Запасной полисахарид растений это: Полисахариды, что это такое — свойства, гидролиз, состав, формулы

Содержание

Полисахариды, что это такое — свойства, гидролиз, состав, формулы

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.

Полисахариды

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:

  1. Кислые сахара: кислоты – галактуроновая, глюкуроновая, маннуроновая. К представителям относятся пектины, ксантан, альгинаты.
  2. Нейтральные полигликозы: ксиланы, β-глюканы, маннаны.

Какова роль полиголозидов? Функции полисахаридов разнообразны:

РольПримеры полисахаридовПредназначение
ЗапаснаяКрахмал, слизи, гликогенАккумулирование гликанов в тканях
ЭнергетическаяИнулин, гликоген, альгиновые кислоты, крахмалСнабжение человеческого организма биоэнергией
ОпорнаяХондроитинсульфат, целлюлозаОснова костных тканей, целлюлоза необходима при стеблеобразовании
СтруктурнаяХитин, клетчатка, гиалуроновая кислотаВ составе межклеточной субстанции, цементирующие свойства
КонфакторнаяГепарин, искусственные аналоги
Уменьшение свертываемости крови
ЗащитнаяГепарин, камеди, гиалуроновая кислотаФормирование смазки на клеточной поверхности: желудка, пищевода, трахеи, суставов. Защитные свойства от механических микроповреждений при трении либо вибрации извне, а также проникновения патогенных микроорганизмов.
ГидроосматическаяКислые гетерополимеры, в том числе мукополисахаридыСвойство 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.

Крахмал

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.

крахмал

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.

Запасные полисахариды — Справочник химика 21

    ЗАПАСНЫЕ ПОЛИСАХАРИДЫ. КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА [c.42]

    Основным запасным полисахаридом в растениях является крахмал, образующийся в пластидах (хлоропластах или аминопластах) в виде крахмальных зерен диаметром от 1 до 100 мкм. Биосинтез крахмала проходит в две ступени сначала образуется амилоза, а затем на ее основе осуществляется синтез амилопектина. Крахмал на длительный период накапливается в семенах, где используется при их прорастании. Обычно же он концентрируется в листьях в период активного фотосинтеза, после которого ферментами переводится в удобную для транспортных целей сахарозу. [c.338]


    Полисахариды обычно бесцветные, аморфные вещества. Одни из них растворяются в воде, другие не растворяются. Энергетические или запасные полисахариды легко набухают в воде и дают вязкие коллоидные растворы. [c.30]

    КРАХМАЛ, ИНУЛИН И ДРУГИЕ ЗАПАСНЫЕ ПОЛИСАХАРИДЫ [c.140]

    Строение гликогена. Гликоген, запасной полисахарид животных организмов, очень сходен с амилопектином. В отличие от последнего он легко растворим в воде и не образует клейстера. С йодом он дает красно-коричневую окраску (причем некоторые гликогены вовсе пе окрашиваются). [c.316]

    ЛАМИНАРАНЫ (ламинарины), запасные полисахариды водорослей Наиб, известны Л. бурых водорослей (Lamina-ria, Fu us), построенные из остатков D-глюкопиранозы, соединенных в линейные цепи р-1- 3-связями. Наряду с линейными Л. могут содержать слаборазветвленные молекулы (1-3 точки ветвления), причем боковые цепи присоединяются связями р-1 — 6 изредка эти связи содержатся и в линейных цепях. До 75% молекул м.б. присоединены связью р-1- 1 к остатку D-маннита (М-цепи), остальные оканчиваются остатком глюкозы со своб. гликозидным центром (G-цепи). Средняя мол. м. 3,5-5 тыс. (степень полимеризации обычно 20-25), [а] от — 12 до — 14° (вода). [c.576]

    Гликогенолиз — это процесс расщепления гликогена, приводящий к вовлечению глюкозных остатков этого запасного полисахарида в гликолиз. Глюкозные единицы боковых цепей гликогена и крахмала у растений вовлекаются в гликолиз в результате последовательного действия двух ферментов — гликогенфосфорилазы (или фосфорилазы крахмала) и фосфоглюкомутазы. [c.249]

    Гликоген. Запасной полисахарид человека и животных. [c.463]

    Деградация запасных полисахаридов таюке начинается с реакции переноса гликозильных остатков, в этом случае от полимерной цепи на фосфорную кислоту с образованием глюкозо-1-фосфата. Фермент, катализирующий эту реакцию [c.138]

    У многих микроорганизмов в определенных условиях среды внутри клеток откладываются вещества, которые можно рассматривать как запасные, — полисахариды, жиры, полифосфаты и сера. Эти вещества накапливаются, если в питательной среде содержатся соответствующие исходные соединения, но вместе с тем рост бактерий ограничен или вообще невозможен из-за недостатка каких-то отдельных компонентов питания или присутствия ингибиторов. Запасные вещества содержатся в клетках в осмотически инертной форме — они нерастворимы в воде. [c.31]


    При условиях, благоприятных для роста, когда в этих веществах возникает потребность, они снова включаются в метаболизм. Запасные полисахариды, нейтральные жиры и поли-р-гидроксимасляная кислота могут служить источниками как энергии, так и углерода. Поэтому при отсутствии внешних источников энергии они могут продлить время существования клетки, а у спорообразующих видов — создать условия для образования спор даже в отсутствие экзогенных субстратов. Полифосфаты можно рассматривать как резервный источник фосфата, а запасную серу — как потенциальный донор электронов [64]. [c.32]

    Полисахариды. Запасные углеводы микроорганизмов еще мало изучены. У некоторых микробов при помощи цветной реакции с раствором Люголя удается идентифицировать крахмал (синяя окраска) или гликоген (коричневая окраска). Все запасные полисахариды, в отличие от полисахаридов клеточной стенки, образуются из а-О-глюкозы молекулы глюкозы связаны между собой 1,4-а-гликозидными связями и многократно сшиты между собой. [c.32]

    Гликоген, запасный полисахарид животных, накапливающийся в печени, мышечных тканях, имеет молекулярную массу 1-15 млн и очень напоминает по строению амилопектин, но более разветвлен Разветвления, построенные по 1-6 типам, повторяются через каждые 8-16 остатков глюкозы Гликоген запасается в тканях в ограниченном количестве (50-60 г на 1 кг ткани) По достижении этого предела гликоген перестает синтезироваться, а глюкоза далее переводится животным организмом в жиры По этой причине избыточное потребление углеводов приводит к ожирению Строение крахмалоподобных сахаридов показано схематически на рис 23 2 [c.789]

    Полимеры сахаров присутствуют во всех клетках и выполняют множество функций. Так, целлюлоза придает прочность зеленым растениям, хитин обусловливает прочность скелета членистоногих. Гиалуроно-вые кислоты и другие мукополисахариды образуют защитную прослойку между животными клетками, а пектины и родственные полисахариды играют аналогичную роль в растениях. Клеточные поверхности обычно покрыты слоем полисахаридов самой разной структуры. Различия в структуре полисахаридов, составляющих этот наружный слой, весьма важны, поскольку обусловливают и

Полисахариды это что такое, примеры и химические свойства полисахаридов

Полисахариды – это высокомолекулярные углеводы, полимеры моносахаридов, или гликаны. Они вырабатываются как растениями, так и животными, могут быть линейными и разветвленными. Условно делятся на 2 категории: полиозы и олигосахариды. Часть гликана вырабатывается в человеческом организме преимущественно в коже для замедления возрастного старения этого органа. Поэтому он активно используется в производстве косметики.

Содержание статьи

Основные функции полисахаридов в организме человека

Функция Полисахариды (примеры) Особенности
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ Крахмал и гликоген Накопление углеводов, обеспечение организма энергией.
ЗАПАСАЮЩАЯ Гликоген, крахмал Откладывание углеводов про запас, находится преимущественно в жировой ткани, формируется в клетках мышц, печени и желудка, отчасти в головном мозге.
КОФАКТОРНАЯ Гепарин и синтетические аналоги Являются кофакторами ферментативных соединений, отвечают за снижение свертываемости крови.
ОПОРНАЯ Целлюлоза, хондроитинсульфат Целлюлоза является стеблеобразующей тканью растений, а хондроитинсульфаты выполняют ту же функцию в костной ткани живых организмов.
ГИДРООСМОТИЧЕСКАЯ Кислые гетерополисахариды Способствуют сохранению влаги и ионов с положительным зарядом в клетках.
СТРУКТУРНАЯ Кислые гетерополисахариды Выполняют роль цементирующего состава, дополняют собой межклеточное вещество.
ЗАЩИТНАЯ Кислые гетерополисахариды (в том числе мукополисахариды) Благодаря образованию особого слоя вокруг клеток защищают ткани от различных механических воздействий, внешних вибраций, трения.

Химические свойства полисахаридов

Полисахариды считают полигликозидами и полиацеталями.

Основные химические свойства полисахаридов:

  • Гликозидная связь позволяет моносахаридам образовывать молекулы с другими элементами цепи.
  • Процесс гидролиза запускается в кислотной среде при повышенной температуре. По его завершении формируются изначальные моносахариды или их производные. При неполном процессе формируются олигосахариды и дисахариды.
  • Обновляющие свойства на низком уровне, стойкость к щелочному воздействию.
  • Используются для добычи сложных эфиров.

Перечисленные свойства позволяют использовать полисахариды в различных видах промышленности, при получении новой продукции.

Обратите внимание: Вещества имеют полностью природное возникновение, поэтому получили довольно широкое распространение. Они являются одним из основных участников процессов обмена в организмах.

Физические свойства

В зависимости от разновидности веществ их физические свойства могут отличаться. Большая часть имеет белый цвет, порошкообразную консистенцию, молекулярный вес начинается от 2 млн.

ВидеоВидео

Строение преобладающего большинства – это разветвленные молекулы. Именно эти вещества при контакте с водой увеличиваются в объемах, но не растворяются. Другая группа – линейные молекулы, например амилоза, которые легко растворяются в воде.

Основная классификация полисахаридов

Полисахариды могут разделяться на несколько категорий в зависимости от числа и строения моносахаридов. Их структуру могут составлять минимум 2, максимум 20 моносахаридов.

Структурные единицы полиозов:

Группа моносахаров Моносахара
Шестиатомные Глюкоза, Галактоза, Фруктоза
Пятиатомные Арабиноза, Ксилоза
Уроновые кислоты Галактуроновая, Глюкуроновая, Маннуроновая

Есть еще 2 категории: гомополисахариды, которые состоят из одинаковых углеводных компонентов, гетерополисахариды, в состав которых входят разные звенья углеводов.

Гомополисахариды:

  • крахмал,
  • гликоген,
  • клетчатка,
  • хитин,
  • декстран

Гетерополисахариды:

  • хондроитин-сульфаты,
  • гепарин,
  • инулин,
  • пектины,
  • камеди,
  • слизи,
  • гиалуроновая кислота

Еще одна классификация по форме и виду цепи: разветвленная и линейная.

Существующие виды полисахаридов

Понять, что такое полисахариды, какие функции они выполняют в жизни, можно на примере простых и доступных многим веществ.

ВидеоВидео

Крахмал

Это вещество состоит на 80 % из амилопектина и оставшихся 20 % из амилозы. Добывают его из клубней, зерен, семян, корней. Крахмал – это вещество по типу порошка белого цвета, мягкого и приятного на ощупь, характеризующееся наличием поскрипывания при растирании в руках. При ближайшем рассмотрении можно заметить его зерноподобную структуру, которая при растворении в холодной воде оседает в виде осадков. В теплой воде при монотонном размешивании зерна крахмала увеличиваются в объемах, превращаются в киселеобразный состав.

Это интересно! Хороший гидролиз крахмала обеспечивается при добавлении в h3SO4 и нагревании смеси. В этом случае появляется α-D-глюкоза.

Получают крахмал из картофеля, зерен пшеницы. Строение молекул крахмала спиралеобразное, состоящее из шести моносахаридов. Крахмал, полученный из картофеля, является пищевым продуктом, который нашел широкое применение в кулинарии.

ВидеоВидео

Гликоген

Гликоген – это тот же крахмал, только животного происхождения. Однако у этого аналога структура молекул более разветвленная, имеющая в цепи до 12 звеньев. В биохимии и биологии гликоген именуется «резервным углеводом». Его локализация в клетках живых организмов образует «энергетическое депо». Он добывается из животных клеток при помощи горячего NaOH, затем выпадает в осадок при соединении со спиртом. Гидролиз осуществляется в растворе с серной кислотой.

ВидеоВидео

Клетчатка

Клетчатка по своей сути является целлюлозой растительного происхождения высокой прочности. Наибольшее процентное содержание клетчатки (50–70 %) содержится в сене, древесине, кукурузе.

Это интересно! Волокнистость целлюлозы обеспечивается за счет водородных связей молекул в цепочках, соединяемых в пучок. Они же дают высокую прочность веществу. Целлюлоза является инертным веществом, нерастворимым в нейтральных средах и не взаимодействующим с ферментами пищеварительного тракта.

Некоторым животным, в частности жвачным, целлюлоза необходима как балластный компонент корма. Может участвовать в процессе гидролиза и вступать в реакции для появления сложных эфиров. При взаимодействии с азотной кислотой превращается в сырье, пригодное для добычи целлулоида, разновидностей пороха и твердого топлива для ракет. По большей части древесная целлюлоза используется для производства бумаги.

ВидеоВидео

Гепарин

Гепарин внешне напоминает аморфное вещество порошкового типа белого окраса. Гепарин является антикоагулянтом кислым гликозаминогликаном, содержащим серу. Структура молекул гепарина позволяет ему быть хорошо растворимым в воде веществом, устойчивым к нагреваниям. Выполняет функцию регулятора свертываемости крови, стабилизации уровня холестерина и давления.

В медицине гепарин применяется:

  • в качестве профилактического и терапевтического препарата для людей, склонных к тромбоэмболии;
  • при проведении операций на сердце и сосудах;
  • в лабораториях при сборе анализов крови;
  • при переливании крови в качестве натриевой соли.
ВидеоВидео

Пектины

Пектины – это клейкие компоненты, которые используются в качестве кондитерских добавок в производстве продукции. Еще часто их называют желирующими веществами. Обычно используется в виде порошковой формы, гораздо реже в жидком состоянии. Общая формула полисахаридов пектинов, промышленное обозначение Е440. Добывают пектины из фруктового, свекольного или другого жмыха. Они являются прекрасной добавкой для консервирования, способной увеличить срок хранения закупорки. В организм человека пектины попадают вместе с овощами, фруктами, выполняют функцию нормализации обмена веществ и гемодинамики, омоложения, выравнивания бактериального баланса.

Обратите внимание: Регулярное употребление пектиновых препаратов дает 2 положительных эффекта для человеческого организма – это его оздоровление и сжигание жира. При попадании в организм 25 г пектина из яблок сжигается около 300 г жира ежедневно.

Пектины являются составляющим компонентом в косметологии, используются как загуститель в различных кремах, разглаживающих морщины, средствах, тонизирующих кожу, отбеливающих и защищающих от ультрафиолета.

ВидеоВидео

Хитин

Хитин – это компонент, без которого не продержится скелет ракообразных и насекомых. Также его можно найти в клетках пивных дрожжей и различных грибов. Хитин способен в несколько раз увеличить запах продукта и вкус готового блюда, внешне его преобразовать и улучшить. В кулинарии также используется как консервант, входит в состав пищевых добавок.

Хитин используется в медицине благодаря многообразию терапевтических свойств, таких как:

  • предотвращение распространения опухолевых клеток;
  • защитная функция клеток и тканей от радиации;
  • укрепление и повышение защитных сил организма;
  • профилактическая мера инсультов, инфарктов;
  • увеличение количества бифидобактерий;
  • запуск процессов обновления тканей;
  • усиление действия препаратов, используемых для снижения свертываемости и разжижения крови.
ВидеоВидео

Использование в различных отраслях

Полисахариды в настоящем XXI веке нашли обширное применение в различных отраслях промышленности, в том числе:

  • в пищевой отрасли;
  • в химической, фармацевтической сфере, медицине;
  • на текстильных фабриках;
  • в металлургии;
  • на предприятиях по добыче и переработке газа и нефти.

Медицинская сфера и фармакология

Природные полимеры гликаны отличаются несколькими качествами, среди них:

  • повышение защитных сил организма, стойкости к различным инфекциям;
  • активное противостояние образованию опухолей;
  • ускорение процессов регенерации клеток и тканей, ранозаживления;
  • исключение или минимизация побочных воздействий лекарственных препаратов.
ВидеоВидео

В медицинской сфере находят следующее применение:

  • используются как составляющие вещества специальных препаратов, позволяющих определить в организме человека наличие кандидоза или сальмонеллеза;
  • декстраны, которые вырабатываются определенными бактериями, выступают в медицине плазмозаменителями; сульфат декстрана является альтернативой гепарину как антикоагулянт;
  • хитин используется в качестве основного компонента и наполнителя различных медикаментов;
  • используются как ферментативные средства с длительным действием на основе декстрана с низкой аллергичностью;
  • гликаны входят в состав различных паст высокого качества для чистки зубов.

Пищевая промышленность

Особую популярность полисахариды, добытые из бактерий, обрели в изготовлении прозрачных защитных пленок. Они используются для защиты продуктов питания от высыхания, заражения их бактериями и попадания грязи.

ВидеоВидео

Ксантин становится основным участником процесса производства кисломолочной продукции. Экзополисахариды используются для улучшения качества мучных и хлебобулочных изделий, они позволяют увеличивать их объемы и уменьшать зачерствение.

Промышленность и инновации

Различные примеры полисахаридов можно активно использовать в инновационных и промышленных направлениях:

  • Принимают активное участие вещества в синтезе ядерного топлива.
  • Гликаны, получаемые из определенных видов бактерий, отличаются повышенной степенью вязкости, поэтому часто входят в состав клеящих веществ. Служат прекрасной альтернативой дорогим склеивающим ингредиентам, совершенно не уступая им по качеству.
  • Агаразаменители – это участники синтеза веществ для фотопленок.
  • Часто на нефтегазоперерабатывающих заводах используются такие продукты, как стабилизаторы и жидкость для очистки различных механизмов для бурения скважин. Они производятся на основе молекул гликанов.

Промышленность не стоит на месте, продолжаются научные исследования для поиска, выявления новых качеств, характеристик и свойств молекул моносахаридов с цепи. Они могут быть полезны для развития инновационной отрасли, микробиологической и биологической сферы.

ВидеоВидео

Гидролиз полисахаридов

При химической реакции взаимодействия полисахаридов с водой образуются производные сложные и простые эфиры. Гидролиз полисахаридов – это довольно распространенный процесс, который используется в различных сферах промышленности, таких как:

  • производство этилового спирта;
  • добыча молочной кислоты;
  • образование лимонной и масляной кислот;
  • получение бутанола и других многоатомных спиртов;
  • создание ацетона;
  • выработка крахмала и глюкозы.

При полном гидролизе осуществляется процесс растворения крахмала, находящегося в составе различных культур, на более простые сахара. Аналогичное действие происходит и с целлюлозой. При неполном гидролизе в результате образуются олигосахариды, в том числе и те, которые могут состоять всего из двух моносахаридов.

Полисахарид — это… Что такое Полисахарид?

  • полисахарид — сущ., кол во синонимов: 36 • агар (3) • амилоза (1) • амилоид (1) • …   Словарь синонимов

  • полисахарид — полисахарид. См. гликан. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • полисахарид — Биологический полимер, в качестве мономеров содержащий молекулы сахаров [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN polysaccharide …   Справочник технического переводчика

  • полисахарид — polisacharidas statusas T sritis chemija apibrėžtis Junginys, kurio molekulė susideda iš daugelio monosacharidų liekanų. atitikmenys: angl. glycan; polysaccharide rus. полисахарид …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • ПОЛИСАХАРИД — (polysaccharide) углевод, в состав которого входит большое количество соединенных в длинную линейную или разветвленную цепь моносахаридов. Полисахариды выполняют в организме две важные функции: 1) они являются местом хранения различных форм… …   Толковый словарь по медицине

  • полисахарид — поли/сахар/ид/ …   Морфемно-орфографический словарь

  • Полисахарид (Polysaccharide) — углевод, в состав которого входит большое количество соединенных в длинную линейную или разветвленную цепь моносахаридов. Полисахариды выполняют в организме две важные функции: 1) они являются местом хранения различных форм энергии (например,… …   Медицинские термины

  • ЦЕЛЛЮЛОЗА (полисахарид) — ЦЕЛЛЮЛОЗА (франц. cellulose, от лат. cellula, букв. комнатка, здесь клетка) (клетчатка), полисахарид, образованный остатками глюкозы; главная составная часть клеточных стенок растений, обусловливающая механическую прочность и эластичность… …   Энциклопедический словарь

  • органический полисахарид — Загуститель для буровых растворов на водной основе [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN Pal Mix 100 B …   Справочник технического переводчика

  • липосахарид — полисахарид …   Краткий словарь анаграмм

  • Полисахариды что это такое — общая формула, физические и химические свойства

    Полисахариды – это полимерные углеводы, молекулы которых построены из моносахаридных остатков, соединенных гликозидными связями. Это отдельная группа сложных высокомолекулярных углеводов, которые состоят из множества моносахаридов. Основными представителями данного класса являются два компонента – крахмал и целлюлоза. Данные вещества встречаются в природе, они входят в состав растений, овощей, фруктов, также их получают химическим путем в результате проведения многочисленных опытов и исследований. Они используются в разных областях промышленности при производстве разных изделий, вещей, одежды, продуктов и многого другого. Но все же стоит рассмотреть полную характеристику, химическое строение и другие важные особенности.

    Содержание статьи

    Химические свойства

    Первым делом стоит рассмотреть химические свойства полисахаридов. Данные компоненты относятся к сложным высокомолекулярным углеводам, они являются полигликозидами, или, другими словами, полиацеталями. Моносахариды связываются в молекулу при помощи гликозидных связей с рядом стоящими структурными элементами цепочки. В кислотной среде под влиянием высокотемпературного режима происходит процесс гидролиза. При полном процессе образуются исходные моносахариды (возможно, их производные). При неполном – олигосахариды, включая дисахариды.

    Восстановительные свойства у данного класса углеводов достаточно слабые. Они устойчивы к воздействию щелочей. Вещества обладают уникальной способностью, которую применяют для получения сложных эфиров. Среди основных представителей класса полисахаридов можно выделить крахмал, целлюлозу (клетчатку), гликоген. Общая формула полисахаридов, которая применяется для обозначения данных компонентов – (С6Н10О5)n.

     

    Полисахариды являются распространенной группой веществ, которые имеют природное происхождение. Вырабатываются они растениями и в тканях человека, животных. Это указывает на их активное участие в обменных процессах.

    Физические свойства

    Полисахариды имеют важные физические свойства, которые стоит внимательно изучить. Большинство компонентов, которые относятся к этому классу, имеют форму порошка, окраска у них белая. Они обладают огромной молекулярной массой, которая может составлять от двух и более миллионов.

    ВидеоВидео

    Крахмал и целлюлоза имеют вид разветвленных молекул. Они набухают, но не способны растворяться в холодной воде. В отличие от них амилозы (молекулы линейного вида) способны легко растворяться в нейтральной водной среде.

    Видео

    Функции в организме (таблица)

    Что такое полисахариды мы рассмотрели, но теперь стоит выяснить, какое значение углеводы имеют для организма человека. Ниже имеется таблица с основными функциями данных элементов.

    Основные функции Примеры полисахаридов Основные качества
    Энергетические Крахмал и гликоген Главное назначение данных компонентов состоит в накоплении углеводов, они насыщают организм глюкозой (источником энергии)
    Запасающие Гликоген, крахмал Вещества представляют важное значение для организма, благодаря им создаются длительные энергетические запасы, которые накапливаются в структуре жировых тканей. Формирование происходит в клетках мышц и в печени (частично в головном мозге и желудке)
    Кофакторные Гепарин и синтетические аналоги Углеводы выполняют функции кофакторов ферментативных соединений в организме. Понижают свертываемость крови
    Опорные Целлюлоза, хондроитинсульфат Клетчатка, или целлюлоза, является основой стеблевых образований, а в костных тканях животных содержатся хондроитинсульфаты
    Гидроосмотические Кислые гетерополисахариды (гиалуроновая кислота) Они сдерживают в клеточных структурах воду и положительно заряженные ионы, предотвращают накопление молекул жидкости в области межклеточного пространства
    Структурные Кислые гетерополисахариды (гиалуроновая кислота) Имеются в составе межклеточного вещества, обладают цементирующими качествами
    Защитные Кислые гетерополисахариды, (в том числе мукополисахариды) Они формируют «смазочный» слой на поверхности клеточных структур. Образуются на поверхности органов пищеварения, носовой полости, бронхов, содержатся в суставной жидкости. Защищают ткани от повреждения во время трения, сжатия или внешней вибрации

    Классификация по числу и строению моносахаридных остатков

    В структуре полиозов от двух до двадцати моносахаридов в двух разных формах – пиранозной или фуранозной.

    ВидеоВидео

    Ниже имеется таблица со структурными единицами полиозов.

    Группа моносахаров Моносахара
    Шестиатомные Глюкоза
    Галактоза
    Пятиатомные Фруктоза
    Арабиноза
    Ксилоза
    Уроновые кислоты Галактуроновая
    Глюкуроновая
    Маннуроновая

    Различаются гомогликаны (они имеют другое название – гомополисахариды), они имеют в составе цепочки идентичные углеводные составляющие. И, соответственно, если звенья углеводов разные, то элемент получает название гетерополисахарида.

    Название группы Составляющие
    Гомополисахариды (или гомополимеры) Крахмал
    Гликоген
    Клетчатка
    Хитин
    Декстран
    Гетерополисахариды (или гетерополимеры) Хондроитин-сульфаты
    Гепарин
    Инулин
    Пектины
    Камеди
    Слизи
    Гиалуроновая кислота

    Основные представители полисахаридов

    Существуют разнообразные вещества, которые относятся к группе полисахаридов. Многие из них присутствуют в природе (в растениях, фруктах, овощах, плодах), имеются в организме человека, также их получают при проведении различных химических опытов.

    Крахмал

    В составе этого компонента присутствует примерно 20% амилозы и 80% амилопектина. Он относится к основному продукту жизнедеятельности организмов растительного происхождения. Наибольшее количество данного вещества наблюдается в составе зерен злаков, корней/клубней или семян.

    ВидеоВидео

    Элемент имеет порошкообразный вид с белой окраской. Он имеет мягкую структуру, во время растирания наблюдается характерное поскрипывание. При исследовании крахмала под микроскопом прослеживается зернообразная структура. При помещении в холодную жидкость образуется осадок. При нагревании воды и равномерном помешивании зерна набухают, затем образуется масса с киселеобразной консистенцией.

    Основное качество элемента состоит в том, что он способен хорошо гидролизоваться во время нагревания в растворе h3SO4. В результате образуется α-D-глюкоза. Растительные источники крахмала – картофель (до 20%), пшеница. Для выявления крахмала в области химии применяют реакцию с йодом. Обычно образуется сине-фиолетовая окраска раствора или пятно такого же цвета.

    Гликоген

    Этот компонент является животным аналогом крахмала. Он имеет разветвленную структуру и похож на амилопектин, но гликоген обладает большим количеством звеньев в цепочке (до 12). Масса молекулы гликогена может быть 100 млн у. е.

    ВидеоВидео

    Во время проведения исследований гликоген извлекают из живых клеток при помощи горячей щелочи NaOH, а осаждение осуществляют спиртовым раствором. После этого он гидролизуется в растворе разбавленной серной кислотой.

    Клетчатка (растительная целлюлоза)

    Данный представитель полисахаридов обладает высокой прочностью. Именно клетчатка является основным компонентом «скелета» растений. К промышленным источникам (от 50 до 70%) относятся древесина, кукуруза, сено.  В составе молекулы имеется D-глюкопираноза, которая соединена гликозидными связями. Молекулы имеют линейную структуру, масса одной составляет до 2 млн у. е.

    ВидеоВидео

    Высокая прочность обеспечивается за счет присутствия водородных связей в цепочках, которые могут объединяться в виде пучка. Именно таким образом происходит формирование волокнистости. Элемент инертный, он не растворяется в нейтральных средах, не поддается влиянию ферментов пищеварительных органов. Целлюлоза применяется для многих домашних животных (коров, коней) в качестве питательного элемента.

    Гепарин

    Он считается аморфным элементом, который имеет порошкообразную структуру и белую окраску. В составе гепарина содержится D‑глюкозамин и D-глюкуроновая кислота, данные компоненты соединены в цепочку за счет  α-гликозидной связи. Масса молекулы гепарина составляет около 20 млн у. е. Кислый гликозаминогликан имеет в основе серу. В научных целях элемент был введен из печени. Относится к антикоагулянтам.

    ВидеоВидео

    Способен хорошо растворяться в воде, во время нагревания не распадается. Биологическая функция гепарина в организме человека состоит в регулировании свертываемости крови. Этот элемент снижает содержание холестерина, нормализует давление.

    Пектины

    Это клейкие вещества, которые активно применяются в области кулинарии в качестве кондитерской добавки. Также они имеют другое название – желирующие. Элементы имеются в составе фруктов, растительного сырья. В основном применяется порошок пектина, в редких случаях может использоваться жидкая форма.

    ВидеоВидео

    В организм человека пектины поступают вместе с продуктами растительного происхождения. Они производят полное очищение всех систем организма, при этом сохраняя бактериальный баланс. А также оказывают омолаживающее воздействие, нормализуют обмен веществ, улучшают состояние гемодинамики. Врачи утверждают, что использование пектиновых лекарственных средств способствует усиленному оздоровлению организма человека. Норма потребления – около 15 граммов в сутки.

    Хитин

    Хитин – основа скелета насекомых, представителей ракообразных, он содержится в структуре дрожжевых бактерий, разных типов грибов. Это вещество применяется для усиления вкуса и аромата продуктов, еды.

    ВидеоВидео

    Хитин имеет разнообразные терапевтические качества:

    • предотвращает развитие опухолевых клеточных структур;
    • защищает ткани от радиоактивного воздействия;
    • усиливает воздействие лекарственных препаратов, которые направлены на снижение свертываемости и разжижение крови;
    • повышает иммунную систему;
    • можно использовать в составе профилактической терапии инфарктов, инсультов;
    • усиливает рост бифидобактерий, запускает процесс регенерации.

    Области применения полисахаридов

    Еще в середине 20 века полисахариды стали широко производить для пищевой промышленности и производства лекарственных средств. Но постепенно их стали использовать в других не менее важных областях.

    ВидеоВидео

    Использование в области здравоохранения

    Зачастую в медицинской практике полисахариды используются в качестве диагностических препаратов при обнаружении кандидозов и сальмонеллезов. Декстраны, которые вырабатываются некоторыми бактериями, являются плазмозаменителями. Сульфат декстрана заменяет гепарин как антикоагулянт. Особой популярностью пользуются препараты, которые имеют в основе хитин. Также хитин применяется при производстве наполнителей и основ различных лекарственных средств. В последнее время стали изготавливаться ферментативные лекарства с пролонгированным действием, которые имеют в составе декстраны. Гликаны являются активным компонентами, которые используются для изготовления высококачественных зубных паст.

    ВидеоВидео

    Применение в пищевой промышленности

    Полисахариды, которые получают из бактерий, применяются для изготовления пищевых пленок. Они предотвращают высыхание продуктов, противостоят попаданию на них грязи, стабилизируют мороженую массу, соки, заправки, сиропы. Ксантин широко используется при изготовлении кисломолочной продукции. Для повышения качества хлебобулочных изделий на производстве добавляются экзополисахариды, они делают хлеб более пышным и мягким. Полисахариды имеют важное значение для биологии в целом. Они принимают участие в важных процессах, оказывают влияние на работу организмов живых существ, способствуют полноценному синтезу питательных веществ в растениях. Кроме этого, данные элементы активно применяются в разных областях промышленности, из них производят пищевые продукты, препараты, химические вещества и растворы, бумагу и другие элементы.

    Полисахариды

    СТАЙЛАБ предлагает тест-системы для анализа полисахаридов в пищевом сырье и готовой продукции с использованием ферментативных и колориметрических методов.

    Полисахариды – это макромолекулы, состоящие из остатков моносахаридов. Они присутствуют во всех живых организмах, в том числе, у бактерий. Полисахариды могут служить запасом питательных веществ, как крахмал, инулин и гликоген. Некоторые из них, к примеру, целлюлоза и хитин, обладают структурной и защитной функциями: они формируют клеточные стенки. Полисахариды присутствуют в слизях, которые предотвращают высыхание тканей и клеток, и, зачастую, обладают неприятным вкусом или содержат ядовитые вещества, что защищает растения и животных от хищников. Некоторые полисахариды являются антигенами – они способны вызывать иммунный ответ. Это используется в медицине: многие вакцины содержат именно полисахариды. Кроме того, это позволяет определять такие полисахариды методом иммуноферментного анализа.

    Свойства полисахаридов зависят от того, какие моносахариды они содержат, один это моносахарид или несколько разных, от присутствия дополнительных радикалов, а также от пространственного строения молекул. Так, крахмал, гликоген и целлюлоза представляют собой полимеризованную глюкозу. Однако крахмал и гликоген состоят из α-глюкозы (являются α-глюканами), а целлюлоза – из β-глюкозы (β-глюкан), которые отличаются расположением одной из гидроксильных групп. Это различие обуславливает возможность использовать крахмал и гликоген в качестве запаса энергии. Расщепить целлюлозу значительно сложнее; на это способны только некоторые бактерии. Целлюлоза формирует клеточную стенку растительных клеток. В промышленности ее используют для изготовления тканей, бумаги, искусственного волокна, пластмасс, лаков и др. Подобными же свойствами обладает хитин – азотсодержащий полисахарид, основа клеточной стенки грибов и экзоскелета насекомых. Хитин не растворяется ни в воде, ни в серной кислоте. Из хитина производят хитозан, который затем используют в качестве кормовой добавки, а также в пищевой и косметической промышленностях и в медицине.

    Для пищевой промышленности наибольшее значение имеют крахмал, гликоген, инулин, пектины и некоторые бета-глюканы. Гликоген – основной запасающий углевод животных, который также присутствует в грибах. У животных гликоген образуется из глюкозы в печени и запасается в ней и в мышцах. При необходимости быстро получить энергию гликоген гидролизуется до глюкозы. Гликоген в мышцах используется преимущественно ими же. При гидролизе гликогена печени образовавшаяся глюкоза поступает в кровь и доступна всем органам и тканям. Содержание гликогена в мясе – один из показателей, позволяющих определить видовую принадлежность животного, а также оценить, не было ли оно истощено или больно. Кроме того, гликоген и продукты его гидролиза влияют на качество мяса и мясной продукции, в особенности, колбас.

    Крахмал – это смесь двух полисахаридов – амилопектина и амилозы. Это основной запасной углевод у растений. Особенно велико его содержание в картофеле и других корнеплодах, злаках, бобовых. При гидролизе под действием ферментов крахмал распадается на декстраны – короткие полимеры глюкозы, а затем на молекулы глюкозы. Крахмал используют для изготовления киселей и соусов. Он присутствует в хлебобулочных изделиях, продуктах из картофеля, кашах и других блюдах. Кроме того, в пищевой промышленности используют модифицированные крахмалы – набухающий, желирующий, окисленный и ацетилинированный. Они обладают различной способностью к набуханию, желированию, пленкообразованию и влияют на физические свойства продукцию. Помимо пищевой промышленности, крахмал используют для обработки тканей, при производстве бумаги, для изготовления обойного клейстера. В медицине крахмал применяют в качестве наполнителя для лекарств, а также как присыпку. В Российской Федерации и странах Таможенного Союза действуют ограничение на содержание модифицированных крахмалов в продуктах питания. Кроме того, анализ содержания крахмала позволяет выявить фальсификацию пищевых продуктов.

    Инулин представляет собой полимер фруктозы, или фруктан. Он используется растениями в качестве запасающего вещества. Особенно высоко его содержание в корнях лопуха и одуванчика, а также в топинамбуре, агаве и цикории. Из инулина получают фруктозу, его используют в качестве пребиотика. Кроме того, он обладает сладковатым вкусом. В Российской Федерации и странах Таможенного Союза действуют «Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)», согласно которым верхний допустимый уровень потребления инулина составляет 8 г в сутки.

    Пектины – еще одна группа полисахаридов, присутствующая в растениях. Большая их часть является полимерами галактуроновой кислоты, которая получается при окислении галактозы. Пектины содержатся во фруктах, корнеплодах, а также в растительных слизях и камедях. Пектины хорошо впитывают и удерживают воду, предотвращая обезвоживание растений. Эти вещества используют в пищевой промышленности в качестве загустителей, а также в медицине – как энтеросорбенты, для изготовления капсул для лекарств и в других целях. Подобным же образом применяют каррагинаны – сульфатные полисахариды, присутствующие в красных водорослях, а также агар-агар – смесь агаропектина и амилозы, содержащийся в красных и бурых водорослях.

    Бета-глюканы – это группа полисахаридов, присутствующих в клеточных стенках растений, грибов и бактерий. Они обладают различным влиянием на организм человека. К примеру, β-глюканы овса снижают содержание насыщенных жиров в крови, что, в свою очередь, снижает и риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Однако присутствие большого количества бета-глюканов в пивном сусле значительно повышает его вязкость и затрудняют фильтрование. Именно эти вещества обуславливают помутнение пива. Анализ бета-глюканов в солоде позволяет определить его качество и необходимость применения ферментов для расщепления этих веществ.

    Полисахариды — Википедия

    Полисахариды — высокомолекулярные углеводы, полимеры моносахаридов (гликаны). Молекулы полисахаридов представляют собой длинные линейные или разветвлённые цепочки моносахаридных остатков, соединённых гликозидной связью. При гидролизе образуют моносахариды или олигосахариды. У живых организмов выполняют резервные (крахмал, гликоген), структурные (целлюлоза, хитин) и другие функции.

    Свойства полисахаридов значительно отличаются от свойств их мономеров и зависят не только от состава, но и от строения (в частности, разветвлённости) молекул. Они могут быть аморфными или даже нерастворимыми в воде.[1][2] Если полисахарид состоит из одинаковых моносахаридных остатков, он называется гомополисахаридом или гомогликаном, а если из разных — гетерополисахаридом или гетерогликаном.[3][4]

    Природные сахариды чаще всего состоят из моносахаридов с формулой (CH2O)n, где n ≥3 (например, глюкоза, фруктоза и глицеральдегид)[5]. Общая формула большинства полисахаридов — Cx(H2O)y, где x обычно лежит между 200 и 2500. Чаще всего мономерами являются шестиуглеродные моносахариды, и в таком случае формула полисахарида выглядит как (C6H10O5)n, где 40≤n≤3000.

    Полисахаридами обычно называют полимеры, содержащие больше десяти моносахаридных остатков. Резкой границы между полисахаридами и олигосахаридами нет. Полисахариды являются важной подгруппой биополимеров. Их функция в живых организмах обычно либо структурная, либо резервная. Запасным веществом высших растений обычно служит крахмал, состоящий из амилозы и амилопектина (полимеров глюкозы). У животных есть похожий, но более плотный и разветвленный полимер глюкозы — гликоген, или «животный крахмал». Он может быть использован быстрее, что связано с активным метаболизмом животных.

    Целлюлоза и хитин — это структурные полисахариды. Целлюлоза служит структурной основой клеточной стенки растений, это наиболее распространенное органическое вещество на Земле.[6] Она используется при производстве бумаги и тканей, и в качестве исходного сырья для производства вискозы, ацетилцеллюлозы, целлулоида и нитроцеллюлозы. Хитин имеет такую же структуру, но с азотсодержащим боковым ответвлением, увеличивающим его прочность. Он есть в экзоскелетах членистоногих и в клеточных стенках некоторых грибов. Он также используется во многих производствах, включая хирургические иглы. Полисахариды также включают каллозу, ламинарин, хризоламинарин, ксилан, арабиноксилан, маннан, фукоидан и галактоманнаны.

    Функции

    Функция Характеристика
    Энергетическая Основной источник энергии. Расщепляются до моносахаридов с последующим окислением до СО2 и Н2О. При расщеплении 1 г углеводов выделяется 17,6 кДж энергии.
    Структурная Входят в состав оболочек клеток и некоторых органелл. У растений полисахариды выполняют опорную функцию.
    Запасающая Накапливаются в тканях растений (крахмал) и животных (гликоген). Используются при возникновении потребности в энергии.
    Защитная Секреты, выделяющиеся разными железами, обогащены углеводами, например глюкопротеидами, защищающими стенки полых органов (пищевод, желудок, бронхи) от механических повреждений, проникновения вредных бактерий и вирусов.

    Свойства

    Пищевые полисахариды — основные источники энергии. Многие микроорганизмы легко разлагают до глюкозы крахмал, но большинство микроорганизмов не могут переварить целлюлозу или другие полисахариды, такие как хитин и арабиноксиланы. Эти углеводы могут усваиваться некоторыми бактериями и протистами. Жвачные животные и термиты, к примеру, используют микроорганизмы для переваривания целлюлозы.

    Даже при том, что эти сложные углеводы не очень легко усвояемы, они важны для питания. Их называют пищевыми волокнами, эти углеводы улучшают пищеварение среди прочей пользы. Основная функция пищевых волокон — это изменение природного содержимого желудочно-кишечного тракта, и изменение всасывания других нутриентов и химических веществ.[7][8] Растворимые волокна связываются с жёлчными кислотами в тонком кишечнике, растворяя их для лучшего усвоения; это в свою очередь понижает уровень холестерина в крови.[9] Растворимые волокна также замедляют всасывание сахара и уменьшают ответную реакцию на него после еды, нормализуют уровень содержания липидов в крови, и после ферментации в толстой кишке синтезируются в короткоцепочные жирные кислоты в качестве побочных продуктов с широким спектром физиологической активности (пояснение ниже). Хотя нерастворимые волокна и уменьшают риск диабета, механизм их действия до сих пор не изучен.[10]

    Пищевые волокна считаются важными составляющими питания, и во многих развитых странах рекомендуется увеличивать их потребление.[7][8][11][12]

    Резервные полисахариды

    Крахмал

    Крахмалы — это полимеры глюкозы, в которых остатки глюкопиранозы образуют альфа-соединения. Они сделаны из смеси амилозы (15–20 %) и амилопектина (80–85 %). Амилоза состоит из линейной цепочки нескольких сотен глюкозных молекул, а амилопектин — это разветвленная молекула, сделанная из нескольких тысяч глюкозных остатков (каждая цепочка из 24–30 глюкозных остатков — это одна единица амилопектина). Крахмалы нерастворимы в воде. Они могут перевариться при разрыве альфа-соединений (гликозидные соединения). И у животных, и людей есть амилазы, поэтому они могут переварить крахмал. Картофель, рис, мука и кукуруза — главные источники крахмала в человеческом питании. Растения запасают глюкозу в виде крахмалов.

    Гликоген

    Гликоген служит вторым по значению долговременным энергетическим запасом в клетках животных и грибов, который откладывается в виде энергии в жировой ткани. Гликоген в первую очередь образовывается в печени и мышцах, но также может вырабатываться гликогеногенезом в головном мозге и желудке.[13]

    Гликоген — это аналог крахмала, глюкозный полимер в растениях, иногда его называют «животный крахмал»,[14] имеет схожую структуру с амилопектином, но больше разветвлен и компактен, чем крахмал. Гликоген — это полимер, связанный гликозидными связями α(1→4) (в точках разветвления — α(1→6)). Гликоген находится в форме гранул в цитозоли/цитоплазме многих клеток и играет важную роль в глюкозном цикле. Гликоген формирует запас энергии, которая быстро пускается в обращение при необходимости в глюкозе, но он менее плотный и быстрее доступен в качестве энергии, чем триглицериды (липиды).

    В гепатоцитах вскоре после еды гликоген может составлять до 8 процентов массы (у взрослых — 100—120 г).[15] Только гликоген, запасенный в печени, может быть доступен для других органов. В мышцах гликоген составляет 1-2 % массы. Количество гликогена, отложенного в теле — в особенности в мышцах, печени и эритроцитах[16][17][18] — зависит от физической активности, основного обмена и пищевых привычек, таких как периодическое голодание. Небольшое количество гликогена находится в почках, и ещё меньше в клетках глии в головном мозге и лейкоцитах. В матке также запасается гликоген во время беременности, чтобы рос эмбрион.[15]

    Гликоген состоит из разветвленной цепочки глюкозных остатков. Он находится в печени и мышцах.

    • Это энергетический запас для животных.
    • Это основная форма углевода, отложенного в теле животного.
    • Он нерастворим в воде. Йодом окрашивается в красный цвет.
    • Он превращается в глюкозу в процессе гидролиза.
    • Схема гликогена в двумерном сечении. В сердцевине находится белок гликогенин, окруженный ответвлениями глюкозных остатков. Во всей глобулярной грануле может содержаться примерно 30 000 глюкозных остатков.[19]

    Структурные полисахариды

    Арабиноксиланы

    Арабиноксиланы находятся и в главных, и во второстепенных стенках клеток растений, и они являются сополимерами двух пентозных сахаров: арабиноза и ксилоза.

    Целлюлоза

    Строительный материал растений формируется в первую очередь из целлюлозы. Дерево содержит, кроме целлюлозы, много лигнина, а бумага и хлопок — это почти чистая целлюлоза. Целлюлоза — это полимер, сделанный из повторяющихся глюкозных остатков, соединенных вместе бета-связями. У людей и многих животных нет энзимов разорвать бета-связи, поэтому они не переваривают целлюлозу. Определенные животные, такие как термиты, могут переварить целлюлозу, потому что в их пищеварительной системе присутствуют энзимы, способные переварить её. Целлюлоза нерастворима в воде. Не меняет цвет при смешивании с йодом. При гидролизе переходит в глюкозу. Это самый распространенный углевод в мире.

    Хитин

    Хитин — один из самых часто встречающихся натуральных полимеров. Он является строительным компонентом многих животных, к примеру экзоскелетов. Он разлагается микроорганизмами в течение долгого времени в окружающей среде. Его распад могут катализировать ферменты под названием хитиназы, которые секретируют такие микроорганизмы как бактерии и грибы, и производят некоторые растения. У некоторых из этих микроорганизмов есть рецепторы, которые расщепляют хитин до простого сахара. При нахождении хитина они начинают выделять ферменты, расщепляющие его до гликозидных связей, чтобы получить простые сахара и аммиак.

    Химически хитин очень близок хитозану (более водорастворимое производное хитина). Он также очень похож на целлюлозу: это тоже длинная неразветвленная цепочка глюкозных остатков, но с добавочными группами. Оба материала придают организмам прочность.

    Пектины

    Пектины — это совокупность полисахаридов, которые состоят из а-1,4-связей между остатками D-галактопиранозилуроновой кислоты. Они есть во многих важнейших клеточных стенках и в недревесных частях растений.

    Кислотные полисахариды

    Кислотные полисахариды — это полисахариды, содержащие карбоксильные группы, фосфатные группы и/или группы серных сложных эфиров.

    Бактериальные капсульные полисахариды

    Патогенные бактерии обычно вырабатывают вязкий, слизистый слой полисахаридов. Эта «капсула» скрывает антигеновые белки на поверхности бактерии, которая иначе вызвала бы иммунный ответ и таким образом привела к разрушению бактерии. Капсульные полисахариды водорастворимые, зачастую кислотные, и у них есть молекулярная масса на уровне 100—2000 kDa. Они линейны и состоят из постоянно повторяющихся субъединиц от одного до шести моносахаридов. Существует огромное структурное многообразие; около двух сотен разных полисахаридов производится только одной кишечной палочкой. Смесь капсульных полисахаридов, либо конъюгируется, либо естественным путем используется как вакцина.

    Бактерии и многие другие микробы, включая грибы и водоросли, часто секретируют полисахариды, чтобы прилипнуть к поверхностям для предотвращения пересыхания. Люди научились превращать некоторые такие полисахариды в полезные продукты, включая ксантановую камедь, декстран, гуаровая камедь, велановую камедь, дьютановую камедь и пуллулан.

    Большинство из этих полисахаридов выделяют полезные вязкоупругие свойства, когда растворяются в воде на очень низком уровне.[20] Это позволяет использовать различные жидкости в ежедневной жизни, к примеру, в таких продуктах как лосьоны, очищающие средства и краски, вязкие в стабильном состоянии, но становятся намного более жидкие при малейшем движении и используются для размешивания или взбалтывания, чтобы наливать, вытирать или расчесывать. Это свойство называется псевдопластичностью; изучение таких материалов называется реология.

    У водного раствора таких полисахаридов есть интересное свойство: если придать ему круговое движение, раствор сначала продолжает кружить по инерции, замедляя движение благодаря вязкости, а потом меняет направление, после чего останавливается. Этот разворот происходит благодаря упругости цепочек полисахаридов, которые после растяжения стремятся возвратиться в расслабленное состояние.

    Мембранные полисахариды выполняют другие роли в бактериальной экологии и физиологии. Они служат барьером между клеточной стенкой и окружающим миром, посредником во взаимодействии хозяин-паразит, и образуют строительные компоненты биопленки. Эти полисахариды синтезируются из нуклеотидно-активированных предшественников (их называют нуклеотидные сахара) и, во многих случаях, все ферменты, необходимые для биосинтеза, собрания и транспортировки целого полимера закодированые генами, организованны в специальных группах с геномом организма. Липополисахарид — это один из самых важных мембранных полисахаридов, так как он играет ключевую структурную роль для сохранения целостности клетки, а также является важнейшим посредником во взаимодействии между хозяином и паразитом.

    Недавно были найдены энзимы, которые образуют A-группу (гомополимерные) и B-группу (гетерополимерные) O-антигенов и определены их метаболические пути.[21] Экзополисахаридный альгинат — это линейный полисахарид, связанный β-1,4-остатками D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот, и ответственный за мукоидный фенотип последней стадии муковисцедоза. Локусы Pel и psl — две недавно обнаруженные генетические группы, которые также закодированы экзополисахаридами, и как выяснилось, являются очень важным составляющим биопленки. Рамнолипиды — это биологические поверхностно-активные вещества, производство которых строго регулируется на транскрипционном уровне, но роль, которую они играют во время болезни, пока не изучена. Протеиновое гликозилирование, в частности пилин и флагеллин, стали объектом исследования нескольких групп начиная где-то с 2007 г., и как оказалось, они очень важны для адгезии и инвазии во время бактериальной инфекции.[22]

    Примечания

    1. Varki A, Cummings R, Esko J, Freeze H, Stanley P, Bertozzi C, Hart G, Etzler M. Essentials of glycobiology. — Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2nd edition, 2008. — ISBN 0-87969-770-9.
    2. Varki A, Cummings R, Esko J, Jessica Freeze, Hart G, Marth J. Essentials of glycobiology. — Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1999. — ISBN 0-87969-560-9.
    3. ↑ IUPAC Gold Book internet edition: «homopolysaccharide (homoglycan)».
    4. ↑ IUPAC Gold Book internet edition: «heteropolysaccharide (heteroglycan)».
    5. ↑ Matthews, C. E.; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) Biochemistry. 3rd edition. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6
    6. ↑ N.A.Campbell (1996) Biology (4th edition). Benjamin Cummings NY. p.23 ISBN 0-8053-1957-3
    7. 1 2 Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids (Macronutrients) (2005), Chapter 7: Dietary, Functional and Total fiber. (недоступная ссылка — история). US Department of Agriculture, National Agricultural Library and National Academy of Sciences, Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Архивировано 27 октября 2011 года.
    8. 1 2 Eastwood M, Kritchevsky D (2005). «Dietary fiber: how did we get where we are?». Annu Rev Nutr 25: 1–8. DOI:10.1146/annurev.nutr.25.121304.131658. PMID 16011456.
    9. Anderson JW (2009). «Health benefits of dietary fiber». Nutr Rev 67 (4): 188–205. DOI:10.1111/j.1753-4887.2009.00189.x. PMID 19335713.
    10. Weickert MO, Pfeiffer AF (2008). «Metabolic effects of dietary fiberand any other substance that consume and prevention of diabetes». J Nutr 138 (3): 439–42. PMID 18287346.
    11. ↑ Dietary Benefits of Fucoidan from Sulfated Polysaccharides.
    12. Jones PJ, Varady KA (2008). «Are functional foods redefining nutritional requirements?» (PDF). Appl Physiol Nutr Metab 33 (1): 118–23. DOI:10.1139/H07-134. PMID 18347661.
    13. ↑ Anatomy and Physiology. Saladin, Kenneth S. McGraw-Hill, 2007.
    14. ↑ Animal starch. Merriam Webster. Проверено 11 мая 2014.
    15. 1 2 Campbell, Neil A. Biology: Exploring Life. — Boston, Massachusetts : Pearson Prentice Hall, 2006. — ISBN 0-13-250882-6.
    16. Moses SW, Bashan N, Gutman A (December 1972). «Glycogen metabolism in the normal red blood cell». Blood 40 (6): 836–43. PMID 5083874.
    17. ↑ http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/129/1/141.pdf
    18. Miwa I, Suzuki S (November 2002). «An improved quantitative assay of glycogen in erythrocytes». Annals of Clinical Biochemistry 39 (Pt 6): 612–3. DOI:10.1258/000456302760413432. PMID 12564847.
    19. ↑ Page 12 in: Exercise physiology: energy, nutrition, and human performance, By William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch, Edition: 6, illustrated, Published by Lippincott Williams & Wilkins, 2006, ISBN 0-7817-4990-5, ISBN 978-0-7817-4990-9, 1068 pages
    20. ↑ Viscosity of Welan Gum vs. Concentration in Water. Архивированная копия (недоступная ссылка — история). Проверено 2 октября 2009. Архивировано 18 июля 2011 года.
    21. Guo H, Yi W, Song JK, Wang PG (2008). «Current understanding on biosynthesis of microbial polysaccharides». Curr Top Med Chem 8 (2): 141–51. DOI:10.2174/156802608783378873. PMID 18289083.
    22. Cornelis P (editor). Pseudomonas: Genomics and Molecular Biology. — 1st. — Caister Academic Press, 2008. — ISBN [1].

    См. также

    ⛭
    Общие:
    Геометрия
    Моносахариды
    Диозы
    Триозы
    Тетрозы
    Пентозы
    ГексозаКетогексозы (Псикоза, Фруктоза, Сорбоза, Тагатоза)

    Альдогексозы (Аллоза, Альтроза, Глюкоза, Манноза, Гулоза, Идоза, Галактоза, Талоза)

    Дезоксисахариды (Фукоза, Фукулоза, Рамноза)
    Гептозы
    >7
    Мультисахариды
    Производные углеводов

    Диетические полисахариды

    Диетические полисахариды

    Полисахариды, особенно растительного происхождения, являются важными компонентами рационов травоядных и всеядных животных. Этот сложный набор молекул можно разделить на несколько категорий, в зависимости от того, идет ли речь о химии или питании. С точки зрения физиологии пищеварения и питания, возможно, наиболее подходящая классификация основана на том, синтезируют ли животные ферменты, которые позволяют расщеплению рассматриваемого полисахарида до абсорбируемых моносахаридов.С этой точки зрения, у нас есть крахмал, который может перевариваться ферментами позвоночных, а не клетчатка, которая не может.

    Крахмал: амилоза и амилопектин

    Крахмал — это основной углевод, содержащийся в семенах и клубнях растений; важные источники крахмала включают кукурузу (кукурузу), картофель и рис. Крахмал существует в форме гранул, каждая из которых состоит из нескольких миллионов молекул амилопектина вместе с еще большим количеством молекул амилозы. Поскольку амилопектин представляет собой гораздо большую молекулу, чем амилоза, масса амилопектина обычно в 4-5 раз превышает массу амилозы в крахмале.

    Амилоза состоит из линейных спиральных цепей примерно от 500 до 20 000 мономеров альфа-D-глюкозы, связанных вместе альфа (1-4) гликозидными связями.
    Молекулы амилопектина — это огромные разветвленные полимеры глюкозы, каждый из которых содержит от одного до двух миллионов остатков. В отличие от амилозы, амилопектин является разветвленным. Он содержит многочисленные амилозоподобные цепи до 30 остатков глюкозы, связанных альфа (1-4) связями, соединенных друг с другом через точки разветвления альфа (1-6).

    Крахмал расщепляется до глюкозы в два основных этапа:

    Сначала амилоза и амилопектин гидролизуются на мелкие фрагменты под действием альфа-амилазы, секретируемой слюнными железами у некоторых видов, а у всех — поджелудочной железой. Амилаза расщепляет только внутренние альфа (1-4) гликозидные связи, тем самым восстанавливая крахмал до трех различных олигосахаридов: мальтозы (дисахарида), мальтотриозы (трисахарида) и группы декстринов с ограничением альфа, которые содержат точки ветвления от амилопектина.

    Во-вторых, мальтоза, мальтотриоза и предельные декстрины гидролизуются на просветной поверхности тонкой кишки ферментным комплексом щеточной каймы, называемым сукраза-изомальтаза (также часто называемым мальтазой). На этом этапе в конечном итоге получают мономеры глюкозы, которые затем транспортируются в энтероциты тонкого кишечника за счет совместного транспорта с ионами натрия.

    Пищевые волокна: целлюлоза и гемицеллюлоза

    Было предложено несколько определений для «волокна». Раннее определение, все еще вполне подходящее, в основном гласит, что клетчатка — это часть пищи, полученная из стенок растительных клеток, которая плохо переваривается млекопитающими.«Другими словами, млекопитающие часто потребляют клетчатку, но сами не выделяют ферменты, необходимые для ее переваривания в форму, которая может быть усвоена. Другое общее определение клетчатки — это некрахмальный полисахаридный компонент пищевых продуктов.

    Основными компонентами пищевых волокон являются целлюлоза и гемицеллюлоза растительного происхождения. Пектин и пектиновая кислота — это другие полисахариды растений, часто присутствующие в диетах.

    Целлюлоза — это линейный полимер, содержащий от 1000 до 10000 молекул бета-D-глюкозы, в котором соседние молекулы глюкозы ковалентно связаны через бета (1-4) гликозидные связи.Бета (1-4) связи заставляют полимер принимать неспиральную, прямую структуру, которая отличается от спиральной структуры, навязанной молекулам крахмала альфа (1-4) связью. Не спиральная структура целлюлозы также способствует образованию водородных связей между молекулами целлюлозы.

    Полимеры целлюлозы связываются друг с другом посредством огромного количества водородных связей с образованием микроволокон. Микроволокна взаимодействуют с образованием целлюлозных волокон. Типичное волокно содержит примерно 500 000 молекул целлюлозы.Высокая прочность на разрыв целлюлозных волокон отражает огромное количество водородных связей, включенных в их структуру.

    Гемицеллюлоза представляет собой гетерополимер, состоящий из различных сахаров, включая ксилозу, арабинозу и маннозу, в разветвленной структуре. В отличие от высокоупорядоченной структуры целлюлозы, гемицеллюлоза принимает аморфозную структуру и становится сильно гидратированной, образуя гель.

    Клетка позвоночных, вырабатывающая фермент, гидролизующий целлюлозу или гемицеллюлозу, не идентифицирована.Конечно, амилаза не расщепляет эти два полисахарида. Таким образом, пищевые волокна не перевариваются и проходят через тонкий кишечник практически без изменений.

    В толстом кишечнике (или в предсердиях жвачных животных) клетчатка переваривается ферментами — целлюлазами и гемецеллюлазами — микробного происхождения, этот процесс называется ферментацией. Ферментация не дает моносахаридов, которые можно абсорбировать. Скорее, его основными продуктами являются летучие жирные кислоты с короткой цепью, которые легко абсорбируются и используются для получения энергии и синтеза липидов.Таким образом, если чан для ферментации имеет достаточный размер (например, для травоядных), пищевые волокна могут быть основным источником энергии. 11

    Отправляйте комментарии [email protected]

    .

    сахарных полимеров | BioNinja

    ninja icon

    Приложение:

    • Структура и функции целлюлозы и крахмала в растениях и гликогена у людей


    Полисахариды представляют собой углеводные полимеры, состоящие из множества (от сотен до тысяч) моносахаридных мономеров

    Тип образующегося полимера зависит от задействованных моносахаридных субъединиц и расположения связей между ними

    Три основных полимера могут быть получены из моносахаридов глюкозы — целлюлоза, крахмал (в растениях) и гликоген (у животных)

    Целлюлоза

    Целлюлоза представляет собой структурный полисахарид, который находится в клеточной стенке растений

    Это линейная молекула, состоящая из β -субъединиц глюкозы (связанных в 1-4)

    Поскольку он состоит из β-глюкозы, он не переваривается большинством животных (отсутствует фермент, необходимый для его расщепления)

    • Жвачные животные (например,грамм. коровы) могут переваривать целлюлозу из-за наличия полезных бактерий в специализированном желудке
    • Цекотрофы (например, кролики) повторно поглощают специализированные фекалии, содержащие переваренную целлюлозу (расщепленную в слепой кишке)

    Крахмал

    Крахмал полисахарид-накопитель энергии, обнаруженный в растениях

    Он состоит из α -глюкозных субъединиц (связанных в порядке 1-4) и существует в одной из двух форм — амилоза или амилопектин

    • Амилоза — линейная (спиральная) молекула в то время как амилопектин является разветвленным (содержит дополнительные 1-6 связей)
    • Амилоза труднее переваривается и менее растворима, однако, поскольку она занимает меньше места, является предпочтительной формой хранения в растениях

    Гликоген

    Гликоген представляет собой Полисахарид-накопитель энергии, образующийся в печени животных

    Он состоит из субъединиц α -глюкозы, связанных вместе как 1-4 связями, так и 1-6 связями (br прикрепление)

    • Он похож на амилопектин в растениях, но более разветвлен (1-6 связей встречаются каждые ~ 10 субъединиц, а не ~ 20)

    Полисахариды глюкозы

    glucose polysaccharides

    ninja icon

    Навык:

    • Использование программного обеспечения молекулярной визуализации для сравнения целлюлозы, крахмала и гликогена


    Чтобы просмотреть структуры сахара * через интерактивные всплывающие окна, щелкните имя структуры ниже:

    * Структуры, щедро предоставленные Ричардом Стейном и профессором Пилар Рока — запускайте с помощью апплета JsMol


    Молекулярные изображения полимеров глюкозы

    molecular view sugars .

    Определение полисахарида и примеры — Биологический онлайн-словарь


    Рецензент: Тодд Смит, доктор философии


    Определение полисахарида

    существительное
    множественное число: полисахариды
    pol · y · sac · cha · ride, 11kalɪˈs группа полимерных углеводов, образованная длинными цепями повторяющихся звеньев, связанных вместе гликозидными связями

    Терминология

    Этимологически термин полисахарид означает полисахариды .Сахарид относится к элементарной структуре углеводов. Таким образом, полисахарид — это углевод, состоящий из многих сахаридов, то есть более десяти (моно) сахаридных единиц.

    Обзор

    Углеводы — это органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода, обычно в соотношении 1: 2: 1. Это один из основных классов биомолекул. Они являются важным источником энергии. Они также служат конструктивными элементами. Как питательные вещества их можно разделить на две основные группы: простые углеводы , и сложные углеводы .Простые углеводы, иногда называемые просто , сахар , легко перевариваются и служат быстрым источником энергии. Сложные углеводы (такие как целлюлоза, крахмал, хитин и гликоген) — это те углеводы, которым требуется больше времени для переваривания и метаболизма. Они часто богаты клетчаткой и, в отличие от простых углеводов, с меньшей вероятностью вызывают скачки уровня сахара в крови.

    Характеристики полисахаридов

    Полисахариды характеризуются следующими химическими свойствами: (1) несладкий на вкус, (2) многие из которых нерастворимы в воде, (3) не образуют кристаллов при сушке, (4) компактны и не осмотически активен внутри клеток, (5) можно экстрагировать с образованием белого порошка, и (6) общая химическая формула C x (H 2 O) y .

    Полисахариды состоят из водорода, углерода и кислорода, как и другие формы углеводов. Отношение атомов водорода к атомам кислорода часто составляет 2: 1, поэтому их также называют гидратами углерода . Общая химическая формула полисахаридов: (C 6 H 10 O 5 ) n . Из-за наличия углерода и ковалентных связей C-C и C-H они считаются органическими соединениями, подобными другим углеводам.

    Полисахариды отличаются от олигосахаридов и дисахаридов в зависимости от количества присутствующих моносахаридных единиц. Дисахариды состоят всего из двух моносахаридов. Олигосахариды содержат более двух моносахаридов. Термин олигосахарид обычно используется для описания относительно более коротких цепей, чем полисахариды. Полисахариды — это тип биологических макромолекул, состоящих из нескольких моносахаридных единиц.

    Существуют различные формы полисахаридов. Их структура варьируется от простых линейных до более сложных, сильно разветвленных форм.Многие из них разнородны . В зависимости от состава они могут быть аморфными или водонерастворимыми .

    Синтез обезвоживания

    Химический процесс соединения моносахаридных единиц называется синтез обезвоживания , поскольку он приводит к выделению воды в качестве побочного продукта. Одним из способов синтеза полисахарида является реакция конденсации , так как она включает соединение субъединиц с образованием скорее конденсированного соединения с сопутствующим высвобождением или потерей воды.

    Гидролиз

    Гидролиз — это процесс превращения полисахарида в простые моносахаридные компоненты. В то время как реакция конденсации включает удаление воды, гидролиз использует молекулу воды. Процесс преобразования полисахаридов в моносахариды, в частности, называется осахаривание .
    В организме человека углеводы (кроме моносахаридов) перевариваются посредством ряда ферментативных реакций. Эти ферменты представляют собой амилазу слюны , амилазу поджелудочной железы и мальтазу .Амилаза слюны воздействует на крахмал и расщепляет его до мальтозы. Следующим участком переваривания углеводов будет тонкий кишечник. Желудок не участвует в переваривании углеводов, поскольку желудочный сок подавляет активность амилазы слюны. Таким образом, следующей фазой переваривания углеводов станет тонкий кишечник.
    Когда частично переваренные углеводы достигают тонкой кишки, поджелудочная железа выделяет панкреатические соки, которые включают панкреатическую амилазу .Этот фермент действует на частично переваренные углеводы, расщепляя их на простые сахара. Щеточная кайма тонкой кишки высвобождает пищеварительные ферменты, такие как изомальтаза , мальтаза , сахараза и лактаза . Изомальтаза переваривает полисахариды по альфа-1-6 связям и превращает альфа-предельный декстрин в мальтозу. Мальтаза расщепляет мальтозу (дисахарид) на две единицы глюкозы. Сахараза и лактаза расщепляют сахарозу и лактозу, соответственно, до моносахаридных компонентов.Эпителиальные клетки щеточной каймы тонкой кишки поглощают моносахариды. Глюкоза и галактоза попадают внутрь кишечной клетки (энтероцита) посредством активного транспорта с использованием переносчиков глюкозы (GluT). Фруктоза также поглощается с помощью GluT, но вид транспорта еще не ясен (активный или пассивный). Энтероциты высвобождают моносахариды в капилляры посредством пассивного транспорта (в частности, за счет облегченной диффузии). Затем простые сахара переносятся из кровотока в клетки других тканей, особенно в печень.Глюкоза в крови может использоваться организмом для производства АТФ. В противном случае он транспортируется в печень вместе с галактозой и фруктозой (которые в значительной степени превращаются в глюкозу) для хранения в виде гликогена.
    Остальные углеводы, не всасываемые тонкой кишкой, попадают в толстую кишку. Флора кишечника метаболизирует их анаэробно (например, ферментация). Таким образом, это приводит к образованию газов (например, водорода, CO 2 и метана) и жирных кислот, таких как ацетат и бутират, которые немедленно метаболизируются организмом.Газы, в свою очередь, выводятся путем выдоха, отрыжки ( отрыжка, ) или метеоризма.

    Гликогенез

    Гликогенез — это метаболический процесс производства гликогена из глюкозы для хранения. Процесс происходит в основном в клетках печени и мышц в ответ на высокий уровень глюкозы в кровотоке. Короткие полимеры глюкозы, особенно экзогенная глюкоза, превращаются в длинные полимеры, которые хранятся внутри клеток. Когда организму требуется метаболическая энергия, гликоген расщепляется на субъединицы глюкозы в процессе гликогенолиза .Таким образом, гликогенез — это процесс, противоположный гликогенолизу.

    Гликогенолиз

    Гликогенолиз — это процесс расщепления накопленного гликогена в печени, чтобы глюкоза могла быть произведена для использования в энергетическом обмене. Накопленный гликоген в клетках печени расщепляется на предшественники глюкозы. Отдельная молекула глюкозы отделяется от гликогена и превращается в глюкозо-1-фосфат , который, в свою очередь, превращается в глюкозо-6-фосфат , который может вступать в гликолиз.

    Гликозилирование

    Подобно олигосахаридам, некоторые полисахариды могут служить в качестве гликанов в некоторых гликоконъюгатах. Однако олигосахариды чаще являются углеводным компонентом, чем полисахариды. Гликозилирование — это процесс, при котором гликан ферментативно соединяется с белком, липидом или другой органической молекулой. Поэтапные процессы гликозилирования различаются в зависимости от типа гликозилирования. Например, N -связанное гликозилирование — это когда гликан присоединен к атому азота аспарагина или остатку аргинина белка.И наоборот, гликозилирование, связанное с O , представляет собой процесс, в котором гликаны с O присоединяются к гидроксильному кислороду серина, треонина, тирозина, гидроксилизина или гидроксипролиновых боковых цепей белка. Это также может быть процесс, в котором гликаны, связанные с O , присоединяются к кислороду липидов. Существуют и другие формы гликозилирования, такие как C -связанный (т.е. гликан, связанный с углеродом), P -связанный (т.е. гликан с фосфором) и S -связанный (гликан с серой).

    Классификация полисахаридов

    Полисахариды могут быть гомополисахаридом или гетерополисахаридом в зависимости от их моносахаридных компонентов. Гомополисахарид (также называемый гомогликаном) состоит только из одного типа моносахарида, тогда как гетерополисахарид (также называемый гетерогликаном) состоит из различных типов моносахаридов.
    В зависимости от их функции полисахариды могут быть классифицированы как хранящие или структурные полисахариды.Полисахариды для хранения — это те, которые используются для хранения. Например, растения хранят глюкозу в виде крахмала. Животные хранят простые сахара в виде гликогена. Структурные полисахариды — это углеводы, которые играют структурную роль. У растений есть целлюлозы, которые представляют собой полимеры повторяющихся единиц глюкозы, соединенных бета-связями. Некоторые животные производят хитин, который служит структурным компонентом, например, экзоскелета.

    Примеры полисахаридов

    Обычными примерами полисахаридов являются целлюлоза, крахмал, гликоген и хитин. Целлюлоза представляет собой полисахарид, состоящий из линейной цепи β (1 → 4) связанных звеньев D-глюкозы: (C 6 H 10 O 5 ) n . Крахмал представляет собой полисахаридный углевод (C 6 H 10 O 5 ) n, состоящий из большого количества моносахаридных единиц глюкозы, соединенных вместе гликозидными связями, особенно в семенах, луковицах и клубнях. Гликоген представляет собой разветвленный полимер глюкозы, который в основном вырабатывается в клетках печени и мышц и функционирует как вторичный долгосрочное хранилище энергии в клетках животных. Хитин представляет собой полимер азотсодержащего полисахарида (C 8 H 13 O 5 N) n, обеспечивающий прочное защитное покрытие или структурную опору для определенных организмов. Он составляет клеточные стенки грибов и экзоскелет насекомых. Другими примерами дисахаридов являются каллоза, хризоламинарин, ксилан, маннан, фукоидан, галактоманнан, арабиноксилан.

    Биологическое значение

    Полисахариды, как и другие углеводы, являются основным источником энергии и, следовательно, одним из основных диетических компонентов.Животные потребляют их для получения моносахаридов, которые они могут использовать для синтеза АТФ. АТФ — это химическая энергия, биологически синтезируемая посредством аэробного и анаэробного дыхания. Глюкоза является наиболее распространенной формой моносахарида, которую клетка использует для синтеза АТФ посредством фосфорилирования на уровне субстрата (гликолиза) и / или окислительного фосфорилирования (включая окислительно-восстановительные реакции и хемиосмос). А одним из источников глюкозы является углеводная диета. Однако слишком много углеводов в рационе может привести к проблемам со здоровьем.Постоянно высокий уровень сахара в крови может в конечном итоге привести к сахарному диабету. Кишечнику также потребуется приложить больше усилий, чтобы их переваривать. Например, слишком много фруктозы может привести к нарушению всасывания в тонком кишечнике. Когда это происходит, неабсорбированная фруктоза, транспортируемая в толстую кишку, может быть использована при ферментации флорой толстого кишечника. Это может привести к желудочно-кишечным болям, диарее, метеоризму или вздутию живота.
    Растения хранят избыток глюкозы в виде крахмала. Таким образом, есть растения, которые собирают, чтобы использовать крахмал для приготовления пищи и в промышленных целях.Животные хранят углеводы в форме гликогена, поэтому, когда организму требуется больше глюкозы, глюкоза может быть взята из этого резерва посредством процесса гликогенолиза . Полисахариды также важны для живых организмов, поскольку они служат структурным компонентом биологических структур, таких как целлюлоза и хитин. Растительную целлюлозу собирают для разнообразного использования в промышленности.

    Этимология

    • Древнегреческий πολύς ( polús , что означает «много») + сахарид

    Синонимы

    • полисахароза
    • полисахарид 9000 9000

      Примечания

      Дополнительную информацию об углеводах и их роли в нашем рационе можно найти в учебнике по биологии «Сбалансированная диета — углеводы и жиры».


      © Биология онлайн. Контент предоставляется и модерируется онлайн-редакторами биологии


      .

      Полисахарид — Википедия

      Die Cellulose ist ein wichtiges Strukturelement der Pflanzen und das am häufigsten vorkommende Polysaccharid.

      Полисахарид (auch als Vielfachzucker , Glycane / Glykane [1] или Polyosen [2] bezeichnet) sind Kohlenchazachlhydrate (Eminezachzucker Großen) über eine glycosidische Bindung verbunden sind. [3] Es handelt sich um Biopolymere aus mindestens elf Monosaccharideinheiten oder mit statistischer Molekülgrößenverteilung.Beispiele für Polysaccharide sind Glycogen, Stärke (Amylose und Amylopektin), Pektine, Chitin, Callose und Cellulose. Шпилен полисахаридов для Pflanzen und Tiere eine wichtige Rolle als Schleimstoffe, Reservestoffe und Nährstoffe. Sie sind zum Beispiel in Getreidekörnern und Kartoffeln vorzufinden. Pflanzliche Zellwände bestehen zu über 50% aus Cellulose und Hemicellulose, letztere ist ein Gemisch aus Polysacchariden, das eine stützende Funktion in der Zellwand übernimmt.

      Einige Polysaccharide haben die allgemeine Summenformel:

      [ C Икс ( ЧАС 2 О ) y ] п {\ displaystyle \ mathrm {[C_ {x} (H_ {2} O) _ {y}] _ {n} \}} , meist mit x gleich 5 или 6 и y = x − 1

      Die Polysaccharide werden nach Art der Einzelbausteine ​​( Monomere ) des Moleküls in Homoglycane (aus nur einer Art Einfachzucker) и Heteroglycane (aus zwei oder mehreren verschiedenen Kettenbausteilten.) Eing.Jeder Monomerbaustein ist über eine oder mehrere Glycosidische Bindung (en) mit dem oder den Nachbarmonomereinheiten verbunden. Ein Monomer am Kettenende hat mindestens einen Nachbarn, während Kettenmittelstücke zwei Nachbarn besitzen und bei verzweigten или nachträglich vernetzten Ketten auch drei oder mehr benachbarte Monomere vorkommen können.

      Гомогликан [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

      Durch die unterschiedlichen Verknüpfungsmöglichkeiten kann die sich wiederholende Einheit des Polymers, welche in der graphischen Darstellung in eckige Klammern eingefasst wird, auch aus mehreren gleichen Monosacchariden aufgebauta.Solche wiederholenden Einheiten aus dem gleichen Monosaccharid werden bei zwei Sacchariden als Homodisaccharide bezeichnet, bei drei gleichen als Homotrisaccharide. Verschiedene Wiederholungseinheiten aus zwei gleichen, jedoch unterschiedlich verknüpften Monosacchariden besitzen, wenn sie sich nur durch eine α- или β-Verknüpfung unterscheiden, aufgrund der unterschiedliche konterscheiden, aufgrund der unterschiedliche konterscheden, aufgrund der unterschiedliche konterscheden.

      Zu dieser Kategorie gehören beispielsweise die zwei Polysaccharide, die größten Anteile an der Biomasse ausmachen: Stärke und Cellulose.Beide sind aus jeweils nur einer Art von Monosacchariden aufgebaut. Stärke ist die Hauptspeicherform der stoffwechselaktiven Gluosis und Besteht aus den zwei Strukturen Amylose und Amylopektin, die wiederum gänzlich aus α-D-Gluosis-Einheiten aufgebaut sind. Целлюлоза hingegen weist eine durchgehend einheitliche Struktur aus nur einem Мономер β-D-глюкоза на воздухе. Weitere Beispiele sind Chitin, der Hauptbestandteil der Exoskelette von Gliederfüßern und Sinistrin, ein weiterer pflanzlicher Energiespeicher, die beide die Bedingungen von Homoglycanen erfüllen.

      Dextrane werden in der Medizin als Gerinnungshemmstoffe verwendet. In quervernetzter Form werden Dextrane in der Biochemie als Trägermaterial in der Affinitätschromatographie, den Pulldown-Assays und der Größenausschlusschromatographie eingesetzt.

      Homoglycane, die aus oft vorkommenden Monomeren bestehen, werden meist wiederum в Unterkategorien unterteilt, die nach den jeweiligen Monomeren benannt sind. So gehören aufgrund ihrer Bausteine ​​beispielsweise die beiden oben genannten Polysaccharide Cellulose und Stärke zu den Glucanen.Dagegen ist Sinistrin, das gänzlich aus D-Fructose-Einheiten besteht, ein Fructan.

      Гетерогликан [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

      Wie der Name andeutet (altgriechisch ἕτερος гетерос , ‚unterschiedlich ‘,‚ verschieden’), bestehen die Polysaccharide dieser Kategorie aus mehreren, unterschiedlichen Monomeren, woraus sich auherlénée de négélée nheeglyn, woraus sich auchünnee gélée gélée de négélén воркоммен.

      Heparin und Fondaparinux sind Gerinnungshemmstoffe und Vertreter der Heteroglycane.Ein weiteres, vor allem im biochemischen Laboratorium verwendetes, Heteroglycan ist die Agarose; sie dient als Medium für die Agarose-Gelelektrophorese und für Chromatographiesäulen.

      Glycosaminoglycane bestehen aus sich wiederholenden Disaccharid-Einheiten. Sie sind vor allem Bestandteil von Proteoglycanen. In nicht proteingebundener Form liegen Heparin und Hyaluronsäure vor, letztere find als Medikament Verwendung in der Schönheitschirurgie und der Orthopädie.

      Stoffwechsel [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

      Für den Metabolismus stellen Polysaccharide einen essentiellen Energieträger dar, wobei Vertreter dieser Stoffgruppe in den meisten Fällen als Energiespeicher dienen und somit Produkte des Anabolismus sind.Im tierischen und menschlichen Stoffwechsel übernimmt Glycogen — ein Analogon des Amylopektins — diese Aufgabe. Dieser Energiespeicher wird im Falle des Energiebedarfs eines Organismus durch Glucagon freigesetzt, wodurch katabolisch aktive D-Gluosis-Einheiten entstehen. В Pflanzen übernimmt das Homoglycan Stärke diese Aufgabe.

      Гликокаликс [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

      Jede Zelle — sowohl eukaryotische als auch prokaryotische — ist von einer Kohlenhydrathülle ummantelt, die als Glykokalyx bezeichnet wird.Diese stellt eine bis zu 140 nm dicke Schicht dar, die aus Poly- und Oligosacchariden aufgebaut sind. Jedoch liegen diese Saccharid-Ketten nicht unverzweigt vor, sondern sind Bestandteile von Glycoproteinen und Glycolipiden, die teilweise die Zellmembran bilden. Die Hauptaufgabe der Glykokalyx ist — neben dem Schutz vor Austrocknung der Zelle — die Zell-Zell-Kommunikation, die besonders für das Immunsystem eines Organismus von Bedeutung ist.

      Häufig sind Polysaccharide am Aufbau der äußeren Hülle bestimmter Mikroorganismen beteiligt (Beispiel: Streptococcus pneumoniae ).Ihre Zusammensetzung, die innerhalb einer Organismengruppe unterschiedlich sein kann, bestimmt die Oberflächenstruktur und somit den jeweiligen Serotyp bei der Charakterisierung mit unterschiedlichen Seren.

      Протеогликан [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

      Der größte Teil der Glycosaminoglycane ist beim Aufbau von Proteoglycanen beteiligt. Hyaluronsäure — ein Heteroglycan — bildet das Rückgrat der Proteoglycane und kann eine Länge von bis zu 4 µm einnehmen. Zudem bindet diese Hyaluronsäure-Kette die Proteine ​​nicht kovalent, die wiederum eine Vielzahl von Glycosaminoglycanen — wie Heparan- Chondroitin- und Keratansulfat — kovalent assoziieren.Proteoglycane bauen gemeinsam mit Kollagen und Wasser das Knorpelgewebe auf.

      Бета-Глюкан [Bearbeiten | Quelltext Bearbeiten]

      Beta-Glucane (β-Glucane) sind eine Gruppe von hochmolekularen β-D-Gluosis-Polysacchariden, welche in den Zellwänden von Getreide, Bakterien und Pilzen vorkommen. В Abhängigkeit von der Quelle weisen sie signifikant unterschiedliche Physikalisch-chemische Eigenschaften auf. Auch Cellulose und Chitin sind Glucane mit β-glycosidischer Bindung. Manche β-Glucane weisen antitumorale und antientzündliche Effekte auf.

      Полисахарид können künstlich u. а. mit der Koenigs-Knorr-Methode hergestellt werden.

      1. ↑ Eintrag zu гликаны . В: Сборник химической терминологии ИЮПАК («Золотая книга») . doi: 10.1351 / goldbook.G02645 Версия: 2.1.5.
      2. ↑ Бесплатный онлайн-словарь: polyose
      3. ↑ Eintrag zu Полисахариды . В: Сборник химической терминологии ИЮПАК («Золотая книга») . doi: 10.1351 / goldbook.P04752 Версия: 2.1.5.
      .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *