Высшие полисахариды и их свойства

Степень сладости сахаров определяют органолептически. Для таких определений пользуются чистыми растворами сахаров точной концентрации. Перед испытанием в небольшой стакан вносят 10 мл раствора определенной концентрации, затем берут его в рот на 10 с и отмечают вкусовые ощущения.

Стахиоза - тетрасахарид, молекула его состоит из остатков глюкозы, фруктозы и двух остатков галактозы, находится в семенах бобовых, сахар не восстанавливающий, сладковатый на вкус.

Она широко распространена в природе, в некоторых растениях она может накапливаться в больших количествах: в сахарной свекле - до 24 %, в сахарном тростнике - до 26%, в бананах до 13 %, в сливах - до 9%, в яблоках - до 5,5%. У нас сахар получают из сахарной свеклы, в тропических и субтропических странах - из сахарного тростника. Хорошо очищенный сахар содержит 99,85% сахарозы.

На свойстве лактозы превращается в молочную кислоту основано получение кисломолочных продуктов.

Мальтоза интенсивно образуется из крахмала при прорастании зерна, при этом в зерне накапливается фермент амилаза, под действием которого осахаривается богатое крахмалом сырье (картофель, зерно) фермента амилаза. Зерно проращивают специально для получения солода, применяемого при производстве пива, этилового спирта, браги, кваса и др. продуктов.

Мальтоза сбраживается дрожжами, гигроскопична.

Лактоза (молочный сахар) входит в состав молока млекопитающих. Содержание лактозы в коровьем молоке - 4,7%, в козьем - 4,5%, овечьем - 4,0%, кумысе - 6,5%. Молекула лактозы состоит из остатков глюкозы и галактозы. Она обладает восстанавливающими свойствами, так как в ней имеется один свободный гликозидный гидроксил.

Водные растворы лактозы склонны к потемнению, что затрудняет получение молочных консервов, так как при повышенных температурах лактоза подвергается карамелизации, а продукт при этом приобретает коричневый цвет и специфический привкус.

Под влиянием молочнокислых бактерий лактоза сбраживается в молочную кислоту:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О --------- 4 СН₃СНОН - СООН.

Пивными дрожжами лактоза сбраживается с образованием спирта.

Целлобиоза получается при неполном гидролизе клетчатки, состоит из двух остатков глюкозы, почти не сладкая, в организме человека не усваивается, обладает восстанавливающими свойствами.

Сахароза (свекловичный, тростниковый сахар) состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы. Сахароза не обладает восстанавливающими свойствами, так как у нее отсутствуют свободный гликозидный гидроксил ( так как гликозидная связь образуется с участием обоих полуацетальных (гликозидных) гидроксилов молекул – первый атом углерода глюкозы соединен кислородным мостиком со вторым углеродным атомом фруктозы).

Из сахарной свеклы сахарозу получают извлечением ее водой, очисткой водного раствора от сопутствующих веществ, концентрированием раствора и последующей ее кристаллизацией.

Сахароза при гидролизе ферментом инвертазой или при нагревании с кислотами гидролизуется (инвертируется) с образованием равных количеств глюкозы и фруктозы. Смесь равных количеств глюкозы и фруктозы после гидролиза называется инвертным сахаром. Инвертный сахар более сладкий, чем сахароза, менее способен к кристализации, очень гигроскопичен, обладает восстанавливающими свойствами. Он вводится в состав многих кондитерских изделий (варенья, мармелада, повидла, помадной массы) для предупреждения засахаривания, в тесто - для замедления черствения хлеба.

Сахароза не сбраживается непосредственно дрожжами, но под действием фермента инвертазы превращается в глюкозу и фруктозу, которые сбраживаются.

Трегалоза (грибной сахар, микоза) содержится в пекарских дрожжах, грибах, некоторых водорослях. Она состоит из двух остатков глюкозы, связанных a-1,1 гликозидной связью. В этом случае обе молекулы глюкозы теряют свои глюкозидные гидроксилы и поэтому трегалоза не имеют восстанавливающих свойств. Трегалоза сбраживается большинством дрожжей.

Трисахариды построены из остатков трех молекул моносахаров.

Рафиноза – трисахарид, молекула которого состоит из остатков глюкозы, фруктозы и галактозы. Находится в сахарной свекле, семенах хлопчатника, сои, гороха. При производстве свекловичного сахара рафиноза переходит в побочный продукт, называемый мелассой. Содержание рафинозы в сахарной свекле составляет от 0,2 до 1% из расчета на сахарозу. В процессе хранения свеклы содержание рафинозы в свекле увеличивается.

Рафиноза не содержит свободного гликозидного гидроксила и не обладает восстанавливающими свойствами. При кислотном гидролизе из рафинозы образуется глюкоза, фруктоза, галактоза.

С₁₈Н₃₂О₁₆+2Н₂О-------С₆Н₁₂О₆+С₆Н₁₂О₆+ С₆Н₁₂О₆

Под действием фермента сахаразы от рафинозы отщепляется фруктоза и остается дисахарид мелибиоза (С₁₂Н₂₂О₁₁).

Трифруктозан находится в ржаной муке, состоит из трех остатков фруктозы.

Химическое строение моно- и олигосахаридов определяет их потребительские свойства такие, как сладость, гигроскопичность, усвояемость.Сахара обладают неодинаковой сладостью. Минимальное количество сахара, дающее ощущение сладкого вкуса составляет: для фруктозы - 0,25 %, сахарозы - 0,38 %, глюкозы - 0,55 %. Если сладость сахарозы принять за 100, то сладость фруктозы составляет 173, инвертного сахара - 130, глюкозы - 74, сорбозы – 48, ксилозы - 40 мальтозы, рамнозы, галактозы - 32, рафинозы – 23, лактозы - 16. Степень сладости сахаров зависит от температуры раствора и концентрации сахара в нем. Так, при 18 ⁰С 5 % раствор фруктозы слаще в 13 раз такого же раствора сахарозы и в 2,4 раза глюкозы; при 40 ⁰С сладость фруктозы и сахарозы одинаково и глюкозы почти в 2 раза меньше.

Гигроскопичность сахаров различна. Химически чистая глюкоза и сахароза практически негигроскопичны. Большой гигроскопичностью обладают мальтоза, фруктоза, инвертный сахар. Это свойство учитывают при изготовлении продуктов. Например, сахаром-песком обсыпают карамель для предохранения ее от увлажнения, так как в состав карамельной массы входит инвертный сахар.

Молекулы высших полисахаридов состоят из сотен и тысяч остатков молекул моносахаридов. В группу полисахаридов входят гексозаны (С₆Н₁₀О₅)_n, образованные остатками гексоз, и пентозаны (С₅Н₈О₄)_n , образованные остатками пентоз. К гексозанам относятся крахмал, гликоген, инулин, целлюлоза, галактан, маннан, к пектозанам - арабан и ксилан. Полисахариды галактан, маннан, арабан и ксилан объединяются в группу гемицеллюлоз. Эти полисахариды можно рассматривать как ангидриды моносахаридов, построенных из остатков одного какого-либо моносахарида (гомополисахариды), или остатков различных моносахаридов и их производных (гетерополисахариды). Остатки моносахаридов связаны между собой гликозидными связями в длинные разветвленные или неразветвленные цепи. Все несахароподобные полисахариды гидролизуются кислотами до моносахаридов.

Высшие полисахариды, или полисахариды второго порядка встречаются преимущественно в растениях. Некоторые из них (целлюлоза, гемицеллюлозы, протопектин) образуют в растениях опорные ткани, и как правило, являются неусваиваемыми, хотя очень важными, как пищевые волокна, в нормальной жизнедеятельности человеческого организма. Другие полисахариды (крахмал, инулин) служат в растениях запасными веществами. Полисахариды гликоген, называемый животным крахмалом в организме человека и животных является запасным веществом, а хитин у некоторых насекомых служит структурным компонентом.Полисахариды, присутствующие в пищевых продуктах, выполняют важную роль в обеспечении их качества и структуры – твердости, хрупкости, плотности, загустевания, вязкости, липкости, или гелеобразующей способности. Именно благодаря полисахаридам образуется в большинстве случаев структура пищевого продукта – мягкая или хрупкая. Набухшая или гелеобразная.

Дата добавления: 2015-07-13