Биологическая роль целлюлозы и области применения

Смысл словосочетания может существенно меняться в зависимости от сферы применения. В научном смысле (нейрофизиологическом, психическом, химическом процессах) — повышение активности жизненных процессов организма. Иными словами, биологическое действие — это биохимические, физиологические, генетические и другие изменения, происходящие в живых клетках и организме в результате действия БАВ.

Состав [ править]

Полисахариды ГМЦ отличаются разнообразными свойствами, что обусловлено различным расположением звеньев в полимерной цепи, типом связи между остатками моносахаридов, степенью и характером ветвления звеньев, величиной молекулярной массы и содержанием различных функциональных групп.

Арабинаны — полисахариды, сопутствующие пектиновым веществам в растительных тканях. Выделенные из различных видов сырья (корней сахарной свеклы, земляного ореха, яблок, цитрусовых). Они растворимы в воде, легко гидролизуются.

Ксиланы — наиболее распространенные полисахариды, входящие в группу гемицеллюлоз. Их молекулярная масса примерно 40000 Да. Макромолекулы разветвлены, основная наиболее длинная цепь сформирована из остатков D-ксилопираноз, соединенных между собой β-связью по месту 1→4 углеродных атомов. В составе боковых, менее разветвленных цепей найдены: L-арабиноза, D-ксилоза, глюкуроновая кислота, и её метиловый эфир, реже D-глюкоза, и D-галактоза. Для разных видов растений и их анатомических частей характерны различные по составу боковых цепей полисахариды, что влияет и на качество пищевых продуктов.

Галактаны — их количества колеблются от 1 до 16 %, они формируют клеточные стенки разнообразных растений. Строение макромолекул галактанов зависит от вида растительного сырья. Сульфированные галактаны, выделяемые из водорослей, обладают значительными желирующими свойствами и широко ис¬пользуются в кондитерском производстве. Они делятся на две группы агар и каррагинан. Агар является смесью двух полисахаридов — агарозы и а агропектина. Каррагинаны построены из звеньев сульфированной галактозы и 3,6-ангидрогалактозы. Сульфированные полисахариды широко применяются в кондитерской промышленности при производстве желе, мармеладов, киселей и др. пищевых продуктов.

Маннаны — формируют клеточные стенки хвойной древесины, дрожжей, водорослей и другого сырья. Они построены из остатков D-маннапираноз, соединенных 1 → 4 или 1 → 6 связями. К ним относятся галактоманнан, глюкоманнан, галактоглюкоман. Молекулы могут быть линейными или разветвленными, боковые цепи соединены с основной цепью связями 1→4 или 1→3.

Фруктаны — содержатся в зерне пшеницы, ячменя и других покрытосеменных растениях, в топинамбуре, травах, бактериях. Фруктаны построены из остатков фруктозы, соединенных по месту 2 → 1 или 2 → 6 углеродных атомов. К их числу относятся инулин, аспарагозин и другие вещества.

Роль гемицеллюлоз в питании человека разнообразна. Они безвредны для организма человека и перевариваются в зависимости от строения на 69 % − 95 %. ГМЦ служат источником энергии, влияют на липидный обмен, играют роль энтеросорбентов, снижают содержание холестерина, сорбируют микрофлору, соли тяжелых металлов.

Состав [ править]

Полисахариды ГМЦ отличаются разнообразными свойствами, что обусловлено различным расположением звеньев в полимерной цепи, типом связи между остатками моносахаридов, степенью и характером ветвления звеньев, величиной молекулярной массы и содержанием различных функциональных групп.

Арабинаны — полисахариды, сопутствующие пектиновым веществам в растительных тканях. Выделенные из различных видов сырья (корней сахарной свеклы, земляного ореха, яблок, цитрусовых). Они растворимы в воде, легко гидролизуются.

Ксиланы — наиболее распространенные полисахариды, входящие в группу гемицеллюлоз. Их молекулярная масса примерно 40000 Да. Макромолекулы разветвлены, основная наиболее длинная цепь сформирована из остатков D-ксилопираноз, соединенных между собой β-связью по месту 1→4 углеродных атомов. В составе боковых, менее разветвленных цепей найдены: L-арабиноза, D-ксилоза, глюкуроновая кислота, и её метиловый эфир, реже D-глюкоза, и D-галактоза. Для разных видов растений и их анатомических частей характерны различные по составу боковых цепей полисахариды, что влияет и на качество пищевых продуктов.

Читайте также:  Диета медиков на 7 и 14 дней – описани и подробное меню

Галактаны — их количества колеблются от 1 до 16 %, они формируют клеточные стенки разнообразных растений. Строение макромолекул галактанов зависит от вида растительного сырья. Сульфированные галактаны, выделяемые из водорослей, обладают значительными желирующими свойствами и широко ис¬пользуются в кондитерском производстве. Они делятся на две группы агар и каррагинан. Агар является смесью двух полисахаридов — агарозы и а агропектина. Каррагинаны построены из звеньев сульфированной галактозы и 3,6-ангидрогалактозы. Сульфированные полисахариды широко применяются в кондитерской промышленности при производстве желе, мармеладов, киселей и др. пищевых продуктов.

Маннаны — формируют клеточные стенки хвойной древесины, дрожжей, водорослей и другого сырья. Они построены из остатков D-маннапираноз, соединенных 1 → 4 или 1 → 6 связями. К ним относятся галактоманнан, глюкоманнан, галактоглюкоман. Молекулы могут быть линейными или разветвленными, боковые цепи соединены с основной цепью связями 1→4 или 1→3.

Фруктаны — содержатся в зерне пшеницы, ячменя и других покрытосеменных растениях, в топинамбуре, травах, бактериях. Фруктаны построены из остатков фруктозы, соединенных по месту 2 → 1 или 2 → 6 углеродных атомов. К их числу относятся инулин, аспарагозин и другие вещества.

Роль гемицеллюлоз в питании человека разнообразна. Они безвредны для организма человека и перевариваются в зависимости от строения на 69 % − 95 %. ГМЦ служат источником энергии, влияют на липидный обмен, играют роль энтеросорбентов, снижают содержание холестерина, сорбируют микрофлору, соли тяжелых металлов.

Классификация

Общая

С целью классификации все БАР разделяют:

  • эндогенные
  • экзогенные

К эндогенным веществам относят

  • химические элементы (кислород, водород, калий, фосфор и др.)
  • низкомолекулярные (глюкоза, АТФ, этанол, адреналин и др.)
  • ВМС (ДНК, РНК, белки)

Они входят в состав организма, участвуют в обменных процессах веществ и имеют выраженную биологическую (физиологическую) активность.

Экзогенными считают БАР, поступающих в организм различными путями.

По действию на организм

С учетом взаимодействия с организмом БАР разделяют на

  • биоинертные, которые не усваиваются организмом (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, кремнийорганические полимеры, поликарбонат и др.)
  • биосовместимые, которые медленно растворяются или ферментируются в организме (полисахариды, поливинилпирролидон, Полиакриламид, поливиниловый спирт, полиэтиленоксид, водорастворимые эфиры целлюлозы и др.)
  • бионесумисни, которые вызывают поражения ткани организма (полиантрацены, некоторые полиамиды и многие др.)
  • биоактивные направленного действия (винилин полимеры в сочетании с лекарственными веществами).

Биоинертные и биосовместимые вещества широко используются в производстве лекарств как вспомогательные вещества, а также для получения тары, упаковочных и конструкционных материалов и т.

По токсичности

  • По токсичности сама биологически активная и токсичное вещество является тоналка Марины Вельгус

Проявление токсичности зависит от концентрации (дозы) БАР, путей поступления в организм, чувствительности последнего, поведения БАР в организме и других факторов (например. Ядовитые вещества используются как лекарства в определенных дозах).

По происхождению

БАР бывают

  • природные
  • синтетические

Природные БАР образуются в процессе жизнедеятельности живых организмов. Они могут образовываться в процессе обмена веществ, выделяться в окружающую среду (экзогенные) или накапливаться внутри организма (эндогенные).

Читайте также:  Диета «Стол 4» по Певзнеру: меню на неделю, рекомендации

Другие варианты классификации

Возможны другие подходы к классификации БАР, например. в зависимости от природы (растительного или животного происхождения), мл. м., размера частиц, устойчивости к температуре, возможности накапливаться в организме, выявлять наркотические и другие свойства.

Области применения целлюлозы

Люди применяют целлюлозу уже долгое время. В первую очередь древесный материал шел как топливо и доски для строительства. Потом хлопок, лен и волокна конопли применяли для изготовления различных тканей. Впервые в промышленности химическую обработку древесного материала стали практиковать из-за развития производства бумажных изделий.

В настоящее время целлюлозу используют в различных промышленных областях. И именно для промышленные нужд получают ее в основном из древесного сырья. Целлюлозу применяют в производстве целлюлозно-бумажных изделий, в производстве различных тканей, в медицине, при производстве лаков, при изготовлении органического стекла и в иных областях промышленности.

Рассмотрим ее применение подробнее

Из целлюлозы и ее эфиров получают ацетатный шелк, изготавливают ненатуральные волокна, пленку из ацетилцеллюлозы, которая не горит. Изготавливают порох без дыма из пироксилина. Из целлюлозы делают плотную медицинскую пленку (коллодий) и целлюлоид (пластмассу) для игрушек, кинопленки и фотопленки. Делают нитки, канаты, вату, различные виды картона, строительный материал для судостроения и постройки домов. А еще получают глюкозу (для медицинских целей) и этиловый спорт. Целлюлозу применяют и в качестве сырья, и в качестве вещества для переработки химическим путем.

Много глюкозы нужно для изготовления бумаги. Бумага представляет собой тоненький волокнистый слой целлюлозы, которая была проклеена и спрессована на особом оборудовании, чтобы получить тонкую плотную гладкую поверхность бумажного изделия (чернила не должны растекаться по ней). Сначала для создания бумаги применялся только то материал растительного происхождения, из него нужные волокна выделяли механическим способом (рисовые стебли, хлопок, ветошь).

Но книгопечатание развивалось очень быстрыми темпами, стали выпускаться еще и газеты, поэтому произведенной таким способом бумаги стало недостаточно. Люди выяснили, что в древесине много клетчатки, поэтому к растительной массе, из которой делали бумагу, начали добавлять перемолотое древесное сырье. Но эта бумага была быстро рвущейся и желтеющей за очень короткое время, особенно при длительном нахождении на свету.

Поэтому стали разрабатываться разные методы обработки древесного материала химическими веществами, которые позволяют выделить из него очищенную от различных примесей целлюлозу.

Для получения целлюлозы щепу варят в растворе реагентов (кислоты либо щелочи) в течение длительного времени, потом очищают полученную жидкость. Так производится чистая целлюлоза.

К кислотным реагентам относится сернистая кислота, ее применяют для производства целлюлозы из древесины с малым количеством смолы.

К щелочным реагентам относятся:

  1. натронные реагенты обеспечивают получение целлюлозы из лиственных пород и однолетников (такая целлюлоза стоит довольно дорого);
  2. сульфатные реагенты, из которых наиболее распространен сульфат натрия (основа для производства белого щелока, а уже он применяется в качестве реагента для изготовления целлюлозы из любых растений).

После всех производственных этапов бумага идет на изготовление упаковочной, книжной и канцелярской продукции.

Из всего выше сказанного можно сделать вывод о том, что целлюлоза (клетчатка) имеют важное очищающее и оздоровительное значение для кишечника человека, а также используется во многих областях промышленности.

Что такое балластные вещества?

Под словом «балласт» обычно подразумевается что-то бесполезное, лишнее, ненужное. Но такое определение никаким образом не относится к балластным веществам, которые играют важнейшую роль в нашем питании и оказывают огромное влияние на состояние нашего здоровья.

Читайте также:  Как настроить себя на похудение психологически

Балластные вещества — это такие пищевые компоненты, содержащиеся в растительной пище и не способные перевариться в организме человека. Поступление этих веществ в организм гарантируется в том случае, если мы едим много свежих овощей и фруктов, то есть которые не подвергаются кулинарной обработке.

Основные балластные вещества являют собой пищевые волокна, которые имеются в любом растении, в роли главного их представителя выступает клетчатка. Пищевые же волокна в свою очередь — это разноструктурные полисахариды с громадными макромолекулами. Существуют бактерии, которым под силу расщепить подобные соединения с небывалой лёгкостью, однако человеческим ферментам это не по силам.

Прежде считалось, что балластные вещества бесполезны для организма, поскольку пищеварительные соки не содержат энзимов, которые могли бы расщеплять эти вещества. Однако просто не было известно, что часть балластных веществ переваривается энзимами микроорганизмов, живущих в толстой кишке. При этом помимо газов выделяются жирные кислоты, которые человек переваривать может.

Балластные вещества подразделяются на следующие виды:

  1. Лигнин (зерно, овощи, фруктовые косточки).
  2. Альгинаты (агар-агар (водоросли)).
  3. Пектин (овощи и фрукты, в особенности яблоки).
  4. Целлюлоза (овощи, фрукты, зерно).
  5. Клетчатка (крупы, фрукты и овощи).

Позитивное влияние балластных веществ

Позитивное влияние балластных веществ состоит в том, что они на продолжительное время дают чувство сытости, а также связывают и выводят желчные кислоты, тем самым снижая уровень холестерина. Кроме того, они обеспечивают нормальный стул и предотвращают хронические заболевания кишечника.

Замедляют скорость пищеварения, что является важным аспектом в плане использования питательных веществ. Медленное поступление питательных веществ препятствует выбрасыванию в кровь большого количества углеводов. При медленном всасывании питательных веществ их приток происходит постоянно вместе с кровью.

Также балластные вещества покрывают питательные вещества, защищая их, активизируют кровообращение десен, поскольку их приходится дольше жевать. Балластные вещества не имеют калорий.

Балластные вещества являют собой важнейший источник подпитки кишечной микрофлоры, соответствующий состав которой обуславливает полную жизнедеятельность нашего организма.

Что такое балластные вещества?

Бактериальная флора фактически разрушает многочисленные токсины, осуществляя синтез витаминов, жиров, углеводов и аминокислот, в том числе и незаменимых.

Поэтому употребление балластных веществ — это прекрасная профилактика дисбактериоза.

К тому же, балластные вещества — это великолепные сорбенты, которые своими микропорами активно поглощают неугодные соединения. Медицина же применяет искусственные сорбенты, например, активированный уголь.

Установлены десятки заболеваний, требующих их применения: различные отравления, почечные заболевания, желчных путей, печени, панкреатиты. Так же «искусственные балластные вещества» помогают в лечении заболеваний сердечнососудистой системы.

Лечебное действие балластных веществ обусловлено непосредственной поглощающей способностью. Под влиянием балластных веществ происходит ликвидация множества ядовитых и избыточных продуктов обмена — холестерин, мочевина, разнообразные аллергены и прочие.

Вместе с этим улучшается синтез нуклеиновых кислот и белков, происходит нормализация липидного обмена, другими словами наблюдается омолаживающий организм эффект.

Между прочим, балластные вещества также борются против лишнего веса, потому что они затормаживают переваривание жира в человеке тем, что привязывают часть жиров к себе, и в таком виде организм выводит их наружу.

Кроме того, они замедляют расщепление так называемых сложных углеводов из злаков, стручковых, побегов сои, картофеля или орехов. Это тормозит выработку инсулина, и в итоге не происходит забивания артерий и инсультов.

Существует более двадцати разных видов балластных веществ, которые в большинстве своем носят длинные иностранные имена и скрываются во фруктах, овощах, салатах, стручковых, картофеле, орехах и цельно-зерновых продуктах. Например, целлюлоза и пектин, гликоген и гемицеллюлоза, декстрин и крахмал.

Балластные вещества общепринято делятся на две большие группы, которые одинаково важны для здоровья: растворимые и нерастворимые. Нерастворимые удерживают чаще всего воду. Они полезны для пищеварения.

Растворимые балластные вещества, наоборот, служат пищей важным бактериям и имеют большую ценность для здоровья: они защищают от рака и желудочных камней, регулируют сахар в крови и снижают уровень холестерина.