BIOCHIMItrGLUCU}tr1. Generalita$i 2. f{omtnclatura glucidelor 3. Clasificarea glucidelor 4, Monoglucide 5. Oligoglucide 6. Poliglucide

1. Generalita{i

din C, H, O, N gi mai pufin S gi P ce reprezintii principalele elemente biogene cu rolplastic.substanfele organice din organismele vegetale pot

Substantele organice din constitutia celulelor vegetale sunt biomolecule formate

fi grupate astfel: tuturor structurilor celulare, subcelulare - substanfe pl*stice - intri in compozifia qi supracelulare qi a sucurilor pi lichidelor din organismul vegetal. Acestea sunt glucide, lipide, protide. - substanfe aetive - care activeazd reactanfii bimhimici qi determind. influenfeazb pi dirijeazd reacfiile biochimice din organismul vegetal. Acestea sunt: - substanfe cu ro1 catalitic - enzimele; - substan{ele cu rol de reglare: vitamine, enzyme, anticorpi, pigmenti; - substanfe cu rol infomra{ional - acizii nucleici; - substan{e cu rol energetic - compuqii macroenergici; - substanfe intermediare qi finale de metabolism - care se formneazd din substanfele plastice in urma unor transform[ri metabolice, contribuie la formarea aromelor, gustului, mirosului, au rol de protectie. Acestea sunt: glicozide, taninuri, lignine, uleiuri eterice, aldehide, cetone, esteri, alcooli, .amide, amineSubstan fele plastice ale organ ismelorve

getale

Acestea sunt: glucidele, lipidele, protidele Glucidele sunt substanfe organice cu funcfiuni mixte ce confin

in molecula lor

grup5ri carbonilice qi grupdri hidroxilice. Glucidele sunt substan{e ternare formate din C, H, 0 cu excepfia unor deriva{i azotafi (aminoglucidele). Glucidele reprezintfi o clas5 de substante universal r[sp6ndite in organismele vii formdnd csa mai mare part a substan{ei organice de ps p5m6nt. Din punct de vedere cantitativ ele pfedominH ?n olganismul vegstal 65-9fi% in func{ie cle specie, vfirstd, felul organului, condi{iile gi perioadele de vegetnfie. Din punnt de vedere biochimic pi fiziologic, glucidele au rol structural pi energetic

(celuloza" chitina) reprezintd principalele substanle de susfinere pentru plante. De asemenea din glucide se formeaz6 compuqi intermediari care contribuigla biosinteza altor grupe de substanfe (protide, lipide, acizi organici); - glucidele nestructurale - reprezint[ principala sursd de energie .a organismului vegetal. Substanlele de rezerv[ de naturS glucidicl (amidonul) sunt uqor utilizate de cbtre qi lesuturi pentru procurarea energiei necesar5 proceselor fiziologice. -Piantele ""1o1" sintetizeazd glucide din substanle anorganice: CO, Si HtO prin procesul de fotosintez[, cu consum de energie luminoas5. Spre deosebire de plante animalele sintetizeazL glucide numai din substanle organice. Crnfinutul de gluride totalc din principalele lcgurne qi fructe:

- glucidele cu rol structural

ardei cartoticastraveli morcov varzS ceapI

3,01,2 1r9

Banane Caise Castane

18,01S,1

28,016,3egL

P[trunjel

6,9 4,5 8,4 9,5

Struguri L[rnSi Portocale MandarinelVIere

t')

8,3

9r214,6

2. Nomenclatura glucidelor1844 C. Smidt a propus denumirea de hidrati de carbon. Aceastd nomenclaturd s-a adoptat ca urmare a faptului c[ intre atomii de hidrogen qi cei de oxigea din molecula lor este 2:f ca gi in cazul moleculei de apd. Majoritatea glucidelor corespund formulei generale C"(H'O)- intruc0t atomii de H pi O nu se leagd sub formd de apd de atomul de carbon s-a

in anul

r"onolut lu aceastd nomanclatur6 gi s-a propus (Bertrand, 1923) termenul de glucidd care a fost adoptatd de Comisia Iaternalionald de Chimie Biologicd de la Cambridge, 1923. Existd substanle glucidice care nu corespund formulei generale dar sunt glucide, ex': desoxiriboza gi exist5 substanle care corespund formulei qi nu sunt glucide, ex. : acidul acetic: Cr(HrO)r, acidul lactic: Cr(HrO)r. Denumirea de gt""iaa provine de la procesul glykys, iar cea de zaharid[ de la sakkharom - dulce. Nici aceste denumiri nu sunt riguros qtiinlifice deoarece existd substanle dulci care nu sunt glucide (zaharina" glicerolul) qi substante glucidice care nu sunt dulci(celuloza, amidonul).

3. Clasificarea glucidelor

-

Oze sau monozaharide sau monoglucide - sunt substan{e monomoleculare care nu

hidrolizeaz[; - Ozide - substanfe formate prin unirea mai multor molecule de monoglucide prin eliminare de ap5. Ozidele hidrolizeazd transform0ndu-se ?n substanlele din care s-au format. Dup[ structura molecular[ ozidele sunt: - opgogtucide - sunt formate dintr-un numdr mic de resturi de monoglucide (2-8); - poUgtucide - sunt formate dintr-un numlr foarte mare de resturi de monoglucide (sute, mii). DupI natura compuqilor care intr[ in constitufia 1or poliglucidele sunt: - holozide - formate numai din resturi de monoglucide {aceleaqi sau diferite); - heterozide - conlin in molecula lor pe l6ng5 resturi de monoglucide qi alte resturi de substanf e neglucidice (alcooli, alcaloizi) numite agliconi'

(celuloza, chitina) reprezintd principalele substante de plante. De asemenea din glucide se fo:meaz[ compuqi intermediari care suslinere la biosinteza altor grupe de substanle (protide, lipide, acizi organici); "oottiUni"glucidele nestructurale - reprezintd principala surs[ de energie .a organismului vegetal. Srbstanlele de rezerv[ de natur5 glucidic[ (amidonul) sunt uqor utilizate de c[tre qi jesuturi pentru pfocurarea energiei necesari proceselor fiziologice. "*lol" plantele sintetizeaz$ glucide din substanle anorganice: CO, $i IlO prin procesul de fotosintezb, cu consum de energie luminoas[. Spre deosebire de plante animalele sintetizeaz[ glucide numai din substanfe organice. confinutul de glucide totale din principalele lcgume Ei fructe:

- glucidele cu rol structural "pentru

3,0 ardei lo2 cartofi 1,9 castraveti morcov 6,9 4,5 varzb 8,4 ceapd P[trunjel 9,5

Banane Caise Castane Struguri L6m6i Portocale Mandarine Mere

18,010,1

28,016,3

2,2 8,3 9,214,6

2. Nomenclatura glueidelor

|n anul lB44 C.Smidt a propus denumirea de hidrafi de carbon. Aceast[ nomenclaturfl lor s-a adoptat ca uilnare a faptului c[ intre atomii de hidrogen gi cei de cxigen din molecula generale este 2: i ca qi in cazul moieculei de ap[. Majoritatea glucidelor corespund formulei de atomul de carbon s-a q(HrO)- Intrucdt atomii de H qi O nu se leagl sub forml de apd t"""otui'iu aceastl nomenclaturd gi s-a propus {Bertrand, 1923) termenul de glucidd care a fost adoptatd de C.omisia Internafional5 de Chimie Biologicl de la Cambridge, 1923. gxistX substante glucidice care nu corespund formulei generale dar sunt glucide, ex.: desoxiriboza gi exist[ substan]e care corespund forrnulei gi nu sunt glucide, ex. : acidul acetic: Q(HrO)r, acidul lactic: Cr(H'O)r. Denumirea ae gtuclOa provine de la procesul glykys, iar cea de zaharidi de la sakkharom - dulce. Nici aceste denumiri nu sunt riguros qtiinlifice deoarece existd substanle dulci care nu sunt glucide (zaharinq glicerolul) qi substanle glucidice care nu sunt dulci(celuloza, amidonul).

3. Clasificarea glucidelor- Oze sau monozaharide sau monoglucide - sunt substanle monomoleculare care nu hidrolizeaz[; - Ozide - substante formate prin unirea mai multor molecule de monoglucide prin eliminare de ap6. Ozidele hidrohzeazl transform0ndu-se in substanfele din care s-au format. Dup[ structura molecularl ozidele sunt: - otigoglucide - sunt formate dintr-un numdr mic de resturi de monoglucide (2-8); - poUgtucide - sunt formate dintr-un num[r foarte mare de resturi de monoglucide(sute, mii).

Dup[ natura compugilor care intri ?n constitulia 1or poliglucidele sunt: - holozide - formate numai din resturi de monoglucide {aceleaqi sau diferite); - heterozide - conlin in molecula lor pe lSngi resturi de monoglucide qi alte resturi de substante neglucidice (alcooli, alcaloizi) numite agliconi.

4. MonoglucideSubstanle cu funcliuni mixte care conlin ?n molecul5 o grupare carbonilicl (aldehid5 sau cetonic5) qi mai multe grup[ri hidroxilice. - hidroxi aldehide - aldoze - hidroxi cetone - cetoze Monoglucidele pot fi considerate ca aldehide sau cetone ale polialcoolilor naturali. Monoglucitlele sunt foarte rdspAndite in naturi: in organismul vegetal se afld in sucul celular cu precidere in fructe, seminle ?n stare de germinalie, muguri, etc. Monoglucidele au rol biochimic in procesul de respirafie, ca principale substanle furnizoare deinergie. Ele au qi rol structural fiind principalele substaale din care se formeazl oligoglucidele, poliglucidele qi alte substanle care contin in molecula lor glucide (acizi nucleici, coenzime, lipide complexe, glicoproteide etc.).

Nomenclatura monoglucidelorse adaugi sufixul ozLlarldicina cuvintelor din limba greac5: di, tri, tetra, pentq hexa" Aepta" octa" noua, deca ce desemneazX numdrul atomilor de carbon din molecuia -Ex: diozd, tiozb......heptozd etc.; desemnarea grupei carbonilice se face cu monoglucidei. prehxele aldo qi ceto.

in general

Ex.:

o

H-

l=CI I!

c

"r"-'

CH, - OH H OHII

CI t

:oHOH OH

HO- CI

HOH OH

H$- CI I

H-

CI

HH*

ClI

I

H.

CI

CI

cHr- OHglucasa -aldohexud aldo, ?r3o4r5rd penta hidraxihexan

cHr- *Hfru*tan6 * *tshexosfi. ? rctt - lo3r4oSrd pcntn hidroxihexan

Forrnula generall: - aldoze:- cetoze:

O:CH- {CH-OH),,-CHr OH;

oH-cHr-c-{cH-oH)*

llo

Monoglucidele au catenfl liniar5, foarte rar rarnificat[, Au 2-10 atomi de carbon in mcleculfl. Nurneratarea atamil*r de *arbon incepc cu carb*niitr aldehidic sau cu cap5tul cel mai apropiat de carbonul cetonic. Cf;nd o grupare hidroxilicd este ?nlc*uitE c$ un at*n* Ce hiCragen se obline o dezoximonoglucidd ila carbonul sscundar) sau metilrnonoglucid6 {la carbonul prirnar}.

Clasificarea mon oglucidelor Dupi natum gmpirii earbonilice:

2

aldoze qi cetoze

Dupi numirul de atomi de carbon - di, tri ....., oze Reprezentanfi mai importanfi Cele mai rdspindite monoglucide sunt triozele, pentozele, hexozele. Aldehida gliceric[ tetrozelg heptozele, octozele, nonozele - mai putin - sunt produqi de metabolism:fotosinteza, degradarea anaerob[ pi aerobd a monoglucidelor.

flioze:-t'-O8O '.*l\HIqH cHr- oH

Trioze

C

C *HCi

-

OH

cH?- oHAldehida gli*alic6

Aldchida gliceric[

Tetrase

H-C-*HC:O H-

I ='H

c *C-

?-o

cH:- oHi

iiI

SH

T{. C.t I

SH

I

cHr- $HEritr$sa

cHr- oHEritr*l*sa

.f:'. oC

HH.

I CI I

k*FIOFI

cHz- oHII

I

c:oCOH OH

I

Ci

OH OH

HH-

i

II

H- C.Riboga

CII

cHr- oH

cHn- $HRihul$sa

.g4r' O

1 "tHCHti

C

HH*

CI

OH OH

CI

cHr- oHflescxiribsaa

H-

l\HCI

cn*

'.-oSHHOH

cH2- oHI I It

c:oHOH

I

HO- Ci

H$- Ct I I

H-

CI

H.

CII

I II

cHr- oHXilaza

cHr- sHXilul$sa

C

il:oH HOH OH

HO Ci

H. H.

CIi

CTI

CHg

-

Sl-l

Arahinasa

Hexoze

HO. CII

lsl OH-C-HC:O il HH- CI II

c:

o

cgr-oHHO- C.I

H

I I

OH

H-

CI

$HH

I

H. C* *HI I I1

OH* CI

I

cH,

- otl

cHr- oHScrhoss

Man*zaObfin erea mon oglucidelor

organismul vegetal se obfin prin fotosintezi qi mai pulin prin chimiosintezd. Plantele sunt laboratorul viu in care substanfele minerale, cu ajutorul energiei luminoase, sunt transformate in monoglucide. Industrial monoglucidele se oblin prin hidroliza oligoglucidelor (lactoz[ - glucozl 9i galactozl) sau poliglucidelor (amidon, celuloz5: amidon - glucoz5, inulinE - fructozl). Monoglucidele se oblin qi prin extracJia din materiile prime: glucoza din fructe

ln

(struguri), fructoza din mierea de albine. ln mod sintetic: Condensarea aldehidei formice in prezenli de Ba(OH), qI Ca(OH)r prin care se obline un amestec de monoglucide:

2

6HC

oH

)

c6H12o6

2. Tratarea aldozelor cu HCN (sinteza Kiliani Fisheratom de carbon in plus. acizi Nitrili )

-

astfel se oblin aldoze cu un

(sintezd) (hidrolizfl)Izomeria mon oglucidelor

aldonici

aldoze (reducere)

)

Izomerii sunt substanle care au aceeaqi compozilie chimic5, aceeaqi formul5moleculard dar au structurd diferit[ care determind proprietdli ftnce gi chimice diferite. Izomerii glucidelor se intSlnesc la compuqii cu mai mult de 3 sau mai mult de 4 atomi de carbon in molecul5 qi se disting in cinci tipuri. L. Izomeria datoriti grupirii carbonilice Se mai numeqte izomerie de compensalie funclionalS. Aldozele qi cetozele au proprietili fizico-chimice foarte diferite. 2. Izomeria datoriti pozifiei grupirilor hidroxilice secundare din catena carbonici a monoglucidelor Se mai numegte stereoizomerie sau izomerie stereochimicX.

Monoglucidele care au atomi de carbon asimetrici formeazd stereoizomeri in conformitate cu legea lui Van 't Hoff : Z:2" Z: numdrul de stereoizomeri n - numSrul de atomi de carbon asimetrici

Triozeleauunatom-2izomei,tetrozele2at.asim.-4izomeri;pentozele3at.-8

iz., hexozele 4 at. - 16 rz. Stereoizomerii formali sunt 2 cfrte 2 enantiomeri adic5 unul reprezent0nd imaginea in oglindI a celuilalt. Crruplrile hidroxilice de la atomii secundari se afl[ la sttnga sau Ia dreapta atomului de carbon, respectiv forma L qi forma D.

H. CI II

l*"-HI-HOHI

C$:

O*r"O

C;OH- C.iI

H

CH" - OH&,

cHr- sHL aldehida glicericd

I) aldehida glicericd

Deci cei 16 izomeri ai hexozelor sunt 8 Dqi 8 L. in cazul monoglucidelor cu mai mul1i atomi de carbon asimetrici, forma structuralE D sau L se determinI dup[ pozi]ia peaultimului hidroxil din molecula monoglucidei. Stereoizomerii cei mai intilniti in naturi sunt din forrna D: D glucoza, D manaza, D galactoza etc.

3. Izomeria

optici

Monoglucidele cu atomi de carbon asimetrici prezint5 activitate optic6. Ele rotesc planul luminii polarizate spre dreapta sau spre stAnga fiind astfel optic dextrogire respectiv optic levogire. Numdrul izomerilor se stabilesc tot cu legea lui Van't Hoff.

Izomerii optici nu sunt dependenli de izomeria structural[ astfel c[ fructoza este structwal D gi optic levogir5" ins5 majoritatea monoglucidelor care structural aparfin seriei D

{-) liuctcza D (+) glucoza Compuqii optic (+) se E;t lxezenta qi ?n forma optic (-) perechile numindu-se enantiomeri sau antipozi optici. Amestecul in plrfi egale de enantiomeri este optic inactiv qi se nume$e amestec racemic, notat cu (t) sau (dl). Substanlele cu atomi de carbon asimetrici obfinute ?n laborator sunt racemice, iar cele sintetizate sunt antipozi optici. Cetozele au un numdr mai mic de izomeri deoarece pi num5rul atomilor asimetrici este mai mic.

sunt qi optic dextrogire. D Fructoza

Glucoza

4. Izomeria datoriti ciclizirii monoglucidelor Coexistenla in aceeagi moleculd a grupdrilor carbonilice gi a celor hidroxilice face ca acestea sd interaclioneze qi s5 formeze leg6turi interne.^ In general, o grupare aldehidic5 reaclioneazd cu doud grup[ri hidroxil, formind acetali. In cazul aldozelor gruparea .CHO reaclioneaz[ cu un OH din molecula proprie dind un semiacetal gi apare un oxidril glicozidic, capabil s[ reacfioneze numai cu un singur OH aparfin6nd altei molecule. Semiacetalii monoglucideior sunt compugi ciclici stabili fonnali prin adilie intramolecularb intre gruparea carbonilic6 qi o grupare hidroxilicd de la C*4, C-5, C-6. Ciclizarea monoglucidelor incepe prin nrperea unei leglturi dintre atomul de C qi cel de O din gnrparea carbonilic6. in urma acestei reaclii atomul de C qi cel de O dobdndesc o valenf[ liber5. La nivelul valen]ei libere a atomului de O va migra un atom de hidrogen de la C4 sau C5. Rezultd hidroxilul glicozidic (contribuie la formarea glicozidelor). Valenla liberd a C se unegte cu valenJa liberi a atomului de O de la care a migrat hidrogenul gi se formeazi o legdtur[ molecularE. 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.: glucofuranoz6 respectiv glucopiranozil. La cetoze ciclul se formeazd intre C2 qi C5 sau C2 qi C6.

I t

II

HC

OH

CHI

r^rTtr\' l. !.

H.

CII

iI

I

FT

f,tI

urtNTT

HO- C-

TT

tl

HS-

Ci

H

HH-

ClI t

OH

HHC-

C.I

I I

CI

SHII

cHr- oHD glueopiranoz5

I

cHr- oHD glueofuranoz5

I

Formele furanaziee sunt *:ai reactive ryi de ae-es& ss g5sese fn cantitflti mar mlcI i'n stare liber[ in organisrnul vegetal. trle contribuie la icrmarea unor nucleotide (pento za), aligaglucide, pcligluciCe. Formele piranozice se gdsesc in cantitdfi mai mari in stare liberS, contribuie la unele procese biochimice dar intrd gi ele in compozifia oligo gi poliglucidelor. Formulele de mai sus au fcst propuse de T. Fisher, dar ele nu jin seama de forma real6 a catenei carbonice care nu este de fapt liniar[. De aceea s-au propus formulele de proiec]ie fFlaworth):

D glueopiranozd

D slusofuranozfi

Aceste formule nu sunt nici ele strict giinlifice deoarece sugereazd c6 ciclurile sunt plane ceea ce nu este real. Prin determinlri fizice (difracfia razelor X, spectrul infraroqu)s-a ar5tat cd structura ciclic[ real6 a monoglucidelor este conformational6 de scaun sau baie (Reeves ,1958):

Formulele bile -bare qi modelul compact 5. Izomeria

.

datoriti hidroxilului semiacetaHc

acestuia se cunosc 2 stereoizomeri: OH ?n jos izomer B .Trecerea din unul in celalalt se numegte mutarotafie.

Dup[ pnlia

- izomer o; OH in sus -

Monoglucidele sunt substanle cristaline, inodore, solubile in ap5, greu solubile in alcool, insolubile in solvenli organici. Solu{iile monoglucidelor sunt incolore, prezintS fenomenul de izomerie opticd qi mutarotalie. Majoritatea au gustul dulce gi solufiile concentrate sunt siropoase.

Proprietifi fizice ale monoglucidelor

Proprietifi chimice Sunt determinate de existenla individual5 a unor grupfui funclionale, de prezenJaconcomitentI a acestora sau de ansamblul catenei. 1. Proprietifi determinate de gruparea carbonilici a) Reacfii de reducere Prin hidrogenarea monoglucidelor la nivelul gruplrii carbonilice in prez. de catalizatori (Pt, Pd, Ni) se oblin polialcooli. ln general aldozele du,r-pno reducere un poliol iar cetozele 2 polioli izomeri. ln naturd reducerea are loc sub influenfa unor hidrogenaze. Pentolii qi hexolii se gdsesc frecvent in regnul vegetal mai ales sub form6 ciclic[: quercitoli (5) qi inozitoli (6) (ciclici)

b)Reacfii de oxidare

*:lu;:rHiitmoduri:

hipoclorili)-

- oxidarea

in trei oxidarea 1or se produce purernic caracter reducrtor. oo de apa de c1or, brom, iod, rezult[ acizi aldonici (tn prezen\6 b1flnd6:D glucoza )acidu1Ds1uc91ic

oxidarea energic' dicromat de Potasiu) oxalic qi acid tartric' - oxidarea Protejatdsemiacetalic apoi se

-

"u

oxidanli;;;ff

potasru' (acidul azottc' permanganat de

"'"'""'**;l1J;#1#Tffitk?;;tt:J;,TL

mai mic de atomi de

c - rructozb : acid

Seprotejea,lg*pu,eacarbonilicSprin_ccodT:,u,"sauesterificareahidroxilului ca rezultflnd acizi uronici' oxideaza g*po"u'orl aJi"

ln mediu bazicreaclia d*

Seoxideaz5cuformaredehidroxiacizicu6p6n6ladoiatomidecarbon.Aceastaeste reduc'tor' ;;;;gil"iaAo, au,otit[ caracterului lor

r""ono'ft;

aromati"" 4andnr.d"ql mercaptanii, hidroJarburile

cianhidrine etc' ?"HffrffiH'iJffffiff:Hr,one.azlcuhidroxilamina,acidul.cianhidric,ureea, de condensare: oxime'de prezen{a

3

proprietifi chirnice determinateReacfii de eterificare

gnrpirilor hidroxilice

"*t?;llirli*n*ror

glucidic[ qI aslicol:" o"*i{:]";i'.* S glicozide; ilicozide,-N ilicozide sau

partea glicozide; legbtura dintre semiaceralice, rezult'nd *t*p"iii iezu1ta1r se numesc o

g6'iAi*e;

HC

HIro HHCH"

-

OH

Glic*uidIalc*oliee* la nivelur grup[rilor hidr*xiliee aceeadauetericuderivatiihalogene}i"reactive de eseste gruperr srlnt mei Pulin

Reacfii de esterificare - cu acizii anorganici: acid fosforic, acid azotic, acid sulphuric. De nnare importantlI in organismul vegetal sunt esterii fosforici care au rol in metabolismul glucidelor. - Cu acizii organici.. Formarea dezoximon oglucidelor Prin eliminarea unei grup5ri hidroxilice si inlocuirea ei cu un atom de hydrogen. Cea mai importantl dezoximonoglucid5 espe dezoxiribozacare intra in compozilia acizilor nucleici. Formarea aminoglucidelar Reaclia are 1oc prin inlocuirea unei grup5ri hidroxilice cu una aminicS.Reacfia de anhidrificare Are loc prin eliminarea unei molecule de api intre hidroxilul semiacetalic AI un hidroxil alcoolic; se fcrrmeaz[ leglturi intramoleculare care dau compuql numili glicozani.

Proprietifi chimice determinate de prezenfa ambelor grupiri funcfionale.Reacfia de epimerizare Sub acliunea bazelor slabe se produce izomerizarea monoglucidelor epimere ( care se deosebesc prin configurafia unui singur atom de carbon). Exemplu: D glucoza, D manoza, D fructozacare ss transform6 unele in ahele prin interrrediul unui enol. In mod natural aceste reactii au loc sub acliunea unui complex enzymatic. Tran sformares monoglucidelor sub acfiunea acizilor Glucidele se deshidrateazb form0nd furfuralul; reaclia serveqte la identificarea glucidelor. Reacfia de condensare cu fenilhidrazina cu formare de fenilhidrazoni.

Degradiri biochimiceSub actiunea microorganismelor se produc degradlri fermentative care

prezintl

importanjl pentru industria alimentar[. Monoglucide nafu rale mai importantePentoze Cele mai r[spindite in organismwele vegetale sunt : arabinoza, xTloza, rlboza, dezoxiriboz4 nbuloza( rol in procesul de fotosintezd). Pentozele se gdsesc at5t ln stare liber5 c0t qI sub form[ de oligo qI poliglucide. HexozeSunt cele mai rhspflndite monoglucide din natureS; se gdsesc sob form5 de oligo qI poliglucide, glicozide dar gI sub form[ liberS.D(+) glucoza ( dextroza) se g5se,ste in struguri,

fructoza in mierea de albine; glucoza qI fructoza suntprincipalele zaharuri simple care formeaz[ "zahlrul liber reduc6tor" din plante.

Oligoglucide Sunt substanle organice eare se formeazE din 2-8 resturi de monoglucide ( olygos ?n limba greacb inseamnad pugin) unite prin legituri glicozidice.Legltura glicozidicb se formeazl prin eliminarea unei molecule de apfl intre gruparea hidroxilic[ semiacetalicd a unei monoglucide pI o grupare hidroxilicd a altei monoglucide. Oligoglucidele sunt substanle de tip glicozidic in care ambele componente sunt glucide( identice sau diferite). Clasificarea oligo glucidelor DupI caracterul chimic:reducStoare nereducdtoare Dupd num[rul de monoglucide componente:

diglucide triglucide tetra...octa glucide

Oliglucidele reducitoare Se formeaz[ prin eliminarea unei molecule de apd intre hidroxilul semiacetalic aluneia gI cel nesemiacetalic al alteia.

Maltaza

Se formeazI din doud molecule deglicozidice.

D

glucopiranozd unite

prin leg[turi 1-4 cr

Celobioza reprezintd unitatea structurald a celulozei. Prin hidroliz[ enzymaticd resultfl 2 molecule de pDgtucozd ( in stomacele ierbivorelor). Organismul uman nu hidrolizeazdcelobioza deoarece nu dispune de celobiaz5.

TriglucideRafinoza,genlianoza, maltotrioza Rafinoza a D glucoza, c, D galactozd $I BD fructofuranozd . Se gdseste in sfecla de zahdr alituri de zaharozd. La extraclia zaharozei rafinoza trece in melasd. Conlinutul de rafinozd creste in anii ploiosi qI in timpul conservlrii sfeclei .Serveqte ca substanld de rezervd.

Genfianoza - in rizomii de genliana 2 molecule de glucozd(alfa lI beta) qI beta fructofuranozd.

MaltotriozaTrei resturi de glucoz5 unite prin 1eg. 1-4 glicozidice. Rol in biosinteza amidonului, apare la hidroliza alrrrllozer, alSturi de maltozd gI glucoz6.

Olig*gl*cide

Se tkrrrneazfi mcnc glucidel crr canstitucntc.

cito*rs prin eliminarea unei malecule de ap[ intre hidraxilii semiacetalicin etredu

ai

Trehaloza se gSseste in conul secarei, in ciuperci qI drojdii. Formeaz[ leg[tura Cl-Cl la hidroxilii glicozidici ai a, D glucozei' Zaharoza Este o diglucidl formatd tlintr-un rest de ct D glucopiranoz[$I unul de B D fiuctofuranozd unite printr-o legiturd 1,2 aS glicozidicd' alb5, Zaharcza este cea mairdsp0nditi diglucidl naturald. Este o substanfl solidl cristalizata, solubil[ in ap[, insolubilS in solven]i organici' 6. Psliglucide Sunt substanle rnacromalscularc tbrmate dintr-un numsr mars de resturi tnonoglucidice unite prin iegf;turi gli*azidice" paliglucidele au rol fiziolagic impartent fiind suhstanfe de rezerv6 { amidon), sau de suslinere{ celuloza, hcmicelulazcle}. poliglucidele sun materii prime pentru industria u$oar6 UI alimentarS. ap[; Sunt substantJ ro6"d", cristaline cu aspect amorf, insolubile sau greu solubile in formeazd solulii coloidale. poliglucidele au activitate optic6, slab caracter reducdtcr deoarece legdturile dintre molecule se realizeazl la grupbrile hiOroxilice semiacetalice astfel c[ ele au hidroxili semiacetalici liberi doar la capetele catenelor. poliglucidele hidrolizeazd in mediu acid sau in prezenla unor enzyme specifice formsnd monoglucide.Clasifi carea Poliglucidelor poliglucide *ogL* sau holozide - se formeazi din resturi de monoglucide identice' Exemple: hixozani( glucani, fructani, galactani), pent.zani' Poliglucide neomogene sau heterozide -cu acizt uronici -frrd acizi uronici

Proprietif ile Pcliglucidelor

GlucaniCeluloza Moleculele de p D glucopiranozi se unesc prin leglturi 1-4 B glicozidice' de ordinul Formula moleculard a celulozei este: (CuH,oOr),. Gradul de polimerizare este miilor ( bumbacul- 3000) giseqte in toate Celuloza este cea mai rlsp6ndit6 substantd organicb din nature[, se contribuie la formarea organismele vegetale, formeazd SbX aio masa lemnoasi a arborilor , bumbacul( membranelor celulare gI a fesuturilor de susfinere. Plante bogate in celulozd sunt: gg,9yo), ctnep4 inul, lernnul coniferelor. Celuloza este o substantb solidS, cristalizat5 cu aspect amorf, alb5, indoor5, insipidS, Schweizer( are slab caracter reducdtor, insolubill in apd gI alli solventi, solubil5 tn reactivul hidroxid tetraamino cuPric)

Macromoleculele de celulozI sunt filiforme, au structurd liniar5, prenntb elasticitate qI rezistenfl mecanicd in functir de gradul de polimerizare. Fibrele de celulozd se formeazi prin unirea mai multor macromolecule prin legdturi de hydrogen. Lungimea fibrelor depinde de specie qI de condiriile de extragere a celulozei: frbrele din bumbac sunt lungi, pot fi toarse, cele din lemn sunt scurte' ln plante celuloza este hidrolizati sub influenfa unor enzyme: : celulaza, ceTohiaza.

I-t -'ffL-5i

fH* ##{ {.H

I

II

cffs {3H

i

iI i

#!I I

I

I ! I

I

*H

t-f

i

I I I

!a I I

I I

cH=

#i{

{Hs {}i-f

L-

Importanta celulozei.' - celuloza are un rol fiziologic inportant, servind ca substanta de sustinere pentruplante; se sintetizeazainreticolul endoplasmatic, precum si in aparattl Golgi. - In rumenul ierbivorelor se gaseste o bogata flora de microorganisme, care pot metaboliza celuloza, cu formare de acizi grasi inftriori (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 hidrolizat[ de poliglucozidaz[, care scindeaz[ macromolecula de celuloz[ pdn[ la celobiozi:

)rr ---:1Y:ceHrzoaApoi celobioza hidrolizatf" de celobiazd ptnd la B- glucozS 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 eastrointestinal in mare masura nemodificata.

eelul*za reFr*zinta mat*ria prima folosita atat in industria usoara cat si in sea alimentara. Obtinerea spirtului din celuloz&, din lemn are o mare msemnatate. Intrebuintari ale nitratilor de celuloza: -colodiu, un lichid transparent si incolor; se intrebuinteaz.ala 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. -Erg4thna, dizolvata in dizolvanti organici si prin comprimare se obtine pulbere fura fum" Alte intrebuintari: obtinerea hartiei, precum si a filmelor artificiale. -dinitroceluloza formeazI cu camforul celuloidul folosit tn fotografie qI cinematografie; -Trinitroceluloza este un explozibil foarte puternic; se foloseqte qI pentru ob{inerea lacurilor -Acetatul de celulozd reprezint[ masa plasticd. -Xantogenatul de celulozd este mitasea artificialS' -Fibrele mercerizate.

-

Amidonul

Este cea mai rdspinditb poliglucidd de rezervd din plantele superioare. Are un rol important in alimentalia omului fiind , aldturi de celulozl, sursa principal5 de glucide. Amidonul se sintetizeazdinprocesul de fotosintezd , in frunze, apoi este transportat la celelalte organ qI se depoziteaz5 sub form[ de granule. Confinutul de amidon cel mai mare il au seminqeb(A-75%); tuberculii confin 14l8o/o, iar frunzele gI tulpinile sub 1%. Granulele de amidon sunt formate dintr-un nucleu numit hil inccnjurat de straturi concentrice de diferite dimensiuni: mari la cartofi, mici la orez. Amidonul este o pulbere a1b6, insolubilE ?n ap[ rece qI solubilX in ap5 cald[, lar6cire

gelific[. Amidonul are doud componente structurale: Amiloza reprezintd 20-30 %o dinmasa granulei de amidon gI este format5 din resturi cr D glucopiranozice unite prin legflturi l-4 a glicozidice. Macromolecula de amiloz[ este formatd din 200-1000 de resturi de c D glucozd. Masa moleculard a amilozei este de 10000100000 amu; este componenta amidonului care se dizolv[ in ap5 rece; Amilopectina este componenta predominant[ a amidcnului: 70-84% din masa granulei. este formatd din resturi de cr D glucopiranozice unite prin leg[turi l-4 o" glicozidice in catena liniar[ qI 1-6 a glicozidice in catena ramificat5. lntre doul ramificatii consecutive se gbsesc 25-30 resturi de glucozd unite liniar. Masa moleculard a amilopectinei este de 1000001000000. Amilopectina ilu se dizolvd in ap5 rece. Hidroliza enzymaticd a amidonului se produce sub influenta 1-4 u glucozidaza qI 1-6 otse

glucozidaza

cH2oH

cH2oH

CHzOH

CH:OH

H

OH

H

OH Amiloza

H

OH

H

OH

cHroH

CH',*H

r:

ini

'---

HOH unitat*dsrnalt*z* 4OH

n-2

cH:oHr-lt

LJ

CHzOH

CHzOH

CHzOH

HH

'

flort{

,rIH

CHZ

b\,^*Ga

I

HOHAmilopectin*

HOH

H

SH

Ca ufinare a acestar prsFdetEli, amidanul se utiliz**2fr. la fabricarea gtrucozei,

la fabricarea dextrinelor folosite ?n luana balnavilor de diabet, a alcoolului etilic, aciduluilactic, acetsneioi

butanolului;

la fabricarea h$rtiei;

tn pa-tiserie;

mediu de culturd pentru microorgamsme, in industria farmaceuticd;la fabricarea unor produse cosmetice (amidon de orez cu granule fine);

indicator in chimie;ca apret in industria

textili;

ca material liant in zugr6veal6, la fabricarea cleiului.

Heteropoliglucide IlemicelulozeleSe g[sesc in cantit4i mari in 1emn, paie, seminte , tdr0]e. Ele inso]esc celuloza in ]esuturile plantelor. Hemicelulozele functioneazd ca material de cimentare la trecerea din faza verde ?n furu lemnoasd. Lignificarea are loc prin legarea componentelor glucidice de cele

bneglucidice{ alcoolul coniferilic, vanilina). Prin hidrolizd dau oze: xilozd, arabinozS, manoz[)

Substanfele pectice.

jeleurilor).

Se g[sesc in peretii celulari vegetali. Principala component[ este caidul cr D galacturonic care se 1eag5 prin legflturi 1-4 cr, glicozidice" Substan]ele pectice au ro1 in sucurilor, gemurilor, frocesele de coacere, *oor*ure qI prelucrare a fructelor.( ob{inereaGume qI mucilagii vegetale Sunt poliglucidi complexe secretate de anumite plante: viqin, prun, migdal cffnd scoarla acestor pomi este traumalrzalil. Mucilagiile se gdsesc in serninJe de in, secard.Ele dau solulii coloidale care in prezenla earului se intdresc.. Prin hidrolizd dau acizi uronici qI amestecuri de hexoze qI pentoze.