Что такое полисахариды приведите примеры

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

Какие вещества относятся к полисахаридам, физические, химические свойства, примеры, что такое

Что такое полисахариды, можно легко понять с точки зрения структуры.

Гликаны – обширная группа органических веществ, вырабатываемых растениями и животными. С точки зрения структуры они бывают линейные и разветвленные. Делятся на две больших подгруппы:

полиозы (синонимы – полисахариды/гликаны);

Все эти субстанции – природные полимеры, цепочки которых построены из моносахаридов.

Если в основе моновеществ глюкоза, то полимер называется глюканом (целлюлоза). Если мономером является глюкозамин (в основе хитина насекомых), то природный полимер называется гликаном.

Существует терминологическая особенность: слово гликан еще используется для наименования веществ, где собственно гликан входит в состав молекул белка (биологические жидкости, ткани) – протеогликаны.

Некоторые из них синтезируются в организме человека (локализуются в коже), выполняют функцию сдерживания процессов увядания кожи с возрастом. Они активные участники клеточного метаболизма. Поэтому широко применяются в косметической промышленности.

В «ведении» этих соединений, производимых живыми организмами, находится регенерация дермы, увеличение процента белка коллагена, снижение количества морщин. Полиозы – высокомолекулярные углеводы.

Таблица №1. Функции полисахаридов в организме

Какую роль выполняют

Крахмал и гликоген

Накапливают углеводы, дают организму глюкозу (источник энергии)

Важный компонент, создающий длительный энергетический запас, локализуется в жировых тканях. Формируется в мышечных клетках и в печени (частично в головном мозге и желудке)

Гепарин и синтетические аналоги

Эти белки выполняют роль кофакторов ферментативных соединений в организме. Снижают свертываемость крови

В растительной ткани целлюлоза – основа стеблевых образований, а в костных тканях животных содержатся хондроитинсульфаты

Кислые гетерополисахариды (гиалуроновая кислота)

Удерживают к клетке воду и положительно заряженные ионы, препятствуют накоплению молекул жидкости в межклеточном пространстве

Кислые гетерополисахариды (гиалуроновая кислота)

Входят в состав межклеточного вещества, обладают цементирующими свойствами

Кислые гетерополисахариды, (в том числе мукополисахариды)

Образуют своеобразный «смазочный» слой на поверхности клетки. Формируются на поверхности пищевода, желудка, полости носа, бронхов, трахеи, содержится в жидкости суставов. Предохраняют ткани от повреждения при трении, сжатии тканей или внешней вибрации

Химические свойства полисахаридов

Они являются полигликозидами, иначе – полиацеталями.

Моносахариды связываются в молекулу с помощью гликозидных связей с рядом стоящими структурными элементами цепочки.

В кислотной среде при высокотемпературном режиме идет гидролиз. При полном процессе образуются исходные моносахариды (возможно, их производные). При не полном – олигосахариды, в том числе, дисахариды.

Восстановительные свойства очень слабые, устойчивы к воздействию щелочей.

Вторая показательная реакция – способность к получению сложных эфиров.

Все свойства применяют в промышленности. Например, в производстве различных порохов из тринитрата целлюлозы.

Это широко распространенная группа веществ природного происхождения. Вырабатываются они растениями и в тканях животных и человека. Это говорит об активном их участии в обменных процессах.

Физические свойства полисахаридов

Большинство веществ этого класса белые, порошкообразные, с огромным молекулярным весом от двух и более миллионов.

Упоминаемые уже крахмал и целлюлоза представляют собой разветвленные молекулы. Они набухают, но не растворяются в холодной воде. В отличие от них амилоза (линейные молекулы) легко растворима в нейтральной водной среде.

Классификация полисахаридов по числу и строению моносахаридных остатков

В структуру полиозов входит от двух до двадцати моносахаридов в двух разных формах (пиранозной или фуранозной).

Таблица №2. Структурные единицы полиозов

Различаются гомогликаны (еще называют гомополисахариды), они имеют в цепочке идентичные углеводные составляющие. И, соответственно, когда звенья углеводов разные, вещество получает название гетерополисахарида.

гомополисахариды (или гомополимеры)

гетерополисахариды (или гетерополимеры)

Высокий уровень структурной организации макромолекул, есть вторичная структура с характерным пространственным расположением макромолекулярной цепи. Отсюда еще одна классификация: с разветвленной молекулой и линейной макромолекулярной цепью.

Отличие и применение наиболее популярных видов

Разберемся, какие вещества относятся к полисахаридам.

Крахмал

Его состав: около двадцати процентов амилозы и восьмидесяти процентов амилопектина.

Является продуктом жизнедеятельности растительных организмов. Локализуется в зернах злаков, корнях/клубнях или семенах.

Это порошкообразное белое вещество, на ощупь мягкое, при растирании между пальцами характерное поскрипывание. Под микроскопом видна зернообразная структура, выпадает в осадок в холодной воде, при нагревании воды и равномерном помешивании зерна набухают, затем образуют киселеобразную массу.

Особенность вещества – способность хорошо гидролизоваться при подогревании в растворе H2SO4. Что приводит к образованию α-D-глюкозы.

Растительные источники: картошка (до двадцати процентов), зерна пшеницы.

Молекулы амилозы спиралеобразные, в одном витке шесть фрагментов моносахарида. Амилопектин имеет ответвления в структуре молекулы.

Чтобы химически определить крахмал, в аналитике используют его реакцию с йодом. Появляется сине-фиолетовый цвет раствора или аналогичного цвета пятно на поверхности порошка.

Картофельный крахмал – пищевой продукт. Его используют в кулинарии, на кондитерских фабриках, в производстве колбас. Это промышленный источник глюкозы, сырье для бумкомбинатов, текстильного производства, медпрепаратов.

Гликоген

Животный аналог крахмала. Похож по разветвленной структуре на амилопектин, имеет больше (до 12) звеньев в цепочках. Масса одной молекулы гликогена достигает ста млн у.е. Биохимики называют его «резервным углеводом». Локализуется в клетке живого организма, образуя своеобразное энергетическое депо.

При анализе из клеток тканей его извлекают горячим NaOH, осаждают спиртовым раствором. Затем гидролизуют в растворе разбавленной кислотой (серной). Методом титрования определяют процентное содержание в растворе глюкозы.

Клетчатка (растительная целлюлоза)

Ее отличает прочность. Не случайно она основной компонент «скелета» растений. Промышленный источник клетчатки (от 50 до 70 процентов) – древесина, кукуруза, сено.

В молекуле природного полимера содержится D-глюкопираноза, соединенная посредством гликозидных связей. Молекулы линейные, вес одной до двух млн у.е.

Высокопрочность обеспечивается наличием водородных связей в цепочках, которые объединяются в пучок. Так формируется волокнистость. Вещество инертно, не растворимо в нейтральных средах, не поддается воздействию ферментов пищеварительного тракта. Для большинства животных необходимо в качестве балластного кормового компонента. Жвачные (коровы), кони используют целлюлозу как питательный компонент.

Растворима в смеси растворов гидроксида меди и нашатыря; в хлористом цинке и некоторых концентрированных кислотах.

Способна к гидролизу и реакции образования сложных эфиров (пироксилина – бездымного пороха). При обработке азотной кислотой получается сырье для получения целлулоида, некоторых видов пороха и топлива для ракет (твердого).

В основном древесную целлюлозу используют в производстве бумаги.

Гепарин

По внешнему виду это аморфное порошкообразное вещество белого цвета. В его составе D‑глюкозамин и D-глюкуроновая к-та, соединенные в цепочку за счет α-гликозидной связи. Молекула гепарина имеет вес около 20 тыс. у.е.

Это содержащий серу кислый гликозаминогликан. В научных целях был выделен из печени. Антикоагулянт.

Синтезируется гепарин в тканях животных и организме человека в базофилах в т.н. тучных клетках.

Хорошо растворим в воде, не разрушается при нагревании. Необходим в организме, чтобы регулировать свертываемость крови и влиять на содержание в крови холестерина (снижает), а также уменьшает давление. В основном локализуется в печени (на 1- кг веса 1000 мг).

В лечебной практике используется:

как профилактическое средство (и терапевтическое) при склонности к тромбоэмболии;

в хирургии – препарат, применяемый, чтобы при оперативных вмешательствах на органах сердечно-сосудистой системы предотвращать образование сгустков крови в аппаратуре для гемодиализа и искусственного кровообращения;

в клинических лабораториях при взятии анализов крови;

применяется как натриевая соль в медицине (гематология) при процедуре переливания крови.

Пектины

Клейкие вещества, использование которых практикуется в кулинарии как кондитерская добавка. Иначе их называют желирующие.

Содержатся во фруктах, растительном сырье.

Чаще всего используют порошок пектина, реже – жидкую форму. Имеет промышленное обозначение E440.

Получают из растительного (чаще свекольного или фруктового) жмыха. Отличная консервирующая добавка, увеличивает срок хранения консервов.

Есть пектин с низким уровнем этерификации (менее 50 процентов) и высоким

(более 50 процентов).

Человек получает пектиновые соединения с продуктами растительного происхождения. Больше пектина в овощах и фруктах вырабатывается в засушливый жаркий период. Он выполняет функцию очищения всех систем организма, сохраняя бактериальный баланс, омолаживает, приводит к норме метаболизм, улучшает гемодинамику.

Это вяжущее вещество, обволакивает слизистую пищеварительного тракта, улучшает деятельность полезной микрофлоры.

Считается, что применение пектиновых препаратов способствует оздоровлению человека. Норма потребления – около пятнадцати граммов в сутки. Обладает эффектом сжигания жира в организме. Замечено, что при поглощении около 25 гр этого полисахарида, извлеченного из цельных яблок, человек теряет приблизительно 0,3 кг жира в сутки.

В поварской практике его используют как загуститель. Это качественная природная желирующая добавка.

Пектиновое вещество, в том числе, косметологический компонент – гелеобразующая основа для кремообразных препаратов. Разглаживает морщины, хорошая тонизирующая добавка повышает впитываемость ингредиентов в кожу, обладает отбеливающим эффектом, защита от ультрафиолета.

Хитин

Это вещество – основа скелета насекомых и ракообразных, его содержат клетки обыкновенных пивных дрожжей и разные виды грибов. Особый карбонатный комплекс дарит твердость панцирю жуков и раков. При этом хитин откладывается на карбонатной основе.

Особенность этого полисахарида в том, что он значительно усиливает аромат продукта и вкус приготовленной еды. Способен улучшить внешний вид пищи, часто используют как консервант. Входит как активный компонент в некоторые пищевые добавки. Важно, что хитин обладает разнообразными терапевтическими свойствами.

Блокирует развитие опухолевых клеток.

Способен защитить ткани от радиации.

Усиливает действие лекарственных веществ, направленных на снижение свертываемости и разжижение крови.

Иммунитет под его воздействием повышается.

Профилактика инфарктов, инсультов.

Стимулирует рост бифидобактерий и процесс регенерации тканей.

Применение полисахаридов в медицине, химической отрасли, пищевой промышленности

В середине ХХ века полисахариды стали широко производить для пищевой промышленности и производства лекарств. Однако сейчас их активно применяют и в других промышленных сферах:

на химических заводах;

на текстильных фабриках при производстве ткани;

при нефтедобыче и переработке нефти и газа;

Здравоохранение и фармация

Эти природные соединения имеют важные свойства:

повышение стойкости организма к инфекционным заболеваниям;

выраженная противоопухолевая активность.

С их помощью заживление ран происходит быстрее, как и восстановление тканей. Кроме того, уменьшается вредное побочное действие лекарств.

Часто в мед. практике их применяют как диагностические препараты (некоторые условно-патогенные дрожжи) при выявлении кандидозов и сальмонеллезов.

Декстраны, производимые некоторыми видами бактерий, являются плазмо-заменителями. Сульфат декстрана заменяет гепарин как антикоагулянт.

Особо перспективны разрабатываемые на настоящий момент препараты, содержащие хитин. В том числе как наполнители и основы при производстве различных форм препаратов.

В последнее время производятся ферментативные препараты пролонгированного действия с содержанием декстранов, имеющие пониженную аллергичность.

Гликаны – активный компонент в высококачественных зубных пастах.

Пищевая промышленность

Полученные из бактерий полисахариды направляют на производство защитных пленок. Они предотвращают высыхание продуктов, попадание на них грязи, стабилизируют мороженую массу, соки, салатные заправки, сиропы.

Ксантин широко применяется в производстве кисломолочных продуктов. Широко применяется в производстве кисломолочных продуктов. Для повышения качества хлебобулочных изделий на производстве добавляют экзополисахариды, что увеличивает объем хлеба, понижает зачерствение.

Промышленность и инновационные направления

Выше уже упоминалось, что полисахариды применяются на предприятиях, где ведется синтез ядерного топлива.

Гликаны, содержащиеся в клетках некоторых видов бактерий, имеют вязкость высокого уровня. Это свойство используют в технологиях производства клеящих соединений. Например, гетерополисахарид Corynebacterium equi var. mucilaginosus, имеет очень высокую степень вязкости. Поэтому составом на его основе можно заменить дорогостоящие склеивающие средства, не теряя в качестве.

Заменители агара лежат в основе синтеза составов для фотопленок.

На заводах переработки нефти и газа, а также при их добыче распространено применение стабилизаторов и жидкостей для промывки механизмов в процессе бурения скважин. Важной составной частью этих смесей являются гликаны.

Научные исследования по изучениям свойств полисахаридов и их производных приоритетны: они расширяют горизонты инновационного развития в активно развивающейся микробиологической отрасли промышленности.

Гидролиз полисахаридов

Это процесс получения производных гликанов:

Направление реакций идет по гидроксильным группам в растворах кислот под воздействием ферментных соединений.

Промышленные сферы применения процесса:

получение этилового спирта;

производство молочной кислоты;

заводской синтез масляной и лимонной кислот;

производство многоатомных спиртов (бутанол);

производство ацетона для лакокрасочной промышленности;

производство глюкозы из крахмала.

Осахаривание крахмала или целлюлозы – это процесс полного гидролиза.

Неполный гидролиз – это процесс получения олигосахаридов (в частности, состоящих из двух моносахаридов).

Источник

Полисахариды

Из Википедии — свободной энциклопедии

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]

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 — 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.

Источник