Są to wielocząsteczkowe związki zbudowane z
cząsteczek cukrów prostych, połączonych ze sobą
wiązaniami glikozydowymi.
Cukry te są bardzo szeroko rozpowszechnione
w organizmach żywych i pełnią tam bardzo
różnorodne funkcje (są m.in. Substancjami
zapasowymi, stanowią składnik ścian komórkowych i
uczestniczą
w rozpoznawaniu bakterii przez limfocyty).
Wszystkie polisacharydy ulegają hydrolizie. Dzieje się
ona pod wpływem rozcieńczonych kwasów lub
enzymów.
Najważniejsi przedstawiciele polisacharydów:
skrobia i celuloza
Cecha
Skrobia
Celuloza
Wzór
sumaryczny
( C
6
H
10
O
5
)n
n-
od kilkuset do
kilkudziesięciu tysięcy
( C
6
H
10
O
5
)n
n- od kilkuset do
kilkudziesięciu tysięcy
Wzór
strukturalny
Właściwości
fizyczne
Skrobia jest białą,
bezpostaciową substancją,
pozbawioną smaku,
nierozpuszczalną w zimnej
wodzie i etanolu. W
gorącej wodzie rozpuszcza
się amyloza, tworząc
roztwór koloidalny.
Ma kolor biały, jest odporna
chemicznie i mechanicznie.
Nie rozpuszcza się w
wodzie, lecz w
amoniakalnym roztworze
miedzi(II) ([Cu(NH
3
)
4
](OH)
2
),
chlorowodorkach
niektórych soli, stężonym
kwasie siarkowym(VI).
Skrobia jest produktem fotosyntezy,
powstającym
z połączenia się cząsteczek glukozy, a
także materiałem zapasowym roślin.
Tworzą ją dwa polisacharydy: amyloza
(ok. 20% skrobi)
i amylopektyna, która jest jej głównym
składnikiem.
budowa liniowa, np. amyloza
budowa rozgałęziona, np. amylopektyna
Zasadnicza różnica w budowie polisacharydów,
które składają się na skrobię polega na tym, że
amyloza ma budowę liniową, zaś
w amylopektynie są łańcuchy rozgałęzione.
Dzięki zawartej w skrobi amylozie roztwór jodu
zabarwia się na kolor ciemnoczerwony.
To zabarwienie spowodowane jest
umieszczeniem się cząsteczek jodu wewnątrz
skręconego spiralnie łańcucha reszt
glukozowych w amylozie i powstaniem
barwnego związku kompleksowego.
Jest to reakcja charakterystyczna,
pozwalająca na wykrycie nawet minimalnych
ilości skrobi.
Celuloza to polisacharyd zbudowany z reszt
glukozowych połączonych w długie, nierozgałęzione
łańcuchy wiązaniami glikozydowymi innymi
niż w skrobi. Wiązania glikozydowe w celulozie nie
ulegają rozerwaniu pod wpływem enzymów obecnym
w organizmie ludzi, którzy nie trawią celulozy i nie
mogą się nią żywić. Ma to ogromne konsekwencje
biologiczne i ekonomiczne. Odpowiednie enzymy
hydrolizujące celulozę występują
w mikroorganizmach zasiedlających przewody
pokarmowe przeżuwaczy.
Celuloza jest także jednym z najważniejszych
produktów przemysłowych. W liczbie wielu
milionów ton rocznie wytwarza się ją z drewna,
które zawiera do 50% celulozy. W produkcji
wykorzystuje się odporność chemiczną celulozy. W
celu jej otrzymania drewno rozdrabnia się i
rozgrzewa z roztworami NaOH lub siarczanów (VI)
sodu, magnezu bądź wapnia. W takich warunkach
jedynym nierozpuszczalnym składnikiem drewna
jest celuloza, która po odsączeniu poddawana jest
dalszej przeróbce. Większość produkowanej
celulozy przerabiana jest na papier.
Azotany (V) wykorzystuje się do produkcji
klejów
i lakierów, celuloidu (tworzywo sztuczne) i
materiału wybuchowego, tzw.
nitrocelulozy.
Octany celulozy służą do produkcji błon
fotograficznych, tworzyw sztucznych,
lakierów
oraz włókien syntetycznych.
Długotrwałe ogrzewanie skrobi z wodą w
obecności kwasów lub enzymów (np. amylaz)
prowadzi
do hydrolizy skrobi. Jest to reakcja złożona,
przebiegająca przez wiele etapów pośrednich.
Skrobia nie od razu ulega całkowitemu rozpadowi
na glukozę. Na pierwszych etapach hydrolizy
ze skrobi powstają dekstryny, złożone z mniejszej
liczby reszt glukozowych.
Celuloza jako polisacharyd ulega hydrolizie
w środowisku kwaśnym lub pod wpływem
enzymów. Proces ten nazywany jest
scukrzeniem.
(C
(C
6
6
H
H
10
10
O
O
5
5
)n nH
)n nH
2
2
O nC
O nC
6
6
H
H
12
12
O
O
6
6
Celuloza
Glukoza
Celuloza ulega reakcji
estryfikacji za pomocą
C
2
H
5
COOH i HNO
3
[C
[C
6
6
H
H
7
7
O
O
2
2
(OH)
(OH)
3
3
]n
]n
3n CH
3n CH
3
3
COOH
COOH
[C
[C
6
6
H
H
7
7
O
O
2
2
( OOCCH
( OOCCH
3
3
)
)
3
3
]n + 3n H
]n + 3n H
2
2
O
O