Polisaharīdi: definīcija, veidi, īpašības un piemēri (ciete, glikogēns, celuloze)

Polisaharīdi — skaidra definīcija, veidi, īpašības un piemēri (ciete, glikogēns, celuloze). Uzzini par uzglabāšanu, struktūru un bioloģisko nozīmi.

Polisaharīdi ir relatīvi sarežģītāki ogļhidrāti.

Tie ir polimēri, kas sastāv no daudziem monosaharīdiem. Tās ir ļoti lielas, bieži sazarotas molekulas. Tie mēdz būt amorfi, ūdenī nešķīstoši, un tiem nav saldas garšas.

Ja visi monosaharīdi ir viena veida, tos sauc par homopolisaharīdiem; ja ir vairāk nekā viena veida monosaharīdi, tos sauc par heteropolisaharīdiem.

Piemēram, uzglabāšanas polisaharīdi, piemēram, ciete un glikogēns, un strukturālie polisaharīdi, piemēram, celuloze un hitīns.

Kas tie ir un kā tie veidojas

Polisaharīdi veidojas, savienojot monosaharīdu vienības ar glikozīda saikmēm (piem., α- vai β-glikozīda saitēm). Saikmju veids un monosaharīdu secība nosaka polisaharīda īpašības — šķīšana ūdenī, šķīduma viskozitāti, iespēju veidot šķiedras vai želes un gremošanas vieglumu. Daudzi polisaharīdi tiek sintezēti šūnās enzimātiski — piemēram, ciete veidojas augu hloroplastos, bet glikogēns tiek veidots dzīvnieku aknās un muskuļos.

Galvenās īpašības

• Molekulmasa: polisaharīdi ir makromolekulas ar ļoti lielu molekulmasu.
• Sadalījums un zars: var būt lineāri vai sazaroti; zaru blīvums ietekmē gremošanu un pieeju enzīmiem.
• Kristāliskums un amorfums: daļa polisaharīdu (piem., celulozes fibrillas) veido strukturālas, daļēji kristāliskas jomas, kamēr citas daļas ir amorfas.
• Ūdenī nešķīstoši vai slabo šķīstoši: daudzi strukturālie polisaharīdi ir nešķīstoši; dažiem uztura polisaharīdiem ir šķīstošas frakcijas, kas ietekmē gremošanu un asimilāciju.
• Ne saldie garšas īpašības: skaidro, kāpēc rupjā šķiedra nemēdz būt salda, atšķirībā no monosaharīdiem.
• Enzimātiska/ķīmiska sadalīšana: polisaharīdus var hidrolizēt līdz monosaharīdiem ar skābi vai specifiskiem fermentiem (piem., amilāze, celulāze, hitināze).

Veidi pēc funkcijas

• Uzglabāšanas polisaharīdi: nodrošina enerģijas rezervi. Piemēri:
  • ciete — augos; sastāv no lineāras amylose frakcijas un sazarotās amylopektīna frakcijas. Ciete veido želes un tiek izmantota pārtikā kā biezinātājs; tiek atklāta ar joda testu, kas rada zila-melnu krāsu.
  • glikogēns — dzīvniekos; ļoti sazarots, tā struktūra nodrošina daudz neatkarīgu galapunktu enzīmu darbībai, tātad ātrai glikozes atbrīvošanai muskuļos un aknās.
• Strukturālie polisaharīdi: nodrošina mehānisku atbalstu vai aizsardzību. Piemēri:
  • celuloze — augu šūnu siena; veidota no β(1→4)-savienotām glikozes vienībām, kas veido taisnas ķēdes ar starpptiksnotām hidrofīlām saitēm, tāpēc rodas fibrilas un šķiedras, kas ir ļoti izturīgas un ūdenī nešķīst.
  • hitīns — veido kukaiņu eksoskeletus un sēņu šūnu sienas; sastāv no N-acetilglikozamīna vienībām.

Gremošana un uzturs

Daži polisaharīdi (piem., ciete) tiek cilvēka gremošanas traktā sadalīti ar fermentiem (amilāze) līdz glikozei un izmantoti kā enerģijas avots. Citus, kā celulozi, cilvēka fermenti nespēj pilnībā hidrolizēt — tie kalpo kā nešķīstošā šķiedra (dietary fiber), kas veicina zarnu trakta normālu darbību, regulē zarnu kustības un ietekmē glikozes uzsūkšanos.

Ķīmiskās saites un to nozīme

Glikozīda saišu tips (piem., α-1,4; α-1,6; β-1,4) nosaka, vai cilvēka fermenti spēs sadalīt polisaharīdu. Piemēram, cilvēki efektīvi šķeļ α-saistes (cieti), bet ne β-1,4 saites (celulozi), tāpēc celuloze kalpo kā šķiedra. Sazarojums (piem., α-1,6 glikogēnā) palielina daudzumu neizliekto galapunktu, uz kuriem darbojas enzīmi — tas paātrina glikozes atbrīvošanu.

Praktiskā nozīme un pielietojumi

• Pārtikā: ciete kā biezinātājs, šķīstošā šķiedra kā uztura komponents, dekstrosu ražošana.
• Rūpniecībā: celuloze tekstilrūpniecībā (kokvilna, viskoze), papīra ražošana, biopolimēru un bioplastmasu izstrāde no polisaharīdu atvasinājumiem.
• Medicīnā un farmācijā: polisaharīdu atvasinājumi kā piedevas, līdzekļi zāļu piegādei, un diagnostikā — glikogēna uzkrāšanās traucējumu pētīšana.
• Biotehnoloģijā: biodegvielas (cukuri no cietes vai celulozes fermentatīvas pārstrādes), ekoloģiski draudzīgas materiālu alternatīvas.

Piemēri un īsi fakti

• Ciete — sastāv no amylose (lineāra) un amylopektīna (sazarota); joda tests: zila nokrāsa.
• Glikogēns — dzīvnieku glikozes rezerves; atrodas aknās un muskuļos; ātri mobilizējams.
• Celuloze — augu celtniecības materiāls; cilvēkam nedroši sagremojama, bet mikroorganismi to var sadalīt.
• Hitīns — strukturāls polisaharīds kukaiņiem un sēnēm; veidots no N-acetilglikozamīna.

Kopsavilkums

Polisaharīdi ir daudzveidīga un nozīmīga ogļhidrātu grupa — no enerģijas rezervēm līdz strukturālām šķiedrām. To īpašības nosaka monosaharīdu sastāvs, glikozīda saišu tips un zaru struktūra. Sapratne par polisaharīdiem ir svarīga gan bioloģijā un medicīnā, gan pārtikas un rūpniecības tehnoloģijās.

Meklēt pēc burta