A hemicellulózok (HMC) növényi homo- és heteropoliszacharidok , amelyek molekulatömege kisebb, mint a cellulózé (10 000-40 000), és különböző pentózok és hexózok maradékaiból állnak . A hemicellulózok fő összetevői a glükánok, xilánok, mannánok, galaktánok, fruktozánok, arabinogalaktánok stb. A növények leginkább xilánokat tartalmaznak . Sok HMC magban , magban, szalmában , napraforgóhéjban, gyapotmaghéjban , kukoricacsutkában. A hemicellulózok az egynyári növények szerves anyagának átlagosan körülbelül 25%-át teszik ki.
A HMC hidrolízise sokféle vegyületet eredményez: D-fruktóz, D-xilóz, D-galaktóz, D-mannóz, L-arabinóz, L-ramnóz, D-glükóz, D-galakturon és 4-O-metil-D- glükuronsavak, amelyek oldalágak formájában vannak jelen. A monoszacharidok a HMC részét képezik furanóz és piranóz formában, az uronsavak piranóz formában. A HMC egyes monoszacharidjai β-1→2-, β-1→3-, β-1→4 és β-1→6 kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz.
A HMC poliszacharidok a növényi sejtfalak lényeges alkotóelemei [1] , és főként szerkezeti funkciókat látnak el a cellulóz bevonásával. Egyes esetekben a keményítővel együtt a HMC poliszacharidok tartalék tápanyagok. Különböző mikroorganizmusok sejtfalának is részei .
A cellulózzal ellentétben a HMC könnyen hidrolizálható poliszacharidok . Zúzott zsírtalanított és gyantamentesített szövetekből vagy lignifikált nyersanyagokból nyerik ki lúgok, dimetil-szulfoxid vizes oldatával . A kapott oldatokból a HMC-t alkohollal , acetonnal , Fehling-reagenssel , sókkal kicsapjuk, centrifugálással elválasztjuk , mossuk és fagyasztva szárítjuk.
A HMC poliszacharidokat számos tulajdonság különbözteti meg, ami a polimerláncban lévő láncszemek eltérő elrendezésének, a monoszacharid -maradékok közötti kötés típusának , a láncszemek elágazási fokának és jellegének, a molekulatömegnek és a különféle anyagok tartalmának köszönhető. funkcionális csoportok.
Az arabinánok poliszacharidok, amelyek a növényi szövetekben található pektin anyagokat kísérik. Különféle alapanyagokból izolálva ( cukorrépa gyökér , földimogyoró , alma , citrusfélék ). Vízben oldódnak , könnyen hidrolizálódnak .
A xilánok a legelterjedtebb poliszacharidok, amelyek a hemicellulózok csoportjába tartoznak. Molekulatömegük körülbelül 40 000 Da. A makromolekulák elágazóak, a fő leghosszabb lánc az 1→4 szénatomos helyén β-kötéssel összekapcsolt D-xilopiranóz maradékokból jön létre. Az oldalsó részeként kevésbé elágazó láncok találhatók: L-arabinóz, D-xilóz, glükuronsav és metil-észtere , ritkábban D-glükóz és D-galaktóz. A különböző típusú növényeket és azok anatómiai részeit a poliszacharidok oldalláncainak eltérő összetétele jellemzi, ami az élelmiszerek minőségét is befolyásolja.
Galaktánok - mennyiségük 1-16%, különböző növények sejtfalát alkotják. A galaktán makromolekulák szerkezete a növényi anyag típusától függ. Az algákból izolált szulfatált galaktánok jelentős zselésítő tulajdonságokkal rendelkeznek, és széles körben használják az édesiparban. Két csoportra osztják az agart és a karragént. Az agar két poliszacharid, az agaróz és az agropektin keveréke. A karragenánok szulfonált galaktóz és 3,6-anhidrogalaktóz egységekből épülnek fel. A szulfatált poliszacharidokat széles körben használják az édesiparban zselék , lekvárok , kisselek és egyéb élelmiszerek előállítására.
Mannanok - tűlevelű fa , élesztő , algák és egyéb nyersanyagok sejtfalát alkotják . 1 → 4 vagy 1 → 6 kötéssel összekapcsolt D-mannapiranóz maradékokból épülnek fel. Ezek közé tartozik a galaktomannán, glükomannán, galaktoglucomán. A molekulák lehetnek lineárisak vagy elágazóak, az oldalláncok 1→4 vagy 1→3 kötéssel kapcsolódnak a főlánchoz.
Fruktánok - búzaszemekben , árpában és más zárvatermő növényekben , csicsókában , gyógynövényekben , baktériumokban találhatók . A fruktánok 2 → 1 vagy 2 → 6 szénatomos helyen kapcsolt fruktózmaradékokból épülnek fel . Ide tartozik az inulin , az aszparagozin és más anyagok.
A hemicellulózok szerepe az emberi táplálkozásban változatos. Ártalmatlanok az emberi szervezetre, és szerkezettől függően 69-95%-ban emésztődnek. A HMC-k energiaforrásként szolgálnak, befolyásolják a lipidanyagcserét, enteroszorbensek , csökkentik a koleszterinszintet , felszívják a mikroflórát , a nehézfémek sóit.
A hemicellulózok az egyes cellulózszálak nem kovalens térhálósítását biztosítják. Ezzel kapcsolatban a modern növénybiológiában a funkcionális kifejezés használatát javasolják: glikánok keresztkötése. [2]
A fa a cellulózon kívül más poliszacharid anyagokat is tartalmaz, köztük a hemicellulózokat. Kevésbé ellenállnak a híg savaknak, amelyeket hidrolizálnak, és a cellulózzal ellentétben híg lúgban oldódnak. Mivel a hemicellulózok olyan anyagok, amelyek a cellulózon és a keményítőn kívül a fában jelen lévő összes poliszacharidot és származékaikat képviselik, számos kritériumot javasoltak osztályozásukra.
A leggyakoribb a hemicellulózokra való felosztás, könnyen és nehezen hidrolizálódnak. A cellulózzal ellentétben a hemicellulóz makromolekulák nemcsak glükóz-maradékokból állnak, hanem más egyszerű cukrokból is, például xilózból , mannózból és galaktózból . A hemicellulózok polimerizációs foka alacsonyabb (SP<300), mint a cellulózé, kisebb a szerkezeti szabályosságuk és szerkezeti rendezettsége, ami miatt kevésbé ellenállóak a degradációval szemben. Valamennyi hemicellulóz jellemző tulajdonsága a híg lúgokban való jó oldhatósága . A hemicellulóz elnevezést Schulze vezette be 1891-ben a növényekben található szénhidrátok nem cellulóz része miatt. Rogwin bevezette a hemicellulóz elválasztás általánosan elfogadott koncepcióját. A hemicellulózok felosztásának kritériumaként alapegységeik és makromolekuláik felépítését vette át.
A hemicellulóz kémiai szerkezete alapján a következőkre osztható:
amely ugyanazon egyszerű cukrok maradékából áll
különböző egyszerű cukrok maradékaiból áll
Schulze osztály:
hexozánok az általános képletekkel:
Szervetlen savak jelenlétében a pentozánok pentózokká hidrolizálódnak:
(C 5 H 8 O 4 ) n + nH 2 O → n C 5 H 10 O 5 és a hexozánok azonos körülmények között hexózokká hidrolizálódnak:
(C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O → n C 6 H 12 O 6 A hexozánok és pentozánok olyan polimerek, amelyek pentózhoz vagy hexózhoz kapcsolódó glikozid-maradékokból állnak. A cellulózok a nehezebben hidrolizálható hemicellulózok részét képezik. Főleg xilánból és mannánból állnak. Előfordulhatnak vegyes cellulóz formájában is, pl. arabogalaktán, galaktomannán, galaktomannoxilát.
Ivanova L. A., Voino L. I., Ivanova I. S. Élelmiszer biotechnológia. Könyv. 2. Növényi alapanyagok feldolgozása / Szerk. I. M. Gracseva. - M.: KolosS, 2008. 472 p.: 212-214.