Полисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин

Полисахариды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов. Молекулы полисахаридов могут быть линейными или разветвленными, являться гомополимерами (построенными из остатков только одного моносахарида) или гетерополимерами (построенными из остатков двух и более моносахаридов).

Крахмал (C₆H₁₀O₅)_n— главный резервный полисахарид растений, построенный из остатков глюкозы; накапливается в виде зерен в клетках семян, луковиц, клубней; также содержится в листьях и стеблях. Безвкусный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде; в горячей воде набухает, образуя клейстер; с раствором йода даёт синюю окраску.

Крахмал образуется в листьях из глюкозы, которая возникает в результате фотосинтеза:

nС₆Н₁₂О₆ = (C₆H₁₂O₆)_n + nН₂О

Различная форма зерен крахмала

При этом он получается и накапливается в клетках в виде мелких зернышек, которые хорошо видны под микроскопом. Различным видам растений свойственна особая, характерная для них форма зерен крахмала.

Крахмал получают главным образом из картофеля и кукурузы, в меньшей степени — из риса, пшеницы, батата, саговой пальмы, сорго и других растений. Его применяют в пищевой промышленности в качестве загустителя; для производства патоки и глюкозы; в качестве сырья для получения этилового и бутилового спиртов, ацетона, лимонной и молочной кислот, глицерина и др.

Гликоген (C₆H₁₀O₅)_n (греч. glykys — сладкий и genes — рождающий, рожденный) — основная форма хранения глюкозы в животных клетках. Обнаружен также в некоторых бактериях и грибах.

Строение молекулы гликогена

Гликоген хорошо растворяется в воде, водные растворы окрашиваются йодом.

Микрофотографии клеток, содержащих гликоген

У животных откладывается в виде гранул в цитоплазме во многих типах клеток, наиболее богаты гликогеном печень (2 — 6% от массы сырой ткани) и мышцы (до 2%). Гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы.

Целлюлоза (C₆H₁₀O₅)_n (клетчатка, лат. cellula — комнатка, клетка) — основной структурный полисахарид клеточных стенок растений. Молекула целлюлозы состоит из остатков глюкозы.

Строение молекулы целлюлозы

Целлюлоза — это стойкое вещество, не разрушается при нагревании до 200^оC. Не растворима в воде и слабых кислотах. Обладает прочностью, но эластична. Серная кислота и йод, благодаря гидролизу, окрашивают целлюлозу в синий цвет. Один же йод — только в коричневый. С возрастом многие клеточные оболочки перестают давать реакцию на целлюлозу, потому что одни подвергаются одревеснению, другие — опробковению и т. д.

Почти чистой клетчаткой является хлопок, который идет на изготовление ткани. Целлюлоза древесины дает бумагу.

Целлюлозу и ее эфиры используют для получения искусственного волокна (вискозный, ацетатный, медно-аммиачный шёлк, искусственная шерсть), пластмасс, кино и фотоплёнок, лаков, бездымного пороха и т. д.