Что такое полисахариды приведите примеры и напишите их функции

Полисахариды – что это за вещества и какие они выполняют функции в организме

Диетолог с опытом более 15 лет. Имею квалификацию нутрициолога. Составляю и.

Уж сколько девушек ругают углеводы, которые потом становятся жирком, и ты наверняка в их числе. А врага красивой фигуры надо знать в лицо.

Вообще существует четыре основных класса сложных биоорганических веществ: жиры, белки, нуклеиновые кислоты и углеводы. И к последним относят полисахариды. Наличие «сладкого» корня в этом слове совсем не значит того, что эти вещества идут в твою тарелку. К тому же, полисахариды давно уже обелили свое «лицо» – они почти не при делах в том, что касается набора веса.

Что такое полисахариды

Именно с полисахаридами связывают слова «сложные», «долгие», и это не просто так. Они долго перевариваются и не повышают уровня глюкозы в крови редко. Связано это с тем, что полисахариды с точки зрения химии – это цепочка из трех и более молекул простого углевода. На их расщепление организму требуются силы и время.

Кроме того, что полисахариды – часть энергии, благодаря которой ты живешь (на углеводы приходится 60%), у них есть еще немало полезных функций. Кофакторная, запасающая, опорная, сохраняющая влагу, структурная и защитная.

Но это еще не все о полисахаридах. Эти полезные и нужные тебе соединения делятся на два вида – усвояемые и неусвояемые. Первые представлены крахмалом, инулином, гликогеном и организмом усваиваются. А неусвояемые, которые также известны как клетчатка, представлены пектином, целлюлозой, камедью, лигнином и многими другими веществами.

Усваиваемые полисахариды

Крахмал

Это клейкое вещество тебе точно знакомо. Когда чистишь картошку и оставляешь плоды на некоторое время в вроде, вода белеет. Это все из-за крахмала. Кристаллы крахмала в холодной воде оседают, а в горячей набухают и превращают воду в студень. При растирании порошка будет слышен характерный хруст.

Особенность вещества состоит в том, что под воздействием кислот в твоем организме и тепла из крахмала высвобождается энергия, а точнее крахмал распадается до глюкозы.

В сутки тебе нужно 330-450 грамм крахмала. Его можно найти в картофеле, многих крупах, горохе, кукурузе, макаронах.

Гликоген

Этот полисахарид образуется из остатков глюкозы. А еще его нередко называют «животным» углеводом. Дело все в том, что этот полисахарид вырабатывается только в организмах животных и человека.

Главная задача гликогена состоит в запасании энергии на «черный» день. Если ты ешь достаточное количество глюкозы, то гликоген никак не задействуется. Но если ты начинаешь голодать, организм начинает использовать это вещество.

Особенно много гликогена содержится в печени. Там гликогена может доходить до 7-8% от общего состава веществ, тогда как в других органах всего 1-1,5% гликогена.

Классификация углеводов: моносахариды, дисахариды, полисахариды

В день врачи рекомендуют съедать не меньше 100 грамм гликогена. Найти его ты можешь в инжире, сахаре, меде, шоколаде, пряниках, бананах, арбузе, хурме. Но не особо увлекайся этими продуктами.

Инулин

Это вещество считают растворимой клетчаткой – за его скрабирующее действие в кишечнике. Инулин часто недооценивают, а многие вообще о нем ничего не знают. А зря. Достаточное количество этого вещества поможет тебе улучшить работу пищеварения, снизить риски заболевания диабетом II типа, предотвратить возникновение сердечно-сосудистых патологий, поддерживает плотность костей и помогает избавляться от лишних килограмм.

Инулин содержится в корешках цикория, топинамбуре, чесноке, луке, спарже и джимоке. В день рекомендуется потреблять не менее 25 грамм этого вещества. Но если продукты, содержащиеся инулин, тебе мало знакомые, лучше не пугать организм экзотикой в большом количестве. Начти с маленьких порций инулина, а затем, когда организм попривыкнет, увеличивай дозировку.

Неусваеваемые полисахариды

Арабиноксиланы (зерновые камеди)

Пусть о них ты мало знаешь, то они отлично знают тебя. Эти вещества содержаться в семенах злаковых растений, а значит, если ты ешь каши и любые мучные продукты, то зерновые камеди уже бывали в твоем организме.

Польза арабиноксиланов не так изучена, как других полисахаридов, но уже выявлено немало пользы этих веществ для твоего организма. Если ты будешь чаще есть продукты, содержащие это вещество, то уровень глюкозы в крови чаще будет стабилен, а пищеварительный тракт будет переваривать еду активнее. Также арабиноксилан помогает бороться с ожирением.

Пектин

Считается, что этому полисахариду всего 200 лет, но на самом деле человечество знает это вещество гораздо дольше. В древнеегипетских манускриптах хранится упоминание о «фруктовом льде, который не таял даже на жарком солнце». Ученые считают, что желе, которое образует пектин в кисло-сладкой или просто сладкой среде, и было тем самым «фруктовым льдом».

Пектин не усваивается организмом, как и другие неусвояемые полисахариды, но он очень полезен для микрофлоры кишечника. Но кроме этого, пектин способствует улучшению кровообращения, выводит шлаки и токсины из твоего организма, понижает уровень вредного холестерина, нормализует артериальное давление, снижает воспаление, налаживает обмен веществ и многое другое.

Такой полезный полисахарид содержится в яблоках, абрикосах, апельсинах, персиках, дынях, сливах, мандаринах, тыквах, картошке, капусте и в томатах. В день тебе можно съедать не более 15 грамм пектина. Не стоит объедаться пектинсодержащими овощами и фруктами 2013ни к чему хорошему это не приведет.

Целлюлоза

Это давно известный миру полисахарид и еще пищевая добавка. Наверняка название этого вещества вызывает у тебя ассоциации с чем-то несъедобным, но на самом деле, это очень даже пригодное в пищу вещество, которое ты частенько ешь в составе многих продуктов.

Например, целлюлозы много в продуктах на основе цельного зерна, в моркови, бобовых, сухофруктах и пшенице. Эти продукты очень полезные и благодаря целлюлозе тоже. Она действует в кишечнике как скраб, очищая стенки от остатков пищи. Тем самым целлюлоза улучшает перистальтику кишечника, выводит вредные и даже опасные вещества из организма.

Хитин

Из курса школьной биологии ты наверняка знаешь, что из этого вещества состоят панцири ракообразных и насекомых. Но вряд ли ты заешь, что это вещество нужно и твоему организму для правильного функционирования.

Хитин действует подобно клетчатке и остальным неусвояемым полисахаридам, очищает кишечник, улучшает перистальтику и пищеварение в целом. 3000 миллиграмм в день это вещества – максимум, который может переварить твой организм.

Полисахариды – углеводы, которые долго перевариваются и дольше насыщают. Если ты снизить потребление быстрых углеводов и обратишь внимание на «долгоиграющие», то заметишь положительные изменения. Лишние килограммы уйдут, а здоровье станет лучше.

Источник

Полисахариды

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.

Основные функции полисахаридов в организме человека

Химические свойства полисахаридов

Полисахариды считают полигликозидами и полиацеталями.

Основные химические свойства полисахаридов:

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.

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:

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

Гомополисахариды:

Гетерополисахариды:

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.

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 H2SO4 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.

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.

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.

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:

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.

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:

Использование в различных отраслях

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

Медицинская сфера и фармакология

Природные полимеры гликаны отличаются несколькими качествами, среди них:

В медицинской сфере находят следующее применение:

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.

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:

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.

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:

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.

Источник

Полисахариды

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.

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.

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.

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.

Классификация по числу и строению моносахаридных остатков

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

Ниже имеется таблица со структурными единицами полиозов.

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.

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.

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 H2SO4. 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.

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.

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.

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.

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.

Хитин имеет разнообразные терапевтические качества:

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.

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.

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.

Источник