Polisacharydy - czym są oraz jakie znajdują zastosowania?

Polisacharydy - lub inaczej wielocukry, cukry złożone - to grupa związków zbudowanych z reszt monosacharydowych oraz różnych ich pochodnych. Zaliczane są do węglowodanów i biopolimerów, które w świecie roślin oraz zwierząt pełnią rolę zarówno budulcową, jak i zapasową. W odróżnieniu od monosacharydów nie wykazują one słodkiego smaku. Polisacharydy są powszechne i cechują się dużą różnorodnością. Znajdują one szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu - zarówno w produkcji artykułów spożywczych, jak i leków czy środków wykazujących aktywność biologiczną.

Polisacharydy - właściwości

Polisacharydy ze względu na swoje specyficzne właściwości nie wykazują żadnego zapachu oraz smaku. Nie są one rozpuszczalne w wodzie i mogą tworzyć roztwory koloidalne. Są zaliczane do związków niekrystalicznych i optycznie czynnych. Najpowszechniej występującymi w przyrodzie wielocukrami są skrobia, glikogen oraz celuloza.

Polisacharydy - rodzaje

Do cukrów złożonych oraz ich pochodnych zalicza się:

  • skrobia,
  • glikogen,
  • dekstran,
  • celuloza,
  • chityna,
  • alginian,
  • heparyna.

Każdy polisacharyd spełnia trochę inne funkcje oraz charakteryzuje się inną budową.

  • Skrobia

Skrobia to jeden z głównych składników węglowodanowych człowieka oraz większości zwierząt. W świecie roślin jest substancją zapasową. Ze względu na swoje klejące i żelujące właściwości nazywana jest również krochmalem lub kleikiem skrobiowym. Skrobia jako roślinny polisacharyd występuje przede wszystkim w ziarnach zbóż oraz w bulwach ziemniaczanych. Do jej produkcji masowej wykorzystuje się również ryż lub tapiokę. Skrobia w czystej postaci to biała, bezwonna i bezsmakowa substancja półkrystaliczna, która nie rozpuszcza się w zimnej wodzie. Wytworzenie kleika skrobiowego następuje dopiero wtedy, gdy skrobię połączy się z gorącą wodą.

  • Glikogen

Glikogen swoimi właściwościami, funkcjami biochemicznymi i budową przypomina w dużym stopniu skrobię. W organizmach żywych spełnia podobne role, jakie spełnia skrobia w świecie roślin. Zarówno w organizmie człowieka, jak i zwierząt, polisacharyd ten magazynowany jest w wątrobie oraz tkance mięśniowej (dokładniej w mięśniach poprzecznie prążkowanych). Jego zawartość we włóknach mięśniowych jest około 7 razy mniejsza niż w wątrobie, jednakże ze względu na przeważającą masę mięśni w całym organizmie glikogen mięśniowy stanowi aż 75% całej zawartości tego polisacharydu. Jeżeli chodzi o jego funkcje to jest on przede wszystkim zapasowym materiałem energetycznym, który jest zużywany w różnych celach związanych z wydatkowaniem energii. Co więcej, glikogen zmagazynowany w wątrobie oraz mięśniach dostarcza energii czerwonym krwinkom, erytrocytom i neuronom. Glikogen wątrobowy nie uczestniczy w procesach wydatkowania energii podczas intensywnej pracy mięśni.

  • Dekstrany

Dekstrany to wielocukry wytwarzane ze śluzu bakterii Leuconostoc mesenteroides. Ze względu na swoje niezwykłe właściwości polisacharyd ten stosowany jest w celach medycznych jako płyn krwiozastępczy. Dekstrany są bezcennym surowcem w nagłych przypadkach szybkiej utraty krwi przez pacjenta. Wielocukry te znalazły także zastosowanie w leczeniu rozległych oparzeń skóry.

  • Celuloza

Celuloza zaliczana jest do biopolimerów będących podstawowym materiałem budulcowym w tkankach roślinnych. W czystej postaci wielocukier ten jest białą substancją, nie wykazującą smaku oraz zapachu. Nie wchodzi także w reakcję z wodą i alkoholem. Celuloza wykorzystywana jest w przemyśle farmaceutycznym jako wypełniacz i substancja wiążąca do produkcji tabletek i kapsułek. Jest również surowcem wykorzystywanym przy produkcji papieru oraz tkanin.

  • Chityna

Chityna to wielocukier, który w budowie przypomina celulozę. Występuje głównie w ścianach komórkowych niektórych grzybów i bakterii. W świecie zwierząt (skorupiaki, pajęczaki, owady) wraz z białkiem, solami magnezu i wapnia tworzy chitynowy pancerz. Bliźniacze substancje występują także w tkankach mięczaków. Chityna ze względu na silniejsze wiązania międzycząsteczkowe wyróżnia się znacznie wyższą wytrzymałością mechaniczną niż przykładowo celuloza.

  • Alginian

Alginian lub kwas alginowy to polisacharyd, który zbudowany jest z kwasu manurowego. Jest on budulcem ścian komórkowych alg i traw morskich występujących na bardzo dużych głębokościach. Wielocukier ten wykorzystywany jest w przemyśle spożywczym pod oznaczeniem E400 jako emulgator i zagęszczacz.

  • Kwas hialuronowy

Kwas hialuronowy to organiczny związek chemiczny występujący powszechnie w organizmach żywych. W przypadku człowieka największa jego ilość znajduje się w skórze, a także mazi stawowej. Polisacharyd ten jest obecnie masowo wykorzystywany w kosmetyce do ujędrniania skóry poprzez poprawę jej nawilżenia.

Retinol, kolagen i reszta: wielka moc czy ściema?

  • Heparyna

Heparyna jest wielocukrem, który w organizmie ludzkim odgrywa bardzo istotną rolę. Zapobiega on bowiem zbyt gwałtownemu krzepnięciu krwi, co znajduje zastosowanie w leczeniu takich chorób jak zakrzepica. Heparyna wykazuje także zdolność do obniżania poziomu złego cholesterolu we krwi.