Календарь
7 771
Все сложные органические вещества делят на 4 группы: полинуклеотиды, жиры, белки, углеводы. К последнему классу относятся полисахариды. Сладость в названии полисахариды не предполагает у большинства из них кулинарное предназначение. Важно понять, какими свойствами – химическими и физическими – обладают эти полигликозы.
Химические свойства полисахаридов
Полисахариды – это сложные молекулярные углеводы, что образуются из остатков моносахаридов, объединенных гликозидной связью. Полисахариды, или гликаны (полигликозаны) продуцируются животными, растениями, человеком. Полигликозиды, или полиацеталии бывают линейными и разветвленными.
Классификация полисахаридов предусматривает подразделение на олигосахариды и полиозиды. Под воздействием высоких температур в кислотной среде осуществляется гидролиз полисахаридов. Появляются олигосахариды вместе с дисахаридами при неполном процессе. При полном – исходные моносахариды, а также их производные. Среди химических свойств этого класса углеводов отмечают:
- слабые восстановительные свойства полисахаридов;
- устойчивые свойства к действию щелочей;
- возможность получать сложные эфиры.
По химической природе среди полисахаридов отмечают гомополисахариды и гетерополисахариды. К широко распространенным представителям гомополисахаридов, состоящих из моновеществ одного вида, относят клетчатку (целлюлозу), крахмал, гликоген. У общей формулы полисахаридов следующий вид: (С6Н10О5)n.
К гетерополисахаридам, или гликозаминогликанам, включающим моносахариды различного типа, относятся хондроитин сульфаты, гепарин, инулин, пектины, камеди.
По функциональному назначению углеводы классифицируют на:
- структурные полисахариды: хитин, целлюлоза;
- резервные: животный гликоген, растительный крахмал.
По кислотности среди полиозов отмечают:
- Кислые сахара: кислоты – галактуроновая, глюкуроновая, маннуроновая. К представителям относятся пектины, ксантан, альгинаты.
- Нейтральные полигликозы: ксиланы, β-глюканы, маннаны.
Какова роль полиголозидов? Функции полисахаридов разнообразны:
| Роль | Примеры полисахаридов | Предназначение |
| Запасная | Крахмал, слизи, гликоген | Аккумулирование гликанов в тканях |
| Энергетическая | Инулин, гликоген, альгиновые кислоты, крахмал | Снабжение человеческого организма биоэнергией |
| Опорная | Хондроитинсульфат, целлюлоза | Основа костных тканей, целлюлоза необходима при стеблеобразовании |
| Структурная | Хитин, клетчатка, гиалуроновая кислота | В составе межклеточной субстанции, цементирующие свойства |
| Конфакторная | Гепарин, искусственные аналоги | Уменьшение свертываемости крови |
| Защитная | Гепарин, камеди, гиалуроновая кислота | Формирование смазки на клеточной поверхности: желудка, пищевода, трахеи, суставов. Защитные свойства от механических микроповреждений при трении либо вибрации извне, а также проникновения патогенных микроорганизмов. |
| Гидроосматическая | Кислые гетерополимеры, в том числе мукополисахариды | Свойство удержания катионов и жидкости в клетке, создание барьера при влагонакоплении в пространстве между клетками |
Частично выработка гликана осуществляется в эпидермисе человека, что замедляет возрастные изменения. Отсюда активное применение в косметологической промышленности полисахаридов.
Физические свойства полисахаридов
Вид полиголосахаридов обуславливает физические свойства. Большинство веществ отличается:
- белой окраской;
- формой порошка;
- большой молекулярной массой;
- нерастворимостью в спиртах.
Растворимость в воде гликанов видоизменяется. Хитин и клетчатка – полиозиды, которые не растворимы в воде, но разбухают. Вещества агар-агар, пектины, альгиновые кислоты при реакции с водой образуют гели. Получают коллоидные растворы, если активные компоненты – слизи, арабин, амилоза, пектовые кислоты.
Отличие и применение наиболее популярных видов
Полезно понять, какие вещества в составе полисахаридов.
Включает смесь амилопектина (80 %) и амилозы (20 %). Форма молекул амилозы – спираль, в 1 витке насчитывается 6 остатков моносахарида. В структуре амилопектина – ответвления.
Этот многокомпонентный углевод синтезируется в растениях в ходе фотосинтеза и запасается в семенах, клубнях либо корешках, злаковых зернах, луковицах.
Характерные свойства биополимера:
- белый окрас вещества;
- порошковидная форма;
- мягкая структура;
- скрипение при растирании;
- отсутствие вкуса и запаха.
При разведении вещества холодной водой выпадает осадок. Если нагревают раствор и равномерно помешивают, осуществляется набухание массы, превращение вещества в киселеобразное состояние.
Источники вещества:
- корнеплоды: картофель;
- бобовые: горох, фасоль, чечевица;
- зерновые: рис, кукуруза, овес, пшеница, ячмень.
Чтобы определить присутствие крахмала в продуктах, пользуются йодом: придает этому полисахариду синий оттенок.
Пищевой продукт ценится благодаря усвояемости и насыщению организма энергией. Вещество применяется в быту для подкрахмаливания одежды, наклеивания обоев, в качестве детской присыпки. В пищевой индустрии из него получают патоку, глюкозу, этиловый спирт. Производство колбасных изделий, кетчупа, майонеза не обходится без крахмала. Он востребован в текстильной и бумажно-целлюлозной промышленности, фармакологии.
Гликоген
В составе полисахаридов — это крахмал животного происхождения. Вещество обладает ветвистой структурой, походит на амилопектин, однако в цепи гликогена насчитывается до 12 звеньев. Молекулярная масса вещества достигает 100 млн у. е. Запасной углевод встречается у человека, животных, отдельных бактерий, грибов, дрожжей. Печень и мышцы содержат до 5 и 2 % соответственно. Основное свойство гликогена — поставлять в кровь глюкозу.
Клетчатка растительная целлюлоза
Для представителя гликанов характерна прочность и эластичность. Составляющая полисахариды — нерастворимая клетчатка формирует скелет растений. Растительные волокна представляют собой пучок удлиненных нитей из фрагментов глюкозы, которые соединяются водородными связями. Особенность этого инертного вещества, не обладающего цветом и запахом, – волокнистое образование, нерастворимость в нейтральной среде. Вещество растворяется в реактиве Швейцера – аммиачном растворе Cu(ОН)2.
Полисахарид целлюлоза в организме человека впитывает воду и облегчает продвижение отходов по толстому кишечнику. В продуктах питания – это капуста (белокочанная, брюссельская, брокколи). Сюда входят отруби, яблоки, огуречная кожура, морковь. Целлюлоза используется для домашнего скота – коров, коней – как питательный ингредиент.
Растворимая клетчатка – содержимое растительных клеток в виде студня, что входит в овес, фруктовые, бобовые культуры. Свойство вещества — при контакте с жидкостью становится гелеобразным элементом. Перевариваемая клетчатка не насыщает энергией, но придает ощущение сытости, предохраняет от перепадов глюкозы в крови.
Проникая в толстый кишечник, это вещество расщепляется полезными микроорганизмами, вырабатывает кислоты – масляную, уксусную. Полисахарид служит натуральным пребиотиком, его свойства отвечают за поддержку кислотного равновесия пищеварения.
Среди растворимой клетчатки отмечают вещества инулин, пектины, камеди, слизи, гиалуроновую кислоту. У каждого компонента свои характеристики и свойства.
Гепарин
Вещество относится к структурным элементам внутренней оболочки кровеносных сосудов. Накапливается в печени, легких, мышцах. Предохраняет от гемокоагуляции (свертывания крови) человека и животного. У аморфного порошка белый окрас. Состоит из фрагментов идуроновой и глюкуроновой кислоты, глюкозамина, что соединяются в цепочку при помощи α-гликозидной связи.
Вес молекулы гепарина равняется 20 000 у.е. Она насчитывает не одну полисахаридную цепь, которая связывается с ядром белка. Длина цепей варьируется в диапазоне 3000–40000 Da. В лекарствах составляет 12000–16000 Да.
Химические свойства гетерополисахарида:
- синтезируется в тучных клетках (базофилах) человека и животных;
- растворяется в воде;
- сохраняется при нагревании.
Требуется в организме человека для снижения холестерина в крови, уменьшения АД. Локализуется в печени (на 1 кг веса – 1000 мг). Форма выпуска средства – раствор для инъекций и мазь для наружного применения. Ему присущи антикоагулянтные свойства.
В лечении применяется:
- для профилактики и терапии тромбоэмболии;
- при оперативном вмешательстве на сосудах и сердце для предотвращения образования кровяных сгустков в оборудовании для гемодиализа и искусственного кровотока;
- при анализе крови в медицинских лабораториях;
- в гематологии при гемотрансфузии (переливании крови).
Пектины
Открытие датируется 1825 годом. В переводе с греческого pectos означает скрутившийся, застывший. К важнейшим мономерам пектинов относят α-галактуроновую кислоту.
Желирующие и клейкие свойства вещества используются в кулинарии. Высоко их содержание в растительном сырье, фруктах. Выпускается в жидкой и порошкообразной форме. Е440 – так маркируют пектин в продуктах.
Для получения этого средства необходим фруктовый либо свекольный жмых. Добавка для консервирования в ответе за срок хранения заготовки.
Отличают пектиновые вещества с различными степенями этерификации:
- высокой – больше 50 %;
- низкой – меньше 50 %.
В человеческий организм пектиновые соединения проникают с продуктами питания растительного происхождения.
Пектин вырабатывается в большем количестве во фруктах и овощах при засухе и жаре.
Биологическая роль полисахарида:
- очистка организма;
- сохранение бактериального паритета;
- омолаживающие свойства;
- нормализация обменных процессов;
- улучшение гемодинамики и полезной микрофлоры ЖКТ.
Медики полагают: пектиновые медпрепараты помогают оздоровить человека. 15 г ежедневно – норма потребления. Их свойства ценятся в диетпитании: сжигают жир. Поглощение 25 г этого гетерополисахарида из цельных яблок приводит к потере в сутки 300 г жира.
Кондитерские изделия не обходятся без загустителя. Желирующая добавка – составляющая большинства кремов в косметологии. Ценность вещества заключается в следующих свойствах:
- разглаживание морщинок;
- повышение впитываемости компонентов в кожный покров;
- отбеливающее свойство — воздействие на эпидермис;
- защита от УФ-излучения.
Хитин
Структурные полисахариды представляет хитин. Вещество участвует в формировании скелета членистоногих, насекомых. Входит в состав клеток пивных дрожжей, различных грибов. Полисахарид походит на целлюлозу: у него неразветвленная цепочка фрагментов глюкозы, однако с дополнительными группами.
Свойства хитина используются, чтобы усилить аромат и вкус пищевых продуктов. Востребован в качестве консерванта, улучшает вид еды.
Терапевтические свойства полисахарида:
- защита от радиации;
- усиливают свойства медпрепаратов, которые снижают свертываемость и разжижают кровь;
- блокировка развития новообразований;
- повышение иммунитета;
- профилактика сердечно-сосудистых патологий – инсультов, инфарктов;
- стимуляция роста бифидобактерий;
- восстановление тканей и органов.
Области применения полисахаридов
Со средины прошлого столетия полигликозаны выпускают для пищевой отрасли и фармакологии. Но ценные свойства полисахаридов нашли применение в других сферах производства:
- на химзаводах;
- на текстильных фабриках при изготовлении искусственных материалов;
- в гидрометаллургической и микробиологической промышленности;
- при добыче нефти и газа;
- в ядерной энергетике.
Индустрию красоты трудно представить без полисахаридов — гиалуроновой кислоты и инъекционных методов: мизотерапии, биоревитализации, контурной пластики, редермализации, биоармирования.
Использование в области здравоохранения
Ценятся природные соединения полисахаридов за полезные свойства:
- повышают устойчивость организма к инфекциям;
- борются с опухолями.
Полисахариды быстрее заживляют травмы, регенерируют ткани. К тому же уменьшают вред от побочных эффектов лекарственных средств.
Во врачебной практике использование полисахаридов помогает диагностировать сальмонеллез и кандидоз. Декстраны, что вырабатываются отдельными видами микроорганизмов, относятся к заменителям плазмы. Сульфат декстрана применяется для замены гепарина в качестве антикоагулянта. Хондроитинсульфаты входят в состав хондропротекторов, укрепляют хрящи и связки, усиливают подвижность больных суставов.
Востребованы разработки медикаментов, которые содержат хитин – соединение из группы полисахаридов, как наполнитель и действующий компонент. Выпускаются ферментативные средства пролонгированного действия, содержащие декстраны с пониженной аллергичностью. Гликаны – основа при производстве зубных паст.
Полисахариды отвечают за очищение организма от радионуклидов, токсинов. Активизируют работу ЖКТ. Инулин сокращает содержание глюкозы в крови. Показан при диабете и излишнем весе. В хирургии не обойтись без крахмала. Делают специальные повязки, присыпки, обволакивающие лекарственные препараты.
Применение в пищевой промышленности
Популярны гликаны, что добывают из бактерий. Выпуск пищевых пленок предохраняет продукцию от загрязнения, плесени, усыхания, поражения патогенными микроорганизмами. Производятся как стабилизаторы:
- желе;
- мороженого;
- джема;
- сока;
- заправок для салатов;
- сиропа.
Экзополисахариды улучшают качество и свойство пищевых изделий. Добавка в хлеб обеспечивает объем, предохраняет от быстрого зачерствения. Ксантан незаменим в изготовлении молочной продукции.
Полисахариды принадлежат классу органических соединений, применяемых в разных промышленных областях. Многообразие химической природы полисахаридов обуславливает широкий перечень фармакологических свойств и востребованность в косметологии.
Информация придет 
Уже зарегистрировалось 9153 человека