислот имеют только один асимметричный атом углерода, но две аминокислоты – треонин и изолейцин – содержат два хиральных центра.

Обе аминокислоты могут быть представлены двумя парами диастереомеров.( конечно, каждое соединение существует в виде 4 стереоизомеров, но конфигурация атома , связанного с амино- и карбоксильной группой может быть только L- ряда. Поэтому количество изомеров сводится к двум)

На рисунке представлены истинные абсолютные конфигурации этих аминокислот.

СН₃ – ^*С Н - ^*С Н – СООН С ₂Н₅ – ^*С Н - ^*С Н- СООН

| | | |

ОН NH₂ СН₃ NH₂

L- треонин L - изолейцин

СООН СООН

| |

NH₂ – C - Н NH₂- С – Н

| |

Н – С - ОН СН₃ – С - Н

| |

СН₃ С ₂Н₅