Крахмал
Крахмал (польск. krochmal, от нем. Kraftmehl), основной резервный углевод растений; образуется в клеточных органеллах (хлоропластах и амилопластах)и накапливается главным образом в семенах, луковицах и клубнях, а также в листьях и стеблях. К. откладывается в клетках в виде зёрен, в состав которых входит небольшое количество белков и липидов. Зёрна К. у разных видов растений различаются по размерам (наиболее крупные - у картофеля, их средний диаметр около 33 мкм. наиболее мелкие у риса - около 15 мкм)и форме и имеют слоистую структуру (рис. 1 и 2). При микроскопическом исследовании по виду зёрен К. можно определить их происхождение. К. представляет собой смесь двух полисахаридов: линейного - амилозы и разветвленного - амило-пектина, общая формула которых: (C6H10O5)n,. Как правило, содержание амилозы в К. составляет 10-30%, а амилопектина 70-90% . Полисахариды К. построены из остатков глюкозы, соединённых в амилозе и в линейных цепях амилопектина a-1,4-глюкозидными связями, а в точках ветвления - межцепочечными a-1,6-глюкозидными связями (см. формулы).
(В амилозе связано в среднем около 1000 остатков глюкозы; отдельные линейные участки молекулы амилопектина состоят из 20-30 таких единиц.) Характерное синее окрашивание К. раствором иода (йодная реакция) используется для его обнаружения. При частичном кислотном гидролизе К. образуются полисахариды меньшей степени полимеризации - декстрины, при полном гидролизе - глюкоза. Ферментативный распад К. может осуществляться различными путями. В присутствии неорганического фосфата растительная фосфорилаза расщепляет a-1,4-связи с образованием глюкозо-1-фосфата, тем самым переводя К. из запасной формы в метаболически активную. Широко распространённые в природе ферменты a- и b-амилазы также расщепляют только a-1,4-связи: b-амилаза - до мальтозы и декстринов, a-амилаза способна "обходить" точки ветвления и полностью расщеплять К. до низкомолекулярных продуктов (мальтоза, глюкоза). Распад a-1,6-связей с образованием свободной глюкозы катализирует амило-1,6-глюкозидаза. У плесневых грибов существует фермент, расщепляющий К. до глюкозы - глюкоамилаза. Конечные продукты ферментативного расщепления К. - глюкоза и глюкозо-1-фосфат - важнейшие субстраты как энергетического обмена, так и процессов биосинтеза. Биосинтез неразветвлённых цепей К. осуществляется с помощью глюкозилтрансфераз, катализирующих перенос остатка глюкозы от нуклеозиддифосфатглюкозы к растущей углеводной цепи. "Ветвящий" Q-фсрмент переносит концевой глюкозный остаток из основной цепи в боковую с образованием a-1,6-связи в амилопектине. Исходным субстратом при биосинтезе К. у растений может быть сахароза. К. составляет основную часть важнейших продуктов питания (в муке 75- 80%, в картофеле 25%), легко переваривается в желудочно-кишечном тракте и обладает высокой калорийностью - 16,75 кдж/г (ок. 4 ккал/г). К. и его производные применяются при производстве бумаги, текстильных изделий, клеев, в литейном производстве и др. отраслях промышленности.
Как лекарственное средство К. входит в состав присыпок, мазей и паст. В качестве индикатора на иод используют 1%-ный раствор К. Применяют также как обволакивающее средство (клейстер, крахмальный отвар). Из смеси К. (или пшеничной муки) и крахмального клейстера изготовляют облатки.
Лит.: Химия и технология крахмала, пер. с англ., 2 изд., М., 1956; Химия углеводов, М., 1967; Степаненко Б.Н., Углеводы. Успехи в изучении строения и метаболизма, М., 1968.
? Д. М. Беленький.