АРАБИНОГАЛАКТАН - что это?

Арабиногалактан принадлежит к классу углеводов. Это природный полисахарид, чья молекула состоит из звеньев галактозы и арабинозы, соединённых в соотношении: 6 звеньев галактозы к 1 звену арабинозы.

Арабиногалактан - это смешанный, разветвленный полисахарид с высокой степенью разветвления.

Согласно Дж. Аспиналлу арабиногалактаны подразделяются на 2 типа:

- арабино-4-галактаны (тип I)

- и арабино-3,6-галактаны (тип II).

Химическая формула арабиногалактана: [(C5H8O4)(C6H10O5)6]х

Регистрационный номер CAS: 9036-66-2


* Регистрационный номер CAS - уникальный численный идентификатор химических соединений, внесённых в реестр Химической реферативной службы (Chemical Abstracts Service)

 

Арабиногалактаны II типа наиболее распространены и имеют существенное практическое значение. Они составляют основу камедей покрытосеменных растений, например акации, а также голосеменных, особенно лиственницы (р. Larix).

Арабиногалактан, полученный из древесины лиственницы, представляет собой сухой, несмачиваемый порошок с лёгким хвойным запахом и сладковатым вкусом. Содержание арабиногалактана в ней достигает высокой степени чистоты (96-98%).

Ядровая древесина некоторых видов лиственницы содержит до 35% АГ. Древесина двух видов лиственницы – сибирской и Гмелина, произрастающих в Сибири, содержит до 15% AG.


 

АРАБИНОГАЛАКТАН в природе

 

Арабиногалактаны содержатся в ряде систем микроорганизмов, особенно у кислостойких микобактерий, где они концентрируются между пептидогликанами и миколовыми кислотами, вместе с ними образуя стенки клеток, а также влияя на иммунореактивность моноцитов и макрофагов антигена туберкулезных микобактерий.

 

 

Богатыми источниками арабиногалактанов являются также многие съедобные и несъедобные растения. В растениях они содержатся, в основном, в форме гликопротеина, связанного с белковой цепочкой либо а-амино-b-оксимасляной, пирролидин-карбоновой или альфа-амино-бета-оксипропионовой кислоты («арабиногалактанового белка»).

 

Арабиногалактан содержат следующие продукты: семена лука-порея, морковь, редис, бобы мунг, груши, кукуруза, пшеница, красное вино, плевел многоцветковый, помидоры, амброзия, сорго, бамбук, кокосовая мякоть и молоко. Значительное количество арабиногалактана присутствует во многих травах, являющихся естественными натуропатическими иммуноукрепляющими средствами, таких как, Эхинацея пурпурная (Макромолекулы гликопротеина из камеди акации (Фиброгам) состоят из 95–99% рабиногалактана и 1–5% протеинов.), Баптизия тинктория, туя западная, Дудник остролопастный и Куркума длинная.

 

 

Наибольшее содержание арабиногалактанов отмечено в растениях рода лиственничных (Larix genus), прежде всего, в лиственнице Гмелина (даурской) (Larix Dahurica), лиственнице сибирской (Larix sibirica) и лиственнице западной (Larix occidentalis). Большую часть арабиногалактана, предназначенного для коммерческого использования, получают из древесины лиственницы западной (возобновляемого источника) посредством противоточной экстракции.

 

 

Большая часть АГ, присутствующего в растениях, связана с белком и образует часть плотных стенок клеток. Напротив, лиственничный арабиногалактан находится в центре полости клетки в форме, не связанной с белком. Арабиногалактан лиственницы экстрагируется из клетки растения в её естественном состоянии.

 

Арабиногалактан лиственницы сибирской отличается от других АГ тем, что обладает невысокой молекулярной массой (среднемассовая м.м. 9000–13000) и небольшой степенью полидисперсности (1,9–2,3).

 

 

Био-рефайнинг – это комплексная глубокая химическая переработка древесины с превращением ее основных компонентов в товарные продукты с высокой добавленной стоимостью (как многотоннажные, так и малотоннажные). В эту категорию входит также переработка опилок лиственницы.

 

 

Используются различные способы экстракционного извлечения АГ из измельченной древесины лиственницы. Благодаря хорошей растворимости арабиногалактана в воде, практически все способы его получения основаны на экстракции растительного сырья водой. Температуру экстракции арабиногалактана в различных методах варьируют от 23 до 100 С.

 

 

Наиболее простые из них включают экстракцию опилок лиственницы водой при комнатной или повышенной температуре с последующим отделением экстракта, его упаривание, осаждение АГ либо ацетоном в присутствии хлорида натрия, либо этанолом. При использовании более сложных и многостадийных способов возможно получение АГ повышенной чистоты и одновременное извлечение биологически активного дигидрокверцетина. В частности, известен способ получения высокочистого арабиногалактана, включающий водную экстракцию древесины лиственницы, предварительно обработанной этилацетатом и высушенной, затем экстракт концентрируют, добавляют коагулянт и флокулянт, отделяют от осадка и высаживают.

 

 

Недостатком известных способов является низкий выход АГ при малой продолжительности процесса экстракции вследствие наличия диффузионных ограничений. Применяются различные методы интенсификации процессов внешней диффузии в растворах, наиболее простым из которых является повышение скорости перемешивания реакционной смеси.

 

Для интенсификации процессов переработки растительного сырья успешно используются процессы механической и механохимической активации. Механические способы активации увеличивают степень извлечения сырья без изменения его химического состава. Благодаря этому значительно возрастает поверхность контакта сырья с растворителем и снижается диффузионное ограничение процесса экстракции. При использовании механохимических способов активации наряду с разрушением клеточных стенок происходит изменение химического состава растительного сырья в результате разрыва наиболее слабых химических связей и протекание химических реакций с участием образовавшихся активных частиц. К числу наиболее эффективных способов активации растительных полимеров относятся механоактивация в мельницах различной конструкции и обработка перегретым водяным паром в неизобарных условиях.

 

Также найдены способы очистки и концентрирования экстрактов АГ, обеспечивающие получение растворов, пригодных для выделения продукта высокой степени чистоты. Такие растворы можно высушивать методом распылительной сушки, что позволяет исключить стадию переосаждения АГ из органического растворителя. Для успешного применения АГ в пищевой и фармацевтической промышленности требуются очищенные концентрированные растворы или сухой продукт высокой степени чистоты.