Škrob, glykogen a celulóza jsou komplexní sacharidy, izomery glukózy. Mají podobnou kruhovou strukturu složenou z α - glukózových zbytků, ale vyznačují se fyzikálními vlastnostmi a prostorovou konfigurací svých molekul.
Charakteristickým rysem škrobových a glykogenových molekul je přítomnost větví, které se tvoří díky α-1,6-glykosidické vazbě. Takové větvení v molekulách škrobu chybí a větvení v molekulách glykogenu nemusí být pouze α-1,6 vazbami, ale také α-1,4 vazbami.
Funkce v těle
Škrob je hlavním náhradním sacharidem rostlin, který jim umožňuje přežít v podmínkách nedostatku živin. U lidí slouží škrob jako zdroj energie pocházející z potravy.
Glykogen hraje podobnou roli v organismech zvířat a lidí. Je uložen v játrech a kosterních svalech a používá se při fyzické námaze a při půstu. Glykogen se také podílí na regulaci hladiny glukózy v krvi během období hladu a fyzické aktivity.
Celulóza je součástí buněčných stěn rostlinných buněk a je zodpovědná za jejich pevnost a odolnost. Je také biologicky odbouratelná, to znamená, že může být rozložena bakteriemi a houbami v půdě.
Nutriční hodnota a použití
Škrob je důležitým potravinářským produktem pro člověka i zvířata. Je široce používán při výrobě pečiva, cukrovinek, polévek, omáček a dalších potravin.
Glykogen se na rozdíl od škrobu nepoužívá jako potravina, protože jeho obsah v potravinách je minimální. Glykogenní rezervy v těle jsou však důležitým zdrojem energie při fyzické aktivitě a půstu.
Celulóza je u člověka nedostupná pro trávení, takže nemá žádnou nutriční hodnotu. Je však důležitým zdrojem vlákniny, která podporuje normalizaci trávení a prevenci zácpy.
Struktura škrobu, glykogenu a celulózy
Škrob se skládá ze dvou hlavních fragmentů-amylózy a amylopektinu. Amylóza je lineární řetězec glukózových zbytků Spojených α-1,4-glykosidovými vazbami. Amylopektin je zase rozvětvená molekula, kde α-1,6-glykosidové vazby tvoří průmyslová odvětví spojená α-1,4-glykosidovými vazbami. Taková struktura činí škrob solubilen a poskytuje základ pro jeho použití jako energetické zásoby rostlin.
Glykogen je uložená forma glukózy v těle zvířat a lidí. Struktura glykogenu je velmi podobná struktuře amylopektinu. Glykogen má však kratší obory a vyšší koncentraci větví. Tato struktura činí glykogen dobrým zdrojem energie pro svaly a játra během fyzické aktivity nebo půstu.
Celulóza, na rozdíl od škrobu a glykogenu, má lineární strukturu složenou pouze z β-1,4-glykosidových vazeb. Tato struktura dodává celulóze tuhost a stabilitu a činí z ní hlavní strukturální složku buněčných stěn rostlin. Lidské tělo není schopno rozložit celulózu, takže je nerozpustnou vlákninou a hraje důležitou roli při udržování normálního fungování střev.
| Polysacharid | Budova | Funkce |
|---|---|---|
| Škrob | Amylóza a amylopektin | Energetická zásoba rostlin |
| Glykogen | Amylopektin | Ukládání glukózy v těle zvířat |
| Buničina | Lineární řetězec β-1,4-glykosidových vazeb | Strukturální složka buněčných stěn rostlin |
Vlastnosti škrobu
Na rozdíl od glykogenu má škrob několik odrůd-amylofektin a amylóza. Amylofektin je rozvětvená molekula škrobu, ve které jsou molekuly glukózy vázány alfa-1,4-glykosidovými vazbami a alfa-1,6-glykosidovými vazbami tvořícími boční větve. Amylóza je naproti tomu nevětvová molekula škrobu, ve které jsou molekuly glukózy vázány pouze alfa-1,4-glykosidovými vazbami.
Dalším rysem škrobu je jeho schopnost vytvářet struktury tvořící gely při interakci s vodou a při zahřívání. Díky tomu je škrob hlavní složkou v procesu vaření a v průmyslu doplňků stravy.
Jedinečné vlastnosti glykogenu
| 1. Energetické úložiště | Glykogen hraje v těle klíčovou roli jako úložiště náhradní energie. Může být snadno zničen v přítomnosti enzymů, přičemž se uvolňují glukózové molekuly, které slouží jako zdroj energie pro buňky. |
| 2. Role v metabolismu sacharidů | Glykogen se podílí na regulaci hladiny glukózy v krvi. Při poklesu hladiny glukózy hormon inzulín stimuluje syntézu glykogenu v játrech a svalech. Když se hladina glukózy zvýší, hormon glukagon zničí glykogen a uvolní glukózu. |
| 3. Vytváření identifikačních značek | Glykogen může být modifikován za účasti různých enzymů, což umožňuje buňkám používat jej jako identifikační markery na svém povrchu. To je zvláště důležité pro buňky imunitního systému, které pomocí glykogenových molekul dokážou rozpoznat a napadnout infekční agens. |
| 4. Role při tvorbě hydratačního obalu | Glykogen má vysokou hydrataci, tj. schopnost přitahovat vodu. Tato vlastnost umožňuje glykogenu vytvořit hydratační obal kolem buněk, který slouží jako obranný mechanismus proti dehydrataci. Díky hydratačnímu obalu si buňky zachovávají svůj tvar a schopnost fungovat. |
Glykogen je tedy multifunkční polysacharid, který plní důležité role v lidském těle a dalších živých organismech.
Úžasná struktura celulózy
Celulóza se skládá z dlouhých řetězců glukózových molekul vzájemně propojených specifickým způsobem. Každá molekula celulózy obsahuje až 15 000 glukózových jednotek. Díky zvláštním vlastnostem řetězců má celulóza super pevnost a strukturální stabilitu.
Podobnost s glykogenem a škrobem:
Celulóza, stejně jako glykogen a škrob, se skládá z glukózových molekul. Tyto sloučeniny však mají jinou strukturu a funkci.
Stejně jako škrob je celulóza polysacharidem, ale nerozpouští se ve vodě a není absorbována živými organismy. To je způsobeno odlišnou orientací glukózových jednotek v řetězcích. Ve škrobu jsou orientovány ve všech směrech, což zajišťuje rozpustnost a stravitelnost v těle. V celulóze jsou glukózové molekuly orientovány podél osy řetězce, což způsobuje jeho tuhost a nezranitelnost pro trávicí enzymy.
Jedinečné vlastnosti celulózy:
Struktura celulózy z ní dělá vynikající stavební hmotu pro rostlinné buňky. Celulózová vlákna tvoří silné stěny buněk, dodávají jim pevnost a chrání před deformací. To je zvláště důležité pro rostliny, které jsou vysazené například pro stromy a stonky.
Celulóza má však úžasné vlastnosti v oblasti vědy a technologie. Jeho vysoká pevnost a schopnost tvořit vícevrstvé struktury z něj činí skvělý materiál pro vytváření různých produktů, včetně papíru, textilu, filmů, plastů a dokonce i biologicky rozložitelných materiálů.
Celulóza, se svou jedinečnou strukturou, tedy hraje klíčovou roli v životě rostlin a nachází široké uplatnění v různých oblastech lidské činnosti.
Chemické složení škrobu
α-amylóza - je to lineární řetězec složený z anhydridů glukózy vázaných α-1,4-glykosidovou vazbou. Tato struktura dává škrobu schopnost vytvářet gelové roztoky při zahřívání vodou.
A-amylopektin - je to rozvětvená molekula složená z anhydridů glukózy, které jsou spojeny α-1,4-glykosidovou vazbou a větvení se tvoří α-1,6-glykosidovou vazbou. A-amylopektin má výrazně větší molekulovou hmotnost, což způsobuje jeho schopnost udržet si tvar a stabilitu při zahřívání.
Obsah α-amylózy a a-amylopektinu ve škrobu závisí na jeho složení a zdroji. V závislosti na tom se liší vlastnosti a použití různých druhů škrobu v potravinářském a jiném průmyslu.
Chemické složení glykogenu
Glykogen je polysacharid složený z opakujících se podjednotek glukózy. Navíc glukóza tvoří polymerní řetězce, které se spojují prostřednictvím glykosidické vazby mezi uhlíkovými atomy 1 a 4. Chemický vzorec glykogenu C₆H₁₀O₅ a jeho molekulová hmotnost je 162 g/mol.
Glykogen obsahuje značné množství > řetězců, které vznikají větvením molekuly glukózy při tvorbě glykogenu prostřednictvím glykosidových vazeb mezi uhlíkovými atomy 1 a 6. Větve zajišťují zvětšení povrchu pro syntézu a rozklad glykogenu, díky čemuž je prakticky nerozpustný ve vodě.
Glykogen je náhradní forma cukrů v těle živých bytostí a hromadí se hlavně v játrech a kosterních svalech. Jeho úlohou je dodávat energii v obdobích hladu nebo zvýšené fyzické aktivity.
- Chemický vzorec: C₆H₁₀O₅
- Molekulová hmotnost: 162 g/mol
- Skládá se z opakujících se podjednotek glukózy spojených glykosidovými vazbami mezi uhlíkovými atomy 1 a 4
- Zahrnuje > řetězce vzniklé větvením molekuly glukózy prostřednictvím glykosidických vazeb mezi uhlíkovými atomy 1 a 6
- Téměř nerozpustný ve vodě
- Syntetizuje a ukládá se hlavně v játrech a kosterních svalech
- Používá se jako náhradní forma cukrů k poskytování energie během období hladu nebo zvýšené fyzické aktivity