ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ: ΒΙΟΠΟΛΥΜΕΡΗ: ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ: 3ο ΒΙΟΠΟΛΥΜΕΡΗ : ΤΑ ΜΑΚΡΟΜΟΡΙΑ ΣΤΟΥΣ ΕΜΒΙΟΥΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ . Οι πολυσακχαρίτες στους φυτικούς οργανισμούς. Παραγωγή εξωπολυσακχαριτών (EPS) από φυτά (φυτικοί πολυσακχαρίτες).

ΟΙ ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ ΣΤΑ ΦΥΤΑ

Οι  πολυσακχαρίτες στα φυτά συμμετέχουν στην ανάπτυξη, τις κυτταρικές διεργασίες, η κυτταρίνη, την δημιουργία αποταμιευτικών ουσιών, την συμμετοχή τους στις αμυντικές και  ανοσοποιητικές ιδιότητές τους.

Οι σημαντικότεροι φυτικοί πολυσακχαρίτες που συμμετέχουν στην δομή των κυτταρικών τοιχωμάτων και συντελούν στην προστασία και ανάπτυξη των φυτών είναι  η κυτταρίνη, η πηκτίνη, 

Φυτικοί αποταμιευτικοί πολυσακχαρίτες είναι το άμυλο και η ινουλίνη.   

 Άλλοι πολυσακχαρίτες το αραβικό κόμμι, το κόμμι γκουάρ,  το άγαρ κ.α.

ΦΥΤΙΚΟΙ ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ ΔΟΜΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ

Η ΚΥΤΤΑΡΙΝΗ

Είναι ένας γραμμικός, αναγωγικός, μη διακλαδισμένος ομοπολυσακχαρίτης από υπολλείματα D γλυκόζης  β1->4.

Η κυτταρίνη  αποτελεί βασικό συστατικό των τοιχωμάτων των φυτικών κυττάρων σε μεταβαλλόμενο ποσοστό ανάλογα. Στο ενδοσπέρμιο των δημητριακών έχουμε ποσοστό μόνο 2% ενώ στις ίνες του βαμβακιού περισσότερο από 90%

Συντίθεται μέσα στο φυτικό κυτταρο, στους χλωροπλάστες  καθώς γίνται η παραγωγή της γλυκόζης και κατόπιν παραδίδεται στο κυτταρικό τοίχωμα με την βοήθεια πρωτεϊνών που κινούνται μέσα σε μικροσωληνίσκους του ενδοπλασματικού δίκτυου.

Σαν χημική ουσία η κυτταρίνη, είναι γραμμικό ομοπολυμερές που δομείται από χιλιάδες μόρια D γλυκόζης που συνδέονται μεταξύ τους με β ( 1->4) γλυκοζιτικούς δεσμούς που δεν υδρολύονται από α αμυλάσες

Διασπώνται όμως απο το ένζυμο κιτταρινάση που εκκρίνουν τερμίτες οι οποίοι τρώνε και χωνεύουν το ξύλο!

Το ένζυμο κυτταρινάση περιέχεται επίσης  και στα στομάχια των μηρυκαστικών.

Στην μεμβράνη διασταυρώνεται για να σχηματίσει τις ινώδεις δομές με :

1. Υπερμοριακή οργάνωση αρχικά  με γέφυρες υδρογόνου μεταξύ των αλυσίδων

2. Στοιχειώδη ινίδια, από 10-100 τέτοια υπερμόρια (με ενισχυμένες ικανότητες σε αντοχή, σε μηχανικές καταπονήσεις και φθορά )

3. Μικροινίδια από περίπου 20  από αυτά που συγκρατούνται μεταξύ τυς με ουσίες όπως η ξυλογλυκάνη, αραβιδογαλακτάνη 

4.  Δίκτυο του πρωτεύοντος τοιχώματος των αναπτυσσόμενων φυτικών κυττάρων, πολύπλοκο δίκτυο με άλλους πολυσακχαρίτες στη συνέχεια)

5. Δομή πρωτοταγούς τοιχώματος των φυτικών κυττάρων Τα μικροινίδια σε συνδυασμό με ημικυτταρίνες και ουδέτερες γλυκάνες όξινες πηκτίνες  και άλλες πρωτεϊνες συνθέτουν την δομή της πρωτοταγούς μεμβράνης των αναπτυσσόμενων κυττάρων

Επομένως, η κυτταρίνη είναι ένα από τα κύρια μέρη των φυτικών τοιχωμάτων 40-50%. Είναι αδιάλυτη σε νερό, ανθεκτική στην καταπόνηση και στις μικροβιακές επιθέσεις. κ.α ώστε σχηματίζουν ένα μικροινίδιο ορατό με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Σημέιωση: Υπάρχουν περιπτώσεις που η κυτταρίνη συντίθεται από μικροοργανισμούς (κάποιοι μύκητες) αλλά και ορισμένα ασπόνδυλα κυρίως θαλάσσια (χιτωνόζωα)

ΟΙ ΠΗΚΤΙΝΕΣ

Οι πηκτίνες είναι πολυσακχαρίτες, πολυμερή που σχηματίζονται κυρίως από υπολλείματα του γαλακτουρονικού οξέος. Υπάρχουν στα φρούτα όπου βοηθούν να διατηρούν το σχήμα τους και την αντοχή τους στη ξηρασία και την σταθερότητα κατά την αποθήκευση. Επίσης σε ορισμένα υδρόβια φυτά .

Υπάρχουν δύο κυρίως μορές πηκτίνης η διαλυτή πηκτίνη (υδροπηκτίνη) και η αδιάλυτη πηκτίνη (πρωτοπηκτίνη)

Η πρωτοπηκτίνη ειναι κατά κάποιον τρόπο πρόδρομη ουσία των πηκτινών, αδιάλυτη σε κρύο νερό, υδρολύεται σε ζεστό που χωρίζεται σε διαλυτή πηκτίνη και κυτταρίνη.

 Βρίσκεται σε άγουρα φρουτα και αποτελεί μέρος των κυτταρικών τοιχωμάτων τους σε αντίθεση με την ελεύθερη πηκτίνη που είναι μέρος του χυμού των ώριμων φρούτων.

Η σύστασή της ιδίως αυτής που βρίσκεται στους μεσοκυττάριους χώρους, είναι ένα μείγμα 

Οι πηκτίνες δεν απορροφόνται από το ανθρώπινο πεπτικό σύστημα αλλά είναι εντεροροφητικές ουσίες που δεσμεύουν ουσίες στο γαστρεντερικό σωλήνα με προσρόφηση γι αυτό και βοηθούν σε περιπτώσεις δηλητηριάσεων

ΟΙ ΑΠΟΤΑΜΙΕΥΤΙΚΟΙ Ή ΕΦΕΣΡΙΚΟΙ ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ

Οι περισσότεροι εφεδρικοί πολυσακχαρίτες είναι ομοπολυσακχαρίτες όπου κυριαρχούν οι 1->4 γλυκοζιτικοί δεσμοί. Δρουν σαν πηγές άνθρακα και ενέργειας για τα κύτταρα σε περόδους πείνας και συναντώνται μαζί με υδρολυτικά ένζυμα που μπορούν να τα διασπούν. Εξ άλλου τα μόριά τους συναντώνται σε χαλαρές διακλαδισμένες δομές που διευκολύνουν την διάσπασή τους.

Η λειτουργία τους έχει ως εξής: Εάν  υπάρχει περίσσεια γλυκόζης στο κύτταρο τότε με την βοήθεια κατάλληλων ενζύμων μόρια γλυκόζης προσκολλώνται  σε αποθεματικό πολυσακχαρίτη, άμυλο ή γλυκογόνο. Εάν υπάρχει ανάγκη για γλυκόζη για μεταβολισμό τότε οι αποθηκευτικού πολυσακχαρίτες διασπώνται ενζυμικά και ελευθερώνουν μόρια γλυκόζης  

Έτσι  οι α εξασφαλίζουν μεν τους μονοσακχαρίτες που απαιτούνται για τον μεταβολισμό, χωρίς να υπάρχουν πολλά διαλυμένα σωματίδια στα εσωτερικά υγρά πράγμα που θα επιρρέαζε την ωσμωτική πίεση των κυττάρων  κι εφόσον πρακτικά οι πολυσακχαρίτες είναι αδιάλυτοι. 

ΤΟ ΑΜΥΛΟ 

Είναι ομοπολυσακχαρίτης από υπολλείματα γλυκόζης με α διαμόρφωση γλυκοζιτικών δεσμών οι οποίοι υδρολύονται από α αμυλάσες

Η σύνθεση του  αμύλου ξεκινά στους χλωροπλάστες με την παρασκευή της γλυκόζης μέσω της φωτοσύνθεσης, σχεδόν σε όλα τα φυτικά κύτταρα με την βοήθεΛευκοπλάστες, ια της ηλιακής ενέργειας.

Στη συνέχεια η γλυκόζη αυτή πρέπει να αποθηκευθει και αυτόν τον ρόλο έχουν ειδικά υποκυτταρικά οργανίδια οι αμυλοπλάστες, οι οποίοι όμως, λόγω δυσκολίας αποθήκευσης της γλυκόζης, την μετατρέπουν σε σακχαρόζη ή σε άμυλο. Οι αμυλοπλάστες μετακινούν το άμυλο στα μέρη που αποθηκεύεται   

Το άμυλο αποθηκεύεται σε 1. Χλωροπλάστες, 

2. Πυρήνα, 

3. Λεύκοπλάστες (άχρωμα πλαστίδια συσσώρευσης ουσιών που σχηματίζονται σε ιστούς αποθήκευσης , κύτταρα επιδερμίδας κ.α.. Στο φως μετατρέπονται σε χλωροπλάστες.

 , 4. Χρώμοπλάστες (έγχρωμα πλαστίδια ανώτερων φυτών. Οι χλωροπλάστες μπορεί να προέλθουν από  σε χρώμοπλάστες όταν χάνου χλωροφύλλη και άμυλο

 Σε άμεσο ηλιακό φως η σύνθεση του αμύλου επιταχύνεται πολύ. Σε συμμετοχή ενζύμων το άμυλο μπορεί να μεταβολιστεί σε τριόζες που εξάγονται από τους χλωροπλάστες 

Επίσης και την διάρκεια της βλάστησης του σπόρου, το άμυλο υδρολύεται με την  συμμετοχή των ενζύμων φωσφορυλάσης και αμυλάσης

Χημικά, το άμυλο είναι ένας πολυσακχαρίτης φυτών και περιέχει δύο πολυμερή: την αμυλόζη και την αμυλοπηκτίνη.

 Στην αμυλόζη, (20-30% του αμύλου, πρακτικά αδιάλυτη στο νερό) τα μόρια γλυκόζης συνδέονται με γλυκοζιτικό α 1->4 δεσμό, δημιουργώντας έτσι μια γλυκοζιτική αλυσίδα,  

ενώ η αμυλοπηκτίνη (που είναι σχεδόν αδιλυτη στο νερό κι ένα μέρος της σχηματίζει γέλη) οι αλυσίδες διακλαδίζονται γιατί συνδέονται κατά περιόδους μεταξύ τους με γλυκοζιτικούς 1->6 δεσμούς

Στην αμυλόζη και την αμυλοπηκτίνη οι 1->4 δεσμοί διασπώνται ενζυμικά σε μαλτόζη

Η ΙΝΟΥΛΙΝΗ

Είναι ένας μη αναγωγικός ετεροπολυσακχαρίτης, πολυμερές της D β (1->1) και β(1->2)φρουκτόζης συνδεδεμένο με γλυκόζη.

Ανήκει στην ομάδα των φυτικών πολυσακχαριτών, διαλυτή στο ζεστό νερό, υδρολύεται από οξέα και το ένζυμο ινουλινάση, σε D φρουκτόζη. Στα φυτά χρησιμεύει ως άνθρακας αποταμίευσης και βρίσκεται σε πολά φυτά κυρίως στους κονδύλους και σε ρίζες ορισμένων φυτών (ντάλια, νάρκισσος, υάκινθος, πικραλίδα, κιχώριο, αγκινάρα, ρίζα βρώμης) όπου συνήθως βρίσκονται μαζί κι άλλοι πολυσακχαρίτες που υδρολυόμενοι δίνουν  φρουκτόζης όπως ψευδοινουλίνη, ινουλενίνη, λεβουλίνη, ηλιανθενίνη, σινιστρίνη.

Επειδή δεν αφομοιώνεται από τα ένζυμα του ανθρώπινου σώματος, αλλά αναπτύσει την μικροχλωρίδα του εντέρου (προβιωτικό) ώστε, κατατάσσεται στις διαιτητικές ίνες, χρησιμοποιείται  σαν γλυκαντικό αλλά και σε ιατρικές χρήσεις για  ανάπτυξης οστών σε παιδιά

ΑΡΑΒΙΚΟ ΚΟΜΜΙ

Είναι ρητίνη που παράγεται από αποξηραμένο χυμο  διάφορων τύπων ακακίας. Ιξώδες υγρό που στερεοποιείται στον αέρα και διαλύεται σε ζεστο νερό. Αποτελείται κυρίως από αραβίνη η οποία υδρολύεται σε αραβινόζη, γαλακτόζη, ραμνόζη και γλυκουρονικό οξύ

ΚΟΜΜΙ ΓΚΟΥΑΡ

Προέρχεται από τους σπόρους ενός ποώδους φυτού  της οικογένειας των ψυχανθών συγγενές με μπιζέλι. 

Είναι ουσία διαλυτή σε κρύο νερό, έχει επαρκή ακαμψία και αυξημένη ελαστικότητα , είναι γαλακτωματοποιητής και σταθεροποιητής, κατά την κατάψυξη και απόψυξη επιβραδύνει τον σχηματισμό κρυστάλλων. Πρακτικά θεωρείται ότι δεν απορροφάται στο έντερο.

Το κόμμι γκουάρ είναι ένας πολυσακχαρίτης γαλακτομαννάνης

Οι γαλακτομαννάνες είναι μια ομάδα ετεροπολυσακχαριτών που αποτελούνται από υπολλείματα γαλακτόζης και μαννόζης στο οποίοη μαννόζη σχηματίζει ένα σκελετό με προσαρτημένα    πλευρικά υπολλείματα  γαλακτόζης 

ΚΟΜΜΙ ΧΑΡΟΥΠΙΟΥ

Εξάγεται από τους σπόρους της χαρουπιάς, έχει χημική δομή παρόμοια του κόμμεος γκουάρ, αλλά δεν διαλύεται καλά σε κρύο νερό αλλά μόνο με θέρμανση και όταν κρυώσει σχηματίζει gel.

ΤΑ ΑΛΓΙΝΙΚΑ

Εντοπίστηκαν πρώτα στα καφέ και φαιά φύκη και κατόπιν τα ίδια και σε βακτήρια

Τα αλγινικά περιέχουν β D-μαννουρονικό οξύ συνδεδεμένο με α L υαλουρονικά υπολείμματα σε ομογενείς και ετερογενείς αλυσίδες

 Οι φυτικοί πολυσακχαρίτες (άμυλο, κυτταρίνη, αραβικό κόμμι, κόμμι γκουάρ, πηκτίνη, αλγινικά, άγαρ κ.λπ.) και τα ημισυνθετικά παράγωγά τους

Δήμητρα Σπανού

ακατέργαστο

ΠΗΓΕΣ

Φυτικοί πολυσακχαρίτες

Κυτταρίνη - Βικιπαίδεια

Αμυλοπηκτίνη - Βικιπαίδεια

Πώς ένα φυτικό κύτταρο συνθέτει κυτταρίνη; «Η Ζνάικα διδάσκει

Αμυλόζη - Βικιπαίδεια

Υδατάνθρακες+α+()+και+β+()+ανωμερή.jpg (1024×768)

Γλυκόζη - Βικιπαίδεια

Как происходит образование крахмала напишите уравнение

Υδατάνθρακες+α+()+και+β+()+ανωμερή.jpg (1024×768)

Une voie de formation prébiotique du ribose : la « réaction de formose » naturelle en laboratoire. | Institut d'Astrophysique Spatiale

Α. Κυτταρίνη / Βιοχημεία

Анизотропная зона саркомера — Биологический словарь

https://hpk-penza.com/product/naturalnye-produkty/guarovaya-kamed-e412/

Carbohydrates - Mind Map

Galactomannan - Wikipedia

Cellulose (oder auch Zellulose) :: Pflanzenforschung.de

Η εκπληκτική κυτταρίνη: δέντρα και γαστρονομικές απολαύσεις - Επιστήμη στο σχολείο

Πού αποθηκεύεται το άμυλο στα φυτικά κύτταρα;_Biologie