Каррагинаны

Группа неразветвленных сульфатированных полисахаридов, молекулы к-рых построены из остатков производных D-галактопиранозы со строгим чередованием a-1 . 3- и b-1 . 4-связей между ними (т. Е. Из дисахаридных повторяющихся звеньев). Содержатся в красных морских водорослях. Различия между отдельными представителями К. Обусловлены тем, что в качестве 4-О-замещенного моносахаридного остатка может выступать не только D-галактоза (ф-ла I), но и 3,6-ангидро-D-галактоза (II), группы ОН м. Б. Сульфатированы, изредка метилированы, а в качестве 3-О-замещенного остатка в молекуле иногда содержится 4,6-О-(1'-карбокси)этилиденовое производное D-галактозы (III). К., построенные из наиб. Часто встречающихся дисахаридных повторяющихся звеньев, принято обозначать греч.

Буквами. К., как правило, являются "мол. Гибридами", содержащими в одной молекуле неск. Типов дисахаридных повторяющихся звеньев. Такое строение объясняется своеобразным биосинтезом К., в процессе к-рого регулярный полимер D-галактозы, образующийся на первой стадии, подвергается далее сульфатированию, а затем происходит отщепление сульфата из 6-го положения 4-О-замещенных остатков a-D-галактозы с образованием остатков 3,6-ангидро-a-D-галактозы. Т. Обр., структуры g-, d-, m-, n- и l-К. - биогенетич. Предшественники структур b-, a-, (-, i- и q-К. Соответственно. Две последние стадии биосинтеза (постполимеризац. Модификация) могут протекать не полностью, что и приводит к образованию мол. Гибридов. К. - аморфные бесцветные или слегка окрашенные в-ва с мол.

Массой от неск. Сотен тыс. До неск. Млн., обычно с высоким содержанием сульфата (/ 20%). В виде Na-солей раств. В холодной воде с образованием вязких р-ров. К. С большим содержанием 3,6-ангидро-D-галактозы ((-, i-K. И др.) в присут. К + , Rb+, Cs+ образуют термообратимые гели, к-рые плавятся при нагр. Выше 50-75 °С. Гелеобразование объясняется ассоциацией участков молекул, имеющих регулярную структуру и упорядоченную спиральную конформацию, с участием подходящего по размерам катиона. Св-ва гелей определяются строением и протяженностью таких участков. Наиб. Прочные гели дает (-К. В присут. К + . Поскольку образование остатков 3,6-ангидро-D-галактозы происходит на заключит. Стадии биосинтеза, очевидно, что гелеобразующие св-ва К.

В водорослях находятся под метаболич. Контролем. К., содержащие 3,6-ангидро-D-галактозу, легко расщепляются при нагр. С разб. К-тами в результате повыш. Лабильности гликозидных связей этого моносахарида с образованием 4-О-b-D-галактопиранозил-3,6-ангидро-D-галактозы (каррабиозы). В условиях полного кислотного гидролиза, освобождающего галактозу, 3,6-ангидрогалактоза разрушается При действии на К. Щелочи отщепляются сульфатные группы в положении шесть 4-О-замещенных остатков a-D-галактозы с одновременным замыканием 3,6-ангидроцикла (р-ция, идентичная заключит. Стадии биосинтеза К.). Для идентификации дисахаридных повторяющихся звеньев в молекулах К. Используется спектроскопия 13 С-ЯМР, реже - иммунологич. Р-ции со специфич.

Антителами. Сведения о распределении разл. Звеньев вдоль цепи полимера можно получить при ферментативном гидролизе К. Наиб. Известны (- и i-каррагиназы бактериального происхождения, к-рые расщепляют участки молекул, имеющие структуру, (- или i-K., с образованием соответствующих сульфатов 3,6-ангидро-a-D-галактопиранозил-(1 . 3)-D-галактозы (неокаррабиозы) и ее высших олигомергомологов. К. Содержатся, как правило, в красных водорослях, относящихся к порядку гигартиновых (Gigartinales). На полисахаридный состав кроме видовой принадлежности могут влиять условия обитания водорослей. Во мн. Случаях отмечено существенное различие в составе К. Между разными генерациями (гаметофитами и спорофитами) одного и того же вида. Для пром.

Получения К. Используют водоросли родов хондрус (Chondrus), гигартина (Gigartina), гипнеа (Нурпеа). В СССР полисахариды группы К. Получают из черноморской филлофоры (Phyllophora nervosa) и балтийской фурцеллярии (Furcellaria fastigiata). К. Извлекают из водорослей горячей водой, часто в присут. Разб. Щелочи или соды, что облегчает экстракцию и приводит к элиминированию сульфата с образованием 3,6-ангидрогалактозы, а следовательно, к улучшению гелеобразующих св-в. К. Используют в пищ. Пром-сти как стабилизаторы белковых р-ров и гелеобразователи при изготовлении разнообразных молочных и кондитерских изделий (иногда в комбинации с др. Гелеобразующими полисахаридами), а также при изготовлении фармацевтич. Препаратов и косметич.

Ср-в. Мировое произ-во К. Ок. 13000 т/год (1986). Лит. Усов А. И., в сб. Прогресс химии углеводов, М., 1985, с. 77-96. Towle G. A., в кн. Industrial gums, 2 ed, by R. L. Whistler, N.Y.-L, 1973, p. 83-114. Painter T. J., в кн. Polysaccharides, ed. By G. O. Aspinall, v.2, N.Y., 1983, p. 195-285. А. И. Усов.