Разница между крахмалом и целлюлозой
Разница между крахмальной целлюлозой и гликогеном – 2020 – Новости
Крахмал, целлюлоза и гликоген – это три типа полимерных углеводов, которые содержатся в живых клетках. Автотрофы производят глюкозу как простой сахар во время фотосинтеза.
Все эти углеводные полимеры, крахмал, целлюлоза и гликоген состоят из соединения мономерных звеньев глюкозы вместе различными типами гликозидных связей. Они служат химическими источниками энергии, а также структурными компонентами клетки.
Основное различие между крахмалом, целлюлозой и гликогеном заключается в том, что крахмал является основным источником накопления углеводов в растениях, тогда как целлюлоза является основным структурным компонентом клеточной стенки растений, а гликоген является основным источником накопления углеводов у грибов и животных.
Эта статья исследует,
1. Что такое крахмал
– структура, свойства, источник, функция
2. Что такое целлюлоза
– структура, свойства, источник, функция
3. Что такое гликоген
– структура, свойства, источник, функция
4. В чем разница между крахмальной целлюлозой и гликогеном
Что такое крахмал
Крахмал – это полисахарид, синтезируемый зелеными растениями в качестве основного источника энергии. Глюкоза вырабатывается фотосинтезирующими организмами в виде простого органического соединения. Он превращается в нерастворимые вещества, такие как масла, жиры и крахмал для хранения.
Нерастворимые вещества для хранения, такие как крахмал, не влияют на водный потенциал внутри клетки. Они не могут удаляться от складских помещений. В растениях глюкоза и крахмал превращаются в структурные компоненты, такие как целлюлоза.
Они также превращаются в белки, которые необходимы для роста и восстановления клеточных структур.
Растения хранят глюкозу в основных продуктах питания, таких как фрукты, клубни, такие как картофель, семена, такие как рис, пшеница, кукуруза и маниока. Крахмал встречается в гранулах, называемых амилопластами, в виде полукристаллических структур.
[attention type=red]Крахмал состоит из двух типов полимеров: амилозы и амилопектина. Амилоза представляет собой линейную и спиральную цепь, но амилопектин представляет собой разветвленную цепь. Около 25% крахмала в растениях составляют амилоза, а остальные – амилопектин.
[/attention]
1-Фосфат глюкозы сначала превращается в АДФ-глюкозу. Затем АДФ-глюкоза полимеризуется через 1, 4-альфа-гликозидную связь ферментом синтазой крахмала. Эта полимеризация образует линейный полимер амилозы.
1, 6-альфа-гликозидные связи вводятся в цепь с помощью разветвляющего крахмала фермента, который продуцирует амилопектин. Крахмальные гранулы риса показаны на рисунке 1 .
Рисунок 1: крахмальные гранулы в рисе
Что такое целлюлоза
Целлюлоза – это полисахарид, который состоит из сотен или многих тысяч единиц глюкозы. Это основной компонент клеточной стенки растений. Многие водоросли и оомицеты также используют целлюлозу для формирования клеточной стенки. Целлюлоза представляет собой полимер с прямой цепью, в котором между молекулами глюкозы образуются 1, 4-бета-гликозидные связи.
Водородные связи образуются между несколькими гидроксильными группами одной цепи с соседними цепями. Это позволяет прочно удерживать две цепи. Аналогично, несколько целлюлозных цепей участвуют в образовании целлюлозных волокон. Целлюлозное волокно, которое состоит из трех целлюлозных цепей, показано на рисунке 2 .
Водородные связи между целлюлозными цепями показаны голубыми цветными линиями.
Рисунок 2: целлюлозное волокно
Что такое гликоген
Гликоген является накопительным полисахаридом животных и грибов. Это аналог крахмала у животных. Гликоген структурно похож на амилопектин, но сильно разветвлен, чем последний. Линейные цепные формы через 1, 4-альфа-гликозидные связи и ответвления происходят через 1, 6-альфа-гликозидные связи. Разветвление происходит в каждых 8-12 молекулах глюкозы в цепи.
Его гранулы встречаются в цитозоле клеток. Клетки печени, а также мышечные клетки хранят гликоген у человека. При необходимости гликоген расщепляется на глюкозу под действием гликогенфосфорилазы. Процесс называется гликогенолизом. Глюкогон – это гормон, который стимулирует гликогенолиз.
1, 4-альфа-гликозидные и 1, 6-альфа-гликозидные связи гликогена показаны на фигуре 3 .
Рисунок 3: Связи в гликогене
Определение
Крахмал: Крахмал является основным источником углеводов в растениях.
Целлюлоза: Целлюлоза является основным структурным компонентом клеточной стенки растений.
Гликоген: Гликоген является основным источником накопления углеводов для грибов и животных.
мономер
Крахмал: мономером крахмала является альфа-глюкоза.
Целлюлоза: мономером целлюлозы является бета-глюкоза.
Гликоген: мономером гликогена является альфа-глюкоза.
Связь между мономерами
Крахмал: 1, 4-гликозидные связи в амилозе и 1, 4- и 1, 6-гликозидные связи в амилопектине происходят между мономерами крахмала.
Целлюлоза: между мономерами целлюлозы возникают 1, 4 гликозидные связи.
Гликоген: 1, 4 и 1, 6 гликозидные связи происходят между мономерами гликогена.
Природа Цепи
Крахмал: амилоза представляет собой неразветвленную спиральную цепь, а амилопектин представляет собой длинную разветвленную цепь, некоторые из которых являются спиральными.
Целлюлоза: целлюлоза представляет собой прямую, длинную неразветвленную цепь, которая образует Н-связи со смежными цепями.
Гликоген: Гликоген – это короткая, много разветвленных цепочек, некоторые из которых скручены.
Молекулярная формула
Крахмал: Молекулярная формула крахмала (C 6 H 10 O 5 ) n
Целлюлоза: Молекулярная формула целлюлозы (C 6 H 10 O 5 ) n.
Гликоген: Молекулярная формула гликогена C 24 H 42 O 21 .
Молярная масса
Крахмал: Молярная масса крахмала является переменной.
Целлюлоза: молярная масса целлюлозы составляет 162, 1406 г / моль.
Гликоген: молярная масса гликогена составляет 666, 5777 г / моль.
Найти в
Крахмал: крахмал можно найти в растениях.
Целлюлоза: Целлюлоза содержится в растениях.
Гликоген: Гликоген встречается у животных и грибов.
функция
Крахмал: Крахмал служит хранилищем углеводов.
Целлюлоза: Целлюлоза участвует в создании клеточных структур, таких как клеточные стенки.
Гликоген: гликоген служит накопителем энергии для углеводов.
Вхождение
Крахмал: крахмал встречается в зернах.
Целлюлоза: целлюлоза встречается в волокнах.
Гликоген: Гликоген встречается в небольших гранулах.
Вывод
Крахмал, целлюлоза и гликоген являются полисахаридами, обнаруженными в организмах. Крахмал содержится в растениях в качестве основной формы хранения углеводов. Линейные цепи крахмала называются амилозой, а разветвленные – амилопектином. Гликоген похож на амилопектин, но сильно разветвлен.
Это основная форма хранения углеводов у животных и грибов. Целлюлоза представляет собой линейный полисахарид, который образует водородные связи между несколькими целлюлозными цепями, образуя волокнистую структуру. Это основной компонент клеточной стенки растений, некоторых водорослей и грибов.
Таким образом, основным отличием крахмальной клетчатки от гликогена является их роль в каждом организме.
Ссылка:
1. Берг, Джереми М. «Сложные углеводы образуются за счет связывания моносахаридов». Биохимия. 5-е издание. Национальная медицинская библиотека США, 01 января 1970 года. Интернет. 17 мая 2017 ,
Изображение предоставлено: 1. «Рисовый крахмал – микроскопия». MKD – собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia. 2. «Модель заполнения пространства целлюлозой». CeresVesta (доклад) (загрузка) – собственная работа (общественное достояние) через Commons Wikimedia
3. «Гликоген» (общественное достояние) через Commons Wikimedia
Разница между крахмальной целлюлозой и гликогеном
Крахмал, целлюлоза и гликоген – это три типа полимерных углеводов, которые содержатся в живых клетках. Автотрофы производят глюкозу как простой сахар во время фотосинтеза.
Все эти углеводные полимеры, крахмал, целлюлоза и гликоген состоят из соединения мономерных звеньев глюкозы вместе различными типами гликозидных связей. Они служат химическими источниками энергии, а также структурными компонентами клетки.
главное отличие между крахмалом, целлюлозой и гликогеном крахмал является основным источником хранения углеводов в растениях в то время как клетчатка является основным структурным компонентом клеточной стенки растений а также Гликоген является основным источником накопления углеводной энергии грибов и животных.
Эта статья исследует,
1. Что такое крахмал
– структура, свойства, источник, функция
2. Что такое целлюлоза
– структура, свойства, источник, функция
3. Что такое гликоген
– структура, свойства, источник, функция
4. В чем разница между крахмальной целлюлозой и гликогеном
Что такое крахмал
Крахмал – это полисахарид, синтезируемый зелеными растениями в качестве основного источника энергии. Глюкоза вырабатывается фотосинтезирующими организмами в виде простого органического соединения. Он превращается в нерастворимые вещества, такие как масла, жиры и крахмал для хранения.
Нерастворимые вещества для хранения, такие как крахмал, не влияют на водный потенциал внутри клетки. Они не могут удаляться от складских помещений. В растениях глюкоза и крахмал превращаются в структурные компоненты, такие как целлюлоза.
Они также превращаются в белки, которые необходимы для роста и восстановления клеточных структур.
Растения хранят глюкозу в основных продуктах питания, таких как фрукты, клубни, такие как картофель, семена, такие как рис, пшеница, кукуруза и маниока. Крахмал встречается в гранулах, называемых амилопластами, в виде полукристаллических структур.
[attention type=red]Крахмал состоит из двух типов полимеров: амилозы и амилопектина. Амилоза представляет собой линейную и спиральную цепь, но амилопектин представляет собой разветвленную цепь. Около 25% крахмала в растениях составляют амилоза, а остальные – амилопектин.
[/attention]
1-Фосфат глюкозы сначала превращается в АДФ-глюкозу. Затем АДФ-глюкоза полимеризуется через 1,4-альфа-гликозидную связь ферментом синтазой крахмала. Эта полимеризация образует линейный полимер амилозы.
1,6-альфа-гликозидные связи вводятся в цепь с помощью разветвляющего крахмала фермента, который продуцирует амилопектин. Крахмальные гранулы риса показаны в Рисунок 1.
Рисунок 1: крахмальные гранулы в рисе
Что такое целлюлоза
Целлюлоза – это полисахарид, который состоит из сотен или многих тысяч единиц глюкозы. Это основной компонент клеточной стенки растений. Многие водоросли и оомицеты также используют целлюлозу для формирования клеточной стенки. Целлюлоза представляет собой полимер с прямой цепью, в котором между молекулами глюкозы образуются 1,4-бета-гликозидные связи.
Водородные связи образуются между несколькими гидроксильными группами одной цепи с соседними цепями. Это позволяет прочно удерживать две цепи. Аналогично, несколько целлюлозных цепей участвуют в образовании целлюлозных волокон.
Целлюлозное волокно, состоящее из трех целлюлозных цепей, показано на фигура 2, Водородные связи между целлюлозными цепями показаны голубыми цветными линиями.
Рисунок 2: целлюлозное волокно
Что такое гликоген
Гликоген является накопительным полисахаридом животных и грибов. Это аналог крахмала у животных. Гликоген структурно похож на амилопектин, но сильно разветвлен, чем последний. Линейные цепные формы через 1,4-альфа-гликозидные связи и ответвления происходят через 1,6-альфа-гликозидные связи. Разветвление происходит в каждых 8-12 молекулах глюкозы в цепи.
Его гранулы встречаются в цитозоле клеток. Клетки печени, а также мышечные клетки хранят гликоген у человека. При необходимости гликоген расщепляется на глюкозу под действием гликогенфосфорилазы. Процесс называется гликогенолизом. Глюкогон – это гормон, который стимулирует гликогенолиз.
1,4-альфа-гликозидные и 1,6-альфа-гликозидные связи гликогена показаны на рисунок 3.
Рисунок 3: Связи в гликогене
Определение
Крахмал: Крахмал является основным источником углеводов в растениях.
Целлюлоза: Целлюлоза является основным структурным компонентом клеточной стенки растений.
Гликоген: Гликоген является основным источником накопления углеводной энергии грибов и животных.
мономер
Крахмал: Мономером крахмала является альфа-глюкоза.
Целлюлоза: Мономером целлюлозы является бета-глюкоза.
Гликоген: Мономером гликогена является альфа-глюкоза.
Связь между мономерами
Крахмал: 1,4-гликозидные связи в амилозе и 1,4- и 1,6-гликозидные связи в амилопектине происходят между мономерами крахмала.
Целлюлоза: 1,4-гликозидные связи возникают между мономерами целлюлозы.
Гликоген: 1,4 и 1,6 гликозидные связи возникают между мономерами гликогена.
Природа Цепи
Крахмал: Амилоза представляет собой неразветвленную спиральную цепь, а амилопектин представляет собой длинную разветвленную цепь, некоторые из которых являются спиральными.
Целлюлоза: Целлюлоза представляет собой прямую длинную неразветвленную цепь, которая образует Н-связи со смежными цепями.
Гликоген: Гликоген – это короткая, много разветвленных цепей, некоторые из которых скручены.
Молекулярная формула
Крахмал: Молекулярная формула крахмала (C6ЧАС10О5) п
Целлюлоза: Молекулярная формула целлюлозы является (C6ЧАС10О5) П.
Гликоген: Молекулярная формула гликогена является C24ЧАС42О21.
Молярная масса
Крахмал: Молярная масса крахмала является переменной.
Целлюлоза: Молярная масса целлюлозы составляет 162,1406 г / моль.
Гликоген: Молярная масса гликогена составляет 666,5777 г / моль.
Нашел в
Крахмал: Крахмал можно найти в растениях.
Целлюлоза: Целлюлоза содержится в растениях.
Гликоген: Гликоген встречается у животных и грибов.
функция
Крахмал: Крахмал служит хранилищем углеводов.
Целлюлоза: Целлюлоза участвует в создании клеточных структур, таких как клеточные стенки.
Гликоген: Гликоген служит источником энергии для углеводов.
Вхождение
Крахмал: Крахмал встречается в зернах.
Целлюлоза: Целлюлоза встречается в волокнах.
Гликоген: Гликоген встречается в небольших гранулах.
Заключение
Крахмал, целлюлоза и гликоген являются полисахаридами, обнаруженными в организмах. Крахмал содержится в растениях в качестве основной формы хранения углеводов. Линейные цепи крахмала называются амилозой, а разветвленные – амилопектином. Гликоген похож на амилопектин, но сильно разветвлен.
Это основная форма хранения углеводов у животных и грибов. Целлюлоза представляет собой линейный полисахарид, который образует водородные связи между несколькими целлюлозными цепями, образуя волокнистую структуру. Это основной компонент клеточной стенки растений, некоторых водорослей и грибов.
Таким образом, основным отличием крахмальной клетчатки от гликогена является их роль в каждом организме.
Ссылка:
1. Берг, Джереми М. «Сложные углеводы образуются в результате связывания моносахаридов». Биохимия. 5-е издание. Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г. Веб. 17 мая 2017
Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы
Высокомолекулярные органические структуры, которые содержат большое количество остатков моносахаридов, называются полисахаридами.
Строение всех полисахаридов одинаково тем, что остатки моносахаридов соединяются полуацетатным гидроксилом данной молекулы и спиртовым гидроксилом иной молекулы. Остатки моносахаридов бывают идентичными либо различными.
Самыми значимыми из полисахаридов считаются крахмал и целлюлоза. Молекулярная масса этих веществ достаточно большая. Они имеют строение из глюкозы, но ее молекулы соединены неодинаково.
Обозначают эти два полисахарида одинаковой химической формулой (С6Н10О5)n.
Крахмал
Крахмал – это сложный углевод, представляющий собой зернистый хрустящий порошок белого цвета, не имеющий вкуса. Он не растворяется в холодной воде, а в воде с высокой температурой разбухает, образуется клейстер.
Данный полисахарид очень распространен в природной среде. Для растения стал запасным материалом и материалом для питания. Находится в них как крахмальное зерно.
Наибольшее количество крахмала содержат зерна злаковых культур: в рисе его восемьдесят шесть процентов, в пшенице – семьдесят пять процентов, в кукурузных зернышках – семьдесят два процента. Больше всего крахмала в картошке.
Здесь крахмальные зерна находятся в соке клеток, а в зернышках злаков они склеены растительным белком (клейковиной). Данный полимер – это результат процесса фотосинтеза.
Крахмал получают из разрушенных растительных клеток, вымывая его жидкостью. В промышленности его извлекают главным образом из картошки (картофельная мука) и кукурузных початков.Крахмал добывают из овощей следующим способом:
- Подготовкам растительного сырья (мойка и чистка).
- Измельчение овощей, получение крахмальной жидкости, промывка.
- Отстаивание получившейся массы и ее повторная промывка (очистка от примесей).
- Получившийся серый порошок просушивают, охлаждают и просеивают.
Под влиянием ферментов либо в процессе нагревания совместно с кислотами (катализатор при этом — ионы водорода) крахмал гидролизируется. В процессе этой химической реакции сперва появляется крахмал, который является растворимым, а потом образуются декстрины (простые вещества). В конечном итоге образуется глюкоза.
Крахмал не выдает реакцию «серебряное зеркало» (в ее итоге появляется серебро, оседающее на поверхности), но продукты, которые образовались в результате его гидролизации, выдают эту реакцию.
Крахмал взаимодействует с раствором йода. Когда к холодному клейстеру, который получился завариванием крахмала горячей водой, добавляют раствор йода, то клейстер окрашивается в синий цвет.
Когда такой клейстер нагревают, то этот цвет теряется, а когда клейстер снова становится холодным, то цвет возвращается. Такую особенность крахмала используют, когда необходимо определить наличие крахмала в продуктах для еды.
К примеру, маленькая капелька йода, нанесенная на кусочек картофельного клубня либо на кусочек пшеничного хлеба, окрашивает продукт в синий цвет.
В человеческой пище крахмал стал главным углеводом, он выступает как энергетический источник. Недостаточное количество крахмала в организме человека ведет к слабости; быстрому утомлению; к снижению сопротивляемости инфекциям; к ломкости ногтевых пластин; а еще к тому, что волосы секутся.
Пищевыми продуктам с большим содержанием данного вещества можно пополнить его количество в человеческом организме. Крахмала много в пшеничном хлебушке, различных крупах, картошке, овощных культурах.
Его перерабатывают в глюкозу, декстрины, патоку и используют при изготовлении кондитерских изделий. Причем различные виды крахмала обеспечивают различную плотность в одном и том же водном объеме.
Наибольшая плотность получается при применении рисового крахмала, несколько более жидкая субстанция образуется из картофельного крахмала, а нежнейшая консистенция у крахмала из кукурузы.В пищевых изделиях крахмал снижает вкус продукта, чувствуется пресный, сырой, неинтересный привкус, поэтому добавление крахмала приводит к увеличению количества других ингридиентов, чтобы вкус еды был нормальным. Например, в густой кисель нужно положить больше сахара и лимонки.
Применяют крахмал и в качестве клея. В отделке текстильного полотна и при накрахмаливании одежды он тоже необходим. Его используют для изготовления мазей и присыпок в медицинской промышленности.
Целлюлоза
Целлюлоза также является углеводом. Она имеет большее распространение, чем сам крахмал, является составной частью оболочки клеток растений. Целлюлозу по-другому называют клетчаткой. В деревянном сырье находится шестьдесят процентов целлюлозы, а в бумаге, которую отфильтровали, содержится примерно девяносто процентов целлюлозы.
Целлюлоза представляет собой твердое вещество, не имеющее запаха, белого цвета, которое не растворяется в водном растворе и других растворителях, относящихся к органике.
Она хорошо растворяется в концентрированном растворе аммиака с гидроксидом меди (называется реактивом Швейцера). Из такого кислотного раствора получают целлюлозные волокна, называемые гидратцеллюлозой.
Вещество клетчатка (целлюлоза) отличается значительной механической прочностью и эластичностью.
Молекулы целлюлозы строятся неразветвленно (нелинейно), поэтому образуются именно волокна этого вещества. А молекулы крахмала строятся и разветвлено, и линейно. Этим и отличаются крахмал и целлюлоза.
Различны эти вещества и по своему строению, а именно: крахмальные молекулы состоят из остатков альфа-глюкозы, а молекулы клетчатки состоят из остатков бета-глюкозы.
Эти незначительные отличия строения данных веществ приводят к большим отличиям в их свойствах. Крахмал является пищевым продуктом, а целлюлозу в пищу не используют.
При взаимодействии с йодом и серной кислотой, целлюлоза окрашивается в синий цвет. А при взаимодействии только лишь с йодом – окрашивается в коричневый оттенок.Целлюлоза не выдает реакцию «серебряного зеркала». Каждый глюкозный остаток в ней содержит три группы гидроксилов, из-за которых могут образоваться эфиры. При стандартной температуре целлюлоза вступает в реакцию только с концентратами кислот. Как и крахмал, она подвержена гидролизации с появлением глюкозы, когда происходит ее нагрев с не концентрированными кислотами.
Гидролизация целлюлозы по-другому называется осахариванием. Это важное свойство, которое помогает получать из деревянных опилок и деревянной стружки целлюлозу.
Когда ее сбраживают, то получается этил, он носит название гидролизного спирта.
На гидролизных предприятиях из одной тонны деревянного сырья выходит примерно двести литров этила, это дает возможность заменять полторы тонны картошки либо ноль целых семь десятых тонн зерновых культур.
Глюкоза в своем сыром состоянии, которую получали из древесного сырья, применяется как корм для домашнего скота. А хлопок, лен и пенька (это все тоже является целлюлозой) применяются для производства хлопковых и льняных тканей.
Много целлюлозы используется для изготовление бумажной продукции. Бумага является тонким слоем волокон целлюлозы, они спрессовываются и проклеиваются, чтобы не допустить растекания чернил и краски. Изначально бумагу делали из стеблей риса, хлопкового волокна и старых тканей.
Затем этого сырья стало не хватать. Стали применять древесное сырье. В промышленности целлюлозу можно получать варкой древесной щепы. Много бумаги нужно для производства газет, но ее качество (белый цвет, прочность, износоустойчивость) не имеет значения.
Дешевую бумагу делают из хвойного древесного сырья, а дорогую качественную бумагу изготавливают из хлопковой и льняной макулатуры.
Из целлюлозы путем химической обработки производят искусственное тканевое волокно (вискозное, шелковое, шерстяное), пластмассу, лак, пленку для кинофильмов и фотографий, порох без дыма.Таким образом, сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы показала, что крахмал и целлюлоза являются похожими полимерными веществами (сложными углеводами). Оба эти полимера белого оттенка. Они не растворяются в воде. Строятся из глюкозных молекул.
Обозначаются одной химической формулой, способны гидролизоваться и не выдают реакцию «серебряного зеркала». Отличаются они своей структурой (у целлюлозы она линейная, а у крахмала и линейная, и разветвленная).
Строение их также различно, хотя глюкоза присутствует в их составе (крахмал строится из остатков альфа-глюкозы, а целлюлоза – из остатков бета-глюкозы).
Различны они и областью использования (крахмал применяют в качестве пищевого продукта, а целлюлозу – нет; целлюлозу используют для производства бумажной и текстильной продукции, для изготовления разных предметов, а крахмал – нет). Глюкоза отличается от крахмала и своей прочностью, из нее можно делать волокно. Она и разлагается дольше крахмала.
