Крахмал. Инулин. Камеди. Пектины. Строение молекул, физико-химические свойства, использование; ЛР – источники БАВ.

Крахмал является запасным полисахаридом растений, накапливающимся в форме зерен и состоящим из амилозы (17-24%) и амилопектина (76-83%). Оба из них являются 1,4-α-глюканами. Амилопектин сосредоточен в наружных слоях крахмальных зерен, а амилоза составляет середину их. Амилоза – линейный глюкан, где остатки глюкозы соединены 1,4-связями; амилоза легко растворима в воде и дает растворы с невысокой вязкостью. Амилопектин – разветвленный глюкан, где остатки глюкозы соединены как 1,4-, так и 1,6-связями; он растворим только в горячей воде и дает вязкие растворы (клейстер). Йод окрашивает амилозу в синий цвет, а амилопектин – в фиолетовый.

По физико-химическим свойствам крахмальные зерна не является индивидуальным веществом; кроме углеводов (96%) они содержат еще минеральные вещества (0,7%), жирные кислоты (0,6%). Крахмал нерастворим в холодной воде, спирте, эфире. Он подвержен ферментативному и кислотному гидролизу с образованием декстринов и конечного продукта – глюкозы. При набухании в горячей воде зерна крахмала лопаются и образуют клейстер. Однако у крахмальных зерен гороха, где 60-70% составляет амилоза, этого не происходит и клейстер почти совсем не образуется.

Применение. Крахмал используется в медицинской практике в качестве присыпки, компоненов таблеток, мазей, а декстрин – для приготовления эмульсий. Крахмал используется также как обволакивающее средство при воспалительных процессах в желудочно-кишечном тракте. Усиливает секрецию инсулина, снижает содержание холестерина, усиливает синтез рибофлавина кишечными бактериями и обмен желчных кислот, угнетает активность трипсина (за счет комплек-сообразования с белками).

Инулин – высокомолекулярный фруктозан, состоящий из 34-35 остатков фруктозы, соединенных 1-2-С-связями, но заканчивается цепь остатком α-D-глюкопиранозы. В растениях выполняет функцию запасного вещества. Инулином богаты подземные органы растений сем. Asteraceae: корни одуванчика (40%), топинамбура (20%), цикория (10%), а также представитенли сем. Violaceae, Campanulaceae, Liliaceae.

Физико-химические свойства: инулин легко растворяется в теплой воде, образуя коллоидный раствор. Осаждается крепким спиртом, оснóвным ацетатом свинца, не окрашивается йодом, с парами HCl дает пурпурную окраску, а с резорцином в присутствии концентрированной HCl и раствором бензидина в ледяной уксусной кислоте дает красное окрашивание. При кислотном гидролизе образуется фруктоза (и небольшое количество глюкозы). В медицине используется в качестве гипогликемического средства.

Кáмеди − экссудативные продукты, образующие натеки на трещинах в коре стволов, ветвей. Первоначально мягкие и вязкие, они затем твердеют. Камеди безвкусны, не растворимы в органических растворителях (в отличие от смол и веществ каучуковой природы). Гидрофильны и могут растворяться в воде, образуя растворы, занимающие промежуточное положение между истинными и коллоидными растворами. Растворы камедей обладают вязкостью, клейкостью и набухаемостью. По растворимости в воде подразделяются на три группы:

а) арабиновые – полностью растворимые в воде;

б) бассориновые – частично растворимые в воде;

в) цезариновые – не растворимые в холодной воде, но частично растворимые и набухающие при кипячении.

По химическим свойствам камеди подразделяют на: кислые (из-за глю-куроновых и галактуроновых кислот, либо сульфатных групп) и нейтральные (являющиеся в основном глюко- и галактоманнанами).

По химическому составу камеди – главным образом, гексозаны (в отличие от слизей, у которых преобладают пентозаны).

Камеди образуются в основном растениями засушливого климата, относящимся к семействам Fabaceae, Rosaceae, Liliaceae. Например, камедь трагаканта (Gummi Tragacanthae из Astragalus microcephalus Wild.), камедь абрикоса (Gummi Armeniacae из Armeniaca vulgaris Lam.).

В медицине камеди используют в качестве эмульгаторов, киселей.

Пектиновые вещества – полимеры, состоящие из остатков D-галактуроновой кислоты, связанных между 1 и 4 С-атомами гликозидными связями. Кроме галактуроновой кислоты в пектиновых веществах присут-ствуют нейтральные полисахариды – арабинаны, галактаны, связанные с кислыми фрагментами пектинов ковалентными связями.

Пектиновые вещества подразделяют на:

– пектовые кислоты (R = H);

– пектаты (R = Me+: обычно Ca2+);

– пектины, или пектиновые кислоты (R = H и СН3);

– пектинаты (R = Me+ и СН3).

При действии на пектин разбавленных щелочей или фермента пектазы метоксильные группы легко отщепляются и образуются метиловый спирт и свободная полигалактуроновая кислота.

Важным свойством пектинов является их способность давать гели в кислой среде в присутствии сахара. Благодаря наличию свободных карбоксильных групп коллоидные частицы несут высокий отрицательный заряд и способны осаждаться ионами металлов, образуя пектинаты (соли пектиновых кислот) и пектаты (соли пектовых кислот). На этом основано использование пектиновых веществ при отравлении солями тяжелых металлов с целью их детоксикации и выведения из организма.

Пектины нерастворимы в спиртах и органических растворителях.

В растениях пектиновые вещества присутствуют в виде нерастворимого протопектина. Это полимер метоксилированной полигалактуроновой кислоты с галактаном и арабаном клеточной стенки и иногда с остатками рамнозы. Цепочки полиуронида соединены между собой ионами Са2+ и Mg2+. Протопектин в больших количествах содержится в незрелых плодах яблони, груши, придавая им жесткость. При созревании происходит частичная деполимеризация полиуронидных цепей, и протопектин пере-ходит в пектин.

Пектиновые вещества используют для приготовления кровоостанавливающих препаратов, для снижения токсичности салицилатов, антибиотиков, обладают антисклеротической, противовоспалительной активностью, их желеобразующая способность используется в кондитерском производстве. В промышленности пектин получают из свеклы (где содержание их до 25%), а также из корки плодов цитрусовых.