Сахар

(бот.-физиолог.)

сахаристые вещества встречаются как в растительном, так и в животном организмах. Физиологическая функция сахаров, как и других веществ, в значительной степени определяется их химическими свойствами и составом, а свойства и состав С. определяются природой и количеством образующих их глюкоз, или моносахаридов; что касается природы глюкоз, то из всех возможных и полученных до сих пор лабораторным путем глюкоз, в живом организме найдены только пентозы состава C₅H₁₀O₅ и гексозы, состава С₆H₁₂О₆. Первые в свободном виде в растении не найдены, но они чрезвычайно распространены в форме ангидридов — пентозанов, составляющих иногда значительную часть клеточных стенок; под влиянием кислот они переходят в раствор, гидролизируются и дают пентозы; из возможных пентоз в растении найдены только ксилоза и арабиноза. В животном организме пентозы в свободном состоянии найдены в моче, куда они переходят вследствие окисляемости в самом организме. Что касается гексоз, то в растительном организме найдены: виноградный сахар, фруктоза, правовращающая галактоза и манноза, из них первые две встречаются и весьма распространены в свободном виде в растениях, являясь, по-видимому, продуктами распада сахарозы под влиянием ферментов; другие две глюкозы находятся уже в форме более сложных углеводов, причем в сахарах из них содержится только галактоза, манноза же в форме ангидридов — маннанов входит в состав клеточных стенок некоторых растений. По количеству глюкоз, входящих в состав С., последние могут быть разбиты на моно-, ди- и трисахариды. О моносахаридах, или глюкозах было сказано выше. Из дисахаридов С₁₂Н₂₂О₁₁ в растении найдены: сахароза, составленная из одной частицы виноградного С. и одной частицы фруктозы, и мальтоза [Мальтоза в чистом виде до сих пор не выделена из растений, существование ее вероятно ввиду ее легкого образования из крахмала, под влиянием фермента диастаза.] — из двух частиц виноградного С.; сахарозы чрезвычайно распространены в растениях, являясь продуктами превращения крахмала; из дисахаридов, далее, найден еще один сахар, изомерный с мальтозой, — трегалоза, весьма распространенный в грибах. Из названных С. с дрожжами бродит только мальтоза, трегалоза же и сахароза только после расщепления на глюкозы (инверсии). В животном организме найден только один дисахарид, молочный сахар, составленный из двух частичек глюкоз, из которых одна — виноградный С., а другая — правовращающая галактоза. Молочный С. есть постоянная составная часть молока млекопитающих. Этим ограничивается число дисахаридов живого организма; в литературе существуют указания еще на другие (агавоза, цикламоза, но они достоверно не изучены). Из трисахаридов С₁₈Н₃₂О₁₆ на первом плане приходится поставить рафинозу, постоянную составную часть сока сахарной свеклы, в котором С. этот и был открыт; состоит он из трех глюкоз: виноградного сахара, фруктозы, и правовращающей галактозы; число объектов, в которых С. этот был найден, невелико: помимо свеклы, его нашли в семени хлопчатника (отсюда название госсипозы), в зародыше пшеницы и ячменя, но он, по всей вероятности, больше распространен, чем это предполагают; с дрожжами рафиноза не бродит. Мелицитоза, встречающаяся только в редких растительных видах, между прочим, и в том сладком сиропе, который иногда в больших количествах выделяется на листьях липы; состоит из трех частиц виноградного С.; с дрожжами не бродит. Стахиоза найдена до сих пор только в японском клубнеплоде Stachis tuberifera, изомерна с рафинозой, так как при инвертировании (гидратации) дает те же глюкозы; с дрожжами не бродит. Секалеза найдена до сих пор только в стеблях и плодах риса, состоит из трех частиц фруктозы и с дрожжами не бродит. Другие трисахариды, приведенные в литературе (генцианоза и лактозиноза), требуют еще дальнейшего изучения. В животном организме трисахариды не найдены. Биологическое значение того, что растение содержит С., функция которых, несмотря на их разнообразие, в конечной цели одна — служить материалом для получения кинетической энергии и для построения клеточных стенок в столь различной форме, следует искать в различной быстроте, с которой различные С. могут потребляться и передвигаться по растению; как, напр., есть основание думать, что непосредственно потребляться могут только глюкозы, или моносахариды, в тех же случаях, когда происходит прекращение роста и отложение С., последнее совершается уже в форме более сложных углеводов. И в этом отношении можно проследить известную разницу; там, где требуется быстрый рост, С. отлагаются в форме сахарозы (эмбрионы, пыльца и т. д.), в других случаях это отложение происходит в форме крахмала, который для того, чтобы приобрести способность передвижения, должен еще перейти в раствор, чем растение получает возможность регулировать быстроту роста. Быстрота передвижения крахмала зависит от осмотических свойств С., последние определяются молекулярным весом; в соответствии с этим мы находим, что там, где передвижение должно происходить быстро, оно совершается в форме глюкоз; этим, между прочим, объясняется появление значительных количеств глюкоз при процессах прорастания и созревания. В тех местах, где почему-либо должно происходить временное накопление С., подлежащих постоянному передвижению, — это происходит в форме дисахаридов (сахарозы); в соответствии с этим мы находим накопление сахарозы в стеблях злаков в период, предшествующий наливанию зерна и в стручьях других растений во время наливания. Нужно думать, что дальнейшее замедление движения может быть достигнуто превращением С. с меньшим молекулярным весом в С. большего молекулярного веса. Наконец, следует указать на то, что такими превращениями растения получают возможность регулировать осмотическое давление внутри клетки, возрастающее с уменьшением молекулярного веса. С биологической стороны особенный интерес имеет еще следующий факт; как в молоке млекопитающих, предназначенном для питания молодого животного, содержится правовращающая галактоза в форме молочного С., так и в зародыше пшеницы и ячменя С. для питания молодого растения отложен отчасти в форме рафинозы, тоже содержащей галактозу.

С. Франкфурт.