Amidonul si celulozaAmidonul si celuloza

AmidonulAmidonul Nu toate polizaharidele au aceeasi functiune in planta: unele servesc ca Nu toate polizaharidele au aceeasi functiune in planta: unele servesc ca

rezerve de hidrati de rezerve de hidrati de carboncarbon pentru embrion sau chiar pentru planta insasi.  pentru embrion sau chiar pentru planta insasi. Printre acestea se inumara amidonulk si fructozanii. Alte polizaharide, Printre acestea se inumara amidonulk si fructozanii. Alte polizaharide, numite ,,de schelet”, au rolul de a conferi soliditate mecanica organelor in numite ,,de schelet”, au rolul de a conferi soliditate mecanica organelor in care se gasesc. Cea mai importanta dintre acestea este celuloza.care se gasesc. Cea mai importanta dintre acestea este celuloza.

Cea de-a doua polizaharida , dupa celuloza, raspandita universal in regnul Cea de-a doua polizaharida , dupa celuloza, raspandita universal in regnul vegetal este amidonul. Ca si celuloza, amidonul este compus numai din D-vegetal este amidonul. Ca si celuloza, amidonul este compus numai din D-glucoza. Plantele isi constituie in fructe, seminte si tubercule, rezerved e glucoza. Plantele isi constituie in fructe, seminte si tubercule, rezerved e amidon, insolubil in apa, dar putand fi usor transformat in glucoza sau in amidon, insolubil in apa, dar putand fi usor transformat in glucoza sau in derivati ai acesteia, prin reactii enzimatice. Glicogenul (descoperit de Claude derivati ai acesteia, prin reactii enzimatice. Glicogenul (descoperit de Claude Bernard, 1855), mult asemanator amidonului ca structura, indeplineste in Bernard, 1855), mult asemanator amidonului ca structura, indeplineste in organismul animal aceeasi functiune ca acesta in organismul vegetal. organismul animal aceeasi functiune ca acesta in organismul vegetal. Glicogenul este depozitat in ficat (pana la 20%) dar se transforma prin Glicogenul este depozitat in ficat (pana la 20%) dar se transforma prin hidroliza enzimatica in glucoza, care este transportata pe calea sangelui in hidroliza enzimatica in glucoza, care este transportata pe calea sangelui in muschi si alte tesuturi. Aici se refac mici rezerve de glicogen, care sunt apoi muschi si alte tesuturi. Aici se refac mici rezerve de glicogen, care sunt apoi consumate in cursul activitatii acestor organe.consumate in cursul activitatii acestor organe.

Izolare. Aspect. Izolare. Aspect. Semintele plantelor contin pana la 70-80% amidon; continutul tuberculelor Semintele plantelor contin pana la 70-80% amidon; continutul tuberculelor este, in general mai mic (16-19%, la cartofi cu 25% substanta uscata). Ca este, in general mai mic (16-19%, la cartofi cu 25% substanta uscata). Ca materie prima, la fabricarea amidonului servesc de obicei cartofii sau faina materie prima, la fabricarea amidonului servesc de obicei cartofii sau faina de porumb; procedeul consta in framantare in apa curgatoare, care de porumb; procedeul consta in framantare in apa curgatoare, care antreneaza mai usor amidonul decat celalalte componente.antreneaza mai usor amidonul decat celalalte componente.

Aspectul amidonului este deosebit de al celulozei. In loc de fibre, Aspectul amidonului este deosebit de al celulozei. In loc de fibre, amidonul se prezinta sub forma de granule, a caror forma si marime, amidonul se prezinta sub forma de granule, a caror forma si marime, caracteristica pentru fiecare specie vegetala (grau, porumb, orez, caracteristica pentru fiecare specie vegetala (grau, porumb, orez, cartofi, tapioca etc.) permite o usoara identificare la microscop. cartofi, tapioca etc.) permite o usoara identificare la microscop. Diametrul granulelor este de 20-100 , dupa provenienta. Ele sunt Diametrul granulelor este de 20-100 , dupa provenienta. Ele sunt construite din straturi, vizibile la microscop, depuse concentric in jurul construite din straturi, vizibile la microscop, depuse concentric in jurul unui nucleu de condensare. Granulele de amidon, privite prin unui nucleu de condensare. Granulele de amidon, privite prin microscopul de polarizatie, intre nicoli incrucisati, arata fenomenul microscopul de polarizatie, intre nicoli incrucisati, arata fenomenul birefrigentii (cruce neagra). Cu ajutorul razelor X se constata semne de birefrigentii (cruce neagra). Cu ajutorul razelor X se constata semne de cristalizare ce dispar insa daca se elimina prin uscare apa absorbita cristalizare ce dispar insa daca se elimina prin uscare apa absorbita higroscopic.higroscopic.

In apa rece amidonul este insolubil (cand granulele sale sunt intacte). In apa rece amidonul este insolubil (cand granulele sale sunt intacte). Apa calda produce o umflare a granulelor care, la temperatura suficient Apa calda produce o umflare a granulelor care, la temperatura suficient de inalta, se sparg si formeaza solutii vascoase sau geluri. La racire de inalta, se sparg si formeaza solutii vascoase sau geluri. La racire acestea se transforma (la temepraturi fixe, variind intre 57-87, dupa acestea se transforma (la temepraturi fixe, variind intre 57-87, dupa specia vegetala) intr-un gel rigid, omogen, translucid: coca. specia vegetala) intr-un gel rigid, omogen, translucid: coca. Temperatura de fromare a cocai este coborata de prezenta anumitor Temperatura de fromare a cocai este coborata de prezenta anumitor electroliti, cum sunt: NaOH, CaCl2,KSCN si ZnCl2. Formarea cocai se electroliti, cum sunt: NaOH, CaCl2,KSCN si ZnCl2. Formarea cocai se datoreste pierderii mobilitatii moleculelor dizolvate, un fenomen datoreste pierderii mobilitatii moleculelor dizolvate, un fenomen comparabil cu cristalizarea, avand loc, ca si aceasta, la temperatura comparabil cu cristalizarea, avand loc, ca si aceasta, la temperatura fixa. Spre deosebire de o retea cristalina, agregatul de macromolecule fixa. Spre deosebire de o retea cristalina, agregatul de macromolecule rigide, imobile, ce ia nastere este neregulat si inglobeaza mari cantitati rigide, imobile, ce ia nastere este neregulat si inglobeaza mari cantitati de apa.de apa.

Amiloza si amilopectinaAmiloza si amilopectinaAmidonul nu este o substanta unitara, ci un amestec de doua Amidonul nu este o substanta unitara, ci un amestec de doua polizaharide, numite amiloza si amilopectina (L. Maquenne, 1904) polizaharide, numite amiloza si amilopectina (L. Maquenne, 1904) Separarea, nu tocmai completa, a acestor componente poate fi Separarea, nu tocmai completa, a acestor componente poate fi realizata lasand amidonul sa se umfle in apa de circa 70, astfel incat realizata lasand amidonul sa se umfle in apa de circa 70, astfel incat granulele sale sa nu se sparga. _n aceste conditii amiloza se dizolva si granulele sale sa nu se sparga. _n aceste conditii amiloza se dizolva si difuzeaza, din interiorul granulelor, in solutie. O metoda moderna mai difuzeaza, din interiorul granulelor, in solutie. O metoda moderna mai eficace consta in dizolvarea amidonului integral in apa, la temperatura eficace consta in dizolvarea amidonului integral in apa, la temperatura ridicata, sI adaugarea unu agent de precipitare a amilozei (The J. ridicata, sI adaugarea unu agent de precipitare a amilozei (The J. Schoch). Un asemenea agent este n-butanolul, dar se obtin rezultate Schoch). Un asemenea agent este n-butanolul, dar se obtin rezultate bune sI cu n-pentanol, ciclohexanol, timol, acizi grasI sI nitro-alcani. bune sI cu n-pentanol, ciclohexanol, timol, acizi grasI sI nitro-alcani. Solutia de amidon, saturata cu agentul de precipitare, se tine 1-2 zile la Solutia de amidon, saturata cu agentul de precipitare, se tine 1-2 zile la temperatura camerei, in care timp se precipita complexul uneori temperatura camerei, in care timp se precipita complexul uneori microcristalin al amilozei cu alcoolul. Acesta se separa si se microcristalin al amilozei cu alcoolul. Acesta se separa si se descompune prin extragerea agentului de precipitare cu dizolvanti. descompune prin extragerea agentului de precipitare cu dizolvanti. Amilopectina ramane nedizolvata. Amiloza obtinuta pe aceasta cale Amilopectina ramane nedizolvata. Amiloza obtinuta pe aceasta cale este pura (sI a fost obtinuta in stare cristalizata)este pura (sI a fost obtinuta in stare cristalizata)

Structura amidonului Structura amidonului Primele cercetari nu au tinut seama de faptul ca amidonul nu este un Primele cercetari nu au tinut seama de faptul ca amidonul nu este un compus unitar. Vom examina cateva din rezultatele cercetatorilor mai compus unitar. Vom examina cateva din rezultatele cercetatorilor mai vechi. Formula ruta a amidonului, determinata prin analiza elementara, vechi. Formula ruta a amidonului, determinata prin analiza elementara, este (C6H10O5)n, la fel ca a celulozei. Prin hidroanaliza cu acizi, este (C6H10O5)n, la fel ca a celulozei. Prin hidroanaliza cu acizi, amidonul trece in D-glucoza, cu randament cantitativ.amidonul trece in D-glucoza, cu randament cantitativ.

Prin hidroliza cu enzime se formeaza dizaharida Prin hidroliza cu enzime se formeaza dizaharida maltoza, cu un randament ce poate ajunge pana maltoza, cu un randament ce poate ajunge pana la 80%. Se poate obtine din amidon un derivat al la 80%. Se poate obtine din amidon un derivat al maltozei si pe cale pur chimica: tratand amidon maltozei si pe cale pur chimica: tratand amidon cu bromura de acetil se formeaza cu bromura de acetil se formeaza acetobrommaltoza (un compus asemanator acetobrommaltoza (un compus asemanator acetobromoclucozei); acesta a fost transformat acetobromoclucozei); acesta a fost transformat prin hidroliza in heptaacetil-maltoza.prin hidroliza in heptaacetil-maltoza.

Fiecare rest C6H10O5 din amidon contine ( in Fiecare rest C6H10O5 din amidon contine ( in prima aproximatie) trei frupe OH, ce se pot prima aproximatie) trei frupe OH, ce se pot metila , acetila etc. tocmai ca la celuloza. metila , acetila etc. tocmai ca la celuloza. Pornindu-se de la un amidon perfect metilat si Pornindu-se de la un amidon perfect metilat si hidrolizandu-se acest compus cu acizi, se hidrolizandu-se acest compus cu acizi, se formeaza ca produs principal 2,3,6- formeaza ca produs principal 2,3,6- trimetilglucoza. S-a tras de aici concluzia ca trimetilglucoza. S-a tras de aici concluzia ca macromoleculele de amidon sunt compuse din macromoleculele de amidon sunt compuse din resturi de D-glucopiranoza, legate intre ele in resturi de D-glucopiranoza, legate intre ele in pozitiile 1,4, la fel ca in celuloza.pozitiile 1,4, la fel ca in celuloza.

celulozaceluloza Celuloza se obţine in general din Celuloza se obţine in general din bumbacbumbac, lemn, stuf şi , lemn, stuf şi

paie.Cea mai pură varietate de celuloză se obtine din paie.Cea mai pură varietate de celuloză se obtine din bumbac prin egrenarea (îndepartarea seminţelor) şi apoi bumbac prin egrenarea (îndepartarea seminţelor) şi apoi spălarea vatei din capsulele plantei de bumbac.Această spălarea vatei din capsulele plantei de bumbac.Această varietate este folosită aproape exclusiv în scopuri textile. varietate este folosită aproape exclusiv în scopuri textile. O celuloză mai putin pura se obţine din lemn, stuf sau O celuloză mai putin pura se obţine din lemn, stuf sau paie. În acesteă celuloză este amestecată cu diferiţi paie. În acesteă celuloză este amestecată cu diferiţi componenţi necelulozici, numiţi irecruste(lignina, componenţi necelulozici, numiţi irecruste(lignina, poligozaharide, răşini etc.), care trebuie indepartati. poligozaharide, răşini etc.), care trebuie indepartati. 

Separarea se poate face cu ajutorul unor Separarea se poate face cu ajutorul unor reactivi acizi sau bazici care dzolvă incrustele, eliberînd reactivi acizi sau bazici care dzolvă incrustele, eliberînd cea mai mare parte a materialului celulozic util. Printre cea mai mare parte a materialului celulozic util. Printre reactivii folosiţi, cel mai intrebuinţat este bisulfitul de reactivii folosiţi, cel mai intrebuinţat este bisulfitul de calciu, Ca (HSO3)2 (în procedeul bisulfitic) sau calciu, Ca (HSO3)2 (în procedeul bisulfitic) sau amestecul de sulfat de sodiu şi hidroxid de sodiu (in amestecul de sulfat de sodiu şi hidroxid de sodiu (in procedeul sulfat). Celuloza rezultată este supusa albirii şi procedeul sulfat). Celuloza rezultată este supusa albirii şi serveşte la fabricarea hîrtiei sau la chimizare; în ţara serveşte la fabricarea hîrtiei sau la chimizare; în ţara noastră producţia de celuloză se realizează în noastră producţia de celuloză se realizează în numeroase unităţi industriale.numeroase unităţi industriale.

Celuloza este o substantă solidă, amorfă, de Celuloza este o substantă solidă, amorfă, de culoare albă, insolubilă în apă sau în solvenţi culoare albă, insolubilă în apă sau în solvenţi organici, solubilă în hidroxid tetra aminocupric, organici, solubilă în hidroxid tetra aminocupric, [Cu(NH3)4](OH)2 (reactiv Scheueizer). La [Cu(NH3)4](OH)2 (reactiv Scheueizer). La încălzire se încălzire se carbonizeazcarbonizează fară să se topească. ă fară să se topească. Nu are gustul dulce caracteristic zaharidelor. Nu are gustul dulce caracteristic zaharidelor. Prin hidroliza enzimatică, celuloza formează Prin hidroliza enzimatică, celuloza formează glucoză; celuloza prezinta un slab caracter glucoză; celuloza prezinta un slab caracter reducător. reducător. 

Aceste constatări au dus la concluzia că lanţul Aceste constatări au dus la concluzia că lanţul macro molecular de celuloză este format dintr-macro molecular de celuloză este format dintr-un mare număr de resturi de, glucoza legate un mare număr de resturi de, glucoza legate între ele prin legături monocarbonilice în poziţiile între ele prin legături monocarbonilice în poziţiile 1-4 (gruparea hidroxil glucozitic de la C1 al unui 1-4 (gruparea hidroxil glucozitic de la C1 al unui rest glucozic cu gruparea hidroxil de la C4 al rest glucozic cu gruparea hidroxil de la C4 al restului următor). Rezultă astfel o structură restului următor). Rezultă astfel o structură filiformă a lanţului macromolecular celulozic.filiformă a lanţului macromolecular celulozic.

Numeroasele grupari hidroxil existente de-a lungul Numeroasele grupari hidroxil existente de-a lungul lanţulului, în resturile glucozice, formează între ele un lanţulului, în resturile glucozice, formează între ele un număr urias de legături de hidrgen; aceste număr urias de legături de hidrgen; aceste împachetează foarte strîns lanţurile macromoleculare şi împachetează foarte strîns lanţurile macromoleculare şi conferă celulozei structua microscopică de fir. Din modul conferă celulozei structua microscopică de fir. Din modul în care celuloza reactionează cu diferiţi reactivi s-a în care celuloza reactionează cu diferiţi reactivi s-a dedus că în macromolecula sa fiecare rest de glucoză dedus că în macromolecula sa fiecare rest de glucoză prezintă trei grupări hidroxil capabilă să reactioneze prezintă trei grupări hidroxil capabilă să reactioneze chimic. Evidentiind aceste trei grupări functionale se chimic. Evidentiind aceste trei grupări functionale se poate scrie pentru celuloză o formulă de tipul:OH (C6 H7 poate scrie pentru celuloză o formulă de tipul:OH (C6 H7 O2 -OH)-n ; OHO2 -OH)-n ; OH

Grupările hidroxil din celuloză au reactivite normală şi Grupările hidroxil din celuloză au reactivite normală şi participă la reacţiile specifice lor: formarea de eteri, de participă la reacţiile specifice lor: formarea de eteri, de esteri, de esteri, de alcoolialcoolietc.După numărul grupărilor hidroxil etc.După numărul grupărilor hidroxil dintr-un rest glucozic, care participă la asemenea reacţii dintr-un rest glucozic, care participă la asemenea reacţii se obţin produşi cu diferite grade de transfer. Tratată cu se obţin produşi cu diferite grade de transfer. Tratată cu amestec de acid acetic şi anhidridă acetică, celuloza amestec de acid acetic şi anhidridă acetică, celuloza poate forma mono-,di-sau tri-acetatul de celuloza.poate forma mono-,di-sau tri-acetatul de celuloza.