Мономером крахмала является какое соединение?

Химия различает три вида углеводов. Это крахмал, клетчатка и глюкоза. Крахмал является самым главным представителем группы природных углеводов. Его синтез происходит во всех растениях, он является главнейшим источником энергии для организма человека. Что является мономером крахмала? Об этом ниже.

Сферы применения

С очень давних времен крахмал широко применяется в сфере медицины. Во врачебной практике используют его в качестве обволакивающего средства при язвенных поражениях и воспалительных процессах слизистой оболочки таких органов, как кишечник и желудок. Аналитическая и фармацевтическая химия использует крахмал в качестве основного индикатора на йод. Фармацевтическая технология применяет крахмал в качестве наполнителя, связывающего средства. А вот какое соединение является мономером крахмала, интересно многим. Разберемся в данной статье.

Единственный в нашей стране научный центр крахмалопаточной промышленности представлен Всероссийским НИИ крахмалопродуктов. Он расположен в Московской области, а его основной задачей является процесс разработки новых технологий получения крахмала из зерновых культур и картофеля, модифицированного крахмала, глюкозы и патоки, глюкозно-фруктозных сиропов и диетических продуктов без содержания белка. Помимо исследовательской деятельности, ВНИИК занимается конструированием специализированного оборудования, которое используется в крахмалопаточной промышленности. Таким образом, деятельность ВНИИК затрагивает большую научную область: от проведения научных исследований до производственного освоения.

Ниже рассмотрим, что является мономером крахмала.

Состав

Если рассматривать крахмал с точки зрения науки, то он представляет собой огромное количество простых сахаров, которые собраны в цепи. Такие цепи могут быть линейными или разветвленными. Основная молекула каждой такой цепи – глюкоза, именно то вещество, которому отведена роль основного источника энергии в организме человека.

Любая такая длинная цепочка, состоящая из глюкозы, имеет свойство изгибаться, многократно извиваться и складываться. В результате этого происходит образование микроскопических гранул, которые внешне напоминают зерна муки. Кстати, мука, по существу, представляет собой смесь, состоящую из крахмала и разных сопутствующих веществ. То есть мономером крахмала является глюкоза.

Если взять крахмал в руку и попробовать его сжать в кулаке и растереть между пальцев, то будет слышен специфический скрип. Подобный звук возникает в процессе трения частиц крахмала друг о друга: они имеют твердую структуру, и разрушения при подобном воздействии не происходит.

В организмах растений крахмал образуется в результате последовательного соединения достаточно большого количества молекул глюкозы. Перед этим происходит синтез глюкозы из углекислого газа и воды. Ведь она является мономером молекулы крахмала.

Свойства крахмала

В большинстве растений крахмал является главным аккумулятором энергетических запасов. Именно этим его свойством можно объяснить то, что самое активное запасание крахмала происходит в корнях, клубнях и семенах. По составу пшеничное или кукурузное зерно - больше чем наполовину крахмал.

Рассмотрим подробнее химический состав и строение крахмала. Крахмал, наравне с гликогеном и целлюлозой, является одним из важнейших представителей группы полисахаридов.

Полисахариды

Полисахариды - это вещества, представляющие собой углеводные полимеры, которые состоят из огромного количества моносахаридных звеньев. Их количество может варьироваться от нескольких десятков до нескольких тысяч. То есть, это высокомолекулярное соединение (ВМС), а мономером крахмала является глюкоза.

Общая формула

Общую формулу высокомолекулярных соединений можно записать так:

(C₆H₁₀O₅)_n, где n в данном случае может достигать сотен и тысяч.

Внешне крахмал известен всем – это вещество белого цвета, которое состоит из зерен малого размера. Крахмал не растворяется в холодной воде, но растворим в горячей. Обладает свойством набухания. Образованные в результате этого растворы вязкой консистенции после охлаждения переходят в студенистую массу, называемую клейстером.

В составе крахмала имеется две фракции: амилопектин и амилоза. Эти две фракции образованы α-Д-глюкозой. Различаются они между собой не только строением самой цепи, но и числом глюкозных остатков. Эти моносахаридные остатки соединяются между собой мостиками из кислорода. В процессе образования цепей происходит взаимодействие гликозидного гидроксила одной молекулы и спиртового гидроксила другой молекулы. При взаимодействии крахмала с раствором йода возникает характерное окрашивание синего цвета. То есть реакция носит качественный характер. Окрашивание исчезает, если раствор нагреть, и возникает, если его охладить.

Теперь понятно, какое соединение является мономером крахмала.

Амилоза – это полисахарид с линейной химической цепочкой, строится он из нескольких тысяч гексоз (глюкозных остатков), которые соединены между собой связью α-гликозидного характера. Рентгеноструктурный анализ говорит о том, что молекула амилозы имеет спиральное расположение. В каждом витке спирали находится ровно 6 звеньев, образованных моносахаридами. В среднем в такой спирали имеется около 50 витков.

Внутри такой спиралевой структуры имеется канал, диаметр которого около 0,5 нанометров. Внутри канала могут располагаться другие молекулы, которые подходят по размеру. Такая конструкция представляет собой особенные комплексы, которые называются соединениями включения. Соединение амилозы и йода, имеющее синей цвет, как раз является одной из таких структур. Что является мономером крахмала, мы выяснили ранее.

Амилоза и амилопектин

Амилоза и амилопектин имеют абсолютно одинаковый химический состав, главное их отличие между собой – пространственное строение. Молекула амилозы построена нитеобразно, то есть линейно, а молекула амилопектина имеет разветвленную структуру.

Между точек разветвления расположено примерно 20-25 гексоз. Всего амилопектиновая макромолекула может содержать около 6000 или больше звеньев, образованных моносахаридами.

Как правило, крахмал на 10-20% состоит из связанной воды. Если его быстро нагреть, то произойдет гидролитический распад макромолекул, а в результате будут образованы более мелкие цепи молекул.

Крахмал представляет собой главный источник углеводов в рационе питания человека, именно поэтому наибольшее значение он имеет в виде пищевых продуктов: хлеб, картофель, крупы. В больших количествах крахмал используется в промышленности, например, его употребляют при проклеивании тканей (в процессе шлихтования), склеивании бумаги и картона, производстве декстринового клея. В области аналитической химии крахмал используется как индикатор при проведении йодометрического метода титрирования.

Мы выяснили, какое вещество является мономером крахмала.