1.1.2. Олигосахариды

По числу моносахаридных остатков в молекуле олигосахариды назы-вают дисахаридами, трисахаридами, тетрасахаридами. Остатки моносаха-ридов в молекулах олигосахаридов соединяются через атомы кислорода, такие связи возникают за счет взаимодействия гидроксильных групп и выделения молекул воды. Олигосахариды можно рассматривать как глико-зиды, у которых в качестве агли­конов через атомы кислорода присоедине-ны остатки других моносаха­ридов. Из дисахаридов наиболее важное значение имеют сахароза, мальтоза, целлобиоза, b-левулин, лактоза, ген-тиобиоза, из других олигоса­харидов – рафиноза, стахиоза и вербаскоза.

Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар). Молекула саха-розы построена из остатков a-D-глюкозы и b-D-фруктозы, соединенных через атом кислорода связью, которая образуется меж­ду первым углерод-ным атомом глюкозы и вторым углеродным ато­мом фруктозы – а(1®2)-связь. Поскольку в образовании связи участвуют гидроксильные группы полуацетальных атомов углерода глюкозы и фруктозы, данный дисахарид не обладает восстано­вительными свойствами и поэтому не относится к редуцирую­щим сахарам. В молекулах сахарозы глюкоза представлена в пи­ранозной форме, а фруктоза – в фуранозной (цифрами 1–6 показана нумерация атомов углерода фруктозного остатка):

В растениях сахароза выполняет роль основной транспортной формы углеводов, как запасное вещество накапливается в значи­тельных количес-твах в корнеплодах, некоторых овощах, плодах и ягодах, корнях растений, зародышах семян, в небольшом количестве содержится во всех раститель­ных тканях. Особенно много сахарозы накапливается в корне­плодах сахарной свеклы (до 18–20 %), стеблях сахарного трост­ника (в сердцевине до 14–18 %), соке сахарной пальмы и сахарного клена. Из этих растений сахарозу получают промышленным спо­собом как продовольственный сахар, имеющий важное значение в питании людей. При нагревании свыше температуры плавления сахароза подвергается карамелизации. Этот про-цесс используют в кондитерском производстве.

Мальтоза (солодовый сахар). Молекулы мальтозы содержат по два остатка a-D-глюкозы, соединенных О-гликозидной связью (через атом кислорода) между первым и четвертым атомами углерода – a(1®4)-связь). Поскольку у второго остатка глюкозы гидроксильная группа полу­аце-тального атома углерода не участвует в образовании связи, маль­тоза в водном растворе может находиться в двух стереоизомерных формах (a- и b-формы) и обладает, как и глюкоза, восстановитель­ными свойствами, поэтому относится к редуцирующим сахарам.

В большом количестве мальтоза образуется при распаде крах­мала в процессе прорастания зерна, клубней картофеля. Особенно много ее содер-жится в солоде, который получают при высушива­нии проросшего зерна. Важную роль этот дисахарид играет в биохимическом процессе фор­мирования хлебопекарного теста, так как является источником глюкозы для реакций брожения и образования диоксида углерода.

Целлобиоза. Ее молекулы построены из двух остатков b-D-глюкозы, соединенных О-гликозидной связью между первым и четвертым атомами углерода – b(1®4)-связь.

В свободном виде целлобиоза обнаружена в пасоке дере­вьев. Боль-шая ее часть находится в связанном состоянии как ос­новная структурная единица полисахарида целлюлозы.

Олигофруктозиды. В листьях и стеблях мятликовых трав, зерновых культур и лилейных растений содержатся олигосахариды, молекулы кото-рых включают по два и более остатков фруктозы, их называют олигофрук-тозидами, Они представляют собой промежуточные продукты синтеза полисахаридов, образующихся из фруктозы в процессе фотосинтеза, тогда как ассимиляционный крахмал у этих растений не синтезируется. Кроме того, указанные олигосахариды выполняют роль транспортных веществ.

Одним из хорошо изученных представи­телей олигофруктозидов яв-ляется b-левулин, в молекуле которого содержится два фруктозных остат-ка, соединенных О-гликозид­ной связью между первым и вторым углерод­ными атомами – b (1®2)-связь. Много этого дисахарида содержится в листьях, стеблях и созревающих зерновках злаковых культур и в мятлико-вых травах.

Рафиноза. Включает остатки молекул а-D-галактозы, а-D-глюкозы и b-D-фруктозы, поэтому относится к трисахаридам. Связи образуются меж-ду первым атомом углерода галактозы и шестым углеродным атомом глю-козы, а также между первым ато­мом углерода глюкозы и вторым угле-родным атомом фруктозы:

Поскольку у рафинозы нет свободных гидроксильных гpупп, связан-ных с полуацетальными атомами углерода, она не отно­сится к реду-цирующим сахарам. Рафиноза содержится во многих растениях, в значи-тельном количестве накапливается в зародышах зерновок злаковых расте-ний и корнеплодах сахарной свеклы (до 1 %). При хранении корнеплодов содержание в них рафинозы возрастает. У некоторых древесных растений наряду с сахарозой рафиноза передвигается по флоэме и выполняет роль транспортного вещества, особенно много рафинозы содержится в флоэм-ном соке растений семейств липовых, вязовых, самшитовых.

Стахиоза. Это представитель тетрасахаридов. Молекула стахиозы образуется при соединении двух остатков а-D-галактозы, остатка а-D-глюкозы и остатка b-D-фруктозы. Между остатками галактозы и глюкозы возникают а(1®6)-связи, а остатками глюкозы и фруктозы – а(1®2)-связь:

Стахиоза не обладает восстановительными свойствами, содер­жится во многих растениях – желтом люпине, сое, горохе, чече­вице, засохших выделениях ясеня, корнях стахиса, флоэмном соке древесных растений (семейств липовых, вязовых, самшитовых и др.).

Вербаскоза. Молекула вербаскозы включает три остатка а-D-галак-тозы, а также остатки а-D-глюкозы и b-D-фруктозы. Между остатками галактозы и глюкозы возникают а(1®6)-связи, а остатками глюкозы и фруктозы – а(1®2)-связь. Вербаскоза наряду с сахарозой служит транс-портной формой углеводов у многих древесных растений (семейств липовых, вязовых, самшитовых и др.).

—

вербаскоза

Рафиноза, стахиоза и вербаскоза не усваиваются в организме чело-века, так как в его пищеварительной системе отсутствуют ферменты, ката-лизирующие гидролиз а(1®6)-связей в молекулах галактозидов.

Общее содержание сахаров в различных растительных продук­тах изменяется в довольно широких пределах, %: зерно злаковых растений – 2–5; зерно зернобобовых культур – 3–5; семена масличных растений – 2–5 (в ядрах); клубни картофеля – до 1; большинство корнеплодов – 6–12; сахарная свекла – 14–20; репа, редис, редька – 5–8; многие овощи – 3 – 6; листовые овощи – 1–2; лук репчатый – 5–10; огурцы – 1–1,5; арбузы, дыни – 6–10; плоды и ягоды в основном – 6–12; лимон – 2–3; виноград, инжир, хурма – 12–23; вегета­тивная масса мятликовых трав – 4–7; бобовых трав – 6–10; зеленая масса кукурузы – 9–14 (последние три показателя даны в расчете на сухую массу). В семенах большинства древесных растений содержится до 5 % сахаров, а в семенах сахарного клена, дуба зубчатого, дуба монгольского, груши уссурийской, абрикоса маньчжурского – более 5 %; в древесине – 2–5 %, молодых побегах сосны (включающих хвою) – до 5–6 % сухой массы.