Poliglucidele sunt glucide macromoleculare -cu structură liniară sau ramificată

-formate prin policondensarea unui mare număr de monoglucide sau derivaţi ai acestora (aminoglucide, acizi uronici), între care se stabilesc legături glicozidice.

• În funcţie de monoglucidele componente poliglucidele sunt: – omogene (formate din resturi de monoglucide identice sau derivaţi ai acestora) – neomogene (formate din resturi de monoglucide diferite sau derivaţi ai acestora)

• În funcţie de rolul fiziologic poliglucidele pot fi compuşi – de rezervă (amidon, glicogen) – de structură (celuloză, hemiceluloze)

• În funcţie de provenienţă poliglucidele se clasifică în poliglucide

– din pereţii celulari ai plantelor(celuloza şi derivaţii), – din seminţe de cereale, tuberculi, rădăcinoase(amidon), poliglucide din extractele

unor fructe(pectine),– din extractele algelor(agar, carragenani, alginaţi, furcellaran), – din exudatele unor arbori(gumă arabică, tragacanth, karaya), – de fermentaţie(xanthan, dextran, gellan).

Glucani(Amidon,Celuloza,Glicogen)

Hexozani Fructani Formate din monoglucide Manani

Galactani

Pentozani Arabani Xilani Omogene

Derivaţi ai monoglucidelor Aminoglucide-N-acetilate Esteri sulfurici/fosforici monoglucide Neomogene Fără acizi uronici (amestec de monoglucide

Cu acizi uronici(Hemiceluloze, Materii pectice, Gume şi Mucilagii vegetale, Mucopolizaharide, Imunopoliglucide)

• Poliglucidele sunt substanţe solide, microcristaline, cu aspect amorf.• Se prezintă sub formă de pulberi albe, insolubile sau greu solubile

în apă. Poliglucidele solubile formează soluţii coloidale. • Prezintă activitate optică datorită atomilor de carbon asimetrici. • Cu ajutorul razelor X s-a stabilit că unităţile structurale de bază ale

poliglucidelor sunt diglucidele. • Poliglucidele nu au caracter reducător, deoarece hidroxilii

semiacetalici sunt implicaţi în formarea legăturilor glicozidice, iar hidroxilii semiacetalici liberi de la capetele catenelor reprezintă în procent foarte mic faţă de numărul resturilor de monoglucide din molecula unui poliglucid.

• Poliglucidele prezintă în principal legături 1-4 glicozidice, dar şi legături 1-6,1-3,1-2 glicozidice, mai cu seamă la nivelul ramificaţiilor moleculare.

• Grupările hidroxilice libere din molecula poliglucidelor pot da reacţii de esterificare şi eterificare.

• În mediu acid sau sub acţiunea unor enzime specifice, poliglucidele hidrolizează treptat, cu formarea de produşi intermediari cu grad de polimerizare din ce în ce mai mic şi cu putere reducătoare din ce în ce mai mare.

• Prin hidroliza totală a poliglucidelor se obţin monoglucidele constituiente.

• Celuloza este un poliglucid omogen alcătuit din resturi de -D-glucopiranoză, unite prin legături 1-4 glicozidice

• Formula moleculară a celulozei este

(C6H10O5)n • Gradul de polimerizare are valori mari fiind de

ordinul sutelor şi miilor. Masa moleculară a celulozei variază între 1,5·106 - 6·106.

• Structura chimică: lanţurile liniare, filiforme de celuloză sunt formate dintr-un număr mare de molecule de glucopiranoză legate - 1,4, având ca unitate structurală diglucidul celobioza.

• este deci un - glucan:

OH

H

H

OH

H

H

H

OH

H

H

H

OH

H

H

HOH

OH

OH

OH

OOH OH

OHOH

H

CH2OH

OH

CH2OH

H

CH2OH

HO

OH

CH2OH

n

O

Structura chimica a celulozei

• Celuloza contribuie la formarea membranelor celulare şi a ţesuturilor de susţinere a plantelor

• În ţesuturile vegetale, celuloza este însoţită de substanţe încrustante: hemiceluloză, lignină, răşini, substanţe minerale)

• Celuloza se găseşte în cantitate mare şi aproape pură în fibrele de bumbac(99,8%), în cantitate mare dar mai puţin pură se află în fibrele de in, cânepă şi lemnul coniferelor(60%)

• Pe măsură ce ţesuturile şi organele plantelor îmbătrânesc îşi măresc conţinutul de celuloză. Frunzele tinere conţin în medie 10% celuloză, cele bătrâne 20%, iar ţesuturile lignificate 60%

• În regnul animal celuloza se găseşte în cantitate redusă. S-a identificat în mantaua melcilor şi în carapacea unor animale marine

Conţinutul procentual în celuloză al unor produse alimentare

Porumb 3,5-5,0%Grâu 1,7-2,5%Secară 2,2-3,0%

Orz 8,5-9,5%Hrişcă 11,5-13%Crupe de ovăz 1,9-2,1%Mei 0,7-1,0%

Fructe 0,5%-1,3%Bace 0,9-0,6%Crupe de orez 0,5-1,0%Nuci 3,0-3,6%Legume 0,7-2,8%Cartofi 0,7-1,0%

• Prin fierbere cu acizi minerali tari, celuloza hidrolizează treptat, cu obţinerea în final a -D-glucopiranozei

• In vivo degradarea enzimatică a celulozei are loc în organismul animal sub acţiunea cumulată şi consecutivă a celulazei şi celobiazei, în urma căreia rezultă (la erbivore) glucoză

• Celuloza nu poate fi asimiltă de monogastrice, deoarece acestea nu dispun în tubul lor digestiv de enzimele respective

• Celuloza nu poate fi asimilată de organismul uman, dar activează mişcările peristaltice ale intestinului, uşurând trecerea bolului alimentar prin tubul digestiv

Celuloza

Celuloza

• este o substanţă albă, solidă, microcristalină, cu aspect amorf, fără gust şi miros.

• nu se dizolvă în apă şi nici în solvenţi organici• este solubilă numai în reactiv Schweizer [Cu(NH3)4]

(OH)2 • este puţin higroscopică, iar în contact cu apa se îmbibă,

fibrele se îngroaşă prin hidratare • în soluţie slab alcalină (NaOH 5%), îmbibarea este foarte

puternică, iar celulozele cu grad mic de polimerizare (sub 300) se dizolvă.

• se colorează în albastru violet cu cloroiodura de zinc

• resturile de glucoză din constituţia celulozei sunt rotite una faţă de alta cu 180o

• unitatea structurală a celulozei este celobioza

• În ţesuturile vegetale mai multe molecule de celuloză se unesc prin legături de hidrogen şi formează fibrele de celuloză. – Lungimea fibrelor depinde de felul plantelor şi de condiţiile de extragere ale

celulozei– Fibrele de celuloză din bumbac au lungimea de 20-30mm şi pot fi toarse în fire,

iar fibrele din lemn sunt foarte scurte şi nu pot fi toarse în fire

• Macromoleculele de celuloză au aspect filiform, liniar. Ele nu sunt toate egale ca lungime şi nu se aranjează paralel în fibre, fapt ce imprimă celulozei un aspect amorf, iar pereţii celulelor vegetale se prezintă ca o pâslă. Fibrele de celuloză trec unele peste altele, ceea ce conferă o rezistenţă mare

• În fibre există anumite zone orientate (cristalite) cu o aranjare uniformă şi paralelă a lanţurilor care dau aspect cristalin zonei respective. Numărul mare de cristalite conferă rezistenţă mecanică fibrei de celuloză şi totodată insolubilitate în apă. Mai multe cristalite formează o fibrilă de celuloză

• În molecula celulozei, resturile de de glucoză au trei hidroxili liberi, astfel că formula moleculară a celulozei se poatescrie

[(C6H7O2)(OH)3]n

• Celuloza prezintă un slab caracter reducător. Hidroxilii liberi din moleculă au reactivitate normală şi participă la reacţii de eterificare, esterificare sau oxidare

• La nivelul hidroxililor liberi, celuloza dă reacţii de esterificare cu acidul azotic şi cu anhidrida acetică. Din celuloză şi HNO3 se obţin esteri nitrici numiţi impropriu nitroderivaţi:

[(C6H9O4)( NO2)]n [(C6H8O3)( NO2)2]n [(C6H7O2)(NO2)3]nMononitroceluloză Dinitroceluloză Trinitroceluloză

– Dinitroceluloza împreună cu camforul formează celuloidul, întrebuinţat la fabricarea filmelor fotografice şi cinematografice.Prezintă dezavantajul că este inflamabil iar peliculele cinematografice la o rulare îndelungată se autoaprind.

– Trinitroceluloza este o substanţă explozivă, care se foloseşte la prepararea pulberii fără fum şi la obţinerea a numeroase lacuri.

• cu anhidrida acetică, celuloza formează monoacetatul de celuloză[C6H9O4(O-CO-CH3)]n

masă plastică ce serveşte la fabricarea unor fibre textile, a filmelor cinematografice neinflamabile

• prin tratarea celulozei cu o soluţie concentrată de NaOH se obţine celuloza sodată, care prin tratare cu CS2 formează xantogenatul de celuloză, din care se obţine mătasea artificială.

• dacă fibrele sunt tratate cu soluţii diluate de NaOH şi sunt spălate cu apă, primesc un luciu plăcut şi se uniformizează sub aspectul grosimii, proces numit mercerizare. Celuloza mercerizată se colorează mai bine cu diverşi coloranţi.

C O-H

H

+ HO-Na C O-Na

H

+ CS2 C O-C

H

SNa

S

Celuloza Celuloza sodata Xantogenat de celuloza

• Amidonul este poliglucidul de rezervă din regnul vegetal• Amidonul se formează în frunze prin procesul de

fotosinteză• Din frunze amidonul solubil este transportat în diferitele

organe ale plantei unde se depozitează sub formă de granule

• Granulele de amidon sunt formate dintr-un nucleu de condensare numit hil şi din straturi concentrice dispuse în jurul nucleului de condensare– Forma hilului şi a straturilor este caracteristică pentru fiecare

specie, fapt ce permite recunoaşterea diferitelor făinuri la microscop

• Cele mai mari granule de amidon s-au identificat la cartof, iar cele mai mici la orez şi hrişcă

• În cantitate mare amidonul se găseşte – în boabele de cereale (orez 75%, grâu 64%, porumb

60%, secară 56%, orz 54%, ovăz 43%, mazăre 40%)– în tuberculii de cartofi 18%– în unele plante tropicale (manioc) – în cantităţi mai mici în frunze, tulpini, rădăcini, plante

ierboase şi lemnoase– în crupe de hrişcă amidonul reprezintă 69-74%, în

mei 65-71%, făină de grâu 70-78%, pâine de grâu 43-56%, pâine de secară 44-50%, cartofi 12-20%

• Amidonul se prezintă sub formă de pulbere albă, insolubilă în apă rece, solubilă în apă caldă, cu formarea unor soluţii coloidale

• Dacă soluţiile de amidon se concentrează prin încălzire şi se răcesc, ele devin vâscoase, se gelifică şi formează coca sau cleiul de amidon

• Dacă pulberea de amidon este uscată la 105C, devine higroscopică

• În prezenţa iodului, amidonul dă o coloraţie albastră care dispare la cald şi reapare la rece

• Prin încălzirea amidonului la 150-160C sau prin hidroliză enzimatică sau acidă amidonul se scindează treptat în dextrine, compuşi ce se pot identifica prin reacţii de culoare cu iodul.

• Schematic, hidroliza amidonului poate fi reprezentată astfel:

Amidon Amilodextrina Eritrodextrina Acrodextrina Maltodextrina Albastru Violet Roşu Incolor Incolor

• Amidonul poate hidroliza in vitro în mediu acid, iar in vivo sub acţiunea unor enzime specifice numite amilaze(diastaze): – - amilaza ( din salivă şi sucul pancreatic) hidrolizează legăturile

1,4 din interiorul lanţului cu formare de dextrine limită (fragmente de amidon scurte şi ramificate).

– - amilaza de origine vegetală desface legăturile 1,4 de la capătul nereducător al lanţului cu formare de maltoză şi dextrine limită care au ramificaţia compusă dintr-un singur rest de glucoză.

– - - 1,6 - glucozidaza scindează hidrolitic legăturile - 1,6 - din amilopectină cu deramificarea acesteia, deci este o enzimă de deramificare

• Maltoza rezultată din hidroliza amidonului este hidrolizată de maltază până la glucoză, care apoi este absorbită prin peretele intestinal al animalelor şi metabolizată.

• Hidroliza acidă a amidonului este mai rapidă. • Hidroliza enzimatică este mai lentă şi incompletă. Ca

produşi finali pe lângă glucoză apare maltoza, izomaltoza şi unele dextrine numite dextrine limită.

• Prin degradare hidrolitică amidonul poate fi asimilat de către organismul animal deoarece numai glucoza (produsul final al scindării hidrolitice a amidonului) poate fi absorbită de mucoasa intestinală.

• Amiloza reprezintă aproximativ 20-30% din masa granulei de amidon.

• Amiloza este componenta liniară a amidonului şi este constituită din resturi de glucoză legate 1-4 glicozidic.

• Unitatea structurală a amilozei este maltoza. La unul din capetele lanţului component, amiloza are un hidroxil glicozidic liber cu caracter reducător.

• Totuşi amidonul este considerat nereducător deoarece din cauza masei moleculare foarte mari, caracterul reducător se pierde.

OH

H

H

H OH

H

H

H OH

H

H

H OH

H

H

CH2OH

O

OH

O

CH2OH

OH

O

CH2OH

OH

O

n OH

O

CH2OH

Structura amilozei

• Amiloza se dizolvă uşor în apă rece• Amiloza formează în apă caldă o dispersie coloidală

care se colorează în albastru cu iodul

• prin analiza cu raze X s-a dovedit că amiloza are o structură spaţială helicoidală, fiecare spiră cuprinzând şase resturi de glucoză

• din această cauză în interiorul helicoidal al spirei pot pătrunde molecule străine mai mici (iod) formând compuşi de incluziune.

• Amilopectina (Izoamiloza) =70-80% din masa granulei de amidon

• este componenta ramificată a amidonului

• este alcătuită din resturi de glucopiranoză legate 1,4 şi 1,6-- glicozidic

OH

H

H

H OH

H

H

H OH

H

H

H

OH

H

H

OH

H

H

H

HOH

H

H

H

HOH

H

H

H

H

OH

H

H

H

OH

OH

O OH

OH

O OHO

OH

OH

O OH

OH

O

CH2OH

OH

OH

O

CH2

OH

OH

O OH

OH

CH2OH

O

OH

H

H

O

CH2OH

Structura amilopectinei

CH2OHCH2OH CH2OHCH2OH

O

• S-au propus mai multe forme de reprezentare a amilopectinei, dintre care cele cu aspect de

– pieptene– lamelare

– arborescente

Reprezentare pieptene Reprezentare lamelara Reprezentare arborescenta

• Amilopectina nu se dizolvă în apă rece, ci numai în apă caldă în care formează soluţii coloidal vâscoase care

prin răcire se transformă în gel şi formează coca de amidon

• Cu iodul dă o coloraţie albastru violet• În timp ce amiloza conţine numai resturi de -D-glucoză,

amilopectina conţine şi ioni anorganici în special PO43- aî într-un câmp electric amilopectina migrează spre polul pozitiv. Anionii anorganici se separă de amilopectină numai prin electroforeză , nu şi prin dializă.

• Unitatea structurală a amilopectinei este atât maltoza cât şi izomaltoza.

• Reacţia cu I2 stă la baza caracterizării analitice a amidonului:– amiloza fixează 20mg/I2100mg amiloză– amilopectina are o slaba capacitate de fixare

(< 1 mg I/100 g amilopectina),

• La nivel macromolecular datorita legaturilor locale de hidrogen intermoleculare granula de amidon prezinta – zone cristaline ( consecinta agregarii until numar mare de

lanturi) – zone (regiuni) complet dezordonate, denumite zone amorfe.

• Cristalinitatea amidonului se datoreaza amilopectinei, amidonurile mai bogate în amilopectina fiind mai cristaline decât cele bogate in amiloza

TRANSFORMĂRI FIZICE ALE AMIDONULUITransformarea hidrotermica a amidonului

• Amidonul gelatinizat reprezinta o suspensie de granule de amidon "fantoma" şi macromolecule solubilizate de amiloza care difuzeaza în apa din granulele de amidon, acestea devenind granule "fantoma“

• Amidonul gelatinizat este constituit din:– o fază continuă constituită din amiloza solubilizata în apa;

– o fază discontinuă constituită din granule de amidon "fantoma" bogate în amilopectina

• La temperatura ambianta, granulele de amidon nativ sunt insolubile în apă(3 < pH < 10)

• In prezenta unui exces de apă si la o temperatura > 60°C granula de amidon trece succesiv prin trei etape:– umflarea granule– gelatinizarea granulei– solubilizarea granulei

In prezenta unui exces de apă si la o temperatura > 60°C granula de amidon trece succesiv prin trei etape:

•umflarea granulei•gelatinizarea granulei•solubilizarea granulei

Retrogradarea şi gelificarea amidonului• Suspensiile de amidon obtinute la gelatinizare pana la temperatura

de 100°C în prezenta unui exces de apa, sunt instabile la temperatura ambianta

• In cursul răcirii, macromoleculele de amiloza şi amilopectină se reorganizeaza ceea ce da loc fenomenului de retrogradare

• Daca concentratia polimerilor în solutie este suficienta (1,5 % pentru amiloza şi 10 % amilopectina) se formeaza la racire un gel opac - alb. Gelificarea este iniţiată de scaderea temperaturii care induce diminuarea solubilitaţii polimerilor, gelul obtinut avand structura tridimensionala

• Gelul este format din – faza continua gelificata (formata din amiloza retrogradata) – faza discontinua sub forma de granule "fantoma" prinse in

faza continua gelificata.

• Compozitia fiecărei faze va depinde de gradul de gelatinizare (partiala/totala) şi de raportul amiloza/amilopectina din amidon.

Nota:numai la anumite concentratii ale amidonului in suspensie se formeaza gel :•în suspensii diluate se formeaza precipitat

•în solutii mai concentrate se formeaza gelul

II.MODIFICĂRILE CHIMICE ALE AMIDONULUI

In general, la modificarea amidonului se urmareste să se modifice:• reologia• stabilitatea• caracterele specifice

A. Modificarea proprietatilor reologice• Implica depolimerizarea (fluidificarea acida sau alcalina - respectiv

dextrinizarea) care urmareste obţinerea de amidonuri cu vascozitate redusa. La modificarea proprietatilor reologice se are in vedere:– fixarea profilului reologic dorit– realizarea unei rezistenţe la forfecare termo-mecanică;– mentinerea vascozitatii satisfacatoare in mediu acid.

B. Modificarea stabilitatii• Stabilizarea consta in a reduce nivelul de grupari OH libere responsabile de

reasocierea moleculelor intre ele, respectiv impiedicarea retrogradarii. • Stabilizarea se poate realiza prin esterificarea si eterificarea gruparilor OH.

C. Modificarile specifice grupeaza acele tratamente care introduc caracteristici particulare (ex. cationicitate, hidrofobicitate etc.).

Clasificarea amidonurilor modificate

• Amidonuri depolimerizate (dextrinele, amidonurile fluide şi ∕sau oxidate)

• Amidonuri reticulate• Amidonuri stabilizate• Amidonuri specifice (amidonuri anionice şi cationice)• Amidonuri diverse (amidonuri hidrofobe, cianoetilate, alilate)

Notate CEE

AmidonuulUtilizare

E-1400Dextrine, amidonuri fluide

E-1401Amidon tratat cu acizi

E-1402Amidon tratat cu alcalii ţamidon fluid)

Substanţa de ingrosare, liant, stabilizator

E-1403Amidon albit alcalinSubstanţa de ingrosare, liant, stabilizator

E-1404Amidon oxidatAmidon cu capacitate de umflare redus5 la tratament termic Amidon cu vascozitate redusa

E-1405Amidon tratat cu enzime amidon fluid

Substanta pentru obtinere de gume gelificabile

E-1410Fosfat de amidon (amidon monofosfat)

Substanta deîtngrosare, liant, stabilizator

E-1412Fosfat de diamidon amidon reticulat cu oxiclorura de fosfor

Substanta de îngrosare pentru alimente tratate termic la t >1 10°C, pentru alimente acide, stabilizator, liant

conform ordinului MS nr. 975/1998, In Romania sunt permise urmatoarele tipuri de amidon:

•amidon acetilat (E-1420)•amidon oxidat (E-1404)•amidon succinat de sodiu (E-1450)• hidroxipropil amidon (E-1440)

E-1413Fosfat de diamidon fosfatat

Substanta de ingrosare, liant, stabilizator

E-1414Fosfat de diamidon acetilat

Substanta de îngrosare, liant, stabilizator

E-1420Amidon acetilatLimitarea retrogradarii amidonului ţstabilizare), reducerea temperaturii de gelatinizare. Suprima fenomenele legate de retrogradare: cresterea vascozitatii, geliţicare, sinereza. Se utilizeaza în alimentele conservate la 4°C, congelate si pastrate pentru o perioadă mare

E - 1422Adipat de diamidon acetilat

Substante de îngrosare pentru alimente tratate termic la t >1 10°C, pentru alimente acide, stabilizator, liant

E-1440Amidon hidroxipropilatLimitarea retrogradarii amidonului pt stabilizare, reducerea temperaturii de gelatinizare, suprimarea fenomenelor de retrogradare: cresterea vascozitatii, geliţicare, sinereza. Se utilizeaza în alimentele conservate la 4°C, alimente congelate, alimento conservate pontru o perioada îndelungata

E-1442Fosfat de diamidon hidroxipropilat

Substanta de îngrosare, emulgator

E-1450Octen succinat de amidon

Substanta de ingrosare si emulqare

• Modificari enzimatice ale amidonului implică:– reactii de depolimerizare ( hidrolaze)– reactii de sinteza (transferaze,transhidrolaze,

enzime ciclizante)– reactii de izomerizare

Glicogenul • Glicogenul (amidon animal) este un poliglucid de rezervă

reprezentând forma de depozit a glucozei în organismul animal şi uman. Se găseşte în ficat(15%) şi în muşchi(5%).

• Glicogenul are o structură moleculară ramificată asemănătoare amilopectinei din amidon. Conţine în moleculă atât legături 1-4-α-glicozidice cât şi legături 1-6-α-glicozidice. Ramificaţiile sunt mai dese decât în amilopectină, iar între ramificaţii se găsesc în medie 7-8 resturi de D-glucopiranoză.

• Macromolecula înalt polimerizată de glicogen are o formă sferică pentru a ocupa un spaţiu cât mai restrâns. În interiorul sferei găsim trei tipuri de lanţuri;– lanţul liniar cu capăt terminal reducător– ramificaţiile exterioare terminate cu rest de glucoză ce are hidroxil liber

la C4 (capăt nereducător);– ramificaţii interioare terminate cu rest de glucoză ce are hidroxil

glicozidic liber (capăt reducător).

• În stare pură, glicogenul este o pulbere albă, amorfă, solubil în apă, dar soluţia nu se gelifică. Glicogenul conţine un procent de acid fosforic mai mare decât amilopectina. Glicogenul dă o coloraţie roşie - brună, în prezenţa soluţiei de iod.

• Prin hidroliză acidă, glicogenul se transformă în dextrine, apoi în maltoză şi final în glucoză.

• În organismul animal glicogenul este degradat la glucoză printr-un proces numit fosforoliză, catalizat enzimatic de fosforilaze, care scindează legăturile - 1,4 începând cu capătul nereducător al lanţului; în prezenţa fosfatului anorganic se eliberează treptat molecule de glucozo -1- fosfat. Legăturile 1,6 din ramificaţii sunt hidrolizate enzimatic de amilo - 1,6 - glucozidaze.

• Glucoza formată prin degradarea glicogenului asigură o glicemie constantă şi reprezintă pentru animale o sursă importantă de energie. Excesul de glucoză se depune în ficat sub formă de glicogen de rezervă.

Pentozanii cei mai importanţi sunt arabanii şi xilanii.• Arabanii sunt poliglucide formate din L-arabinoză. Au structură

asemănătoare amilopectinei dar cu ramificaţii rare. Pe catenele liniare au legături 1,5 α-glicozidice, iar la nivelul ramificaţiilor legături 1,2 α-glicozidice. Au masa moleculară în jur de 6000.

• Arabanii intră în structura unor poliglucide neomogene cum sunt:hemicelulozele, a gumele vegetale. Se pot izola prin extracţie cu alcool 70% din pulpa unor fructe(mere, gutui, cireşe). Soluţiile arabanilor sunt optic active fiind puternic levogire(-1800), sunt rezistente în mediu bazic dar hidrolizează uşor în mediu acid. Sunt uşor solubili în apă.

• Xilanii sunt poliglucide care se găsesc predominant în plantele superioare. Ei însoţesc în plante celuloza de care se pot separa prin tratare cu o soluţie de NaOH 10% şi precipitare cu alcool. Se găsesc în cocenii de porumb, în paie, lemn de fag, etc.

• Xilanii sunt formaţi din 40-200 resturi de D-xiloză şi conţin legături 1,3 şi 1,4 --glicozidice. Se cunosc mai multe tipuri de xilani:– xilanii omogeni, se găsesc în unele alge marine;– xilanii neomogeni din ierburi conţin şi mici cantităţi de L-arabinoză;– xilanii neomogeni din frunzele şi paiele de grâu conţin pe lângă xiloxă, L-

arabinoză şi acid glucuronic.

HEXOZANII• Lichenina este un glucan omogen care se găseşte în licheni. Are

structură asemănătoare celulozei dar îndeplineşte predominant rol de rezervă.

• Mananii sunt poliglucide omogene formate din 200-400 resturi de manoză unite prin legături 1,4--glicozidice. Se găsesc în lemnul coniferelor, în cojile dure ale unor seminţe, în ciuperci, în drojdii, microorganisme, în tuberculii unor orhidee, în structura pereţilor celulari. Unele micelii de Penicilium eliberează în mediul de cultură manani hidrosolubili.

• Galactanii sunt formaţi din -galactoză. Conţin în moleculă legături 1,4 şi 1,6 glicozidice.

• Agar agarul este cel mai important galactan, fiind extras din algele roşii. Are o structură asemănătoare amidonului. Este format din doi componenţi: agaroza şi agaropectina, similari amilozei şi amilopectinei. Agaropectina conţine cantităţi mici de acid sulfuric şi pentoze, galactoza fiin componentul predominant. Agar agarul este folosit ca materie de bază în mediile de cultură. Are proprietatea de a se transforma în gel chiar în soluţii foarte diluate de 1%. Galactanii se întâlnesc în unele ciuperci şi microorganisme. În seminţele de lupin apar galactani formaţi din 120 resturi de -galactopiranoză.

• Fructanii sunt poliglucide omogene formate din fructoză.Sunt răspândiţi în regnul vegetal, fiind substanţe de rezervă. Cel mai important fructan este inulina, care se găseşte în tuberculii de napi. Dalie, cicoare, gherghină.

• Inulina este un poliglucid nereducător format din -D-fructofuranoză unită prin legături 2,6--glicozidice. Are grad mic de polimerizare(30) şi se degradează hidrolitic în mediu acid sau enzimatic sub acţiunea inulazei.

• Levanii sunt fructani ce conţin în moleculă legături 2,6-- fructofuranozice. Au o structură liniară, asemănătoare amilozei, dar au grad de polimeruzare mai mare. Levanii se extrag uşor cu apă rece.

OH

OH

OH

H

HH

CH2

OCH2OH

OH

OH

O

H

HH

CH2

OCH2OH

OH

OH

O

H

HH

CH2

OCH2OH

O::

Inulina

Poliglucide omogene formate din derivaţi ai monoglucidelor

Chitina este un poliglucid omogen răspândit în regnul animal, unde formează carapacea crustaceelor şi tegumentul dur al insectelor; se găseşte în pereţii celulari ai microorganismelor şi a unor ciuperci

• Chitina este insolubilă în apă, iar hidroliza enzimatică sub acţiunea chitazei din tubul digestiv al insectelor duce la formare de N - acetilglucozamină.

• Chitina este un polimer liniar format din molecule de N-acetilglucozamină legate 1,4--glicozidic (asemănător celulozei), unitatea diglucidică respectivă numindu-se chitobioză:

-OH

H

H

OH

H

H

OH

H

HOH OOH

OH

CH2OH

H

CH2OH

HOOH

CH2OH

n

O

NH

CO - CH3

NHCO - CH3 CO - CH3

NH

Chitobioza

Fragment din structura chimica a chitinei

Heteropoliglucide (heteroglicani)

Heteropoliglucidele sunt glucide complexe, de origine vegetală sau animală, alcătuite din 2-4 monoglucide diferite sau derivaţi ai acestora. Ca la toate poliglucidele, la baza structurii chimice au un diglucid, prin a cărui polimerizare se formează heteropoliglucidul macromolecular.

Heteropoliglucidele de natură vegetală (glucomananii, galactomananii) se află în cantităţi mari în organele subpământene şi în seminţele plantelor, ca poliglucide de rezervă. Heteropoliglucidele de natură animală au rol structural, cele mai importante dintre acestea fiind mucopoliglucidele.

Mucopoliglucidele sunt heteropoliglucide cu caracter acid alcătuite din aminoglucide ce alternează cu acizi uronici. Mucopoliglucidele sunt substanţe macromoleculare existente în ţesutul conjunctiv, unde se leagă de proteine specifice cu formare de mucoproteine, în compoziţia cărora poliglucidele predomină cantitativ. Datorită masei moleculare mari, mucopoliglucidele, respectiv mucoproteinele, formează în apă soluţii vâscoase, gelatinoase, cu aspect mucilaginos.

Mucopoliglucidele îndeplinesc în organismul animal multiple funcţii legate de rolul lor structural:

• componenţi majori ai învelişului celular;• constituientul principal al substanţei fundamentale inter celulare, cu rol de cimentare

a diferitelor tipuri de ţesut conjuctiv;• asigură lubrefierea la nivelul articulaţiilor;• barieră contra infiltraţiilor de germeni patogeni şi substanţe toxice în organism;• protecţia mucoaselor de influenţe mecanice dăunătoare şi de digestia proteolitică;• protecţia ovulului fecundat care este acoperit cu un strat izolator de mucopoliglucid;

• Mucopoliglucidele sunt substanţe acide existente în organismul animal şi în unele microorganisme, în a căror structură intră două componente: un acid uronic şi o hexozamină N - acetilată sau sulfonată, legate, de cele mai multe ori 1,3 - - glicozidic într-o unitate diglucidică.

• Unităţile diglucidice se unesc prin legături 1,4 - - glicozidice formând lanţuri lungi macromoleculare care se leagă electrovalent de proteine specifice

• Exemple de mucopoliglucide acide: acidul hialuronic, condroitina şi acizii condroitinsulfurici, heparina e

• Acidul hialuronic-descoperit în umoarea sticloasă a ochiului (hyalos = sticlă), este răspândit în învelişul celular, în substanţele extracelulare din ţesutul conjuctiv, în lichidul sinovial

• acid hialobiuronic este un polimer liniar al acidului hialobiuronic

format din – acid glucuronic

legate 1,3 - - glicozidic– N – acetilglucozamină

între unităţile diglucidice se stabilesc legături 1,4 - - glicozidice

O

HH

OHO

O

H

H

CH2OH

OH

HO

NHC = O

CH3

H* 4

COOH

H*

OH

Fragment din structura chimica a acidului hialuronic

HO O

HH

H

OH

C = OCH3

H3O

n

COOH

O

OH

H*OH

HNHOH

CH2OH

• Datorită structurii sale macromoleculare, acidul hialuronic acţionează ca un ciment intracelular, împiedicând pătrunderea substanţelor toxice în organism şi totodată, prin starea sa gelatinoasă, mucilaginoasă, constituie un agent lubrefiant la nivelul articulaţiilor.

• Acidul hialuronic este solubil în apă - grupările carboxil fiind complet ionizate - cu formare de soluţii vâscoase.

• Acidul hialuronic este hidrolizat enzimatic de hialuronidază, enzimă prezentă în bacterii, venin de şarpe, spermatozoizi, tumori maligne.

• Prin hidroliza şi depolimerizarea acidului hialuronic din ţesutul conjuctiv, de către hialuronidaza din bacteri sau veninuri, toxinele respective pătrund în organism, infectându-l. În schimb, hialuronidaza prezentă în spermatozoizi scindează acidul hialuronic din mucina care protejează ovulul, favorizând astfel fecundarea.

Acizii condroitinsulfurici ( condroitinsulfaţii)-se găsesc alături de acidul hialuronic în învelişul celular, cartilagii, oase, cornee, unde formează complecsi cu proteinele, cu rol de cimentare şi susţinere mecanică.

• În cartilagii, acizii condroitinsulfurici se asociază cu colagenul, contribuind astfel la dezvoltarea structurii fibrilare a acestuia.

• Acizii condroitinsulfurici sunt sulfaţi ai condroitinei - un mucopoliglucid liniar, cu o structură asemănătoare cu a acidului hialuronic, având însă galactoză în locul glucozei. Contin

– acid glucuronic – N - acetilgalactozamină esterificată cu acid sulfuric la C4, în cazul acidului

condroitin - 4 -sulfuric ( condroitinsulfatul A) sau la C6, în cazul acidului condroitin - 6 - sulfuric (condroitinsulfatul C).

• Între aceste două componente care alcătuiesc diglucidul de bază, condrozina, se stabilesc legături 1,4 - - glicozidice:

OO

H

OO

HH

H

H

O

H

O

n

O

H

H

NH

C = OCH3

HO3SO

H

CH2OH

OH

OH

COOH

H

NH

C = O

CH3

CH2OH

HH

Fragment din structura acidului condroitin - 4 - sulfuric

H

OSO3H

• Heparina este un sulf mucopoliglucid, cu structură spiralată, cu rol în prevenirea coagulării sângelui (anticoagulant), datorita probabil resturilor sulfurice din moleculă

• Structura sa chimică are la bază acid glucuronic

şi glucozamină, legate 1,4 - - glicozidic, prima componentă fiind sulfonată la C2, iar a doua la gruparea - NH2:

OH

H

H

H OH

H

H

H OH

H

H

H OH

H

H

HCOOH

O OH

O - SO3H

O2

CH2OH

OH

NH - SO3H

O2

COOH

OH

O - SO3H2 NH - SO3H

OH OO

CH2OH

2

Fragment din structura chimica a heparinei