Дизахариди, рафинора, стахиоза, гентиобиоза

Дизахаридите може да се разглеждат като образувани от две молекули монозахарид (в повечето случаи - хексози) чрез отделяне на молекула вода. Това се осъществява или между полуацеталните (гликозидните) групи на двата монозахарида или между полуацеталната (гликозидната) група на единия монозахарид и алкохолната хидроксилна група на другия монозахарид Получените в първия случай дизахариди не съдържат свободна полуацетална (гликозидна) група, а във втория случай имат една такава група. В биосферата не се образуват дизахариди чрез отделяне на вода от алкохолни хидроксилни групи на два монозахарида. По строеж дизахаридите наподобяват гликозидите, понеже двата монозахарида се свързват с участие поне на една полуацетална (гликозидна) хидроксилна група, а агликонът на гликозида е монозахариден остатък.

 

Дизахаридите с една свободна полуацетална (гликозидна) група имат свойства, подобни на монозахаридите. Те проявяват мутаротация, редуцират Фелинговия разтвор, образуват озазони и могат да служат като градивни единици в молекулата на по-сложни полизахариди. Напротив, дизахаридите, които нямат свободна карбонилна група, не притежават характерните отнасяния на монозахаридите. За да се установи структурата на даден дизахарид, необходимо е да се знаят:

  1. Видът на монозахаридните единици, тоест от кои монози се състои;
  2. Начинът на свързване на монозахаридите един с друг;
  3. Конфигурацията при аномерния въглероден атом, участваш в образуването на връзката;
  4. При дизахариди със свободна гликозидна група кой от двата монозахарида участва в образуването на гликозидна връзка с полуацеталната си група и кой с алкохолната си група и именно с коя от алкохолните си групи;
  5. Каква е циклената структура на монозахаридите (пиранозна или фуранозна) в молекулата на дизахарида.

При третиране с разредена киселина дизахаридът се хидролизира. Получените монозахариди се идентифицират по свойствата им. Видът на връзката между монозахаридните остатъци в молекулата на дизахарида се установява чрез третирането му с разтвор на Фелинг. Дизахаридите съ свободна полуацетална (гликозидна) група редуцират Фелинговия разтвор, а другите не го редуцират. На третия въпрос може да се отговори, като се направи ензимна хидролиза, понеже ензимите проявяват висока специфичност по отношение на вида на връзката (α или β). Отговорът на четвъртия и петия въпрос се получава чрез пълно метилиране на дизахарида, следваща хидролиза и идентифициране на получените метилмонозахариди.

Систематичните наименования на дизахаридите се образуват чрез разглеждането им като функционални производни на монозахаридите. Тези, които са получени чрез анхидриране на полуацеталните хидроксилни групи на двата монозахарида, се наричат гликозидо-гликозиди, а получените чрез анхидриране на полуацеталната хидроксилна група на единия монозахарид и алкохолната група на другия монозахарид - гликозидо-глюкози. С цифри се номерират въглеродните атоми, с които са свързани двата монозахарида чрез кислородния атом. Конфигурацията на връзката се означава с α или β. Полуацеталният пръстен се отбелязва или с цифри, поставени в малки скоби, или се означава като пиранозен или фуранозен.

Към дизахаридите спадат захарозата, малтозата, целобиозата, лактозата, трехалозата, гентибиозата, мелибиозата и други.

(Структурна формула на захарозата)Структурна формула на захарозата

[α-D-глюкопиразонил-(1→2)-β-D-фруктофуранозид] се състои от глюкоза и фруктоза. Тя няма свободна карбонилна група, поради което не проявява мутаротация, нито редукционни свойства. При хидролиза на захарозата се получава смес от D (+) фруктоза и D (-). Този процес се нарича инверсия, понеже се придружава от изменение на знака на оптичното въртене на плоскостта на поляризираната свелина. Водният разтвор на захарозата е дясновъртящ, докато получената смес е лявовъртяща. Ето защо тази смес се нарича инертна захар. Захарозата се среща като свободна захар в различните органи на растенията - главно в захарната тръстика и в захарното цвекло, но също и в някои плодове и в меда.

Малтозата (α-D-глюкопиранозил(1→4) β-D-глюкопираноза] съдържа два остатъка на D-глюкоза. Тя има свободна карбонилна група, поради което проявява мутаротация и редуциращи свойства. Малтозата е продукт на ензимната хидролиза на нишестето.

Лактозата (млечната захар) [β-D-галактоза и α-D-глюкоза. Лактозата съдържа свободна мутаротация и редуциращи се свойства.

Целобиозата (β-D-глюкопиранозил-(1→4)-D-глюкопираноза] представлява повтаряща се структурна единица на целулозата. Тя има свободна карбонилна група. Целобиозата се получава при частичната хидролиза на целулозата.

 

  • Гентиобиозата [β-D-глюкопиразонил(1→6).D-глюкопираноза) също има свободна карбонилна група. Гентиобинозата е съставна част на гликозида амигдалин;
  • Мелиобиозата [α-D-галактогиранозил (1→6).D-глюкопираноза) съдържа D-галактоза и D-глюкоза. Получава се при непълна хидролиза на рафиновазата;
  • Трехалозата (гъбната захар) [α-D-глюко пиранозил (1→1) α-D-глюкопиранозид] съдържа два остатъка от D-глюкоза. Няма редуциращи свойства. Среща се в някои гъби и водорасли. Трехалозата е главна захар в хемолимфата на някои насекоми.
  • Рафинозата [α-D-галактопиранозил (1→6)-α-Dглюкопиранозил (1-2)-D-фруктофуранозид се съдържа в значителни количества в захарното цвекло и в други висши растения. Тя има свободна карбонилна група и поради това не редуцира Фелинговия разтвор. От ензима емулсин се разлага до галактоза и захароза, а от ензима инвертаза - до мелиобиоза и фруктоза.
  • Генцианозата [β-D-глюколиранозил-(1→6)-α-D-глюкопиранозил (1→2) β-D-фруктофуранозид също няма свободна карбонилна груоа и не редуцираща захар. 
  • Мелицитозата (глюкоза, фруктоза, глюкоза) се съдържа в клетъчния сок на някои иглолистни дървесни видове.
  • Стахиозата е тетразахарид. Молекулата й съдържа в молекули галактоза, 1 молекула фруктоза и 1 молекула глюкоза. Тя се съдържа в корените на Stachys tuberifera.