§ 44. Крахмал и гликоген

Крахмал

Крахмал — один из важнейших полисахаридов, представляет собой белый аморфный порошок, нерастворимый в воде. Вы сталкиваетесь с крахмалом каждый раз, когда чистите картошку: на высохшем невымытом лезвии ножа образуется беловатый поблескивающий налет — это и есть крахмальные зерна. В промышленности крахмал получают именно из картофеля (содержание крахмала — до 24%) или зерен кукурузы (57-72%). В горячей воде крахмальные зерна набухают и образуют коллоидный раствор, называемый крахмальным клейстером. Крахмал не обладает сладким вкусом.

Лабораторный опыт. Качественная реакция на крахмал. К 1-2 мл крахмального клейстера прибавьте 1-2 капли спиртового раствора иода. Наблюдайте изменение окраски раствора. Затем нагрейте и охладите раствор. При нагревании окрашивание исчезает, а при остывании вновь появляется. Как это можно объяснить?

Строение крахмала

Крахмал является природным высокомолекулярным соединением и представляет собой смесь двух полисахаридов: амилозы и амилопектина. Их общая формула (С_бН₁₀О₅)_n. Число повторяющихся звеньев (т. е. значение n) в различных молекулах амилозы и амилопектипа варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч. Поэтому можно говорить только о средней молекулярной массе крахмала.

Молекулы амилозы и амилопектина отличаются как числом элементарных звеньев, так и структурой: для амилозы характерна нитевидная, линейная структура (рис. 68, а) и молекулярные массы порядка нескольких сотен тысяч. Молекулы амилопектина имеют высокоразветвленную форму (рис. 68, б) со значительно большей молекулярной массой (достигающей нескольких миллионов единиц). Доля амилозы в крахмале обычно составляет до 25%, следовательно, на амилопектин приходится основная часть, от 75 до 90%. Амилоза растворяется в горячей воде (раствор нестоек), амилопектин лишь набухает.

Создание природой амилозы и амилопектина можно рассматривать как решение проблемы хранения высококачественной глюкозы, выступающей важнейшим источником энергии.

Причиной исчезновения синего окрашивания при нагревании (йодной пробы на крахмал) является следующее: в обычном состоянии молекулы амилозы свернуты в спирали. Поэтому внутри остаются полости, в которых могут размещаться молекулы иода, образующие комплекс синего цвета. При нагревании комплекс разрушается, вследствие чего синяя окраска исчезает. При охлаждении раствора комплексы образуются вновь и окрашивание восстанавливается.

В результате гидролиза крахмала образуется α-глюкоза. Отсюда можно сделать заключение, что макромолекулы крахмала состоят из остатков α-глюкозы:

Элементарное звено макромолекулы можно себе представить следующим образом:

В элементарном звене макромолекулы от каждой молекулы α-глюкозы как бы отнята молекула воды.

Продолжение >>>