Какие функции в пищевых продуктах выполняют полисахариды
Все полисахариды, присутствующие в пищевых продуктах, выполняют ту или иную полезную роль, связанную с их молекулярной архитектурой, размером и наличием межмолекулярных взаимодействий, в первую очередь, водородных. Неусваиваемые полисахариды целлюлоза, гемицеллюлоза и пектиновые компоненты клеточных стенок овощей, фруктов и семян придают многим продуктам твердость, хрупкость, плотность, обеспечивают загустевание, вязкость, липкость, гелеобразование, ощущения во рту.
В принципе, полисахариды должны быть растворимы, поскольку они состоят из гликозидных единиц (гексоз или пентоз), содержащих несколько точек для образования водородных связей с молекулами воды, что и определяет растворимость. Однако отдельные молекулы полисахаридов соединяются водородными связями друг с другом и образуют устойчивые нерастворимые кристаллические структуры. В первую очередь это относится к целлюлозе.
Подобные свойства могут проявляться и в растворах полисахаридов, когда отдельные молекулы соединяются между собой с образованием седиментационно неустойчивых частиц. Примером тому является кристаллизация (ретроградация) молекул крахмала. При этом процесс вытеснения воды из молекул крахмала называется синерезисом.
Однако когда молекулы полисахарида связываются между собой не плотно, а только по отдельным зонам, то они образуют трёхмерную сетку с растворителем – гель.
В случае, когда сетка геля содержит малое количество соединительных зон, такой гель называют слабым. Он легко разрушается под внешним давлением или при небольшом увеличении температуры. Если в сетке геля количество соединительных зон велико, то такие гели (твёрдые) могут противостоять внешнему давлению, а также они термоустойчивы.
В растворах разветвлённых полисахаридов, а также заряженных полисахаридов (содержат электролитические группы СООН) количество соединительных зон между молекулами слишком мало, поэтому такие растворы не превращаются в гели, а лишь обладают повышенной вязкостью. При этом вязкость раствора пропорциональна размеру молекулы и её заряду: линейные и заряженные полисахариды образуют более вязкие растворы.
Крахмал является важным компонентом пищевых продуктов, исполняя роль загустителя и связывающего агента. Крахмалы являются хорошими загустителями и в горячей воде образуют вязкие клестеры. Однако при хранении и замораживании крахмалосодержащих продуктов возможна ретроградация, что приводит к появлению волокнистой структуры продукта и его черствению.
Модифицированные крахмалы получают из природного крахмала, они обладают улучшенными функциональными свойствами и образуют более устойчивые клейстеры и гели.
Целлюлозанерастворима в воде. В пищевых продуктах используют гидролизаты целлюлозы (микрокристаллическую целлюлозу) в начинках, пудингах, мягких сырах, фруктовых желе, пекарских изделиях, мороженом и различных замороженных десертах.
Гемицеллюлозы– класс структурных полисахаридов, растительного происхождения. Они хорошо связывают воду и, тем самым, способствуют улучшению качества теста, а также препятствуют черствению готовых хлебобулочных изделий.
Пектин – класс структурных полисахаридов, растительного происхождения. Они хорошо связывают воду и обладают хорошей желирующей и гелеобразующей способностью, поэтому широко используется в производстве кондитерских изделий, фруктовых желе, джемов.
Лекция №5
Тема: Физиологическое значение липидов в питании человека.
1 Строение и состав липидов.
2 Пищевая ценность масел и жиров.
Источник
Полисахариды,
присутствующие в пищевых продуктах,
выполняют ту или иную полезную роль,
связанную с их молекулярной архитектурой,
размером и наличием межмолекулярных
взаимодействий, обусловленных, в первую
очередь, водородными связями. Целый ряд
полисахаридов являются неусваиваемыми.
Это, главным образом, целлюлоза,
гемицеллюлоза и пектиновые компоненты
клеточных стенок овощей, фруктов и
семян. Эти компоненты придают многим
продуктам плотность, хрупкость, а также
приятное ощущение во рту. И, кроме того,
они важны (как пищевые волокна) в
нормальной жизнедеятельности человеческого
организма. Полисахариды, присутствующие
в пищевых продуктах, выполняют важную
функцию, которая заключается в обеспечении
их качества и текстуры: твердости,
хрупкости, плотности, загустевания,
вязкости, липкости, гелеобразующей
способности, ощущения во рту. Именно
благодаря полисахаридам образуется
структура пищевого продукта – мягкая
или хрупкая, набухшая или желеобразная.
Все растворимые полисахариды дают
вязкие растворы из-за большого размера
их молекул. Среди натуральных пищевых
полисахаридов наименее вязкими являются
растворы гуммиарабика. Вязкость зависит
от размера молекулы, формы и заряда.
Если молекула имеет заряд за счет
ионизации присутствующих в ней
карбоксильных групп, то эффект влияния
заряда может быть очень большим во всех
случаях, кроме очень кислых растворов.
Для карбоксилсодержащих полисахаридов
этот эффект минимален при рН 2,8, когда
ионизация –СООН групп подавлена и
полисахарид ведет себя как незаряженная
молекула. Вязкость зависит от присутствия
полиэлектролитов, поскольку они влияют
на конфигурацию и размер молекулы, и
природы посторонних присутствующих
веществ, так как их наличие может
оказывать тормозящее действие на
истечение полимера. С точки зрения
стерических причин, все линейные
молекулы, несут они заряд или нет, требуют
для вращения больше пространства, чем
высокоразветвленные той же молекулярной
массы. Таким образом, как правило,
растворы линейных полисахаридов имеют
большую вязкость, чем разветвленных.
Отсюда, с точки зрения обеспечения
вязкости, структуры или гелеобразования
в пищевых продуктах, более полезны
линейные полисахариды.
Крахмал
– растительный полисахарид со сложным
строением. Он состоит из амилозы и
амилопектина; их соотношение различно
в различных крахмалах (амилозы 13–30%;
амилопектина 70–85%). Крахмал является
важным компонентом пищевых продуктов.
Наиболее важное значение для пищевых
продуктов имеют свойства крахмала:
клейстеризация, вязкость клейстера,
студнеобразование. В пищевой промышленности
находят широкое применение модифицированные
крахмалы – этерифицированные (монофосфатный,
поперечно-сшитый), окисленные,
модифицированные кислотой, предварительно
клейстеризованные.
Амилоза
и амилопектин (их свойства приведены в
табл. 3.13) в растениях формируются в виде
крахмальных зерен, структура которых
до конца не выяснена. Крахмал является
важным компонентом пищевых продуктов,
исполняя роль загустителя и связывающего
агента. В одних случаях он присутствует
в сырье, которое перерабатывается в
пищевые продукты (например, хлебобулочные
изделия). В других его добавляют для
придания продукту тех или иных свойств
– он используется широко при производстве
пудингов, концентратов супов, киселей,
соусов, салатных приправ, начинок,
майонеза; один из компонентов крахмала
– амилоза – используется для пищевых
оболочек и покрытий. Клейстеризация и
другие свойства крахмала, имеющие важное
значение для пищевых продуктов.
Неповрежденные крахмальные зерна
нерастворимы в холодной воде, но могут
обратимо впитывать влагу и легко
набухают. Увеличение диаметра зерен
при набухании зависит от вида крахмала.
Например, для обычного кукурузного
крахмала – 9,1%, для восковидного – 22,7%.
При
производстве пищевых продуктов находит
применение микрокристаллическая
целлюлоза, для получения которой
используют кислотный гидролиз целлюлозы;
натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы
используется в качестве загустителя,
стабилизатора эмульсий и др.
Метилцеллюлозу
получают действием метилхлорида на
целлюлозу в щелочной среде. Она выполняет
функцию водоудерживающего и
структурированного агента в пищевых
продуктах, умягчителя и стабилизатора
эмульсий и др.
Пектин
широко применяется при производстве
пищевых продуктов благодаря прекрасным
желирующим свойствам (фруктовые желе,
джемы, другие кондитерские изделия).
Соседние файлы в предмете Химия пищи
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник
Структурно-функциональные свойства полисахаридов.
Полисахариды пищевых продуктов выполняют важную функцию обеспечения их качества и текстуры: твердости, хрупкости, плотности, загустевания, вязкости, липкости, гелеобразующей способности, ощущения во рту. Именно благодаря полисахаридам образуется структура пищевого продукта – мягкая или хрупкая, набухшая или желеобразная.
Полностью линейные молекулы полисахаридов, например, целлюлозы, не растворимы в воде. Здесь цепи полностью растянуты и могут тесно примыкать друг к другу вдоль всей длины, не давая возможности связаться воде.
В ряде случаев каждая полисахаридная молекула участвует в двух или более зонах соединения, образуя трехмерную сетку с включением молекул воды – гель. Гели образуются при быстром охлаждении концентрированных амилозных крахмальных клейстеров.
Слабые гели имеют небольшую протяженность зон связывания и слабые силы, удерживающие цепи соседних молекул. Такие гели термически не стабильны.
Твердые гели имеют большую протяженность зон связывания и достаточно сильные связи между молекулами. Они термостабильны.
Силой гелей можно управлять, контролируя зоны связывания.
Разветвленные полисахариды (амилопектин) или гетерополигликаны не могут тесно располагаться друг к другу и образовывать гель. Такие молекулы образуют вязкие стабильные растворы. Заряженные полисахариды, содержащие СООН-группы, не могут образовать зоны связывания цепей друг с другом из-за отрицательного заряда.
Все растворимые полисахариды дают вязкие растворы из-за большого размера их молекул. Вязкость зависит от размера молекулы, формы и заряда.
Как правило, растворы линейных полисахаридов имеют бόльшую вязкость, чем разветвленных. Это объясняется тем, что все линейные молекулы, независимо от заряда, требуют для вращения больше пространства, чем высокоразветвленные с той же молекулярной массой.
Присутствие сахара приводит к образованию геля (например, в пектине), т.к. сахар связывает молекулы воды, которые теперь не могут взаимодействовать с полисахаридами. В связи с этим полисахаридные молекулы сворачиваются из-за образования водородных связей – происходит желирование.
Крахмал – растительный полисахарид сложного строения, состоит из амилозы (15-30%) и амилопектина (70-85%). Важный компонент пищевых продуктов; выполняет роль загустителя и связывающего агента; используется при выработке пудингов, концентратов супов, киселей, соусов, салатных приправ, начинок, майонез.
Модифицированные крахмалы (клейстерированные, кислотно-модифицированные, этерифицированные, сшитые) используются в целом ряде производств.
Целлюлоза состоит из линейных цепей β-D-(1,4)-глюкопиранозных единиц.
▲ При производстве пищевых продуктов используется микро-кристаллическая целлюлоза (МКЦ), получаемая кислотным гидролизом целлюлозы. Используется МКЦ как наполнитель и реологический компонент в низкокалорийных пищевых продуктах.
▲ Обработкой целлюлозы щелочью и хлоруксусной кислотой получают Na-соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ):
NaКМЦ нетоксична, усваивается организмом, имеет хорошие реологические свойства, широко используется (особенно за рубежом) как загуститель в начинках, пудингах, мягких сырах, фруктовых желе.NaКМЦ способна удерживать влагу, поэтому используется в пекарских изделиях, мороженом, других замороженных десертах, где она ингибирует рост кристаллов сахара в кондитерских изделиях, глазури и сиропах; стабилизирует эмульсии в соусах и приправах; используется в составе низкокалорийных продуктов; способствует сохранения СО2 в газированных напитках.
▲ Метилцеллюлозу получают действием на целлюлозу метилхлорида в щелочной среде. С ростом температуры вязкость метилцеллюлозы снижается; гелеобразование происходит при определенной температуре; организмом не усваивается. В пищевых продуктах выполняет роль водоудерживающего агента, ингибитора синерезиса (замороженные продукты), умягчителя и стабилизатора эмульсий (соусы, приправы); наполнителя для низкобелковых пищевых продуктов; улучшает текстуру и структуру изделий; используется в составе съедобных оболочек.
Гемицеллюлозы – полисахариды, не усваиваемые человеком. Основная гемицеллюлоза в пищевых продуктах – ксилан, состоящий из β-D-(1,4)-ксилопиранозных единиц, часто содержит β-L-арабинофуранозильные боковые цепи, а также метиловые эфиры D-глюкуроновой кислоты, D- и L- галактозу.
Гемицеллюлозы связывают воду, улучшают качество замеса при приготовлении пшеничного теста, уменьшают энергию перемешивания, участвуют в формировании структуры теста, в частности в формировании клейковины, тормозя черствение хлеба.
Гемицеллюлозы, как пищевые волокна, способны снизить риск сердечнососудистых заболеваний и рака прямой кишки; для диабетиков – снизить потребность в инсулине.
Пектиновые вещества относятся к пищевым волокнам и благодаря известным свойствам используются при производстве пищевых продуктов лечебно-профилактического назначения. Пектин обладает прекрасным желирующим свойством и широко используется при выработке кондитерских изделий, фруктовых желе и джемов.
Желирование пектинов зависит от степени этерификации (СЭ).
Пектин с СЭ = 50% лучше всего образуют гели при концентрации 1%.
Желирование высокоэтерифицированных пектинов – ВЭП (СЭ > 50%) происходит при добавлении сахара, вызывающего дегидратацию пектиновых молекул и их сближение, а также при снижении рН, когда подавляется диссоциация свободных СООН-групп и тем самым снижается электростатическое отталкивание цепей пектина. Этот процесс назван «сахарно-кислотным» желированием. Протекает оно при содержании сухих веществ в среде не менее 55% и рН 3.
Для желирования низкоэтерифицированных пектинов – НЭП (СЭ < 50%) не обязательно присутствие сахара, но бивалентные катионы (например, Са++) должны быть. Ионы Са++ образуют кальциевые мостики между молекулами пектина. Однако, передозировка Са приводит к тесному сближению пектиновых цепочек и пространственная структура не образуется. Кроме того, может выпасть осадок пектата Са. Низкоэтерифицированный пектин менее чувствителен к рН; используется в безсахарных и низкосахарных диетических джемах и желе. Добавление 10-20% сахара улучшает структуру геля из НЭП.
Влияние пектина на образование геля показано в табл.:
| СЭ | Условия образования геля | ||
| рН | Сахар, % | 2-х валентный ион | |
| > 70 | 2,8 – 3,4 | нет | |
| 50-70 | 2,8 – 3,4 | нет | |
| < 50 | 2,5 – 6,5 | – | да |
Желирование пектинов зависит также от молекулярной массы, распределения рамнозы по цепи пектина, наличия ацетильных групп, которые мешают образованию геля.
Источник
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 — 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[править | править код]
| 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[править | править код]
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 усваиваемы, они важны для питания. Их называют пищевыми волокнами, эти углеводы улучшают пищеварение среди прочей пользы. Основная функция пищевых волокон — 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[править | править код]
Крахмал[править | править код]
Крахмалы — 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 — разветвленная молекула, сделанная из нескольких тысяч глюкозных остатков (каждая цепочка из 24–30 глюкозных остатков — 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[править | править код]
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 — аналог крахмала, глюкозного полимера в растениях, иногда его называют «животный крахмал»,[14] имеет схожую структуру с амилопектином, но больше разветвлен и компактен, чем крахмал. Гликоген — 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]
Инулин[править | править код]
Инулин и инулиноподобные вещества — полимеры фруктозы. Они служат резервным углеводородом для 36 тысяч видов растений, таких как пшеница, лук, чеснок, топинамбур, цикорий.
Структурные полисахариды[править | править код]
Арабиноксиланы[править | править код]
Арабиноксиланы находятся и в главных, и во второстепенных стенках клеток растений, и они являются сополимерами двух пентозных сахаров: арабиноза и ксилоза.
Целлюлоза[править | править код]
Строительный материал растений формируется в первую очередь из целлюлозы. Дерево содержит, кроме целлюлозы, много лигнина, а бумага и хлопок — почти чистая целлюлоза. Целлюлоза — полимер 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[править | править код]
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[править | править код]
Пектины — совокупность полисахаридов, состоящих из а-1,4-связей между остатками D-галактопиранозилуроновой кислоты. Они есть во многих важнейших клеточных стенках и в недревесных частях растений.
Кислотные полисахариды[править | править код]
Кислотные полисахариды — полисахариды, содержащие карбоксильные группы, фосфатные группы и/или группы серных сложных эфиров.
Бактериальные капсульные полисахариды[править | править код]
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.
| Скорость сдвига (rpm) | Вязкость (cP) |
|---|---|
| 0.3 | 23330 |
| 0.5 | 16000 |
| 1 | 11000 |
| 2 | 5500 |
| 4 | 3250 |
| 5 | 2900 |
| 10 | 1700 |
| 20 | 900 |
| 50 | 520 |
| 100 | 310 |
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 — один из самых важных мембранных полисахаридов, играющий ключевую роль для сохранения структурной целостности клетки, а также являющийся 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 — 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 — 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[править | править код]
- ↑ Varki A., Cummings R., Esko J., Freeze H., Stanley P., Bertozzi C., Hart G., Etzler M. Essentials of glycobiology (неопр.). — Essentials of Glycobiology. — Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2nd edition, 2008. — ISBN 0-87969-770-9.
- ↑ Varki A., Cummings R., Esko J., Jessica Freeze, Hart G., Marth J. Essentials of glycobiology (неопр.). — Essentials of glycobiology. — Cold Spring Harbor Laboratory Press (англ.)русск., 1999. — ISBN 0-87969-560-9.
- ↑ IUPAC Gold Book internet edition: “homopolysaccharide (homoglycan)”.
- ↑ IUPAC Gold Book internet edition: “heteropolysaccharide (heteroglycan)”.
- ↑ Matthews, C. E.; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) Biochemistry. 3rd edition. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6
- ↑ N.A.Campbell (1996) Biology (4th edition). Benjamin Cummings NY. p.23 ISBN 0-8053-1957-3
- ↑ 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). US Department of Agriculture, National Agricultural Library and National Academy of Sciences, Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Архивировано 27 октября 2011 года.
- ↑ 1 2 Eastwood M., Kritchevsky D. Dietary fiber: how did we get where we are? (англ.) // Annu Rev Nutr (англ.)русск. : journal. — 2005. — Vol. 25. — P. 1—8. — doi:10.1146/annurev.nutr.25.121304.131658. — PMID 16011456.
- ↑ Anderson JW; Baird P; Davis RH; and others. Health benefits of dietary fiber (англ.) // Nutr Rev (англ.)русск. : journal. — 2009. — Vol. 67, no. 4. — P. 188—205. — doi:10.1111/j.1753-4887.2009.00189.x. — PMID 19335713.
- ↑ Weickert M. O., Pfeiffer A. F. Metabolic effects of dietary fiberand any other substance that consume and prevention of diabetes (англ.) // J Nutr (англ.)русск. : journal. — 2008. — Vol. 138, no. 3. — P. 439—442. — PMID 18287346.
- ↑ Dietary Benefits of Fucoidan from Sulfated Polysaccharides (недоступная ссылка). Дата обращения 16 августа 2017. Архивировано 16 августа 2017 года.
- ↑ Jones P. J., Varady K. A. Are functional foods redefining nutritional requirements? (англ.) // Appl Physiol Nutr Metab (англ.)русск. : journal. — 2008. — Vol. 33, no. 1. — P. 118—123. — doi:10.1139/H07-134. — PMID 18347661. Архивировано 27 февраля 2012 года.
- ↑ Anatomy and Physiology. Saladin, Kenneth S. McGraw-Hill, 2007.
- ↑ Animal starch. Merriam Webster. Дата обращения 11 мая 2014.
- ↑ 1 2 Campbell, Neil A.; Brad Williamson; Robin J. Heyden. Biology: Exploring Life (неопр.). — Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall, 2006. — ISBN 0-13-250882-6.
- ↑ Moses S. W., Bashan N., Gutman A. Glycogen metabolism in the normal red blood cell (англ.) // Blood (англ.)русск.. — American Society of Hematology (англ.)русск., 1972. — December (vol. 40, no. 6). — P. 836—843. — PMID 5083874. (недоступная ссылка)
- ↑ https://jeb.biologists.org/cgi/reprint/129/1/141.pdf
- ↑ Miwa I., Suzuki S. An improved quantitative assay of glycogen in erythrocytes (англ.) // Annals of Clinical Biochemistry (англ.)русск. : journal. — 2002. — November (vol. 39, no. Pt 6). — P. 612—613. — doi:10.1258/000456302760413432. — PMID 12564847.
- ↑ 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
- ↑ Viscosity of Welan Gum vs. Concentration in Water. Архивированная копия (недоступная ссылка). Дата обращения 2 октября 2009. Архивировано 18 июля 2011 года.
- ↑ Guo H., Yi W., Song J. K., Wang P. G. Current understanding on biosynthesis of microbial polysaccharides (англ.) // Curr Top Med Chem (англ.)русск. : journal. — 2008. — Vol. 8, no. 2. — P. 141—151. — doi:10.2174/156802608783378873. — PMID 18289083.
- ↑ Cornelis P (editor). Pseudomonas: Genomics and Molecular Biology (англ.). — 1st. — Caister Academic Press (англ.)русск., 2008. — ISBN 978-1-904455-19-6.
См. также[править | править код]
- Гликаны
Источник