Obraz4 (23)

224

Wszyscy znają intensywne, granatowe zabarwienie powstające po dodaniu jodu do roztworu skrobi. Jest to próba analityczna na obecność amylozy. Amylopektyna nie barwi się jodem. Zabarwienie nie jest wynikiem reakcji chemicznej. Amyloza tworzy w roztworach struktury helikalne, podobne kształtem do sprężyny, zrobionej przez owinięcie drutu na walcu. Zabarwienie powstaje dlatego, że cząsteczki jodu umieszczają się wewnątrz helikalnej struktury jakby w klatce. Jod w takiej klatce znajduje się w innym otoczeniu niż w wodzie i dlatego ma inną barwę. Nie jest to zjawisko wyłączne dla amylozy. Wiadomo np., że jod w alkoholu ma barwę brązową a chloroformowy roztwór jodu jest fioletowy.

Glikogen jest polimerem glukozy o budowie podobnej do amylopektyny, ale o większej liczbie rozgałęzień. Skrobia i glikogen pełnią w przyrodzie podobne funkcje, są mianowicie zapasowymi formami glukozy. Rośliny gromadzą zapasową glukozę w formie skrobi a zwierzęta w formie glikogenu. Enzymatyczna hydroliza uwalnia glukozę ze skrobi i glikogenu w miarę potrzeb organizmu.

Ćwiczenie 13.7. Podczas wysiłku mięśnie potrzebują s^bkich dostaw dużej ilości glukozy, pochodzącej z hydrolizy glikogenu. Hydroliza odbywa się jednocześnie na końcach wszystkich rozgałęzień. Który polisacharyd szybciej może dostarczać glukozy, mniej rozgałęziony czy więcej rozgałęziony? Czy rozumiesz teraz, dlaczego glikogen odznacza się dużą liczbą rozgałęzień?

Celuloza

Celuloza jest polisacharydem zbudowanym z cząsteczek glukozy, połączonych wiązaniami 1,4-(J-glikozydo wymi. Strukturalna różnica między celulozą i amylozą polega zatem tylko na odmiennej konfiguracji wiązania gli-kozydowego. Ta pozornie subtelna różnica ma kolosalne konsekwencje biologiczne i ekonomiczne. Celuloza jest najbardziej rozpowszechnioną formą glukozy i ludzkość nigdy nie miałaby kłopotów żywnościowych, gdyby nasz organizm dysponował enzymem, niezbędnym do hydrolizy wiązań p-gli-kozydowych w celulozie. Niestety organizmy ssaków nie wytworzyły celu-laz i dlatego nie mogą wykorzystywać glukozy zawartej w celulozie. Enzymy hydrolizujące celulozę (celulazy) występują w mikroorganizmach żyjących w przewodach pokarmowych przeżuwaczy i termhów. Dlatego zwierzęta te tnogą odżywiać się celulozą z roślin jakie gadają. Najdoskonalszymi gadaczami celulozy są termity.

Celuloza jest polimerem o bardzo dużej masie molowej, rzędu kilku milionów. Brak rozgałęzień sprawia, że długie łańcuchy celulozy mogą ściśle do siebie przylegać i mogą między nimi powstawać wiązania wodorowe.

Dlatego celuloza jest zupełnie nierozpuszczalna w wodzie i może tworzyć mocne włókna (np. len, bawełna).

fragment cząsteczki celulozy

Celuloza jest ważnym produktem przemysłowym, masowo wytwarzanym z drewna. Większość celulozy jest przerabiana na papier. Wysuszone drewno zawiera do 50% celulozy, ok. 20% innych polisacharydów i ok. 30% ligniny. W celu otrzymania celulozy drewno ogrzewa się z roztworami NaOH albo siarczanów(IV) sodu, magnezu lub wapnia. W tych warunkach jedynym nierozpuszczalnym składnikiem drewna jest celuloza, która jest po prostu odsączana.

Celuloza z drewna tworzy bardzo krótkie włókienka, nie nadające się do przędzenia. Dlatego opracowane zostały sposoby chemicznej przeróbki celulozy na materiały włókniste. W najogólniejszym zarysie wytwarzanie włókien polega na przekształcaniu celulozy w związki rozpuszczalne w wodzie lub w rozpuszczalnikach organicznych. Przeciskanie gęstych, stężonych roztworów rozpuszczalnych form celulozy przez bardzo małe otwory nadaje kształt włóknisty, który zostaje zachowany po usunięciu rozpuszczalnika

Jednym z włókien otrzymywanych z celulozy jest tzw. jedwab octanowy. Produkt ten otrzymuje się przez estryfikację celulozy kwasem octowym, rozpuszczenie w acetonie, uformowanie włókien i usunięcie rozpuszczalnika Znaczenie włókien otrzymywanych przez chemiczny przerób celulozy szybko maleje, ponieważ tańsze i lepsze włókna można otrzymywać z różnych polimerów syntetycznych (rozdz. 10.4 i 11.6).