Галактани

Галактани виділяють із різноманітної рослинної сировини (ялиці, берези білої, клена цукристого, люпину білого тощо). Медичне застосування мають галактани сульфовані, до яких належать полісахариди морських водоростей підцарства багрянок — Rhodobiota. Ці полісахариди за складом, будовою та властивостями поділяються на дві групи: групу агара і групу карагінана.

Агар-агар — це суміш полісахаридів агарози (до 50–80 %) і «агаропектину». Агароза побудована із ланок агаробіози, що строго повторюються, з’єднаних у ланцюги β -1 → 3 глікозидним зв’язком. Моносахаридні залишки в агаробіозі (3-О-заміщена β -D-галактопіраноза і 4-О-заміщена 3, 6-ангідро-α -L-галактопіраноза) з’єднані α -1 → 4 зв’язками.

Ланка агаробіози в агарозі має вигляд:

У залежності від виду водорості хімічний склад агарози може змінюватися, за рахунок утворення похідних галактози.

«Агаропектин» — це фракція кислих полісахаридів, в яких вуглеводи з’єднані таким же чином, але регулярність їх замаскована наявністю залишків піровиноградної кислоти. Завдяки цьому утворюються циклічні ацеталі з групами ОН– у С-4 і С-6 деяких залишків β -D-галактози. Відомо також, що вміст сульфогруп у ньому більший, а значна кількість 3, 6-ангідрогалактози замінена на залишки 6-сульфо-α -L-галактози.

Агар є поліаніном, тому може бути бар’єром для катіонів морської води, а його гідрофільність запобігає висиханню водоростей під час відливу. В промисловості агар отримують з червоних водоростей родів Gracilaria (близько 60 % світового виробництва агар-агару) і Gelidium. У Росії промислове значення має анфельція — Ahnfeltia рlicata з родини Phyllophoraceae.

Клітини оболонки багрянок складаються з міцел целюлози або іншого полісахариду, зануреного в слизовий матрикс агару. У водоростях він міцно з’єднує клітини, що забезпечує сталість організму. Для отримання агар-агару водорості подрібнюють, обробляють розчином лугу для видалення частини домішок і екстрагують гарячою водою. Агар очищують методом заморожування — роз Зовнішній вигляд червоних водоростей морожування, при цьому розшаровуються матковий розчин і гель. З матковим розчином видаляють домішки. Після висушування отримують тонкі пластівці.

Агар-агар — це буруваті прозорі плівки завтовшки 1–3 мм зі зморшками, без запаху і смаку. Агароза нерозчинна у холодній воді, легко розчиняється в окропі. Розчини, що містять 0, 5–1, 5 % агару, після охолодження до температури 32–39 °С утворюють міцні драглі, які розріджуються при 60 і плавляться при 85 °С. Драглеутворення характерніше для агарози, ніж для «агаропектину». Вміст вологи в агар-агарі становить 17–22 %, а золи — близько 8 %; при згорянні не повинно бути запаху паленого рога.

Агар використовують для виготовлення щільних поживних середовищ для культивування та діагностики бактерій, як драглеутворюючий засіб в харчовій (особливо кондитерській) промисловості. Агароза є носієм при гель-хроматографії, афінній хроматографії, електрофорезі на гелях, імунодифузії та імуноелектрофорезі. Входить до складу деяких лікарських засобів як допоміжна речовина або ентеросорбент.

Карагінан вперше отримано К. Шмідтом у 1844 р. з червоної водорості Chondrus crispus. Це група нерозгалужених сульфованих полісахаридів, молекула яких побудована із залишків похідних D-галактопіранози із строгим чергуванням α -1 → 3 і β -1 → 4 зв’язків між ними (тобто з дисахаридних ланок, що чергуються). Різниця між окремими представниками карагінанів обумовлена тим, що як 4-О-заміщений моносахаридний залишок виступає не лише D-галактоза але й 3, 6-ангідро-D-галактоза. Групи ОН можуть бути сульфатовані, зрідка метильовані; вміст сульфатів досить високий (більше 20 %). Карагінани позначають грецькими літерами.

Молекули цих полісахаридів мають форму подвійної спіралі. Кожна спіраль — полісахаридний ланцюг, один оберт якого має по три дисахаридні залишки. Форма подвійної спіралі стабілізується водневим зв’язком між ОН групами у С-2 ланки карабіози і С-6 іншої ланки.

R1 = R2 = R4 = H, R3 = SO3 γ - карагінан

R1 = R2 = H, R3 = R4 = SO3 δ - карагінан

та інші варіанти сульфaтув а н ня D-галактози

У вигляді Na-солей карагінани розчинні у холодній воді з утворенням в’язких розчинів; їхня молекулярна маса коливається від декількох сотень тисяч до мільйонів. Подібно до агару карагінан утворює драглі.

Для промислового отримання карагінанів використовують червоні водорості родів Chondrus, Gigartina, Hypnea, а в Україні — чорноморську філофору Phyllophora nervosa. Водорості обробляють холодною водою, часто в присутності лугу або соди. Внаслідок утворення 3, 6-ангідрогалактози під час екстракції поліпшуються якість полісахаридів і їхні драглеутворюючі властивості.

Карагінан використовують у харчовій промисловості як стабілізатор білкових розчинів, а також у фармації та косметиці. Світове виробництво його дорівнює 13 тис. т на рік.