Ugljikohidrati (CH2O)n. Karakteristike i klasifikacija ugljikohidrata, njihova uloga u životu biljaka Transportni oblici ugljikohidrata

Plan:

1. Značenje ugljikohidrata. Opće karakteristike.

2. Klasifikacija ugljikohidrata.

3. Struktura ugljikohidrata.

4. Sinteza, razgradnja i transformacija ugljikohidrata u biljci.

5. Dinamika ugljenih hidrata tokom sazrevanja SOM.

Značenje ugljenih hidrata. Opće karakteristike.

Ugljikohidrati su glavni nutritivni i glavni pomoćni materijal biljnih stanica i tkiva.

Oni čine do 85-90% ukupne mase biljnog organizma.

Nastaje tokom procesa fotosinteze.

Ugljikohidrati sadrže C, H i O.

Predstavnici: glukoza S6N12O6, saharoza S12N22O11, fruktoza, ramnoza, skrob, vlakna, hemiceluloze, pektinske supstance, agar-agar.

Saharoza je ugljikohidrat koji se sintetizira samo u biljnom tijelu i igra vrlo važnu ulogu u metabolizmu biljaka. Saharoza je šećer koji biljka najlakše apsorbira. U nekim biljkama saharoza se može akumulirati u izuzetno velikim količinama (šećerna repa, šećerna trska).

SOM se uvelike razlikuju po sastavu ugljikohidrata:

Krompir – većina ugljenih hidrata je skrob;

Grašak od zelenog povrća (bere se u fazi tehničke zrelosti) - najveći dio ugljikohidrata sastoji se od gotovo jednakih dijelova škroba i šećera;

Zrele jabuke - škrob praktički nema, a ugljikohidrati su predstavljeni glukozom, fruktozom, saharozom;

dragun – glukoza i fruktoza, gotovo bez saharoze;

Grožđe – glukoza i fruktoza.

Različiti sastav ugljikohidrata u pojedinim tkivima SOM-a:

Kora sadrži vlakna i pektinske supstance (koji štite pulpu voća od štetnih efekata);

Pulpa sadrži skrob i šećere (glukozu, fruktozu, saharozu).

Klasifikacija ugljikohidrata.

Svi ugljeni hidrati su podeljeni u dve grupe - Monosas(monosaharidi) i Polioze(polisaharidi)

Nekoliko molekula monosaharida se kombinuje jedni s drugima kako bi oslobodili vodu i formirali molekul polisaharida.

monosaharidi: Mogu se smatrati derivatima polihidričnih alkohola.

Predstavnici: glukoza, fruktoza, galaktoza, manoza.

disaharidi: saharoza (šećer od trske), maltoza (sladni šećer) i celobioza.

trisaharidi: Raffinosa et al.

tetrasaharidi: stahioza itd.

Di-, tri- i tetrasaharidi (do 10 monosaharida) čine grupu Polisaharidi prvog reda. Svi predstavnici ove grupe su lako rastvorljivi u vodi iu svom čistom obliku su kristalne supstance (oligosaharidi).

Oligosaharidi (oligosaharidi) mogu biti homo- i heterosaharidi. Saharoza sastoji se od glukoze i fruktoze - furan (heterošećer). Laktoza– galaktoza + glukoza. Maltoza, trehaloza, celobioza – Glukoza + glukoza (homosaharidi) se razlikuju po rasporedu atoma ugljika uključenih u vezu između molekula monosaharida.

Složeniji ugljeni hidrati - Polisaharidi drugog reda. Složene supstance sa veoma velikom molekulskom težinom. Ili se uopće ne otapaju u vodi ili daju viskozne, koloidne otopine.

Predstavnici: sluz, skrob, dekstrini, glikogen, vlakna, hemiceluloze, pektinske supstance, inulin, kaloza itd.

Struktura ugljikohidrata.

Monosaharidi koji sadrže tri atoma ugljika pripadaju ovoj grupi Triose, sa četiri – Tetroz, sa pet - Pentoza, šest - Heksoza i porodica - Heptoza.

Najvažnije i najraširenije u prirodi su pentoze i heksoze.

Monosaharidi, derivati ​​polihidričnih alkohola, sadrže u svojoj molekuli, uz alkoholne grupe –OH, aldehidnu ili keto grupu.

trioze:

Desnoruki Ljevoruki

D-gliceraldehid L-gliceraldehid

Fruktoza pripada pentozama, glukoza heksozama.

Utvrđeno je da u rastvorima D-glukoza postoji u tri interkonvertibilna oblika, od kojih su dva ciklična.

Slične interkonverzije ova tri oblika su također ustanovljene za druge monosaharide.

disaharidi:

polisaharidi:

Imaju linearnu ili razgranatu strukturu; njihovi polimerni molekuli se sastoje od monomera (monosaharida) povezanih jedni s drugima u dugim lancima.

Sinteza, razgradnja i transformacija ugljikohidrata u biljkama.

Sinteza.

Primarni proizvod fotosinteze je Fosfoglicerinska kiselina. Daljnjim transformacijama daje razne Monosaharidi– glukoza, fruktoza, manoza i galaktoza (nastaju bez sudjelovanja svjetlosti, kao rezultat “tamnih” enzimskih reakcija). Do stvaranja heksoza iz fosfoglicerinske kiseline ili fosfogliceraldehida (trioze) dolazi djelovanjem enzima Aldolaza.

Stvaranje glukoze i fruktoze iz sorbitola.

Uz monosaharide, na svjetlu se u listovima izuzetno brzo formiraju i saharoza (disaharid) i škrob (polisaharid), ali je to sekundarni proces enzimskih transformacija prethodno formiranih monosaharida (može se dogoditi u potpunom mraku). Saharoza se sintetiše iz glukoze i fruktoze, kao i iz drugih heksoza. Saharoza se ne sintetiše iz pentoza (arabinoza, ksiloza).

Propadanje.

Većina monosaharida fermentira kvasac.

Oligošećeri se razgrađuju pod dejstvom odgovarajućih enzima i tokom hidrolize (zagrevanje u prisustvu kiselina).

Polisaharidi drugog reda:

Škrob(sastoji se od amiloze i amilopektina, njihov omjer u škrobu različitih biljaka je različit) - razgrađuje se pod djelovanjem enzima Glukozne amilaze i tokom hidrolize u molekule glukoze; Glikogen(slično).

Vlakna (celuloza)– probavlja se samo kod preživača bakterijama koje sadrže enzim Celulase.

Hemiceluloze hidroliziraju kiseline lakše nego vlakna.

Interkonverzije.

U biljkama se saharidi izuzetno lako pretvaraju jedni u druge.

Interkonverzije monosaharida nastaju kao rezultat djelovanja odgovarajućih enzima koji kataliziraju reakcije fosforilacije i stvaranje fosfornih estera šećera.

Pod dejstvom izomeraza, monosaharidi se pretvaraju jedan u drugi.

Enzimi su također otkriveni u biljnim organizmima koji kataliziraju stvaranje fosfornih estera šećera i njihove međusobne transformacije.

Škrob koji se nakuplja u listovima tokom fotosinteze može se vrlo brzo pretvoriti u saharozu (najvažniji transportni oblik ugljikohidrata), pretočiti u obliku saharoze u sjemenke, plodove, gomolje, korijenje i lukovice, gdje se saharoza ponovo pretvara u škrob i inulin. . Amilaza ne učestvuje u ovim procesima (drugi enzimi i hidroliza).

Dinamika ugljenih hidrata tokom sazrevanja SOM

1. Tokom perioda zrenja na biljci i skladištenja, u većini voća i povrća se smanjuje sadržaj skroba, a povećava se sadržaj šećera.

2. Postigavši ​​određeni maksimum, nivo šećera takođe počinje da se smanjuje.

Zelene banane – više od 20% skroba i manje od 1% šećera;

U zrelim bananama nivo skroba se smanjuje na 1%, a nivo šećera se povećava na 18%.

Većina šećera je saharoza, ali u optimalnoj zrelosti plodova šećeri su zastupljeni jednakim dijelovima saharoze, fruktoze i glukoze.

Iste promjene su karakteristične i za jabuke, ali znatno manje izražene.

Ako se tokom zrenja na matičnoj biljci povećava količina šećera zbog mono- i disaharida, onda se prilikom njihovog naknadnog skladištenja, ako se uočava, dolazi do povećanja nivoa šećera zbog monosaharida. Istovremeno se smanjuje količina disaharida, koji se pod djelovanjem enzima i hidrolize (pod utjecajem kiselina) razlažu na monosaharide, zbog čega se broj potonjih povećava.

U voću i povrću koje uopšte ne sadrži skrob, takođe se uočava povećanje šećera tokom skladištenja. I u voću koje sadrži škrob, sadržaj šećera koji nastaje tokom skladištenja premašuje sadržaj škroba od kojeg se mogu formirati. Proučavanje dinamike različitih polisaharidnih frakcija pokazalo je da se tokom zrenja plodova nakon berbe ne događa samo hidroliza škroba, već i pektinskih supstanci, hemiceluloze, pa čak i celuloze.

U Grašak od povrća, pasulj i kukuruz šećerac tokom zrenja i skladištenja ne radi se o pretvaranju škroba u šećer, već, naprotiv, šećera u škrob (kada se čuvaju na 00C, procesi tranzicije se odvijaju sporije, ali istim redoslijedom). Kada se mahunarke pohranjuju u listovima, vrijeme potrebno da se šećer pretvori u škrob se udvostručuje.

IN Krtole krompira Javljaju se i procesi sinteze škroba iz šećera i procesi transformacije škroba u šećere.

Kako rastu, škrob se nakuplja u gomoljima. Što je veći odnos skroba i šećera, to je veći kvalitet gomolja krompira.

Pri skladištenju na 00C škrob se pretvara u šećere, ali je ta temperatura optimalna za zaustavljanje razvoja patogene mikroflore (truljenje krompira).

Kada temperatura padne sa 20 na 00C:

Škrob Þ šećer – smanjen za 1/3;

Šećer Þ skrob – smanjen za 20 puta;

Stopa potrošnje šećera tokom disanja (šećer Þ CO2 + H2O) smanjuje se za 3 puta.

Zbog toga se šećeri nakupljaju tokom skladištenja. Štaviše, u divljim oblicima krompira iu severnim regionima, većina šećera koji se akumulira tokom skladištenja su monosaharidi. U našoj zoni se tokom skladištenja nakuplja ista količina mono- i disaharida.

Za konzumaciju gomolja za ishranu i upotrebu za sjemenke potrebno je smanjiti sadržaj šećera i povećati udio škroba, za to je potrebno gomolje držati na 200C.

Dugotrajno skladištenje gomolja krompira na 00C dovodi do toga da se vreme potrebno za pretvaranje šećera u skrob toliko povećava da u tom periodu bolesti i štetočine u potpunosti pogađaju gomolje.

Kada se čuva na 100C, krompir zadržava skoro nativni nivo skroba, ali ova temperatura ne kontroliše bolest. Zbog toga je ekonomičnije čuvati krompir na 40C, u dobro provetrenim prostorijama (uslovi aktivne ventilacije); gomolji moraju biti netaknuti, suvi; za sprečavanje klijanja i bolesti potrebna su dodatna sredstva - hemikalije.

Plastika. Ugljikohidrati nastaju u biljkama tokom procesa fotosinteze i služe kao polazni materijal za sintezu svih ostalih organskih tvari;

Strukturno. Ovu ulogu imaju celuloza ili vlakna, pektinske supstance, hemiceluloza;

Skladištenje. Rezervni nutrijenti: skrob, inulin, saharoza...

Zaštitni. Saharoza je glavni zaštitni nutrijent u prezimljujućim biljkama.

Energija. Ugljikohidrati su glavni supstrat disanja. Kada se oksidira 1 g ugljikohidrata, oslobađa se 17 kJ energije.

2.2. Proteini (B).

Proteini, ili proteini, su visokomolekularna jedinjenja izgrađena od aminokiselina.

Među organskim tvarima, po količini u biljkama, na prvom mjestu nisu proteini, već ugljikohidrati i masti. Ali upravo B. igra odlučujuću ulogu u metabolizmu.

Funkcije proteina u biljkama.

Strukturno. U citoplazmi ćelija udio proteina je 2/3 ukupne mase. Proteini su sastavni dio membrana;

Skladištenje. Biljke sadrže manje proteina od životinjskih organizama, ali dosta. Dakle, u sjemenu žitarica - 10-20% suhe težine, u sjemenu mahunarki i uljarica - 20-40%;

Energija. Oksidacija 1 g proteina daje 17 kJ;

Katalitički. Enzimi ćelije koji vrše katalitičku funkciju su proteinske supstance;

Transport. Transport tvari kroz membrane;

Zaštitni. Proteini su poput antitela.

Proteini obavljaju niz drugih specifičnih funkcija.

2.2.1. aminokiseline (A),

A su osnovne strukturne jedinice od kojih se grade molekule svih proteinskih supstanci. Aminokiseline su derivati ​​masnih ili aromatičnih kiselina, koji sadrže i amino grupu (-NH 2) i karboksilnu grupu (-COOH). Većina prirodnih A. ima opću formulu

U prirodi postoji oko 200 A., ali samo 20, kao i dva amida, asparagin i glutamin, učestvuju u izgradnji B. Preostali A. nazivaju se slobodnim.

U B. su prisutne samo ljevoruke aminokiseline.

Iz hemijskih svojstava A. bilježimo ih amfoternost. Zbog amfoterne prirode A. u vodenim rastvorima, u zavisnosti od pH rastvora, disocijacija –COOH ili –NH 2 grupa je potisnuta i A. pokazuje svojstva kiseline ili lužine.

(-) alkalna sredina kisela sredina punjenje “+”

H 2 O +R-CH-COO - ← OH- +R-CH-COO- + H+ →R-CH-COOH

H 2 NH 3 N + H 3 N +

Reakcija otopine A., u kojoj se opaža jednakost naboja "+" i "-", naziva se izoelektrična tačka (IEP). U IET-u, molekula A je električno neutralna i ne kreće se u električnom polju.

Sastav B. uključuje 20 A. i dva amida—asparagin i glutamin. Od 20 A., 8 je esencijalno, jer se ne mogu sintetizirati u tijelu ljudi i životinja, već ih sintetiziraju biljke i mikroorganizmi. Esencijalne aminokiseline uključuju: valin; lizin; metionin; treonin; leucin; izoleucin; triptofan; fenilalanin.

Predstavnici A.

Alanin CH 3 -CH-COOH (6.02)

Cistein CH 2 -CH-COOH (5.02)

asparaginska COOH-CH 2 -CH-COOH (2,97)

kiselina |

Glutamin COOH-CH 2 -CH 2 -CH-COOH (3.22)

kiselina |

Lizin CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH-COOH (9,74)

2.2.2. Sastav i opšta svojstva proteina.

Elementarni sastav B. je prilično konstantan i skoro svi sadrže 50-60% C, 20-24% O, 6-7% H, 15-19% N, a količina sumpora je od 0 do 3%. . U kompleksnim bakterijama u malim količinama su prisutni fosfor, gvožđe, cink, bakar.....

Osobine proteina.

Amfoterično. B. sadrže slobodne NH 2 i COOH grupe i mogu disocirati kao kiseline i baze (vidi primjer A.). Imaju IET. Kada je reakcija rastvora jednaka ili bliska IET-u, proteini se odlikuju ekstremnom nestabilnošću i lako se talože iz rastvora pod najslabijim spoljnim uticajima. Ovo se koristi za izolaciju proteina.

Denaturacija. To je gubitak bioloških svojstava proteina pod utjecajem različitih vanjskih utjecaja - visoke temperature, djelovanja kiselina, soli teških metala, alkohola, acetona itd. (vidi koloidni faktori koagulacije). Kao rezultat izlaganja dolazi do promjene strukture polipeptidnih lanaca u molekuli proteina, prostorna struktura je poremećena, ali ne dolazi do razgradnje na aminokiseline. Na primjer, kada se zagrije kokošje jaje, bijelo se zgruša. Ovo je nepovratna denaturacija; ili potpuno osušeno sjeme.

Biološka nutritivna vrijednost proteina (BNV). Određuje se sadržajem esencijalnog A. u B. Za to se proučavana B. upoređuje sa standardom B. koji je odobrila FAO (Međunarodna organizacija za hranu i poljoprivredu). Aminokiselinska ocjena svake esencijalne aminokiseline se izračunava i izražava kao % sadržaj esencijalne A. u ispitivanom proteinu (mg) x 100%

Oni A., čiji je rezultat aminokiselina manji od 100%, nazivaju se ograničavajući. U mnogim proteinima uopšte nema pojedinačnih esencijalnih proteina.Na primer, triptofan je odsutan u proteinima jabuke; kod mnogih biljnih bakterija ograničavajuće su najčešće četiri esencijalne aminokiseline - lizin, triptofan, metionin i treonin. B. koji ne sadrže neke bitne A. nazivaju se neispravan. Biljka B. se smatra inferiornom, a životinja B. inferiornom. punopravni. Za stvaranje 1 kg životinjske hrane troši se 8-12 kg biljne hrane. Na osnovu BOC proteina može se procijeniti: 100% - proteini mlijeka i jaja; ostale životinje B – 90-95%; B. mahunarke – 75-85%; B. žitarice - 60-70%.

2.2.3. Struktura proteina.

Prema polipeptidnoj teoriji strukture B. (Danilevsky, Fischer), aminokiseline u interakciji jedna s drugom formiraju peptidnu vezu - CO-NH-. Nastaju di-, tri-, pento- i polipeptidi.

Molekul B. je konstruisan od jednog ili više međusobno povezanih polipeptidnih lanaca koji se sastoje od aminokiselinskih ostataka.

CH 3 CH 2 CH CH 3 CH 2 CH

H 2 N-CH-COOH + H 2 N-CH-COOH →H 2 N-CH-CO-NH-CH-COOH + H 2 O

Alanin cistein alanilcistein

(dipeptid)

Struktura B.

Postoje različiti nivoi organizacije proteinskog molekula i svaki molekul ima svoju prostornu strukturu. Gubitak ili narušavanje ove strukture uzrokuje poremećaj u obavljanju funkcije (denaturacija).

Postoje različiti nivoi organizacije proteinske molekule.

Primarna struktura. Određeno brojem i redoslijedom aminokiselina u molekulu B. Primarna struktura je genetski fiksirana. Sa ovom strukturom, molekul B. ima oblik nalik na niti. …….

Primarna struktura homolognih proteina koristi se posebno kao kriterij za uspostavljanje odnosa između pojedinih vrsta biljaka, životinja i ljudi.

Sekundarna struktura. To je spiralna konfiguracija polipeptidnih lanaca. Odlučujuća uloga u njenom obrazovanju pripada vodonikveze...... Međutim, disulfidne veze (-S-S-) mogu se pojaviti i između pojedinih tačaka spirale, koje narušavaju tipičnu spiralnu strukturu.

Tercijarna struktura. Ovo je još viši nivo organizacije B. On karakteriše prostornu konfiguraciju molekula. To je zbog činjenice da slobodni karboksil, amin, hidroksil i druge grupe bočnih radikala molekula aminokiselina u polipeptidnim lancima međusobno djeluju kako bi formirale amidne, esterske i solne veze. Zbog toga se polipeptidni lanac, koji ima određenu sekundarnu strukturu, dalje savija i pakuje i dobija specifičnu prostornu konfiguraciju. Vodikove i disulfidne veze također igraju značajnu ulogu u njegovom stvaranju. Formira se globularni (sferični) oblik proteina.

Kvartarna struktura. Nastaje kombinacijom nekoliko proteina tercijarne strukture. Treba napomenuti da je funkcionalna aktivnost određenog proteina određena sva četiri nivoa njegove organizacije.

2.2.4. Klasifikacija proteina.

Na osnovu svoje strukture, proteini se dijele na proteine, ili jednostavne proteine, izgrađene samo od ostataka aminokiselina, i proteine, ili složene proteine, koji se sastoje od jednostavnog proteina i nekog drugog neproteinskog spoja čvrsto vezanog za njega. U zavisnosti od prirode neproteinskog dela, proteini se dele u podgrupe.

Fosfoproteini - proteini se kombinuju sa fosfornom kiselinom.

Lipoproteini - proteini se kombiniraju s fosfolipidima i drugim lipidima, na primjer, u membranama.

Glikoproteini - proteini se kombinuju sa ugljikohidratima i njihovim derivatima. Na primjer, u sastavu biljnih sluzi.

Metaloproteini – sadrže metale, g.o. elementi u tragovima: Fe, Cu, Zn….. To su uglavnom enzimi koji sadrže metal: katalaza, citohromi itd.

Nukleoproteini su jedna od najvažnijih podgrupa. Ovdje se protein kombinuje sa nukleinskim kiselinama.

Klasifikacija proteina prema rastvorljivosti u različitim rastvaračima je od velike praktične važnosti. Razlikuju se sljedeće: frakcija B. po rastvorljivosti:

Albumini su rastvorljivi u vodi. Tipičan predstavnik je albumin pilećeg jajeta, mnogi proteini su enzimi.

Globulini su proteini koji su rastvorljivi u slabim rastvorima neutralnih soli (4 ili 10% NaCl ili KCl).

Prolamini - rastvoriti u 70% etil alkoholu. Na primjer, glijadini pšenice i raži.

Glutelini - rastvaraju se u slabim alkalnim rastvorima (0,2-2%).

Histoni su niskomolekularne alkalne bakterije sadržane u jezgri stanica.

Frakcije B. razlikuju se po sastavu aminokiselina i biološkoj nutritivnoj vrijednosti (BNC). Prema BPC, frakcije su raspoređene u slijedu: albumini › globulini ≈ glutelini › prolamini. Sadržaj frakcija zavisi od vrste biljke, nije isti u različitim delovima zrna. (vidi privatnu biohemiju poljoprivrednih kultura).

Lipidi (L).

Lipidi su masti (F) i tvari slične mastima (lipoidi) koje su slične po svojim fizičko-hemijskim svojstvima, ali se razlikuju po biološkoj ulozi u tijelu.

Lipidi se općenito dijele u dvije grupe: masti i lipoidi. Tipično, vitamini rastvorljivi u mastima se takođe klasifikuju kao lipidi.

Ugljeni hidrati su grupa organskih supstanci opšte formule (CH2O)n, tj. sadrže samo kiseonik, ugljenik i vodonik. Ugljikohidrati imaju mnogo jednostavniju strukturu od proteina. Ugljikohidrati se dijele u 3 velike klase: monosaharidi, disaharidi i polisaharidi.

Monosaharidi su jednostavni ugljikohidrati koji nemaju polimernu strukturu. Molekule monosaharida mogu sadržavati različit broj atoma ugljika: 3 (m 434h71fe rioza), 4 (tetroze), 5 (pentoze), 6 (heksoze), 7 (heksoze), od kojih su trioze, pentoze i heksoze najčešće u biljke.

Trioze imaju opštu formulu C3H6O3; Postoje samo dvije trioze - gliceraldehid i dihidroksiaceton. Ovi šećeri su intermedijarni proizvodi u procesu glikolize tokom disanja.

Pentoze imaju opštu formulu C5H10O5. Od pentoza su najvažnije riboza i dezoksiriboza, jer dio su nukleinskih kiselina: deoksiriboze - u DNK, riboze - u RNK, kao i nekih drugih važnih supstanci - NAD, NADP, FAD i ATP.

Heksoze imaju opštu formulu C6H12O6. Od heksoza u biljkama najčešće su glukoza i, u manjoj mjeri, fruktoza. Glukoza i fruktoza imaju različite važne funkcije u ćeliji. Oni služe kao izvor energije za ćeliju, koja se oslobađa kada se oksidiraju tijekom disanja. Najčešći disaharid, saharoza, nastaje iz glukoze i fruktoze. Glukoza služi kao monomer za formiranje najčešćih biljnih polisaharida – škroba i glukoze. U sočnom voću glukoza i fruktoza služe kao rezervne supstance.

Disaharidi su šećeri čiji molekuli nastaju od 2 molekula monosaharida kao rezultat kondenzacijske reakcije, tj. kombinacija molekula monosaharida sa oslobađanjem vode. Na primjer, molekula disaharida saharoze sastoji se od ostatka glukoze i ostatka fruktoze:

S6N12O6 + S6N12O6 → S12N22O11 + N2O

Saharoza ima zanimljivu osobinu: rastvorljiva je u vodi kao i glukoza, ali je hemijski mnogo manje aktivna. Dakle, ugljikohidrati se transportuju kroz floem upravo u obliku saharoze: zbog svoje visoke rastvorljivosti može se transportovati u obliku prilično koncentrisanog rastvora, a zbog svoje hemijske inertnosti ne ulazi ni u kakve reakcije duž način. U nekim biljkama saharoza služi kao rezervna tvar - na primjer, u mrkvi, šećernoj repi i šećernoj trsci.

Polisaharidi su polimeri nastali kondenzacijom mnogih molekula monosaharida. U biljkama, polisaharidi obavljaju 2 funkcije - strukturnu i skladišnu.

1. Strukturni polisaharidi - Polisaharidi su pogodni za upotrebu kao strukturne supstance iz 2 razloga:

Imaju duge, jake molekule

Polisaharidi su hemijski neaktivni, pa su strukture nastale od njih otporne na različite vanjske utjecaje.

Postoje 2 glavne vrste strukturnih polisaharida - celuloza i hemiceluloza. Celuloza se formira od ostataka β-glukoze; ima veoma dugačke, razgranate molekule koje su nerastvorljive u vodi i otporne na različite hemijske uticaje. Celuloza se nalazi u ćelijskom zidu i u njemu igra ulogu krutog, snažnog ojačanja. Hemiceluloze nastaju od ostataka različitih monosaharida - arabinoze, manoze, ksiloze itd. Hemiceluloze su dio matriksa ćelijskog zida.

2. Rezervni polisaharidi - Polisaharidi su pogodni za upotrebu kao rezervne supstance iz 2 razloga:

Velika veličina molekula polisaharida čini ih netopivim u vodi, što znači da nemaju kemijski ili osmotski učinak na ćeliju;

Polisaharidi se hidrolizom lako pretvaraju u monosaharide

Glavni polisaharid za skladištenje u biljkama je skrob. Škrob je polimer α-glukoze. Strogo govoreći, škrob je mješavina 2 polisaharida: amiloze, koja ima linearne molekule, i amilopektina, koji ima razgranate molekule. Ako je potrebno, škrob se lako hidrolizira u glukozu. Upravo je škrob rezervna tvar u većini biljaka - žitaricama, kukuruzu, krompiru itd. U ćelijama škrob se nalazi u obliku škrobnih zrnaca u hloroplastima ili citoplazmi.

Ugljikohidrati u biljkama podijeljeni u dvije velike grupe: jednostavnih ugljenih hidrata, nisu sposobni za hidrolizu (monosaharidi), i složenih ugljenih hidrata hidrolizirani u jednostavne (polisaharidi).

Jednostavni ugljikohidrati

Jednostavni ugljikohidrati su dobili ime zbog činjenice da se na početku razvoja kemije ugljikohidrata vjerovalo da se sastoje od atoma ugljika i vode. Od jednostavnih ugljikohidrata, bobičasto voće sadrži najviše:

• glukoza,
• saharoza,
• fruktoza.

Glukoza

Kod zrelih ljudi ima posebno puno glukoze, zbog čega se često naziva grožđani šećer. Zrelo grožđe sadrži puno glukoze. Nalazi se u različitim količinama u svim bobicama, tako da je najčešći monosaharid. Kao jedan od glavnih izvora energije, glukoza obavlja veoma važne funkcije u ljudskom organizmu, a za mozak i nervno tkivo takav izvor je jedini (detaljnije:).

Fruktoza

Fruktoza takođe rasprostranjen u prirodi. Nalazi se posebno u velikim količinama u voće.
Fruktoza u jabukama. U ljudskom tijelu, fruktoza se lako može pretvoriti u glukozu, a također je uključena direktno u metabolizam, zaobilazeći proces pretvaranja u glukozu. Dio fruktoze se u tijelu prerađuje bez inzulina (detaljnije:).

Saharoza

Saharoza(šećer iz repe ili trske) važan je dio ishrane i sastoji se od molekula fruktoze i glukoze. Oko 27% saharoze nalazi se u korijenu šećerne repe, a oko 20% u stabljikama šećerne trske.
Šećerna repa. Saharoza se može lako hidrolizirati u razrijeđenim kiselinama, razlažući se na glukozu i fruktozu. Ova mješavina fruktoze i glukoze naziva se invertni šećer. Uz pomoć enzima saharoze ili invertaze dolazi do enzimske razgradnje saharoze u crijevima ljudi i životinja, kao i pri stvaranju u tijelu pčela. Na primjer, pčelinji med se sastoji od 97-99% invertnog šećera. Saharoza je uključena u sve bobičasto voće.

Polisaharidi

Najvažniji polisaharidi biljke su:

• skrob,
• celuloza (vlakna),
• pektinske supstance.

Škrob

Škrob je rezervni polisaharid biljaka. Deponuje se u obliku zrna u krtolama i korenu, u zrnu žitarica, a nalazi se i u mnogim nezrelim plodovima itd. Kada plodovi sazre, skrob se razlaže u glukozu. Na ovom svojstvu zasniva se hemijska metoda za određivanje stepena zrelosti ploda. Gomolji sadrže od 12 do 24% škroba.
Škrob je bogat izvor energije, ima svojstva omotača i široko se koristi u prehrambenoj industriji i medicini.

Celuloza

Od celuloza uglavnom se sastoje od zidova biljnih ćelija. To je strukturni polisaharid. Drvo sadrži 50% celuloze, pamučna vlakna - do 90%. Pamučna vuna se može smatrati gotovo čistom celulozom. Molekul celuloze sadrži do 10.000 ostataka glukoze. Vlakna, odnosno celulozu, ne razgrađuju enzimi u probavnom kanalu čovjeka, ali zbog svoje grube strukture djeluje kao aktivator motoričke funkcije želuca i crijeva i reguliše rad ovih organa, osigurava pravovremeno i ritmično oslobađanje toksina iz organizma.

Pektinske supstance (pektini)

Po hemijskoj prirodi pektinske supstance klasifikovani kao složeni ugljeni hidrati. Dakle, pri liječenju bolesti probavnog trakta normaliziraju sastav crijevne mikroflore i crijevnu peristaltiku. Pektini imaju antibakterijski učinak. Sa mnogim metalima (olovo, kalcijum, stroncijum, kobalt itd.) mogu formirati nerastvorljiva kompleksna jedinjenja koja se ne vare i izlučuju iz organizma. Zbog sposobnosti vezanja radioaktivnih i teških metala u tijelu, pektini su proizvodi za zaštitu od zračenja i detoksikaciju u ljudskoj ishrani. Neutraliziraju otrovne tvari nastale u crijevima kao rezultat procesa propadanja i aktivnosti mikroflore.
Pektini u voću. Pektini takođe imaju antisklerotično dejstvo. Bogata pektinima ogrozd, aronija, crvena ribizla, jabuke, brusnice, žutika, agrumi(voćna kora).