Stärke, Glykogen und Zellulose sind komplexe Kohlenhydrate, Glukoseisomere. Sie haben eine ähnliche ringförmige Struktur, die aus α-Glukose-Rückständen besteht, unterscheiden sich jedoch in den materiellen Eigenschaften und der räumlichen Konfiguration ihrer Moleküle.
Ein charakteristisches Merkmal von Stärke– und Glykogenmolekülen ist das Vorhandensein von Verzweigungen, die durch eine α-1,6-Glykosidbindung gebildet werden. Solche Verzweigungen in Stärkemolekülen fehlen, und Verzweigungen in Glykogenmolekülen können nicht nur α-1,6-Bindungen sein, sondern auch α-1,4-Bindungen.
Funktionen im Körper
Stärke ist das wichtigste Ersatzkohlenhydrat von Pflanzen, das es ihnen ermöglicht, unter Nährstoffmangel zu überleben. Beim Menschen dient Stärke als Energiequelle, die aus der Nahrung kommt.
Glykogen spielt eine ähnliche Rolle in tierischen und menschlichen Organismen. Es wird in der Leber und in den Skelettmuskeln gespeichert und bei körperlicher Anstrengung und unter Fastenbedingungen verwendet. Glykogen ist auch an der Regulierung des Blutzuckerspiegels in Zeiten von Hunger und körperlicher Aktivität beteiligt.
Zellulose ist Teil der Zellwände von Pflanzenzellen und ist für ihre Festigkeit und Stabilität verantwortlich. Es ist auch biologisch abbaubar, dh es kann durch Bakterien und Pilze im Boden zerlegt werden.
Nährwert und Verwendung
Stärke ist sowohl für Menschen als auch für Tiere ein wichtiges Nahrungsmittel. Es ist weit verbreitet in der Herstellung von Backwaren, Süßwaren, Suppen, Saucen und anderen Lebensmitteln verwendet.
Glykogen wird im Gegensatz zu Stärke nicht als Lebensmittelprodukt verwendet, da sein Gehalt in Lebensmitteln minimal ist. Die Glykogenreserven im Körper sind jedoch eine wichtige Energiequelle für körperliche Aktivität und Fasten.
Zellulose ist beim Menschen für die Verdauung unzugänglich und hat daher keinen Nährwert. Es ist jedoch eine wichtige Quelle für Ballaststoffe, die zur Normalisierung der Verdauung und zur Vorbeugung von Verstopfung beiträgt.
Struktur von Stärke, Glykogen und Zellulose
Stärke besteht aus zwei Hauptfragmenten - Amylose und Amylopektin. Amylose ist eine lineare Kette von Glukose-Rückständen, die durch α-1,4-Glykosidbindungen verbunden sind. Amylopektin wiederum ist ein sich verzweigendes Molekül, bei dem α-1,6-Glykosidbindungen Zweige bilden, die durch α-1,4-Glykosidbindungen verbunden sind. Diese Struktur macht Stärke solubil und gibt die Grundlage für ihre Verwendung als Energiereserve von Pflanzen.
Glykogen ist eine gespeicherte Form von Glukose im Körper von Tieren und Menschen. Die Struktur von Glykogen ist der Struktur von Amylopektin sehr ähnlich. Glykogen hat jedoch kürzere Zweige und eine höhere Konzentration von Zweigen. Diese Struktur macht Glykogen während körperlicher Aktivität oder beim Fasten zu einer guten Energiequelle für Muskeln und Leber.
Zellulose hat im Gegensatz zu Stärke und Glykogen eine lineare Struktur, die nur aus β-1,4-Glykosidbindungen besteht. Diese Struktur verleiht der Zellulose Steifigkeit und Stabilität und macht sie zu einem Hauptstrukturbestandteil der Zellwände von Pflanzen. Der menschliche Körper ist nicht in der Lage, Zellulose abzubauen, daher ist es eine unlösliche Faser und spielt eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der normalen Darmfunktion.
| Polysaccharid | Bau | Funktion |
|---|---|---|
| Stärkemehl | Amylose und Amylopektin | Energiereserve von Pflanzen |
| Glykogen | Amylopektin | Speicherung von Glukose im Körper von Tieren |
| Zellulose | Lineare Kette aus β-1,4-Glykosidbindungen | Strukturelle Komponente der Zellwände von Pflanzen |
Merkmale der Stärke
Im Gegensatz zu Glykogen hat Stärke mehrere Sorten - Amylofectin und Amylose. Amylofectin ist ein verzweigtes Stärkemolekül, in dem Glukosemoleküle durch alpha-1,4-Glykosidbindungen sowie durch alpha-1,6-Glykosidbindungen verbunden sind, die seitliche Zweige bilden. Amylose ist dagegen ein nicht verzweigtes Stärkemolekül, bei dem Glukosemoleküle nur durch Alpha-1,4-Glykosidbindungen gebunden sind.
Ein weiteres Merkmal von Stärke ist seine Fähigkeit, gelbildende Strukturen bei Wechselwirkung mit Wasser und beim Erhitzen zu bilden. Dies macht Stärke zum Hauptbestandteil beim Kochen und in der Lebensmittelzusatzstoffindustrie.
Einzigartige Eigenschaften von Glykogen
| 1. Energiespeicher | Glykogen spielt eine Schlüsselrolle im Körper als Reservenergiespeicher. Es kann leicht in Gegenwart von Enzymen abgebaut werden, wobei Glukosemoleküle freigesetzt werden, die als Energiequelle für die Zellen dienen. |
| 2. Rolle im Kohlenhydratstoffwechsel | Glykogen ist an der Regulierung des Blutzuckerspiegels beteiligt. Wenn der Glukosespiegel gesenkt wird, stimuliert das Hormon Insulin die Glykogensynthese in Leber und Muskeln. Wenn der Glukosespiegel steigt, zerstört das Hormon Glucagon das Glykogen und gibt Glukose frei. |
| 3. Erstellen von Identitätsmarkierungen | Glykogen kann unter Beteiligung verschiedener Enzyme modifiziert werden, wodurch Zellen es als Identifikationsmarker auf ihrer Oberfläche verwenden können. Dies ist besonders wichtig für Zellen des Immunsystems, die mit Hilfe von Glykogenmolekülen infektiöse Agenzien erkennen und angreifen können. |
| 4. Die Rolle bei der Bildung einer Hydrathülle | Glykogen hat eine hohe Flüssigkeitszufuhr, dh die Fähigkeit, Wasser zu sich zu ziehen. Diese Eigenschaft ermöglicht es dem Glykogen, eine Hydrathülle um die Zellen herum zu bilden, was als Schutzmechanismus gegen Austrocknung dient. Dank der Hydrathülle behalten die Zellen ihre Form und Funktionsfähigkeit bei. |
Somit ist Glykogen ein multifunktionales Polysaccharid, das wichtige Rollen im menschlichen Körper und anderen lebenden Organismen erfüllt.
Erstaunliche Zellstoffstruktur
Zellulose besteht aus langen Ketten von Glukosemolekülen, die auf spezifische Weise miteinander verbunden sind. Jedes Zellulosemolekül enthält bis zu 15.000 Glukosemoleküle. Aufgrund der besonderen Eigenschaften der Ketten hat die Zellulose eine hohe Festigkeit und strukturelle Stabilität.
Ähnlichkeit mit Glykogen und Stärke:
Cellulose besteht, wie Glykogen und Stärke, aus Glukosemolekülen. Diese Verbindungen haben jedoch unterschiedliche Struktur und Funktion.
Ähnlich wie Stärke ist Cellulose ein Polysaccharid, löst sich aber nicht in Wasser auf und wird von lebenden Organismen nicht absorbiert. Dies liegt an der unterschiedlichen Ausrichtung von Glukoseeinheiten in Ketten. In Stärke sind sie in alle Richtungen ausgerichtet, was für Löslichkeit und Verdaulichkeit im Körper sorgt. In der Zellulose sind die Glukosemoleküle entlang der Achse der Kette ausgerichtet, was ihre Steifigkeit und Unverwundbarkeit für Verdauungsenzyme verursacht.
Einzigartige Eigenschaften von Zellulose:
Die Struktur der Zellulose macht sie zu einem ausgezeichneten Baumaterial für Pflanzenzellen. Zellulosefasern bilden starke Zellwände, geben ihnen Festigkeit und schützen sie vor Verformung. Dies ist besonders wichtig für Pflanzen, die zum Beispiel für Bäume und Stängel übertrieben sind.
Gleichzeitig hat Cellulose erstaunliche Eigenschaften auf dem Gebiet der Wissenschaft und Technologie. Seine hohe Festigkeit und die Fähigkeit, mehrschichtige Strukturen zu bilden, machen es zu einem ausgezeichneten Material für die Herstellung verschiedener Produkte, einschließlich Papier, Textilien, Folien, Kunststoffen und sogar biologisch abbaubaren Materialien.
Daher spielt die Zellulose mit ihrer einzigartigen Struktur eine Schlüsselrolle im Pflanzenleben und findet breite Anwendung in verschiedenen Bereichen menschlicher Aktivität.
Chemische Zusammensetzung von Stärke
α-Amylose - dies ist eine lineare Kette, die aus Glukoseanhydriden besteht, die durch eine α-1,4-Glykosidbindung verbunden sind. Diese Struktur gibt Stärke die Fähigkeit, gelbildende Lösungen zu bilden, wenn sie mit Wasser erhitzt wird.
A-Amylopektin ist ein verzweigtes Molekül, das aus Glukoseanhydriden besteht, die durch eine α-1,4-Glykosidbindung miteinander verbunden sind, und die Verzweigungen werden durch eine α-1,6-Glykosidbindung gebildet. A-Amylopektin hat ein viel größeres Molekulargewicht, was seine Fähigkeit zur Erhaltung der Form und Stabilität beim Erhitzen bewirkt.
Der Gehalt an α-Amylose und a-Amylopektin in Stärke hängt von seiner Zusammensetzung und Quelle ab. Abhängig davon unterscheiden sich die Eigenschaften und die Verwendung verschiedener Arten von Stärke in Lebensmitteln und anderen Industriezweigen.
Chemische Zusammensetzung von Glykogen
Glykogen ist ein Polysaccharid, das aus sich wiederholenden Glukoseeinheiten besteht. Darüber hinaus bildet Glukose Polymerketten, die durch eine Glykosidbindung zwischen den Kohlenstoffatomen 1 und 4 verbunden sind. Die chemische Formel von Glykogen ist cHhOo₅ und sein Molekulargewicht beträgt 162 g / mol.
Glykogen enthält eine erhebliche Menge an > Ketten, die durch die Verzweigung des Glukosemoleküls bei der Bildung von Glykogen durch Glykosidbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen 1 und 6 gebildet werden. Die Zweige bieten eine Zunahme der Oberfläche für die Synthese und den Abbau von Glykogen, wodurch es in Wasser praktisch unlöslich ist.
Glykogen ist eine Ersatzform von Zuckern im Körper von Lebewesen und sammelt sich hauptsächlich in der Leber und den Skelettmuskeln an. Seine Rolle besteht darin, Energie in Zeiten von Hunger oder erhöhter körperlicher Aktivität bereitzustellen.
- Chemische Formel: C₆hOo₅
- Molekulargewicht: 162 g/mol
- Besteht aus sich wiederholenden Glucose-Subeinheiten, die durch Glykosidbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen 1 und 4 verbunden sind
- Enthält > Ketten, die durch die Verzweigung eines Glukosemoleküls durch Glykosidbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen 1 und 6 gebildet werden
- Praktisch unlöslich in Wasser
- Es wird hauptsächlich in der Leber und in den Skelettmuskeln synthetisiert und gespeichert
- Es wird als Ersatzform von Zucker verwendet, um Energie in Zeiten von Hunger oder erhöhter körperlicher Aktivität bereitzustellen
