直鎖澱粉、セルロース

でんぷんは炭水化物の一種で、多糖類である。単糖が10個以上グリコシド結合でつながったものを多糖類という。多糖類はポリマーであるため分子量が大きく、通常1万を超える。単糖類はそのポリマーの単量体である。単糖からなる多糖類もあり、これはホモ多糖類と呼ばれる。また、これらは単糖の種類によって分類することができる。例えば、単糖がグルコースであれば、単量体単位はグルカンと呼ばれる。デンプンやセルロースはそのようなデキストランである。

直鎖澱粉

これは、多糖類であるデンプンの一部です。グルコース分子が互いに結合して、直鎖でんぷんと呼ばれる線状の構造を形成している。直鎖でんぷん分子の形成には、多数のグルコース分子が関与している可能性がある。この数は300から数千まで様々です。D-グルコース分子が環状である場合、1番目の炭素原子は、他のグルコース分子の4番目の炭素原子とグリコシド結合を形成することができる。これはα-1,4-グリコシド結合と呼ばれるものである。このため、直鎖澱粉は直線的な構造をとる。

直鎖澱粉には3つの形態がある。一つは無秩序でアモルファスなもの、もう一つはらせん状のものです。1本の直鎖澱粉鎖に、別の直鎖澱粉鎖や、分岐澱粉、脂肪酸、芳香族化合物などの疎水性分子を結合することができる。直鎖デンプンだけの構造だと、枝分かれしないので、ぎっしり詰まっているんです。そのため、非常に剛性の高い構造になっています。直鎖澱粉は澱粉構造の20〜30％を占める。

直鎖でんぷんは水に溶けない。直鎖でんぷんは、でんぷんの不溶性の原因ともなっている。また、分岐鎖でんぷんの結晶化度を低下させる。植物では、直鎖のでんぷんはエネルギーを蓄える役割を担っている。直鎖のでんぷんは、マルトースなどの小さな炭水化物に分解されると、エネルギー源として利用することができる。でんぷんのヨウ素検査を行うと、ヨウ素分子は直鎖でんぷんのらせん構造と一致し、濃い紫色／青色に見える。

セルロース

セルロースは、グルコースから作られる多糖類である。セルロースを形成する際には、3000個以上のグルコース分子を結合させることができる。他の多糖類とは異なり、セルロースはグルコース単位がβ（1→4）グリコシド結合で結合している。セルロースは分岐がなく、直鎖の高分子である。しかし、分子間の水素結合により、非常に硬い繊維を形成することができます。

他の多くの多糖類と同様に、セルロースも水に溶けない。セルロースは、緑色植物や藻類の細胞壁に多く含まれています。植物細胞に強さと剛性を与えている。この細胞壁は、あらゆる物質に対して透過性があり、物質の出入りを可能にする。地球上で最も一般的な炭水化物である。セルロースは、紙やその他の有用な誘導体の原料として使われています。さらに、バイオ燃料の製造にも使用される。