Пищевая ценность олигосахаридов и полисахаридов Биохимия

1 ответ(а)

1. 

   hubba-bubba 2018-11-03 13:15:47

   К углеводам относятся многие соединения, обладающие более сложной структурой, чем простые сахара. Большинство углеводов, встречающихся в природе, состоит из двух или более молекул сахаров. Названия различных классов углеводов показывают, из какого числа молекул простого сахара (моносахаридов) состоит молекула углевода (например, дисахариды и трисахариды), в то время как термины олигосахариды и полисахариды используются для обозначения соединений, содержащих мало или много моносахаридных фрагментов. Хотя многие полисахариды построены из гексоз, также хорошо известны полисахариды, содержащие тетрозы и пентозы.

   Классификация и распространение. У. принято делить на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

    Моносахариды являются основными строительными элементами олигосахаридов и полисахаридов. Они представляют собой бесцветные кристаллические вещества, в большинстве случаев сладкие на вкус. Моносахариды хорошо растворяются в воде и сравнительно стабильны в умеренно кислой среде.

       Олигосахариды содержат от двух до десяти остатков моносахаридов. Полисахариды являются биополимерами (макромолекулы природного происхождения, см. раздел 3.9) и содержат более десяти углеводных остатков. При катализуемом кислотами гидролизе олигосахариды и полисахариды расщепляются с образованием моносахаридов.

       Сахариды — это циклические полуацетали, производные алифатических гидроксиальдегидов или гидроксикетонов. Они делятся на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

       К олиго- и полисахаридам относятся соединения, молекулы которых построены из остатков моносахаридов, соединенных О-гликозидными связями. Разграничение олигосахаридов и полисахаридов не может быть сделано строго, поскольку природные углеводы представлены почти непрерывным рядом соединений от моносахаридов до высших полисахаридов. Однако с методической точки зрения целесообразно считать олигосахаридами соединения, содержащие до 8— 10 моносахаридных звеньев, а к полисахаридам относить более высокомолекулярные сахара. Внутри класса олигосахаридов различают в зависимости от числа моносахаридных звеньев дисахариды, трисахариды, тетрасахариды и т. д. Олигосахаридами в принятой выше несколько условной классификации можно считать соединения, при изучении которых могут быть применены обычные логические подходы и методические приемы органической химии. Так, олигосахариды, как правило, можно выделить в индивидуальном состоянии и для них возможно установление однозначной структурной формулы, в том смысле, как это принято в органической химии. Для полисахаридов, напротив, понятие индивидуального вещества заменяется понятием смеси полимергомологов с однотипной структурой макромолекул. Поэтому и структурные формулы полисахаридов носят несколько условный характер, отвечающий условности соответствующего понятия в химии высокомолекулярных соединений. Отсюда вытекает и ряд различий в методах исследования обоих классов углеводов для олигосахаридов характерны методы классической органической химии, для полисахаридов — методы химии высокомолекулярных соединений.

       Разнообразие гликолипидов обусловлено варьированием их липидного и углеводного фрагмента. Они могут быть производными глицеридов, диольных липидов, сфинголипидов, а их углеводную часть составляют моносахариды, олигосахариды и полисахариды различной структуры — в последнем случае вариантов, конечно же, очень много, что и обеспечивает их иммунную способность.

       Перед буквенным обозначением остатка углевода ставится знак а или р, показывающий принадлежность полисахарида к а- или р-форме. После буквенного обозначения помещают символ р, соответствующий пиранозной форме моносахарида, или f, обозначающий фуранозную форму моносахарида. Символы соединяют стрелками и цифрами, показывающими связь между остатками моноз. В случаях, когда не установлен порядок соединения остатков моносахаридов, их символы соединяют пунктирной линией. Примеры записи сокращенной структурной формулы олигосахаридов и полисахаридов приведены ниже.

       Олигосахариды и полисахариды являются полимерами (поли-конденсатами), в которых моносахаридные звенья соединены гли-козидными связями, чаще всего по положениям 1,4 или 1,6. Олигосахариды при гидролизе дают несколько молекул моносахаридов, полисахариды — множество таких молекул. Обычно мономерным звеном в природных полимерах служат остатки Д-глюкозы. Большинство других олиго- и полисахаридов, находимых в природе, также построены из моносахаридов С-ряда. Хотя для несложных олигосахаридов можно построить систематические названия, однако обычно используют тривиальные.

       В зависимости от величины молекул, а также и по физическим свойствам углеводы подразделяют на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

       Все олигосахариды и полисахариды, в том числе и дисахариды с большей или меньшей легкостью подвергаются гидролизу в кислой среде, в результате чего получается смесь моносахаридов. Этот факт указывает.

       Все углеводы можно разделить на моносахариды, дисахариды (или олигосахариды) и полисахариды.

       Сложными называют такие сахара, которые при гидролизе удается расщепить на более простые сахара, или моносахариды. В зависимости от количества молекул моносахаридов, получающихся при гидролизе сложного сахара, различают олигосахариды и полисахариды.

       Класс углеводов включает соединения, очень разнообразные По типу, начиная от низкомолекулярных веществ, содержащих всего несколько атомов углерода, и кончая соединениями с огромным молекулярным весом, достигающим нескольких миллионов. В соответствии с этим и решение отдельных задач, приемы, методы и сама логика исследования могут сильно различаться в зависимости от того, с каким типом углеводов приходится иметь дело. По этой причине при любом изложении основ химии углеводов следует предусмотреть разделение материала в соответствии с целесообразной классификацией. Все углеводы, известные до настоящего времени как природные или синтетические соединения, следует прежде всего разделить на три больших класса — моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Это деление, хотя и основывается на формальных признаках, имеет глубокий принципиальный и методический смысл. 

       Согласно принятой в настоящее время классификации, углеводы подразделяются на три основные группы моносахариды, олигосахариды и полисахариды. 

       Образование гликозидов не ограничено только случаями реакции моносахаридов со спиртами или фенолами. Гликозидные связи могут возникать также и между гидроксильными группами двух или нескольких моносахаридов, что приводит к образованию олигосахаридов и полисахаридов. 

       Наряду с моносахаридами и полисахаридами имеется еще один промежуточный класс углеводов, получивший название олигосахаридов. Олигосахариды содержат небольшие цепи, состояш,ие из нескольких моносахаридных звеньев, построенные по тому же типу, что и цепи полисахаридов. Естественно, что разделение олигосахаридов и полисахаридов достаточно условно. Обычно соединения, содержащие 2—5 звеньев, принято называть низшими олигосахаридами, а соединения, содержащие от шести до десяти звеньев,— высшими олигосахаридами, что отличает их от полисахаридов, имеющих большее число моносахаридных звеньев. 

       Наряду с ферментативной деструкцией реакция кислотного гидролиза является наиболее важной и типичной реакцией деструкции гликозидов, дисахаридов, олигосахаридов и полисахаридов. Гидролиз полисахаридов древесины — целлюлозы и полиоз — проводят в технических процессах и при анализе древесины. При варке и отбелке целлюлозы в кислой среде гидролитическое воздействие нежелательно, а при осахаривании древесины для получения высокого выхода глюкозы требуется полный гидролиз целлюлозы

       Наибольшее число синтезов полисахаридов выполнено первым путем. Как правило, эти синтезы основываются на поликонденсации свободных сахаров под влиянием кислых агентов, т. е. путем образования гликозидных связей по реакции, аналогичной синтезу гликозидов по Фишеру. Обработка концентрированных водных растворов моносахаридов кислотами (кислотная реверсия)  приводит к олигосахаридам и полисахаридам низкого молекулярного веса поликонденсация в твердой фазе в присутствии газообразного хлористого водорода или фосфорной кисло-дает полисахариды с весьма высоким молекулярным весом (до 10 ). Была использована также поликонденсация в неводных средах — в растворе диметилсульфоксида в расплаве сахаров с катионитами и другие приемы. С той же целью применяют термическую поликонденсацию ангидридов гексоз, протекающую с образованием гликозидных связей между моносахаридными звеньями , а также поликонденсацию гликозилфторидов в присутствии пиридина . 

       Класс углеводов включает моносахариды, олигосахариды и полисахариды, а также вещества, получающиеся из моносахаридов при удалении карбонильной группы, при окислении одной или более терминальных групп в карбоновые кислоты или при замене одной или более гидроксильных групп атомом водорода, аминогруппой, тиольной группой или подобными гетероатомными группами. 

       Углеводы включают соединения, начиная от низкомолекулярных, содержащих всего несколько атомов углерода, до веществ, молекулярная масса которых достигает нескольких миллионов. Их делят на три класса в зависимости от числа остатков сахаров моносахариды, олигосахариды и полисахариды. 

       В углеводах целесообразно выделить три самостоятельных класса моносахариды, олигосахариды и полисахариды. 

       Итак, синтез природных углеводных структур и их ближайших аналогов. В первую очередь, это синтез моносахаридов, природных гликозидов, олигосахаридов и полисахаридов. Олиго- и полисахариды, как мы помним, построены из остатков моносахаридов, соединенных 0-гликозидными связями. В природных гликозидах тем же типом связи моносахаридные остатки соединены с неуглеводными аглнконами. Поэтому в синтезе олиго- и полисахаридов или гликозидов задача химика сводится в конечном итоге к тому, чтобы соединить моносахаридные остатки друг с другом или с агликоном гликозидными связями.

       Гидроксил у аномерного атома С (его называют аномерным, гликозидным, или полуацетальным) значительно отличается от прочих групп ОН повьпп. склонностью к р-циям нуклеоф. замещения. Его обмен иа остатки спиртов приводит к образованию гликозидов. Если спиртовой компонентой гликозида (агликоном) служит др. молекула М., образуются олигосахариды и полисахариды. При кипячении М. с большим избытком низшего спирта в присут. к-т (метод Фишера) образуется смесь изомерных глико-зндов, соответствующих разным таутомерным формам М.

       Основное количество неспецифических органических веществ носту-нает в ночвы с растительным онадом и остатками корневой системы растений. Среди неснецифических органических веществ, поступающих в почву с остатками растительного ироисхождепия, преобладают углеводы, лигнин, белки и липиды. Общее содержание углеводов в почвах колеблется от 5 до 30 % от общего количества органических веществ, но их преобладающая часть находится в связанной форме. Углеводы входят в состав гумусовых кислот и гумипа. Углеводы, не связанные с гумусовыми кислотами, активно участвуют в химических превращениях. Они образуют комплексные соединения с ионами тяжелых металлов, вступают во взаимодействие с глинистыми минералами или подвергаются процессам минерализации. В почвах встречаются представители всех классов углеводов моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Последние составляют главную массу углеводов во всех органических остатках и наиболее устойчивы в ночвах. Среди важнейших полисахаридов, встречающихся в почвах, следует назвать целлюлозу, крахмал, хитип. 

       Четкую границу между олигосахаридами и полисахаридами провести трудно обычно к полисахаридам относят вещества, содержащие более десяти моносахаридных звеньев. Соединения, молекулы которых состоят из 5—15 моносахаридных звеньев, редко встречаются в природе. Обычно в состав полисахаридов входит 80—100 моносахаридных звеньев известно лищь несколько полисахаридов, содержащих 25—75 моносахаридных остатков. Известны также некоторые полисахариды, в состав которых входит более ста моносахаридных остатков например, нативная целлюлоза содержит в среднем 3000 таких остатков. Полисахариды существуют в виде смесей полимергомологов, а не в виде набора дискретных макромолекул с одной и той же молекулярной массой.