WYKŁAD 8 14.05.19.

Prezentacja na temat: "WYKŁAD 8 14.05.19."— Zapis prezentacji:

1 WYKŁAD 8

2 POLISACHARYDY

3 Rola polisacharydów in vivo Stanowią materiał zapasowy w komórkach roślinnych i zwierzęcych (skrobia, glikogen) Stanowią materiał strukturalny (celuloza, chityna) Działają jako substancje wiążące wodę (pektyny, alginiany)

4 Rodzaje polisacharydów homoglikany
Rodzaje polisacharydów homoglikany heteroglikany (jeden typ monosacharydu) (kilka typów) Typy struktury struktury liniowe struktury rozgałęzione

5 Struktury polisacharydów I-rzędowa:
Amyloza, celuloza Struktury polisacharydów I-rzędowa: Rodzaj i sposób połączenia reszt monosacharydowych Heteroglikany rzadko mają więcej niż 3,4 różne monosacharydy Karageny Pektyny, chitozan Alginian Amylopektyna Ksantan

6 Struktura drugo- i trzeciorzędowa polisacharydów zależy od:
Swobody rotacji wokół wiązania glikozydowego Wiązań wodorowych – wewnątrz- i międzycząsteczkowych Lokalnych zagięć łańcucha i jego kształtu

7 Funkcje polisacharydów w żywności: źródło glukozy (skrobia) prekursory lotnych związków zapachowych prekursory substancji barwnych (karmel) środki teksturotwórcze (żelujące, zagęstniki, wypełniacze, stabilizatory emulsji, substancje wiążące wodę)

8 Monosacharydy występujące w polisacharydach żywności
D-glukoza Glu D-mannoza Man D-galaktoza Gal N-acetylo- D-glukozamina GluNAc L-arabinoza Ara D-ksyloza Xyl L-ramnoza Rha D-glukozamina GluN Kwas L-iduronowy ldoA Kwas D-glukuronowy GluA Kwas D-galakturonowy GalA

9 Skrobia 2 rodzaje polisacharydów: ca. 25% amyloza (m.cz. 106)
Ziarna skrobi w chloroplastach Skrobia kukurydziana 2 rodzaje polisacharydów: ca. 25% amyloza (m.cz. 106) ca. 75% amylopektyna (m.cz )

10 Amyloza from:

11 Amyloza Tworzy kompleksy inkluzyjne z jodem, fenolem, n-butanolem.

12 Amylopektyna Wiązania glukozydowe α1→4 w głównym łańcuchu, α1→6 w rozgałęzieniach

13 Glikogen – polisacharyd zwierzęcy

14 Właściwości skrobi nierozpuszczalna w zimnej wodzie
pęcznienie (proces odwracalny) w gorącej wodzie – pęcznienie do utworzenia masy o dużej lepkości (żelatynizacja) po ostygnięciu - lepkoelastyczny, sztywny żel retrogradacja – zmniejszenie rozpuszczalności prowadzące do wytrącenia cząsteczek skrobi czerstwienie pieczywa (skrobia bezpostaciowa przechodzi w częściowo krystaliczną)

15 Hydroliza skrobi Syrop skrobiowy Skrobia modyfikowana kwasowa
Dekstryny Maltodekstryny

16 Chemiczne modyfikacje skrobi
6-OH > 3-OH > 2-OH Stopień podstawienia Estryfikacja grup OH: bezwodnik octowy bezwodnik bursztynowy kwas fosforowy Eteryfikacja grup OH: tlenek propylenu

17 Produkty modyfikacji skrobi to:
Skrobie stabilizowane: niższa temp. kleikowania i żelowania, mniejsza tendencja do retrogradacji (skrobia hydroksy- propylowana, acetylowana, fosforylowana) Skrobie sieciowane: wyższa temp. kleikowania i żelowania trwalsze przy niskim pH, wyższa lepkość kleiku (np. fosfory- lowana) Skrobie sieciowane i stabilizowane: na ogół niższa temp. kleikowania i żelowania (acetylowany fosforan diskrobiowy)

18 Celuloza Płaska wstęga - cząsteczki D-glukopiranozy połączone wiązaniami glukozydowymi β1→4 Międzycząsteczkowe wiązania wodorowe pomiędzy łańcuchami

19 Celuloza

20 Właściwości celulozy Tworzy w roślinach mikrofibryle
Ogromna cząsteczka, nierozpuszczalna w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych Płaska wstęga, ciasno upakowane cząsteczki połączone wewnątrz- i międzycząsteczkowymi wiązaniami wodorowymi Występuje w 2 formach krystalicznych (celuloza I lub II) Derywatyzacja zwiększa rozpuszczalność

21 Chemiczne modyfikacje celulozy
Reaktywność grup: 6-OH > 3-OH > 2-OH

22 N-acetylo-D-glukozamina
Chityna i chitozan N-acetylo-D-glukozamina GluNHAc D-glukozamina GluNH2

23 Pektyny (E440) Polisacharydy ścian komórkowych owoców i warzyw
Główne źródło – skórki cytrusów

24 Budowa pektyn Częściowo metylowane reszty kwasu poli--(14)-D-galakturonowego lub sekwencje α-(12)-L-ramnozylo-α-(14)-D-galacturonozylo- z rozgałęzieniami 1-20 reszt głównie L-arabinozy i D-galaktozy from:

25 Żelowanie pektyn Łańcuchy kwasu poli--(14)-D-galakturonowego

26 Właściwości i zastosowania pektyn
Jako czynnik żelujący (dżemy, galaretki) Sposób żelowania zależy od stopnia zmetylowania grup karboksylowych Wysoko metylowane pektyny żelują poprzez wiązania wodorowe, konieczny jest dodatek cukru i kwaśny odczyn Nisko metylowane pektyny żelują w obecności jonów Ca2+ (struktura typu „egg-box”) Zagęstniki Środek wiążący wodę Stabilizatory

27 Alginiany (E400-E404) Źródło: brunatne algi (Phaeophyceae, Laminaria)
Liniowe polisacharydy zawierające reszty kwasu β-(14)-D-mannuronowego (M) i kwasu α-(14)-L-guluronowego (G) Mogą tworzyć sekwencje typu: MMM lub GGG lub MGMGMG

28 Alginiany (E400-E404) Kwas poli(β1→4)-D-mannuronowy
Kwas poli(α1→4)-L-guluronowy

29 Alginiany (E400-E404)

30 Różne typy alginianów – różne właściwości np. moc żelowania
Poliguluronian: - żelowanie poprzez dodatek ionów Ca2+ (struktura typu „egg-box”) Polymannuronian – słabsze żelowanie, oddziaływania z jonami Ca2+ słabsze, konformacja typu wstęgi Sekwencja naprzemienna – struktura nieuporządkowana, nie ma żelowania

31 Guma ksantanowa (E415) Polisacharyd wytwarzany przez bakterie Xanthomonas campestris b-(14)-D-glukopiranoza z rozgałęzieniami -(31)-a-D-manno-piranoza-(21)-b-D-kwas glukuronowy-(41)-b-D-manno-piranoza from:

32 Właściwości i zastosowania
Rozpuszczalna w zimnej i gorącej wodzie Wysoka lepkość roztworu przy niskim stężeniu Lepkość nie zmienia się w zakresie temp °C Rozpuszczalna i trwała w środowisku kwaśnym Stabilizuje zawiesiny i emulsje Stosowana jako zagęstnik Tworzy synergicznie żele z galaktomannanami

33 Karageny żelujący żelujący nieżelujący
(Polisacharydy ekstrahowane z jadalnych alg) żelujący żelujący nieżelujący

34 Właściwości i zastosowania
Rozpuszczalne w wodzie Wysoka lepkość roztworu w szerokim zakresie pH Depolimeryzacja w środowisku kwaśnym w podwyższonej temperaturze Żelowanie w obecności jonów potasu lub wapnia Żele nie topią się w temperaturze pokojowej Stabilizują zawiesiny, emulsje i piany Stosowane jako zagęstniki

35 Żelowanie κ-karagenu Roztwór karagenu Powstawanie podwójnych helis
Tworzenie agregatów (jony K lub Ca)