U sadržaju ove nastavne teme naučit ćete više skupini složenih ugljikohidrata koje nazivamo polisaharidima.

ISHODI UČENJA

Usvajanjem sadržaja ove Teme moći ćete odgovoriti na sljedeća pitanja:

• Navedi najznačajnije polisaharide!
• Napiši opću formulu polisaharida!
• Napiši kemijsku reakciju dobivanja polisaharida!
• Navedi fizikalna svojstva škroba!
• Opiši strukturu molekule škroba!
• Kako dokazujemo škrob u uzorku?
• Pojasni ulogu i važnost škroba za živi svijet!
• Opiši strukturu molekule celuloze!
• Navedi fizikalna svojstva celuloze!
• Pojasni ulogu i važnost celuloze za živi svijet!
• Opiši strukturu molekule glikogena!
• Objasni ulogu i važnost glikogena za živi svijet!

UVOD

Polisaharidi su složeni ugljikohidrati čije su molekule građene od velikog broja monosaharida (>10). Broj monosaharidnih jedinica u polisaharidima može biti i do nekoliko tisuća.

Polisaharidi služe kao rezervni oblik šećera u organizmima (škrob i glikogen) te kao gradbeni element stanica koji im daje čvrstoću (celuloza). Međusobno se polisaharidi razlikuju prema vrsti gradivnih monosaharidnih jedinica, načinu njihovog međusobnog povezivanja i prostornoj strukturi molekula.

Najvažniji polisaharidi su: škrob, celuloza i glikogen te će o njima biti više riječi u nastavku.

Škrob

Škrob je bijeli ili žućkastobijeli sitnozrnati prah. Skladišni je oblik glukoze u biljkama (korijen, gomolj, plod, sjemenke). Građen je od molekula glukoze međusobno povezanih α-1,4 i α-1,6-glikozidnim vezama.

Škrob je građen od dva ugljikohidrata koji imaju istu molekulsku formulu, ali različit način međusobnog povezivanja molekula glukoze, strukturu i svojstva.

Amiloza čini 20-25 %, a amilopektin 75-80 % škroba. Amiloza je lančasti polisaharid građen od nekoliko stotina glukoznih jedinica povezanih α-1,4-glikozidnim vezama. Amiloza ima oblik uzvojnice (spiralno uvijeni lanac-helix). Netopljiva je u vodi. U reakciji sa jodom daje karakteristično plavo obojenje. Grijanjem se uzvojnica odmota i gubi se plava boja otopine, a hlađenjem se uzvojnica opet formira i boja se vraća.

Amilopektin je razgranati polisaharid koji sadrži nekoliko tisuća glukoznih jedinica povezanih α-1,4-glikozidnom vezom, a na mjestima grananja α-1,6-glikozidnom vezom. Topljiv je u vodi. Sa molekulom joda ne daje plavo obojenje.

Reakciju škroba sa jodom provjeri sljedećim pokusom!

Krumpir prereži tako da dobiješ dvije polovice. Jednu polovicu izdubi. U udubljenu polovicu dodaj par kapi Lugolove otopine (KI + I₂). Promotri promjene! Zabilježi opažanja!

Djelovanjem enzima ili kiselina dolazi do hidrolize škroba prvotno do dekstrina (smjese nižih polisaharida) potom u maltozu i konačno do glukoze. Razgradnja škroba počinje već u ustima djelovanjem enzima iz sline α-amilaze.

Škrob je najvažnija hrana za čovjeka i životinje. Kruh, tjestenina, riža, kukuruz su samo neke od namirnica koje su bogate škrobom. Škrob se dobiva iz krumpira ili žitarica ispiranjem vodom.

Škrob se upotrebljava u prehrambenoj industriji za dobivanje glukoze, fruktoze, maltoze, etanola, organskih kiselina, itd. Kukuruzni škrob (gustin) se koristi kao zgušnjivač u kulinarstvu. Rižin škrob se upotrebljava u kozmetičkoj industriji za proizvodnju pudera.

Celuloza

Celuloza je bijela vlaknasta tvar, najrasprostranjeniji polisaharid, ali i ugljikov spoj u prirodi gdje nastaje procesom fotosinteze. Nema mirisa i okusa. Netopljiva je u vodi i u organskim otapalima.

Građena je od molekula glukoze međusobno povezanih β-1,4-glikozidnim vezama. Djelovanjem jakih kiselina dolazi do hidrolize celuloze.

Reakcijom celuloze sa dušičnom i sumpornom kiselinom nastaje nitroceluloza ili bezdimni barut, a reakcijom sa anhidridom octene kiseline nastaje acetilceluloza koja se upotrebljava za izradu različitih polimera.

98 % pamuka, 50 % drveta i 20 % slame je celuloza. Prirodna celuloza sadrži lignin, hemicelulozu i smolu koje se termičkom obradom mogu ukloniti kako bi se dobila čista celuloza.

Celuloza gradi staničnu stijenku biljnih stanica i daje im čvrstoću. Sastojak je mnogih inustrijskih proizvoda kao što su: papir, karton, vata, tekstilna vlakna, a od njezinih derivata proizvode se lakovi, ljepila, eksplozivi.

Glikogen

Glikogen je polisaharid koji služi kao skladišni oblik glukoze u jetri i mišićima. Svojom strukturom vrlo je sličan amilopektinu, samo je razgranatiji. Lanci molekula glukoze povezanih α-1,4-glikozidnim vezama granaju se otprilike na svakih 12 glukoznih jedinica i povezuju α-1,6-glikozidnim vezama.

U slučaju pomanjkanja šećera glukoze u krvi aktivira se hormon gušterače glukagon koji potiče razgradnju glikogena i oslobađanje glukoze u krv.

Što čujem zaboravim, što vidim pamtim, što uradim znam!

UGLJIKOHIDRATI-POLISAHARIDI

e-učenje kemije