צורת ההובלה העיקרית של פחמימות בצמח היא. מאפיינים וסיווג של פחמימות, תפקידן בחיי הצומח

חד סוכרים

גלוקוז C6H2O6 (נוסחאות מבניות, ראה איור 2) (מונוז, הקסוז, אלדוזה, סוכר ענבים) הוא המונוז הנפוץ ביותר בעולם הצומח והחי. מכיל בצורה חופשית בכל החלקים הירוקים של צמחים, זרעים, פירות ופירות יער שונים. גלוקוז נמצא בכמויות גדולות בענבים - ומכאן שמו - סוכר ענבים. תפקידו הביולוגי של הגלוקוז גדול במיוחד ביצירת פוליסכרידים - עמילן, תאית, הבנויים משאריות D-גלוקוז. גלוקוז הוא חלק מסוכר קנים, גליקוזידים, טאנין וטאנינים אחרים. גלוקוז מותסס היטב על ידי שמרים.

פרוקטוז C6H12O6 (נוסחאות מבניות ראה איור 3) (מונוזה, הקסוז, קטוז, לובולוז, סוכר פירות) נמצא בכל הצמחים הירוקים ובצוף הפרחים. במיוחד יש הרבה ממנו בפירות, ולכן שמו השני הוא סוכר פירות. פרוקטוז מתוק הרבה יותר מסוכרים אחרים. הוא חלק מסוכרוז ופוליסכרידים במשקל מולקולרי גבוה, כגון אינולין. כמו גלוקוז, פרוקטוז מותסס היטב על ידי שמרים.

דו סוכרים

סוכרוז С12Н22О11 (דו-סוכר) נפוץ ביותר בצמחים, במיוחד בשורשי סלק (מ-14 עד 20% מהמשקל היבש), כמו גם בגבעולים של קני סוכר (חלק המוני של סוכרוז בין 14 ל-25%).

סוכרוז מורכב מ-D-glucopyranose ו-D-fructofuranose, המחוברים ב-1 2 קשרים עקב הידרוקסילים גליקוזידיים.

סוכרוז אינו מכיל הידרוקסיל גליקוזידי חופשי, הוא סוכר שאינו מפחית, ולכן הוא אינרטי יחסית מבחינה כימית, למעט רגישותו הקיצונית להידרוליזה חומצית. לכן, סוכרוז הוא סוכר הובלה, בצורתו מועברים פחמן ואנרגיה בכל הצמח. זה בצורת סוכרוז שפחמימות עוברות ממקומות סינתזה (עלים) למקומות שבהם הם מאוחסנים (פירות, שורשים, זרעים, גבעולים). סוכרוז נע לאורך צרורות הצמחים המוליכים במהירות של 2030 ס"מ לשעה. סוכרוז מסיס מאוד במים ובעל טעם מתוק. עם עליית הטמפרטורה, מסיסותו עולה. סוכרוז אינו מסיס באלכוהול מוחלט, אך הוא מתמוסס טוב יותר באלכוהול מימי. כאשר מחומם ל-190-200 מעלות צלזיוס ומעלה, הסוכרוז מתייבש עם היווצרות של מוצרי פולימר צבעוניים שונים - קרמלים. מוצרים אלו, הנקראים קולרים, משמשים בתעשיית הקוניאק לצביעת קוניאק.

הידרוליזה של סוכרוז.

כאשר תמיסות סוכרוז מחוממות בסביבה חומצית או תחת פעולת האנזים -פרוקטופורנוזידאז, היא עוברת הידרוליזה, ויוצרת תערובת של כמויות שוות של גלוקוז ופרוקטוז, הנקראת סוכר אינברט (איור 7).

אורז. 7.

האנזים -fructofuranosidase נפוץ בטבע, הוא פעיל במיוחד בשמרים. האנזים משמש בתעשיית הממתקים, שכן הסוכר האינוורטי הנוצר בהשפעתו מונע התגבשות סוכרוז במוצרי קונדיטוריה. סוכר אינוורטי מתוק יותר מסוכרוז בגלל נוכחות פרוקטוז חופשי. זה מאפשר לך לחסוך בסוכרוז באמצעות סוכר אינוורטי. הידרוליזה חומצית של סוכרוז מתרחשת גם בעת בישול ריבה והכנת ריבה, אך הידרוליזה אנזימטית קלה יותר מהידרוליזה חומצית.

Maltose C12H22O11 מורכב משני שיירי -D-glucopyranose המחוברים בקשר גליקוזידי של 14.

מלטוז במצב חופשי נמצא בכמויות קטנות בצמחים, אך מופיע בזמן הנביטה, שכן הוא נוצר במהלך פירוק הידרוליטי של עמילן. זה חסר בדגנים ובקמח רגילים. הימצאותו בקמח מעידה על כך שקמח זה מתקבל מדגן מונבט. המלט, המשמש לחליטה, מכיל כמות גדולה של מלטוז, ולכן מלטוז נקרא גם סוכר מאלט. תחת פעולת האנזים β-glucosidase (maltase), מלטוז עובר הידרוליזה ל-D-גלוקוז. מלטוז מותסס על ידי שמרים.

לקטוז C12H22O11 בנוי מ-D-galactopyranose ו-D-glucopyranose, המחוברים בקשר גליקוזידי 1 4. לעתים רחוקות הוא נמצא בצמחים.

לקטוז נמצא בכמויות גדולות (45%) בחלב, ולכן הוא נקרא סוכר חלב. זהו סוכר מפחית עם טעם מתוק קלוש. מותסס עם שמרי לקטוז לחומצה לקטית.

Cellobiose C12H22O11 מורכב משני שיירי -D-glucopyranose המחוברים בקשר גליקוזידי של 14.

הוא משמש כמרכיב מבני של פוליסכריד תאית ונוצר ממנו במהלך הידרוליזה תחת פעולת האנזים צלולאז. אנזים זה מיוצר על ידי מספר מיקרואורגניזמים ופעיל גם בהנבטת זרעים.

פוליסכרידים שאינם דמויי סוכר

אחסון פוליסכרידים

עמילן (C6H10O5)n הוא הנציג החשוב ביותר של פוליסכרידים בצמחים. פוליסכריד אחסון זה משמש את הצמחים כחומר אנרגיה. עמילן אינו מסונתז בגוף החי; גליקוגן הוא פחמימה דומה בבעלי חיים.

עמילן נמצא בכמויות גדולות באנדוספרם של דגנים - 6585% מהמסה שלו, בתפוחי אדמה - עד 20%.

עמילן אינו חומר אינדיבידואלי מבחינה כימית. בנוסף לפוליסכרידים, הרכבו כולל מינרלים, המיוצגים בעיקר על ידי חומצה זרחתית, שומנים וחומצות שומן גבוהות מולקולריות - פלמיטית, סטארית וכמה תרכובות אחרות הנספגות על ידי מבנה הפוליסכריד הפחמימתי של עמילן.

בתאי האנדוספרם נמצא עמילן בצורת גרגרי עמילן שצורתם וגודלם אופייניים לצמח מסוג זה. צורתם של גרגרי עמילן מאפשרת לזהות בקלות עמילנים של צמחים שונים במיקרוסקופ, המשמש לזיהוי התערבות של עמילן אחד באחר, למשל, כאשר מוסיפים קמח תירס, שיבולת שועל או תפוחי אדמה לקמח חיטה.

ברקמות האגירה של איברים שונים - פקעות, פקעות, גרגרי עמילן גדולים יותר מאוחסנים בעמילופלסטים כעמילן משני (רזרבה). לגרגרי עמילן יש מבנה שכבות.

המבנה של מרכיבי פחמימות של עמילן

החלק הפחמימתי של עמילן מורכב משני פוליסכרידים:

• 1. עמילוז;
• 2. עמילופקטין.
• 1 המבנה של עמילוז.

במולקולת העמילוז, שיירי גלוקוז מקושרים על ידי קשרים גליקוזידיים 1 4, היוצרים שרשרת ליניארית (איור 8, א).

לעמילוז יש קצה מפחית (A) וקצה לא מפחית (B).

שרשראות עמילוז ליניאריות המכילות בין 100 לכמה אלפי שאריות גלוקוז מסוגלות להסתחרר ובכך לקבל צורה קומפקטית יותר (איור 8, ב). עמילוז מתמוסס היטב במים, ויוצר תמיסות אמיתיות שאינן יציבות ומסוגלות לדרדרדרציה - משקעים ספונטניים.

אורז. 8.

תרשים של חיבור מולקולות גלוקוז בעמילוז; b - מבנה מרחבי של עמילוז; c - דיאגרמה של החיבור של מולקולות גלוקוז בעמילופקטין; ד - מולקולה מרחבית של עמילופקטין

2 המבנה של עמילופקטין

עמילופקטין הוא מרכיב מסועף של עמילן. הוא מכיל עד 50,000 שיירי גלוקוז, המחוברים ביניהם בעיקר על ידי 1 4 קשרים גליקוזידיים (חתכים ליניאריים של מולקולת העמילופקטין). בכל נקודת הסתעפות, מולקולות הגלוקוז (-D-glucopyranose) יוצרות קשר גליקוזידי 1 6, המהווה כ-5% מסך הקשרים הגליקוזידיים במולקולת העמילופקטין (איור 8, ג, ד).

לכל מולקולת עמילופקטין יש קצה אחד מפחית (A) ומספר רב של קצוות לא מפחיתים (B). מבנה העמילופקטין הוא תלת מימדי, ענפיו ממוקמים לכל הכיוונים ומקנים למולקולה צורה כדורית. עמילופקטין אינו מתמוסס במים ויוצר תרחיף, אך בחימום או בלחץ הוא יוצר תמיסה צמיגה - משחה. עם יוד תרחיף של עמילופקטין נותן צבע אדום-חום ואילו יוד נספג על מולקולת העמילופקטין, ולכן צבע התרחיף נקבע לפי צבע היוד עצמו.

ככלל, תכולת העמילוז בעמילן נעה בין 10 ל-30%, ועמילופקטין - בין 70 ל-90%. זנים מסוימים של שעורה, תירס ואורז נקראים שעווה. בדגנים של גידולים אלה, העמילן מורכב רק מעמילופקטין. בתפוחים, עמילן מיוצג רק על ידי עמילוזה.

הידרוליזה אנזימטית של עמילן

הידרוליזה של עמילן מזורזת על ידי אנזימים - עמילאזים. עמילאזות שייכים למחלקת ההידרולאזות, תת-מחלקה - פחמימות. ישנם b-ו-עמילאזות. אלו הם אנזימים חד-רכיביים המורכבים ממולקולות חלבון. תפקיד המרכז הפעיל בהם מבוצע על ידי הקבוצות - NH2 ו- SH.

מאפיינים של b - עמילאז

ב - עמילאז נמצא ברוק ובלבלב של בעלי חיים, בעובשים, בגרגרי חיטה מונבטים, שיפון, שעורה (לתת).

b- עמילאז הוא אנזים יציב תרמי; האופטימלי שלו הוא בטמפרטורה של 700C. ערך ה-pH האופטימלי הוא 5.6-6.0; ב-pH 3.3-4.0 הוא מתמוטט במהירות.

מאפיינים - עמילאז

עמילאז נמצא בדגנים של חיטה, שיפון, שעורה, פולי סויה ובטטה. עם זאת, פעילות האנזים בזרעים ובפירות הבשלים נמוכה; הפעילות גוברת במהלך נביטת הזרעים.

β-עמילאז מפרק עמילוז לחלוטין, וממיר אותו ב-100% למלטוז. עמילופקטין מפרק מלטוז ודקסטרינים, המעניקים צבע אדום-חום עם יוד, ומפצל רק את הקצוות החופשיים של שרשראות הגלוקוז. הפעולה נעצרת כשהיא מגיעה לענפים. β-עמילאז מפרק עמילופקטין ב-54% ליצירת מלטוז. הדקסטרינים המתקבלים עוברים הידרוליזה על ידי b-עמילאז ליצירת דקסטרינים בעלי משקל מולקולרי נמוך יותר ואשר אינם צובעים ביוד. בעקבות הפעולה ארוכת הטווח של b-amylose על עמילן, כ-85% ממנו מומרים למלטוז.

הָהֵן. הפעולה של β-עמילאז מייצרת בעיקר מלטוז וכמה דקסטרינים בעלי מולקולריות גבוהה. פעולת b-עמילאז מייצרת בעיקר דקסטרינים בעלי משקל מולקולרי נמוך יותר וכמות קטנה של מלטוז. לא b- או b-עמילאזות לבדם יכולים לבצע הידרוליזה מלאה של עמילן ליצירת מלטוז. עם פעולה בו-זמנית של שני העמילאזות, העמילן עובר הידרוליזה ב-95%.

מוצרי הידרוליזה של עמילן

בתור התוצרים הסופיים של הידרוליזה של עמילוז, נוצר בדרך כלל לא רק מלטוז, אלא גם גלוקוז, ובמהלך ההידרוליזה של עמילופקטין נוצרים מלטוז, גלוקוז וכמות קטנה של אוליגוסכרידים המכילים קשר גליקוזידי 6-I6. הקשר הגליקוזידי b I6 עובר הידרוליזה על ידי אנזים R. המוצר העיקרי הנוצר במהלך ההידרוליזה של עמילוז ועמילופקטין הוא מלטוז. לאחר מכן, מלטוז תחת פעולת b-glucosidase (maltase) עובר הידרוליזה ל-D-גלוקוז.

תכשירי עמילאז נמצאים בשימוש נרחב באפייה כמשפרים. תוספת של עמילאזים מובילה להיווצרות פירור לחם רך יותר ומפחיתה את קצב התיישנות הלחם במהלך האחסון.

גליקוגן ופיטוגליקוגן (גליקוגן צמחי) נמצאים בגרגרי תירס. במבנה, הפיטוגליקוגן קרוב לפוליסכריד האגירה של אורגניזמים של בעלי חיים - גליקוגן, הנקרא עמילן בעלי חיים. לפיטוגליקוגן, בדומה לגליקוגן מן החי, יש דרגת הסתעפות גבוהה יותר מעמילופקטין, כ-10% מהקשרים שלו הם 16 קשרים, בעוד לאמילופקטין יש כ-5% מקשרים כאלה.

אינולין שייך לרב סוכרים של צמחים. הוא מייצג קבוצה של צורות מולקולריות בגודל זהה בערך.

אינולין, כפול-סוכר מילואים, מופקד באיברי האגירה התת-קרקעיים של הצמחים - בפקעות של קני שורש ארטישוק, דליה וארטישוק ירושלמי. יתרה מכך, בתור מאגר אנרגיה של חומר, עדיף על עמילן.

פוליסכריד רזרבה נוסף, לבאן, בעל מבנה קרוב לאינולין. מספר שאריות החד-סוכרים בלבאן הוא 78.

לבונים הם פוליסכרידים לאחסון זמני של צמחי דגנים. הם נמצאים בעלים, גבעולים ושורשים של צמחים ומשמשים במהלך הבשלת הדגנים לסינתזה של עמילן. כמו אינולין, הלבן מכיל שארית סוכרוז סופנית. לשרשרת הפוליסכרידים של אינולין ולבן אין קצוות מצמצמים - אטומי הפחמן האנומריים שלהם תפוסים ביצירת קשר גליקוזידי.

פוליסכרידים אחרים לאחסון כוללים גלקטומאננים בזרעי סויה וגלוקומאננים, אשר מאוחסנים על ידי כמה צמחים טרופיים, אך המבנה הכימי שלהם לא הוקם במלואו.

פוליסכרידים מבניים

תאית (C6H10O5) הוא פוליסכריד מסדר שני והוא המרכיב העיקרי בדפנות התא. תאית מורכבת משאריות -D-גלוקוז המחוברות זו לזו באמצעות 1 4 קשרים גליקוזידיים (איור 9, א). בין שאר הפוליסכרידים המרכיבים את דופן התא הצמחי, הוא שייך לפוליסכרידים מיקרו-פיברילים, שכן בדפנות התא מולקולות תאית מחוברות ליחידות מבניות הנקראות מיקרו-סיביים. האחרון מורכב מצרור של מולקולות תאית הממוקמות לאורכו במקביל זו לזו.

אורז. 9.

א - חיבור של מולקולות גלוקוז; b - מבנה של מיקרופיברילים; c - מבנה מרחבי

ממרח עיסה

בממוצע, ישנם כ-8,000 שאריות גלוקוז לכל מולקולת תאית. הידרוקסילים באטומי פחמן C2, C3 ו-C6 אינם מוחלפים. היחידה החוזרת במולקולת התאית היא שארית של הדו-סוכר צלוביוזה.

תכונות של תאית

תאית לא מתמוססת במים, אלא מתנפחת בהם. ניתן להחליף קבוצות הידרוקסיל חופשיות ברדיקלים - מתיל -CH3 או אצטל עם היווצרות של קשר פשוט או אסטר. תכונה זו ממלאת תפקיד חשוב בחקר המבנה של תאית, ומוצאת יישום גם בתעשייה בייצור סיבים מלאכותיים, לכות, עור מלאכותי וחומרי נפץ.

עיכול תאית

ברוב בעלי החיים ובני האדם, תאית אינה מתעכלת במערכת העיכול, מכיוון שגופם אינו מייצר צלולאז, אנזים המיידר את הקשר הגליקוזידי 4. אנזים זה מסונתז על ידי סוגים שונים של מיקרואורגניזמים הגורמים לריקבון עץ. טרמיטים מעכלים תאית היטב מכיוון שמיקרואורגניזמים סימביוטיים שמייצרים צלולאז חיים במעיים שלהם.

מנות הזנת בקר כוללות תאית (כחלק מקש ורכיבים אחרים), שכן הקיבה שלהם מכילה מיקרואורגניזמים המסנתזים את האנזים צלולאז.

המשמעות של תאית

החשיבות התעשייתית של תאית היא עצומה - ייצור בדי כותנה, נייר, עץ תעשייתי ועוד מגוון שלם של מוצרים כימיים המבוססים על עיבוד תאית.

המיצלולוזות הן פוליסכרידים מסדר שני שיחד עם חומרי פקטין וליגנין יוצרים את המטריצה ​​של דפנות תאי הצמח, הממלאות את החלל בין מסגרת הדפנות, המורכבת ממיקרו-סיבי תאית.

ההמיצלולוזים מחולקים לשלוש קבוצות:

• 1. Xylans;
• 2. מננס;
• 3. גלקטנים.
• 1. קסילאנים נוצרים משאריות D-xylopyranose המחוברות ב-4 קשרים בשרשרת ליניארית. שבעה מתוך כל עשרה שאריות קסילוז עוברות אצטילציה ב-C3 ולעיתים רחוקות ב-C2. לחלק משאריות הקסילוז יש חומצה 4-או-מתיל--D-גלוקורונית המחוברת באמצעות קשר גליקוזידי 2.
• 2. Mannans מורכבים מעמוד שדרה שנוצר משאריות -D-mannopyranose ו-D-aminopyranose המקושרות בקשרים גליקוזידיים 4. שיירים בודדים של -D-galactopyranose מחוברים לכמה שיירי מנוז של השרשרת הראשית באמצעות 6 קשרים. קבוצות ההידרוקסיל ב-C2 ו-C3 של חלק משאריות המנוס עוברות אצטיל.
• 3. גלקטנים מורכבים משאריות β-galactopyranose המחוברות ב-4 קשרים לשרשרת הראשית. ב-C6 מצטרפים אליהם דו-סוכרים המורכבים מ-D-galactopyranose ו-L-arabofuranose.

חומרים פקטיים הם קבוצה של פוליסכרידים בעלי משקל מולקולרי גבוה, שיחד עם תאית, המיצלולוזה וליגנין יוצרים את קירות התא של צמחים.

המבנה של חומרי פקטין

המרכיב המבני העיקרי של חומרי פקטין הוא חומצה גלקטורונית, ממנה בנויה השרשרת הראשית; שרשראות הצדדיות כוללות ארבינוז, גלקטוז ורמנוזה. חלק מקבוצות החומצה של חומצה גלקטורונית מאסטריות עם מתיל אלכוהול (איור 10), כלומר. המונומר הוא חומצה מתאוקסיגלקטורונית. בשרשרת methoxypolygalacturonic, יחידות המונומר מחוברות ב-4 קשרים גליקוזידיים, שרשראות הצדדיות (ענפים) מחוברות לשרשרת הראשית ב-2 קשרים גליקוזידיים.

חומרי פקטין מסלק סוכר, תפוחים ופירות הדר נבדלים זה מזה בהרכב שרשראות הצדדיות של השרשרת הפוליגלקטורונית ובתכונות הפיזיקליות.

בהתאם למספר קבוצות המתוקסי ומידת הפילמור, מבחינים בפקטינים בעלי אסטרט גבוה ונמוך. בראשון יותר מ-50% מקבוצות הקרבוקסיל מאסטריות, באחרות פחות מ-50% מקבוצות הקרבוקסיל.

חומרי פקטין הם תערובות פיזיקליות של פקטין עם חומרים נלווים - פנטוזנים והקסוסנים. המשקל המולקולרי של פקטין הוא בין 20 ל-50 kDa.

ישנם פקטין תפוחים, שמתקבל משיבולת תפוחים, פקטין הדרים - מקליפות הדרים ופירות, פקטין סלק - מעיסת סלק. חבוש, דומדמניות אדומות, כלב, שזיף דובדבן ועוד פירות ופירות יער עשירים בחומרי פקטין.

בצמחים קיימים חומרים פקטיים בצורה של פרוטופקטין בלתי מסיס הקשור לערבן או קסילן בדופן התא. פרוטופקטין הופך לפקטין מסיס על ידי הידרוליזה חומצית או על ידי פעולת האנזים פרוטופקטינאז. פקטין מבודד מתמיסות מימיות על ידי משקעים עם אלכוהול או 50% אצטון.

חומצות פקטית והמלחים שלהן

חומצות פקטיות הן חומצות פולי-גלקטורוניות גבוהות מולקולריות, שחלק קטן מקבוצות הקרבוקסיל שלהן מאסטרי עם מתיל אלכוהול. מלחים של חומצות פקטיות נקראים פקטינטים. אם הפקטין עובר דה-מתוקסילציה לחלוטין, אז הם נקראים חומצות פקטיות, והמלחים שלהם נקראים פקטט.

אנזימים פקטוליטיים

אנזימים המעורבים בהידרוליזה של חומרי פקטין נקראים פקטוליטיים. יש להם חשיבות רבה, שכן הם מסייעים להגדלת היבול ולהבהרת מיצי פירות ופירות יער.חומרי פקטין בצמחים לרוב אינם נמצאים בצורה חופשית, אלא בצורת קומפלקס מורכב - פרוטופקטין. בקומפלקס זה, חומצה פוליגלקטורונית מתוקסילטית קשורה למרכיבי פחמימות נוספים בתא - ערבן וגלקטן. תחת פעולת האנזים פרוטופקטינאז, ערבן וגלקטן מפורקים מפרוטופקטין. כתוצאה מפעולת האנזים הזה, נוצרת חומצה פוליגאלקטורונית מתוקסילטית, או פקטין מסיס. פקטין מסיס מתפרק עוד יותר על ידי אנזימים פקטוליטיים אחרים.

כאשר האנזים פקטינאסטראז פועל על פקטין מסיס, קשרי אסטר עוברים הידרוליזה, וכתוצאה מכך נוצרים מתיל אלכוהול וחומצה פוליגלקטורונית, כלומר פקטינאסטראז מבקע את קבוצות המתוקסי של חומצה מתוקסיפוליגלקטורונית.

האנזים polygalacturonase, כאשר הוא פועל על פקטין מסיס, מבקע את הקשרים בין אותם אזורים של חומצה פוליגלקטורונית שאינם מכילים קבוצות מתוקסיל.

משמעות טכנולוגית ופיזיולוגית

תכונה חשובה של חומרי פקטין היא יכולתם לג'ל, כלומר ליצור ג'לי חזק בנוכחות כמות גדולה של סוכר (6570%) וב-pH של 3.13.5. בג'לי שנוצר, חלק המוני של פקטין נע בין 0.2 ל-1.5%.

חומרים פקטיים מסוגלים גם ליצור ג'לים בטיפול מתאים - בנוכחות מי חמצן ופרוקסידאז מתרחשת הצלבה של שרשראות הצד; בנוכחות חומצה וסוכר, כמו גם מלחי סידן, פקטין יוצרים גם ג'לים בעלי יכולת ספיגת מים גבוהה - 1 גרם פקטין יכול לספוג בין 60 ל-150 גרם מים.

רק פקטין אסטרי מאוד יוצרים ג'לים צפופים. הידרוליזה חלקית של מתיל אסטרים מובילה לירידה ביכולת הג'ל. עם הידרוליזה מלאה של קבוצות מתוקסיל בתמיסות אלקליות או תחת פעולת האנזים pectinesterase, נוצרות חומצות פקטיות שהן חומצה פוליגלקטורונית. חומצה פוליגלקטורונית אינה מסוגלת ליצור ג'לי.

יכולת הג'ל של חומרי הפקטין היא הבסיס לשימוש בהם כמרכיב ג'ל בתעשיית הממתקים לייצור קונפיטורים, מרמלדה, מרשמלו, ג'לי, ריבות וכן בתעשיית השימורים, המאפה וייצור הגבינות.

לחומרי פקטין יש תכונות פיזיולוגיות חשובות, המוציאים מתכות כבדות מהגוף כתוצאה משילוב של יוני מתכת רב ערכיים עם קבוצות לא מאסטריות -COO- לפי סוג הקשרים היוניים.

לְתַכְנֵן:

1. המשמעות של פחמימות. מאפיינים כלליים.

2. סיווג פחמימות.

3. מבנה הפחמימות.

4. סינתזה, פירוק והמרה של פחמימות בצמח.

5. דינמיקה של פחמימות במהלך הבשלת SOM.

המשמעות של פחמימות. מאפיינים כלליים.

פחמימות הן החומר התזונתי והתומך העיקרי של תאים ורקמות צמחים.

הם מהווים עד 85-90% מהמסה הכוללת של האורגניזם הצמחי.

נוצר במהלך תהליך הפוטוסינתזה.

פחמימות מכילות C, H ו-O.

נציגים: גלוקוז С6Н12О6, סוכרוז С12Н22О11, פרוקטוז, רמנוזה, עמילן, סיבים, המיצלולוזות, חומרי פקטין, אגר-אגר.

סוכרוז הוא פחמימה המסונתזת רק בגוף הצמח וממלאת תפקיד חשוב מאוד במטבוליזם של צמחים. סוכרוז הוא הסוכר הנספג בצורה הכי קלה בצמח. בצמחים מסוימים, סוכרוז יכול להצטבר בכמויות גדולות במיוחד (סלק סוכר, קני סוכר).

SOMs שונים מאוד בהרכב הפחמימות:

תפוחי אדמה – רוב הפחמימות הן עמילן;

אפונת ירקות ירוקה (נקצרה בשלב הבשלות הטכנית) - עיקר הפחמימות מורכב כמעט מחלקים שווים של עמילן וסוכרים;

תפוחים בשלים - עמילן כמעט חסר, ופחמימות מיוצגות על ידי גלוקוז, פרוקטוז, סוכרוז;

אפרסמון - גלוקוז ופרוקטוז, כמעט ללא סוכרוז;

ענבים - גלוקוז ופרוקטוז.

הרכב שונה של פחמימות ברקמות בודדות של SOM:

הקליפה מכילה חומרים סיבים ופקטין (מגן על עיסת הפרי מפני תופעות שליליות);

העיסה מכילה עמילן וסוכרים (גלוקוז, פרוקטוז, סוכרוז).

סיווג פחמימות.

כל הפחמימות מחולקות לשתי קבוצות - מונוסאס(חד סוכרים) ו פולוזות(פוליסכרידים)

מספר מולקולות של חד-סוכרים מתחברות זו לזו כדי לשחרר מים ליצירת מולקולת רב-סוכר.

חד סוכרים:הם יכולים להיחשב כנגזרות של אלכוהולים רב-הידריים.

נציגים: גלוקוז, פרוקטוז, גלקטוז, מנוז.

דו סוכרים:סוכרוז (סוכר קנים), מלטוז (סוכר מאלט) וצלוביוז.

טריסכרידים: Raffinosa et al.

טטרסכרידים:סטכיוזיס וכו'.

די-, תלת-וטטרסכרידים (עד 10 חד-סוכרים) יוצרים את הקבוצה פוליסכרידים מסדר ראשון. כל הנציגים של קבוצה זו מסיסים בקלות במים ובצורתם הטהורה הם חומרים גבישיים (אוליגוסכרידים).

אוליגוסכרידים (אוליגוסכרידים) יכולים להיות הומו- והטרוסוכרים. סוכרוזמורכב מגלוקוז ופרוקטוז - פוראן (הטרוסוגר). לקטוז- גלקטוז + גלוקוז. מלטוז, טרהלוז, צלוביוז -גלוקוז + גלוקוז (הומוסכרידים) נבדלים בסידור אטומי הפחמן המעורבים בקשר בין מולקולות חד-סוכרים.

פחמימות מורכבות יותר - פוליסכרידים מסדר שני. חומרים מורכבים בעלי משקל מולקולרי גדול מאוד. או שהם אינם מתמוססים כלל במים או נותנים תמיסות צמיגות קולואידיות.

נציגים: ריר, עמילן, דקסטרינים, גליקוגן, סיבים, המיצלולוזות, חומרי פקטין, אינולין, קאלוז וכו'.

מבנה הפחמימות.

מונוסכרידים המכילים שלושה אטומי פחמן שייכים לקבוצה טריוזה, עם ארבע - טטרוז, עם חמישה - פנטוזיס, שש - הקסוזומשפחה - הפטוזיס.

החשובים והנפוצים ביותר בטבע הם פנטוזות והקסוזות.

מונוסכרידים, נגזרות של אלכוהולים רב-הידריים, מכילים במולקולה שלהם, יחד עם קבוצות אלכוהול -OH, קבוצת אלדהיד או קטו.

טריוזות:

ימני שמאלני

D-glyceraldehyde L-glyceraldehyde

פרוקטוז שייך לפנטוזות, גלוקוז להקסוזות.

הוכח שבתמיסות D-גלוקוז קיים בשלוש צורות הניתנות להמרה, שתיים מהן מחזוריות.

המרות הדדיות דומות של שלוש הצורות הוקמו גם עבור חד-סוכרים אחרים.

דו סוכרים:

פוליסכרידים:

יש להם מבנה ליניארי או מסועף; מולקולות הפולימר שלהם מורכבות ממונומרים (חד סוכרים) המחוברים זה לזה בשרשראות ארוכות.

סינתזה, פירוק והמרה של פחמימות בצמחים.

סִינתֶזָה.

התוצר העיקרי של הפוטוסינתזה הוא חומצה פוספוגליצרית.עם טרנספורמציות נוספות זה נותן מגוון חד סוכרים- גלוקוז, פרוקטוז, מנוז וגלקטוז (הם נוצרים ללא השתתפות של אור, כתוצאה מתגובות אנזימטיות "כהות"). היווצרות הקזוזים מחומצה פוספוגליצרית או פוספוגליצראלדהיד (טריוז) מתרחשת עקב פעולת האנזים אלדולאז.

יצירת גלוקוז ופרוקטוז מסורביטול.

יחד עם חד-סוכרים, גם סוכרוז (דו-סוכר) ועמילן (פוליסכריד) נוצרים במהירות רבה בעלים באור, אך זהו תהליך משני של טרנספורמציות אנזימטיות של חד-סוכרים שנוצרו בעבר (יכול להתרחש בחושך מוחלט). סוכרוז מסונתז מגלוקוז ופרוקטוז, כמו גם מהקסוזות אחרות. סוכרוז אינו מסונתז מפנטוזים (ארבינוז, קסילוז).

ריקבון.

רוב החד-סוכרים מותססים על ידי שמרים.

אוליגוסוגרים מתפרקים בפעולת אנזימים מתאימים ובמהלך הידרוליזה (חימום בנוכחות חומצות).

פוליסכרידים מסדר שני:

עֲמִילָן(מורכב מעמילוז ועמילופקטין, היחס שלהם בעמילן של צמחים שונים שונה) - מתפרק בפעולת אנזים עמילאזות של גלוקוזובמהלך הידרוליזה למולקולות גלוקוז; גליקוגן(דוֹמֶה).

סיבים (תאית)- מתעכל רק אצל מעלי גירה על ידי חיידקים המכילים את האנזים צלולאז.

Hemicellulosesהידרוליזה על ידי חומצות בקלות רבה יותר מסיבים.

המרות הדדיות.

בצמחים, סכרידים מומרים בקלות רבה זה לזה.

המרות הדדיות של חד-סוכרים מתרחשות כתוצאה מפעולת אנזימים מתאימים המזרזים תגובות זרחן ויצירת אסטרים זרחניים של סוכרים.

תחת פעולת איזומראזות מומרים חד-סוכרים זה לזה.

אנזימים התגלו גם באורגניזמים צמחיים המזרזים את היווצרות אסטרים זרחניים של סוכרים ותמורות הדדיות שלהם.

עמילן המצטבר בעלים במהלך הפוטוסינתזה יכול להפוך מהר מאוד לסוכרוז (צורת ההובלה החשובה ביותר של פחמימות), לזרום בצורה של סוכרוז לזרעים, פירות, פקעות, שורשים ונורות, שם הסוכרוז הופך שוב לעמילן ולאינולין . עמילאז אינו לוקח חלק בתהליכים אלו (אנזימים אחרים ועבודות הידרוליזה).

דינמיקה של פחמימות במהלך התבגרות SOM

1. בתקופת ההבשלה על הצמח והאחסון, תכולת העמילן של רוב הפירות והירקות יורדת ותכולת הסוכר עולה.

2. לאחר שהגיע למקסימום מסוים, גם רמת הסוכר מתחילה לרדת.

בננות ירוקות - יותר מ-20% עמילן ופחות מ-1% סוכר;

בבננות בשלות רמת העמילן יורדת ל-1%, ורמת הסוכר עולה ל-18%.

רוב הסוכרים הם סוכרוז, אך בהבשלה האופטימלית של פירות, סוכרים מיוצגים על ידי חלקים שווים של סוכרוז, פרוקטוז וגלוקוז.

אותם שינויים אופייניים לתפוחים, אם כי הרבה פחות בולטים.

אם במהלך ההבשלה על צמח האם, כמות הסוכרים עולה עקב חד סוכרים ודו-סוכרים, אז במהלך אחסונם לאחר מכן, מתרחשת עלייה ברמת הסוכרים, אם נצפית, עקב החד-סוכרים. במקביל, כמות הדו-סוכרים יורדת; תחת פעולת אנזימים והידרוליזה (בהשפעת חומצות), הם מתפרקים לחד-סוכרים, וכתוצאה מכך מספרם של האחרונים עולה.

בפירות וירקות שאינם מכילים עמילן כלל, נצפית עליה בסוכרים גם במהלך האחסון. וגם בפירות המכילים עמילן, תכולת הסוכרים הנוצרים במהלך האחסון עולה על תכולת העמילן שממנו ניתן להיווצר. מחקר של הדינמיקה של שברי פוליסכרידים שונים הראה שבמהלך הבשלת פירות לאחר הקציר, מתרחשת לא רק הידרוליזה של עמילן, אלא גם חומרי פקטין, המיצלולוזות ואפילו תאית.

U אפונת ירקות, שעועית ירקות ותירס מתוקבמהלך ההבשלה והאחסון, לא מדובר בהמרה של עמילן לסוכר, אלא להיפך, של סוכרים לעמילן (כאשר מאוחסנים ב-00C, תהליכי המעבר מתרחשים לאט יותר, אך באותו סדר). כאשר קטניות מאוחסנות בעלים, הזמן שלוקח לסוכר להפוך לעמילן מכפיל את עצמו.

IN פקעות תפוחי אדמהמתרחשים גם תהליכי סינתזה של עמילן מסוכרים וגם תהליכי הפיכת עמילן לסוכרים.

כשהם גדלים, עמילן מצטבר בפקעות. ככל שהיחס בין עמילן לסוכרים גבוה יותר, כך איכות פקעות תפוחי האדמה גבוהה יותר.

באחסון ב-00C, עמילן הופך לסוכרים, אך טמפרטורה זו אופטימלית לעצירת התפתחות מיקרופלורה פתוגנית (נרקב תפוחי אדמה).

כאשר הטמפרטורה יורדת מ-20 ל-00C:

עמילן Þ סוכר - מופחת ב-1/3;

עמילן Þ סוכר - מופחת פי 20;

קצב צריכת הסוכר בזמן הנשימה (סוכר Þ CO2 + H2O) יורד פי 3.

בשל כך, סוכרים מצטברים במהלך האחסון. יתרה מכך, בצורות בר של תפוחי אדמה ובאזורי הצפון, רוב הסוכרים המצטברים במהלך האחסון הם חד-סוכרים. באזור שלנו, במהלך האחסון, מצטברת אותה כמות של חד סוכרים ודו-סוכרים.

כדי לצרוך פקעות למזון ולהשתמש בהן לזרעים, יש צורך להפחית את תכולת הסוכר ולהגדיל את תכולת העמילן; לשם כך צריך לשמור את הפקעות על 200C.

אחסון לטווח ארוך של פקעות תפוחי אדמה ב-00C מביא לכך שהזמן הנדרש להמרת סוכרים לעמילן גדל עד כדי כך שבתקופה זו מחלות ומזיקים פוגעים לחלוטין בפקעות.

כאשר מאוחסנים ב-100C, תפוחי אדמה שומרים כמעט על הרמה המקומית של עמילן, אך טמפרטורה זו אינה שולטת במחלה. לכן חסכוני יותר לאחסן תפוחי אדמה ב-40C, באזורים מאווררים היטב (תנאי אוורור פעילים); הפקעות חייבות להיות שלמות, יבשות; כדי למנוע נביטה ומחלות יש צורך באמצעים נוספים - כימיקלים.

פלסטי. פחמימות נוצרות בצמחים בתהליך הפוטוסינתזה ומשמשות כחומר מוצא לסינתזה של כל שאר החומרים האורגניים;

מִבנִי. תפקיד זה משוחק על ידי תאית או סיבים, חומרים פקטין, hemicellulose;

אִחסוּן. רכיבי תזונה מיותרים: עמילן, אינולין, סוכרוז...

מָגֵן. סוכרלוז הוא חומר התזונה המגן העיקרי בצמחים חורפים.

אֵנֶרְגִיָה. פחמימות הן המצע העיקרי לנשימה. כאשר 1 גרם של פחמימות מתחמצן, משתחררים 17 קילו ג'יי של אנרגיה.

2.2. חלבונים (B).

חלבונים, או חלבונים, הם תרכובות מולקולריות גבוהות הבנויות מחומצות אמינו.

בין החומרים האורגניים, מבחינת הכמות בצמחים, המקום הראשון הוא לא חלבונים, אלא פחמימות ושומנים. אבל זה ב' שממלא תפקיד מכריע בחילוף החומרים.

פונקציות של חלבונים בצמחים.

מִבנִי. בציטופלזמה של תאים, שיעור החלבונים הוא 2/3 מהמסה הכוללת. חלבונים הם חלק בלתי נפרד מהממברנות;

אִחסוּן. צמחים מכילים פחות חלבון מאשר אורגניזמים של בעלי חיים, אבל די הרבה. אז, בזרעי דגנים - 10-20% ממשקל יבש, בזרעי קטניות וזרעי שמן - 20-40%;

אֵנֶרְגִיָה. חמצון של 1 גרם חלבון נותן 17 קילו-ג'יי;

מְזַרֵז. אנזימי תאים המבצעים תפקיד קטליטי הם חומרים חלבוניים;

תַחְבּוּרָה. הובלת חומרים דרך ממברנות;

מָגֵן. חלבונים הם כמו נוגדנים.

חלבונים מבצעים מספר פונקציות ספציפיות אחרות.

2.2.1. חומצות אמינו (A),

A הן היחידות המבניות הבסיסיות שמהן בנויות המולקולות של כל חומרי החלבון. חומצות אמינו הן נגזרות של חומצות שומן או ארומטיות, המכילות הן קבוצת אמינו (-NH 2) והן קבוצת קרבוקסיל (-COOH). לרוב א' הטבעי יש נוסחה כללית

ישנם כ-200 א' בטבע, אך רק 20, וכן שני אמידים, אספרגין וגלוטמין, מעורבים בבניית ב'. הא' הנותרים נקראים חופשיים.

בב' יש רק חומצות אמינו שמאליות.

מהתכונות הכימיות של א' נציין אותן אמפוטריות. בשל האופי האמפוטרי של A. בתמיסות מימיות, בהתאם ל-pH של התמיסה, הדיסוציאציה של קבוצות –COOH או –NH 2 מדוכאת ו-A. מציג תכונות של חומצה או אלקלי.

(-) סביבה בסיסית מטען סביבה חומצית "+"

H 2 O +R-CH-COO - ← OH- +R-CH-COO- + H+ →R-CH-COOH

H 2 NH 3 N + H 3 N +

התגובה של תמיסה של A., שבה נצפה שוויון של מטענים "+" ו-"-", נקראת הנקודה האיזואלקטרית (IEP). ב-IET, מולקולת A היא ניטרלית מבחינה חשמלית ואינה נעה בשדה חשמלי.

ההרכב של ב' כולל 20 א' ושני אמידים - אספרגין וגלוטמין. מתוך 20 א', 8 חיוניים, שכן לא ניתן לסנתז אותם בגוף של בני אדם ובעלי חיים, אלא מסונתזים על ידי צמחים ומיקרואורגניזמים. חומצות אמינו חיוניות כוללות: ולין; ליזין; מתיונין; ת'רונין; לאוצין; איזולאוצין; טריפטופן; פנילאלנין.

נציגים א.

אלנין CH 3 -CH-COOH (6.02)

ציסטאין CH 2 -CH-COOH (5.02)

אספרטי COOH-CH 2 -CH-COOH (2.97)

חומצה |

גלוטמי COOH-CH 2 -CH 2 -CH-COOH (3.22)

חומצה |

ליזין CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH-COOH (9.74)

2.2.2. הרכב ותכונות כלליות של חלבונים.

הרכב היסודות של ב' די קבוע וכמעט כולם מכילים 50-60% C, 20-24% O, 6-7% H, 15-19% N, וכמות הגופרית היא בין 0 ל-3%. . בחיידקים מורכבים זרחן, ברזל, אבץ, נחושת נמצאים בכמויות קטנות.....

תכונות של חלבונים.

אמפוטרי. ב. מכילים קבוצות NH 2 ו-COOH חופשיות ויכולים להתנתק כחומצות ובסיסים (ראה דוגמה א'). יש להם IET. כאשר תגובת תמיסה שווה או קרובה ל- IET, חלבונים מאופיינים בחוסר יציבות קיצונית ונגררים בקלות מתמיסות תחת ההשפעות החיצוניות החלשות ביותר. זה משמש לבידוד חלבונים.

דנטורציה. זהו אובדן התכונות הביולוגיות של החלבון בהשפעת השפעות חיצוניות שונות - טמפרטורה גבוהה, פעולת חומצות, מלחי מתכות כבדות, אלכוהול, אצטון וכו' (ראה גורמי קרישה קולואידים). כתוצאה מהחשיפה מתרחש שינוי במבנה של שרשראות פוליפפטיד במולקולת החלבון, המבנה המרחבי מופרע, אך לא מתרחש פירוק לחומצות אמינו. למשל, כשמחממים ביצת תרנגולת, הלבן מתקרש. זוהי דנטורציה בלתי הפיכה; או זרעים מיובשים לחלוטין.

ערך תזונתי ביולוגי של חלבונים (BNV). היא נקבעת על פי התוכן של חיוני א' ב-B. לשם כך, ה-B' הנלמד מושווה לתקן B., המאושר על ידי FAO (ארגון המזון והחקלאות הבינלאומי). ציון חומצות האמינו של כל חומצת אמינו חיונית מחושב ומבוטא ב-% תכולת A. חיונית בחלבון הנבדק (מ"ג) x 100%

אלה A., שציון חומצות האמינו שלהם נמוך מ-100%, נקראים מגביל. בחלבונים רבים אין חלבונים חיוניים בודדים כלל. לדוגמה, טריפטופן נעדר בחלבוני תפוח; בחיידקים צמחיים רבים, המגבילות הן לרוב ארבע חומצות האמינו החיוניות - ליזין, טריפטופן, מתיונין ותריונין. ב' שאינם מכילים כמה א' חיוני נקראים פָּגוּם. צמח ב' נחשבים נחותים, וחיה ב' נחשבים נחותים. מן המניין. כדי ליצור 1 ק"ג מזון מן החי, צורכים 8-12 ק"ג מזון צמחי. בהתבסס על BOC של חלבון, ניתן להעריך: 100% - חלבוני חלב וביצה; בעלי חיים אחרים B - 90-95%; ב. קטניות – 75-85%; ב' גידולי תבואה - 60-70%.

2.2.3. מבנה החלבונים.

על פי תורת הפוליפפטיד של מבנה B. (דנילבסקי, פישר), חומצות אמינו מקיימות אינטראקציה זו עם זו ויוצרות קשר פפטיד - CO-NH-. נוצרים די-, טרי-, פנטו- ופוליפפטידים.

מולקולת B. בנויה משרשרת פוליפפטיד אחת או יותר המחוברות ביניהן המורכבות משאריות חומצות אמינו.

CH 3 CH 2 CH CH 3 CH 2 CH

H 2 N-CH-COOH + H 2 N-CH-COOH → H 2 N-CH-CO-NH-CH-COOH + H 2 O

אלנין ציסטאין אלנילציסטאין

(דיפפטיד)

מבנה ב'.

ישנן רמות שונות של ארגון של מולקולת חלבון ולכל מולקולה מבנה מרחבי משלה. אובדן או שיבוש של מבנה זה גורם לשיבוש בתפקוד המבוצע (דנטורציה).

ישנן רמות שונות של ארגון של מולקולת חלבון.

מבנה ראשוני. נקבע לפי מספר ורצף חומצות האמינו במולקולת B. המבנה הראשוני מקובע גנטית. עם מבנה זה, למולקולת B. יש צורה דמוית חוט. …….

המבנה הראשוני של חלבונים הומולוגיים משמש, במיוחד, כקריטריון לביסוס הקשר בין מינים בודדים של צמחים, בעלי חיים ובני אדם.

מבנה משני. זוהי תצורה סלילנית של שרשראות פוליפפטידים. התפקיד המכריע בחינוך שלה שייך ל מֵימָןקשרים...... עם זאת, קשרים דיסולפידיים (-S-S-) יכולים להופיע גם בין נקודות בודדות של הסליל, אשר משבשים את המבנה הסליל האופייני.

מבנה שלישוני. זוהי רמה גבוהה עוד יותר של ארגון B. היא מאפיינת את התצורה המרחבית של המולקולה. זה נובע מהעובדה שקרבוקסיל חופשי, אמין, הידרוקסיל וקבוצות אחרות של רדיקלים צדדיים של מולקולות חומצות אמינו בשרשרות פוליפפטידים מקיימות אינטראקציה זו עם זו ליצירת קשרי אמיד, אסטר ומלח. בשל כך, שרשרת הפוליפפטיד, בעלת מבנה משני מסוים, מתקפלת וארוזת נוספת ומקבלת תצורה מרחבית ספציפית. קשרי מימן ודיסולפיד ממלאים גם הם תפקיד משמעותי ביצירתו. נוצרת צורה כדורית (כדורית) של חלבונים.

מבנה רבעוני. הוא נוצר על ידי שילוב של מספר חלבונים בעלי מבנה שלישוני. יש לציין שהפעילות התפקודית של חלבון מסוים נקבעת לפי כל ארבע רמות הארגון שלו.

2.2.4. סיווג חלבון.

על סמך המבנה שלהם, החלבונים מחולקים לחלבונים, או חלבונים פשוטים, הבנויים רק משאריות חומצות אמינו, ולפרואידים, או חלבונים מורכבים, המורכבים מחלבון פשוט ומתרכובת אחרת שאינה חלבונית הקשורה אליו באופן הדוק. בהתאם לאופי החלק הלא חלבוני, החלבונים מחולקים לתתי קבוצות.

פוספופרוטאינים - חלבונים משולבים עם חומצה זרחתית.

ליפופרוטאינים - חלבונים משולבים עם פוספוליפידים ושומנים אחרים, למשל, בממברנות.

גליקופרוטאין - חלבון משולב עם פחמימות ונגזרותיהן. לדוגמה, בהרכב של רירי צמחים.

מטאלופרוטאינים - מכילים מתכות, ג.ו. יסודות קורט: Fe, Cu, Zn... אלו הם בעיקר אנזימים המכילים מתכת: קטלאז, ציטוכרומים וכו'.

נוקלאופרוטאין הם אחת מתת הקבוצות החשובות ביותר. כאן החלבון מתחבר עם חומצות גרעין.

לסיווג החלבונים לפי מסיסות בממסים שונים חשיבות מעשית רבה. נבדלים הבאים: סיעה ב'.לפי מסיסות:

אלבומינים מסיסים במים. נציג טיפוסי הוא אלבומין ביצת תרנגולת, חלבונים רבים הם אנזימים.

גלובולינים הם חלבונים המסיסים בתמיסות חלשות של מלחים ניטרליים (4 או 10% NaCl או KCl).

פרולמינים - ממיסים ב-70% אלכוהול אתילי. למשל גליאדינים של חיטה ושיפון.

גלוטלינים - ממיסים בתמיסות אלקליות חלשות (0.2-2%).

היסטונים הם חיידקים אלקליים נמוכים מולקולריים הכלולים בגרעיני התאים.

שברים של B. שונים בהרכב חומצות אמינו ובערך תזונתי ביולוגי (BNC). לפי BPC, השברים מסודרים ברצף: אלבומינים › גלובולינים ≈ גלוטלינים › פרולמינים. תכולת השברים תלויה בסוג הצמח; זה לא זהה בחלקים שונים של הדגן. (ראה ביוכימיה פרטית של גידולים חקלאיים).

ליפידים (L).

ליפידים הם שומנים (F) וחומרים דמויי שומן (ליפואידים) הדומים בתכונותיהם הפיזיקוכימיות, אך שונים בתפקידם הביולוגי בגוף.

ליפידים מחולקים בדרך כלל לשתי קבוצות: שומנים וליפואידים. בדרך כלל, ויטמינים מסיסים בשומן מסווגים גם כשומנים.

פחמימות בצמחיםמחולק לשתי קבוצות גדולות: פחמימות פשוטות, לא מסוגל להידרוליזה (חד סוכרים), וכן פחמימות מורכבותהידרוליזה לפשוטה (פוליסכרידים).

פחמימות פשוטות

פחמימות פשוטות קיבלו את שמם בשל העובדה שבתחילת התפתחות הכימיה של הפחמימות האמינו שהן מורכבות מאטומי פחמן ומים. מבין הפחמימות הפשוטות, צמחי פירות יער מכילים הכי הרבה:

• גלוקוז,
• סוכרוז,
• פרוקטוז.

גלוקוז

אצל אנשים בוגרים יש במיוחד הרבה גלוקוז, ולכן הוא נקרא לעתים קרובות סוכר ענבים. ענבים בשלים מכילים הרבה גלוקוז. הוא נמצא בכמויות שונות בכל פירות היער, ולכן הוא החד-סוכר הנפוץ ביותר. בהיותו אחד ממקורות האנרגיה העיקריים, הגלוקוז מבצע פונקציות חשובות מאוד בגוף האדם, ועבור המוח ורקמת העצבים מקור כזה הוא היחיד (פרטים נוספים:).

פרוקטוז

פרוקטוזגם נפוץ בטבע. הוא נמצא במיוחד בכמויות גדולות ב פירות.
פרוקטוז בתפוחים. בגוף האדם, פרוקטוז יכול להפוך בקלות לגלוקוז, והוא נכלל גם בחילוף החומרים ישירות, תוך עקיפת תהליך ההמרה לגלוקוז. חלק מהפרוקטוז מעובד בגוף ללא אינסולין (פרטים נוספים:).

סוכרוז

סוכרוז(סוכר מסלק או קנה) הוא חלק חשוב מהתזונה ומורכב ממולקולות פרוקטוז וגלוקוז. כ-27% מסוכרוז מצוי בשורשי סלק סוכר וכ-20% בגבעולים של קני סוכר.
סלק סוכר. סוכרוז יכול בקלות לעבור הידרוליזה בחומצות מדוללות, לפירוק לגלוקוז ופרוקטוז. תערובת זו של פרוקטוז וגלוקוז נקראת סוכר אינוורטי. בעזרת האנזים סוכרוז או אינוורטאז, הפירוק האנזימטי של הסוכרוז מתרחש במעיים של בני אדם ובעלי חיים, וכן כאשר נוצר בגופן של דבורים. לדוגמה, דבש דבורים מורכב מ-97-99% סוכר אינוורטי. סוכרוז כלול בכל פירות היער.

פוליסכרידים

החשוב ביותר פוליסכרידיםצמחים הם:

• עֲמִילָן,
• תאית (סיבים),
• חומרים פקטין.

עֲמִילָן

עֲמִילָןהוא פוליסכריד מילואים של צמחים. הוא מושקע בצורת גרעינים בפקעות ובשורשים, בגרגרי דגנים, והוא מצוי גם בפירות בוסרים רבים וכו'. כשהפירות מבשילים, עמילן מתפרק לגלוקוז. השיטה הכימית לקביעת מידת הבשלות הפרי מבוססת על תכונה זו. פקעות מכילות בין 12 ל-24% עמילן.
עמילן הוא מקור אנרגיה עשיר, בעל תכונות עוטפות ונמצא בשימוש נרחב בתעשיית המזון והרפואה.

תָאִית

מ תָאִיתמורכב בעיקר ממברנות תאי צמחיות. זהו פוליסכריד מבני. עץ מכיל 50% תאית, סיבי כותנה - עד 90%. צמר גפן יכול להיחשב תאית כמעט טהורה. מולקולת תאית מכילה עד 10,000 שאריות גלוקוז. סיבים, או תאית, אינם מפורקים על ידי אנזימים בתעלת העיכול האנושית, אך הם פועלים כמפעיל של התפקוד המוטורי של הקיבה והמעיים בשל המבנה המחוספס שלו ומווסת את פעילותם של איברים אלו. מבטיח שחרור בזמן וקצבי של רעלים מהגוף.

חומרים פקטים (פקטינים)

לפי הטבע הכימי חומרים פקטיןמסווגים כפחמימות מורכבות. אז, כאשר מטפלים במחלות של מערכת העיכול, הם מנרמלים את הרכב המיקרופלורה של המעי והפריסטלטיקה של המעיים. לפקטינים יש השפעה אנטיבקטריאלית. עם מתכות רבות (עופרת, סידן, סטרונציום, קובלט וכו') הן יכולות ליצור תרכובות מורכבות בלתי מסיסות שאינן מתעכלות ומופרשות מהגוף. בשל היכולת לקשור מתכות רדיואקטיביות ומתכות כבדות בגוף, הפקטינים הם מוצרים מגינים וקרינה ומבטלים רעלים בתזונת האדם. הם מנטרלים חומרים רעילים הנוצרים במעיים כתוצאה מתהליך הריקבון ופעילות המיקרופלורה.
פקטין בפירות. לפקטינים יש גם השפעה אנטי-סקלרוטית. עשיר בפקטינים דומדמניות, חומות, דומדמניות אדומות, תפוחים, חמוציות, ברביריס, פירות הדר(קליפת פירות).