Glavni transportni oblik ugljikohidrata u biljci je. Karakteristike i klasifikacija ugljikohidrata, njihova uloga u životu biljaka

Primarni izvor ugljikohidrata za sve žive organizme na Zemlji (s izuzetkom hemosintetskih organizama) je fotosinteza. Ugljikohidrati su dio ćelija i tkiva svih biljnih i životinjskih organizama, obavljaju i strukturne i metaboličke funkcije:

Karbonski "kosturi" za izgradnju ostalih organska materija;

Rezervni izvor energije (škrob, inulin, saharoza, itd.) za metaboličke procese;

Strukturne komponente CS (celuloza, hemiceluloza, pektini);

Oni su dio membrana (receptori - glikoproteini, imuni proteini - lektini).

Napomena: Uobičajene skraćenice za nazive šećera: glu - glukoza, fru - fruktoza, gal - galaktoza, mananoza, ara - arabinoza, xy - ksiloza, PHA - fosfogliceraldehid, FDA - fosfodioksiaceton

Plastika. Ugljikohidrati nastaju u biljkama tokom fotosinteze i služe kao sirovina za sintezu svih drugih organskih tvari;

Strukturno. Ovu ulogu obavljaju celuloza ili vlakna, pektin, hemiceluloza;

Rezerva. Rezervne hranljive materije: skrob, inulin, saharoza…

Zaštitni. Saharoza u prezimljujućim biljkama je glavna zaštita nutrijent.

Energija. Ugljikohidrati su glavni supstrat disanja. Prilikom oksidacije 1 g ugljikohidrata oslobađa se 17 kJ energije.

2.2. Proteini (B).

Proteini, ili proteini, su makromolekularna jedinjenja izgrađena od aminokiselina.

Među organskim supstancama po količini u biljkama nisu na prvom mjestu proteini, već ugljikohidrati i masti. Ali upravo B. igra odlučujuću ulogu u metabolizmu.

Funkcije proteina u biljkama.

Strukturno. U citoplazmi ćelija udio proteina je 2/3 ukupne mase. Proteini su sastavni dio membrana;

Rezerva. U biljkama je proteina manje nego u životinjskim organizmima, ali dosta. Dakle, u sjemenu žitarica - 10-20% suhe mase, u sjemenu mahunarki i uljarica - 20-40%;

Energija. Oksidacija 1 g proteina daje 17 kJ;

katalitički. Enzimi ćelije koji vrše katalitičku funkciju su proteinske supstance;

Transport. Provesti transport tvari kroz membrane;

Zaštitni. Proteini kao antitela.

Proteini obavljaju niz drugih specifičnih funkcija.

2.2.1. aminokiseline (A),

A - glavne strukturne jedinice od kojih su građene molekule svih proteinskih supstanci. Aminokiseline su derivati ​​masnih ili aromatičnih kiselina, koji sadrže i amino grupu (-NH 2) i karboksilnu grupu (-COOH). Većina prirodnih A. ima opću formulu

U prirodi je prisutno oko 200 A., a samo 20 je uključeno u izgradnju B., kao i dva amida - asparagin i glutamin. Preostali A. nazivaju se slobodnim.

B. sadrži samo lijeve aminokiseline.

Od hemijskih svojstava A., ističemo ih amfoternost. U vezi sa amfoternom prirodom A. u vodenim rastvorima, u zavisnosti od pH rastvora, disocijacija –COOH ili –NH 2 grupa je potisnuta i A. pokazuju svojstva kiseline ili lužine.

(-) alkalna sredina kisela sredina punjenje "+"

H 2 O + R-CH-COO - ← OH- + R-CH-COO- + H + → R-CH-COOH

H 2 NH 3 N + H 3 N +

Reakcija A.-ovog rješenja, u kojoj se uočava jednakost "+" i "-" naboja, naziva se izoelektrična tačka (IEP). U IET-u, molekula A. je električno neutralna i ne kreće se u električnom polju.

Sastav B. uključuje 20 A. i dva amida - asparagin i glutamin. Od 20 A. 8 su nezamjenjivi, jer se ne mogu sintetizirati u tijelu ljudi i životinja, već ih sintetiziraju biljke i mikroorganizmi. Esencijalne aminokiseline uključuju: valin; lizin; metionin; treonin; leucin; izoleucin; triptofan; fenilalanin.

Predstavnici A.

Alanin CH 3 -CH-COOH (6.02)

Cistein CH 2 -CH-COOH (5.02)

asparaginska COOH-CH 2 -CH-COOH (2,97)

kiselina |

Glutamin COOH-CH 2 -CH 2 -CH-COOH (3.22)

kiselina |

Lizin CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH-COOH (9,74)

2.2.2. Sastav i opšta svojstva proteina.

Elementarni sastav B. je prilično konstantan i skoro svi sadrže 50-60% C, 20-24% O, 6-7% H, 15-19% N, a količina sumpora je od 0 do 3%. . U kompleksu B., fosfor, gvožđe, cink, bakar su prisutni u maloj količini ... ..

Proteinska svojstva.

Amfoterično. B. sadrže slobodne NH 2 i COOH grupe i mogu disocirati kao kiseline i kao baze (vidi primjer A.). Imaju IET. Kada je reakcija rastvora jednaka ili bliska IEP-u, proteini se odlikuju izuzetnom nestabilnošću i lako se talože iz rastvora pod najslabijim spoljnim uticajima. Ovo se koristi za izolaciju proteina.

Denaturacija. To je gubitak bioloških svojstava proteina pod utjecajem različitih vanjskih utjecaja - toplota, djelovanje kiselina, soli teških metala, alkohola, acetona itd. (vidi faktori koagulacije koloida). Kao rezultat izlaganja proteinskom molekulu dolazi do promjene strukture polipeptidnih lanaca, narušava se prostorna struktura, ali ne dolazi do raspadanja na aminokiseline. Na primjer, kada se zagrije kokošje jaje proteinski nabori. Ovo je nepovratna denaturacija; ili potpuno osušene sjemenke.

Biološka nutritivna vrijednost proteina (BNC). Određuje se sadržajem u B. nezamjenjivog A. Za to se proučavana B. upoređuje sa standardom B., koji je odobrila FAO (Međunarodna organizacija za hranu i poljoprivredu). Izračunajte aminokiselinski rezultat svake esencijalne aminokiseline i izrazite ga u postocima. sadržaj nezamjenjivog A. u proučavanom proteinu (mg) x 100%

Oni A., čiji je rezultat aminokiselina manji od 100%, nazivaju se ograničavajući. U mnogim B. uopšte nema zasebnog nezamjenjivog A. Na primjer, triptofan nema u proteinima jabuka; u mnogim biljnim B., četiri esencijalne A. su najčešće ograničavajuće: lizin, triptofan, metionin i treonin. B., koji ne sadrži neke nezamjenjive A., nazivaju se neispravan. Biljni B. se smatraju inferiornim, a B. životinje - punopravni. Za stvaranje 1 kg životinjskog B. troši se 8-12 kg povrća. Prema BPC proteina, moguće je procijeniti: 100% - proteini mlijeka, jaja; ostale životinje B - 90-95%; B. mahunarke - 75-85%; B. žitarice - 60-70%.

2.2.3. Struktura proteina.

Prema polipeptidnoj teoriji strukture B. (Danilevsky, Fisher), aminokiseline u interakciji jedna s drugom formiraju peptidnu vezu - CO-NH-. Nastaju di-, tri-, pento- i polipeptidi.

Molekul B. je izgrađen od jednog ili više međusobno povezanih polipeptidnih lanaca koji se sastoje od aminokiselinskih ostataka.

CH 3 CH 2 SH CH 3 CH 2 SH

H 2 N-CH-COOH + H 2 N-CH-COOH → H 2 N-CH-CO-NH-CH-COOH + H 2 O

Alanin cistein alanilcistein

(dipeptid)

Struktura B.

Postoje različiti nivoi organizacije proteinskog molekula, a svaki molekul ima svoju prostornu strukturu. Gubitak ili kršenje ove strukture uzrokuje narušavanje izvršene funkcije (denaturacija).

Postoje različiti nivoi organizacije proteinske molekule.

primarna struktura. Određuje se brojem i redoslijedom aminokiselina u molekulu B. Primarna struktura je genetski fiksirana. Molekul B. ima filamentni oblik sa ovom strukturom. …….

Primarna struktura homolognih proteina se posebno koristi kao kriterijum za uspostavljanje odnosa između pojedinih biljnih, životinjskih i ljudskih vrsta.

sekundarna struktura. To je spiralna konfiguracija polipeptidnih lanaca. Odlučujuća uloga u njegovom formiranju pripada vodonikveze…… Međutim, disulfidne veze (-S-S-) mogu se pojaviti i između pojedinačnih tačaka spirale, koje narušavaju tipičnu spiralnu strukturu.

Tercijarna struktura. Čak je i više visoki nivo organizacija B. Karakterizira prostornu konfiguraciju molekula. To je zbog činjenice da slobodni karboksil, amin, hidroksil i druge grupe bočnih radikala molekula aminokiselina u polipeptidnim lancima međusobno djeluju kako bi formirale amidne, esterske i veze slične soli. Zbog toga se polipeptidni lanac, koji ima određenu sekundarnu strukturu, još više savija i pakira i poprima specifičnu prostornu konfiguraciju. Vodikove i disulfidne veze također igraju značajnu ulogu u njegovom stvaranju. Formira se globularni (sferični) oblik proteina.

Kvartarna struktura. Nastaje spajanjem nekoliko proteina tercijarne strukture. Treba napomenuti da je funkcionalna aktivnost određenog proteina određena sva četiri nivoa njegove organizacije.

2.2.4. Klasifikacija proteina.

Po strukturi, proteini se dijele na proteine, ili jednostavne proteine, izgrađene samo od aminokiselinskih ostataka, i proteide, ili složene proteine, koji se sastoje od jednostavnog proteina i nekog drugog neproteinskog spoja koji je čvrsto povezan s njim. U zavisnosti od prirode neproteinskog dela, proteini se dele u podgrupe.

Fosfoproteini - proteini u kombinaciji sa fosfornom kiselinom.

Lipoproteini - protein povezan sa fosfolipidima i drugim lipidima, na primjer, u membranama.

Glikoproteini - proteini su povezani sa ugljikohidratima i njihovim derivatima. Na primjer, u sastavu biljne sluzi.

Metaloproteini - sadrže metale, g.o. elementi u tragovima: Fe, Cu, Zn….. To su uglavnom enzimi koji sadrže metal: katalaza, citohromi itd.

Nukleoproteini su jedna od najvažnijih podgrupa. Ovdje se protein kombinuje sa nukleinskim kiselinama.

Od velike je praktične važnosti klasifikacija proteina prema njihovoj rastvorljivosti u različitim rastvaračima. Postoje sljedeće frakcija B. po rastvorljivosti:

Albumini su rastvorljivi u vodi. tipičan predstavnik- albumin pilećeg jajeta, mnogi proteini su enzimi.

Globulini su proteini rastvorljivi u slabim rastvorima neutralnih soli (4 ili 10% NaCl ili KCl).

Prolamini - rastvoriti u 70% etil alkoholu. Na primjer, glijadini u pšenici i raži.

Glutelini - rastvaraju se u slabim rastvorima alkalija (0,2-2%).

Histoni su niskomolekularni B. alkalne prirode sadržani u jezgrima ćelija.

B. frakcije se razlikuju po sastavu aminokiselina i biološkoj nutritivnoj vrijednosti (BPC). Prema BPC, frakcije su raspoređene u slijedu: albumini › globulini ≈ glutelini › prolamini. Sadržaj frakcija zavisi od vrste biljaka, nije isti u različitim delovima zrna. (vidi privatnu biohemiju poljoprivrednih kultura).

Lipidi (L).

Lipidi su masti (F) i tvari slične mastima (lipoidi) koje su slične po svojim fizičko-hemijskim svojstvima, ali se razlikuju po biološkoj ulozi u tijelu.

Lipidi se općenito dijele u dvije grupe: masti i lipoidi. Vitamini rastvorljivi u mastima se obično nazivaju lipidi.

jednostavnih ugljenih hidrata

• glukoza,
• saharoza,
• fruktoza.

Glukoza

Fruktoza

saharoza

Polisaharidi

• skrob,
• celuloza (vlakna)
• pektinske supstance.

Škrob

Celuloza

pektini (pektini)

Plan:

1. Važnost ugljenih hidrata. Opće karakteristike.

2. Klasifikacija ugljikohidrata.

3. Struktura ugljikohidrata.

4. Sinteza, razgradnja i transformacija ugljikohidrata u biljci.

5. Dinamika ugljenih hidrata tokom sazrevanja SOM.

Vrijednost ugljikohidrata. Opće karakteristike.

Ugljikohidrati - glavni nutrijent i glavni pomoćni materijal biljne ćelije i tkanine.

Oni čine do 85-90% ukupne mase biljnog organizma.

Nastaje tokom fotosinteze.

Ugljikohidrati uključuju C, H i O.

Predstavnici: glukoza S6N12O6, saharoza S12N22O11, fruktoza, ramnoza, skrob, celuloza, hemiceluloze, pektinske supstance, agar-agar.

Saharoza je ugljikohidrat koji se sintetizira samo u biljnom organizmu i igra vrlo važnu ulogu u metabolizmu biljaka. Saharoza je šećer koji biljka najlakše apsorbuje. U nekim biljkama, saharoza se može izuzetno akumulirati velike količine(šećerna repa, šećerna trska).

POM se uvelike razlikuju po sastavu ugljikohidrata:

Krompir - većinu ugljikohidrata predstavlja škrob;

Grašak od zelenog povrća (bere se u fazi tehničke zrelosti) - najveći dio ugljikohidrata sastoji se od gotovo jednakih dijelova škroba i šećera;

Zrele jabuke - škroba praktički nema, a ugljikohidrati su predstavljeni glukozom, fruktozom, saharozom;

dragun - glukoza i fruktoza, gotovo bez saharoze;

Grožđe - glukoza i fruktoza.

Različiti sastav ugljenih hidrata u pojedinim tkivima SOM:

U kori - vlakna i pektin (zaštita voćne pulpe od štetnih efekata);

U pulpi - škrob, šećeri (glukoza, fruktoza, saharoza).

Klasifikacija ugljikohidrata.

Svi ugljeni hidrati su podeljeni u dve grupe - Monose(monosaharidi) i Polioze(polisaharidi)

Nekoliko molekula monosaharida, povezujući se jedni s drugima oslobađanjem vode, formiraju molekul polisaharida.

monosaharidi: Mogu se smatrati derivatima polihidričnih alkohola.

Predstavnici: glukoza, fruktoza, galaktoza, manoza.

disaharidi: saharoza (šećer od trske), maltoza (sladni šećer) i celobioza.

trisaharidi: Rafinose i drugi.

tetrasaharidi: stahioza itd.

Di-, tri- i tetrasaharidi (do 10 monosilnih ostataka) čine grupu Polisaharidi prvog reda. Svi predstavnici ove grupe su lako rastvorljivi u vodi iu svom čistom obliku su kristalne supstance. (oligosaharidi).

Oligosaharidi (oligosaharidi) mogu biti homo- i heterošećeri. saharoza sastoji se od glukoze i fruktoze - furan (heterošećer). Laktoza- galaktoza + glukoza. maltoza, trehaloza, celobioza - Glukoza + glukoza (homošećer), razlikuju se po rasporedu ugljikovih atoma uključenih u vezu između molekula monošećera.

Složeniji ugljikohidrati Polisaharidi drugog reda. Jedinjenja sa vrlo visokom molekularnom težinom. Ili se uopće ne otapaju u vodi, ili daju viskozne, koloidne otopine.

Predstavnici: sluz, skrob, dekstrini, glikogen, vlakna, hemiceluloze, pektini, inulin, kaloza itd.

Struktura ugljikohidrata.

Monosaharidi koji sadrže tri atoma ugljika pripadaju ovoj grupi trioz, sa četiri Tetroz, sa pet Pentose, šest - Heksoza i porodica- Heptoza.

Najvažnije i najraširenije u prirodi su pentoze i heksoze.

Monosaharidi, derivati ​​polihidričnih alkohola - sadrže u svojoj molekuli, zajedno sa alkoholnim grupama -OH, aldehidnu ili keto grupu.

trioze:

Desnoruki Ljevoruki

D-gliceraldehid L-gliceraldehid

Fruktoza je pentoza, glukoza je heksoza.

Utvrđeno je da D-glukoza postoji u rastvorima u tri interkonvertibilna oblika, od kojih su dva ciklična.

Slične interkonverzije ova tri oblika su također ustanovljene za druge monosaharide.

disaharidi:

polisaharidi:

Imaju linearnu ili razgranatu strukturu, njihove polimerne molekule sastoje se od monomera (monosaharida) međusobno povezanih u duge lance.

Sinteza, razgradnja i transformacija ugljikohidrata u biljci.

Sinteza.

Primarni proizvod fotosinteze je Fosfoglicerinska kiselina. Daljnjim transformacijama daje razne Monosaharidi- glukoza, fruktoza, manoza i galaktoza (nastaju bez sudjelovanja svjetlosti, kao rezultat "tamnih" enzimskih reakcija). Do stvaranja heksoza iz fosfoglicerinske kiseline ili fosfogliceraldehida (trioze) dolazi djelovanjem enzima Aldolaza.

Stvaranje glukoze i fruktoze iz sorbitola.

Uz monosaharide, na svjetlu se u listovima izuzetno brzo formiraju i saharoza (disaharid) i škrob (polisaharid), međutim, to je sekundarni proces enzimskih transformacija prethodno formiranih monosaharida (može se dogoditi i u potpunom mraku). Saharoza se sintetiše iz glukoze i fruktoze, kao i iz drugih heksoza. Saharoza se ne sintetiše iz pentoza (arabinoza, ksiloza).

Propadanje.

Većina monosaharida fermentira kvasac.

Oligosaharidi se razgrađuju pod dejstvom odgovarajućih enzima i tokom hidrolize (zagrevanje u prisustvu kiselina).

Polisaharidi drugog reda:

Škrob(sastoji se od amiloze i amilopektina, njihov omjer u škrobu različitih biljaka je različit) - razgrađuje se pod djelovanjem enzima Glukoza amilaza i tokom hidrolize u molekule glukoze; Glikogen(slično).

Vlakna (celuloza)- probavlja se samo kod preživara bakterijama koje sadrže enzim celulaza.

Hemiceluloze hidroliziraju kiseline lakše nego celuloza.

Interkonverzije.

U biljkama se saharidi izuzetno lako pretvaraju jedni u druge.

Interkonverzije monosaharida nastaju kao rezultat djelovanja odgovarajućih enzima koji katalizuju reakcije fosforilacije i formiranje fosfornih estera šećera.

Pod dejstvom izomeraza, monosaharidi se pretvaraju jedan u drugi.

AT biljni organizmi pronađeni su i enzimi koji katalizuju nastanak šećernih fosfatnih estera i njihove međusobne transformacije.

Skrob koji se akumulira u listovima tokom fotosinteze može se vrlo brzo pretvoriti u saharozu (najvažniji transportni oblik ugljikohidrata), pretočiti u obliku saharoze u sjemenke, plodove, gomolje, korijenje i lukovice, gdje se saharoza ponovo pretvara u škrob i inulin. Amilaza ne učestvuje u ovim procesima (drugi enzimi i hidroliza).

Dinamika ugljenih hidrata tokom sazrevanja SOM

1. U periodu zrenja na biljci i skladištenja u većini voća i povrća sadržaj skroba se smanjuje, a šećera povećava.

2. Postigavši ​​određeni maksimum, nivo šećera takođe počinje da opada.

Zelene banane - više od 20% škroba i manje od 1% šećera;

U zrelim bananama nivo skroba pada na 1%, a nivo šećera raste na 18%.

Većinašećera je saharoza, ali u optimalna zrelostšećerni plodovi su zastupljeni jednakim udjelima saharoze, fruktoze i glukoze.

Iste promjene su tipične za jabuke, iako su znatno manje izražene.

Ako se tokom sazrijevanja na matičnoj biljci povećava količina šećera zbog mono- i disaharida, onda se prilikom njihovog naknadnog skladištenja dolazi do povećanja nivoa šećera, ako se primijeti, zbog monosaharida. Istovremeno se smanjuje broj disaharida, koji se pod djelovanjem enzima i hidrolize (pod djelovanjem kiselina) razlažu do monoza, zbog čega se broj potonjih povećava.

U voću i povrću, koje uopšte ne sadrži skrob, takođe se uočava povećanje šećera tokom skladištenja. Takođe, u voću koje sadrži skrob sadržaj šećera koji nastaje tokom skladištenja je veći od sadržaja skroba od kojeg se mogu formirati. Proučavanje dinamike različitih frakcija polisaharida pokazalo je da se tokom zrenja plodova nakon berbe ne događa samo hidroliza škroba, već i pektinskih tvari, hemiceluloze, pa čak i celuloze.

At Grašak od povrća, pasulj i kukuruz šećerac tokom sazrijevanja i skladištenja ne radi se o pretvaranju škroba u šećer, već, naprotiv, šećera u škrob (kada se čuvaju na 0 ° C, procesi tranzicije se odvijaju sporije, ali istim redoslijedom). Prilikom skladištenja mahunarki u krilcima, vrijeme prijelaza šećera u škrob se udvostručuje.

AT Krtole krompira Ostvaruju se i procesi sinteze škroba iz šećera i procesi prelaska škroba u šećere.

U procesu rasta škrob se nakuplja u gomoljima. Što je veći odnos skroba i šećera, to je veći kvalitet gomolja krompira.

Kada se čuva na 00C, škrob se pretvara u šećere, ali je ta temperatura optimalna za zaustavljanje razvoja patogene mikroflore (truleži krompira).

Kada temperatura padne sa 20 na 00C:

Škrob Þ šećer - smanjen za 1/3;

Šećer Þ skrob - smanjen za 20 puta;

Stopa potrošnje šećera tokom disanja (šećer Þ CO2 + H2O) - smanjuje se za 3 puta.

Zbog toga dolazi do nakupljanja šećera tokom skladištenja. Štaviše, u divljim oblicima krompira iu severnim oblastima, većina šećera akumuliranih tokom skladištenja su monosaharidi. U našem skladištu se akumulira ista količina mono- i disaharida.

Za konzumaciju gomolja za ishranu i za njihovu upotrebu za sjemenke potrebno je smanjiti sadržaj šećera i povećati sadržaj škroba, za to je potrebno gomolje držati na 200C.

Dugotrajno skladištenje gomolja krompira na 0°C dovodi do toga da se vreme potrebno za pretvaranje šećera u skrob toliko povećava da u tom periodu bolesti i štetočine potpuno zaraze gomolje.

Kada se čuva na 100°C, u krompiru je očuvan skoro prirodni nivo skroba, ali ova temperatura ne sputava bolest. Zbog toga je ekonomičnije čuvati krompir na 40C, u dobro provetrenim prostorijama (uslovi aktivne ventilacije), gomolji moraju biti netaknuti, suvi, da bi se sprečilo klijanje i bolesti, dodatna sredstva- hemikalije.

Uzmite u obzir ugljikohidrate u biljkama, koji su, poput masti, organskih kiselina i tanina, važni i stalno se nalaze kako u vegetativnim organima tako i u organima reprodukcije.

Ugljikohidrati se sastoje od ugljika, vodika i kisika. Posljednja dva elementa su među sobom u istoj kvantitativnoj kombinaciji kao u vodi (H 2 O), odnosno za određeni broj atoma vodika postoji polovina broja atoma kisika.

Ugljikohidrati čine do 85-90% tvari koje čine biljno tijelo.

Ugljikohidrati su glavni nutritivni i pomoćni materijal u biljnim stanicama i tkivima.

Ugljikohidrati se dijele na monosaharidi, disaharidi i polisaharidi.

Od monosaharida u biljkama uobičajene su heksoze, sastava C 6 H 12 O 6. To uključuje glukozu, fruktozu itd.

Glukoza (inače nazvana dekstroza ili grožđani šećer) nalazi se u grožđu - oko 20%, u jabukama, kruškama, šljivama, trešnjama i vinskim bobicama. Glukoza ima sposobnost kristalizacije.

Fruktoza (inače nazvana levuloza ili voćni šećer) teško kristalizira, javlja se zajedno sa glukozom u voću, nektarima, pčelinjem medu, lukovicama itd. (Fruktoza se naziva levuloza jer kada kroz nju prođe polarizirani snop svjetlosti, ova potonja odstupa prema U grožđanom šećeru, suprotno od fruktoze, skreće polarizirani snop udesno. sastavni dio polarizator.)

Svojstva heksoza su sljedeća. Imaju posebno sladak ukus i lako su rastvorljivi u vodi. Primarno formiranje heksoza javlja se u listovima. Lako se pretvaraju u škrob, koji se, pak, može lako pretvoriti u šećer uz sudjelovanje enzima dijastaze. Glukoza i fruktoza imaju sposobnost da lako prodiru od ćelije do ćelije i brzo se kreću kroz biljku. U prisustvu kvasca, heksoze lako fermentiraju i pretvaraju se u alkohol. Karakterističan i osjetljiv reagens za heksoze je plava Fehlingova tekućina, s kojom možete lako otvoriti i najmanje količine: kada se zagrije, taloži se ciglenocrveni talog bakrovog oksida.

Ponekad se heksoze nalaze u biljkama u kombinaciji sa aromatičnim alkoholima, sa gorkim ili kaustičnim supstancama. Ta jedinjenja se tada nazivaju glukozidi, na primjer amigdalin, koji daje gorčinu sjemenkama badema i drugog koštičavog voća. Amigdalin sadrži otrovnu tvar - cijanovodičnu kiselinu. Glukozidi ne samo da štite sjemenke i plodove od toga da ih životinje pojedu, već štite i sjemenke sočno voće od preranog klijanja.

Disaharidi su ugljikohidrati sastava C 12 H 22 O 11 . To uključuje saharozu, ili šećer od trske, i maltozu. Saharoza se u biljkama formira iz dvije čestice heksoze (glukoze i fruktoze) uz oslobađanje čestica vode:

C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 \u003d C 12 H 22 O 11 + H 2 O.

Prilikom ključanja sa sumpornom kiselinom šećeru od trske dodaje se čestica vode, a disaharid se razlaže na glukozu i fruktozu:

C 12 H 22 O 11 + H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6.

Ista reakcija se događa kada enzim invertaze djeluje na šećer od šećerne trske, pa se pretvaranje šećera od šećerne trske u heksoze naziva inverzija, a nastale heksoze nazivaju se invertirani šećer.

Šećer od trske je šećer koji se jede. Od davnina se vadi iz stabljika žitarica - šećerne trske (Saccharum officinarum), koja raste u tropskim zemljama. Ima ga i u korijenu mnogih korijenskih usjeva, od čega ga najviše ima u korijenu šećerne repe (od 17 do 23%). Od šećerne repe, šećer od trske se ekstrahuje u fabrikama šećerne repe. Saharoza je lako rastvorljiva u vodi i dobro kristališe (granulirani šećer). Ne obnavlja bakrov oksid iz Fehlingove tečnosti.

Maltoza nastaje iz škroba enzimom dijastazom:

2(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O \u003d nC 12 H 22 O 11.

Prilikom cijepanja (hidrolize) molekule maltoze pod djelovanjem enzima maltaze nastaju dvije molekule heksoze:

C 12 H 22 O 11 + H 2 O \u003d 2C 6 H 12 O 6.

Maltoza obnavlja bakrov oksid iz Fehlingove tečnosti.

U nekim biljkama (sjemenke pamuka, listovi eukaliptusa, korijeni šećerne repe, itd.) još uvijek se nalazi rafinoza trisaharid (C 18 H 32 O 16).

Polisaharidi - ugljikohidrati sastava (C 6 H 10 O 5) n Polisaharidi se mogu smatrati više čestica monosaharida iz kojih se izdvaja isti broj čestica vode:

NC 6 H 12 O 6 - nH 2 O \u003d (C 6 H 10 O 5) n.

U živim tkivima biljaka, polisaharidi (ili polioze) uključuju škrob, inulin, vlakna ili celulozu, hemicelulozu, pektinske tvari, itd. Gljive sadrže glikogen, ugljikohidrat svojstven životinjskim organizmima i stoga se ponekad naziva životinjski škrob.

Škrob je ugljikohidrat visoke molekularne težine koji se nalazi u biljkama kao rezervna supstanca. Primarni škrob nastaje u zelenim dijelovima biljke, kao što su listovi, kao rezultat procesa fotosinteze. U listovima se, međutim, škrob pretvara u glukozu, koja se u floemu vena pretvara u saharozu i teče iz listova, te se šalje u rastuće dijelove, biljke ili na mjesta gdje se talože rezervne tvari. Na tim mjestima saharoza se pretvara u skrob, koji se taloži u obliku sitnih zrnaca. Takav skrob se naziva sekundarni.

Mjesta taloženja sekundarnog škroba su leukoplasti smješteni u ćelijama gomolja, korijena i plodova.

Glavna svojstva škroba su sljedeća: 1) in hladnom vodom ne rastvara se; 2) kada se zagreje u vodi, pretvara se u pastu; 3) zrna škroba imaju kriptokristalnu strukturu; 4) od dejstva rastvora joda postaje plava, tamnoplava, ljubičasta i crna (u zavisnosti od jačine rastvora); 5) pod uticajem enzima dijastaze skrob se pretvara u šećer; 6) u polarizovanom svetlu zrna škroba svetle i na njima je vidljiva karakteristična figura tamnog krsta.

Škrob se sastoji od nekoliko komponenti - amiloze, amilopektina itd., koje se razlikuju po rastvorljivosti u vodi, reakciji sa rastvorom joda i nekim drugim karakteristikama. Amiloza se rastvara u toploj vodi i postaje jarko plava od joda; amilopektin je slabo rastvorljiv čak i u vruća voda a od joda dobija crveno-ljubičastu boju.

Količina škroba u biljkama veoma varira: zrna žitarica sadrže 60-70% toga, sjemenke mahunarki - 35-50%, krompir - 15-25%.

Inulin je polisaharid koji se nalazi u podzemnim organima mnogih biljaka iz porodice Compositae kao rezervni hranljivi ugljeni hidrat. Takve biljke su npr. elekampan (lnula), dalija, zemljana kruška itd. Inulin se u ćelijama nalazi u rastvorenom obliku. Kada se korijenje i gomolji Compositae biljaka drže u alkoholu, inulin kristalizira u obliku sferokristala.

Celuloza ili celuloza, baš kao i skrob, ne otapa se u vodi. Ćelijski zidovi se sastoje od vlakana. Sastav mu je sličan škrobu. Primjer čistog vlakna je pamučna vuna, koja se sastoji od dlačica koje prekrivaju sjemenke pamuka. Filter papir dobrog kvaliteta takođe se sastoji od čistih vlakana. Vlakna se rastvaraju u amonijačnom rastvoru bakrenog oksida. Pod dejstvom sumporne kiseline, vlakna prelaze u amiloid - koloidnu supstancu koja podseća na skrob i obojena u plavo od joda. U jakoj sumpornoj kiselini vlakna se rastvaraju, pretvarajući se u glukozu. Reagens za vlakna je hlor-cink-jod, od čega ona poprima ljubičastu boju. Cink hlorid, kao i sumporna kiselina, prvo pretvara celulozu u amiloid, koji se zatim boji jodom. Celuloza postaje žuta od čistog joda. Pod uticajem enzima citaze, vlakna se pretvaraju u šećer. Vlakna igraju važnu ulogu u industriji (tkanine, papir, celuloid, piroksilin).

U biljkama su stanične membrane, koje se sastoje od vlakana, često orvnjene i plutaste.

Količina celuloze i drveta uvelike varira u različitim biljkama i njihovim dijelovima. Na primjer, zrno golih žitarica (raž, pšenica) sadrži 3-4% celuloze i drveta, a zrno filmastih žitarica (ječam, zob) sadrži 8-10%, sijeno - 34%, zobena slama - 40%, ražena slama - do 54%.

Hemiceluloza - supstanca slična vlaknima, deponuje se kao rezervni nutrijent. Ne otapa se u vodi, ali ga slabe kiseline lako hidroliziraju, dok se celuloza hidrolizira koncentriranim kiselinama.

Hemiceluloza se taloži u ćelijskim membranama zrna žitarica (kukuruz, raž, itd.), u sjemenu vučike, urme i palme Phytelephas macrocarpa. Njegova tvrdoća je takva da se sjemenke palme koriste za pravljenje dugmadi nazvanih "biljna slonovača". Tokom klijanja sjemena, hemiceluloza se otapa, pretvarajući se u šećer uz pomoć enzima: ide na hranjenje embriona.

pektinske supstance- visokomolekularna jedinjenja ugljikohidratne prirode. Sadrži se u značajnim količinama u plodovima, gomoljima i stabljikama biljaka. U biljkama se pektinske tvari obično javljaju kao protopektin nerastvorljiv u vodi. Kada plodovi sazriju, u vodi nerastvorljivi protopektin koji se nalazi u ćelijskim zidovima pretvara se u rastvorljivi pektin. U procesu lanenog režnja, pod djelovanjem mikroorganizama, pektinske tvari se hidroliziraju - dolazi do maceracije i vlakna se odvajaju jedna od druge. (Maceracija (od latinskog "maceracija" - omekšavanje) - prirodno ili umjetno odvajanje ćelija tkiva kao rezultat uništavanja međustanične tvari.)

Sluz i guma su koloidni polisaharidi koji su rastvorljivi u vodi. Sluz se nalazi u velikim količinama u kori lanenih sjemenki. Gumi se može uočiti u obliku ljepila od trešnje, koji se formira na mjestima oštećenja grana i debla trešanja, šljiva, kajsija itd.

Lihenin je polisaharid koji se nalazi u lišajevima (na primjer, u "islandskoj mahovini" - Cetraria islandica).

Agar-agar je polisaharid visoke molekularne težine koji se nalazi u nekim morskim algama. Agar-agar se rastvara u vrućoj vodi, a nakon hlađenja stvrdnjava u obliku želea. Koristi se u bakteriologiji za hranljive podloge i u konditorskoj industriji za proizvodnju želea, marshmallowa, marmelade.