GLUCIDE

1. Generalitati   

2. Nomenclatura glucidelor

3. Clasificarea glucidelor

4. Monoglucide

5. Oligoglucide

6. Poliglucide

1. Generalitati

Substantele organice din constitutia celulelor vegetale sunt biomolecule formate din C, H, O, N si mai putin S si P ce reprezinta principalele elemente biogene cu rol plastic.

Substantele organice din organismele vegetale pot fi grupate astfel:

- substante plastice - intra in compozitia tuturor structurilor celulare, subcelulare si supracelulare si a sucurilor si lichidelor din organismul vegetal. Acestea sunt glucide, lipide, protide.

- substante active - care activeaza reactantii biochimici si determina, influenteaza si dirijeaza reactiile biochimice din organismul vegetal. Acestea sunt:

- substante cu rol catalitic - enzimele;

- substantele cu rol de reglare: vitamine, enzyme, anticorpi, pigmenti;

- substante cu rol informational - acizii nucleici;

- substante cu rol energetic - compusii macroenergici;

- substante intermediare si finale de metabolism - care se formneaza din substantele plastice in urma unor transformari metabolice, contribuie la formarea aromelor, gustului, mirosului, au rol de protectie. Acestea sunt: glicozide, taninuri, lignine, uleiuri eterice, aldehide, cetone, esteri, alcooli, .amide, amine.

Substantele plastice ale organismelor vegetale

Acestea sunt: glucidele, lipidele, protidele

Glucidele sunt substante organice cu functiuni mixte ce contin in molecula lor grupari carbonilice si grupari hidroxilice.

Glucidele sunt substante ternare formate din C, H, O cu exceptia unor derivati azotati (aminoglucidele).

Glucidele reprezinta o clasa de substante universal raspandite in organismele vii formand cea mai mare parte a substantei organice de pe pamant. Din punct de vedere cantitativ ele predomina in organismul vegetal - 65-90% - in functie de specie, varsta, felul organului, conditiile si perioadele de vegetatie.

Din punct de vedere biochimic si fiziologic, glucidele au rol structural si energetic.

- glucidele cu rol structural (celuloza, chitina) reprezinta principalele substante de sustinere pentru plante. De asemenea din glucide se formeaza compusi intermediari care contribuie la biosinteza altor grupe de substante (protide, lipide, acizi organici);

- glucidele nestructurale - reprezinta principala sursa de energie .a organismului vegetal. Substantele de rezerva de natura glucidica (amidonul) sunt usor utilizate de catre celule si tesuturi pentru procurarea energiei necesara proceselor fiziologice.

Plantele sintetizeaza glucide din substante anorganice: CO₂ si H₂O prin procesul de fotosinteza, cu consum de energie luminoasa. Spre deosebire de plante animalele sintetizeaza glucide numai din substante organice.

Continutul de glucide totale din principalele legume si fructe(% din s.u.):

ardei 3,0 Banane 18,0

cartofi 1,2 Caise 10,1

castraveti 1,9 Castane 28,0

morcov 6,9 Struguri 16,3

varza 4,5 Lamai 2,2

ceapa 8,4 Portocale 8,3

Patrunjel 9,5 Mandarine 9,2

Mere 14,6

2. Nomenclatura glucidelor

In anul 1844 C. Smidt a propus denumirea de hidrati de carbon. Aceasta nomenclatura s-a adoptat ca urmare a faptului ca intre atomii de hidrogen si cei de oxigen din molecula lor este 2:1 ca si in cazul moleculei de apa. Majoritatea glucidelor corespund formulei generale C_n(H₂O)_m Intrucat atomii de H si O nu se leaga sub forma de apa de atomul de carbon s-a renuntat la aceasta nomenclatura si s-a propus (Bertrand, 1923) termenul de glucida care a fost adoptata de Comisia Internationala de Chimie Biologica de la Cambridge, 1923.

Exista substante glucidice care nu corespund formulei generale dar sunt glucide, ex.: desoxiriboza si exista substante care corespund formulei si nu sunt glucide, ex. : acidul acetic: C₂(H₂O)₂, acidul lactic: C₃(H₂O)₃.

Denumirea de glucida provine de la procesul glykys, iar cea de zaharida de la sakkharom - dulce. Nici aceste denumiri nu sunt riguros stiintifice deoarece exista substante dulci care nu sunt glucide (zaharina, glicerolul) si substante glucidice care nu sunt dulci (celuloza, amidonul).

3. Clasificarea glucidelor

- Oze sau monozaharide sau monoglucide - sunt substante monomoleculare care nu hidrolizeaza;

- Ozide - substante formate prin unirea mai multor molecule de monoglucide prin eliminare de apa. Ozidele hidrolizeaza transformandu-se in substantele din care s-au format.

Dupa structura moleculara ozidele sunt:

- oligoglucide - sunt formate dintr-un numar mic de resturi de monoglucide (2-8);

- poliglucide - sunt formate dintr-un numar foarte mare de resturi de monoglucide (sute, mii).

Dupa natura compusilor care intra in constitutia lor poliglucidele sunt:

- holozide - formate numai din resturi de monoglucide (aceleasi sau diferite);

- heterozide - contin in molecula lor pe langa resturi de monoglucide si alte resturi de substante neglucidice (alcooli, alcaloizi) numite agliconi.

4. Monoglucide

Substante cu functiuni mixte care contin in molecula o grupare carbonilica (aldehida sau cetonica) si mai multe grupari hidroxilice.

- hidroxi aldehide - aldoze

- hidroxi cetone - cetoze

Monoglucidele pot fi considerate ca aldehide sau cetone ale polialcoolilor naturali.

Monoglucidele sunt foarte raspandite in natura: in organismul vegetal se afla in sucul celular cu precadere in fructe, seminte in stare de germinatie, muguri, etc.

Monoglucidele au rol biochimic in procesul de respiratie, ca principale substante furnizoare de energie. Ele au si rol structural fiind principalele substante din care se formeaza oligoglucidele, poliglucidele si alte substante care contin in molecula lor glucide (acizi nucleici, coenzime, lipide complexe, glicoproteide etc.).

4.1. Nomenclatura monoglucidelor

In general se adauga sufixul oza la radacina cuvintelor din limba greaca: di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, noua, deca ce desemneaza numarul atomilor de carbon din molecula monoglucidei. Ex: dioza, trioza heptoza etc.; desemnarea grupei carbonilice se face cu prefixele aldo si ceto.

Ex.:

O

C CH₂ - OH

H

H - C - OH C = O

HO - C - H HO - C - H

H - C - OH H - C - OH

H - C - OH H - C - OH

CH₂ - OH CH₂ - OH

glucoza -aldohexoza fructoza - cetohexoza. 1 aldo, 2,3,4,5,6 2 ceto - 1,3,4,5,6 penta

penta hidroxihexan hidroxihexan

Formula generala:

- aldoze: O=CH-(CH-OH)_n-CH₂OH;

- cetoze: OH-CH₂-C-(CH-OH)_n

O

Monoglucidele au catena liniara, foarte rar ramificata. Au 2-10 atomi de carbon in molecula. Numerotarea atomilor de carbon incepe cu carbonul aldehidic sau cu capatul cel mai apropiat de carbonul cetonic.

Cand o grupare hidroxilica este inlocuita cu un atom de hidrogen se obtine o dezoximonoglucida (la carbonul secundar) sau metilmonoglucida (la carbonul primar).

4.2. Clasificarea monoglucidelor

Dupa natura gruparii carbonilice:

aldoze si cetoze

Dupa numarul de atomi de carbon

- di, tri .., oze

4.3. Reprezentanti mai importanti

Cele mai raspandite monoglucide sunt triozele, pentozele, hexozele. Aldehida glicerica tetrozele, heptozele, octozele, nonozele - mai putin - sunt produsi de metabolism: fotosinteza, degradarea anaeroba si aeroba a monoglucidelor.

Dioze: Trioze

O O

C C

H H

CH₂- OH HC - OH

CH₂ - OH

Aldehida glicolica Aldehida glicerica

Tetroze

O

C CH₂ - OH

H

H - C - OH C = O

H - C - OH H - C - OH

CH₂ - OH CH₂ - OH

Eritroza Eritruloza

Pentoze

O

C CH₂ - OH

H

H - C - OH C = O

H - C - OH H - C - OH

H - C - OH H - C - OH

CH₂ - OH CH₂ - OH

Riboza Ribuloza

O

C

H

CH₂

H - C - OH

H - C - OH

CH₂ - OH

Desoxiriboza

O

C CH₂ - OH

H

H - C - OH C = O

HO - C - H HO - C - H

H - C - OH H - C - OH

CH₂ - OH CH₂ - OH

Xiloza Xiluloza

O

C

H

HO C - H

H - C - OH

H - C - OH

CH₂ - OH

Arabinoza

Hexoze

O

C CH₂ - OH

H

OH - C - H C = O

HO - C - H HO - C - H

H - C - OH H - C - OH

H - C - OH OH - C - H

CH₂ - OH CH₂ - OH

Manoza Sorboza

4.4. Obtinerea monoglucidelor

In organismul vegetal se obtin prin fotosinteza si mai putin prin chimiosinteza. Plantele sunt laboratorul viu in care substantele minerale, cu ajutorul energiei luminoase, sunt transformate in monoglucide.

Industrial monoglucidele se obtin prin hidroliza oligoglucidelor (lactoza - glucoza si galactoza) sau poliglucidelor (amidon, celuloza: amidon - glucoza, inulina - fructoza).

Monoglucidele se obtin si prin extractia din materiile prime: glucoza din fructe (struguri), fructoza din mierea de albine.

In mod sintetic:

Condensarea aldehidei formice in prezenta de Ba(OH)₂ sI Ca(OH)₂ prin care se obtine un amestec de monoglucide:

O

6HC C₆H₁₂O₆

H

2. Tratarea aldozelor cu HCN (sinteza Kiliani Fisher - astfel se obtin aldoze cu un atom de carbon in plus.

Nitrili acizi aldonici aldoze

(sinteza) (hidroliza) (reducere)

4.5. Izomeria monoglucidelor

Izomerii sunt substante care au aceeasi compozitie chimica, aceeasi formula moleculara dar au structura diferita care determina proprietati fizice si chimice diferite.

Izomerii glucidelor se intalnesc la compusii cu mai mult de 3 sau mai mult de 4 atomi de carbon in molecula si se disting in cinci tipuri.

a. Izomeria datorita gruparii carbonilice

Se mai numeste izomerie de compensatie functionala.

Aldozele si cetozele au proprietati fizico-chimice foarte diferite.

b. Izomeria datorita pozitiei gruparilor hidroxilice secundare din catena carbonica a monoglucidelor

Se mai numeste stereoizomerie sau izomerie stereochimica.

Monoglucidele care au atomi de carbon asimetrici formeaza stereoizomeri in conformitate cu legea lui Van 't Hoff : Z=2ⁿ

Z = numarul de stereoizomeri

n - numarul de atomi de carbon asimetrici

Triozele au un atom - 2 izomeri, tetrozele 2 at. asim. - 4 izomeri; pentozele 3 at. - 8 iz., hexozele 4 at. - 16 iz.

Stereoizomerii formati sunt 2 cate 2 enantiomeri adica unul reprezentand imaginea in oglinda a celuilalt. Gruparile hidroxilice de la atomii secundari se afla la stanga sau la dreapta atomului de carbon, respectiv forma L si forma D.

O O

C C

H H

H - C- OH OH - C - H

CH₂ - OH CH₂ - OH

D aldehida glicerica L aldehida glicerica

Deci cei 16 izomeri ai hexozelor sunt 8 Dsi 8 L.

In cazul monoglucidelor cu mai multi atomi de carbon asimetrici, forma structurala D sau L se determina dupa pozitia penultimului hidroxil din molecula monoglucidei.

Stereoizomerii cei mai intalniti in natura sunt din forma D: D glucoza, D manoza, D galactoza etc.

c. Izomeria optica

Monoglucidele cu atomi de carbon asimetrici prezinta activitate optica. Ele rotesc planul luminii polarizate spre dreapta sau spre stanga fiind astfel optic dextrogire respectiv optic levogire. Numarul izomerilor se stabileste tot cu legea lui Van't Hoff.

Izomerii optici nu sunt dependenti de izomeria structurala astfel ca fructoza este structural D si optic levogira, insa majoritatea monoglucidelor care structural apartin seriei D sunt si optic dextrogire.

Fructoza D (-) fructoza

Glucoza D (+) glucoza

Compusii optic (+) se pot prezenta si in forma optic (-) perechile numindu-se enantiomeri sau antipozi optici.

Amestecul in parti egale de enantiomeri este optic inactiv si se numeste amestec racemic, notat cu ( ) sau (dl).

Substantele cu atomi de carbon asimetrici obtinute in laborator sunt racemice, iar cele sintetizate sunt antipozi optici.

Cetozele au un numar mai mic de izomeri deoarece si numarul atomilor asimetrici este mai mic.

d. Izomeria datorita ciclizarii monoglucidelor

Coexistenta in aceeasi molecula a gruparilor carbonilice si a celor hidroxilice face ca acestea sa interactioneze si sa formeze legaturi interne. In general, o grupare aldehidica reactioneaza cu doua grupari hidroxil, formand acetali. In cazul aldozelor gruparea .CHO reactioneaza cu un OH din molecula proprie dand un semiacetal si apare un oxidril glicozidic, capabil sa reactioneze numai cu un singur OH apartinand altei molecule.

Semiacetalii monoglucidelor sunt compusi ciclici stabili formati prin aditie intramoleculara intre gruparea carbonilica si o grupare hidroxilica de la C-4, C-5, C-6.

Ciclizarea monoglucidelor incepe prin ruperea unei legaturi dintre atomul de C si cel de O din gruparea carbonilica. In urma acestei reactii atomul de C si cel de O dobandesc o valenta libera. La nivelul valentei libere a atomului de O va migra un atom de hidrogen de la C4 sau C5. Rezulta hidroxilul glicozidic (contribuie la formarea glicozidelor). Valenta libera a C se uneste cu valenta libera a atomului de O de la care a migrat hidrogenul si se formeaza o legatura moleculara. Apare un heterociclu format din 4 atomi de C - ciclu furanic sau un ciclu format din 5 atomi de C - ciclu piranic.

Monoglucidele formate se numesc de ex.: glucofuranoza respectiv glucopiranoza. La cetoze ciclul se formeaza intre C2 si C5 sau C2 si C6.

HC - OH CH - OH

H - C - OH H C - OH

HO - C - H HO - C - H

H - C - OH H - C -

H - C H - C - OH

CH₂ - OH CH₂ - OH

D glucopiranoza D glucofuranoza

Formele furanozice sunt mai reactive si de aceea se gasesc in cantitati mai mici in stare libera in organismul vegetal. Ele contribuie la formarea unor nucleotide (pentoza), oligoglucide, poliglucide.

Formele piranozice se gasesc in cantitati mai mari in stare libera, contribuie la unele procese biochimice dar intra si ele in compozitia oligo si poliglucidelor.

Formulele de mai sus au fost propuse de T. Fisher, dar ele nu tin seama de forma reala a catenei carbonice care nu este de fapt liniara. De aceea s-au propus formulele de proiectie (Haworth):

-D-glucopiranoza -D-glucopiranoza

(proiectia Fischer) (proiectie Haworth)

-D-fructofuranoza -D-fructofuranoza

(proiectia Fischer) (proiectie Haworth)

Aceste formule nu sunt nici ele strict stiintifice deoarece sugereaza ca ciclurile sunt plane ceea ce nu este real.

Prin determinari fizice (difractia razelor X, spectrul infrarosu)s-a aratat ca structura ciclica reala a monoglucidelor este conformationala de scaun sau baie (Reeves ,1958)

e. Izomeria datorita hidroxilului semiacetalic

Dupa pozitia acestuia se cunosc 2 stereoizomeri: OH in jos - izomer a; OH in sus - izomer b .Trecerea din unul in celalalt se numeste mutarotatie.

4.6. Proprietati fizice ale monoglucidelor

Monoglucidele sunt substante cristaline, inodore, solubile in apa, greu solubile in alcool, insolubile in solventi organici. Solutiile monoglucidelor sunt incolore, prezinta fenomenul de izomerie optica si mutarotatie.

Majoritatea au gustul dulce si solutiile concentrate sunt siropoase.

4.7. Proprietati chimice

Sunt determinate de existenta individuala a unor grupari functionale, de prezenta concomitenta a acestora sau de ansamblul catenei.

I. Proprietati determinate de gruparea carbonilica

a) Reactii de reducere

Prin hidrogenarea monoglucidelor la nivelul gruparii carbonilice in prez. de catalizatori (Pt, Pd, Ni) se obtin polialcooli.

In general aldozele dau prin reducere un poliol iar cetozele 2 polioli izomeri. In natura reducerea are loc sub influenta unor hidrogenaze. Pentolii si hexolii se gasesc frecvent in regnul vegetal mai ales sub forma ciclica: quercitoli (5) si inozitoli (6) (ciclici)

b)Reactii de oxidare

Acid sau neutru

Monoglucidele au un puternic caracter reducator. Oxidarea lor se produce in trei moduri:

- oxidarea blanda: rezulta acizi aldonici (in prezenta de apa de clor, brom, iod, hipocloriti)

D glucoza acidul Dgluconic

- oxidarea energica - cu oxidanti puternici (acidul azotic, permanganat de potasiu, dicromat de potasiu)

Rezulta acizi zaharici - bibazici: (C1 - C6)

Cetozele se rup si dau compusi cu numar mai mic de atomi de C - fructoza : acid oxalic si acid tartric.

- oxidarea protejata

Se protejeaza gruparea carbonilica prin condensare sau esterificare a hidroxilului semiacetalic apoi se oxideaza gruparea OH de la C6 rezultand acizi uronici.

In mediu bazic

Se oxideaza cu formare de hidroxiacizi cu 6 pana la doi atomi de carbon. Aceasta este reactia de recunoastere a monoglucidelor datorita caracterului lor reducator.

c) Reactii de aditie sI condensare

La nivelul gruparii carbonilice reactioneaza cu hidroxilamina, acidul cianhidric, ureea, mercaptanii, hidrocarburile aromatice dand produsI de condensare: oxime, cianhidrine etc.

II. Proprietati chimice determinate de prezenta gruparilor hidroxilice

o       Reactii de eterificare

Acestea au loc:

- la nivelul gruparilor semiacetalice, rezultand glicozide; legatura dintre partea glucidica sI aglicon se numeste legatura glicozidica; compusii rezultati se numesc O glicozide, N glicozide sau S glicozide;

- la nivelul gruparilor hidroxilice alcoolice- aceste grupari sunt mai putin reactive de aceea dau eteri cu derivatii halogenati.

o       Reactii de esterificare

- cu acizii anorganici: acid fosforic, acid azotic, acid sulphuric. De mare importantta in organismul vegetal sunt esterii fosforici care au rol in metabolismul glucidelor.

- Cu acizii organici

o       Formarea dezoximonoglucidelor

Prin eliminarea unei grupari hidroxilice si inlocuirea ei cu un atom de hydrogen. Cea mai importanta dezoximonoglucida estte dezoxiriboza care intra in compozitia acizilor nucleici.

o       Formarea aminoglucidelor

Reactia are loc prin inlocuirea unei grupari hidroxilice cu una aminica.

o       Reactia de anhidrificare

Are loc prin eliminarea unei molecule de apa intre hidroxilul semiacetalic sI un hidroxil alcoolic; se formeaza legaturi intramoleculare care dau compusI numiti glicozani.

III. Proprietati chimice determinate de prezenta ambelor grupari functionale.

Reactia de epimerizare

Sub actiunea bazelor slabe se produce izomerizarea monoglucidelor epimere ( care se deosebesc prin configuratia unui singur atom de carbon). Exemplu: D glucoza, D manoza, D fructoza care se transforma unele in altele prin intermediul unui enol. In mod natural aceste reactii au loc sub actiunea unui complex enzymatic.

Transformarea monoglucidelor sub actiunea acizilor

Glucidele se deshidrateaza formand furfuralul; reactia serveste la identificarea glucidelor.

Reactia de condensare cu fenilhidrazina cu formare de fenilhidrazona.

Degradari biochimice

Sub actiunea microorganismelor se produc degradari fermentative care prezinta importanta pentru industria alimentara.

4.8. Monoglucide naturale mai importante

Pentoze

Cele mai raspandite in organismwele vegetale sunt : arabinoza, xiloza, riboza, dezoxiriboza, ribuloza( rol in procesul de fotosinteza). Pentozele se gasesc atat in stare libera cat sI sub forma de oligo sI poliglucide.

Hexoze

Sunt cele mai raspandite monoglucide din naturea; se gasesc sob forma de oligo sI poliglucide, glicozide dar sI sub forma libera.D(+) glucoza ( dextroza) se gaseste in struguri, fructoza in mierea de albine; glucoza sI fructoza suntprincipalele zaharuri simple care formeaza "zaharul liber reducator" din plante.

5. Oligoglucide

Sunt substante organice care se formeaza din 2-8 resturi de monoglucide ( olygos in limba greaca inseamnaa putin) unite prin legaturi glicozidice.Legatura glicozidica se formeaza prin eliminarea unei molecule de apa intre gruparea hidroxilica semiacetalica a unei monoglucide sI o grupare hidroxilica a altei monoglucide.

Oligoglucidele sunt substante de tip glicozidic in care ambele componente sunt glucide( identice sau diferite).

5.1. Clasificarea oligoglucidelor

Dupa caracterul chimic:

reducatoare

nereducatoare

Dupa numarul de monoglucide componente:

diglucide

triglucide

tetra . octa glucide

5.2. Oliglucidele reducatoare

Se formeaza prin eliminarea unei molecule de apa intre hidroxilul semiacetalic al uneia sI cel nesemiacetalic al alteia.

      Maltoza

Se formeaza din doua molecule de D glucopiranoza unite prin legaturi 1-4 a glicozidice.

      Celobioza reprezinta unitatea structurala a celulozei. Prin hidroliza enzymatica resulta 2 molecule de bDglucoza ( in stomacele ierbivorelor). Organismul uman nu hidrolizeaza celobioza deoarece nu dispune de celobiaza.

5.3. Triglucide

Rafinoza, gentianoza, maltotrioza

      Rafinoza

a D glucoza, a D galactoza sI bD fructofuranoza .

Se gaseste in sfecla de zahar alaturi de zaharoza. La extractia zaharozei rafinoza trece in melasa. Continutul de rafinoza creste in anii ploiosi sI in timpul conservarii sfeclei .

Serveste ca substanta de rezerva.

      Gentianoza - in rizomii de gentiana

2 molecule de glucoza(alfa sI beta) sI beta fructofuranoza.

      Maltotrioza

Trei resturi de glucoza unite prin leg. 1-4 glicozidice.

Rol in biosinteza amidonului, apare la hidroliza amilozei, alaturi de maltoza sI glucoza.

5.4. Oligoglucide nereducatoare

Se formeaza prin eliminarea unei molecule de apa intre hidroxilii semiacetalici ai monoglucidelor constituente.

      Trehaloza se gaseste in conul secarei, in ciuperci sI drojdii. Formeaza legatura C1-C1 la hidroxilii glicozidici ai a D glucozei.

      Zaharoza

Este o diglucida formata dintr-un rest de a D glucopiranoza sI unul de b D fructofuranoza unite printr-o legatura 1,2 a b glicozidica.

Zaharoza este cea mai raspandita diglucida naturala. Este o substanta solida alba, cristalizata, solubila in apa, insolubila in solventi organici.

zaharoza

6. Poliglucide

Sunt substante macromoleculare formate dintr-un numar mare de resturi monoglucidice unite prin legaturi glicozidice.

Poliglucidele au rol fiziologic important fiind substante de rezerva ( amidon), sau de sustinere( celuloza, hemicelulozele).

Poliglucidele sun materii prime pentru industria usoara sI alimentara.

6.1. Proprietatile poliglucidelor

Sunt substante solide, cristaline cu aspect amorf, insolubile sau greu solubile in apa; formeaza solutii coloidale.

Poliglucidele au activitate optica, slab caracter reducator deoarece legaturile dintre molecule se realizeaza la gruparile hidroxilice semiacetalice astfel ca ele au hidroxili semiacetalici liberi doar la capetele catenelor.

Poliglucidele hidrolizeaza in mediu acid sau in prezenta unor enzyme specifice formand monoglucide.

6.2. Clasificarea poliglucidelor

Poliglucide omogene sau holozide - se formeaza din resturi de monoglucide identice. Exemple: hexozani( glucani , fructani, galactani), pentozani.

Poliglucide neomogene sau heterozide

-cu acizi uronici

-fara acizi uronici

6.3. Glucani

      Celuloza

Moleculele de b D glucopiranoza se unesc prin legaturi 1-4 b glicozidice.

Formula moleculara a celulozei este: (C₆H₁₀O₅)_n. Gradul de polimerizare este de ordinul miilor ( bumbacul- 3000)

Celuloza este cea mai raspandita substanta organica din naturea, se gaseste in toate organismele vegetale, formeaza 50% din masa lemnoasa a arborilor , contribuie la formarea membranelor celulare sI a tesuturilor de sustinere. Plante bogate in celuloza sunt: bumbacul( 99,8%), canepa, inul, lemnul coniferelor.

Celuloza este o substanta solida, cristalizata cu aspect amorf, alba, indoora, insipida, are slab caracter reducator, insolubila in apa sI alti solventi, solubila in reactivul Schweizer( hidroxid tetraamino cupric)

Macromoleculele de celuloza sunt filiforme, au structura liniara, prezinta elasticitate sI rezistenta mecanica in functir de gradul de polimerizare.

Fibrele de celuloza se formeaza prin unirea mai multor macromolecule prin legaturi de hydrogen. Lungimea fibrelor depinde de specie sI de conditiile de extragere a celulozei: fibrele din bumbac sunt lungi, pot fi toarse, cele din lemn sunt scurte.

In plante celuloza este hidrolizata sub influenta unor enzyme: : celulaza, celobiaza.

Importanta celulozei

celuloza are un rol fiziologic inportant, servind ca substanta de sustinere pentru plante; se sintetizeaza in reticolul endoplasmatic, precum si in aparatu Golgi.

In rumenul ierbivorelor se gaseste o bogata flora de microorganisme, care pot metaboliza celuloza, cu formare de acizi grasi inferiori (in special propionic si butiric); acizii grasi inferiori sunt folositi chiar de microorganisme, dar si de catre animal, servind ca o sursa importanta de energie. Celuloza este hidrolizata de poliglucozidaza, care scindeaza macromolecula de celuloza pana la celobioza:

	Celulaza    Celobiaza

(C₆H₁₀O₅)n+nH₂O -----------→ nC₁₂H₂₂O₁₁ ---------→nC₆H₁₂O₆

Apoi celobioza hidrolizata de celobiaza pana la - glucoza

Celuloza este hidrolizata de celulaza si celobiaza, enzime absente in organismul uman dar prezente in sistemul hepatopancreatic al melcului, in unele ciuperci (Aspergillus).

celuloza este putin utilizata, sub influenta florii intestinale si trece prin tractul gastrointestinal in mare masura nemodificata.

celuloza reprezinta materia prima folosita atat in industria usoara cat si in cea alimentara. Obtinerea spirtului din celuloza, din lemn are o mare insemnatate. Intrebuintari ale nitratilor de celuloza:

-colodiu, un lichid transparent si incolor; se intrebuinteaza la acoperirea ranilor cu suprafata mica, folosind o pelicula prin care nu pot patrunde bacteriile.

-din celuloid, se pot face obiecte de larg consum ca: tocuri, creioane, rame de ochelari, manere de cutit, papusi.

-piroxilina, dizolvata in dizolvanti organici si prin comprimare se obtine pulbere fara fum.

Alte intrebuintari: obtinerea hartiei, precum si a filmelor artificiale.

-dinitroceluloza formeaza cu camforul celuloidul folosit in fotografie sI cinematografie;

-Trinitroceluloza este un explozibil foarte puternic; se foloseste sI pentru obtinerea lacurilor

-Acetatul de celuloza reprezinta masa plastica.

-Xantogenatul de celuloza este matasea artificiala.

-Fibrele mercerizate.

      Amidonul

Este cea mai raspandita poliglucida de rezerva din plantele superioare. Are un rol important in alimentatia omului fiind , alaturi de celuloza , sursa principala de glucide.

Amidonul se sintetizeaza in procesul de fotosinteza , in frunze, apoi este transportat la celelalte organe sI se depoziteaza sub forma de granule.

Continutul de amidon cel mai mare il au seminsele(40-75%); tuberculii contin 14-18%, iar frunzele sI tulpinile sub 1%.

Granulele de amidon sunt formate dintr-un nucleu numit hil inconjurat de straturi concentrice de diferite dimensiuni: mari la cartofi, mici la orez.

Amidonul este o pulbere alba, insolubila in apa rece sI solubila in apa calda, laracire se gelifica.

Amidonul are doua componente structurale:

Amiloza reprezinta 20-30 % din masa granulei de amidon sI este formata din resturi a D glucopiranozice unite prin legaturi 1-4 a glicozidice. Macromolecula de amiloza este formata din 200-1000 de resturi de a D glucoza. Masa moleculara a amilozei este de 10000-100000 amu; este componenta amidonului care se dizolva in apa rece;

Amilopectina este componenta predominanta a amidonului: 70-80% din masa granulei. este formata din resturi de a D glucopiranozice unite prin legaturi 1-4 a glicozidice in catena liniara sI 1-6 a glicozidice in catena ramificata. Intre doua ramificatii consecutive se gasesc 25-30 resturi de glucoza unite liniar. Masa moleculara a amilopectinei este de 100000-1000000. Amilopectina nu se dizolva in apa rece.

Hidroliza enzymatica a amidonului se produce sub influenta 1-4 a glucozidaza sI 1-6 a glucozidaza

CH₂OH CH₂OH CH₂OH CH₂OH

 

 

O

 

O

 

H

 

H H H H H H H

HO    O O O

H OH H OH H OH H OH

Amiloza

CH₂OH    CH₂OH

			O				O

H H H H

O O O

H OH H OH

unitate de maltoza