Μελέτη προσδιορισµού δοµής

Transcript

1 Δισακχαρίτες

2 Μελέτη προσδιορισµού δοµής 1. Είναι ανάγων ή όχι; 2. Ταυτοποίηση µονοσακχαριτών που προκύπτουν µε όξινη υδρόλυση ή ενζυµική διάσπαση 3. Εύρεση είδους γλυκοζιτικού δεσµού µε ένζυµα Μαλτάση (α-γλυκοζιτικούς δεσµούς) Εµουλσίνη (β-γλυκοζιτικούς δεσµούς 4. Μεθυλίωση και υδρόλυση µε οξύ. Ανάλυση των µεθυλιωµένων µονοσακχαριτών µε χρωµατογραφία αναγνώριση µη µεθυλιωµένων θέσεων

3 Σακχαρόζη Δεν ανάγει το αντιδραστήριο Fehling και Tollen Δεν σχηµατίζει οζαζόνη Δεν παρουσιάζει τις ιδιότητες της ελεύθερης αλδεϋδοµάδας ή κετονοµάδας Διασπάται από αραιά διαλύµατα οξέων ή µε τη δράση ιµβερτάσης προς παραγωγή ιµβερτοσάκχαρου (ισοµοριακό µίγµα D- γλυκόζης και D-φρουκτόζης) Φαινόµενο ιµβερτοποίησης ή αναστροφής Ειδική στροφή σακχαρόζης +66,5 ο Ειδική στροφή γλυκόζης +52,7 ο Ειδική στροφή φρουκτόζης -92,4 ο

4 Λακτόζη Είναι ανάγων δισακχαρίτης Σχηµατίζει οζαζόνη Υπάρχει σε α- ή β-µορφή Υδρολύεται από β-γαλακτοσιδάση

5 Μαλτόζη Είναι ανάγων δισακχαρίτης Σχηµατίζει οζαζόνη Υπάρχει σε α- ή β-µορφή(υπερτερεί η β-µορφή) Οξειδώνεται µε βρωµιούχο νερό προς µαλτοβιονικό οξύ Υδρολύεται από µαλτάση Είναι προϊόν µερικής υδρόλυσης αµύλου

6 Κελλοβιόζη Είναι ανάγων δισακχαρίτης Σχηµατίζει οζαζόνη Υπάρχει σε α- ή β-µορφή(υπερτερεί η β- µορφή) Υδρολύεται από εµουλσίνη Είναι προϊόν µερικής υδρόλυσης κυτταρίνης

7 Γεντιοβιόζη Είναι ανάγων δισακχαρίτης Σχηµατίζει οζαζόνη Υπάρχει σε α- ή β-µορφή(υπερτερεί η β- µορφή) Υδρολύεται από εµουλσίνη

8 Ραφινόζη Δεν ανάγει το αντιδραστήριο Fehling

9 Πολυσακχαρίτες Οµοιοπολυσακχαρίτες Ετεροπολυσακχαρίτες

10 Μέθοδοι αποµόνωσης/ καθαρισµού Παραλαβή από φυτικές ή ζωικές πρώτες ύλες Καθίζηση µε αλκοόλη, ακετόνη Χρωµατογραφία µοριακής διήθησης Χρωµατογραφία ιοντανταλλαγής

11 Χηµικές µέθοδοι για τη µελέτη της δοµής των πολυσακχαριτών Όξινη υδρόλυση (ΗCl, CF 3 COOH, HCOOH) Μονοσακχαρίτες & ολιγοσακχαρίτες Μεθυλίωση & όξινη υδρόλυση Μεθυλιωµένους µονοσακχαρίτες: θέση του δεσµού τους και το µέγεθος του δακτυλίου τους Ακετόλυση (αντίδραση µε οξικό ανυδρίτη που περιέχει 3-5% θειικό οξύ) Αναγνώριση 1,6-γλυκοζιτικού δεσµού, ο οποίος είναι ανθεκτικός στην όξινη υδρόλυση

12 Χηµικές µέθοδοι για τη µελέτη της δοµής των πολυσακχαριτών Αποικοδόµηση κατά Smith 1. Οξείδωση µε υπεριωδικό 2. Αναγωγή µε υδρίδιο βορίου-νατρίου 3. Όξινη υδρόλυση Ανέπαφος πολυσακχαρίτης, ολιγοσακχαρίτες µικρά µόρια χαρακτηριστικά του δεσµού.

13 Αποικοδόµηση κατά Smith

14 Φυσικές µέθοδοι µελέτης δοµής πολυσακχαριτών Χρωµατογραφία λεπτής στιβάδας Χρωµατογραφία στήλης Αέρια Χρωµατογραφία Υγρή χρωµατογραφία υψηλής απόδοσης Ηλεκτροφόρηση σε τριχοειδές Υπέρυθρη χρωµατογραφία Φασµατοσκοπία πυρηνικού µαγνητικού συντονισµού Φασµατοσκοπία µάζας Μέτρηση στροφικής ικανότητας...

15 Πολυσακχαρίτες Οµοιοπολυσακχαρίτες Κυτταρίνη Αµυλόζη Αµυλοπηκτίνη Γλυκογόνο Χιτίνη Πηκτινικές ύλες Ετεροπολυσακχαρίτες Γλυκοζαµινογλυκάνες

16 Κυτταρίνη Όξινη υδρόλυση δίνει D-γλυκόζη-Μερική υδρόλυση δίνει κελλοβιόζη Όξινη υδρόλυση µεθυλιωµένης κυτταρίνης δίνει 2,3,6-τρι-Ο-µεθυλο-Dγλυκόζη Μελέτες µε ακτίνες Χ έδειξαν ότι οι µονάδες γλυκόζης βρίσκονται παράλληλα προς τον άξονα της ίνας. Η απόσταση των OH δύο γειτονικών αλυσίδων υποδηλώνει δεσµό H. Μικρή διαλυτότητα και µικρή δραστικότητα Μοριακό βάρος: 250,000-1,000,000 (περίπου 1500 µονάδες γλυκόζης στο ξύλο) ή και υψηλότερο (800-10,000 µονάδες στην βακτηριακή) Αποικοδοµείται από κυτταρινάσες

17

18 Κυτταρίνη-Φυσικές πηγές Μαζί µε ηµικυτταρίνη, λιγνίνη, πηκτίνη, κ.λπ. Βαµβάκι (>90% κυτταρίνη), ξύλο (50% κυτταρίνη), κάνναβις (80%), άχυρα δηµητριακών (45%). Η βακτηριακή κυτταρίνη (µεγαλύτερου βαθµού καθαρότητας) έχει µεγαλύτερο βαθµό πολυµερισµού, µεγαλύτερη ενυδάτωση και ισχυρότερες ίνες Μερική αποικοδόµηση κατά την πορεία καθαρισµού π.χ. α-κυτταρίνη δεν είναι διαλυτή σε 17,5% ΝaOH, β-κυτταρίνη διαλύεται σε 17,5% ΝaOH αλλά όχι σε όξινο διάλυµα (καταβυθίζεται) και η γ-κυτταρίνη διαλύεται και στα δύο. Μεγάλης έκτασης κρυσταλλικές περιοχές

19 Διακλαδισµένος ετεροπολυσακχαρίτη ς µικρότερου µεγέθους Άµορφη δοµή, µικρής αντοχής Υδρολύεται εύκολα µε αραιό οξύ ή βάση και άπειρα ένζυµα ηµικυτταρινασών Ηµικυτταρίνη

20 Εστέρες Κυτταρίνης

21 Αιθέρες Κυτταρίνης

22 Νιτρική κυτταρίνη Προϊόν κατεργασίας µε µίγµα νίτρωσης (HNO 3 -H 2 SO 4 ) Ο βαθµός νίτρωσης ποικίλει και καθορίζει τις ιδιότητες Pyroxylin (2-3 ΝΟ2/µόριο) πλαστικά ή βερνίκια Προϊόντα µε µεγαλύτερο βαθµό νίτρωσης σε εκρηκτικά Όταν καίγονται είναι πολύ τοξικά

23 Οξική κυτταρίνη

24 Βισκόζη, Κελλοφάνη

25 Οξική κυτταρίνη Καλή υφαντική ίνα (έχει αντικαταστήσει τη νιτρική κυτταρίνη)

26 ΑΜΥΛΟ

27 Αντίδραση αµυλόζης µε ιώδιο

28

29 Γλυκογόν ο

30 Χιτίνη Κύριο συστατικό οστρακοειδούς περιβλήµατος αστακών, καβουριών, γαρίδων, σαλιγκαριών, κελύφους εντόµων Κατεργασία µε χιτινάση δίνει χιτοβιόζη Μήκος παρόµοιο µε αυτό της κυτταρίνης

31

32

33

34 Πηκτινικές ύλες Περιέχουν πολυγαλακτουρονικό οξύ και άλλες προσµίξεις. Σε αυτό οφείλεται η πήξη στις µαρµελάδες, γλυκά κουταλιού, ζελέδες, κ.λπ.

35 Πηκτίνες Typical levels of pectin in plants are (fresh weight): apples, 1 1.5% apricots, 1% cherries, 0.4% oranges, % carrots approx. 1.4% citrus peels, 30%