EL-MO II Moleküle, Schulbuch

122 8 ernÄHrung Polysaccharide Polysaccharide sind nach demselben Prinzip aufgebaut wie Disaccharide. Statt 2 Monosaccharideinheiten sind aber viele (hundert bis zigtausend) glycosidisch ver- knüpft. Die wichtigsten Polysaccharide sind Stärke , die pflanzliche Reservesubstanz, und Cellulose , die Gerüst- und Fasersubstanz der Pflanzen. Beide bestehen aus Glu- coseeinheiten. Die Summenformel dieser Polysaccharide ist daher (C 6 H 10 O 5 ) n . Stärke Durch Fotosynthese baut die Pflanze aus Wasser und Kohlenstoffdioxid Glucose auf. Für die endergone Reaktion ist Licht als Energiequelle notwendig. Sauerstoff wird dabei abgegeben. Die lösliche Glucose würde bald zu einer zu konzentrierten Lösung in den Pflanzenzellen mit riesigem osmotischen Druck führen. Die Glucoseeinheiten werden daher zu Polysacchariden verknüpft. Im Falle der Stärke dienen sie dann als lagerbare Nährstoffreserve in den Blättern. In Zeiten ohne Licht greift die Pflanze auf diese Reserve zurück und gewinnt ihre notwendige Energie durch Atmung. In der Nacht verbrauchen Pflanzen also einen Teil des Sauerstoffes, den sie am Tag gebildet haben. In Wurzelknollen dient Stärke als Reserve für Dürre- oder Kältepe- rioden und auch die Pflanzensamen enthalten Stärke als Nährstoff- und Wachstums- reserve für den Keimling, bis dieser seinen Energiebedarf durch Fotosynthese de- cken kann. Stärke ist ein Gemisch zweier verschiedener Substanzen, der Amylose (20–30 %) und des Amylopektins (70–80 %). Amylose (Abb. 122.1) besteht aus D-Glucoseeinheiten mit α -(1,4)-Verknüpfung wie in Maltose. Die Abbaubarkeit der Stärke zu Maltose legt diese Struktur auch nahe. Die Zahl der Glucoseeinheiten im Makromolekül beträgt mehrere Hundert. Das fa- denförmige Makromolekül ist zu einer Schraube gewunden, die durch Wasserstoff- brücken zwischen den Glucoseeinheiten stabilisiert ist (Abb. 122.2). Amylopektin (Abb. 122.3) besteht aus denselben Ketten wie Amylose, nur existieren hier zusätz- lich Verzweigungen. Sie sind α -(1,6)-glycosidische Verknüpfungen mit D-Glucose. Nach der Verzweigung setzt sich die Kette wieder α -(1,4)-glycosidisch fort. Im Durch- schnitt tritt etwa bei jeder 25. Glucoseeinheit eine Verzweigung auf. (Abb. 122.4) Amylopektin besteht aus 1500–12 000 Glucoseeinheiten. In Samen und Knollen sind die Stärke-Moleküle in Stärkekörnern gespeichert. Stärke ist in kaltem Wasser unlöslich, in heißem Wasser ist sie als Makromolekül kolloidal löslich. Dabei werden viele Wasser-Moleküle an der Stärke durch Wasserstoffbrücken gebunden. Dadurch entsteht beim Abkühlen ein Stärkekleister. Diesen Stärkekleister benutzt man beim Kochen zum Andicken und Binden von Saucen („Einbrenn“). Mo- difizierte Stärke kann schon bei Zimmertemperatur große Mengen Wasser binden und festhalten. Sie wird in Einwegwindeln und Hygieneartikeln verwendet. Als Nachweis für Stärke dient elementares Iod (und umgekehrt). Mit kolloid gelöster Stärke bilden bereits Spuren von Iod einen tiefblauen Komplex. Dieser entsteht, wenn sich die Iod-Moleküle in die Schraubenstruktur der Amylose legen. (Elemente, Seite 180) Beim Erhitzen wird der Komplex wieder zerstört. O CH 2 OH 1 2 3 4 5 6 1 2 O CH 2 OH 3 4 5 6 1 2 3 4 O CH 2 OH 5 6 3 4 5 6 O CH 2 OH 1 2 O 1,4-Verknüpfung O CH 2 OH 1 2 3 4 5 6 1 2 O CH 2 OH 3 4 5 6 1 2 3 4 O CH 2 OH 5 6 3 4 5 6 O CH 2 1 O 2 1,6-Verknüpfung O O O O O O O CH 2 OH CH 2 OH CH 2 OH O O CH 2 OH O O O O O O O CH 2 OH H 2 C CH 2 OH O CH 2 OH O O O HOH 2 C O HOH 2 C O O CH 2 OH O CH 2 OH O HOH 2 C O O O O O O O CH 2 O H CH 2 OH HOH 2 C O O O HOH 2 C O CH 2 OH O CH 2 OH O HOH 2 C O O O O O O O CH 2 OH CH 2 OH HOH 2 C O O O HOH 2 C O HOH 2 C O O O HOH 2 C O O CH 2 OH O CH 2 OH O HOH 2 C O O O O O O O CH 2 OH CH 2 OH HOH 2 C O O O HOH 2 C O HOH 2 C O O Abb. 122.4: 1,4- und 1,6-Verknüpfung der Glucose Abb. 122.3: Formel (Ausschnitt) von Amylopektin Abb. 122.2: Schraubenform der Amylose Abb. 122.1: Strukturformel (Ausschnitt) der Amylose Nur zu Prüfzwecken – Eigentum es Verlags öbv