Захароза - биология

безцветно и без мирис кристално твърдо вещество със сладък вкус [1] [2]

185–186 ° C (разлага се от приблизително 160 ° C) [2]

много добър във вода (1970 g l −1 при 20 ° C) [1]

Захароза [zaxaˈroːzə] също Захароза, е битова или гранулирана захар, която обикновено се използва като "захар". Захарното цвекло, захарната тръстика и захарната палма съдържат този дизахарид. Конституцията беше просветена от Уолтър Норман Хауърт. [3] В захарозата по една молекула от α-D-глюкоза и β-D-фруктоза са свързани чрез α, β-1,2-гликозидна връзка.

история

The захар древния свят (от санскр carkara „Чуплив“, „подобен на камък“) първоначално е бил табаксирът (бамбуков камък), на който са били приписвани лечебни сили. Едва по-късно арабите прехвърлиха думата върху захарта от тръстика с подобен вид. Също думата произход за захар śarkara (Санскрит за „пясък“, „чакъл“) може да се намери в литературата. Според Липман тръстиковата захар става известна в Индия едва през третия до шести век. [4]

Поява, екстракция и значение при растенията

Захарозата се образува от много растения чрез фотосинтеза; за производството на домакинска захар от особено значение са захарното цвекло, захарната тръстика и захарната палма (главно в Индонезия). Захарозата се получава и в по-малки количества от сока на захарния клен. В допълнение, флоемният сок на много растения, който съдържа изключително или предимно захароза, е в основата на производството на пчелен мед - от пчелите или директно от растителен секрет като нектар, или от секретите на флоемен сок, смучещи насекоми (особено клюн, като листни въшки, насекоми, листни бълхи, белокрилки и различни цикади), наречени медена роса. събирай. [5]

биосинтеза

Биосинтезата на захарозата се осъществява в цитоплазмата на растителните клетки от междинните съединения хексоза UDP-глюкоза и фруктоза-6-фосфат. Двата монозахарида се образуват от триозни фосфати, които възникват като нетна печалба от асимилацията на въглерод при фотосинтезата (цикъл на Калвин) в хлоропласта. Двата триозни фосфати глицералдехид-3-фосфат и дихидроксиацетон фосфат се използват или в хлоропласта за синтеза на нишесте (складиращо нишесте) или се изнасят от хлоропласта в цитозола, където се образуват хексози, които се използват за синтезиране на захароза (или други въглехидрати).

За тази цел фруктоза-1,6-бисфосфат първо се образува чрез реакция на кондензация между глицералдехид-3-фосфат и дихидроксиацетон фосфат, който след това се превръща във фруктоза-6-Р чрез дефосфорилиране. Глюкоза-6-Р също се образува от фруктоза-6-Р чрез изомеризация, която чрез последваща реакция (след предишна повторна изомеризация до глюкоза-1-фосфат) с уридин трифосфат (UTP) до уридин дифосфат глюкоза (UDP глюкоза) се активира. Последващата кондензация на UDP-глюкоза и фруктоза-6-Р до захароза-6-фосфат се катализира от ензима захароза-фосфат синтаза. Необходимата за това енергия се осигурява от отделянето на уридин дифосфат (UDP). Накрая, фосфатният остатък се отделя в необратима реакция от ензима захароза фосфат фосфатаза, така че се образува захароза.

Значение като транспортна захар

Захарозата е най-важната транспортна захар в растенията. Той е по-подходящ за това от свободните хексози, тъй като е химически инертен като нередуциращ дизахарид. Захарозата, която се получава чрез фотосинтеза в зелени растителни клетки, когато е изложена на светлина, попада в апопласта чрез пасивен транспорт и след това чрез активен транспорт в асимилатно проводящата флоема на растителната тъкан. Във флоемата става други, не фотосинтетични тъкани, напр. Зони на растеж или тъкани за съхранение.

Други транспортни захари са рафинози в някои растителни семейства (напр. Тиквички, орехи).

Демонтаж и рециклиране

Съществуват различни възможности за разграждане на захарозата в прицелните тъкани.

В зони на растеж като издънки и коренови връхчета (меристеми), захарозата от флоемата се транспортира симплазматично от плазмодесматите. В клетките, в обратната страна на реакцията на синтез, той се разцепва от ензима захароза синтаза с UDP, за да образува UDP-глюкоза и фруктоза. Двете хексози могат да бъдат превърнати в глюкоза-6-Р и напр. да бъдат въведени в гликолизата за производство на енергия.

В тъканите за съхранение захарозата се транспортира апопластично от флоема до целевите клетки. Той може да бъде погълнат чрез активен транспорт в клетката и разграден там от захароза синтазата. По-голямата част обаче се разделя на глюкоза и фруктоза от инвертази в клетъчната стена. Двата монозахарида могат да бъдат погълнати от клетката от симпортери, където те се транспортират като глюкоза-6-Р в хлоропласта и се използват за синтез на съхранение.

характеристики

Химични свойства

Подобно на други видове захар, захарозата е въглехидрати. Това е дизахарид (двойна захар). Като димер, захарозата се състои от по една молекула от α-D-глюкоза (пиранозна форма) и β-D-фруктоза (фуранозна форма). Тези две молекули са свързани помежду си чрез α, β-1,2-гликозидна връзка (глюкоза α1-2 фруктоза), която се е образувала с изтичането на водна молекула (реакция на кондензация) чрез OH групите на аномерните С атоми.

Захарозата е нередуциращ дизахарид. Нередуциращите дизахариди са O-гликозидно свързани помежду си чрез двата си аномерни С атома; химичното им наименование завършва с -sid. Това означава, че двата компонента присъстват в молекулата на захарозата по такъв начин, че при отваряне на пръстена не може да се образува алдехидна група (нито от глюкозата, нито от фруктозната молекула). Тези нередуциращи се групи атоми се наричат ацетали. За разлика от хемиацеталите, ацеталите са сравнително стабилни в основна и неутрална среда. Те могат да бъдат отворени само чрез киселинен катализ, дизахарид z. Понякога се разделя на монозахариди, което води до инвертна захар (равни части глюкоза и фруктоза). Поради липсата на отваряне на пръстена в неутрална среда, захарозата почти не показва мутаротация.