ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.03.2024
Просмотров: 11
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
УГЛЕВОДЫ. ГЛИКОЗИДЫ.
цель: уметь проводить фармакогностический анализ сырья,
содержащего углеводы, гликозиды.
План.
1. Характеристика и классификация углеводов.
2. Полисахариды. Строение, характеристика, классификация, физико-химические свойства, методы выделения и исследования, распространение и функции.
3. Целлюлоза.
4. Крахмал.
5. Инулин.
6. Камеди.
7. Слизи.
8. Пектиновые вещества.
Углеводы – группа первичных продуктов фотосинтеза, которые состоят из углевода, водорода, кислорода. Общая формула Cm.H2nOn
1. моносахариды - состоят из одного сахарного остатка
2. олигосахариды - содержат до 10-ти сахарных остатков
3. полисахариды - содержат множество сахарных остатков
Моносахариды - полигидроксиальдегиды (альдозы) или полигидроксикетоны (кетозы).
Общей формулой CnH2nOn.( n=3-9)
Моносахариды в растениях находятся в свободном состоянии и в составе олиго- и полисахаридов, гликозидов, гликопротеинов и пр. Медицинское значение в качестве вспомогательных веществ (коррекция вкуса) имеют гексозы – D-глюкоза, D-фруктоза
Олигосахариды - полигидроксиальдегиды (альдозы) или полигидроксикетоны (кетозы).
Общей формулой CnH2nOn.
Декстрины – низкомолекулярные глюканы, образующиеся вследствие частичного расщепления крахмала или гликогена под воздействием ферментов типа амилаз и фосфорилаз, кислот или нагревания до 180-200ºС. Они имеют переменный состав. Это низкомолекулярные линейные или разветвленные олигосахариды.
Физико-химические свойства
Декстрин - белый или желтоватый порошок, сладковатый на вкус, растворимый в холодной воде, труднорастворимый в спирте.
В щелочах при нагревании, приобретают желтую окраску
Амилодекстрины, продукты начальных стадий гидролиза крахмала, с йодом становятся синими.
Декстрины со средней молекулярной массой с йодом становятся красными.
Дестрины широко используют как наполнители и эмульгаторы
Декстранами - подобные по физико-химическим свойствам декстринам полисахариды, получаемые посредством бактерий Leuconostoc mesenteroides из сахарозы. Они состоят из остатков D-глюкопиранозы, в которых преобладают 1-6 связи, в местах разветвления встречаются 1-2, 1-3, 1-4 связи.
Частично гидролизованные декстраны с молекулярной массой 40000-80000 применяют как кровезаменители, сшитые декстраны (сефадексы) используют как сорбенты для гель-фильтрации. Декстраны входят в состав таких препаратов как – «Реополиглюкан», «Феролек-плюс», «Реополиглюкин».
Полисахариды – это природные полимерные высокомолекулярные углеводы, построены из моносахаридов, соединенные гликозидными связями и образующие линейные или разветвленные цепи.
Общая формула: (CnH2n-2On-1)m.
Полисахариды делят на два типа: гомополисахариды (гомополимеры) и гетерополисахариды (гетерополимеры), в зависимости от характера входящих в их состав моносахаридов и их производных. Гомополисахариды построены из моносахаридных единиц (мономеров) одного типа (например. крахмал, клетчатка, из животных полисахаридов – гликоген, хитин), а гетерополисахариды – из остатков различных моносахаридов и их производных (например, гемицеллюлозы, инулин, пектиновые вещества, слизи и камеди).
Полисахариды можно классифицировать по функции (запасные, структурные, защитные), по происхождению (фитополисахариды, зоополисахариды, полисахариды микроорганизмов), по кислотности (нейтральные и кислые), по характеру скелета (линейные и разветвленные).
Строение
В структуре полисахаридов часто встречаются глюкоза, галактоза, манноза, фруктоза, уроновые кислоты, арабиноза и ксилоза, из производных сахаров – рамноза, глюкозамин, галактозамин. Многие полисахариды содержат заместители неуглеводной природы – остатки фосфорной, серной, органических кислот.
Полисахариды называют на основе моносахаридов, принимающих участие в построении их молекулы.
1. Полисахариды, состоящие из глюкозы, называют глюканами
2. маннозы – мананами
3. галактозы – галактанами
Если в построении молекулы полисахарида принимают участие несколько моносахаридов, то естественно их называют глюкоманнанами, арабиногалактанами и т.д.
Моносахариды и их производные входят в состав полисахаридов в пиранозной, реже фуранозной форме. Образование О-гликозидной связи происходит за счет полуацетального (гликозидного) гидроксила одного моносахарида и водорода гидроксильной группы другого моносахарида с образованием 1®2; 1®3; 1®4; 1®6 связей.
Разнообразие в строении полисахаридов может быть обусловлено не только характером моносахаридов и способом их соединения, но также тем, что гидроксильные и карбоксильные группы моносахаридов и их производных могут быть метилированы, этерифицированы органическими и неорганическими кислотами (например, серной кислотой – агар-агар); водороды карбоксильных групп замещены на ионы металлов (пектиновые вещества, камеди).
Распространение и функции.
физиологическая роль :
- метаболиты – моносахариды и олигосахариды, принимающие участие в биохимических процессах, они служат исходными веществами вторичного синтеза;
- запасные вещества – полисахариды, выполняющие резервную функцию (крахмал, инулин, пектиновые вещества);
- структурные или скелетные вещества – целлюлоза, гемицеллюлоза.
биологические функции:
- энергетическая – служат энергетическим резервом клетки (крахмал, гликоген, инулин, ламинарин, некоторые слизи);
- защитная – капсульные полисахариды микроорганизмов (гиалуроновая кислота, гепарин у животных, камеди у растений);
- поддержание водного баланса – благодаря коллоидным свойствам слизи, пектиновых веществ, полисахаридов водорослей;
- межклеточные взаимодействия и иммунологические реакции.
Физико-химические свойства.
Полисахариды – аморфные, редко кристаллические, высокомолекулярные соединения с молекулярной массой от 2 тыс. до нескольких миллионов. Свойства:
· нерастворимы в спирте и органических растворителях
· образуют комплексы с тяжелыми металлами
· высокополярны
· легко образуют межмолекулярные связи
· этерифицируются
· окисляются
· удерживают воду
Собирают лекарственное растительное сырье, содержащее полисахариды в период максимального содержания действующих веществ. Надземные части растений – в сухую погоду; подземные органы, содержащие слизь, обычно не моют, а иногда снимают пробку (корни алтея). Сушка предпочтительна искусственная при температуре 50-60°С. Хранят сырье по общему списку. в сухом. прохладном (10-15°С) помещении, оберегая от амбарных вредителей.
Методы выделения и исследования.
I- Экстракцию проводят холодной или горячей водой, а также растворами солей и щелочей.
II- Очистку осуществляют диализом, дробным осаждением спиртом или четвертичными аммониевыми основаниями, ультрафильтрацией и др.
III - Собственно анализ включает:
установление структуры полисахаридов(определяют молекулярную массу, характер связи между сахарами, вид разветвления, очередность расположения сахаров в цепи);
установление состава моносахаридов(определяют методами бумажной, тонкослойной и газожидкостной хроматографии, а также методом электрофореза);
установление количества полисахаридов(определяют весовым методом после их осаждения из водных растворов, сумму восстанавливающих сахаров определяют после гидролиза полисахаридов спектроскопическим методом).
Биологическое действие и применение.
1. Вспомогательные вещества
Глюкозу, сахарозу, лактозу, крахмал, декстрины, декстраны используют как наполнители, связывающие, разрыхляющие, корригирующие вещества в производстве сложных порошков, таблеток, гранул, капсул и пр.
Камеди находят применение в качестве эмульгаторов и загустителей.
Присутствие пектина пролонгирует действие лекарств.
2. Самостоятельные лекарственные средства
Находят применение суммарные полисахаридные препараты: мукалтин (из травы алтея лекарственного), плантаглюцид (из листьев подорожника большого), ламинарид (из слоевищ ламинарии).
Полисахариды семейства астровые, бобовые, рутовые влияют на некоторые звенья иммунитета, тормозят рост опухолевых клеток.
Понятие «пищевые волокна» объединяет целлюлозу, гемицеллюлозу, камеди, слизи, пектиновые вещества. Используются в лечебном питании как составная часть биологически активных добавок к пище.
Преимущества растительных полисахаридов:
1)полная утилизация и выделение метаболитов из организма;
2) отсутствие токсичности;
3) растворимость в воде и способность образовывать гели;
4) большое разнообразие форм – волокна, пленки, гранулы, порошки, гели, вязкие растворы.
5) пролонгирующее действие химиотерапевтических субстанций.
Представители гомополисахаридов
Глюканы
Целлюлоза или клетчатка – (C6H10O5)n – линейный полисахарид, построенный из остатков β-D-глюкопиранозы, которые соединены β-1-4 гликозидными связями. Звено, которое повторяется в цепи клетчатки, является остатком целлобиозы.
Целлюлоза подвергается кислотному гидролизу и при кипячении с концентрированной серной кислотой превращается в глюкозу. При более слабом гидролизе образуется олигосахарид целлобиоза. Наличие значительных количеств целлюлозы должно учитываться при переработке лекарственного сырья.
Из целлюлозы хлопчатника получают производные целлюлозы (метилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу), кислотным гидролизом получают микрокристаллическую целлюлозу. Их используют как вспомогательные вещества для таблеток, эмульсий и т.д.
Крахмал
– Amylum, состоит из амилозы и амилопектина.
Фармакопеей разрешены несколько сортов крахмала:
Крахмал картофельный – Amylum Solani, получают из клубней картофеля – Solanum tuberosum L. сем. Пасленовые – Solanaceae.
Крахмал пшеничный – Amylum Tritici, получают из пшеницы летней или мягкой – Triticum aestivum L. сем. Злаковые Poacaea.
Крахмал кукурузный – Amylum Maydis, из зерновок кукурузы обыкновенной – Zea mays L. сем. Злаковые Poacaea.
Крахмал рисовый – Amylum Oryzae из зерновок риса посевного – Oryza sativa L. сем. Злаковые Poacaea.
Производство включает следующие стадии:
1) измельчение сырья,
2) вымывание крахмала на ситах,
3) рафинирование, т.е. очистка от мелких примесей,
4) осаждение крахмала в отстойниках или с применением центрифугирования,
5) подсушивание.
Растворимый крахмал получают при частичном гидролизе крахмала 7% раствором соляной кислоты или при нагревании с глицерином при 90ºС.
Свойства крахмала.
Крахмал состоит из простых и сложных зерен, которые имеют характерный вид, что помогает идентифицировать крахмал при микроскопическом исследовании.
Крахмал не растворяется в холодной воде (до 55ºС), спирте и хлороформе. В горячей воде (55-70ºС) он образует вязкий коллоидный раствор, который превращается в клейстер при более высоких температурах, характерный для каждого вида крахмала
Растворимый крахмал в кипящей воде образует прозрачный раствор, который при охлаждении опалесцирует, и, в отличие от крахмала, не образует клейстер, восстанавливает реактив Фелинга в течение часа, образует синее окрашивание с раствором йода и образует красно-фиолетовый цвет при нагревании с нафтолом и серной кислотой.
Строение крахмала.
Крахмальное зерно на 15-25% состоит из амилозы и на 75-85% из амилопектина.
Амилоза – смесь неразветвленных полисахаридов, в которых остатки D-глюкопиранозы связаны α-1-4 связью в цепочки разной длины.
Легко растворяется в воде; с раствором йода приобретает синее окрашивание, интенсивность которого зависит от молекулярной массы амилозы
