Szacharóz - biológia
színtelen és szagtalan, édes ízű kristályos szilárd anyag [1] [2]
185–186 ° C (bomlik kb. 160 ° C-tól) [2]
nagyon jó vízben (1970 g l −1 20 ° C-on) [1]
Szacharóz [zaxaˈroːzə] is Szacharóz, a háztartási vagy granulált cukor, amelyet általában cukorként használnak. A cukorrépa, a cukornád és a pálma tartalmaz ezt a diszacharidot. Az alkotmányt Walter Norman Haworth világosította fel. [3] A szacharózban az α-D-glükóz és a β-D-fruktóz egy-egy molekulája α, β-1,2-glikozidos kötéssel van összekötve.
sztori
A sakcharon az ókori világ (szanszkrit nyelven) carkara A "törékeny", "kőszerű") eredetileg a tabaxír (bambusz kő) volt, amelynek gyógyító erőket tulajdonítottak. Csak később tették át az arabok a szót a hasonló kinézetű nádcukorra. Szintén a származási szó a cukorról śarkara (Szanszkritul a "homok", "kavics") megtalálható az irodalomban. Lippmann szerint a nádcukor csak Indiában vált ismertté a harmadik-hatodik században. [4]
A növények előfordulása, kivonása és jelentősége
A szacharózt sok növény képzi fotoszintézis útján; a háztartási cukor előállításához különösen fontos a cukorrépa, a cukornád és a cukorpálma (főként Indonéziában). A cukor juhar nedvéből kisebb mennyiségben szacharózt is nyernek. Ezen túlmenően sok növény phloem nedve, amely kizárólag vagy túlnyomórészt szacharózt tartalmaz, képezi a méztermelés alapját - mivel a méhek vagy közvetlenül irányítják a növényi váladékot, például nektárt, vagy a mézharmatnak nevezett rágó rovarok (különösen a csőrborsó, mint a levéltetvek, pikkelyes rovarok, levélbolhák, fehérlepkék és különféle kabócák) váladékát. gyűjt. [5]
bioszintézis
A szacharóz bioszintézise a növényi sejtek citoplazmájában megy végbe, az UDP-glükóz és a fruktóz-6-foszfát köztitermékekből. A két monoszacharid trióz-foszfátokból képződik, amelyek nettó nyereségként származnak a fotoszintézis (Calvin-ciklus) szén-asszimilációjából a kloroplasztban. A két trióz-foszfát-gliceraldehid-3-foszfátot és dihidroxi-aceton-foszfátot vagy a kloroplasztban használják keményítő (tároló keményítő) szintéziséhez, vagy a kloroplasztból a citoszolba exportálják, ahol hexózok képződnek, amelyeket szacharóz (vagy más szénhidrátok vagy aminosavak) szintéziséhez használnak.
Ebből a célból a fruktóz-1,6-biszfoszfátot először gliceraldehid-3-foszfát és dihidroxi-aceton-foszfát közötti kondenzációs reakcióval állítják elő, amelyet aztán defoszforilezéssel fruktóz-6-P-vé alakítanak át. A glükóz-6-P izomerizációval képződik a fruktóz-6-P-ből is, amely ezt követő reakcióval (korábbi glükóz-1-foszfáttá történő izomerizáció után) uridin-trifoszfáttal (UTP) uridin-difoszfát-glükózzá (UDP glükóz) aktiválva van. Az UDP-glükóz és a fruktóz-6-P ezt követő kondenzációját szacharóz-6-foszfáttá a szacharóz-foszfát-szintáz enzim katalizálja. Az ehhez szükséges energiát az uridin-difoszfát (UDP) hasítása biztosítja. Végül a foszfátmaradékot a szacharóz-foszfát-foszfatáz enzim irreverzibilis reakcióban szétválasztja, így a szacharóz képződik.
Fontosság mint közlekedési cukor
A növényekben a szacharóz a legfontosabb szállítócukor. Erre jobban alkalmas, mint a szabad hexózok, mivel kémiailag inert, mint nem redukáló diszacharid. A szacharóz, amelyet fény hatására zöld növényi sejtekben fotoszintézissel állítanak elő, passzív transzporttal, majd aktív transzporttal jut be az apoplasztba a növényi szövet asszimilátot vezető flómjába. A floémban más, nem fotoszintetikus szövetekbe, például növekedési zónákba vagy tároló szövetekbe szállítják.
Egyéb szállító cukrok egyes növénycsaládokban raffinosok (pl. Cucurbits, dió).
Szétszerelés és újrahasznosítás
Különböző lehetőségek vannak a szacharóz lebontására a célszövetekben.
Az olyan növekedési zónákban, mint a hajtás és a gyökércsúcsok (merisztémák), a phloem-ból származó szacharózt a plazmodesmata szimplasmásan szállítja. A sejtekben a szintézis reakciójának fordított irányában a szacharóz-szintáz enzim UDP-vel UDP-glükózzá és fruktózzá hasítja. A két hexózt átalakíthatjuk glükóz-6-P-vé, és energiagenerálás céljából például glikolízisbe juttathatjuk.
A tároló szövetekben a szacharózt apoptikusan szállítják a floémból a célsejtekbe. Aktív transzport révén felvehető a sejtbe, és ott lebonthatja a szacharóz-szintáz. A többséget azonban glükózra és fruktózra osztják a sejtfal invertázai. A két monoszacharidot a sejt felveheti szimportánsokkal, ahol glükóz-6-P-ként szállítják a kloroplasztban és felhasználják a tárolási szilárdság szintéziséhez.
jellemzők
Kémiai tulajdonságok
A cukor más fajtáihoz hasonlóan a szacharóz is szénhidrát. Ez egy diszacharid (kettős cukor). Dimerként a szacharóz egy-egy molekulából áll, amelyek mindegyike tartalmaz α-D-glükózt (piranóz forma) és β-D-fruktózt (furanóz forma). Ez a két molekula α, β-1,2-glikozidos kötésen (glükóz α1-2 fruktóz) kapcsolódik egymáshoz, amely egy vízmolekula szökésével (kondenzációs reakció) keletkezett az anomer szénatomok OH csoportjain keresztül.
A szacharóz nem redukáló diszacharid. A nem redukáló diszacharidok két anomer C-atomjukon keresztül O-glikozidszerűen kapcsolódnak egymáshoz; kémiai nevük -sid. Ez azt jelenti, hogy a két komponens olyan módon van jelen a szacharózmolekulában, hogy a gyűrűnyitás alatt nem alakulhat ki aldehidcsoport (sem a glükózból, sem a fruktózmolekulából). Ezeket a nem redukáló atomcsoportokat acetáloknak nevezzük. A hemiacetallal ellentétben az acetálok bázikus és semleges környezetben viszonylag stabilak. Csak savkatalízissel nyithatók meg, a diszacharid z. Néha monoszacharidokra oszlik, így invertcukrot (egyenlő részekben glükóz és fruktóz) eredményez. A szacharóz szinte semmilyen mutációt nem mutat a semleges környezetben a gyűrű nyitásának hiánya miatt.