Hemiselluloosat (HMC) ovat kasvien homo- ja heteropolysakkarideja , joiden molekyylipaino on pienempi kuin selluloosan (10 000-40 000), jotka koostuvat erilaisten pentoosien ja heksoosien jäämistä . Hemiselluloosien pääkomponentit ovat glukaanit, ksylaanit, mannaanit, galaktaanit, fruktosaanit, arabinogalaktaanit jne. Kasvit sisältävät ennen kaikkea ksylaaneja . Paljon HMC:tä siemenissä , siemenissä, oljessa , auringonkukan kuorissa, puuvillansiementen kuorissa , maissintähkissä. Hemiselluloosat muodostavat keskimäärin noin 25 % (painon mukaan) yksivuotisten kasvien orgaanisesta aineksesta.
HMC:n hydrolyysi tuottaa monenlaisia yhdisteitä: D-fruktoosi, D-ksyloosi, D-galaktoosi, D-mannoosi, L-arabinoosi, L-ramnoosi, D-glukoosi, D-galakturoni ja 4-O-metyyli-D- glukuronihapot, jotka ovat läsnä sivuhaarojen muodossa. Monosakkaridit ovat osa HMC:tä furanoosi- ja pyranoosimuodossa, uronihapot pyranoosimuodossa. Yksittäiset monosakkaridit HMC:ssä on kytketty β-1→2-, β-1→3-, β-1→4- ja β-1→6-sidoksilla.
HMC-polysakkaridit ovat olennainen osa kasvien soluseiniä [1] , ja ne suorittavat pääasiassa rakenteellisia tehtäviä peittämällä selluloosaa. Joissakin tapauksissa tärkkelyksen ohella HMC-polysakkaridit ovat vararavinteita. Ne ovat myös osa erilaisten mikro -organismien soluseiniä .
Toisin kuin selluloosa, HMC ovat helposti hydrolysoituvia polysakkarideja . Ne uutetaan murskatuista rasvattomista ja hartsinpoistoaineista tai lignifioiduista raaka-aineista alkalien, dimetyylisulfoksidin vesiliuoksilla . Saaduista liuoksista HMC saostetaan alkoholilla , asetonilla , Fehlingin reagenssilla , suoloilla, erotetaan sentrifugoimalla , pestään ja pakastekuivataan.
HMC-polysakkaridit erottuvat useista ominaisuuksista, jotka johtuvat polymeeriketjun linkkien erilaisesta järjestelystä, monosakkariditähteiden välisen sidoksen tyypistä, linkkien haaroittumisasteesta ja luonteesta, molekyylipainosta ja erilaisten yhdisteiden pitoisuudesta. funktionaalisia ryhmiä.
Arabinaanit ovat polysakkarideja, jotka seuraavat pektiiniaineita kasvikudoksissa. Eristetty erilaisista raaka-aineista ( sokerijuurikasjuuret , maapähkinät , omenat , sitrushedelmät ). Ne liukenevat veteen ja hydrolysoituvat helposti .
Ksylaanit ovat yleisimpiä polysakkarideja, jotka kuuluvat hemiselluloosien ryhmään. Niiden molekyylipaino on noin 40 000 Da. Makromolekyylit ovat haarautuneita, pääketjun pisin muodostuu D-ksylopyranoositähteistä, jotka on liitetty toisiinsa β-sidoksella 1 → 4 hiiliatomin kohdassa. Osana sivua löytyi vähemmän haarautuneita ketjuja: L-arabinoosi, D-ksyloosi, glukuronihappo ja sen metyyliesteri , harvemmin D-glukoosi ja D-galaktoosi. Erityyppisille kasveille ja niiden anatomisille osille on ominaista polysakkaridien sivuketjujen erilainen koostumus, mikä vaikuttaa myös elintarvikkeiden laatuun.
Galaktaanit - niiden määrät vaihtelevat 1-16%, ne muodostavat eri kasvien soluseiniä. Galaktaanimakromolekyylien rakenne riippuu kasvimateriaalin tyypistä. Levistä eristetyillä sulfatoiduilla galaktaaneilla on merkittäviä hyytelöimisominaisuuksia, ja niitä käytetään laajasti makeisteollisuudessa. Ne on jaettu kahteen ryhmään agar ja karrageeni. Agar on kahden polysakkaridin, agaroosin ja agropektiinin seos. Karrageenit on rakennettu sulfonoidun galaktoosin ja 3,6-anhydrogalaktoosin yksiköistä. Sulfatoituja polysakkarideja käytetään laajalti makeisteollisuudessa hyytelöiden , marmeladien , kisseleiden ja muiden elintarviketuotteiden valmistuksessa.
Mannanit - muodostavat havupuun , hiivan , levien ja muiden raaka-aineiden soluseiniä . Ne on rakennettu D-mannapyranoositähteistä, jotka on yhdistetty 1 → 4 tai 1 → 6 sidoksella. Näitä ovat galaktomannaani, glukomannaani, galaktoglukomaani. Molekyylit voivat olla lineaarisia tai haarautuneita, sivuketjut on liitetty pääketjuun 1→4 tai 1→3 sidoksella.
Fruktaanit - löytyy vehnän , ohran ja muiden koppisiementen jyvistä , maa- artisokkasta , yrteistä , bakteereista . Fruktaanit rakentuvat fruktoositähteistä , jotka on liitetty 2 → 1 tai 2 → 6 hiiliatomiin . Näitä ovat inuliini , asparagosiini ja muut aineet.
Hemiselluloosien rooli ihmisen ravitsemuksessa on monipuolinen. Ne ovat vaarattomia ihmiskeholle ja sulavat rakenteesta riippuen 69-95%. HMC:t toimivat energialähteenä, vaikuttavat rasva-aineenvaihduntaan, toimivat enterosorbenttina , vähentävät kolesterolia , imevät mikroflooraa , raskasmetallien suoloja.
Hemiselluloosat muodostavat yksittäisten selluloosafibrillien ei-kovalenttisen silloittamisen. Tässä yhteydessä nykyaikaisessa kasvibiologiassa ehdotetaan käytettäväksi toiminnallista termiä: silloittavat glykaanit. [2]
Puu sisältää selluloosan lisäksi muita polysakkaridiaineita, kuten hemiselluloosia. Ne kestävät vähemmän laimeita happoja, jotka ne hydrolysoivat ja, toisin kuin selluloosa, liukenevat laimeaan alkaliin. Koska hemiselluloosat ovat aineita, jotka edustavat kaikkia puussa olevia polysakkarideja ja niiden johdannaisia selluloosan ja tärkkelyksen lisäksi, niiden luokittelulle on ehdotettu monia kriteerejä.
Yleisin on jakautuminen hemiselluloosoiksi, jotka hydrolysoituvat helposti ja vaikeasti. Toisin kuin selluloosa, hemiselluloosamakromolekyylit koostuvat glukoositähteiden lisäksi myös muista yksinkertaisista sokereista, kuten ksyloosista , mannoosista ja galaktoosista . Hemiselluloosilla on alhaisempi polymeroitumisaste (SP<300) kuin selluloosalla, pienempi rakenteellinen säännöllisyys ja rakenteellinen järjestys, mikä tekee niistä vähemmän vastustuskykyisiä hajoamiselle. Kaikille hemiselluloosoille on ominaista niiden hyvä liukoisuus laimeaan alkaliin . Schulze otti käyttöön nimen hemiselluloosa vuonna 1891 kasveissa esiintyvien hiilihydraattien ei-selluloosaosalle. Rogwin esitteli yleisesti hyväksytyn hemiselluloosan erottamisen käsitteen. Hemiselluloosien jaon kriteeriksi hän otti niiden perusyksiköiden ja makromolekyylien rakentamisen.
Hemiselluloosan kemiallisen rakenteen perusteella se voidaan jakaa:
jotka koostuvat samoista yksinkertaisista sokereista
koostuu erilaisten yksinkertaisten sokereiden jäämistä
Schulze-divisioona:
heksaanit yleisillä kaavoilla:
Epäorgaanisten happojen läsnä ollessa pentosaanit hydrolysoituvat pentooseiksi:
(C 5 H 8 O 4 ) n + nH 2 O → n C 5 H 10 O 5 ja heksoosit samoissa olosuhteissa hydrolysoituvat heksooseiksi:
(C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O → n C 6 H 12 O 6 Heksoosit ja pentosaanit ovat polymeerejä, jotka koostuvat pentoosiin tai heksoosiin liittyvistä glykosiditähteistä. Selluloosat ovat osa hemiselluloosia, joita on vaikeampi hydrolysoida. Ne koostuvat pääasiassa ksylaanista ja mannaanista. Ne voivat myös esiintyä sekoitettuina selluloosina, esim. arabogalaktaanina, galaktomannaanina, galaktomannoksylaattina.
Ivanova L. A., Voino L. I., Ivanova I. S. Elintarvikkeiden biotekniikka. Kirja. 2. Kasviraaka-aineiden käsittely / Ed. I. M. Gracheva. - M.: KolosS, 2008. 472 s.: 212-214.