多糖類

その名が示すように、多糖類は単糖類をグリコシド結合でつなぎ合わせた大きな高分子量分子である。 糖鎖と呼ばれることもある。 このクラスの最も重要な化合物であるセルロース、デンプン、グリコーゲンはすべてグルコースの重合体である。 このことは酸触媒による単糖への加水分解で容易に証明される。 セルロースの部分加水分解では、さまざまな量のセロビオースが得られるので、この高分子のグルコースユニットは、隣接する糖のC-1およびC-4部位間のβ-グリコシド結合で結合していると結論できる。 デンプンやグリコーゲンを部分的に加水分解すると、二糖類のマルトースと低分子量のデキストランが生成する。この多糖類は、マルトースに見られるC-1〜C-4のα-グリコシド結合と同様に、グルコース分子がC-1とC-6間のα-グリコシド結合で結合している。 他の単糖類（例えばマンノース、ガラクトース、キシロース、アラビノース）から作られた多糖類も知られているが、ここでは説明しない。

地球の生物圏における全有機炭素の半分以上はセルロースの中にある。 綿繊維は基本的に純粋なセルロースであり、潅木や樹木の木材は約50%がセルロースである。 セルロースはグルコースのポリマーで、式（C6H10O5）nで表され、nは500から5,000の範囲で、ポリマーの供給元によって異なる。 セルロースのグルコースユニットは、下の図に示すように直線状に結合している。 β-グリコシド結合によって鎖は伸びることができ、このコンフォメーションは分子内水素結合によって安定化されている。 また、分子間水素結合により、隣接する鎖が平行に配向することも好ましい。 個々の水素結合は比較的弱いが、多くの水素結合が一緒に作用することで、大きな分子の特定のコンフォメーションに大きな安定性を与えることができる。 ほとんどの動物はセルロースを食物として消化することができないため、人間の食事では、植物性摂取物のこの部分は粗飼料として機能し、ほとんど変化せずに排出される。 一部の動物（例えば牛やシロアリ）は腸内微生物を保有し、β-グリコシダーゼ酵素を用いてセルロースを単糖類の栄養素に分解する。

セルロースには通常、ヘミセルロースという低分子量、分岐、非晶質のポリマーが付随している。 セルロースとは対照的に、ヘミセルロースは構造的に弱く、希薄な酸や塩基で容易に加水分解される。 また、多くの酵素がその加水分解を触媒する。 ヘミセルロースは多くのD-ペントース糖から構成されており、キシロースが主成分である。 マンノースやマンヌロン酸、ガラクトースやガラクツロン酸もよく含まれる。

デンプンはグルコースのポリマーで、植物の根、根茎、種子、茎、塊茎、穂軸に、特徴ある形と大きさの微小粒として存在する。 人間を含むほとんどの動物は、この植物デンプンに栄養を頼っている。 でんぷんはセルロースよりも複雑な構造をしています。 そのままの顆粒は冷たい水には溶けませんが、温水で粉砕したり膨張させたりすると破裂します。

放出されたデンプンは2つの分画からなります。 約20％はアミロースと呼ばれる水溶性物質である。 アミロースの分子は数千個のグルコースユニットがαC-1〜C-4グリコシド結合でつながった直鎖状である。 アミロース溶液は、実際には水和したヘリカルミセルの分散体である。 デンプンの大部分は100万近いグルコース単位からなるはるかに高分子量の物質で、アミロペクチンと呼ばれる。 アミロペクチンの分子はC-1〜C-4およびC-1〜C-6のグリコシド結合からなる分岐ネットワークであり、本質的に水に溶けない。 アミロースとアミロペクチンの代表的な構造式を上図に示す。 559>

澱粉の加水分解は、通常酵素反応によって行われ、大部分がグルコースからなるシロップ状の液体が生成される。 コーンスターチが原料の場合、この製品はコーンシロップとして知られています。 食感を柔らかくする、ボリュームを出す、結晶化を防ぐ、食品の風味を良くするなどの目的で広く使用されている。 グリコーゲンは、動物が使用するブドウ糖の貯蔵ポリマーです。 アミロペクチンに似た構造をしているが、さらに高度に分岐している（グルコース単位の10分の1程度）。 これらの多糖類の分岐の程度は、酵素分析または化学分析によって測定することができる。

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