Лабораторне заняття № 5 Якісне та кількісне визначення різних груп вуглеводів. Визначення вмісту сахарози в коренеплодах цукрових буряків

Мета заняття: Засвоїти методи якісного та кількісного визначення вмісту різних груп вуглеводів у рослинному матеріалі

Теоретична частина

Вуглеводи є важливою складовою частиною живих організмів. Основна маса органічного вуглецю в біосфері знаходиться саме в складі вуглеводів. У рослинних тканинах їх вміст становить понад 80 % від сухої маси. Вуглеводи є тими речовинами, які первинно утворюються в зелених рослинах у процесі фотосинтезу та дають початок іншим органічним речовинам.

Вуглеводи як запасні речовини нагромаджуються в коренях, бульбах, плодах, насінні багатьох дикорослих і культурних рослин. Значна маса вуглеводів зосереджена в клітинних оболонках у вигляді целюлози, геміцелюлоз, пектинів. Усередині протопласта вуглеводи можуть нагромаджуватись у вигляді включень крохмалю, інуліну та інших форм. У гіалоплазмі вуглеводи знаходяться у вільній формі або в формі похідних сполук вуглеводів, а їх залишки входять до складу більш складних речовин і надмолекулярних комплексів (наприклад, рибоза й дезоксирибоза входять до складу нуклеотидів, різні олігосахариди входять до складу плазмалеми).

У різних органах і тканинах рослин співвідношення між окремими групами вуглеводів має свої особливості. Так, у плодових і овочевих культурах переважають моносахариди та сахароза, в насінні зернових і бобових культур, а також у бульбах картоплі – крохмаль, у деревині та соломі злаків – целюлоза, геміцелюлози та пентозани. В плодах, як правило, переважають розчинні форми вуглеводів.

В організмі рослин вуглеводи виконують ряд важливих функцій – енергетичну (при окисленні 1 г вуглеводів виділяється біля 16,9 кДж енергії), будівельну (використовуються для синтезу багатьох важливих речовин), захисну (є основними компонентами клітинних оболонок, утворюють різні слизи й рослинні клеї, камеді), опорну (складають основу цитоскелету рослин), регуляторну (різні групи вуглеводів регулюють величину продихових щілин, осмотичний тиск), запасаючу (в рослинах органічні речовини найчастіше відкладаються в формі різних вуглеводів). Крім названих функцій, вуглеводи можуть виконувати й деякі специфічні функції.

За хімічною природою вуглеводи представляють собою альдегіди та кетони багатоатомних спиртів, їх похідні та полімери цих сполук.

За складністю будови вуглеводи, як правило, поділяють на моносахариди (сюди відносяться вуглеводи та їх похідні, що не здатні розщеплюватись без втрати своїх характерних властивостей), полісахариди І порядку або олігосахариди (сюди відносяться вуглеводи, що гідролізуються з утворенням 2-10 моносахаридів) і полісахариди ІІ порядку або глікани (сюди відносяться високомолекулярні полімерні вуглеводи, що складаються від 11 до декількох тисяч залишків моносахаридів або їх похідних).

У рослинних організмах із моносахаридів найчастіше зустрічаються – арабіноза, ксилоза, рибоза й дезоксирибоза, глюкоза, манноза, галактоза, рибулоза, фруктоза; з олігосахаридів – мальтоза, целобіоза, сахароза, трегалоза, рафіноза, стахіоза; з гліканів – крохмаль, целюлоза, геміцелюлоза, пектини, агар-агар.

Кожній із груп вуглеводів притаманні свої характерні фізичні та хімічні властивості, що лежать в основі методів їх якісного й кількісного визначення в рослинному матеріалі.