polizaharide

Polizaharidele au structură macromoleculară. Prin hidroliză, polizaharidele se transformă în monozaharide. Cele mai însemnate sunt cele două polizaharide ce derivă de la D-glucoză: amidonul şi celuloza. Amidonul este o polizaharidă de rezervă, iar celuloza o polizaharidă de schelet ce conferă soliditate mecanică.

Amidonul

Amidonul are răspândire universală în regnul vegetal în seminţele sau în tuberculii plantelor. El nu este o substanţă unitară, ci un amestec de două polizaharide: amiloza (10-20%) şi amilopectina (80-90%), ambele fiind formate din resturi de D-glucopiranoză unite prin legături α-glicozidice.

Dacă la dizolvarea la temperatură ridicată a amidonului în apă se adaugă n-butanol, n-pentanol sau ciclohexanol, se precipită amiloza. Aceasta dă coloraţie albastră cu iodul (hârtia iod-amidonată). Numai amilopectina formează cocă. Ea dă coloraţie slab purpurie cu iodul. Prin studii de structură asupra amilozei s-a ajuns la concluzia că aceasta este o polizaharidă constituită din resturi de maltoză:

Amilopectina are o structură ramificată cu legături 1-6-α-glicozidice:

Fermentaţia amidonului stă la baza proceselor biochimice de fabricarea a alcoolului etilic. Se poate obţine astfel bere sau, prin distilare, băuturi spirtoase având un conţinut mai ridicat de alcool sau chiar „alcool rafinat”.

Glicogenul

Este o polizaharidă cu răspândire universală în regnul animal (se numeşte „polizaharidă de rezervă”, constituind rezerva de energie a organismului). El este sintetizat de organism în ficat, din glucoză, cu ajutorul acidului ATP (adenozin trifosforic). Prin hidroliză enzimatică se transformă în D-glucoză, care mai apoi este transportată sangvin în muşchi şi ţesuturi.

Structura glicogenului este asemănătoare cu a amilopectinei, fiind format din resturi de D-glucopiranoză unite prin legături 1,4α-glicozidice, cu ramificări 1,6α-glicozidice, gradul de ramificare fiind însă mai mare decât al amilopectinei şi catenele mai scurte. Greutatea moleculară este de ordinul 10⁶ u.a.m.

Celuloza

În plante, celuloza se găseşte în pereţii celulelor vegetale şi sub formă de fibre (bumbac, in). Ea este amestecată cu cantităţi variabile de lignină, grăsimi, răşini, alte polizaharide şi cu substanţe minerale. Cea mai pură celuloză este cea extrasă din bumbac (99.8%).

Stabilirea structurii celulozei s-a făcut prin hidroliză cu acid clorhidric. În celuloză, resturile de D-glucoză sunt conţinute în forma piranozică şi sunt unite prin legături β-glicozidice 1,4 (prin atomi de oxigen) si rotite unul faţă de altul cu 180⁰ (Haworth).

Cu toate acestea, termenul de celuloză nu desemnează un compus unitar ci o categorie de compuşi cu macromolecule constituite după acelaşi principiu, dar variind prin mărimea lor. De exemplu, gradul de polimerizare al celuluozei naturale (fibrele de in, iută şi ramie) este de aproximativ 3000. Varietatea gradelor de polimerizare este explicată prin uşurinţa cu care se rup macromoleculele componente ale celulozei la hidroliza acidă, prin oxidare, sau chiar cu ultrasunete.

Deşi prezintă aspect amorf, celuloza se comportă faţă de razele X ca o substanţă cristalină în care macromoleculele sunt aşezate aproximativ paralel (Sponsler şi Dore, 1926; Meyer, 1937). S-a constatat că celulozele din diferite plante au spectre de raze X identice.

Celuloza are multiple aplicaţii industriale:

- celuloza brută este albită cu hipoclorit de calciu sau cu clor. Din ea se fabrică hârtia.

- mătasea artificială se obţine din celuloză prin procedeul vîscozei, care constă în sodarea celulozei şi transformarea ei cu CS₂ în xantogenat de celuloză. Materia vîscoasă se filează apoi într-o baie acidă.

- nitratul de celuloză (numit impropriu nitroceluloză) se foloseşte ca exploziv.