Лактоза биологическая роль


Лактоза биологическая роль

Лактоза – это дисахарид – углевод, молекула которого состоит из остатков молекул двух моносахаридов – глюкозы и галактозы. Этот природный сахар содержится исключительно в животном молоке, поэтому имеет название «молочный сахар». Расщепление (гидролиз) лактозы происходит с участием фермента лактазы, который вырабатывается организмом и необходим для усвоения лактозы и соответственно, молочных продуктов (прежде всего молока). В кисломолочных продуктах лактоза содержится в меньших количествах, поскольку в процессе брожения частично превращается в молочную кислоту.

Лактоза сама по себе – чрезвычайно полезное вещество. Это источник энергии, мощный стимулятор нервной системы, субстрат для размножения и развития полезной микрофлоры, и прежде всего, лактобацилл и бифидобактерий, предотвращающих гнилостные процессы в кишечнике. Лактоза нормализует кальциевый обмен в организме, препятствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний. Вредной она может быть только при неспособности организма ее усвоить, переварить, расщепить. Такое состояние возможно при недостаточности фермента лактазы.


Лактазу  вырабатывает нормальная микрофлора тонкого кишечника: непатогенные кишечные палочки, лакто- и бифидобактерии. У некоторых людей фермент лактаза или не производится совсем, или в недостаточном количестве, и лактоза не усваивается, остается в кишечнике и вызывает нарушения в работе пищеварительной системы — диарею, боли, тошноту и рвоту после употребления молочных продуктов.  Кроме того, кишечные бактерии вызывают брожение молочного сахара, в результате чего происходит вздутие живота. Непереносимость лактозы (гиполактазия)  по сути принципиально отличается от другого вида непереносимости молока – аллергии на молочный белок казеин, и эти два вида патологии нельзя путать

Лактозу получают из молочной сыворотки простым выпариванием. Применяют ее для приготовления питательных сред, например при производстве пенициллина, в качестве наполнителя в фармацевтической промышленности, широко используют в пищевой промышленности в качестве необходимого компонента в процессе производства многих продуктов питания — колбас, хлеба, мороженого, выпечки, шоколада, джемов и т.д. Из лактозы получают лактулозу — ценный препарат для лечения кишечных расстройств — запоров, дисбактериозов и других нарушений работы ЖКТ.

См. также: «Мне нельзя лактозу»

Источник: shop.soyka.ru

Что это за вещество


Лактоза (от лат. lac «молоко») – углевод группы дисахаридов, который содержится в молоке и молочных продуктах. Неофициальное название этого элемента – «молочный сахар». Чистая лактоза представлена белым кристаллическим порошком, не имеющим запаха. Он хорошо растворяется в воде.

Польза и влияние лактозы на организм

Сейчас модно утверждать, что в этом веществе нет особой пользы, скорее, наоборот, один вред, поэтому предпочтительнее заменить его растительными аналогами. Это не совсем так. Заменить можно, но нужно ли?

Биологическую пользу этого вещества трудно переоценить. Благотворное воздействие лактозы на человеческий организм заключается в следующих ее свойствах:

  • этот компонент нормализует кальциевый обмен;
  • укрепляет иммунитет (одна из основных функций лактозы – выработка антител);
  • снижает риск развития онкологических заболеваний;
  • ускоряет метаболизм;
  • стимулирует работу нервной системы;
  • выступает в качестве профилактики катаракты;
  • обладает заживляющим эффектом;
  • снижает вероятность развития кардиологических болезней;
  • полезен для больных диабетом, так как у лактозы гликемический индекс почти вдвое ниже, чем у глюкозы;
  • стабилизирует работу кишечника;
  • способствует лучшему усвоению аскорбиновой кислоты.

В каких продуктах содержится лактоза

Концентрация этого вещества особенно высока в следующих продуктах:

  • коровье молоко;
  • козье молоко (в отличие от коровьего, в козьем молоке лактоза обнаружена в следовых количествах);
  • сливки;
  • творог;
  • йогурт;
  • пахта;
  • мягкий сыр;
  • мороженое;
  • сливочное масло;
  • крема на основе яиц и молока.

Лактоза биологическая роль

Этим список продуктов с содержанием лактозы не ограничивается. Она присутствует не только в молочных изделиях и молоке. Дисахариды разных групп часто используются в качестве подсластителя при изготовлении следующей продукции:

  • маргарин;
  • чипсы;
  • хлеб;
  • горький шоколад;
  • печенье;
  • мармелад;
  • горчица.

Кроме того, сложный дисахарид содержится во многих лекарственных препаратах, таких как:

  • «Энап»;
  • «Гастал»;
  • «Но-шпа»;
  • «Лопедиум».

Чем вредна лактоза для организма человека

Возможный вред лактозы для организма заключается в том, что при чрезмерном употреблении молока наблюдается стремительный выброс инсулина в кровь. Это, в свою очередь, стимулирует выработку сала в сальных железах, что приводит к развитию угревой сыпи.

Также лактоза способна нанести вред здоровью людей с непереносимостью этого компонента.

Непереносимость лактозы


Несмотря на довольно обширный список полезных свойств лактозы и ее широкое применение в лечебных и профилактических целях, существует категория людей, которым она приносит больше вреда, чем пользы. Это вызвано непереносимостью лактозы (или гиполактазией) – неспособностью организма усваивать лактозу.

Причиной этого явления выступает существенная нехватка или и вовсе полное отсутствие в организме человека фермента лактазы, который расщепляет сложный дисахарид на составляющие ее компоненты. Как итог: нерасщепленный дисахарид лактоза в больших количествах накапливается в кишечнике, в результате чего находящиеся там бактерии начинают потреблять сахар и производить водород с примесью метана, что вызывает вздутие живота и метеоризм.

В целом непереносимость сахарного углевода не представляет угрозу жизни тех, у кого она обнаружена, но может вызывать частые расстройства желудка и рези в области живота. Кроме того, эта особенность существенно ограничивает рацион питания.

Причины непереносимости лактозы

Различают первичную и вторичную непереносимость лактозы. В первом случае причиной непереносимости является врожденный, генетически обусловленный дефицит лактазы – чаще всего нехватка этого фермента наблюдается у лиц, принадлежащих к азиатской расе.

На возникновение вторичной гиполактазии могут оказывать влияние следующие факторы:

  • любое заболевание, которое влияет на клетки тонкой кишки, производящие лактазу, например, воспалительные заболевания и даже грипп;
  • язвенный колит;
  • перенесенная химиотерапия;
  • целиакия;
  • болезнь Крона;
  • хирургическое вмешательство в работу желудочно-кишечного тракта;
  • дисбактериоз.

Особо выделяют еще один тип гиполактазии – временный. Он наблюдается у детей, рожденных раньше положенного срока. Причина патологии в данном случае заключается в том, что функция производства фермента лактазы закладывается только на 34 неделе беременности.

Симптомы и признаки непереносимости лактозы

О гиполактазии могут свидетельствовать следующие факторы:

  • примерно через 30 минут после употребления в пищу молока или молочной продукции наблюдается вздутие живота;
  • нарушение стула (диарея, запоры);
  • метеоризм;
  • флатуленция;
  • тошнота, рвота.

Диета при непереносимости лактозы

Многим сложно отказаться от молока в кофе и кашах. В таком случае врачи советуют включить в рацион молочную продукцию, которая содержат в своем составе ферментированную лактозу, не вызывающую неприятных симптомов после приема пищи. К ним относят, прежде всего, твердые сыры и непастеризованный йогурт. Обычное коровье молоко можно заменить соевым или миндальным, пользы от них не меньше.

В список продуктов, разрешенных при лактазной недостаточности, входят следующие:

  • яйца;
  • сырая рыба;
  • напитки из сои;
  • растительное масло;
  • свиное сало;
  • все без исключения фрукты и овощи;
  • орехи;
  • чай и кофе;
  • мед;
  • сахар и сахарин;
  • бобовые культуры;
  • хлеба без молочной сыворотки;
  • макаронные изделия без пищевых добавок.

Аллергия на лактозу

Широко распространено ошибочное мнение о том, что недостаточность лактазы и аллергия на молоко – это одно и то же. Это утверждение далеко от истины, так как аллергия представляет собой аномальную реакцию иммунной системы на продукты с содержанием специфических компонентов.

Симптомы аллергической реакции и гиполактазии также отличаются. К первым признакам аллергии относят:

  • затрудненное дыхание с присвистом;
  • сильная сыпь по всему телу;
  • заметная припухлость губ;
  • отек горла;
  • воспаление слизистой носа, насморк;
  • раздражение глаз;
  • тошнота, рвота.

Лактоза биологическая роль

Людям, у которых диагностировали гиполактазию, совсем необязательно полностью исключать из рациона молоко и молочную продукцию. В большинстве случаев достаточно свести ежедневное потребление молочных продуктов к минимуму. Совсем иначе дело обстоит с аллергиками – для аллергической реакции достаточно даже малой дозы этого вещества.

Суточная норма употребления лактозы


Польза и вред лактозы для организма во многом определяется концентрацией вещества. Ее избыток так же опасен для человека, как и недостаток. Именно поэтому важно знать суточную дозу потребления этого углевода.

В день человеку требуется не более 50-55 г лактозы. Ее недостаток у детей проявляется в повышенной сонливости, апатии и вялости. У взрослых людей малое количество этого углевода в крови внешне практически не проявляется, для этого необходима консультация с врачом.

Избыточное содержание сахарного углевода определяется по следующим признакам:

  • нарушение стула;
  • интоксикация;
  • аллергическая реакция;
  • вздутие живота.

Лактоза при похудении: польза или вред

В последнее время все большую популярность приобретают молочные диеты. Они базируются на молочной продукции, которая богата на белки, жиры, углеводы, микро- и макроэлементы. Особенно высока в них концентрация кальция. Кроме того, молочный сахар не влечет за собой активизацию выработки инсулина, а это значит, что употребление этого углевода не провоцирует набор лишнего веса.


Лактозная диета представляет собой разновидность монодиеты, при которой акцент делается на какой-то один продукт. Эффективность такой диеты заключается в том, что продукты одной группы усваиваются гораздо эффективнее, а это способствует похудению.

Противники диеты утверждают, что содержащиеся в молочных продуктах казоморфины являются своего рода «наркотиком», вызывающим привыкание. Это еще один миф. Казоморфины расщепляются еще в желудочно-кишечном тракте, а зависимость может возникнуть лишь в том случае, если вещество «дойдет» до мозга.

Заключение

Споры о том, в чем заключается польза и вред лактозы ведутся уже давно, но пока что сторонников того, что этот углевод скорее полезен, чем вреден, гораздо больше, нежели противников. Полезные свойства лактозы сложно переоценить: она рекомендуется для употребления как детям (после консультации педиатра), так и людям пожилого возраста, причем польза от нее несоизмеримо больше, чем вред. Наконец, она полезна диабетикам 1 и 2 типа, выступая своего рода заменителем сахара.

Источник: poleznii-site.ru

Что такое лактоза, и чем она может навредить?

Начнем с того, что существует множество молочных продуктов, в которых лактоза отсутствует или ее совсем немного. Есть даже специальные товары, имеющие статус «безлактозных», которые рекомендованы для диетического питания. Хотя производители иногда хитрят и используют это слово в маркетинговых целях. Например, на многих импортных сырах есть «безлактозная» маркировка. Но самой лактозы в равной степени нет и в отечественных сырах. При переработке молока чаще всего сахар разрушается. Иногда остается немного, иногда он расщепляется без следа.


Лактоза – один из пищевых углеводов, образующихся из галактозы и глюкозы в молоке. В литературе ее часто называют молочным сахаром, потому что в других продуктах она не содержится. При изготовлении кисломолочной продукции, как известно, используют лактобактерии. Из названия ясно, чем питаются эти микроорганизмы. Они в процессе сквашивания разрушают молочный сахар. На примере сыра этот процесс выглядит как створаживание. Сгусток отделяют от сыворотки и обрабатывают. В оставшейся жидкости может содержатся небольшое количество лактозы, в сгустке же остается исчезающе малое количество, которое со временем дополнительно расщепляется. При этом, чем дольше созревал сыр, тем меньше лактозы в нем осталось.


Непереносимость лактозы – это в первую и главную очередь трудности с перевариванием чистого молока. У людей с острыми формами этой ферментативной патологии могут встречаться реакции и на другие продукты, в приготовлении которых было использовано молоко. Но подавляющее большинство людей, сталкивающихся с проблемой, испытывают сложности с перевариванием больших доз лактозы. Проявляется это обычно посредством вздутия и метеоризма. По такому симптому довольно просто диагностировать эту патологию. Многие люди не обращают внимания на этот дискомфорт (часто действительно слабовыраженный) и живут долгие годы, не догадываясь о проблеме.

Все дело в лактазе – особом ферменте, отвечающем за «растворение» молочного сахара в кишечнике. За каждый из составных элементов молока у нашего организма есть свой «ответственный», и с усвоением белков, жиров, витаминов и микроэлементов проблемы возникают гораздо реже. К слову наиболее ценным компонентом считается именно протеин. Лактаза у людей с непереносимостью не может справиться с сахарами, и они начинают бродить в полостях у стенок кишечника. Именно этот эффект приводит к вздутию и обильному испусканию газов. Если по каким-то причинам оно затруднено, могут появляться кишечные колики.

Еще один момент, который мало кто из читателей знает о лактозе, заключается в ее «несладкости». Когда мы пьем этот продукт, ощущается лишь сладковатый привкус и не более того. Тогда как на практике углеводов там довольно много. Если померить это стандартным стаканом (250 мл), но на эту емкость приходится примерно столовая ложка молочного сахара. Практически та же пропорция, что и в кружке сладкого чая.

Это интересно!

В народном сознании довольно много заблуждений об этой проблеме. Например, некоторые считают, что если при кипячении молока сверху не образовалась пенка, то и лактозы в нем нет. Другие и вовсе утверждают, что оно из порошка и пальмового масла. На самом деле это абсолютно не так. Современные технологии в пищевой промышленности предусматривают процесс гомогенизации.

Звучит мудрено, но на практике это обычное взбивание сразу после дойки. Делается это затем, чтобы раздробить мельчайшие шарики жира и сделать жидкость однородной. Такое молоко легче обрабатывать, да и на вкус оно приятнее. Никакого отношения к лактозе, «порошкам» и пальмовому маслу данный процесс не имеет. Равно как и обезжиривание, пастеризация и прочие технологические тонкости.

Чем заменить?

Современная диетология с уверенностью говорит, что нужно по максимуму отдавать предпочтение кисломолочным продуктам. Они полезнее, чем обычное молоко, положительно влияют на обменные процессы, пищеварение и даже психологическое состояние. Качественные пробиотики помогут синтезировать некоторые витамины, расщепят токсины, скопившиеся в кишечнике. Часто производители добавляют и бифидобактерии, которые только усиливают эффект. Хотя сами эти микроорганизмы не нужны для процесса обработки молочного сырья и являются «обогащающей» добавкой. В названиях кефира или йогурта с такими культурами часто указывается неофициальная маркировка «био».

Помимо проблем с лактозой некоторые испытывают и трудности с усвоением протеина. В кислоте желудочного сока молоко створаживается и подчас образует непроницаемый комок. К примеру, из выпитого литра молока такой сгусток будет весить грамм 150-200. Довольно внушительный «монолит» для усвоения его в кишечнике. С кисломолочными продуктами такого по определению не происходит, а «чистое» молоко считается наиболее проблемным продуктом из базовой потребительской корзины. Наиболее ценными для избавления от непереносимости молочного сахара следующие продукты:

  • кефир;
  • айран;
  • кумыс;
  • простокваша;
  • йогурт;
  • варенец;
  • ряженка.

Впрочем, в продаже можно встретить низколактозное и полностью безлактозное молоко, в котором содержание этого сахара не превышает сотой доли процента. У него вполне обычный вкус и повышенная диетическая ценность: количество углеводов уменьшается, а минеральный состав остается прежним.

В каких продуктах содержится лактоза?

Где же содержится лактоза? Лактоза может содержаться в:

  • сладостях и десертах, особенно в ощутимом количестве – в мороженом;
  • овсяной крупе;
  • некоторых хлебобулочных изделиях;
  • фаст-фуде;
  • промышленно приготовленных вареньях, джемах и других консервах;
  • колбасных и мясосодержащих изделиях;
  • полуфабрикатах, супах из пакетов;
  • какао-порошке;
  • некоторых добавках и сухих специях, например, панировочных сухарях;
  • готовых соусах.

Как проявляется непереносимость лактозы?

Необходимо внимательно прислушиваться к реакциям своего организма. Если с молоком это довольно просто, то с остальными продуктами, содержащими лактозу дела обстоят сложнее. К примеру, большинство современных противозачаточных таблеток имеют в своем составе молочный сахар. Может он присутствовать и БАДах. Иными словами, лактоза попадает в желудок не только с продуктами, в которых содержится, но и с теми, в которые она была добавлена при переработке и производстве в качестве вяжущего элемента или подсластителя.

Если после употребления продуктов, содержащих лактозу автоматически появляется метеоризм или тяжесть в желудке, то вероятность непереносимости довольно высока. Симптомом непереносимости лактозы также является сыпь на коже лица или шеи. Чтобы избежать дискомфорта в пищеварительном тракте, эти продукты нужно максимально устранить из рациона.

При поставленном диагнозе не стоит отчаиваться и считать себя больным человеком. Больше половины человечества в той или иной степени страдают от непереносимости лактозы. Тем более, что современная фармакология предлагает широкий набор препаратов нового поколения с синтетическим ферментом лактазой, которые практически не имеют побочных эффектов.

Источник: zen.yandex.ru

Лактоза – кристаллическое соединение, по сравнению с сахарозой значительно хуже растворима в воде и в 4-5 раз менее сладкая В природе известны два вида лактозы : а- лактоза и β – лактоза. В женском грудном молоке содержится β – лактоза, а в коровьем и других домашних животных, чье молоко применяют в пищу, а- лактоза

Систематическое название а- лактозы : 4-О- а –D-галактопиранозил- D-глюкопираноза.

Лактоза биологическая роль а-Лактоза( связь а-1,4 )

Систематическое название β лактозы : 4-О-β –D-галактопиранозил- D-глюкопираноза

 
Лактоза биологическая роль β-Лактоза ( связь β-1, 4 )

Из названия следует, что галактоза предоставляет для связи гликозидный гидроксил, а глюкоза сохраняет его и способность окисляться или восстанавливаться. Лактоза- редуцирующий дисахарид. При окислении лактозы , как и других дисахаридов , образуется бионовая кислота. В даннм случае она носит название — лактобионовая.

Для объяснения реакции окисления удобно представить, что глюкопираноза «размыкает» цикл и окисляется в форме карбонила до глюконовой кислоты.

Лактоза биологическая роль

Систематическое лактобионовой кислоты : 4-О-а–D-галактопиранозил- D-глюконовая кислота.

Лактоза гидролизуется в тонком кишечнике под влиянием фермента лактазы. Существует два вида лактаз, которые избирательно действуют каждая на свой изомер лактозы – а-лактаза гидролизует только а-лактозу, β- лактаза гидролизует β-лактозу.

У новорожденного синтезируется только β- лактаза, поэтому легко усваивается лактоза материнского молока, а коровьего — значительно медленнее. Примерно к году жизни в соответствии с генетической программой развития организма продукция фермента β- лактазы прекращается.. Употребление в пищу коровьего молока стимулирует синтез нового белка-фермента — – а-лактазы, и ребенка можно полностью отлучать от груди.

( этот пример подтверждает теорию Жакоба и Моно лактозного оперона, которую изучают в курсе биологии).

Мальтоза( солодовый сахар)

Систематическое название О-а –D-глюкопиранозил-(1-4)-D-глюкопираноза. Твердое кристаллическое вещество, сладкое, хорошо растворимо в воде, нерастворимо в этаноле. В свободном состоянии содержится в соке некоторых растений.

Является основным продуктом гидролиза крахмала под действием фермента амилазы, который выделяется в составе сока поджелудочной железы. Амилаза слюны осуществляет гидролиз крахмала несколько иначе: образуются, в основном, молекулы олигосахаридов с большим числом звеньев — декстраны.

Мальтоза хорошо растворима в воде и нерастворима в этаноле. Гликозидная связь

( а— 1,4) — быстро гидролизуется в кислой среде и особыми ферментами мальтазми, которые имеются у микроорганизмов, растений, животных; у человека находятся в тонком кишечнике( пристеночное пищеварение).

При растворении мальтозы наблюдается мутаротация из-за установления равновесия между оксо-формой и а-, β- аномерами. Преобладает β- аномер( на рисунке изображен а – аномер)..

Лактоза биологическая роль эта глюкоза может быть в а-, β- аномерных формах,-и оксо-форме на рисунке изображен а-аномер   Мальтоза( гликозидная связь α-1,4 )  
Мальтоза дает качественные реакции с реактивами Фелинга и Толленса, при окислении бромной водой превращается в мальтобионовую кислоту. Используется мальтоза в микробиологии для приготовления сред при идентификации микроорганизмов, в пищевой и винной промышленности.и особыми ферментами- мальтазами.ся, в основном, крупные мол  
  Целлобиоза Систематическое название О-β –D-глюкопиранозил-(1-4)-D-глюкопираноза Дисахарид состоит из двух молекул глюкозы, связанных между собой β –1,4 гликозидной связью. Кристаллическое соединение, растворяется в воде, в водных растворах наблюдается мутаротация. Восстанавливающий дисахарид, дает качественные реакции с реактивами Фелинга и Толленса, при окислении бромной водой превращается в целлобионовую кислоту. Гидролизуется в кислой среде медленнее по сравнению с мальтозой. Лактоза биологическая роль   Целлобиоза( гликозидная связь β-1, 4 ) Целлобиозу получают гидролизом целлюлозы или действием некоторых микроорганизмов на целлюлозу.    

10.2. Полисахариды

Полимеры, которые образованы моносахаридами и содержат до тысячи и более мономерных остатков.

Полисахариды принято классифицировать на две группы: — гомополисахариды

— гетерополисахариды.

10.2.1.Гомополисахариды

Гомополисахариды состоят из одинаковых моносахаридных единиц ( Х ) n

В природе наиболее распространены полимеры состава ( С6 Н10О 5 ) n :

* крахмал, гликоген, целлюлоза ( клетчатка ), которые построены из мономерных звеньев глюкопиранозы

* инулин, построенный из мономерных звеньев фруктопиранозы

Крахмал ( С6 Н10О 5 ) n

Кристаллическое вещество, хрустящий при растирании порошок ( крахмальные гранулы). Основной резервный полисахарид растений. Обычно при обсуждении крахмала указывают его биологический источник : картофельный, рисовый, маисовый( кукурузный крахмал. Это связано с тем, что разные виды крахмала отличаются степенью поликонденсации, соотношением фракций. Крахмал содержится в корнях, клубнях, листьях, семенах растений.

В составе крахмалов могут присутствовать две различные фракции :амилоза и амилопектин.

Амилоза— линейный полимер , ее макромолекулы состоят из 200-1000 молекул а— D -глюкопиранозы, которые соединены между собой а-1,4- гликозидными связями.

Редуцирующий полуацетальный гидроксил находится в составе той молекулы глюкопиранозы, которая является последней в полисахаридной цепи крахмала. Поэтому амилоза не обладает редуцирующими свойствами- на длинную полисахаридную цепь приходится лишь одна концевая альдегидная(полуацетальная) группа. Молекулярная масса амилозы от 32 000 до 160 000. Макромолекула амилозы свернута в спираль, на одном витке спирали размещается 6 пиранозных циклов.

Лактоза биологическая роль Фрагмент амилозы Макромолекулы амилопектина сильно разветвлены, они содержат от 600 -6000 остатков а— D -глюкопиранозы, которые соединены между собой а-1,4- гликозидными связями в длинную цепь , от которой отходят ветвления более коротких цепочек , прикрепленных гликозидными связями а-1,6 ( образуется нередуцирующий конец ). Частично веточки также сворачиваются в спираль. Молекулярная масса амилопектина от 103 до 106.Соотношение амилозы и амилопектина в разных видах крахмала различны. В среднем крахмал содержит 25% амилозы и 75% амилопектина. В восковидной кукурузе содержание амилопектина выше 95%. При добавлении раствора йода к крахмалу возникает синяя окраска, качественная реакция обладает высокой чувствительностью : амилоза образует синий раствор с максимальной длиной поглощения при 620-650 нм, а амилопектин- красно-фиолетовый с максимальной длиной поглощения при 520 -580 нм Молекулы йода внедряются внутрь спиралей , возникают дополнительные связи с гидроксигруппами пиранозных циклов: окраска связана с возбужденным состоянием атомов йода. Также могут внедряться молекулы мочевины, создавая соединения включения- клатраты Есть простое доказательство роли спиральных структур: если окрашенный йодно-крахмальный раствор нагреть, то синяя окраска исчезает( спираль разворачивается при нагревании вследствие увеличения вращательной кинетической энергии молекул)- раствор обесцвечивается. При охлаждении окраска восстанавливается. Лактоза биологическая роль Фрагмент амилопектина  
  . Крахмал разделяют на фракции путем растворения в воде. Обе фракции нерастворимы в холодной воде, а в горячей образуют растворы- клейстеры( клеящее свойство).( Kleister — нем.-клей, приготовленный из крахмала или муки). Через некоторое время при хранении из раствора выпадает осадок амилозы ( процесс ретроградации). Процесс ускоряется добавлением солей ( сульфата магния, сульфата натрия) и бутанола. Амилопектин образует более устойчивый клейстер вследствие гидратации разветвленных макромолекул и увеличения их объема и возникновении сетчатой структуры.Амилоза выделяется из раствора при 700 С, амилопектин при 20 0 С. Крахмал гидролизуется в присутствии кислоты при нагревании: макромолекулярные продукты промежуточного гидролиза носят название декстрины. В живых организмах гидролиз осуществляет фермент амилаза, которая может гидролизовать только 1,4- а-гликозидные связи. У человека амилаза содержится в слюне, выделяется подчелюстной слюнной железой, и в соке панкреатической железы. Последовательность превращений в процессе гидролиза:   ( С6 Н10О 5 ) n ——> декстрины ——> n/2 С12 Н10О 11——> n С6 Н10О 5 Крахмал мальтоза а-D- глюкопираноза В процессе гидролиза исчезает цветная окраска с йодом, но постепенно появляется положительная качественная реакция с реактивом Фелинга на редуцирующие сахара ( мальтоза и глюкоза) Амилаза относится к пищеварительным ферментам, но одновременно к факторам, вызывающим неблагоприятные изменения в полости рта: микрофлора полости рта также содержит ферменты гидролиза крахмала и мальтозы, появление глюкозы в слюне способствует размножению микрофлоры, участвующей в возникновении кариеса. Крахмал – основной пищевой источник глюкозы. Содержатся в крупах, хлебе и других мучных изделиях.. Его медленный гидролиз в кишечнике сопровождается постепенным поступлением глюкозы в кровь, уровень глюкозы в крови повышается достаточно умеренно в течение 1,5- 2 часов,. что не вызывает резкого выделения инсулина. Крахмал поэтому относится к трудноусвояемым углеводам, употребление которых в пищу считается более физиологичным по сравнению с употреблением сахарозы. Но в тоже время продукты с высоким содержанием крахмала противопоказаны при диабете. Крахмал используют в пищевой, текстильной, бумажной, меховой промышленности, в производстве красок. В фармацевтической промышленности применяют в качестве добавок к порошкам, присыпок, обволакивающих средств. Применяют модифицированные крахмалы и декстрины. Важное промышленное и научное значение приобрели циклодекстрины( формально они относятся к олигосахаридам).. Циклодекстрины используют в парфюмерной, косметологической , фармацевтической промышленности в качестве агентов для медленного выделения и доставки веществ, они важны как имитаторы ферментов. Циклодекстрин содержит от шести до восьми звеньев а-D- глюкопираноных единиц, соединенных в цикл. Вся молекула циклодекстрина выглядит как бумажный стаканчик , у которого верхняя часть шире дна. Широкая поверхность гидрофильна, на ней расположены группы –СНОН пиранозных циклов. Во внутреннее пространство « стакана» проникают вещества , циклодекстрин— уникальный комплексообразователь. Он обеспечивает транспорт лекарственных препаратов, может включать в свое внутреннее пространство « стаканчика» различные лекарства , которые или плохо всасываются в кишечнике , или разлагаются пищеварительными ферментами, или обладают неприятным вкусом и раздражающим действием на ткани желудочно-кишечного тракта.   Гликоген ( С6 Н10О 5 ) n Гликоген- запасной полисахарид животных тканей, обнаружен в грибах. Он содержится в клетках любых тканей организма : печени, почек, мышц, костей и других. Содержание в печени может достигать 5% ( от сухой массы ткани). Строение и состав гликогена аналогичны амилопектину- основная цепь образована гликозидными связями(а-1,4), а в местах ветвления- гликозидные связи( а – 1,6). Образует в цитозоле клетки гранулы размером 10- 40 нм. Молекулярная масса соответствует общему количеству остатков глюкозы около 50 000. С йодом образует коричнево- бурые растворы. Определение интенсивности окраски оптическими регистрирующими приборами используют для количественного определения гликогена в тканях. Следует отметить некоторые особенности в строении гликогена: — точки ветвления расположены часто, примерно у каждого десятого атома углерода в основной цепи — в боковых цепях содержится примерно до 16-18 моносахаридных остатков — количество ветвлений значительно больше по сравнению с амилопектином . Распад гликогена в тканях печени, почек, мышц осуществляется особым ферментом фосфорилазой гликогена, а в костной ткани и одонтобластах – амилазой.     Лактоза биологическая роль Рисунок условно изображает строение и порядок соединения ветвей гликогена. Целлюлоза( С6 Н10О 5 ) n Природный полисахарид растительного происхождения, который содержит мономерные звенья β – D-глюкопиранозы, которые связаны между собой β-1,4- гликозидной связью. Целлюлоза- главная составная часть клеточных стенок высших растений, где она связана со многими другими полисахаридами. Примером чистой целлюлозы может служить хлопковая вата, тополиный пух, зонтики семян, например , одуванчика также образованы целлюлозой. Для целлюлозы характерна полидисперсность по молекулярной массе, которая может быть выше 106. Целлюлоза относится к кристаллическим полимерам и имеет сложную надмолекулярную структуру. Длинные линейные цепи располагаются параллельно друг другу, гидроксильные группы пиранозных циклов образуют межмолекулярные водородные связи, получаются волокна с плотной упаковкой «нитей» целлюлозы. β-1,4- Гликозидная связь располагает пиранозные циклы двух параллельных цепей так, что атомы кислорода циклов располагаются не друг над другом, а в противоположных углах цикла.. Поэтому в нативном виде целлюлоза воде не растворима и плохо смачивается водой, медленно гидролизуется в кислой среде. В аммиачной среде под влиянием реактива Швейцера [ Сu( NH3 )4] (OH )2 разрушаются все внутримолекулярные связи и гидролиз проходит достаточно легко. Целлюлоза имеет большое промышленное значение для производства искусственного волокна ацетилцеллюлозы( вискозные волокна) нитроэфиры применяют в производстве взрывчатых средств, сложные эфиры — карбоксиметилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза — используются при изготовлении косметических, парфюмерных средств, простой эфир метилцеллюлоза в пищевой промышленности( например, в производстве мороженого как эмульгатор и низкокалорийная добавка).     Лактоза биологическая роль целлюлоза   Целлюлоза и ее производные не перевариваются в организме человека и животных собственными ферментами: фермент целлюлаза вырабатывается микрофолорой нижнего отдела кишечника человека и желудка у жвачных животных.. Продукты частичного гидролиза целлюлозы называются гидроцеллюлозой, конечным продуктом является глюкоза. В медицинских целях целлюлозу используют как низкокалорийную добавку к пище и хороший адсорбент. Обработанная целлюлоза набухает в желудке и кишечнике. создает давление на стенки желудочно-кишечного тракта, формируется чувство насыщения. Целлюлоза адсорбирует пищевой холестерин, пуриновые соединения( кофеин, мочевую кислоту и другие), уменьшает их всасывание из пищевых продуктов. Высокое содержание целлюлозы в составе отрубей, которые используют как добавки для лечебного и диетического низкокалорийного питания .   Декстран ( С6 Н10О 5 ) n Природный декстран – разветвленное высокомолекулярное соединение, молекулярная масса которого достигает нескольких десятком миллионов. В молекулах декстранов глюкозные остатки связаны в основную цепь а-1,6- гликозидными связями, а в местах ветвления- связями в положениях а-1,4, а-1,3 и а-1,2. Синтезируется из сахарозы с помощью некоторых микроорганизмов или ферментов, выделенных из этих микроорганизмов. Декстраны, синтезируемые разными видами штаммами микроорганизмов, отличаются по строению и свойствам.
В результате кислотного гидролиза , ферментного гидролиза или ультразвуковой обработки происходит частичная деполимеризации и образуется « клинический» декстран, применяемый в качестве кровезаменителя. Препарат полиглюкин — 6% раствор со средней М = 60 000 , рН= 4,5-6,5 получают из сахарозы при участии штамма бактерий Препарат реополиглюкин содержит полимер более низкой молекулярной массы, М= 30 000-40 000, 10% раствор, рН= 4,0 -6,5. Применяют оба препарата с профилактической и лечебной целью при ожоговом , травматическом, послеоперационном шоке. Сульфоэфиры декстрана( сульфаты декстрана) обладают действием аналогичным гепаринуLeuconostoc mesenteroides

Лактоза биологическая роль Декстран( указаны только преобладающие в соединении связи α -1, 6 )   10. 2.2. Гетерополисахариды( гликозаминогликагы, ГАГ ) Гликозаминогликаны- высокомолекулярные соединения, образованные двумя видами моносахаридов- уроновыми кислотами( глюкуроновой или идуроновой) и N-ацетилилированными аминосахарами – 2 -N-ацетилглюкозамином и 2- N-ацетилгалактозамином. Гетерополисахариды – компоненты межклеточного вещества , матрикса соединительной ткани. Наибольшее значение имеют гиалуроновая кислота, хондроитинсерная кислота ( хондроитинсульфат) и гепарин. Построены из повторяющихся дисахаридных единиц, которые часто называют «биозный фрагмент». В таблице приведены данные о составе и типах связей в биозных фрагментах основных представителей тканевых ГАГ.   Состав и типы связей в гликозаминогликанах таблица

класс состав Тип связи в биозном фрагменте Тип связи между биозными фрагментами
Гиалуроновая кислота Д-глюкуроновая кислота N-цетилглюкозамин Бета-1,3 Бета-1.4
Хондроитин-4-сульфат (ХС-А) Д-глюкуроновая кислота N-ацетил-Д-галактозамин-4-сульфат Бета-1,3 Бета-1,4
Хондроитин-6-сульфат (ХС-6) Д-глюкуроновая кислота N-ацетил-Д-галактозамин-6-сульфат Бета-1,3 Бета-1.4
Гепарин Д-глюкуронат-2-сульфат N-ацетил-Д-галактозамин-6-сульфат Альфа-1,4 Альфа-1.4

Гиалуроновая кислота.

Молекулярная масса колеблется в пределах (1,3 -1,6 )млн. Д.

Ограничено растворима в воде, образует вязкие растворы, не растворима в спирте, эфире, других органических растворителях. С белками получаются комплексы, нерастворимые в кислой среде.

1. . 2

Лактоза биологическая роль

1. D-глюкуроновая кислота (β1→3)

2. N-ацетил-D-глюкозамин (β1→4)

Биозный фрагмент гиалуроновой кислоты

Широко распространена в живой природе: присутствует у микроорганизмов (капсулы гемолитического стрептококка, стафилококка), в тканях и жидкостях животных и человека (стекловидное тело глаза, суставная жидкость, рыхлая соединительная ткань, кожа, пуповина, стенки сосудов, почечные канальцы, мембрана яйцеклетки и др.)

Служит смазочным материалом в суставах, придает тканям эластичность и устойчивость к сжатию, оказывает сопротивление перемещению воды под действием внешних сил.

Участвует в создании проницаемости по типу молекулярного сита сосудов, почечных канальцев, тканей полости рта (на этом свойстве основан трансбукальный и сублингвальный тип всасывания лекарственного препарата в полости рта ).

( трансбукальный – через щеку, сублингвальный- под язык )

Гиалуроновая кислота входит в состав многих косметических средств и лекарственных препаратов при лечении трофических язв, шрамов и тому подобных нарушений.

Хондроитинсульфаты( ХС )

Бесцветные вещества, растворимость в воде ниже по сравнению с гиалуроновой кислотой, получаются вязкие растворы ; в органических растворителях ХС не растворимы. Молекулярная масса полисахаридной цепи около 20 000, но в соединении с белком – от 1 до 10 млн Д.

Различают два типа: ХС-4, ХС-6( в зависимости от места положения сульфогруппы)

Содержатся в хрящах, сухожилиях, костях, роговице глаза, в сердечном клапане.

Применяют как лекарственные препараты при патологии соединительной ткани различного происхождения( генезиса)

1. 2.

 
Лактоза биологическая роль биозный фрагмент хондроитин-6-сульфата 1. D-глюкуроновая кислота (β1→3) 2. N-ацетил-D-галактозамин-6-сульфат (β1→4) Гепарин. Синтезируется только в тучных клетках, в небольшом количестве содержится во многих тканях — печени, легких, селезенке, присутствует в растворенном состоянии в плазме крови. Средняя молекулярная масса от 16 до 20 тыс. Д, среднее содержание сульфогрупп составляет 2-3 на дисахаридную единицу. Антикоагулянтное действие прямо пропорционально количеству сульфогрупп. После гидролиза всех сульфогрупп образуется пси-гепарин, лишенный биологической активности. С участием сульфогрупп образуются соли гепарина – гепаринаты (катионами могут быть ионы металлов, алкалоиды, белки). Для приготовления лекарственных препаратов используют натриевые соли гепарина (гепарин животный, его выделяют из легких и печени рогатого скота). Препарат — белый порошок, растворим в воде и плохо в органических растворителях.   1. 2.
Лактоза биологическая роль биозный фрагмент гепарина

1.глюкуроновая кислота ( а-1,4)

2. N -ацетилглюкозамин

Для проверки усвоения темы рекомендуем ответить на вопросы:

1. Предложите способ различитьдисахариды:

а. сахарозу и лактозу

б. маннозу и трегалозу. Запишите формулу трегалозы.

2. Составьте уравнение реакции образования β –этилгликозида лактозы.

3. Для лечебных целей приготовили раствор гиалуроновой кислоты. Какое значение рН среды раствора: кислая среда? нейтральная среда? щелочная среда?

4. Для лечебных целей приготовили раствор натриевой соли гиалуроновой кислоты. Какое значение рН среды раствора: кислая среда? нейтральная среда? щелочная среда?

5. Напишите циклические формулы аномеров 2- D -аминоглюкозы и 2- D – аминогалактозы и их N- производных.

Схема реакции:

β- 2- D –аминоглюпираноза + Ацетил КоА ——> β -2- N –ацетилглюкозамин

β- 2- D –аминогалактоза + Ацетил КоА ——> β- 2- N –ацетилгалактозамин

6. Напишите формулу циклодекстрина , состоящего из 6 мономерных звеньев а— глюкозы, соединенных а-!,4-гликозидными связями.

7. Составьте последовательность реакций( используйте структурные формулы) :

Сахароза + НОН ——> глюкоза и фруктоза ——> фосфорные эфиры

гл-6-ф и фр-6ф ——> гл-1-ф и фр-1ф.

Источник: studopedia.ru


Leave a Comment

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.