Полисахариды, что это такое – свойства, гидролиз, состав, рецепты

Полисахариды, что это такое – свойства, гидролиз, состав, рецепты

Что относится к полисахаридам: химические свойства, состав, применение

Все сложные органические вещества делятся на 4 группы: полинуклеотиды, жиры, белки, углеводы. К последнему классу относятся полисахариды. Сладость в названии полисахаридов не говорит о кулинарной судьбе большинства из них. Важно понимать, какими свойствами – химическими и физическими – обладают эти полигликозиды.

Химические свойства полисахаридов Физические свойства полисахаридов Дифференциация и применение наиболее популярных видов Крахмал Гликоген Целлюлоза Гепарин Пектины Хитин Использование полисахаридов Приложения в здравоохранении Пищевые приложения

Химические свойства полисахаридов

Полисахариды представляют собой сложные молекулярные углеводы, которые образованы из моносахаридных остатков, связанных вместе гликозидной связью. Полисахариды или гликаны (полигликозаны) производятся животными, растениями и людьми. Полигликозиды или полиацетали могут быть линейными или разветвленными.

Классификация полисахаридов предполагает разделение на олигосахариды и полиозиды. Гидролиз полисахаридов происходит под воздействием высокой температуры в кислой среде. Олигосахариды возникают вместе с дисахаридами в неполном процессе. Как исходные моносахариды, так и их производные появляются в полном процессе. Среди химических свойств этого класса углеводов отмечаются следующие:

    Слабые восстанавливающие свойства полисахаридов; стабильные щелочные свойства; способность производить сложные эфиры.

Среди полисахаридов различают гомополисахариды и гетерополисахариды в зависимости от их химической природы. Целлюлоза, крахмал и гликоген – широко используемые представители гомополисахаридов одного вида. Общая формула полисахаридов следующая: (C6H10O5) n.

Гетерополисахариды или гликозаминогликаны, которые включают моносахариды различных типов, включают сульфаты хондроитина, гепарин, инулин, пектины, камедь.

Углеводы классифицируются в зависимости от их функционального назначения на:

    структурные полисахариды: хитин, целлюлоза; Запас: животный гликоген, растительный крахмал.

В зависимости от кислотности отмечаются различные полиозные заболевания:

Кислые сахара: кислоты – галактуроновая, глюкуроновая, маннуроновая. Представители – пектины, ксантан, альгинаты. Нейтральные полигликозиды: ксиланы, β-глюканы, маннаны.

Какова роль полигликозидов? Функции полисахаридов разнообразны:

Роль. Примеры полисахаридов Судьба
БорьбаКрахмал, слизь, гликогенНакопление гликанов в тканях
ЭнергичныйИнулин, гликоген, альгиновые кислоты, крахмалОбеспечение человеческого организма биоэнергией
Служба поддержкиХондроитинсульфат, целлюлозаЦеллюлоза – основа костной ткани, она необходима для образования стеблей.
СтруктурныеХитин, целлюлоза, гиалуроновая кислотаКак компонент межклеточного вещества, цементирующие свойства
ФакториалГепарин, искусственные аналогиСнижение свертываемости крови
ЗащитаГепарин, камедь, гиалуроновая кислотаОбразование смазок на поверхности клеток: желудка, пищевода, трахеи, суставов. Защитные свойства против механических микроповреждений, вызванных трением или вибрацией снаружи, а также против проникновения патогенных микроорганизмов.
ГидроосматическийКислотные гетерополимеры, включая мукополисахаридыСвойство удерживать катионы и жидкости в ячейке, создавая барьер для накопления влаги в пространстве между ячейками.

Часть выработки гликанов происходит в эпидермисе человека, что замедляет возрастные изменения. Отсюда активное использование полисахаридов в косметологической промышленности.

Физические свойства полисахаридов

Тип полифилосахаридов определяет физические свойства. Для большинства этих веществ характерны:

    белый цвет; форма порошка; высокая молекулярная масса; нерастворимость в спиртах.

Растворимость гликанов в воде варьируется. Хитин и целлюлоза – это полиозиды, нерастворимые в воде, но набухающие. Агар-агар, пектины, альгиновые кислоты при взаимодействии с водой образуют гели. Коллоидные растворы получаются, когда действующими веществами являются слизи, арабин, амилоза, пектиновые кислоты.

Отличие и применение наиболее популярных видов

Стоит разобраться, какие вещества содержатся в полисахаридах.

Крахмал

Он содержит смесь амилопектина (80%) и амилозы (20%). Молекулы амилозы имеют форму спирали с 6 моносахаридными остатками на одном витке. Структура амилопектина разветвленная.
Этот многокомпонентный углевод синтезируется в растениях во время фотосинтеза и сохраняется в семенах, клубнях или корнях, зернах злаков, луковицах.
Характерными свойствами биополимера являются:

    изменение цвета вещества в белый цвет; пыльная форма; мягкая структура; скрип при трении; отсутствие вкуса и запаха.

При разбавлении вещества холодной водой образуется осадок. Если раствор нагреть и равномерно перемешать, проводят набухание массы, переводя вещество в кислое состояние.
Источники веществ:

    Корнеплоды: картофель; Семена бобовых: горох, фасоль, чечевица; Злаки: рис, кукуруза, овес, пшеница, ячмень.

Чтобы определить наличие крахмала в продуктах, используйте йод: он придает этому полисахариду голубой оттенок.

Пищевой продукт ценится за его усвояемость и насыщение организма энергией. Это вещество используют в домашних условиях для крахмала одежды, приклеивания обоев, а также в качестве детской присыпки. В пищевой промышленности из него получают патоку, глюкозу и этиловый спирт. Без крахмала не обойтись при производстве колбас, кетчупа и майонеза. Он востребован в текстильной, целлюлозно-бумажной и фармакологической промышленности.

Гликоген

Полисахариды включают крахмал животного происхождения. Это вещество имеет разветвленную структуру, напоминающую амилопектин, но в цепи гликогена насчитывается до 12 звеньев. Молекулярная масса вещества достигает 100 миллионов единиц. Запасные углеводы содержатся в организме человека, животных, некоторых бактерий, грибов и дрожжей. В печени и мышцах содержится до 5 и 2% соответственно. Основное свойство гликогена – доставка глюкозы в кровь.

Клетчатка растительная целлюлоза

Представитель гликанов отличается силой и гибкостью. Компонент полисахаридов, нерастворимая клетчатка, образует скелет растения. Растительные волокна представляют собой пучок удлиненных полос фрагментов глюкозы, соединенных водородными связями. Особенность этого инертного вещества, не имеющего цвета и запаха, – волокнистое образование, нерастворимость в нейтральной среде. Это вещество растворимо в реактиве Швейцера – аммиачном растворе Cu (OH) 2.

Читайте также:  Здоровое питание

Полисахарид целлюлозы в организме человека поглощает воду и облегчает прохождение продуктов жизнедеятельности через толстый кишечник. В продукты питания они входят капуста (белокочанная, брюссельская капуста, брокколи). К ним относятся отруби, яблоки, кожица огурцов и морковь. Целлюлоза используется в кормлении сельскохозяйственных животных – коров, лошадей – в качестве питательного вещества.

Растворимая клетчатка – это содержимое растительных клеток в виде желе, которое содержится в овсе, фруктах и ​​бобовых. Свойство этого вещества в том, что при контакте с жидкостью оно становится гелеобразным элементом. Пищевые волокна не заряжают энергией, но дают ощущение сытости, защищают от изменений уровня глюкозы в крови. Попадая в толстый кишечник, это вещество расщепляется полезными микроорганизмами, вырабатывая кислоты – масляную, уксусную. Полисахарид действует как естественный пребиотик, его свойства отвечают за поддержание кислотного баланса в процессе пищеварения.

Среди растворимых клетчаток внимания заслуживают инулин, пектины, камедь, слизь и гиалуроновая кислота. Каждый компонент имеет свои характеристики и свойства.

Гепарин

Это вещество относится к структурным элементам внутренней оболочки кровеносных сосудов. Накапливается в печени, легких и мышцах. Он предотвращает гемокоагуляцию (свертывание крови) у людей и животных. Аморфный порошок белого цвета. Он состоит из фрагментов идуроновой кислоты, глюкуроновой кислоты и глюкозамина, которые связаны в цепи α-гликозидной связью. Молекула гепарина весит 20000 МЕ. Он имеет более одной полисахаридной цепи, которая связывается с ядром белка. Длина цепей находится в пределах 3000-40 000 Да. В наркотиках содержится от 12 до 16 тысяч Да.

Химические свойства гетерополисахаридов:

    Синтезируется тучными клетками человека и животных (базофилами); сохраняется при нагревании.

Необходим в организме человека для понижения холестерина в крови, понижения артериального давления. Локализуется в печени (1000 мг на 1 кг массы тела). Форма препарата – раствор для инъекций и мазь для наружного применения. Обладает присущими ему антикоагулянтными свойствами.

В курс лечения входят:

    В профилактике и терапии тромбоэмболических заболеваний; во время операций на сосудах и сердце для предотвращения образования тромбов при гемодиализе и аппаратах искусственного кровотока; При анализе крови в медицинских лабораториях; В гематологии, при переливании крови (переливании крови).

Пектины

Находка датируется 1825 годом. По-гречески pectos означает скрученный, затвердевший. Одним из наиболее важных мономеров пектина является α-галактуроновая кислота.

Желирующие и липкие свойства веществ используются на кухне. Их высокое содержание в растительном сырье и плодах. Выпускается в жидкой и порошковой форме. Е440 – это так отмеченный пектином в продуктах.

Для этой меры вам понадобится фруктовый или свекольный жом. Консервная добавка отвечает за срок хранения препарата.

Пектиновые вещества различаются степенью этерификации:

    высокий – более 50%; низкий – менее 50%.

В организм человека пектиновые соединения проникают в пищу растительного происхождения.

Пектин в больших количествах вырабатывается во фруктах и ​​овощах в сухую и жаркую погоду.

Биологическая роль полисахаридов:

    Очищение организма; поддержание бактериального паритета; омолаживающие свойства; нормализация обменных процессов; улучшение гемодинамики и благоприятной микрофлоры желудочно-кишечного тракта.

Медики считают: пектиновые препараты помогают улучшить здоровье человека. 15 г в сутки – норма потребления. Их свойства ценятся в диете: они сжигают жир. Поглощение 25 г гетерополисахаридов целого яблока приводит к потере 300 г жира в день.

Кондитерские изделия не лишены загустителей. Желирующий агент входит в состав большинства косметических кремов. Ценность вещества заключается в следующих свойствах:

    разглаживание морщин; увеличивают всасывание ингредиентов в коже; отбеливающие свойства – действие на эпидермис; защита от УФ-излучения.

Хитин

Структурные полисахариды представлены хитином. Это вещество участвует в формировании скелета членистоногих, насекомых. Он входит в состав клеток пивных дрожжей, различных грибов. Полисахарид похож на целлюлозу: он имеет неразветвленную цепь фрагментов глюкозы, но с дополнительными группами.

Свойства хитина используются для усиления аромата и вкуса пищи. Он востребован как консервант, улучшает внешний вид блюд.

Лечебные свойства полисахаридов:

    радиационная защита; повышают свойства препаратов, снижающих свертываемость и разжижение крови; блокировать развитие опухолей; укрепление иммунитета; Профилактика сердечно-сосудистых заболеваний – инсультов, инфарктов; стимуляция роста бифидобактерий; восстановление тканей и органов.

Области применения полисахаридов

С середины прошлого века полигликозы производятся для нужд пищевой промышленности и фармакологии. Однако ценные свойства полисахаридов нашли применение и в других областях производства:

    … на химических заводах..; на текстильных фабриках по производству искусственных материалов; в гидрометаллургической и микробиологической промышленности; при добыче сырой нефти и природного газа; в атомной энергетике.

Сложно представить косметическую промышленность без полисахаридов – гиалуроновой кислоты и инъекционных методов: мизотерапия, биоревитализация, контуринг, редермализация и биоукрепление.

Использование в области здравоохранения

Природные полисахаридные соединения ценятся за полезные свойства:

    повышают сопротивляемость организма инфекциям; бороться с раком.

Полисахариды быстрее заживляют травмы и регенерируют ткани. Кроме того, они уменьшают ущерб, вызванный побочными эффектами лекарств.

В медицинской практике использование полисахаридов помогает в диагностике сальмонеллеза и кандидоза. Декстраны, которые продуцируются определенными видами микроорганизмов, называются заменителями плазмы. Декстрансульфат используется в качестве антикоагулянта вместо гепарина. Хондроитинсульфаты входят в состав хондропротекторов, укрепляют хрящи и связки, увеличивают подвижность больных суставов.

Востребованы препараты, содержащие хитин – соединение из группы полисахаридов, в качестве наполнителя и действующего вещества. Готовят ферментные агенты длительного действия, содержащие декстраны с пониженной аллергенностью. Гликаны – основа для производства зубной пасты.

Читайте также:  Кисть салата - особенности применения, эффективность, рецепты | Доктор Борменталь

Полисахариды отвечают за очищение организма от радионуклидов, токсинов. Активация пищеварительной системы. Инулин снижает уровень глюкозы в крови. Было показано при диабете и избыточном весе. В хирургии без крахмала не обойтись. Изготавливают специальные повязки, присыпки, лекарства в конвертах.

Применение в пищевой промышленности

Гликаны, полученные из бактерий, очень популярны. Выпуск пищевой пленки защищает продукты от загрязнения, плесени, высыхания, патогенных микроорганизмов. Выпускаются как стабилизаторы:

    желе; мороженое; засорение; сок; заправки для салатов; сироп.

Экзополисахариды улучшают качество и свойства пищевых продуктов. Добавление к хлебу придает ему объем, не дает ему слишком быстро переворачиваться. Ксантан необходим для производства молочных продуктов.

Полисахариды относятся к классу органических соединений, используемых в различных отраслях промышленности. Многообразие химической природы полисахаридов определяет широкий перечень фармакологических свойств и востребованность в косметологии.

Полисахариды

Полисахариды – это полимерные углеводы, молекулы которых состоят из моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями. Это особая группа высокомолекулярных сложных углеводов, состоящих из множества простых сахаров. Основными представителями этого класса являются два компонента, крахмал и целлюлоза. Эти вещества встречаются в природе, входят в состав растений, овощей, фруктов, а также получают химическим путем в результате многочисленных экспериментов и исследований. Они используются в различных отраслях промышленности при производстве различных товаров, вещей, одежды, изделий и многого другого. Однако стоит обратить внимание на полные характеристики, химическую структуру и другие важные особенности.

Химические свойства

Первое, на что следует обратить внимание, – это химические свойства полисахаридов. Эти ингредиенты относятся к сложным углеводам с высокой молекулярной массой, они представляют собой полигликозиды или, другими словами, полиацетали. Моносахариды связаны в молекуле гликозидными связями с соседними структурными элементами цепи. В кислой среде процесс гидролиза происходит под воздействием высокой температуры. В результате всего процесса образуются исходные моносахариды (или их производные). В результате незавершенного процесса образуются олигосахариды, в том числе дисахариды.

Восстанавливающие свойства этого класса углеводов довольно слабые. Они устойчивы к щелочам. Вещества обладают уникальной способностью, которая используется для получения сложных эфиров. Среди основных представителей класса полисахаридов можно выделить крахмал, целлюлозу (клетчатку), гликоген. Общая формула полисахаридов, которая используется для обозначения этих компонентов, – (C6H10O5) n.

Полисахариды – это распространенная группа веществ природного происхождения. Они производятся растениями, тканями человека и животных. Это свидетельствует об их активном участии в обменных процессах.

Физические свойства

Полисахариды обладают важными физическими свойствами, которые следует тщательно изучить. Большинство компонентов этого класса находятся в виде порошка белого цвета. У них огромный молекулярный вес, который может составлять от двух миллионов и более.

Крахмал и целлюлоза имеют вид разветвленных молекул. Они набухают, но не растворяются в холодной воде. Напротив, амилозы (линейные молекулы) легко растворяются в нейтральной водной среде.

Функции в организме (таблица)

Мы уже рассмотрели, что такое полисахариды, но теперь стоит выяснить, какое значение имеют углеводы для человеческого организма. Ниже представлена ​​таблица с основными функциями этих предметов.

Основные функцииПримеры полисахаридовБазовое качество
ЭнергияКрахмал и гликогенОсновная роль этих ингредиентов – накапливать углеводы, делая организм богатым глюкозой (источником энергии).
Место храненияГликоген, крахмалКрахмал и гликоген являются веществами, имеющими большое значение для организма, поскольку они представляют собой долгосрочные запасы энергии, которые хранятся в структурах жировой ткани. Он образуется в мышечных клетках и печени (частично в головном мозге и желудке).
КофакторГепарин и синтетические аналогиУглеводы действуют как кофакторы ферментных соединений в организме. Снижение свертываемости крови
ПоддерживающийЦеллюлоза, хондроитинсульфатЦеллюлоза, или целлюлоза, является основой стеблевых образований, а сульфаты хондроитина содержатся в костных тканях животных.
ГидроосмотическийКислотные гетерополисахариды (гиалуроновая кислота).Они удерживают воду и положительно заряженные ионы в клеточных структурах, препятствуют скоплению жидких частиц в межклеточном пространстве.
СтруктурныеКислотные гетерополисахариды (гиалуроновая кислота).Присутствует в межклеточном веществе с цементирующими свойствами.
ЗащитаКислотные гетерополисахариды (включая мукополисахариды)Они создают «смазывающий» слой на поверхности клеточных структур. Вырабатывается на поверхности пищеварительной системы, полости носа, бронхов, содержится в синовиальной жидкости. Они защищают ткани от повреждений из-за трения, сжатия или внешних вибраций.

Классификация по числу и строению моносахаридных остатков

В структуре полиозы содержится от двух до двадцати моносахаридов в двух различных формах, пираноза или фураноза.

Ниже представлена ​​таблица структурных единиц полиоза.

Группа моносахаридовМоносахариды
Шесть атомныхГлюкоза
Галактоза
ПятиатомныйФруктоза
Арабиноза
ксилоза
Уроновые кислотыГалактуронический
Глюкуроновая кислота
Маннуроновый

Есть гомогликаны (у них другое название – гомополисахариды), у них идентичные углеводные компоненты в цепи. Соответственно, если углеводные связи различны, элемент называется гетерополисахаридом.

Имя группыСоставные части
Гомополисахариды (или гомополимеры)Крахмал
Гликоген
Целлюлоза
Хитин
Декстран
Гетерополисахариды (или гетерополимеры)Хондроитинсульфаты
Гепарин
Инулин
Пектины
Камедь
Слизь
Гиалуроновая кислота

Основные представители полисахаридов

Есть много веществ, относящихся к группе полисахаридов. Многие из них встречаются в природе (растения, фрукты, овощи, фрукты), присутствуют в организме человека, а также получаются путем проведения различных химических экспериментов.

Читайте также:  Что есть до и после тренировки для похудения - Диета для сжигания жира

Крахмал

Амилоза составляет примерно 20% амилозы и 80% амилопектина. Он относится к основным продуктам жизнедеятельности организмов растительного происхождения. Наибольшее количество этого вещества наблюдается в составе зерен злаков, корней / рубинов или семян.

Элемент имеет вид белого порошка. Имеет мягкую консистенцию, при растирании наблюдается характерный хрустящий звук. Когда крахмал исследуется под микроскопом, можно увидеть зерноподобную структуру. При помещении в холодную жидкость он выпадает в осадок. Когда вода нагревается и равномерно перемешивается, зерна разбухают, и в результате получается желеобразная масса.

Основная особенность этого элемента в том, что он способен хорошо гидролизоваться при нагревании в растворе H2SO4. В результате образуется α-D-глюкоза. Растительный источник крахмала – картофель (до 20%) и пшеница. Для обнаружения крахмала в области химии используется реакция с йодом. Обычно образуется сине-фиолетовый цвет раствора или пятно такого же цвета.

Гликоген

Это соединение является животным аналогом крахмала. Он имеет разветвленную структуру и похож на амилопектин, но у гликогена больше звеньев в цепи (до 12). Вес молекулы гликогена может составлять 100 миллионов КОЕ.

В ходе исследований гликоген извлекается из живых клеток горячей основой NaOH и осаждается спиртовым раствором. Затем он гидролизуется в разбавленном растворе серной кислоты.

Клетчатка (растительная целлюлоза)

Этот представитель полисахаридов обладает высокой прочностью. Именно целлюлоза является основным компонентом «скелета» растений. Промышленные источники (от 50 до 70%) – древесина, кукуруза и сено. Молекула содержит D-глюкопиранозу, которая связана гликозидными связями. Молекулы линейны, а масса одной молекулы до 2 миллионов единиц.

Высокая прочность обеспечивается наличием водородных связей в цепях, которые можно связать. Таким образом образуется волокнистая структура. Элемент инертен, не растворяется в инертных средах, на него не действуют пищеварительные ферменты. Целлюлоза используется в качестве питательного вещества у многих домашних животных (коров, лошадей).

Гепарин

Считается аморфным элементом, имеющим порошковую структуру и белый цвет. Гепарин содержит D-глюкозамин и D-глюкуроновую кислоту, эти компоненты связаны в цепи α-гликозидной связью. Масса молекулы гепарина составляет примерно 20 миллионов единиц. Кислый гликозаминогликан основан на сере. В исследовательских целях этот элемент был введен из печени. Относится к антикоагулянтам.

Он хорошо растворяется в воде и не распадается при нагревании. Биологическая функция гепарина в организме человека – регулировать свертывание крови. Этот элемент снижает уровень холестерина и нормализует артериальное давление.

Пектины

Это липкое вещество, которое активно используется на кухне в качестве кондитерской добавки. Есть у них и другое название – гелеобразующие. Эти элементы присутствуют в составе фруктового и растительного сырья. Чаще всего используется пектин в виде порошка, в редких случаях может применяться в жидком виде.

Пектины попадают в организм человека вместе с растительными продуктами. Они обеспечивают полное очищение всех систем организма, сохраняя при этом бактериальный баланс. Также они обладают омолаживающим действием, нормализуют обмен веществ и улучшают гемодинамику. Врачи утверждают, что употребление пектиновых препаратов способствует усилению регенерации человеческого организма. Норма потребления – около 15 грамм в день.

Хитин

Хитин – основа скелета насекомых, представителей ракообразных, он содержится в составе дрожжевых бактерий, различных видов грибов. Это вещество используется для усиления вкуса и аромата еды, еды.

Хитин обладает множеством лечебных свойств:

    предотвращает развитие опухолевых клеточных структур; защищает ткани от воздействия радиоактивного излучения; усиливает действие препаратов, направленных на уменьшение свертываемости и разжижение крови; укрепляет иммунную систему; Может использоваться как часть профилактики инфарктов и инсультов; Он увеличивает рост бифидобактерий и запускает процесс регенерации.

Области применения полисахаридов

В середине двадцатого века полисахариды начали широко производить для пищевой промышленности и производства лекарств. Однако постепенно их начали использовать и в других, не менее важных сферах.

Использование в области здравоохранения

Часто в медицинской практике полисахариды используются в качестве диагностических средств при выявлении кандидоза и сальмонеллеза. Декстраны, вырабатываемые некоторыми бактериями, являются заменителями плазмы. Декстрансульфат заменяет гепарин в качестве антикоагулянта. Особой популярностью пользуются препараты на основе хитина. Хитин также используется при производстве наполнителей и основ для различных лекарств. В последнее время выпускаются ферментные препараты длительного действия, содержащие декстраны. Гликаны – это активные ингредиенты, которые используются для изготовления высококачественных зубных паст.

Применение в пищевой промышленности

Полисахариды, полученные из бактерий, используются в производстве пищевой фольги. Они предотвращают высыхание пищевых продуктов, защищают от загрязнения, стабилизируют массу мороженого, соки, приправы и сиропы. Ксантин широко используется в производстве молочных продуктов. Экзополисахариды добавляют для улучшения качества хлеба, они делают хлеб более пухлым и мягким. Полисахариды важны для биологии в целом. Они участвуют в важных процессах, влияют на работу организмов живых существ и способствуют полному синтезу питательных веществ в растениях. Кроме того, эти элементы активно используются в различных отраслях промышленности, они используются при производстве пищевых продуктов, препаратов, химикатов и растворов, бумаги и других элементов.

Оцените статью
Добавить комментарий