Cтраница 2
Функциональное предназначение полисахаридов в живой клетке определяет в значительной степени их структурные особенности. Структурные полисахариды, такие как целлюлоза или кси-лан в клеточных стенках растений, хитин в наружном скелете членистоногих и насекомых, образуют протяженные цепи, которые, в свою очередь, укладываются в прочные волокна или пластины и служат своего рода каркасом в живом организме. Резервные полисахариды, как амилоза ( составная часть растительного крахмала), гликоген ( животный крахмал), глюкоманнаны ( резервное вещество ряда растений), часто характеризуются разветвленной структурой, где длина наружных и внутренних ветвей варьируется в довольно широких пределах, или состоят из набора линейных цепей с различной степенью полимеризации. Полисахариды данной группы важны для энергетики организма. Наконец, каррагинан, мукополисахариды соединительной ткани и другие гелеобразующие полисахариды часто состоят из линейных цепей, которые, образуя достаточно большие ассоциаты и удерживая воду, превращаются в плотные гели. [16]
Их называют также целлюлозанами. Кислота не может проникать к цепочкам таких гемицеллюлоз без разрушения ориентированных целлюлозных цепей. Трудногидролизуемые гемицеллюлозы, в сущности, те же самые гемицеллюлозы - кси-лан и маннан, которые при гидролизе дают ксилозу и маннозу, но находятся в ориентированной части целлюлозы. Легкогидро-лизуемыми являются те гемицеллюлозы, которые находятся в пространствах между целлюлозными фибриллами или в аморфной части целлюлозы. [17]
Лигнин - инкрустирующий групповой полимер ароматического характера, построен в основном из фенил-пропановых структурных звеньев. В естественных условиях лигнин как таковой не существует, а представляет собой лигнин-полисахаридный комплекс, в котором предполагается наличие химической ( лигно-углеводной) связи. При выделении лигнина различными методами получены лигно-ксилановые комплексы. В кислой среде гидролизуются гликозидные связи внутри молекул кси-лана, связи между лигнином и ксиланом не нарушаются. [18]
Основная цепь такого ксилана обычно имеет линейное строение и состоит из р - ( 1 - - 4) - связанных остатков D-ксилозы. Гомогликаны не имеют широкого распространения. Типичным представителем гомогликанов является D-ксилан из травы альфа, состоящий из р - ( 1 - - 4) - связанных остатков D-ксилозы; поскольку при анализе этих цепей методом метилирования было выделено небольшое количество 2 3 4-три - 0-метил - /) - ксилозы, в них содержится единственная точка ветвления при С-3 остатка D-ксилозы. Самой распространенной гемицеллюлозой мягких сортов древесины является ( 0-ацетил - Ь - арабино) - ( 4 - 0-метил - глюкуроно) - D-ксилан, а наиболее распространенной боковой цепью - а - ( 1 - - 2) - или, реже, а - ( 1 - кЗ) - связанный остаток 4 - 0-метил - О-глюкуроновой кислоты; однолетние растения содержат остатки неметилированных моносахаридов. Число содержащих D-глюкуроновую кислоту боковых цепей в ксиланах из разных растений неодинаково; так, D-ксиланы из твердых сортов древесины содержат в среднем один остаток этой кислоты на 10 остатков D-ксилозы. Другой обычной для кси-ланов боковой цепью является а - ( 1 - - 3) - связанная L-арабиноза, однако такие остатки не всегда являются терминальными невосста-кавливающими звеньями. [19]
Исследования эти были проведены с целью увеличения выхода целлюлозы из лиственной древесины для производства бумаги. Опыты показали, что во время подъема температуры до 170 С значительная часть гемицеллюлоз переходит в раствор. К этому моменту содержание растворенных пентозанов достигает максимума. Сульфатная варка в тех же условиях чистого изолированного глюку - роноксилана березы показала, что он в процессе варки по мере подъема температуры постепенно образует кристаллический осадок. Электронномикроско-пические исследования волокон после сульфатной варки показали, что на них находится ориентированный или аморфный слой кси-лана. [20]