Гомополисахариды Гетерополисахариды

Крахмал                                1) инулин

Клетчатка                    2) пектиновые вещества

Камеди

Слизи

Гомополисахариды при гидролизе дают один вид сахара,

Гетерополисахариды при гидролизе дают различные моносахариды.

 

Клетчатка (целлюлоза)

Это наиболее распространенный в природе полисахарид, составляет основную массу клеточных стенок растений.

Повторяющимся звеном в молекуле клетчатки является целлобиоза.

 Молекулярная масса целлюлозы может достигать от 1400 до 10 000 остатков глюкозы, которые соединены между собой β-1,4-гликозидными связями в линейные цепи.

Она подвергается кислотному гидролизу и при кипячении с концентрированной серной кислотой превращается в глюкозу.

 

КЛЕТЧАТКА

 

Крахмал – Amylum

Крахмал не является химически индивидуальным веществом.

Полисахариды крахмала представлены двумя веществами – амилозой (17—24 %) и амилопектином (76—83 %).

Оба полисахарида являются глюканами и образованы из альфа-глюкопиранозных остатков.

Амилоза представляет собой линейный глюкан, в котором остатки глюкана связаны гликозидными связями между С₁ и С_4. В амилозе число остатков глюкопиранозы в пределах 200—1500.

АМИЛОЗА

 

Амилопектин – разветвленный глюкан, в котором глюкозные остатки соединены гликозидными связями не только между С₁ и С₄, но и между С₁ и С₆.Амилопектин может содержать до 20 000 остатков глюкопиранозы

 

 

 

АМИЛОПЕКТИН

Крахмал образуется и запасается в виде зерен. Крахмальные зерна – это высокоорганизованные структуры, форма и размер которых специфичны для определенного вида растения. Крахмальные зерна на 96 – 98 % состоят из полисахаридов, которые сопровождаются минеральными веществами, твердыми жирными кислотами и другими веществами.

Амилопектин - в наружных слоях крахмальных зерен.

Он растворим лишь в горячей воде, образует очень вязкие растворы. Раствором йода окрашивается в крас­но-фиолетовый цвет.

Амилоза - заполняет середину крахмального зерна, растворима в теплой воде, окрашивается раствором йода в синий цвет.

 

В медицинской практике используют:

- крахмал картофельный – Amylum Solani (Solanum tuberosum)

- крахмал пшеничный – Amylum Tritici (Triticum vulgare)

- крахмал кукурузный (маисовый) – Amylum Maydis (Zea mays)

- крахмал рисовый - Amylum Orizae (Oriza sativa).

 

Применяются также продукты частичного гидролиза крахмала – декстрины (Dextrinum).

Картофельный и кукурузный крахмал – основные источники промышленного получения глюкозы.

 

 

Получение крахмала. Наиболее просто получается картофельный крах­мал. Поступившие на завод клубни картофеля сортируют и тщательно моют. Поскольку крахмальные зерна находятся в клетках паренхимы клуб­ня, необходимо разрушить клетки.

Для этой цели клубни измельчают в специальных машинах — картофельных терках, барабаны которых на своей поверхности несут пилки с косыми и прямыми зубцами.

Затем вымывают крахмал из кашки на ситах.

 Полученное крахмальное "молоко" подвергают рафинированию, т. е. о чистке от мелких примесей, которую проводят на плоских ситах, приводимых в поступательно-возвратное дви­жение ("трясунки").

 Конечной стадией является выделение крахмала из рафинированного "молока" осаждением, в отстойниках или с помощью осадочных центрифуг.

Крахмал обладает высокой плотностью (около 1,5), поэтому легко отстаивается из тонкой суспензии — крахмального "молока".

Сушку его проводят в камерных сушилках до остаточной влаги, не превы­шающей 20 %.

В зернах злаков крахмала содержится больше, чем в клубнях картофеля (например, в кукурузе до 70 %), но его получение несколько сложнее из-за белковых и других веществ, также нерастворимых в воде.

 

Инулин

Молекула инулина построена из остатков бета-фруктофуранозы, цепь которых заканчивается остатком альфа-глюкопиранозы. Молекула инулина сильно разветвлена.

 

ИНУЛИН

 

Инулин в больших количествах содержится в подземных органах растений семейства астровых (Asteraceae).

В медицинской практике используют инулинсодержащее сырье:

- корни одуванчика – Radices Taraxaci (Taraxacum officinale)

- корневища и корни девясила – Rhizomata et radices Inulae (Inula helenium)

- листья мать-и-мачехи – Folia Farfarae (Tussilago farfara)

Корни цикория и клубни топинамбура (земляной груши) являются промышленным сырьем для получения фруктозы.

 

Пектиновые вещества.

 

Составной частью пектиновых веществ является альфа-галактуроновая кислота.

Полигалактуроновая кислота сопровождается галактаном и арабаном, которые связаны ковалентными связями с кислыми фрагментами пектинов.

ПЕКТИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА

 

Карбоксильная группа каждого остатка галактуроновой кислоты может быть метоксилирована или образовывать соли с ионами Ca⁺² и Mg⁺² .

Пектиновые вещества классифицируют в зависимости от строения мономеров и степени полимеризации.

Различают:

1) пектиновые кислоты (карбоксильная группа не модифицирована)

2) пектаты (соли пектовых кислот, R=Н и СН₃)

3) пектинаты (соли пектиновых кислот, R=Me⁺ и CH₃

4) протопектины (нерастворимые в воде вещества, в которых полигалактуроновая кислота связана с целлюлозой).

Пектиновые вещества содержатся в больших количествах в плодах, клубнях и стеблях растений в виде нерастворимого протопектина. При созревании плодов и их хранении протопектин переходит в растворимые формы, при этом улучшаются вкусовые качества плодов. Растворимые пектины изначально присутствуют в соках растений.

Пектиновые вещества составляют межклеточное вещество и первичные стенки молодых растительных клеток. В бурых водорослях эту роль выполняют альгиновые кислоты.

Мономерами альгиновых кислот являются бета-маннуровая и бета-гулуроновая кислоты, связанные 1-4 гликозидными связями.

Карбоксильные группы маннуровой и гулуроновой кислот часто образуют соли с ионами Na⁺, Ca⁺² и Mg⁺².

АЛЬГИНОВАЯ КИСЛОТА

 

 В медицинской практике используют сырье:

- листья подорожника большого – Folia Plantaginis majoris (Plantago major)

- листья подорожника большого свежие – Folia Plantaginis majoris recens

- трава подорожника блошного свежая – Herba Plantaginis psyllii recens (Plantago psyllium)

- слоевища ламинарии – Thalli Laminariae (Laminaria saccharina, L. japonica)

 

Промышленным сырьем для получения пектина являются свекловичный жом, яблочные выжимки, кожура цитрусовых. Пектиновые вещества используются в текстильной и пищевой промышленности, в косметике.

 

Камеди и слизи.

 

Камеди и слизи – смеси гомо- и гетерополисахаридов и полиуронидов.

По своему химическому строению они близки между собой.

Камедь образуется у растений засушливого климата как ответная реакция на раздражение ткани и покрывает поврежденные участки при ожогах, трещинах, проколах, надрезах древесины. Эти мягкие натеки на воздухе затвердевают.

В состав камедей входят гексозы (галактоза и манноза), пентозы (арабиноза и ксилоза), метилпентозы (рамноза и фукоза), уроновые кислоты (глюкуроновая и галактуроновая). Уроновые кислоты образуют соли с ионами K⁺, Mg⁺².

В медицинской практике используют камедь трагакантовую, абрикосовую, сливовую, вишневую.

Слизи присутствуют в неповрежденных растениях и образуются в результате нормального слизистого перерождения клеточных стенок и клеточного содержимого.

Накапливаются слизи в межклетниках, в клетках и специальных вместилищах.

Различают слизи нейтральные (слизь салепа) и кислые (слизь алтея, льна, подорожника блошного). Кислотность обусловлена наличием в составе слизей уроновых кислот.

Слизи отличаются значительным содержанием пентоз. Они могут быть нейтральными, т.е. не содержать уроновых кислот.

По характеру образования слизей различают:

1) сырье с интерцеллюлярной слизью (льняное семя, блошное семя и др.) и

2)  сырье с внутриклеточной слизью (корни и листья алтея, листья мать-и-мачехи, цветки липы и др.).

 

Слизесодержащее сырье, используемое в медицинской практике:

- корни алтея – Radices Althaeae (Althaea officinalis, A. armeniaca)

- трава алтея лекарственного – Herba Althaeae officinalis

- листья мать-и-мачехи – Folia Farfarae (Tussilago farfara)

- листья подорожника большого - Folia Plantaginis majoris (Plantago major)

    - листья подорожника большого свежие – Folia Plantaginis majoris recens

- трава подорожника блошного свежая – Herba Plantaginis psyllii recens (Plantago psyllium)

- семена подорожника блошного –Semina Plantaginis psyllii (Plantago psyllium)

- семена льна – Semina Lini (Linum usitatissimum)

- цветки липы – Flores Tiliae (Tilia cordata, T. platyphyllos)

Камеди и слизи используют в бумажной, текстильной и пищевой промышленности.

Растительные камеди применяются как промышленный клей, стабилизаторы и эмульгаторы для производства искусственного волокна.

Камеди безвкусны, но некоторые из них обладают сладковатым, редко горьковатым вкусом. Если камеди чисты, без включенных загрязнений, то они не имеют запаха.

 В крепком спирте, эфире, хлороформе и других органических растворителях нерастворимы (это основное отличие от нате­ков смол и веществ типа каучука).

Являясь гидрофильными веществами, камеди растворяются в воде, об­разуя растворы, занимающие среднее положение между истинными и кол­лоидными растворами. При этом растворы камедей обладают специфичес­кими свойствами — вязкостью и клейкостью. Некоторые камеди в воде растворяются не полностью или только набухают.

Камедь продуцируют различные органы растения — корни, стволы, вет­ви (даже черешки листьев), плоды, семена.

 Камедь образуется в результате перерождения стенок клеток паренхимной ткани сердцевины и сердцевинных лучей.

Анатомическая топография у разных камеденосов разная.

 У косточковых плодовых, например, камедь может находиться как в клетках луба и сердце­винных лучей, так и в специальных полостях в паренхиме древесины и коры.

К камедям, растворимым в воде относится камедь абрикосовая.

К абрикосовой камеди близки камеди:

Сливы – Prunus domestica

Черешни – Cerasus vulgaris.

Вишневая камедь от Cerasus vulgaris относится к слабонабухающим камедям и не может заменить абрикосовую.

Камедь, близкую к гуммиарабику и абрикосовой камеди, продуцирует акация серебристая – Acacia dealbata. К этой же группе камеди следует отнести камедь лиственниц (гуммиларикс), получаемую из лиственницы сибирской (Larix sibirica).