Гликозиды

О - Гликозиды

Гликозиды широко распространены в растениях. Например, свыше 800 растений из более чем 70 семейств синтезируют цианогенные глмкозиды. Они представляют собой гликозиды (в большинстве случаев β – D – глюкозиды) циангидринов карбонильных соединений. В семенах льна содержится линамарин – глюкозид циангидрина ацетона:

В косточковых плодах персика, абрикоса, вишни, в листьях черемухи, лавровишни присутствует гликозид амигдалин. Путем изучения гидролиза амигдалина установлено, что в его молекуле бензальдегид и синильная кислота связаны по ипу циангидринов (оксинитрилов). Две молекулы глюкозы входят в молекулу амигдалина в виде дисахарида генциобиозы. В генциобиозе глюкозные остатки связаны при помощи 1,6 – β – глюкозидной связи. Остаток генциобиозы соединен с остатком бензальдегидциангидрина через β – гликозидную связь:

Биосинтез и накопление цианогенных гликозидов в растениях редставляет собой их защитное приспособление от поедания травоядными животными.

Гликозиды циангидринов опасны для насекомых, теплокровных животных, в том числе для человека. Растительные ткани содержат ферменты, гидролизующие цианогенные гликозиды до углевода, карбонильного соединения и высокотоксичной синильной кислоты. В целых живущих клетках эти ферменты отделены от своих субстратов. Например, под влиянием фермента эмульсина амигдалин расщепляется до бензальдегида, глюкозы и синильной кислоты. Семена миндаля и абрикоса содержат 3 и 2% амигдалина соответственно, и нередки случаи отравления ими.

Некоторые О–гликозиды применяются в медицине, наприер, группа сердечных гликозидов. Они положительно влияют на работу сердечной мышцы. Строение сердечных гликозидов очень сложное. При гидролизе на несколько молекул простых сахаров (специфических для этих гликозидов дезоксисахаров: β–D–дигитоксоза, β–D–цимароза, β–D–дигиноза и других; и широко распространенных – глюкоза) и специфичный агликон стероидной природы.

Ценным сырьевым источником для получения сердечных гликозидов служат растения: наперстянка, строфанта, ландыш майский, желтушник. В настоящее время известно около пяти сотен сердечных гликозидов, которые найдены в двух десятках семейств растений.

N – гликозиды

N-гликозиды имеют связь , т.е. в этих соединениях компоненты связаны через атом азота. N-гликозиды играют чрезвычайно важную роль в биохимических процессах у растений и животных. N-гликозидами являются молекулы нуклеозидов из которых построены нуклеотиды – мономеры из которых формируются нуклеиновые кислоты.

Имеется два типа нуклеиновых кислот, различающихся тем, какой сахар входит в их состав: рибоза или дезоксирибоза. В первом случае кислота называется рибонуклеиновой – РНК, во втором – дезоксирибонуклеиновой – ДНК.

В нуклеозидах первый атом пентозы (рибозы или дезоксирибозы) связан N-гликозидной связью с первым атомом азота в пиримидиновых основаниях (тимин, цитозин, урацил) или девятым атомом азота в пуриновых (аденин, гуанин).

Нуклеотид состоит из нуклеозида и остатка фосфорной кислоты, связанной с углеродом пентозы. Например, нуклеотид аденозинмонофосфат (АМФ) может связываться с одним или двумя остатками фосфорной кислоты и переходить соответственно в аденозиндифосфат (АДФ) или аденозинтрифосфат (АТФ).

АДФ, АТФ и АМФ играют особо важную роль в биологических проявлениях обмена веществ, в частности, в процессах дыхания и брожения.

S - гликозиды

Тиогликозиды характерны для растений семейства крестоцветных, к которым относятся, например, капуста, хрен, редька, горчица, репа и дригие. Часто втречается синигрин:

4.3 Реакции брожения

Одно из важных свойств моносахаридов – это реакции брожения. Фактически они являются биохимическими реакциями. Это важные внутриклеточные процессы многих организмов. Широко используются реакции брожения в химической технологии и в лабораторной практике.

Большинство углеводов под действием ферментов внутриклеточно, образуют пировиноградную кислоту и аденозинтрифосфат. Затем, в зависимости от природы микроорганизма, поставляющего определенный набор ферментов, пировиноградная кислота превращается в тот конечный продукт, который соответствует каталитическим возможностям данного комплекта энзимов.

По продуктам брожения различают следующие основные виды: спиртовое, молочнокислое, пропионовокислое, маслянокислое. Наибольшее значение имеет процесс спиртового брожения. Типичными микроорганизмами спиртового брожения являются дрожжи рода Saccharomyces.

Процесс превращения гексоз в этиловый спирт сложен. Суммарно он выражается уравнением:

Кроме основного продукта брожения – этилового спирта и углекислого газа, в незначительном количестве образуются и другие вещества, например, амиловый, изоамиловый, бутиловый, глицерин и другие спирты, уксусная, янтарная, лимонная кислоты, уксусный альдегид и другие соединения. От присутствия этих соединений зависит специфический аромат вина, пива и других спиртовых напитков.

Их моносахаридов наиболее легко сбраживаются глюкоза и фруктоза, медленнее – мониоза, еще медленнее – галактоза. Пентозы дрожжами не сбраживаются. Из дисахаридов для спиртового брожения используют сахарозу и мальтозу. Эти дисахариды сбраживаются после предварительного гидролиза на составляющие их моносахариды соответственно ферментами α – глюкозидазой и β – фруктофуранозидазой дрожжей. В присутствии кислорода спиртовое брожение прекращается (эффект Пастера). Дрожжи получают энергию, необходимую для их жизнедеятельности, путем кислородного дыхания.

Спиртовое брожение лежит в основе виноделия, пивоварения, хлебопечения, производства этилового спирта и глицерина. Совместно с молочнокислым брожением оно участвует в получении кефира, кумыса, квашении овощей. Самопроизвольно возникающее спиртовое брожение в сахаросодержащих продуктах приводит к порче – забраживанию.

Молочнокислое брожение – это процесс превращения глюкозы в молочную кислоту, возбудителями являются молочнокислые бактерии. Различают гомоферментативное молочнокислое брожение – продуктами распада глюкозы являются две молекулы молочной кислоты:

и гетероферментативное, приводящее к образованию из одной молекулы глюкозы одной молекулы молочной кислоты, СО₂ и этанола:

Это брожение считается основным в производстве кисломолочных продуктов, квашенных овощей. Молочнокислые бактерии используют при изготовлении хлеба, некоторых сортов колбас, в процессе созревания слабосоленой рыбы и т.д., а также для промышленного получения молочной кислоты, которую применяют в консервной и кондитерской промышленности, в производстве безалкогольных напитков. Самопроизвольно возникающее молочнокислое брожение вызывает порчу некоторых продуктов (молоко, вино, пиво, безалкогольные напитки и др.): прокисание, помутнение, ослизнение и др.

Маслянокислое брожение представляет собой процесс превращения углеводов анаэробными маслянокислыми бактериями в масляную кислоту, углекислый газ и водород:

Его используют для производства масляной кислоты. Эфиры масляной кислоты отличаются приятным ароматом и находят применение в качестве ароматических веществ при изготовлении безалкогольных напитков, в кондитерской и парфюмерной промышленности.

Маслянокислое брожение часто приносит значительный ущерб народному хозяйству. Возбудители этого процесса могут вызвать массовую порчу картофеля и овощей, вспучивание сыров, порчу консервов, прогоркание молока, муки и др. Продовольственные товары приобретают неприятный запах и горький вкус.

Пропионовокислое брожение – это процесс превращения сахара или молочной кислоты и её солей пропионовокислыми бактериями в пропионовую и уксусную кислоты с выделением углекислого газа и воды.

Пропионовокислое брожение имеет важное значение в процессе созревания сыров. Наличие в сыре пропионовой и уксусной кислот обуславливают его своеобразный острый вкус и запах, а выделение углекислого газа вызывает образование сырных «глазков» - пустот.

Пропионовая кислота и ее соли являются ингибиторами плесневения некоторых продуктов.

Уксуснокислое брожение – это окисление уксуснокислыми бактериями этилового спирта в уксусную кислоту.

На уксуснокислом брожении основано промышленное получение пищевого уксуса. Самопроизвольное развитие уксуснокислых бактерий в вине, пиве, безалкогольных напитках и других продуктах приводит их к прокисанию, помутнению, ослизнению. Они являются вредителями спиртового, пивоваренного, дрожжевого, хлебопекарного, консервного и других производств.

Лимоннокислое брожение – это процесс окисления сахара плесневыми грибами в лимонную кислоту:

На данном биохимическом процессе основано промышленное производство лимонной кислоты, которая широко используется в кондитерской и ликеро – водочной промышленности, производстве безалкогольных напитков, сиропов, в кулинарии и медицине.

Лимонная кислота является важным продуктом обмена веществ в живых организмах. Используется в фармацевтической промышленности как компонент многих лекарственных средств, поскольку цитрат натрия является антикоагулянтом:

Дата добавления: 2015-07-13