Крахмал - основная часть важнейших продуктов питания: муки (75 - 80%), картофеля (25%), саго и др. Энергетическая ценность около 16,8 кДж/г. Он является ценным питательным продуктом. Чтобы облегчить его усвоение, содержащие крахмал продукты подвергают действию высокой температуры, то есть картофель варят, хлеб пекут. В этих условиях происходит частичный гидролиз крахмала и образуются декстрины, растворимые в воде. Декстрины в пищеварительном тракте подвергаются дальнейшему гидролизу до глюкозы, которая усваивается организмом. Избыток глюкозы превращается в гликоген (животный крахмал) . Состав гликогена такой же, как у крахмала, - (C6H10O5)n, но его молекулы более разветвленные. Особенно много гликогена содержится в печени (до 10%). В организме гликоген является резервным веществом, которое превращается в глюкозу по мере ее расходования в клетках. В промышленности крахмал путем гидролиза превращают в патоку и глюкозу. Для этого его нагревают с разбавленной серной кислотой, избыток которой затем нейтрализуют мелом. Образовавшийся осадок сульфата кальция отфильтровывают, раствор упаривают и выделяют глюкозу. Если гидролиз крахмала не доводить до конца, то образуется смесь декстринов с глюкозой - патока, которую применяют в кондитерской промышленности. Получаемые с помощью крахмала декстрины используются в качестве клея, для загустения красок при нанесении рисунков на ткань. Крахмал применяют для накрахмаливания белья. Под горячим утюгом происходит частичный гидролиз крахмала и превращение его в декстрины. Последние образуют на ткани плотную пленку, которая придает блеск ткани и предохраняет ее от загрянения. Крахмал и его производные также применяются при производстве бумаги, текстильных изделий, в литейном и других производствах, а также в фармацевтической промышленности. Целлюлоза используется человеком с очень древних времен. Сначала применяли древесину как горючий и строительный материал; затем хлопковые, льняные и другие волокна стали использовать как текстильное сырье. Первые промышленные способы химической переработки древесины возникли в связи с развитием бумажной промышленности Целлюлоза применяется не только как сырье в бумажном производстве, но идет еще и на дальнейшую химическую переработку. Наибольшее значение имеют простые и сложные эфиры целлюлозы. Так, при действии на целлюлозу смесью азотных и серных кислот получают нитраты целлюлозы. Все они горючи и взрывчаты. Максимальное число остатков азотной кислоты, которые можно ввести в целлюлозу, равно трем на каждое звено глюкозы: [C6H7O2(OH)3]n HNO3_ [C6H7O2(ONO2)3]n Продукт полной этерификации - тринитрат целлюлозы (тринитроцеллюлоза) - должен содержать в соответствии с формулой 14,1% азота. На практике получают продукт с несколько меньшим содержанием азота (12,5/13,5%), известный в технике под названием пирокселин. При обработке эфиром пироксилин желатинизируется; после испарения растворителя остаётся компактная масса. Мелконарезанные кусочки этой массы – бездымный порох. Продукты нитрования, содержащие около 10% азота, отвечает по составу динитрату целлюлозы: в технике такой продукт известен под названием коллоксилин. При действии на него смеси спирта и эфира образуется вязкий раствор, так называемый коллодий, применяемый в медицине. Если к такому раствору добавить камфору (0.4 ч. камфоры на 1 ч. коллоксилина) и испарить растворитель, то останется прозрачная гибкая плёнка – целлулоид. Исторически – это первый известный тип пластмассы. Ещё с прошлого века целлулоид получил широкое применение как удобный термопластичный материал для производства многих изделий (игрушки, галантерея и т. д.) . В особенности важно использование целлулоида в производстве киноплёнки и нитролаков. Серьёзным недостатком этого материала является его горючесть, поэтому в настоящее время целлулоид всё чаще заменяют другими ма
Многие полисахариды производят в крупных масштабах, они находят разнообразное практич. применение. Так, целлюлозу используют для произ-ва бумаги и искусств. волокна, целлюлозы ацетаты - для волокон и пленок, целлюлозы нитраты - для ВВ, а водорастворимые метилцеллюлозу гидроксиэтилцеллюлозу и карбоксиметилцеллюлозу - как стабилизаторы суспензий и эмульсий. Крахмал используют в пищ. пром-сти, где находят применение в качестве текстурир. агентов также пектины, альгина-ты, каррагинаны и галактоманнаны. Перечисленные полисахариды имеют растит. происхождение, но с ними все успешнее конкурируют бактериальные полисахариды, получаемые в результате пром. микробиол. синтеза (ксантан, образующий стабильные высоковязкие р-ры, и другие полисахариды со сходными св-вами) . Весьма перспективны разнообразные техн. применения хитозана (кагионного полисахарида, получаемого в результате дезаце-тилирования прир. хитина) . Многие полисахариды применяют в медицине (агар в микробиологии, гидроксиэтилированный крахмал и декстраны в качестве плазмозамещающих р-ров, гепарин как антикоагулянт, нек-рые глюканы грибов как противоопухолевые и иммуностимулирующие агенты) , биотехнологии (альгинаты и каррагинаны как среда для иммобилизации клеток) и лаб. технике (целлюлоза, агароза и их производные как носители при разл. способах хроматографии и электрофореза).
Полисахариды необходимы для жизнедеятельности животных и растительных организмов. Они являются одним из основных источников энергии, образующейся в результате обмена веществ организма. Они принимают участие в иммунных процессах, обеспечивают сцепление клеток в тканях, являются основной массой органического вещества в биосфере. Многие полисахариды производят в крупных масштабах, они находят разнообразное практич. применение. Так, целлюлозу используют для произ-ва бумаги и искусств. волокна, целлюлозы ацетаты - для волокон и пленок, целлюлозы нитраты - для ВВ, а водорастворимые метилцеллюлозу гидроксиэтилцеллюлозу и карбоксиметилцеллюлозу - как стабилизаторы суспензий и эмульсий. Крахмал используют в пищ. пром-сти, где находят применение в качестве текстурир. агентов также пектины, альгина-ты, каррагинаны и галактоманнаны. Перечисленные . имеют растит. происхождение, но с ними все успешнее конкурируют бактериальные полисахариды, получаемые в результате пром. микробиол. синтеза (ксантан, образующий стабильные высоковязкие р-ры, и другие П. со сходными св-вами).
ПОЛИСАХАРИДЫ гликаны, высокомолекулярные углеводы, молекулы к-рых построены из моносахаридных остатков, связанных гдикозидными связями и образующих линейные или разветвлённые цепи. Мол. м. от неск. тыс. до неск. млн. В состав простейших П. входят остатки только одного моносахарида (гомополисахариды) , более сложные П. (гетерополисахариды) состоят из остатков двух или более моносахаридов и м. б. построены из регулярно повторяющихся олигосахаридных блоков. Кроме обычных гексоз и пентоз встречаются де-зоксисахара, аминосахара (глюкозамин, галактозамин) , уроновые к-ты. Часть гидроксильных групп нек-рых П. ацилирована остатками уксусной, серной, фосфорной и др. к-т. Углеводные цепи П. могут быть ковалентно связаны с пептидными цепями с образованием гликопротеидов. Свойства и биол. функции П. чрезвычайно разнообразны. Нек-рые линейные регулярные гомополисахариды (целлюлоза, хитин, ксиланы, маннаны) не растворяются в воде вследствие прочной межмолекулярной ассоциации. Более сложные П. склонны к образованию гелей (агар, альгиновые к-ты, пектины) , а мн. разветвлённые П. хорошо растворимы в воде (гликоген, декстраны) . Кислотный или ферментативный гидролиз П. приводит к полному или частичному расщеплению гликозидных связей и образованию соответственно моно- или олигосахаридов. Крахмал, гликоген, ламинарии, инулин, нек-рые растительные слизи — энергетич. резерв клеток. Целлюлоза и гемицеллюлозы клеточной стенки растений, хитин беспозвоночных и грибов, пепти-догликан прокариот, мукополисахариды соединит, ткани животных — опорные П. Камеди растений, капсульные П. микроорганизмов, гиалуроновая к-та и гепарин у животных выполняют защитные функции. Липополисахариды бактерий и разнообразные гликопротеиды поверхности животных клеток обеспечивают специфичность межклеточного взаимодействия и иммунологич. реакций. Биосинтез П. заключается в последовательном переносе моносахаридных остатков из соотв. нуклеозиддифосфатса-харов с помощью специфич. гликозил-трансфераз либо непосредственно на растущую полисахаридную цепь, либо путём предварит, сборки олигосахаридного повторяющегося звена на т. н. липидном переносчике (фосфате полиизопреноидного спирта) с последующим транспортом через мембрану и полимеризацией под действием специфич. полимеразы. Разветвлённые П. типа амилопектина или гликогена образуются путём ферментативной перестройки растущих линейных участков молекул типа амилозы. Многие П. получают из природного сырья и используют в пищ. (крахмал, пектины) или химич. (целлюлоза и её производные) пром-сти и в медицине (агар, гепарин, декстраны).
