Определение, примеры, функции и структура
Содержание:
- Функции углеводов
- Резервные полисахариды
- Химические свойства
- Применение полисахаридов
- Структура полисахарида
- Области применения полисахаридов
- Классификация по числу и строению моносахаридных остатков
- Бактериальные капсульные полисахариды
- Выдающиеся примеры полисахаридов
- Определение полисахарида
- Дисахариды и их применение
- Основные химические свойства
- Хранение полисахаридов
Функции углеводов
Энергетическая. Углеводы являются основным источником энергии для организма. При окислении 1 г глюкозы освобождается 17,6 кДж энергии.
Структурная. Входят в состав оболочек растительных клеток, надмембранного комплекса животных клеток. В растениях выполняют также защитную функцию.
Запасание веществ. Запасаются в виде крахмала у растений и гликогена у животных и грибов. При полноценном питании в печени может накапливаться до 10 % гликогена, количество которого при неблагоприятных условиях может снижаться до 0,2 % массы печени.
Защитная функция. Вяжущие секреты – слизи, которые выделяются разными железами, богаты углеводами и их производными (например, глюкопротеидами). Они защищают стенки полых органов (пищевода, желудка, бронхов) от механических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов.
Резервные полисахариды
Крахмал
Крахмалы — полимеры глюкозы, в которых остатки глюкопиранозы образуют альфа-соединения. Они сделаны из смеси амилозы (15–20 %) и амилопектина (80–85 %). Амилоза состоит из линейной цепочки нескольких сотен глюкозных молекул, а амилопектин — разветвленная молекула, сделанная из нескольких тысяч глюкозных остатков (каждая цепочка из 24–30 глюкозных остатков — одна единица амилопектина). Крахмалы нерастворимы в воде. Они могут перевариться при разрыве альфа-соединений (гликозидные соединения). И у животных, и людей есть амилазы, поэтому они могут переварить крахмал. Картофель, рис, мука и кукуруза — главные источники крахмала в человеческом питании. Растения запасают глюкозу в виде крахмалов.
Гликоген
Гликоген служит вторым по значению долговременным энергетическим запасом в клетках животных и грибов, который откладывается в виде энергии в жировой ткани. Гликоген в первую очередь образовывается в печени и мышцах, но также может вырабатываться гликогеногенезом в головном мозге и желудке.
Гликоген — аналог крахмала, глюкозного полимера в растениях, иногда его называют «животный крахмал», имеет схожую структуру с амилопектином, но больше разветвлен и компактен, чем крахмал. Гликоген — полимер, связанный гликозидными связями α(1→4) (в точках разветвления — α(1→6)). Гликоген находится в форме гранул в цитозоли/цитоплазме многих клеток и играет важную роль в глюкозном цикле. Гликоген формирует запас энергии, которая быстро пускается в обращение при необходимости в глюкозе, но он менее плотный и быстрее доступен в качестве энергии, чем триглицериды (липиды).
В гепатоцитах вскоре после еды гликоген может составлять до 8 процентов массы (у взрослых — 100—120 г). Только гликоген, запасенный в печени, может быть доступен для других органов. В мышцах гликоген составляет 1-2 % массы. Количество гликогена, отложенного в теле — в особенности в мышцах, печени и эритроцитах — зависит от физической активности, основного обмена и пищевых привычек, таких как периодическое голодание. Небольшое количество гликогена находится в почках, и ещё меньше в клетках глии в головном мозге и лейкоцитах. В матке также запасается гликоген во время беременности, чтобы рос эмбрион.
Гликоген состоит из разветвленной цепочки глюкозных остатков. Он находится в печени и мышцах.
- Это энергетический запас для животных.
- Это основная форма углевода, отложенного в теле животного.
- Он нерастворим в воде. Йодом окрашивается в красный цвет.
- Он превращается в глюкозу в процессе гидролиза.
Инулин
Инулин и инулиноподобные вещества — полимеры фруктозы. Они служат резервным углеводородом для 36 тысяч видов растений, таких как пшеница, лук, чеснок, топинамбур, цикорий.
Химические свойства
- При гидролизе дисахариды расщепляются на составляющие их моносахариды за счёт разрыва гликозидных связей между ними. Данная реакция является обратной процессу образования дисахаридов из моносахаридов.
- При конденсации дисахаридов образуются молекулы полисахаридов.
По химическим свойствам дисахариды можно разделить на две группы:
- восстанавливающие;
- не восстанавливающие.
К первой группе относятся: лактоза, мальтоза, целлобиоза.
Ко второй: сахароза, трегалоза.
Восстанавливающие (редуцирующие) дисахариды
В данных дисахаридах один из моносахаридных остатков участвует в образовании гликозидной связи за счёт гидроксильной группы чаще всего при С-4 или С-6, реже при С-3. В дисахариде имеется свободная полуацетальная гидроксильная группа, вследствие чего сохраняется способность к раскрытию цикла. Возможностью осуществления цикло-оксо-таутометрии (кольчато-цепной) обусловлены восстановительные свойства таких дисахаридов и мутаротация их свежеприготовленных растворов.
Лактоза
Лактоза (от лат. lac — молоко) C12H22O11 — углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах. Молекула лактозы состоит из остатков молекул β- глюкозы и β-галактозы, которые соединены между собой β(1→4)-гликозидной связью. Водные растворы лактозы мутаротируют. Вступает в реакцию с фелинговой жидкостью только после кипячения в течение 15 минут и реактивом Толленса, реагирует с фенилгидразином, образуя озазон. Лактоза отличается от других дисахаридов отсутствием гигроскопичности — она не отсыревает. Это её свойство имеет большое практическое значение в фармации: если нужно приготовить с сахаром какой-либо порошок, содержащий легко гидролизующееся лекарство, то берут молочный сахар; если же взять другой сахар, то он быстро отсыреет и легко гидролизующееся лекарственное вещество быстро разложится. Значение лактозы очень велико, так как она является важным питательным веществом, особенно для растущих организмов человека и млекопитающих.
Мальтоза
Мальтоза (от лат. maltum — солод) C12H22O11 — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы; содержится в больших количествах в проросших зёрнах (солоде) ячменя, ржи и других зерновых; обнаружен также в томатах, в пыльце и нектаре ряда растений. Мальтоза относится к восстанавливающим сахарам, восстанавливает фелингову жидкость, даёт гидразон и озазон и может быть окислена в одноосновную мальтобионовую кислоту, которая при гидролизе даёт α-D-глюкозу и D-глюконовую кислоту. Мальтоза была синтезирована действием мальтазы (энзима дрожжей) на концентрированные растворы глюкозы. Для неё характерно явление мутаротации, сильно вращает плоскость поляризации влево. Мальтоза менее сладка, чем например сахароза, однако, она более чем в 2 раза слаще лактозы.
Целлобиоза
Целлобиоза 4-(β-глюкозидо)-глюкоза — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы, соединённых β-гликозидной связью; основная структурная единица целлюлозы. Высшие животные не в состоянии усваивать целлюлозу, так как не обладают разлагающим её ферментом. Однако улитки, гусеницы и черви, содержащие ферменты целлобиазу и целлюлазу, способны расщеплять (и тем самым утилизовать) содержащие целлобиозу растительные остатки. Целлобиоза, как и лактоза, имеет 1→4 β-гликозидную связь и является восстанавливающим дисахаридом, но в отличие от лактозы при полном гидролизе даёт только β-D-глюкозу.
Невосстанавливающие (нередуцирующие) дисахариды
Невосстанавливающие дисахариды не имеют ОН-группы ни при одном аномерном центре, в результате чего, они не вступают в реакции с фелинговой жидкостью и реактивом Толленса.
Сахароза
Трегалоза
Применение полисахаридов
Эти вещества широко используются в промышленности и медицине. Большинство из них добываются в лабораториях путем полимеризации простых углеводов.
Наиболее широко используемыми полисахаридами являются крахмал, целлюлоза, декстрин, агар-агар.
Название вещества | Использование | Источник |
Крахмал | Находит применение в пищевой промышленности. Также служит сырьем для получения глюкозы, спирта. Применяется для изготовления клея, пластмасс. Кроме того, используется и в текстильной промышленности | Получают из клубней картофеля, а также из семян кукурузы, рисовой сечки, пшеницы и других богатых крахмалом растений |
Целлюлоза | Используется в целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности: из нее изготавливают картон, бумагу, вискозу. Производные целлюлозы (нитро-, метил-, ацетилцеллюлоза и др.) находят широкое применение в химической промышленности. Из них же производят синтетические волокна и ткани, искусственную кожу, краски, лаки, пластмассы, взрывчатку и многое другое | Добывают это вещество из древесины, в основном хвойных растений. Также есть возможность получения целлюлозы из конопли и хлопка |
Декстрин | Является пищевой добавкой Е1400. Также применяется при изготовлении клеящих веществ | Получают из крахмала путем термической обработки |
Агар-агар | Это вещество и его производные применяют в качестве стабилизаторов при изготовлении продуктов питания (например, мороженого и мармелада), лаков, красок | Добывают из бурых водорослей, так как он является одним из компонентов их клеточной оболочки |
Теперь вы знаете, что такое полисахариды, для чего они используются, какова их роль в организме, какими физическими и химическими свойствами они обладают.
Структура полисахарида
Все полисахариды образуются одним и тем же основным процессом: моносахариды связаны через гликозидные связи. Когда в полисахариде, отдельные моносахариды известны как остатки. Ниже представлены лишь некоторые из множества моносахаридов, созданных в природе. В зависимости от полисахарида любая комбинация их может быть объединена последовательно.
Структура объединяемых молекул определяет структуру и свойства получаемого полисахарида. Сложное взаимодействие между их гидроксильными группами (ОН), другими боковыми группами, конфигурациями молекул и задействованными ферментами влияет на получаемый в результате полисахарид. Полисахарид, используемый для накопления энергии, обеспечит легкий доступ к моносахаридам при сохранении компактной структуры. Полисахарид, используемый для поддержки, обычно собирается в виде длинной цепи моносахаридов, которая действует как волокно. Многие волокна вместе образуют водородные связи между волокнами, которые усиливают общую структуру материала, как показано на рисунке ниже.
Гликозидные связи между моносахаридами состоят из молекулы кислорода, соединяющей два углеродных кольца. Связь образуется, когда Гидроксильная группа теряется от углерода одной молекулы, а водород теряется гидроксильной группой другой моносахарид, Углерод в первой молекуле заменит кислород из второй молекулы как собственный, и образуется гликозидная связь. Поскольку две молекулы водорода и один кислород удаляются, в результате реакции также образуется молекула воды. Этот тип реакции называется реакцией дегидратации, поскольку вода удаляется из реагентов.
Области применения полисахаридов
Со средины прошлого столетия полигликозаны выпускают для пищевой отрасли и фармакологии. Но ценные свойства полисахаридов нашли применение в других сферах производства:
- на химзаводах;
- на текстильных фабриках при изготовлении искусственных материалов;
- в гидрометаллургической и микробиологической промышленности;
- при добыче нефти и газа;
- в ядерной энергетике.
Индустрию красоты трудно представить без полисахаридов — гиалуроновой кислоты и инъекционных методов: мизотерапии, биоревитализации, контурной пластики, редермализации, биоармирования.
Использование в области здравоохранения
Ценятся природные соединения полисахаридов за полезные свойства:
- повышают устойчивость организма к инфекциям;
- борются с опухолями.
Во врачебной практике использование полисахаридов помогает диагностировать сальмонеллез и кандидоз. Декстраны, что вырабатываются отдельными видами микроорганизмов, относятся к заменителям плазмы. Сульфат декстрана применяется для замены гепарина в качестве антикоагулянта. Хондроитинсульфаты входят в состав хондропротекторов, укрепляют хрящи и связки, усиливают подвижность больных суставов.
Востребованы разработки медикаментов, которые содержат хитин – соединение из группы полисахаридов, как наполнитель и действующий компонент. Выпускаются ферментативные средства пролонгированного действия, содержащие декстраны с пониженной аллергичностью. Гликаны – основа при производстве зубных паст.
Полисахариды отвечают за очищение организма от радионуклидов, токсинов. Активизируют работу ЖКТ. Инулин сокращает содержание глюкозы в крови. Показан при диабете и излишнем весе. В хирургии не обойтись без крахмала. Делают специальные повязки, присыпки, обволакивающие лекарственные препараты.
Применение в пищевой промышленности
Популярны гликаны, что добывают из бактерий. Выпуск пищевых пленок предохраняет продукцию от загрязнения, плесени, усыхания, поражения патогенными микроорганизмами. Производятся как стабилизаторы:
- желе;
- мороженого;
- джема;
- сока;
- заправок для салатов;
- сиропа.
Экзополисахариды улучшают качество и свойство пищевых изделий. Добавка в хлеб обеспечивает объем, предохраняет от быстрого зачерствения. Ксантан незаменим в изготовлении молочной продукции.
Полисахариды принадлежат классу органических соединений, применяемых в разных промышленных областях. Многообразие химической природы полисахаридов обуславливает широкий перечень фармакологических свойств и востребованность в косметологии.
Классификация по числу и строению моносахаридных остатков
В структуре полиозов от двух до двадцати моносахаридов в двух разных формах – пиранозной или фуранозной.
Видео
Ниже имеется таблица со структурными единицами полиозов.
Группа моносахаров | Моносахара |
Шестиатомные | Глюкоза |
Галактоза | |
Пятиатомные | Фруктоза |
Арабиноза | |
Ксилоза | |
Уроновые кислоты | Галактуроновая |
Глюкуроновая | |
Маннуроновая |
Различаются гомогликаны (они имеют другое название – гомополисахариды), они имеют в составе цепочки идентичные углеводные составляющие. И, соответственно, если звенья углеводов разные, то элемент получает название гетерополисахарида.
Название группы | Составляющие |
Гомополисахариды (или гомополимеры) | Крахмал |
Гликоген | |
Клетчатка | |
Хитин | |
Декстран | |
Гетерополисахариды (или гетерополимеры) | Хондроитин-сульфаты |
Гепарин | |
Инулин | |
Пектины | |
Камеди | |
Слизи | |
Гиалуроновая кислота |
Бактериальные капсульные полисахариды
Патогенные бактерии обычно вырабатывают вязкий, слизистый слой полисахаридов. Эта «капсула» скрывает антигеновые белки на поверхности бактерии, которая иначе вызвала бы иммунный ответ и таким образом привела к разрушению бактерии. Капсульные полисахариды водорастворимые, зачастую кислотные, и у них есть молекулярная масса на уровне 100—2000 kDa. Они линейны и состоят из постоянно повторяющихся субъединиц от одного до шести моносахаридов. Существует огромное структурное многообразие; около двух сотен разных полисахаридов производится только одной кишечной палочкой. Смесь капсульных полисахаридов, либо конъюгируется, либо естественным путем используется как вакцина.
Бактерии и многие другие микробы, включая грибы и водоросли, часто секретируют полисахариды, чтобы прилипнуть к поверхностям для предотвращения пересыхания. Люди научились превращать некоторые такие полисахариды в полезные продукты, включая ксантановую камедь, декстран, гуаровая камедь, велановую камедь, дьютановую камедь и пуллулан.
Большинство из этих полисахаридов выделяют полезные вязкоупругие свойства, когда растворяются в воде на очень низком уровне. Это позволяет использовать различные жидкости в ежедневной жизни, к примеру, в таких продуктах как лосьоны, очищающие средства и краски, вязкие в стабильном состоянии, но становятся намного более жидкие при малейшем движении и используются для размешивания или взбалтывания, чтобы наливать, вытирать или расчесывать. Это свойство называется псевдопластичностью; изучение таких материалов называется реология.
Скорость сдвига (rpm) | Вязкость (cP) |
---|---|
0.3 | 23330 |
0.5 | 16000 |
1 | 11000 |
2 | 5500 |
4 | 3250 |
5 | 2900 |
10 | 1700 |
20 | 900 |
50 | 520 |
100 | 310 |
У водного раствора таких полисахаридов есть интересное свойство: если придать ему круговое движение, раствор сначала продолжает кружить по инерции, замедляя движение благодаря вязкости, а потом меняет направление, после чего останавливается. Этот разворот происходит благодаря упругости цепочек полисахаридов, которые после растяжения стремятся возвратиться в расслабленное состояние.
Мембранные полисахариды выполняют другие роли в бактериальной экологии и физиологии. Они служат барьером между клеточной стенкой и окружающим миром, посредником во взаимодействии хозяин-паразит, и образуют строительные компоненты биопленки. Эти полисахариды синтезируются из нуклеотидно-активированных предшественников (их называют нуклеотидные сахара) и, во многих случаях, все ферменты, необходимые для биосинтеза, собрания и транспортировки целого полимера закодированые генами, организованны в специальных группах с геномом организма. Липополисахарид — один из самых важных мембранных полисахаридов, играющий ключевую роль для сохранения структурной целостности клетки, а также являющийся важнейшим посредником во взаимодействии между хозяином и паразитом.
Недавно были найдены энзимы, которые образуют A-группу (гомополимерные) и B-группу (гетерополимерные) O-антигенов и определены их метаболические пути. Экзополисахаридный альгинат — линейный полисахарид, связанный β-1,4-остатками D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот, и ответственный за мукоидный фенотип последней стадии муковисцедоза. Локусы Pel и psl — две недавно обнаруженные генетические группы, которые также закодированы экзополисахаридами, и как выяснилось, являются очень важным составляющим биопленки. Рамнолипиды — биологические поверхностно-активные вещества, производство которых строго регулируется на транскрипционном уровне, но роль, которую они играют во время болезни, пока не изучена. Протеиновое гликозилирование, в частности пилин и флагеллин, стали объектом исследования нескольких групп начиная где-то с 2007 г., и как оказалось, они очень важны для адгезии и инвазии во время бактериальной инфекции.
Выдающиеся примеры полисахаридов
крахмал
Крахмал представляет собой полисахарид, образованный длинными цепями моносахаридов, связанных посредством гликозидных связей..
Эти цепи подразделяются на два типа: амилоза, состоящая из глюкоз, связанных альфа (1-4) связями без ответвлений, и амилопектин, состоящий из глюкоз, связанных альфа (1-4) связями, и ответвления альфа-связей (1-) 6).
Этот полимер глюкозы высоко потребляется человечеством, так как он легко обнаруживается в различных съедобных растениях, что он служит запасом энергии.
Крахмал легко можно найти в таких продуктах, как кукуруза, картофель и рис среди других.
целлюлоза
Этот полимер состоит из глюкоз, связанных через бета-связи (1-4), которые образуют длинную цепь, усиленную водородными связями.
Целлюлоза является основным компонентом растений и может разрушаться грибами и другими микроорганизмами, но не млекопитающими.
Целлюлоза связана с гемицеллюлозой, другим полисахаридом, состоящим из глюкозы и ксилозы..
Наряду с полимером, известным как лигнин, гемицеллюлоза и целлюлоза образуют соединения, известные как лигноцеллюлозные соединения.
хитин
Хитин представляет собой полимер N-ацетилглюкозамина с бета (1-4) связями. Его структура очень похожа на целлюлозу и встречается в природе в изобилии. Единственным более распространенным полимером в мире, чем хитин, является целлюлоза.
Хитин является очень нерастворимым полисахаридом, в отличие от его деацетилированной формы, известной как хитозан.
Хитин встречается в природе в экзоскелетах или кутикулах многих беспозвоночных и в клеточной стенке большинства грибов и некоторых водорослей.
гликоген
Этот полисахарид известен как резервный полисахарид у животных, поскольку он представляет собой соединение, благодаря которому энергия накапливается в тканях и органах, таких как мышцы и печень..
Гликоген не растворяется в воде и имеет нелинейную структуру, характеризующуюся наличием множества ветвей, образованных глюкозидами, связанными альфа (1-4) и альфа (1-6) гликозидными связями..
инулин
Инулин представляет собой фруктозный полисахарид (обычно известный как фруктозаны). Растворим в воде и легко обнаруживается в клубнях растений, таких как георгины и одуванчики.
Этот полисахарид является важной частью рациона человека и также потребляется многими микроорганизмами, связанными с кишечной микробиотой человека. Он также находит много применений в фармацевтической и пищевой промышленности
ссылки
Фаутин Д., Либерман М., Читин в раковинах морских анемонов. Наука, Новая серия. 1983; 221 (4606): 157-159
Kafetzopoulos D. Martinou A. Bouriotis V. Биоконверсия хитина в хитозан: очистка и характеристика хитиндеацетилазы из Mucor Rouxii. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 1993; 90 (7): 2564-2568
Мюррей Р. и соавт. (2003). Иллюстрированная биохимия Харпера. Макгроу Хилл. 26го издание.
Тестер R. Karkalas J. Qi X. Крахмал — Состав, тонкая структура и архитектура. Журнал зерновой науки. 2004; 39 (2): 151-165
Толсогузов В. Почему нужны полисахариды? Пищевые гидроколлоиды. 2004; 18 (5): 873-877
Определение полисахарида
Полисахарид большой молекула сделаны из множества мелких моносахаридов. Моносахариды – это простые сахара, такие как глюкоза. Специальные ферменты связывают эти маленькие мономеры вместе, образуя большие сахарные полимеры или полисахариды. Полисахарид также называют гликаном. Полисахарид может представлять собой гомополисахарид, в котором все моносахариды являются одинаковыми, или гетерополисахарид, в котором моносахариды различаются. В зависимости от того, какие моносахариды связаны и какие атомы углерода в моносахаридах соединяются, полисахариды принимают различные формы. Молекула с прямой цепью моносахаридов называется линейным полисахаридом, в то время как цепь с плечами и витками известна как разветвленный полисахарид.
Дисахариды и их применение
Следующий тип углеводных соединений – дисахариды. Они считаются сложными веществами. В результате гидролиза из них образуется две молекулы моносахаридов.
Этот тип углеводов отличается следующими особенностями:
- твердость;
- растворимость в воде;
- слабая растворимость в концентрированных спиртах;
- сладкий вкус;
- цвет – от белого до коричневого.
Основные химические свойства дисахаридов заключаются в реакциях гидролиза (происходит разрыв гликозидных связей и образование моносахаридов) и конденсации (формируются полисахариды).
Встречается 2 типа таких соединений:
- Восстанавливающие. Их особенностью является наличие свободной полуацетальной гидроксильной группы. За счет нее у таких веществ присутствуют восстановительные свойства. К данной группе углеводов относятся целлобиоза, мальтоза и лактоза.
- Невосстанавливающие. У этих соединений нет возможности к восстановлению, поскольку у них отсутствует полуацетальная гидроксильная группа. Наиболее известными веществами этого типа являются сахароза и трегалоза.
Эти соединения широко распространены в природе. Они могут встречаться как в свободном виде, так и в составе других соединений. Дисахариды являются источником энергии, поскольку при гидролизе из них образуется глюкоза.
Лактоза очень важна для детей, поскольку является основным из компонентов детского питания. Еще одной функцией углеводов этого типа является структурная, поскольку они входят в состав целлюлозы, которая нужна для формирования растительных клеток.
Основные химические свойства
Среди особых химических свойств полисахаридов можно выделить гидролиз и образование производных.
Гидролиз – это процесс, который происходит при взаимодействии углевода с водой при участии ферментов или катализаторов, таких как кислоты. Во время такой реакции полисахарид распадается на моносахариды. Таким образом, можно сказать, что гидролиз – процесс, обратный полимеризации.
Гликолиз крахмала можно выразить следующим уравнением:
(С6Н10О5)n + n Н2О = n С6Н12О6
Так, при реакции крахмала с водой под действием катализаторов мы получаем глюкозу. Количество ее молекул будет равно количеству мономеров, образовывавших молекулу крахмала.
Образование производных может происходить при реакциях полисахаридов с кислотами. В таком случае углеводы присоединяют к себе остатки кислот, вследствие чего образуются сульфаты, ацетаты, фосфаты и т. д. Кроме того, может происходить присоединение остатков метанола, что приводит к образованию сложных эфиров.
Хранение полисахаридов
Крахмал
Крахмал представляет собой полимер глюкозы, в котором звенья глюкопиранозы связаны альфа- связями. Он состоит из смеси амилозы (15–20%) и амилопектина (80–85%). Амилоза состоит из линейной цепи из нескольких сотен молекул глюкозы, а амилопектин представляет собой разветвленную молекулу, состоящую из нескольких тысяч единиц глюкозы (каждая цепь из 24-30 единиц глюкозы представляет собой одну единицу амилопектина). Крахмалы не растворяются в воде . Их можно переваривать, разрывая альфа- связи (гликозидные связи). И люди, и другие животные имеют амилазы, поэтому они могут переваривать крахмал. Картофель , рис , пшеница и кукуруза являются основными источниками крахмала в рационе человека. Образование крахмала — это способ хранения глюкозы в растениях .
Гликоген
Гликоген служит вторичным долгосрочным хранилищем энергии в клетках животных и грибов , причем первичные запасы энергии хранятся в жировой ткани . Гликоген вырабатывается в основном печенью и мышцами , но также может вырабатываться в результате гликогенеза в головном мозге и желудке .
Гликоген аналогичен крахмалу , полимеру глюкозы в растениях , и иногда его называют животным крахмалом , имеющим структуру, аналогичную амилопектину, но более разветвленную и компактную, чем крахмал. Гликоген представляет собой полимер, состоящий из α (1 → 4) гликозидных связей, связанных с α (1 → 6) -связанными ветвями. Гликоген находится в форме гранул в цитозоле / цитоплазме многих типов клеток и играет важную роль в цикле глюкозы . Гликоген образует запас энергии, который можно быстро мобилизовать для удовлетворения внезапной потребности в глюкозе, но он менее компактен и более доступен в качестве резерва энергии, чем триглицериды (липиды).
В гепатоцитах печени гликоген может составлять до 8 процентов (100–120 граммов для взрослого) от сырой массы вскоре после еды. Только гликоген, хранящийся в печени, может быть доступен другим органам. В мышцах гликоген содержится в низкой концентрации — от одного до двух процентов от мышечной массы. Количество гликогена, хранящегося в организме, особенно в мышцах , печени и эритроцитах, зависит от физической активности, основного обмена веществ и привычек питания, таких как периодическое голодание . Небольшое количество гликогена содержится в почках и еще меньшее количество — в некоторых глиальных клетках головного мозга и лейкоцитах . Во время беременности матка также накапливает гликоген для питания эмбриона.
Гликоген состоит из разветвленной цепи остатков глюкозы. Он хранится в печени и мышцах.
- Это запас энергии для животных.
- Это основная форма углеводов, хранящихся в организме животных.
- Не растворяется в воде. При смешивании с йодом он становится коричнево-красным.
- Он также дает глюкозу при гидролизе .
Галактоген
Галактоген — это полисахарид галактозы, который функционирует как накопитель энергии у легочных улиток и некоторых Caenogastropoda . Этот полисахарид не воспроизводится и обнаруживается только в белковой железе репродуктивной системы самок улиток и в перивителлиновой жидкости яиц.
Галактоген служит энергетическим резервом для развития эмбрионов и вылупившихся птенцов, который позже заменяется гликогеном у молодых и взрослых особей.
Инулин
Инулин — это встречающийся в природе сложный полисахаридный углевод, состоящий из пищевых волокон , продуктов растительного происхождения, которые не могут быть полностью расщеплены пищеварительными ферментами человека.