Трагакант, карайя и другие камеди

Трагакант, подобный гуммиарабику, является одним из первых природных полимеров, который применялся раньше в технологии и фармакологии. Он представляет собой высохший сок, выделяемый кустарником вида Astragalus, который принадлежит к семейству бобовых. Подобно гуммиарабику, трагакант медленно вытекает из поврежденных мест коры растения.

Трагакант – это роговой, слегка окрашенный материал, который разбухает и частично растворяется в воде. Его растворимая часть называется трагакантином, или трагакантиновой кислотой, а нерастворимая – бассорином. Трагакантин является полиэлектролитом, обладающим высокой вязкостью, которая зависит от рН и ионной силы. Молекулярная масса растворимого трагакантина составляет 840000.

Растворимый трагакантин состоит главным образом из глюкуроновой кислоты и L-арабинозы. Кислая часть, по-видимому, построена из цепей, состоящих из остатков D-галактуроновой кислоты. Некоторые карбоксильные группы метилированы, а несколько L-фукопиранозных и D-ксилопиранозных остатков прикреплены к главной цепи. В продуктах гидролитического расщепления полисахарида, помимо галактуроновой кислоты, найдены D-ксилоза, L-фукоза, D-галактоза и L-арабиноза.

Трагакант получают в значительных количествах и широко используют в качестве загустителя и эмульгатора, а также в качестве основы для косметических и фармацевтических кремов и паст, как стабилизатор в пищевой промышленности и т. д.

Карайя – новая камедь, имеющая техническое значение. Она выделяется из тропических деревьев Sterculia urens, произрастающих главным образом в Индии. Карайя применяется в пищевой промышленности и как слабительное. Эта камедь представляет собой слабокислый высокомолекулярный полисахарид очень сложной структуры. Количественный анализ продуктов гидролиза показывает присутствие D-галактуроновой кислоты (43 части), D-галактозы (14 частей) и L-рамнозы (15 частей). Анализ очищенной карайи из Sterculia setigera дает другие результаты: D-галактуроновая кислота (8 частей), D-галактоза (5 частей), L-рамноза (5 частей) и D- тагатоза (1 часть). Это первый случай, когда тагатоза была найдена в природном продукте. Карбоксильные группы полисахарида частично нейтрализованы, а некоторые спиртовые гидроксилы этерифицированы ацетильными группами. Молекулярная масса карайи составляет около 9000000. Подобно трагаканту, карайя разбухает в воде, образуя полупрозрачный гель. Полное растворение достигается кипячением раствора и сопровождается частичным гидролизом.

Камеди выделяются не только упомянутыми тропическими и субтропическими растениями, но также вишней и сливой. Камедь чернослива имеет сильно разветвленную структуру, в которой многие относительно короткие боковые цепи прикреплены к одной главной цепи. L-Арабиноза, D-галактоза, D-глюкуроновая кислота и другие компоненты найдены в продуктах гидролиза.

Слизи

Термин «слизи» обычно применяется для обозначения сложных полисахаридов, которые выделяются из семян, стеблей и других частей растений. Резкую границу между камедями и слизями провести нельзя. Последние обычно полностью растворимы, и полученные растворы быстро не затвердевают, хотя и обладают большой вязкостью. Химически слизи отличаются от камедей тем, что последние являются высокозаряженными полиэлектролитами, в то время как слизи лишены карбоксильных групп. Заслуживают внимания слизи из бобов белой акации и хьюара (Cyamopsis tetragonoloba Taub.). Бобы белой акации получают из стручков растения Ceratonia siliqua L., которое произрастает на побережье Средиземного моря. Хьюар, стручки, которого напоминают земляной орех, культивируется в Индии и в южных штатах США. Полисахариды экстрагируют из измельченного исходного материала водой и очищают переосаждением 40 %-ным спиртом. Химическое исследование показало, что они представляют собой галактоманнаны. В результате гидролиза полисахарида из бобов белой акации образуется 80 % D-маннозы и 20 % D-галактозы, в то время как камедь из бобов хьюара дает 65 % маннозы и 35 % галактозы. Маннопиранозные кольца составляют главную цепь, к которой в виде коротких частей присоединены галактозные звенья. Выступающие D-галактозные звенья в маннозной цепи делают молекулу высокогидратированной вследствие ассоциации ее с большим количеством воды.

Практическое применение полимерных разветвленных га-лактоманнанов основано на том, что они способны повышать вязкость системы, не вызывая ее желатинизации. Однако растворы этих полимеров могут вызывать желатинизацию при добавлении к раствору небольшого количества буры. Это происходит в результате образования комплекса между боратом и двумя парами гидроксильных групп в разных макроцепях.

Слизи, экстрагируемые из различных материалов, например из семян льна, представляют собой смесь нескольких сложных полисахаридов. Галактуроновая кислота, L-галактоза, L-рамноза и D-ксилоза – моносахариды, полученные при полном гидролизе слизи из семян льна. Аналогичное строение можно предположить для слизи, экстрагированной из флоэмы побега вяза. Вязкая слизь из коры (Hubiscus esculentus) также состоит из галактозы, галактуроновой кислоты и рамнозы.