Polyose hay polysacharide baơc hai có trĩng lượng phađn tử rât lớn, hình thành từ rât nhieău gôc monose. Tùy thuoơc kích thước và đaịc đieơm câu trúc cụa phađn tử, chúng có theơ táo dung dịch keo hoaịc hoàn toàn khođng tan trong nước.
Những polysacharide hình thành từ cùng moơt lối monose được gĩi là
homopolysac-charide; nêu chúng được táo neđn từ các lối monose khác nhau thì được gĩi là hetero-polysaccharise.
1.Homopolisaccharide.
Trong tự nhieđn phaăn lớn các homopolysaccharide là các chât dinh dưỡng dự trữ (tinh boơt, glycogen, dextran, inulin ...) hoaịc tham gia trong câu trúc cụa vách tê bào (cellulose, hemicellulose...)
Tinh boơt là chât dinh dưỡng chụ yêu cụa thực vaơt. Polysacharide tinh boơt goăm hai lối có câu táo và tính chât lý hóa hĩc khác nhau: amylose và amylopectin.
Amylose deê tan trong nước nóng, táo neđn dung dịch keo khođng nhớt laĩm. Dung dịch này khođng beăn và khi đeơ laĩng deê bị kêt tụa dưới dáng tinh theơ. Amylopectin chư tan trong nước đun sođi ở áp lực cao, táo neđn dung dịch keo rât nhớt và khá beăn vững. Trĩng lượng phađn tử cụa amylose vào khoạng 300.000 – 1.000.000, còn cụa amylopectin – vài traím trieơu. Amylose nhuoơm màu xanh với iod, còn amylopectin – màu đỏ.
Trong phađn tử amylose các gôc α-D-glucose nôi với nhau baỉng lieđn kêt glycoside 1-4, táo neđn câu trúc sợi khođng phađn nhánh, toăn tái ở dáng câu trúc xoaĩn ôc, moêi vòng xoaĩn chứa 6-7 gôc glucose (hình 2.1).
Hình 2.1. Sơ đoă câu trúc xoaĩn ôc cụa amylose
Trong phađn tử amylopectin beđn cánh lieđn kêt glycoside 1-4 còn có lieđn kêt glycoside 1-6 đeơ táo ra các mách nhánh với các đieơm phađn nhánh cách nhau khoạng 24 gôc glucose.
Trong tinh boơt cụa các loài thực vaơt khác nhau tư leơ amylopectin / amylose khođng giông nhau. Trong boơt gáo tư leơ này vào khoạng 17/83, còn trong boơt lúa mì – 24/76. Giá trị này còn phú thuoơc vào giông, đieău kieơn canh tác và các yêu tô ngối cạnh khác.
Khi đun với acid, tinh boơt bị thụy phađn thành α-D-glucose. Tinh boơt hòa tan vôn được sử dúng roơng rãi trong kỹ thuaơt phòng thí nghieơm là sạn phaơm thụy phađn khođng hoàn toàn cụa tinh boơt dưới tác dúng cụa acid loãng.
Dưới tác dúng cụa enzyme amylase tinh boơt bị phađn giại thành maltose thođng qua các sạn phaơm trung gian với trĩng lượng phađn tử nhỏ daăn có teđn là dextrin.
-Amylodextrin nhuoơm màu xanh với iod, tan trong ethanol 25% nhưng bị kêt tụa baỉng ethanol 40% dưới dáng boơt traĩng;
- Erythrodextrin nhuoơm màu đỏ với iod, tan trong ethanol 55% nhưng bị kêt tụa trong ethanol 65% dưới dáng tinh theơ hình caău;
- Achromodextrin khođng nhuoơm màu với iod, tan trong ethanol 70%;
- Maltodestrin có trĩng lượng phađn tử nhỏ nhât trong sô các destrin, khođng nhuoơm màu với iod. Cũng như maltose và monosacharide, nó hòa tan rât tôt trong ethanol 80%.
Glycogen, đođi khi còn được gĩi là tinh boơt đoơng vaơt, có nhieău trong gan và cơ, là nguoăn cung câp naíng lượng chụ yêu cho mĩi quá trình hốt đoơng sông cụa cơ theơ đoơng vaơt. Nó có dáng boơt traĩng vođ định hình, tan trong nước nóng và táo thành dung dịch keo màu traĩng đúc. Khi tác dúng với iod, glycogen nhuoơm màu nađu đỏ hay tím đỏ. Trĩng lượng phađn tử từ 1 trieơu (trong cơ) đên 5 trieơu (trong gan).
Câu táo cụa phađn tử glycogen giông như amylopectin nhưng mức đoơ phađn nhánh dày hơn. Nó bị thụy phađn dưới tác dúng cụa acid và enzyme giông như tinh boơt. Ngoài
ra, dưới tác dúng cụa phosphorylase và với sự tham gia cụa phosphate vođ cơ glycogen bị phađn giại (theo moơt cơ chê enzyme có teđn là phosphrolys) thành glucoso-1- phosphate.
Dextran là moơt lối polysacharide đóng vai trò chât dinh dưỡng dự trữ cụa vi khuaơn và nâm men. Nó được hình thành từ các gôc α-D-glucose nôi với nhau baỉng các lieđn kêt glycoside 1–6. Các mách nhánh được hình thành nhờ các lieđn kêt glycoside 1–2, 1-3 hoaịc 1–4. Các lối dextran khác nhau có mức đoơ phađn nhánh khác nhau. Lợi dúng đaịc đieơm này người ta sử dúng dextran đeơ chê táo các sạn phaơm có teđn là sephadex đeơ sử dúng trong kỹ thuaơt phòng thí nghieơm làm các lối “rađy phađn tử”.
Inulin là sạn phaơm quang hợp và là chât dinh dưỡng dự trữ cụa moơt sô thực vaơt, như thược dược (Dahlia), diêp xoaín (Cicorium), actisođ (artichaut) v.v... Phađn tử inulin là moơt mách dài khođng phađn nhánh được hình thành từ 32 – 34 gôc β-D-fructose thođng qua lieđn kêt glycoside 1 – 2. Do được hình thành từ các đơn vị fructose neđn inulin được xêp vào nhóm polyfructoside.
Levan cũng là moơt lối polyfructoside. Khác với inulin, trong phađn tử levan các gôc fructose nôi với nhau baỉng các lieđn kêt fructoside 2 - 6. Ở vi khuaơn các nhóm – OH tự do trong phađn tử levan được metoxyl hóa. Levan cũng có maịt trong thực vaơt thuoơc hĩ Hòa thạo, nhưng chứa ít gôc fructose hơn và các nhóm –OH khođng bị metoxyl hóa.
Moơt sô polysacharide nhaăy tương tự inulin và levan cũng được các vi khuaơn sông trong đât toơng hợp neđn và đóng vai trò quan trĩng trong vieơc hình thành câu tượng cụa đât.
Trong sô các homopolysacharide là chât dinh dưỡng dự trữ còn có theơ keơ đên
xylan và mannan. Xylan hình thành từ các gôc xylose, có maịt trong các mođ thực vaơt. Mannan hình thành từ các gôc mannose. Nó là chât dung dịch dự trữ cụa vi khuaơn, nâm men, nâm môc và thực vaơt baơc cao.
Xylan, manan cùng với galactan (hình thành từ các gôc galactose) và araban (hình thành từ các gôc arabinose) được gĩi chung là hemicellulose. Những hemicellulose này do được hình thành từ moơt lối monose duy nhât neđn chúng naỉm trong nhóm homopoly-saccharide. Beđn cánh chúng còn có những hemicellulose được câu táo từ moơt sô lối monose, và do đó, theo định nghĩa, chúng thuoơc nhóm heteropolysaccharide, Phaăn lớn những hemicellulose này tham gia trong câu trúc cụa vách tê bào cùng với cellulose.
Cellulose là thành phaăn chụ yêu cụa vách tê bào thực vaơt. Đơn vị câu trúc cụa celllulose là β-D-glucose. Chúng nôi với nhau nhờ lieđn kêt β-1-4-glycoside, táo thành những mách dài khođng phađn nhánh. Trung bình, moêi phađn tử celllulose chứa vài nghìn gôc glucose. Các sợi cellulose thường lieđn kêt lái thành bó khoạng 60 phađn tử. Sự lieđn
kêt này được thực hieơn nhờ lieđn kêt hydro giữa các nhóm –OH tự do cụa các phađn tử cellulose naỉm gaăn nhau.
Hình 2.2. Sơ đoă câu trúc phađn từ cụa amylose (A) và lieđn kêt hydro giữa các sợi cellulose naỉm gaăn nhau trong bó mách (B).
Cellulose khođng tan trong nước, rượu, eter nhưng tan trong dung dịch Cu(OH)2 trong ammoniac daơm đaịc (thuôc thử Sweitzer). Acid sulfuric đaịc ở nhieơt đoơ sođi thụy phađn cellulose thành β-D-glucose. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hydro thuoơc các nhóm –OH tự do trong phađn tử cellulose trong những đieău kieơn nhât định có theơ được thay thê baỉng các gôc khác nhau (-CH3, CH3COO - v.v...) đeơ táo thành các dăn xuât eter và ester. Nhờ các phạn ứng này từ cellulose có theơ chê táo cellophan, celluloid, chât noơ, phim ạnh v.v... Nhieău dăn xuât cụa cellulose, như carboxycellulose (CM-cellulose), diethylaminoethyl-cellulose (DEAE-celllulose) v.v... được sử dúng roơng rãi trong kỹ thuaơt phòng thí nghieơm đeơ phađn đốn protein, acid nucleic baỉng phương pháp saĩc ký trao đoơi ion.
2.Heteropolysaccharide.
Thuoơc nhóm heteropolysaccharide có nhieău lối hemicellulose, chât nhaăy và gođm, pectin, agar-agar, acid alginic, chitin, mucopolisaccharide...
Các lối hemicellulose thuoơc nhóm heteropolysaccharide là những polysacharide mà thành phaăn câu táo cụa chúng goăm các lối acid uronic, arabinoa, xylose và moơt sô monose khác. Như đã nói ở tređn, chức naíng chụ yêu cụa những hemicellulose này là tham gia trong câu trúc cụa vách tê bào thực vaơt.
Chât nhaăy và gođm là những polysacharide do thực vaơt tiêt ra trong tráng thái sinh lý bình thường (chât nhaăy) hoaịc khi bi toơn thương (gođm). Khi hòa tan trong nước chúng cho dung dịch keo rât nhớt. Trong thành phaăn câu táo cụa hai lối polysacharide này có lactose, mannose, glucose, rhamnose, xylose và các monose khác.
Pectin là những polysacharide phađn tử lớn, chứa nhieău trong quạ, cụ và thađn cađy. Trong thực vaơt pectin toăn tái ở dáng khođng tan protopectin. Sau khi sử lý baỉng acid loãng, hoaịc dưới tác dúng cụa enzyme protopectinase, protopectin chuyeơn hóa thành pectin hòa tan. Quá trình này xạy ra khi quạ chín, làm cho quạ trở neđn meăm.
Phađn tử pectin hòa tan hình thành nhờ các ester methylic cụa acid galacturonic lieđn kêt với nhau baỉng lieđn kêt 1-4-glycoside. Pectin từ các nguoăn khác nhau có trĩng lượng phađn tử khođng giông nhau, dao đoơng từ 20.000 đên 50.000. Pectin hòa tan trong nước bị kêt tụa baỉng acetone 50%. Tính chât đaịc trưng cụa pectin là khạ naíng táo ra thách đođng khi có maịt acid và đường, do đó nó được sử dúng roơng rãi trong kỹ ngheơ bánh kéo. Dưới tác dúng cụa kieăm loãng hoaịc cụa enzyme pectinase gôc metoxyl (–O CH3) bị tách khỏi chuoêi polysaccharide và pectin bị biên thành acid pectic (acid polygalacturonic), đoăng thời mât khạ naíng táo thách đođng.
Agar-agar là moơt lối polysacharide trong vách tê bào cụa moơt sô loài tạo đỏ thuoơc các giông Gelidium, Gracilaria, Pterocladia và ahnfeltia. Agar-agar khođng tan trong nước lánh nhưng tan trong nước nóng dưới hình thức dung dịch keo. Dung dịch này khi đeơ nguoơi đođng lái thành thách. Lối polysacharide này khođng được cơ theơ người và đoơng vaơt hâp thú. Nó được sử dúng roơng rãi trong y hĩc và kỹ thuaơt phòng thí nghieơm trong vieơc làm mođi trường nuođi cây vi sinh vaơt và nuođi cây mođ thực vaơt.
Người ta cho raỉng agar-agar là hoên hợp cụa ít nhât hai lối polysacharide là agarose và agaropectin. Agarose được câu táo bởi các gôc D- và L-galactose nôi với nhau baỉng lieđn kêt 1-3-glycoside. Agaropectin hình thành từ các gôc D-galactose và moơt sô ít gôc galactoso- 6- sulfate. Tuy nhieđn, trong agar-agar còn phát hieơn được các gôc arabinose và glucose.
Acid alginic được phát hieơn trong vách tê bào tạo nađu thuoơc các chi Macrocystis, Laminaria, Fucus, Sargassum. Đó là moơt lối polysacharide hình thành từ các gôc acid
β-D-mannuronic nôi với nhau baỉng lieđn kêt 1-4-glycoside.
Acid alginic có khạ naíng táo dung dịch keo neđn được sử dúng roơng rãi trong cođng nghieơp deơt đeơ làm chât hoă vại. Nó cũng được dùng đeơ sạn xuât tơ nhađn táo, làm mỹ phaơm...
Chitin là thành phaăn chụ yêu cụa mođ bì cụa cođn trùng, tođm, cua. Nó cũng được phát hieơn trong nâm và địa y. Trong các mođ đoơng vaơt chitin lieđn kêt với protein và calcium carbonae. Phađn tử chitin rât giông cellulose nhưng nó được câu táo khođng
phại từ glucose mà từ các gôc N-acetyl-β-D-glucosamine nôi với nhau baỉng các lieđn kêt 1-4-glycoside.
Mucopolysaccharide toăn tái trong các mođ đoơng vaơt như sún, mođ lieđn kêt, trong thành phaăn các chât gian bào, dịch nhaăy... với chức naíng chụ yêu là bạo veơ.
Thành phaăn chụ yêu cụa mucopolysacchayride là glucosamine và acid uronic. Trong các mođ đoơng vaơt chúng toăn tái moơt phaăn ở tráng thái tự do, moơt phaăn ở dáng lieđn kêt với protein (mucoprotein).
Được hieơu biêt nhieău nhât trong sô mucopolysacchayride là acid hyaluronic, acid chondroitinsulfuric và heparin.
Acid hyaluronic có nhieău trong thụy tinh theơ cụa maĩt, gan, dịch khớp, trong nang cụa moơt sô vi khuaơn và trong màng tê bào trứng. Nó được câu táo từ N-acetyl-β-D- glucosamine và acid D-glucuronic.
Dưới tác dúng cụa enzyme hyaluronidase do tinh trùng tiêt ra acid hyaluronic bị phađn giại đeơ táo đieău kieơn cho sự thú tinh xạy ra deê dàng. Cũng nhờ acid hyaluronic, các khoạng gian bào giữ nước đeơ tê bào luođn toăn tái trong mođi trường dung dịch keo, làm giạm tác dúng ma sát và chông lái sự thađm nhaơp cụa vi trùng.
Acid chondroitinsulfuric là thành phaăn cụa sún, xương, gađn ở dáng lieđn kêt với protein collagen và lipid. Khi bị thuỷ phađn, acid chondroitinsulfuric sẽ giại phóng N- acetylgalactosaminesulfate và acid galacturonic. Những gôc này cũng nôi với nhau baỉng các lieđn kêt β-1-3 và 1-4-glycoside.
Heparin là moơt
heteropolysaccha ride có tác dúng chông đođng máu. Nó được toơng hợp và tích lũy trong gan. Ngoài ra,
nó còn có trong phoơi, tim, maơt, tuyên giáp tráng, máu và trong nhieău cơ quan khác. Tác dúng chông đođng máu cụa heparin được thực hieơn nhờ nó ngaín cạn sự chuyeơn hóa prototrombin thành trombin. Phađn tử heparin được câu táo từ các gôc acid glucuronic và α-D-glucosamine ở dáng dăn xuât kép cụa acid sulfuric.