Белки, жиры, углеводы, витамины, минералы, антиоксиданты и другие соединения, содержащиеся в растениях и животных

Главная страница

Белки

Жиры

Углеводы

Антиоксиданты

Алкалоиды

Растительные пигменты

Органические кислоты

Дубильные вещества

Эфирные масла

Жирные кислоты

Минералы

Витамины

Флавоноиды

Гормоны

Фитонциды

Стероиды

Пектины

Ферменты

Аминокислоты

Нуклеотиды

Терпены

Гликозиды

ожирение

Ожирение

баранец

Лечение народными средствами

днк

Народная медицина

 

Полисахариды

Полисахариды дают при гидролизе более 6 молекул моносахаридов. Они могут быть линейными или разветвленными. Примерами служат крахмал и декстрины.
К полисахаридам относятся следующие физиологически важные углеводы.

Крахмал

В крахмале моносахаридные остатки соединены в крахмале альфа-гликозидными связями. Это наиболее важный вид углеводов, он содержится в злаках, картофеле, бобовых и в других растениях.

Гликоген

Гликоген – полисахарид, в виде которого углеводы запасаются в организме животного. Гликоген часто называют животным крахмалом.

Инулин

Инулин – полисахарид, содержащийся в клубнях и корнях георгинов, артишоков и одуванчиков. При его гидролизе образуется фруктоза. Этот полисахарид в отличие от картофельного крахмала легко растворяется в теплой воде, его используют в физиологических исследованиях для определения скорости клубочковой фильтрации в почках.

Декстрины

Декстринами называют вещества, образующиеся при гидролизе крахмала.

Целлюлоза

Целлюлоза – главный компонент структурной основы растений. Она нерастворима в обычных растворителях и состоит из альфа—глюкопиранозных звеньев, соединенных бета-связями и образующих длинные вытянутые цепи, стабилизированные поперечными водородными связями. Многие млекопитающие, в том числе человек, не способны переваривать целлюлозу, так как их пищеварительная система не содержит гидролаз, расщепляющих бета-связи. Поэтом целлюлозу можно рассматривать как значительный неиспользуемый пищевой резерв. В кишечнике жвачных и других травоядных животных имеются микроорганизмы, способные к ферментативному расщеплению бета-связей, и для этих животных целлюлоза является важным источником пищевых калорий.

Хитин

Хитин – важный структурный полисахарид беспозвоночных. Из него построен наружный скелет ракообразных и насекомых.

Гликозаминогликаны

Гликозаминогликаны (мукополисахариды) состоят из цепей сложных углеводов, содержащих аминосахара и уроновые кислоты. Если эти цепи присоединены к белковой молекуле, соответствующее соединение называют протеогликаном. Гликозаминогликаны как основное скрепляющее вещество связаны со структурными компонентами, входящими в состав костей, а также с эластином и коллагеном. Их функция состоит в держании большой массы воды и в заполнении межклеточного пространства. Гликозаминогликаны служат смягчающим и смазочным материалом для разного рода тканевых структур; выполнению этих функций способствует большое число ОН-групп и отрицательных зарядов на их молекулах, что приводит к взаимному отталкиванию углеводных цепей, препятствующем их слипанию. Примерами служат гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат и гепарин.

Классификация углеводов

Мальтоза

Гиалуроновая кислота

Лактоза

Глюкоза

Галактоза

Манноза

Фруктоза

Хондроитинсульфат

Полисахариды

Гепарин

Сорбит

Маннит

Крахмал

Пектин

Агар-агар

Полисахариды l-го порядка

Полисахариды l-го порядка (сложные сахара, или олигосахариды). Ди-, три- и тетрасахариды называют также олигосахаридами, т. е. полисахаридами, стоящими из небольшого числа остатков моноз («олигас» по-гречески – немногий).

Полисахариды 1 порядка: Дисахариды

Дисахариды построены из соединенных между собой остатков двух молекул моносахаридов. При этом в дисахариде могут соединяться 2 гексозы, 2 пентозы или же гексоза и пентоза. Дисахариды представляют собой гликозиды, так как соединение двух молекул 2 молекул моносахаридов происходит за счет гликозидного гидроксила одного моносахарида и одной из гидроксильных групп другого моносахарида; в результате выделяется одна молекула воды и образуется молекула дисахарида. При нагревании с кислотами или под действием соответствующих ферментов происходит гидролиз дисахаридов – распад их на две молекулы моносахаридов.

Следовательно, разные дисахариды могут быть построены из одного и того же моносахарида. Например, мальтоза, целлобиоза и трегалоза дают при гидролизе только глюкозу. Различия в свойствах этих трех дисахаридов могут быть обусловлены либо тем, что в их состав входят разные изомеры глюкозы (альфа- или бета-форма), либо тем, что молекулы глюкозы по-разному соединены между собой. Это последнее обстоятельство играет очень важную роль. Многие свойства моносахаридов, в частности способность к восстановлению фелинговой жидкости зависят от наличия в их молекуле гликозидного гидроксила. Поэтому если при образовании дисахарида моносахариды соединяются за счет обоих своих гликозидных гидроксилов, то образовавшийся дисахарид не будет восстанавливать фелингову жидкость. К таким дисахаридам относятся трегалоза и сахароза. Если же моносахариды соединены в молекуле дисахарида таким образом, что гликозидный гидроксил одного из моносахаридов остается свободным, то такой дисахарид восстанавливает фелингову жидкость. К таким дисахаридам относятся мальтоза, лактоза и целлобиоза. Дисахариды типа мальтозы, имеющие один свободный гликозидный гидроксил, обнаруживают в растворах мутаротацию, так как тот остаток моносахарида, который сохранил свой гликозидный гидроксил, присутствует в растворе как в виде альфа-формы, так и в виде бета-формы. В соответствии с этим и целая молекула дисахарида типа мальтозы существует в растворе в виде альфа- и бета-формы.

Полисахарид: Сахароза

Сахароза (тростниковый сахар, свекловичный сахар) С12Н22011. Чрезвычайно широко распространена в растениях (в листьях, стеблях, семенах, фруктах, ягодах, корнях, клубнях). Играет огромную роль в питании человека. Очень легко растворима в воде. Кристаллизуется в виде больших моноклинических кристаллов. Удельное вращение водных растворов +66,5 С. Не восстанавливает фелинговой жидкости. Сбраживается дрожжами. Молекула сахарозы представляет собой сочетание апиранозы и бета-фруктофуранозы, соединенных за счет своих гликозидных гидроксилов (l-альфа- D- г люкопиранозидо-2-бета-D-фруктофуранозид). Сахароза не содержит свободного гликозидного гидроксила и поэтому не обнаруживает мутаротации. При нагревании с кислотами или под действием фермента сахаразы (иначе инвертазы) сахароза гидролизуется, образуя инвертный сахар (смесь глюкозы и фруктозы). Название инвертный сахар происходит от слова «инверсия», что значит изменение какой-либо величины на обратную. Гидролиз сахарозы изменяет удельное вращение раствора с правого на левое, так как образующаяся при гидролизе фруктоза имеет значительно большее левое вращение, чем правое вращение образующейся глюкозы. Именно поэтому гидролиз сахарозы называют иначе инверсией. Характерная особенность сахарозы – исключительная легкость ее гидролиза в кислом растворе – скорость здесь приблизительно в тысячу раз больше, чем скорость гидролиза при этих же условиях таких дисахаридов, как мальтоза или лактоза. Главные источники получения сахарозы в пищевой промышленности – сахарная свекла и сахарный тростник.

Полисахарид: Мелибиоза

Мелибиоза (С12Н22О11). Входит в состав трисахарида рафинозы, в свободном виде содержится в соке некоторых растений. Сбраживается дрожжами низового брожения. В молекуле мелибиозы соединены пиранозные формы глюкозы и галактозы за счет первичной спиртовой группы глюкозы и гликозидного гидроксила галактозы. Мелибиоза – 6-глюкозо-а-галактозид. Содержит свободный гликозидный гидроксил, обнаруживает в водных растворах мутаротацию и восстанавливает фелингову жидкость. После окончания мутаротации удельное вращение водного раствора равно +129,5 С.

Полисахарид: Лактоза

Лактоза (молочный сахар). Содержится в молоке животных. Найдена в пыльцевых трубочках некоторых растений. Сбраживается лишь особыми, лактозными дрожжами, содержащимися в кефире и кумысе. В молекуле лактозы имеется один свободный гликозидный гидроксил в остатке глюкопиранозы. Лактоза восстанавливает фелингову жидкость и в водных растворах обнаруживает мутаротацию. Вращает плоскость поляризованного света вправо. При гидролизе дает галактозу и глюкозу, являясь бета-галактозидоглюкозой. На сыродельных заводах из сыворотки (отходы производства) получают значительные количества кристаллической лактозы, используемой в пенициллиновой промышленности для приготовления питательных сред и в фармации.

Полисахарид: Мальтоза

Мальтоза (солодовый сахар). Образуется при расщеплении (гидролизе) крахмала под действием фермента амилазы (диастаза). Содержится в большом количестве в солоде и солодовыx экстрактах. Так как в молекуле мальтозы имеется один свободный гликозидный гидроксил, она восстанавливает фелингову жидкость и обнаруживает в водных растворах мутаротацию. В молекуле мальтозы остаток глюкозы, потерявший свой гликозидный гидроксил, является альфа-глюкозой. Поэтому мальтоза представляет собой альфа-глюкозидоглюкозу. Удельное вращение мальтозы в водных растворах + 130,4 С. Сбраживается дрожжами в присутствии глюкозы. Под действием фермента мальтазы гидролизуется с образованием двух молекул глюкозы.

Полисахарид: Трегалоза

Трегалоза (грибной сахар). Содержится в грибах, в рожках спорыньи, водорослях, в некоторых высших растениях (из рода Selaginella). В пекарских дрожжах содержание трегалозы достигает 18% на сухое вещество. Сбраживается большинством дрожжей. Не содержит свободного гликозидного гидроксила и поэтому не восстанавливает фелингову жидкость. Удельное вращение водных растворов + 178,3 С. При гидролизе дает две молекулы глюкозы.

Полисахарид: Гентибиоза

Гентибиоза. Дисахарид, входящий в состав многих гликозидов, из которых наиболее важными являются амигдалин и кроцин. В связанном виде гентиобиоза содержится в корнях различных видов горечавки, от которой и получила свое название. При гидролизе гентиобиоза образует две молекулы D-глюкозы. В молекуле гентиобиозы остатки глюкозы связаны за счет гликозидного гидроксила одной молекулы глюкозы и гидроксила, находящегося у 6-го углеродного атома другой молекулы глюкозы. Гентиобиоза представляет собой 6-глюкозо-бета-D-глюкопиранозид. Поскольку гентиобиоза содержит свободный гликозидный гидроксил, она восстанавливает фелингову жидкость и в растворах обнаруживает мутаротацию. Трегалоза и гентиобиоза, по-видимому, образуются в крахмало-паточном производстве при кислотном гидролизе крахмала в результате вторичных реакций конденсации глюкозы («реверсия» глюкозы).

Полисахарид: Целлобиоза

Целлобиоза. Является основной строительной единицей клетчатки (целлююлозы). В свободном виде содержится в соке (пасоке) некоторых деревьев. Поскольку в молекуле целлобиозы содержится свободный гликозидный гидроксил, она восстанавливает фелингову жидкость и в водных растворах обнаруживает мутаротацию. От мальтозы отличается тем, что содержит бета-1,4-глюкозидную связь. Таким образом, целлобиоза представляет собой бета-глюкозидоглюкозу.

Полисахариды 1 порядка: Трисахариды

Рафиноза (мелитриоза) С18Н32О16. Встречается во многих растениях, в частности в семенах хлопчатника и в засохших выделениях (манне) эвкалипта. Содержится в сахарной свекле, накапливаясь в больших количествах в мелассе при производстве свекловичного сахара. В свежеубранных корнях сахарной свеклы, содержащих до 20% сахарозы, содержание рафинозы составляет от 0,2 до 1% при расчете на сахарозу. Интересно, что при хранении свеклы содержание рафинозы в ней возрастает. Рафиноза кристаллизуется в виде длинных игл с пятью молекулами воды; удельное вращение водных растворов + 105,2 С. Не восстанавливает фелингову жидкость. При нагревании с кислотами рафиноза гидролизуется, образуя одну молекулу глюкозы, одну молекулу фруктозы и одну молекулу галактозы. Ферментативный гидролиз рафинозы идет по двум направлениям. Под действием фермента сахаразы от рафинозы отщепляется фруктоза и остается мелибиоза. При действии фермента альфа-галактозидазы, содержащейся в эмульсине (ферментный препapaт, получаемый из миндаля), рафиноза расщепляется на галактозу и тростниковый сахар.

Полисахариды 1 порядка: Тетрасахариды

Во многих растениях содержится тетрасахарид, получивший название стахиозы. Стахиоза представляет собой соединение двух остатков альфа-галактозы, одного остатка альфа-глюкозы и одного остатка бета-фруктозы. Стахиоза частично сбраживается дрожжами. Она не содержит ни одного свободного гликозидного гидроксила и поэтому не восстанавливает фелингову жидкость. Стахиоза содержится в корнях Stachys, в семенах желтого люпина, сои, гороха, чечевицы, в «манне» некоторых видов ясеня.

 

Сахароза

Клетчатка (целлюлоза)

Декстрины

Гликоген

Трегалоза

Хитин

Инулин

Углеводы и сахар в питании

       

Полисахариды 2 порядка

Полисахариды 2-го порядка (полиозы). Большая часть углеводов, входящих в группу полисахаридов 2-го порядка, представляет собой вещества с большой молекулярной массой, дающие коллоидные растворы. При изучении химической природы высокомолекулярных полисахаридов очень трудным является получение их в чистом виде. Перегонка этих веществ с целью их очистки невозможна, а ряд других веществ, в частности минеральные соли и белки, присутствующие в растениях, затрудняют получение чистых препаратов этих углеводов. При изучении химического строения полисахаридов 2-го порядка очень большую роль сыграли методы введения в их молекулу различных органических радикалов, например метильного СН3- или ацетильного СНЗ-СО-. Метилирование и ацетилирование, проводимые в мягких условиях, позволяют получать препараты метильных и ацетильных производных высокомолекулярных полисахаридов большей чистоты, чем исходные вещества. Вместе с тем введение метильных или ацетильных радикалов в молекулу полисахарида сильно облегчает определение структуры входящих в его состав моносахаридов, а также химической природы связей, соединяющих остатки молекул отдельных моносахаридов. Весьма важным методом изучения высокомолекулярных полисахаридов является их частичный кислотный или ферментативный гидролиз; с помощью мягкого кислотного гидролиза было показано, что целлобиоза – основная структурная единица клетчатки. С помощью ферментов было установлено, что мальтоза представляет собой основной «строительный кирпичик» крахмала.

Высокомолекулярные углеводы чрезвычайно важны в обмене веществ у растений и животных, в питании животных и человека, в ряде отраслей промышленности. Так, крахмал является запасным углеводом растений, составляющим большую часть веществ, входящих в состав многих важнейших пищевых продуктов: муки, хлеба, картофеля и круп. Пектиновые вещества содержатся в большом количестве во фруктах, ягодах, стеблях (лен) и корнеплодах (сахарная свекла) и играют важную роль при промышленной переработке всех этих продуктов растительного происхождения. Клетчатка не усваивается желудочно-кишечным трактом человека, но она имеет огромное промышленное значение. Из клетчатки состоят хлопок, бумага, льняные ткани, она используется для изготовления искусственного шелка (вискозы) и взрывчатых веществ.

Полисахарид: крахмал

Крахмал не является химически индивидуальным веществом. В растениях он находится в виде крахмальных зерен, различающихся по своим свойствам и химическому составу как в одном и том же растении, так особенно в различных растениях.

Крахмальные зерна. Крахмальные зерна имеют овальную, сферическую или неправильную форму. Размеры (диаметр) крахмальных зерен колеблются в пределах от 0,002 до 0,15 мм. Наиболее крупные крахмальные зерна у картофеля, а самые мелкие – у риса и гречихи. Характерная форма крахмальных зерен дает возможность легко различать их под микроскопом, что используется для обнаружения примеси одного продукта к другому (например, кукурузной или овсяной муки к пшеничной). Крахмальные зерна разделяются на простые и сложные: простые зерна представляют собой однородные образования (крахмальные зерна картофеля, пшеницы, ржи); сложные зерна являются сочетанием более мелких частиц (крахмальные зерна овса и риса). Однако разделение зерновых культур на культуры, имеющие простые и сложные крахмальные зерна, весьма условно. Например, наряду с простыми крохмальными зернами у пшеницы попадаются также сложные и, наоборот, среди преобладающих сложных у овса попадаются и простые. Плотность крахмала равна в среднем 1,5. При исследовании крахмальных зерен в поляризационном микроскопе обнаруживается, что они имеют двойное лучепреломление, т. е. представляют собой кристаллическое тело. Действительно, рентгенографические исследования показали, что крахмальные зерна обладают кристаллической структурой.

Свойства крахмала. Характерным свойством крахмала является его способность окрашиваться в синий цвет при добавлении раствора йода в водном растворе иодистого калия. Пользуясь этим реактивом, можно обнаружить очень малые количества крахмала. Появление синего цвета при добавлении йода объясняется, по-видимому, образованием комплексных и адсорбционных соединений между иодом и крахмалом. В холодной воде крахмальные зерна только лишь набухают, но не растворяются. Если взвесь крахмальных зерен в воде постепенно нагревать, то они будут набухать все сильнее и, наконец, при определенной температуре крахмал образует вязкий коллоидный раствор, называемый крахмальным клейстером. Температура, при которой происходит это изменение крахмала, называется температурой клейстеризации. Крахмал на 96,1-97,6% состоит из полисахаридов, образующих при кислотном гидролизе глюкозу. Содержание минеральных веществ в крахмале от 0,2 до 0,7%, они представлены в основном фосфорной кислотой. В крахмале найдены также некоторые высокомолекулярныe жирные кислоты и пальмитиновая, стеариновая и др., содержание которых достигает 0,6%. Эти жирные кислоты адсорбированы на полисахаридной фракции крахмала; они могут быть удалены из него экстракцией нейтральными органическими растворителями, например метиловым спиртом. Фосфорная кислота в одних видах крахмала – кукурузном, пшеничном и рисовом – представляет собой примесь, удаляемую экстракцией теплой водой, спиртом или диоксаном, а в других, например в картофельном, она связана сложноэфирной связью с углеводной частью. Наличие такой прочной химической связи фосфорной кислоты в картофельном крахмале доказывается тем, что при его кислотном или ферментативном гидролизе получается глюкозо-6-фосфат. Heкоторые исследователи придают большое значение наличию в картофельном крахмале химически связанной фосфорной кислоты, полагая что именно от нее зависят многие физические и химические свойства крахмала. Однако взгляд этот в настоящее время не имеет надежных доказательств. Углеводная часть крахмала состоит из полисахаридов двух типов, различающихся по своим физическим и химическим свойствам, - амилозы и амилопектина. Амилоза легко растворяется в теплой воде и дает растворы со сравнительно невысокой вязкостью. Амилопектин растворяется в воде лишь при нагревании под давлением и дает очень вязкие растворы. Молекулярная масса амилозы -3х100 000-1000 000, а у амилопектина достигает сотен миллионов. Растворы амилозы весьма нестойки, и при стоянии из них выделяются кристаллические осадки. Амилопектин, наоборот, дает чрезвычайно стойкие растворы.

Амилоза окрашивается раствором йода в синий цвет, а амилопектин – в сине-фиолетовый. Установлена, что окрашивание амилозы иодом сопровождается образованием комплексного химического соединения. При этом молекулы иода располагаются внутри спирально изогнутых цепочек амилозы. Окрашивание амилопектина иодом, по-видимому, является результатом образования как комплексных, так и адсорбционных соединений. Содержание амилозы и амилопектина в крахмале разных растений определено лишь в последние годы после того, как были разработаны достаточно точные методы. Важнейшие из этих методов следующие: 1) экстрагирование амилозы горячей водой; 2) осаждение амилозы из растворов с помощью бутилового и других спиртов; 3) избирательная адсорбция амилозы на клетчатке; 4) потенциометрическое титрование иодом.

Анализы различных крахмалов, проведенные с помощью указанных методов, дали следующие результаты: картофельный крахмал содержит 19-22% амилозы и 78-81% амилопектина; пшеничный – 24% и 76% соответственно; кукурузный – 21-23% и 77-79% соответственно; рисовый крахмал – 17 и 83% соответственно. Крахмал яблок состоит только из амилозы.

Необходимо отметить, что содержание амилозы и амилопектина в крахмале может изменяться в зависимости от сорта растения и от того, из какой части растения он получен. Например, в этом смысле различаются крахмалы круглых и мозговых горохов, крахмал из листьев и клубней картофеля или же крахмал из зерна различных сортов кукурузы. Если содержание амилозы в крахмале из клубней картофеля составляет 22%, то в крахмале из молодых побегов картофеля оно равно 46%. Если в крахмале из зерна обычной кукурузы содержится 22% амилозы, то в крахмале так называемой восковидной кукурузы (Zea mays carina) амилоза отсутствует полностью, вследствие чего крахмал из зерен этого растения окрашивается иодом в красно-коричневый цвет. С другой стороны, выведены сорта кукурузы, крахмал которых содержит до 82% амилозы. Соотношение амилозы и амилопектина в крахмале изменяется также во время созревания кукурузного зерна. При кипячении с кислотами крахмал превращается в глюкозу. При более слабом воздействии кислот образуется так называемый «растворимый крахмал», часто применяемый в лабораториях. Под действием фермента амилазы, содержащегося в особенно большом количестве в проросшем зерне, в слюне и в соке, выделяемом поджелудочной железой, происходит ферментативное осахаривание крахмала – он расщепляется с образованием в конечном счете мальтозы.

Полисахариды: декстрины

В качестве промежуточного продукта при гидролизе крахмала в большем или меньшем количестве образуются полисахариды разной молекулярной массы – декстрины. На первых стадиях гидролиза получаются декстрины, мало отличающиеся от крахмала по размерам молекулы и по свойствам. С иодом они дают синюю или фиолетовую окраску. По мере дальнейшего гидролиза молекулярная масса декстринов понижается, увеличивается их способность восстанавливать фелингову жидкость, и они от иода начинают окрашиваться в темно-бурый, затем в красный цвет и, наконец, перестают давать реакцию с иодом. В соответствии со свойствами различают следующие виды декстринов: 1) амилодекстрины, окрашивающиеся раствором иода в фиолетово-синий цвет и представляющие собой белые порошки, растворимые в 25% спирте, но осаждаемые 40% спиртом; удельное вращение амилодекстринов колеблется от + 190 до + 196 С; 2) эритродекстрины, окрашивающиеся иодом в красно-бурый цвет; растворяются в 55% этиловом алкоголе, но осаждаются при концентрации его, равной 65%; удельное вращение эритродекстринов D = + 194 С; из теплых алкогольных растворов они кристаллизуются в виде сферокристаллов; 3) ахроодекстрины, не окрашивающиеся иодом, растворимые в 70% спирте, при выпаривании горячих спиртовых растворов образуют сферокристаллы; удельное вращение + 192 С; 4) мальтодекстрины не дают реакции с иодом и не осаждаются спиртом, удельное вращение от + 181 до + 183 С.

Полисахарид: инулин

Инулин. Высокомолекулярный углевод, растворимый в воде, осаждающийся из водных растворов при добавлении спирта. При гидролизе с помощью кислот образует фруктофуранозу и небольшое количество глюкопиранозы. Содержится в большом количестве в клубнях земляной груши и георгина, в корнях одуванчика, кок-сагыза и цикория, в артишоках, в корнях, листьях и стеблях каучуконосного растения гваюлы (Parthenium argentatum). В этих растениях инулин заменяет крахмал. В клубнях георгина и артишока инулин составляет более 50% от сырой массы ткани. Биосинтез и превращение инулина и инулиноподобных полифруктозидов особенно хорошо изучены на примере земляной груши и артишока (д. Эделььман, Р. Дедонер). Растения, содержащие инулин, используются для получения фруктозы. Поскольку все фруктозиды, в том числе и инулин, очень легко гидролизуются кислотами, получение фруктозы из инулинсодержащего сырья, осуществляется именно путем кислотного гидролиза. Количество остатков фруктозы, связанных в молекуле инулина гликозидными связями между l-м и 2-м углеродными атомами равно 34. В растениях, плесневых грибах и дрожжах содержится особый фермент – и нулаза, который гидролизует инулин с образованием фруктозы.

Полисахариды: полифруктозиды

Во многих растениях содержатся различные другие полисахариды, дающие при кислотном гидролизе фруктофуранозу. Таковы, например, ирисин из корневищ ириса, аспарагозин из корней спаржи, полифруктозиды из стеблей, листьев и корневищ многих злаков, секалин из ржи и т.д. В созревающих зернах злаков ржи, пшеницы, овса и ячменя – эти полисахариды содержатся в очень большом количестве. На ранних стадиях созревания ржаного зерна их содержится до 30% на сухое вещество. По мере созревания зерна эти полисахариды постепенно превращаются в крахмал, что указывает на легкость превращения в растениях фруктозы в глюкозу. Полифруктозиды, содержащиеся в листьях, стеблях и зернах злаков, различаются по своим молекулярным массам, растворимости и другим свойствам. Часть из них представляет собой полисахариды l-го порядка. Так, бета-левулин, найденный в стеблях ржи, является кристаллическим веществом, соответствующим формуле С12Н22ОН, и содержит, следовательно, два фруктозных остатка; секалин, выделенный из листьев и стеблей ржи, имеет молекулярную массу 663, что соответствует содержанию в его молекуле четырех фруктозных остатков. Содержащийся в зрелых зернах ржи коллоидный полифруктозид граминин содержит в молекуле 10 фруктозных остатков. Таким образом, в растении ржи имеют место переходы от фруктозидов с небольшой молеекулярно:1 массой к полифруктозидам большой молекулярной массы. Аналогичные переходы от низкомолекулярных кристаллических полифруктозидов к более высокомолекулярным соединениям, вплоть до инулина, имеют место в растении земляной груши. Таким образом, полифруктозиды образуют в растениях гомологический ряд веществ с возрастающей величиной молекулы. Крайними членами этого ряда являются дифруктозид бета-левулин и инулин, в молекуле которого содержится 34 остатка фруктозы. Полифруктозиды, подобно инулину, обычно содержат очень небольшое количество глюкопиранозы и очень легко гидролизуются под действием разбавленных кислот.

Полисахарид: Гликоген

Гликоген – полисахарид, содержащийся в тканях тела человека и животных, в грибах и дрожжах, в зерне сахарной кукурузы. Играет важную роль в превращениях углеводов в животном организме и в дрожжах при спиртовом брожении. При кипячении с кислотами образует глюкозу. Гликоген растворяется в горячей воде, образуя опалесцирующие растворы. От иода окрашивается в красный, коричневый, реже фиолетовый цвет. По строению гликоген сходен с амилопектином, хотя и отличается от него большей молекулярной массой. Молекулы обоих полисахаридов имеют разветвленную структуру, но гликоген отличается большей «компактностью» молекулы.

Полисахарид: Каллоза

Каллоза. Полисахарид, содержащийся в ситовидных трубках растений. Представляет собой глюкан, молекула которого состоит приблизительно из 100 остатков глюкозы, соединенных между собой бета-1-3 связями. По-видимому, каллоза играет в растениях какую-то важную физиологическую роль, так как легко образуется и с такой же легкостью расходуется.

Полисахарид: Лихенин

Лихенин. Полисахарид, содержащийся в лишайниках. Особенно много лихенина содержится в лишайнике, называемом «исландским мхом» (Cetraria islandica), а также в лишайниках из рода алектория (Alectoria ochroleuca). В этих лишайниках лихенина содержится до 45-50% на сухое вещество. Лихенин растворяется в горячей воде и в разбавленных водных растворах щелочей, при гидролизе кислотами образует 98-99% D-глюкозы. По-видимому, лихенин – смесь гомологических полимеров разной молекулярной массы. Остатки глюкозы связаны в лихенине двояким образом – на 73% глюкозидными связями между 1-м и 4-м углеродными атомами (как в амилозе) и на 27% - глюкозидными связями между 1-м и 3-м углеродными атомами. Желудочно-кишечный тракт северных оленей, для которых лишайники являются основным кормом, переваривает лихенин на 78%. При этом сами по себе пищеварительные соки северного оленя не переваривают лихенин; его переваривание осуществляют бактерии пищеварительного тракта оленей. Организмом человека лихенин не усваивается. Лихенин может быть использован в качестве желирующего вещества в кондитерской промышленности; жители Севера применяют лишайники для приготовления ягодных киселей и желе.

Полисахарид: Клетчатка

Клетчатка (целлюлоза) – полисахарид, составляющий главную массу клеточных стенок растений. Клетчатка нерастворима в воде, она лишь набухает в ней. Клетчатка составляет более 50% древесины. В волокнах хлопка она составляет более 90%. При кипячении с крепкой серной кислотой клетчатка нацело превращается в глюкозу. При более слабом гидролизе из клетчатки получается целлобиоза. В молекуле клетчатки остатки целлобиозы связаны гликозидными связями в виде длинной цепочки. Молекулярная масса клетчатки точно не установлена. Полагают, что клетчатка не является индивидуальным веществом, а представляет собой смесь гомологичных веществ. Молекулярные массы клетчатки, полученной из различных источников, весьма сильно колеблются: хлопок – 330 000 (в цепочке 2020 гликозидных остатков); рами – 430 000 (2660 остатков), еловая древесина – 220 000 (1360 остатков). С помощью рентгеноструктурного анализа установлено, что молекулы клетчатки имеют нитевидную форму. Эти нитевидные молекулы соединяются в пучки – мицеллы. Каждая мицелла состоит приблизительно из 40-60 молекул клетчатки. Соединение отдельных молекул клетчатки в мицеллы происходит благодаря водородным связям, которые осуществляются как за счет водородных атомов гидроксильных групп клетчатки, так и за счет адсорбированных клетчаткой молекул воды. В клеточных стенках растений мицеллы клетчатки связаны водородными связями с различными гетерополисахаридами. Например, у белого клена ими являются соединенные между собой гликозидными связями ксилоглюкан, состоящий из остатков глюкозы, ксилозы, галактозы и фукозы; арабиногалактан, построенный из остатков арабинозы и галактозы; рамногалактуронан, образованный остатками галактуроновой кислоты и рамнозы. Кроме того, имеются данные о том, что в построении клеточной стенки растений, особенно на ранних этапах ее образования, принимает участие также особый, богатый оксипролином гликопротеид экстензин. При одревеснении клеточных стенок в них накапливается также лигнин. Клетчатка не переваривается в желудочно-кишечном тракте человека. Она, переваривается лишь жвачными животными, в желудке которых имеются особые бактерии, гидролизующие клетчатку с помощью выделяемого ими фермента целлюлазы. Гемицеллюлозы (полуклетчатки). Под этим названием объединяют большую группу высокомолекулярных полисахаридов, не растворяющихся в воде, но растворимых в щелочных растворах. Гемицеллюлозы содержатся в значительном количестве в одревесневших частях растений: соломе, семенах, орехах, древесине, кукурузных початках. Большое количество гемицеллюлоз содержится в отрубях. Гемицеллюлозы гидролизуются кислотами легче, чем клетчатка. При этом они образуют маннозу, галактозу, арабинозу или ксилозу и поэтому соответственно носят названия – маннаны, галактаны и пентозаны (арабан или ксилан).

Маннан, содержащий от 200 до 400 остатков маннозы в молекуле, найден в дрожжах. Некоторое количество маннанов содержится в древесине хвойных деревьев (от 2 до 7%). Водорастворимые маннан и галактан выделяются мицелием плесневых грибов, принадлежащих к роду Penicillium. Галактаны широко распространены в растениях и входят в состав клеточных стенок соломы, древесины и многих семян. Типичным представителем этой группы полисахаридов является галактан, содержащийся в семенах люпина. Ксиланы содержатся в значительных количествах в соломе (до 28%), древесине (в дубовой до 25%) и растительных волокнах. Обычно ксилан, содержащийся в каком-либо растительном объекте, представляет собой смесь различных полисахаридов с близкими молекулярными массами (обычно от 50 до 200 ксилозных остатков), но отличающихся природой сахарного остатка в «ответвлениях» молекулы.

Полисахариды: слизи и гумми

Слизи и гумми. К этой группе коллоидных полисахаридов принадлежат растворимые в воде углеводы, образующие чрезвычайно вязкие и клейкие раствоpы. Типичными представителями этой группы являются гумми, выделяемые в виде наплывов вишневыми, сливовыми или миндальными деревьями в местах повреждения ветвей и стволов. Слизи содержатся в большом количестве в льняных семенах и в зерне ржи. Их наличие объясняет высокую вязкость употребляемого в медицине отвара из льняных сеян или же водной болтушки ржаной муки. Полисахариды вишневого клея состоят из остатков галактозы, маннозы, арабинозы, D-глюкуроновой кислоты и незначительного количества ксилозы. Слизи ржаного зерна почти на 90% состоят из пентозанов. Они сильно набухают в воде и дают весьма вязкие растворы. Их вязкость значительно выше вязкости растворов желатины, крахмального клейстера или белка. При кислотном гидролизе слизи ржаного зерна образуют ксилозу, арабинозу и незначительное количество галактозы.

Полисахариды: Пектины

Пектиновые вещества – высокомолекулярные соединения углеводной природы, содержащиеся в большом количестве в ягодах, фруктах, клубнях и стеблях растений. В растениях пектины присутствуют в виде нерастворимого протопектина, представляющего собой соединение метоксилированной полигалактуроновой кислоты с галактаном и арабаном клеточной стенки. Протопектин переходит в растворимый пектин лишь после обработки разбавленными кислотами или под действием особого фермента протопектиназы. Из водного раствора растворимый пектин осаждается спиртом или 50% ацетоном. Характерным и важным свойством пектина является его способность давать студни в присутствии кислоты и сахара. Это свойство широко используется в кондитерской промышленности при производстве желе, джема, мармелада, пастилы и фруктовых карамельных начинок. Образование пектинового студня происходит в присутствии 65-70% сахара (сахарозы или гексозы); такая концентрация приблизительно соответствует насыщенному раствору сахарозы. В образующемся студне содержится от 0,2 до 1,5% пектина. Лучше всего образование пектиновых студней происходит при рН 3,1-3,5. Пектины различного происхождения различаются по способности к желированию, по содержанию золы и метоксильных групп СН3О-.

При действии на растворимый пектин разбавленных щелочей или фермента пектазы метоксильные группы легко отщепляются – образуются метиловый спирт и свободная пектиновая кислота, которая представляет собой полигалактуроновую кислоту. Пектиновая кислота легко дает соли – пектаты. В виде пектата кальция она легко осаждается из раствора; этим пользуются для количественного определения пектиновых веществ. Пектиновая кислота в присутствии сахара не способна образовывать студни подобно растворимому пектину. Поэтому при промышленном получении пектина стараются по возможности избежать его щелочного или ферментативного гидролиза, вызывающего снижение желирующей способности пектина. Пектины играют важную роль при созревании, хранении и промышленной переработке различных плодов и овощей. Во время развития плодов протопектин отлагается в клеточных стенках и может накапливаться в плодах в значительных количествах (например, в грушах, яблоках и плодах цитрусовых культур). Созревание плодов характеризуется превращением протопектина в растворимый пектин. Так, у яблок содержание пектинов достигает максимума приблизительно к периоду уборки плодов. При последующем хранении плодов при температурах, близких к 1 С, содержание протопектина постепенно понижается и происходит накопление растворимого пектина. Содержание пектина в плодах и овощах, % Яблоки - 0,82-1,29, Абрикосы - 1,03, Слива - 0,96-1,14, Черная смородина - 1,52, Клюква - 0,5-1,30, Морковь – 2,5, Сахарная свекла – 2,5. Пектины играют также важную роль при обработке растительных волокон, например льна. Процесс мочки льна основан на том, что под действием особых микроорганизмов, выделяющих ферменты, гидролизующие пектиновые вещества, происходит мацерация стеблей льна и отделение волокон друг от друга.

Полисахариды: Агар-агар

Агар-агар. Высокомолекулярный полисахарид, содержащийся в некоторых морских водорослях, принадлежащих к родам Gelidium, Gracilaria, Pterocladia и Ahnfeltia. В СССР агар-агар добывали из багряной водоросли анфельции, произрастающей в Белом, Баренцевом и Балтийском морях, а также в водоемах Дальнего Востока. В холодной воде агар-агар нерастворим, но растворяется в ней при нагревании. Водные растворы его при охлаждении застывают в виде студня. Агар-агар применяется в бактериологии для приготовления твердых питательных сред, в кондитерской промышленности для изготовления различных желе, пастилы, мармелада, джемов. Агар-агар – смесь по крайней мере двух полисахаридов – агарозы и агаропектина. Агароза, по всей вероятности, состоит из остатков D-галактозы и 3,6L-галактозы, соединенных между собой aльфа-1,3- и бета-1,4-гликозидными связями. Гораздо меньше известно о структуре агаропектина, который, по-видимому, состоит из цепочек, образуемых остатками D-галактопиранозы, некоторые из которых связаны сложноэфирной связью с остатками серной кислоты. В багряной водоросли филлофоре, произрастающей в больших количествах в Черном море, содержатся агароид и агароидин – желирующие вещества углеводной природы, отличающиеся от агара по своей химической природе. Из багряной водоросли Chondrus получают желеобразное вещество каррагинин. Химическое строение агароида, агароидина и каррагинина недостаточно выяснено. Каррагинин – полисахарид, состоящий, главным образом, из остатков галактопиранозы, соединенных aльфа-1,3- и бета-1,4-гликозидными связями; большая часть остатков галактопиранозы при четвертом углеродном атоме связана сложноэфирной связью с остатком серной кислоты. Каррагинин имеет, по-видимому, разветвленную структуру и состоит из компонентов с различной молекулярной массой – от 358000 до 700000.

Альгиновая кислота. Этот полисахарид является составной частью клеточных стенок многих водорослей, принадлежащих к родам Macrocystis, Laminaria и Fucus. Альгиновая кислота кислота, по видимому, аналог пектиновой кислоты, но состоит из остатков D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот, связанных бета-гликозидными связями, расположенными между l-м углеродным атомом одного остатка маннуроновой или гулуроновой кислот и 4-м углеродным атомом другого. В водорослях альгиновая кислота присутствует в виде солей и содержится в них в количестве 30% от сухой массы водорослей. Альгиновая кислота и ее соли, главным образом натриевая, широко применяются в качестве эмульгирующих средств; особенно широко они применяются как стабилизаторы при производстве мороженого и различных технических эмульсий.

Полисахариды бактерий

Полисахариды бактерий. Бактерии образуют значительные количества полисахаридов, которые содержатся в цитоплазме или отлагаются в виде запасов питательных веществ, либо находятся на поверхности клетки, образуя слизистый защитный слой (капсулу). Часто капсулы растворяются в жидкости, в которой развиваются бактерии. У патогенных бактерий капсула является, в первую очередь, средством защиты клетки от фагоцитов. У почвенных бактерий, подобных некоторым азотфиксирующим бактериям, вещества, образующие капсулу, по-видимому, в какой-то мере защищают клетки от почвенных простейших. Типичные представители бактериальных полисахаридов – декстраны – группа полиглюкозидов, образуемых из тростникового сахара различными видами Leuconostoc. Некоторые непатогенные микроорганизмы при развитии на растворах сахарозы образуют полифруктозиды, называемые леванами. Значительные количества леванов образуют, например, некоторые виды стрептококка и сенная палочка Bacillus subtilis, вызывающая так называемую тягучую болезнь хлеба. Многие леваны образуются бактериями, патогенными для растений, например Bacillus pruni, однако возможная роль этих полисахаридов в развитии заболевания неясна. Слизистые полисахариды, подобные леванам и декстранам, образуют также почвенные бактерии, причем, по-видимому, эти углеводы играют определенную роль в агрегировании почвы и сохранении в ней влаги. Своеобразное строение имеют капсульные полисахариды азотфиксирующих бактерий например, клубеньковых Rhizobium sp: Эти полисахариды наряду с остатками глюкопиранозы содержат остатки глюкуроновой кислоты. Некоторые специфические полисахариды бактерий играют чрезвычайно важную роль в явлениях иммунитета животных и человека.

 

сахарный диабет

Сахарный диабет

метаболический синдром

Метаболический синдром

продукты

Калорийность продуктов

бадан

Энциклопедия лекарственных растений

 
 
мед вишня биостимулятор биология яблочный уксус

Все о меде

Фрукты и овощи

Биогенные стимуляторы

Книги по биологии

Сжигатели жира

инсулин диабет цикорий диета топинамбур

Лечение сахарного диабета

Какой у Вас риск диабета?

Цикорий при сахарном диабете

Диета при сахарном диабете

Топинамбур при диабете

похудение инсулин хлеб пшеница иммунитет

Препараты для похудения

Инсулин

Цельное зерно

Пророщенная пшеница

Иммунитет

         

© Все права защищены. 2010 год. E-mail для обратной связи: info@belki.com.ua