Полисахариды

СТАЙЛАБ предлагает тест-системы для анализа полисахаридов в пищевом сырье и готовой продукции с использованием ферментативных и колориметрических методов.

Полисахариды – это макромолекулы, состоящие из остатков моносахаридов. Они присутствуют во всех живых организмах, в том числе, у бактерий. Полисахариды могут служить запасом питательных веществ, как крахмал, инулин и гликоген. Некоторые из них, к примеру, целлюлоза и хитин, обладают структурной и защитной функциями: они формируют клеточные стенки. Полисахариды присутствуют в слизях, которые предотвращают высыхание тканей и клеток, и, зачастую, обладают неприятным вкусом или содержат ядовитые вещества, что защищает растения и животных от хищников. Некоторые полисахариды являются антигенами – они способны вызывать иммунный ответ. Это используется в медицине: многие вакцины содержат именно полисахариды. Кроме того, это позволяет определять такие полисахариды методом иммуноферментного анализа.

Свойства полисахаридов зависят от того, какие моносахариды они содержат, один это моносахарид или несколько разных, от присутствия дополнительных радикалов, а также от пространственного строения молекул. Так, крахмал, гликоген и целлюлоза представляют собой полимеризованную глюкозу. Однако крахмал и гликоген состоят из α-глюкозы (являются α-глюканами), а целлюлоза – из β-глюкозы (β-глюкан), которые отличаются расположением одной из гидроксильных групп. Это различие обуславливает возможность использовать крахмал и гликоген в качестве запаса энергии. Расщепить целлюлозу значительно сложнее; на это способны только некоторые бактерии. Целлюлоза формирует клеточную стенку растительных клеток. В промышленности ее используют для изготовления тканей, бумаги, искусственного волокна, пластмасс, лаков и др. Подобными же свойствами обладает хитин – азотсодержащий полисахарид, основа клеточной стенки грибов и экзоскелета насекомых. Хитин не растворяется ни в воде, ни в серной кислоте. Из хитина производят хитозан, который затем используют в качестве кормовой добавки, а также в пищевой и косметической промышленностях и в медицине.

Для пищевой промышленности наибольшее значение имеют крахмал, гликоген, инулин, пектины и некоторые бета-глюканы. Гликоген – основной запасающий углевод животных, который также присутствует в грибах. У животных гликоген образуется из глюкозы в печени и запасается в ней и в мышцах. При необходимости быстро получить энергию гликоген гидролизуется до глюкозы. Гликоген в мышцах используется преимущественно ими же. При гидролизе гликогена печени образовавшаяся глюкоза поступает в кровь и доступна всем органам и тканям. Содержание гликогена в мясе – один из показателей, позволяющих определить видовую принадлежность животного, а также оценить, не было ли оно истощено или больно. Кроме того, гликоген и продукты его гидролиза влияют на качество мяса и мясной продукции, в особенности, колбас.

Крахмал – это смесь двух полисахаридов – амилопектина и амилозы. Это основной запасной углевод у растений. Особенно велико его содержание в картофеле и других корнеплодах, злаках, бобовых. При гидролизе под действием ферментов крахмал распадается на декстраны – короткие полимеры глюкозы, а затем на молекулы глюкозы. Крахмал используют для изготовления киселей и соусов. Он присутствует в хлебобулочных изделиях, продуктах из картофеля, кашах и других блюдах. Кроме того, в пищевой промышленности используют модифицированные крахмалы – набухающий, желирующий, окисленный и ацетилинированный. Они обладают различной способностью к набуханию, желированию, пленкообразованию и влияют на физические свойства продукцию. Помимо пищевой промышленности, крахмал используют для обработки тканей, при производстве бумаги, для изготовления обойного клейстера. В медицине крахмал применяют в качестве наполнителя для лекарств, а также как присыпку. В Российской Федерации и странах Таможенного Союза действуют ограничение на содержание модифицированных крахмалов в продуктах питания. Кроме того, анализ содержания крахмала позволяет выявить фальсификацию пищевых продуктов.

Инулин представляет собой полимер фруктозы, или фруктан. Он используется растениями в качестве запасающего вещества. Особенно высоко его содержание в корнях лопуха и одуванчика, а также в топинамбуре, агаве и цикории. Из инулина получают фруктозу, его используют в качестве пребиотика. Кроме того, он обладает сладковатым вкусом. В Российской Федерации и странах Таможенного Союза действуют «Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)», согласно которым верхний допустимый уровень потребления инулина составляет 8 г в сутки.

Пектины – еще одна группа полисахаридов, присутствующая в растениях. Большая их часть является полимерами галактуроновой кислоты, которая получается при окислении галактозы. Пектины содержатся во фруктах, корнеплодах, а также в растительных слизях и камедях. Пектины хорошо впитывают и удерживают воду, предотвращая обезвоживание растений. Эти вещества используют в пищевой промышленности в качестве загустителей, а также в медицине – как энтеросорбенты, для изготовления капсул для лекарств и в других целях. Подобным же образом применяют каррагинаны – сульфатные полисахариды, присутствующие в красных водорослях, а также агар-агар – смесь агаропектина и амилозы, содержащийся в красных и бурых водорослях.

Бета-глюканы – это группа полисахаридов, присутствующих в клеточных стенках растений, грибов и бактерий. Они обладают различным влиянием на организм человека. К примеру, β-глюканы овса снижают содержание насыщенных жиров в крови, что, в свою очередь, снижает и риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. Однако присутствие большого количества бета-глюканов в пивном сусле значительно повышает его вязкость и затрудняют фильтрование. Именно эти вещества обуславливают помутнение пива. Анализ бета-глюканов в солоде позволяет определить его качество и необходимость применения ферментов для расщепления этих веществ.