Методы определения углеводов в пищевых продуктах

Моно- и олигосахара. Для определения этих углеводов испльзуют их восстанавливающую способность. Сначала их извлекают их пищевых продуктов 80%-ным EtOH. Спиртовые экстракты упаривают по вакуумом, разбавляют горячей водой и фильтруют. Если продукты богаты белками и фенольными соединениями, то фильтрат дополнительно обрабатывают ацетатом свинца, избытки его удаляют, фильтруют, а в фильтрате определяют восстанавливающие сахара действием гексацианоферрата калия ил иодометрически. Для определения сахарозы её нужно предварительно гидролизовать. Количественный и качественный состав определяют хроматографически.

Усваиваемые полисахариды. Определение крахмала, как правило, основано на определении полученной гидролизом глюкозы. Для определения крахмала сначала извлекают этанолом моно- и олигосахара. Затем извлекают крахмал (сначала объект анализа растворяют в холодной воде, затем нагревают, крахмал переходит в раствор, фильтруют). Для удаления белков обрабатывают фосфорноволфрамовой кислотой или другими осадителями. Крахмал далее гидролизуют и определяют глюкозу.

Для определения декстринов их извлекают тёплой (40%) водой и осаждает 80%-ным этанолом. Приводят ферментативный гидролиз и определяю глюкозу.

Не усваиваемые углеводы. Общее содержание пищевых волокон (лигнин + не усваиваемые углеводы) обычно определяют гравиметрическим методом. Метод фракционный. Сначала гидролизуют крахмал и белки действием ферментов, растворимые пищевые волокна осаждают спиртом, фильтруют, осадок взвешивают.

Пектин. Его извлекают из пищевого продукта. Для этого применяют экстракцию холодной воды с последующим кипячением. Для извлечения протопектина после извлечения растворимого пектина кипятят с соляной кислотой. Отделяют крахмал, если продукты им богатые. Затем пектин осаждают СаСl₂. Далее определяют содержание Са²⁺ в образце и пересчитывают для определения пектина.

Клетчатка. Метод определения клетчатки основан на проведении гидролиза легкорастворимых углеводов и взвешивании негидролизуемого остатка.

Вещества вторичного происхождения

О-Гликозиды

Это самая многочисленная группа гликозидов. В нее входят: сахарофосфаты, в молекулах которых гликозидный гидроксил связан с остатком фосфор­ной кислоты; олиго- и полисахариды; фенольные гликозиды; цианогенные гликозиды; стероидные гликозиды; гликоалкалоиды.

 

Сахарофосфаты (альдозо-l-­фосфаты) - одна из метаболи­чески наиболее важных групп О-гликозидов. Они участвуют в обмене углеводов.

 

глюкозо-l-фосфат

 

Олиго- и полисахариды по химическому строению являются гликозидами: в связи остатков моносахаридов всегда принимает участие гликозидный гидроксил. Агликоном у таких гликозидов служит тоже сахар или другой углевод.

 

Фенольные гликозиды содержат в качестве аг­ликона различные фенольные соединения. Это, например, антоцианы, халконы - важнейшие пигменты растений, связанные с саха­рами кумарины, ванилин.

 

Цианогенные гликозиды в составе агликона содержат группу -СN. В растениях их най­дено больше 20. Содержатся в семенах горького миндаля, в ядре персиков, абрикосов. Они образуются из аминокислот: группа -CN происходит из -CHNH₂.

Из валина образуется линамарин, из фенилала­нина - амигдалин, из тирозина - дуррин.

линамарин амигдалин дуррин

G - b-глюкоза; g - b-гентиобиоза.

Линамарин присутствует у многих растений. На­пример, он найден у фасоли, льна.

Амигдалин - это гликозид растений семейства розовых. Он содержится в семенах миндаля, яблок, рябины, слив, айвы, ви­шен, персиков. С присутствием амигда­лина связан специфический горький вкус и запах горького миндаля. В качестве сахара амигдалин содер­жит дисахарид гентио­биозу, которая состоит из двух остатков глюко­зы, соединенных свя­зью (b1®6). Гентиобио­за встречается только в гликозидах.

 

b-гентиобиоза

 

Дуррин найден в семенах сорго.

Наиболее важными реакциями превращения цианогенных гликозидов являются те, которые приводят к выделению HCN - дыхательного яда. Особенно интенсивно это происходит при разру­шении тканей.

цианогенный агликон

гликозид

G - b-глюкоза.

Агликон, лишенный сахара, расщепляется с выделением HCN как ферментативным, так и неферментативным путем.

В живых клетках происходит ферментативное образование цианида, но медленно, он быстро связывается и включается в азотный об­мен. HCN под действием b-циано-аланин-синтета­зы присоединяется к цистеину с образованием b-цианоаланина, который под действием воды превращается в аспарагин:

цистеин b-цианоаланин аспарагин

 

Стероидные гликозиды в качестве агликона имеют соединения стероидной природы. Их делят на две группы: сердечные гликозиды и сапонины.

1. Сердечные гликозиды оказывают фармаколо­гическое действие на сердечную мышцу. Они ак­тивируют К⁺ / Na⁺-насос. Распространение сердеч­ных гликозидов ограничено 14 семействами (лилейные, ирисовые, лютиковые, бобовые и др.).

Агликоны этих гликозидов имеют стероидную природу с пятичленным лактоновым кольцом в качестве боковой цепи. Пример: дигитоксигенин из наперстянки (Digitalis purpu­rea). Сахарный компонент присоединяется к гидроксилу у С-3 и состоит из 5 остатков моносаха­ридов.

 

дигитоксигенин

 

Обнаружено 40 моносахаридов, входя­щих в состав сердечных гликозидов, большинство из них нигде больше не встречается (цимароза, дигитоксоза, дигиталоза, теветоза, аковеноза, бонвиноза).

2. Сапонины - гликозиды, агликоны которых также имеют стероидную природу, но их боковая цепь состоит из двух гетероциклических колец - пяти- и ше­стичленного. Агликоны сапони­нов называют сапогенинами. В наперстянке содержится са­понин дигитонин, агликоном которого является дигитогенин.

 

дигитогенин

 

Агликоны сапо­нинов связаны с пятью остатками обычных моно­сахаридов (глюкоза, галактоза, ксилоза).

Сапонины - ядовитые вещества. Они обладают детергентными свойствами и разрушают липопро­теиновые мембраны.

Сапонины часто присутствуют в тех же растениях, что и сердечные гликозиды. Много сапонинов в цвет­ках мыльнянки.

Корни женьшеня содержат са­понины, у которых боковая цепь агликона - шестичлен­ный гетероцикл. Их называют панаксозидами.

агликон панаксозида

Гликоалкалоиды - близкие к сапонинам соеди­нения, имеющие стероидную основу и боковую цепь, представленную гетероциклом с азотом. Как и сапонины, они обладают детергентными свой­ствами и являются ядами. Гликоалкалоиды характерны для семейства пасленовых. В расте­ниях картофеля обнаружен ряд гликоалкалоидов, содержащих в качестве агликона соланидин.

Гликоалкалоиды использу­ются для лечения артрита, ревматизма.

соланидин

 

S-Гликозиды

 

Общую формулу S-гликозида можно представить следующим образом:

sugar = сахар.

Эти гликозиды обычно встречаются у растений из семейства крестоцветных (горчица, хрен, капу­ста). При растирании листьев и частей растений происходит ферментативное расщепление гликозидов с образованием гор­чичного масла, имеющего характерный запах.

Примеры S-гликозидов: синигрин из семян сарепской горчицы и хрена и синальбин из семян белой горчицы.

 

горчичное масло синигрин синальбин

G - глюкоза.

N-Гликозиды

Это метаболически очень актив­ная группа гликозидов. Предста­вителями ее являются нуклеози­ды и нуклеотиды. По типу N-гли­козидов построены нуклеотиды, входящие в состав НК, NDP-caxa­ров, макроэргических соединений (АТР, GTP, UTP, СТР).

аденозин

 

С-Гликозиды

 

Они образуются при соединении с сахарами не­которых флавоноидов и найдены в кукурузе, боя­рышнике, горицвете. Примеры С-гликози­дов: витексин, виценин, ориентин, сапонарин. Некоторые С-гликозиды исполь­зуются в качестве лекарств.

 

витексин виценин