Wykład 2
ZwiÄ…zki mineralne:
Pierwiastki chemiczne występujące w żywności:
Øð Makroelementy - C, H, O, N, Ca, Mg, P, Na, K, S, Cl  stanowiÄ… 99,8% masy roÅ›lin i zwierzÄ…t, ich
zawartość przekracza 50mg/kg suchej masy tkanek. To materiał budulcowy białek, lipidów, cukrów,
nukleotydów i układu kostnego oraz szeregu zewnętrznego zwierząt.
Øð Mikroelementy  ich znaczenie polega na regulacji aktywnoÅ›ci enzymów, hormonów, witamin i innych
czynników decydujących o procesach metabolicznych w organizmie.
Są one niezbędne do życia organizmów. V, Cr, Ni, F i J tylko dla zwierząt, B  tylko dla roślin. Nadmiar
mikroelementów wywiera szkodliwe działanie.
Øð SkÅ‚adniki balastowe  pierwiastki przechodzÄ…ce bezpoÅ›rednio i poÅ›rednio z zanieczyszczonego
środowiska, nie spełniają pożytecznej roli w procesach fizjologicznych, szkodliwe dla człowieka, a przy
większych stężeniach toksycznych  Cd, Ag, As, Pb, Al.
Do mineralnych składników nie zalicza się węgla, tlenu, azotu, siarki.
Skutki braku lub nadmiaru niektórych pierwiastków metalicznych:
Pierwiastki korzystne lub niezbędne:
Pierwiastek Niedobór Nadmiar
Chrom Nieprawidłowy metabolizm glukozy
Cynk Karłowatość, niedorozwój płciowy Zmiany morfologiczne mózgu,
uszkodzenie trzustki
Kobalt Anemia Niedomagania naczyń krwionośnych
Lit Depresja maniakalna
Magnez Drgawki Zaburzenia czucia
Mangan Deformacja szkieletu, nieprawidłowe działanie Bezwład ruchowy
gruczołów płciowych
Miedz
Anemia Uszkodzenia watroby, naczyń
włosowatych, nerek
Potas Choroba Addisona
Selen Obumieranie wątroby Kołowacizna u bydła
Sód Choroba Addisona
Wapń Deformacja kości, tężyczka Zaćma, kamienie pęcherzyka żółciowego,
miażdżyca.
Skutki nadmiaru toksycznych pierwiastków z zanieczyszczonego środowiska:
·ð Kadm  zmiany morfologiczne i czynnoÅ›ciowe ukÅ‚adu oddechowego i nerek, dziaÅ‚anie rakotwórcze,
mutagenne, embriotoksyczne.
·ð Ołów  zaburzenia w funkcjonowaniu: wÄ…troby i nerek, oÅ›rodkowego i obwodowego ukÅ‚adu
nerwowego, układu pokarmowego
·ð Rtęć  zapalenie mózgu, neuropatia
·ð Glin  degeneracja neuronów, choroba Alzheimera
·ð Arsen  nowotworowe zmiany skórne, oddechowego ukÅ‚adu chÅ‚onnego i krwiotwórczego oraz bÅ‚on
śluzowych, uszkodzenie nerwów obwodowych
y
ródła pierwiastków szkodliwych:
·ð Glin  pierwiastek biologicznie czynny  wystÄ™puje w postaci nierozpuszczalnych glinokrzemianów. W
skutek kwaśnych dreszczów coraz więcej jest w glebie rozpuszczalnych związków glinu, które trafiają
do roślin i wody pitnej.
·ð Kadm  zanieczyszczenia gleby blisko zakÅ‚adów przeróbki rud cynku i produkujÄ…ce bakterie alkaliczne.
Kadm wypiera cynk z enzymów zawierających ten pierwiastek.
·ð Rtęć  z zakÅ‚adów elektrolizujÄ…cych chlorek sodu.
Metale przenikają do żywności głownie z powietrza, gleby i wody. Stopień kumulacji przez rośliny metali
szkodliwych z gleby jest uzależniony od jej temperatury, odczyny, potencjału oksydo-redukcyjnego, obecności
związków kompleksowych, od stopnia wysycenia gleby tymi pierwiastków, działalności drobnoustrojów.
Dodatkowym z
ródłem metali mogą być naczynia, sprzęt, aparatura używana w czasie produkcji i przetwarzania,
oraz opakowania w których jest transportowana i przechowywana. Metale ciężkie gromadzone są przez zboża i
ziemniaki i w niektórych rejonach Polski spotykana jest zwiększona koncentracja kadmu i ołowiu w bulwach
ziemniaka, w surowcach pochodzenia zwierzęcego ilości nie przekraczają dopuszczalnych stężeń.
Mikroelementy i makroelementy:
Różnią się zawartością mikro i makro  elementów - rodzaje żywności. Dostarczając organizmowi
wystarczających ilości pierwiastków i w proporcjach wymaga udziału w diecie żywności zawierającej produkty
pochodzenia roślinnego i zwierzęcego.
Inne z
ródła: chlorek sodu, polifosforany, koncentraty, barwniki, woda pitna.
Zawartość sodu, potasu, żelaza i fosforu (w mg/100g) w produktach żywnościowych.
Na K Ca Fe P
Mleko krowie 48 157 120 0,1 92
Masło 5 16 13 - 21
Ser(45% tłuszczu) 450 107 1020 0,3 636
Jajo  żółtko 51 138 140 7,2 590
Jajo  białko 170 154 11 0,2 23
WÄ…troba wieprzowa 77 350 20 22,1 362
Åšledz
117 360 34 1,1 250
MÄ…ka pszenna 550 3 126 16 1,1 95
Mąka żytnia 997 1 240 31 2,2 -
Kukurydza  ziarna 6 330 13 - 256
Kukurydza - płatki 915 139 13 2,0 59
Owies  płatki 5 335 54 4,6 391
Ryż  ziarno 10 150 23 2,6 325
Ryż biały 6 103 6 0,6 120
Groch 2 304 24 1,8 108
Kapusta 42 490 212 1,9 87
Ziemniaki 3 443 10 0,8 50
Sałata 10 224 37 1,1 33
Marchew 60 290 41 0,7 35
Pomidor 6 297 14 0,5 26
Jabłka 3 144 7 0,5 12
Pomarańcze 2 177 42 0,4 23
Truskawki 2 147 26 1,0 29
Porzeczki czerwone 1 238 29 0,9 27
Porzeczki czarne 1 310 46 1,3 40
Åšliwki 2 221 14 0,4 18
Drożdże piekarskie 34 649 28 4,9 605
Wołowina 48-60 325-440 3-4 1,4-4,7 170-217
Wieprzowina 39-80 384-441 2-5,2 1-2,1 197-210
Dorsz 55-84 258-395 20-30 0,4-0,5 140-200
Makrela 82-110 328-425 5-20 0,8-1,4 208-276
Krewetki 40-43 25-35 13-43 0,4-1,6 20-68
Zawartość mikroelementów w roślinach zalezy nie tylko od ich stężenia w środowisku, ale też od właściwości
sorpcyjnych, kwasowości, potencjału oksydacyjno - redukcyjnego gleby. Wpływają na występowanie
pierwiastków w postaci różnych związków chemicznych
Mikroelementy w warzywach i owocach uprawianych w Polsce (mg/kg suchej masy):
Li Rb Cu Ni Zn B Al Se Cr Mo F Mn Co
Sałata 0,3 14 7 2,5 58 2 73 0,04 0,81 0,07 4 72 0,17
Kapusta 0,5 12 4 0,8 27 14 9 0,06 0,05 0,80 2 21 0,12
Kukurydza 0,1 3 3 0,2 30 2 3 0,09 0,06 0,18 1 4 0,04
Marchew 0,2 - 6 0,6 24 10 8 0,04 0,05 0,04 2 20 0,08
Cebula 0,1 1 5 0,7 27 11 63 0,03 0,03 0,20 3 20 0,05
Fasola - 51 7 2,6 35 13 - 0,90 0,10 1,50 5 21 0,02
Jabłka - 50 3 0,3 2 - 7 0,04 0,04 0,07 4 2 0,02
Buraki 0,2 - 6 0,5 37 7 - 0,04 0,05 - 5 75 0,09
Ziemniaki - - 5 0,6 18 6 76 0,05 0,04 0,21 2 80 0,10
Pomidory 0,1 - 7 0,5 21 6 20 0,04 0,07 0,82 1 12 0,13
ogórki 0,1 - - 1,6 25 - - 0,06 0,30 0,82 - 15 0,25
Średnia zawartość mikroelementów w tkankach mięśniowych (mg/kg)
Pierwiastek Wołowina Wieprzowina Dorsz Makrela Krewetka
Miedz
0,5-0,9 0,4-0,7 0,4-19,4 0,7-2,0 0,1-167
Cynk 24-61 14-62 2,8-52,5 5,1-39,3 1,5-66
Bor 0,1-1,4 0,1-0,9 2,6-2,0 0,5-0,8 -
Glin 0,05-1,7 0,03-1,5 0,1-21,8 0,4-17,3 1,4-90,7
Wanad 0,001-0,005 0,001-0,004 0-1,6 0-0,3 0-8,5
Selen 0,02-0,03 0,01-0,03 0,1-1,2 0,2-1,3 0,7-0,8
Chrom 0,1-0,2 0,1-0,2 0,1-0,3 0-0,1 -
Mobibden 0,1-0,4 0,1-0,3 3 0,1-0,5 0,2
Fluor 0,2-1,0 0,2-0,9 0,3-1,6 0,3-1,5 -
Mangan 0,2-0,8 0,6-1,2 0,1-0,5 0,2-0,6 0,1-4,2
Kobalt 0,003 0,001 0-1,2 0,004 0,1-2,8
Nikiel 0,01 0,01 0,005-0,05 0,01-0,3 0-0,1
Zwierzęce tkanki i organy wewnętrzne kumulują różne mikropierwiastki. Najwięcej w nerkach o wątrobie 
wytwarzają specyficzne białka z dużą ilością grup tiolowych  metalotioneinę, która wiąże metale.
Organ lub tkanka Pierwiastki kumulowane
WÄ…troba As, Cd, Pb, Be, Co, Cu, Fe, Mn, Md, Rb, Se, W, Zn
Nerki Al., As, Cd, Hg, Pb, Bi, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Se, Sb, W, Zn
Tkanka tłuszczowa V
Mięśnie Cr, Rb, Se
Mózg Al., Pb, B, Cu
Serce V, Cu
PÅ‚uca Al., Ba, Bi, Si, Ti, V
Kości Al., Cd, Pb, Ba, Be, Cr, F, Mo, Ni, V
Szpik kostny Fe
Operacje i procesy technologiczne (obieranie, gotowanie, rozmrażanie) powodują straty substancji mineralnych
·ð Podczas obróbki wstÄ™pnej surowca roÅ›linnego należy unikać obierania i usuwania zielonych części
zasobnych w magnez, wapń i żelazo
·ð W trakcie produkcji mÄ…ki i kaszy  zmniejszenie wartoÅ›ci żywieniowej (podczas przemiaÅ‚u mÄ…ki
pszennej jest 50% ogólnej ilości pierwiastków mineralnych ziarna, w tym 90% magnezu i manganu
·ð Blanszowanie i gotowanie  ekstrakcja substancji mineralnych i ich straty w warunkach ok. 30-65%
potasu, 15-70% magnezu i miedzi, 20-40% cynku i innych pierwiastków
·ð Otrzymywanie przetworów mlecznych  straty podczas wytrÄ…cenia zawierajÄ…cego wapÅ„ skrzepu
kazeinowego który absorbuje m.in. cynk i miedz

·ð Obróbka konserw  ekstrakcja substancji mineralnych do sosu lub wody
·ð Zamrażanie powoduje straty makro i mikro elementów wywoÅ‚ane wyciekiem.
Wykład 3
Występujące niedobory substancji mineralnych dotyczą głównie wapnia, żelaza i jodu a także często cynku,
magnezu, selenu oraz chromu. Niedobory tylko niektórych można uzupełniać, z uwagi na różnorodną
przyswajalność związków chemicznych, w których wstępują w żywności. Do wzbogacania żywności stosuje się
składniki mineralne pojedynczo lub w mieszaninach (także z witaminami) w następujących postaciach:
Wapń - mleczan, cytrynian, węglan, chlorek, tlenek, wodorotlenek, glukonian i glicerofosforan.
Żelazo  glukonian, mleczan, fumaran, siarczan pirofosforanu i węglanu, cytrynian, peptonian.
Cynk - siarczan, glukonian, mleczan, cytrynian, octan i tlenek (najlepiej przyswajalny jest cynk chelatowany)
Magnez  tlenek, wodorotlenek, ortofosforan, węglan, mleczan, glukonian, cytrynian, glicerofosforan, siarczan,
chlorek.
Selen  kwas selenitowy, selenian sodu.
Chrom  pikolinian, chlorek
Mangan  węglan, chlorek, cytrynian, glukonian, siarczan, glicerofosforan.
Jod  jodek potasu, sodu lub jodan sodu.
Jako suplementy pierwiastków mineralnych stosowane są również produkty pochodzenia organicznego: melasę
i drożdże hodowlane na pożywkach zawierających selen  drożdże selenowe lub inne mikroelementy. Nie
istnieje potrzeba wzbogacania żywności w sód, potas, chlor, fosfor i miedz
- nie stosuje się również fluoru i
siarki.
Substancje mineralne nie wykorzystywane są często do wzbogacenia żywności  raczej są stosowane w
produkcji różnych suplementów, odżywek i dietetycznych środków spożywczych. Na dużą skalę wprowadzony
jest do soli spożywczej jako jodek potasu (w ilości ok. 25 mg/kg NaCl) jako środek zapobiegający deficytowi jodu
w diecie, co ma szczególne znaczenie w rejonach endemicznego występowania zmian chorobowych tarczycy. Z
innych produktów wzbogacane jest pieczywo i inne przetwory zbożowe, głównie w wapń i żelazo.
Taka  ostrożność w wzbogacaniu żywności substancjami mineralnymi wynika z ujemnych skutków ubocznych
dla organizmu, spowodowanych ich namiarem w diecie np. nadmierne spożycie soli kuchennej może być
przyczyną nadciśnienia i schorzeń żołądka; nadmiar fosforu powoduje zaburzenia w przemianach wapnia,
nadmiar wapnia z kolei może zakłócać pracę nerek.
Należy również zwrócić uwagę na możliwości oddziaływania jonów metali z innymi składnikami żywności, które
często mają negatywny wpływ na jakość żywności:
Øð Jony metali dwuwartoÅ›ciowych (wapnia, magnezu czy baru) zmniejszajÄ… wodochÅ‚onność biaÅ‚ek miÄ™sa,
zmniejszają podatność białek na proces koagulacji (termicznej bądz
kwasowej) wskutek tworzenia
kompleksów polisacharydowo białkowych, odwrotne zjawisko (zwiększanie wodochłonności białek)
wywołuje obecność chlorku sodu (4-6%).
Øð Jony metali przejÅ›ciowych, nawet w Å›ladowych iloÅ›ciach, katalizujÄ… reakcjÄ™ autooksydacji lipidów.
Największy wpływ mają jony żelaza  chociaż ich aktywność katalityczna jest zbliżona do jonów miedzi,
występują jednak w większej ilości  w postaci soli mineralnych, hemu, cytochromów, ferrytyny,
transferryny czy wielu enzymów. Jony żelaza (II) reagują z nierozłożonym przez katalazę nadtlenkiem
wodoru, wytwarzanym w procesie oddychania komórkowego i innych reakcjach utleniania i redukcji.
Fe 2+ + H2O2 Ä…ð Fe +3 + OH * + OH (powstanie OH* w reakcji Fentona)
Wolne rodniki powodują łańcuchową reakcję utleniania kwasów tłuszczowych, w szczególności
nienasyconych składników fosfolipidów błon komórkowych.
RH + OH* Ä…ð R* + H2O
R* + O2 Ä…ð ROO*
ROO* + RH Ä…ð ROOH + R*
Fe+2 + ROOH Ä…ð Fe+3 + RO* + OH
RO* + RH Ä…ð ROH + R*
Jony żelaza biorą udział zarówno w procesie inicjacji autooksydacji, jak również podczas jej propagacji.
Jony żelaza (II) ulegają odtworzeniu w reakcji z anionorodnikiem nadtlenkowym.
Fe+3 + O2-* Ä…ð Fe+2 + O2
Powstałe epoksydy lipidowe lub aldehyd di malonowy nie tylko pogarszają jakość żywności poprzez
zmianę barwy i tekstury, ale mają działanie szkodliwe (toksyczne ) i mutagenne. Należy podkreślić, że
wolne rodniki atakują również składniki żywności (białka, kwasy nukleinowe czy ich połączenia
kompleksowe).
Øð Jony metali przejÅ›ciowych przyspieszajÄ… reakcje nieenzymatycznego brunatnienia, a produkty tego
procesu często powodują pogorszenie smaku i zapachu żywności.
Øð Jony metali przejÅ›ciowych przyspieszajÄ… również reakcjÄ™ termicznego rozkÅ‚adu tlenku tri metyloaminy
z wytworzeniem dimetyloaminy powodującej m.in. kształtowanie się zapachu ryb.
Znajdujące się w żywności składniki mineralne wstępują w postaci soli kwasów zarówno nieorganicznych jak i
organicznych, związków kompleksowych rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych. Tak duża różnorodność form ich
występowania i często bardzo mała zawartość niektórych z nich znacznie utrudnia znalezienie uniwersalnych
metod analitycznych do oznaczania ich zawartości w rozmaitych produktach spożywczych.
W badaniach zawartości składników mineralnych w celu kontroli jakości żywności powinno się wybrać metody
oznaczeń zalecane w odpowiednich normach przedmiotowych. Należy tez przestrzegać określonego normami
sposobu i częstotliwości pobierania próbek do badań.
Najczęściej stosowane metody analityczne to:
¨ð Spektrofotometria w Å›wietle widzialnym
¨ð Emisyjna spektrofotometria pÅ‚omieniowa
¨ð Absorpcyjna spektrofotometria atomowa
¨ð Spektrofotometria fluorescencji atomowej lub rentgenowskiej
¨ð Spektrografia
¨ð Elektrony jonoselektywne
Pierwiastek Znaczenie dla organizmu y
ródła występowania
Sód Reguluje ciśnienie osmotyczne , równowagę kwasowo- Sól kuchenna, węglan, fosforan,
zasadową, aktywuje enzymy (np.amylazę) mleczan i cytrynian sodu  wędliny,
sery, solone śledzie, mięso, pieczywo
Potas Reguluje ciśnienie osmotyczne komórek, aktywuje enzymy Warzywa, owoce, orzechy
(glikozydy), antagonista sodu (4:3)
Wapń Składnik kości, zębów, istotny w kontrakcji mięśni i aktywności Mleko i produkty mleczne, warzywa i
neuronów, składnik enzymów (ą-amylazy i termo lizyny) owoce
Magnez Składnik kości, zębów, aktywator enzymów (m.in.cyklu Produkty zbożowe, warzywa, orzechy,
Krebsa), czynnik antystresowy, bierze udział w funkcjach ziarno sojowe, kakao, produkty mleczne
obronnych organizmów. Antagonista wapnia (1:1)
Żelazo Składnik hemoglobiny i mioglobiny (przenoszenie tlenu), Mięso, drożdże, produkty
magazynowany w białkach  ferrytynie i transferrynie, składnik pełnoziarniste, nasiona roślin
wielu metaloenzymów (nitrogeneza , oksydazy, hydrogenazy, strączkowych, sałata, szpinak, morele,
reduktazy, dehydrogenazy, deoksygenazy) pietruszka, rzeżucha
Cynk Oddziaływuje na system immunologiczny, składnik ok. 80 Ryby, skorupiaki, mięso, mleko,
enzymów (anhydroza węglanowa, karboksypeptaza, przetwory mleczne, ziarno zbóż
dehydrogenazy alkoholowe, dysmutaza ponadtlenkowa,
fosfataza)
Miedz
Bierze udział w tworzeniu czeronych ciałek krwi, wspomaga Mięso, ryby, zielone warzywa liściaste,
wchłanianie żelaza z jelit, składnik metaloprotein i wielu orzechy, nasiona roślin strączkowych,
enzymów (oksydazy, dysmutaza ponadtlenkowa) czarny pieprz
Mangan Wspomaga odporność organizmu, wpływa na chrzęstniecie Orzechy, nasiona roślin straczkowych,
tkanek i metabolizm tłuszczów i węglowodanów, składnik pełnoziarniste produkty, drożdże piwne,
(oksydaz, karboksylaz) kakao
Kobalt Składnik witaminy B12 Orzechy, warzywa, zboże, wątroba
Molibden Aktywator enzymów Nasiona roślin strączkowych, zboża,
drożdże, kakao
Chrom Ser, mięso, orzechy, miód, kakao, czarna
herbata, ziarna
Fosfor Składnik kości i zębów, we krwi regulator równowagi Mięso, ser, orzechy, zboża, drożdże.
kwasowo-zasadowej, składnik w tkankach związków Przyswajalność fosforu zmniejsza kwas
wysokoenergetycznych fitynowy, glin, żelazo i wapń
Siarka Składnik wielu białek i hormonów (insulina  przemiany Wszystkie produkty zawierające białko
węglowodanów), heparyny, tkanki łącznej włosów, paznokci i
skóry
Chlor Wraz z sodem regulator ciśnienia osmotycznego, składnik Sól kuchenna (sery, wyroby
płynu gastrycznego wędliniarskie i rybne, mięso i pieczywo)
Fluor Składnik kości i zębów Mięso, ryby, mleko, nasiona strączkowe,
warzywa, woda mineralna, czarna
herbata
Jod Składnik hormonów tarczycy Ryby morskie, małże, krewetki, niektóre
warzywa
Krzem Elastyczność i odporność tkanek i mięsni Ziarno zbóż, owoce i warzywa
Składnik enzymów biorących udział w procesie odtruwania Ryby, mięso, ziarno sojowe i zboża,
organizmu z metali ciężkich, antyoksydant woda pitna.
Rola wapnia w żywności pochodzenia roślinnego polega na wiązaniu poszczególnych komórek w tkankach
roślinnych poprzez wytwarzanie nierozpuszczalnego pektynianiu wapnia. Przemiana protopektyny w
rozpuszczalną pektynę wiąże się ze zmianą tekstury tkanki  tkanka mięknie i nabiera nieprzyjemnych cech
 mączystości . Taki proces zachodzi w trakcie przejrzewania owoców
70% żelaza występującego w organizmie człowieka zawarte jest w hemoglobinie i mioglobinie. Enzymy
zawierają 0,7% ogólnej ilości żelaza, a pozostała ilość jest magazynowana w białkach  transferynie i ferrytynie.
Żelazo jest centrum aktywnym cząsteczek uczestniczącym w przenoszeniu tlenu i elektronów (w procesach
redox), jest składnikiem metaloenzymów np. nitrogenezy, oksydazy, hydrogenazy, reduktazy, dehydrogenazy,
de oksydazy. Wiele produktów zawiera żelazo  mięso i produkty mięsne, jaja (zwłaszcza żółtko), a z produktów
roślinnych szpinak, którego rola jako z
ródła żelaza jest zacznie przejaskrawiona, W ocenie należy bowiem brać
pod uwagę nie bezwzględną zawartość żelaza, a jego przyswajalność, która jest determinowana formą, w jakiej
żelazo występuje. Najlepiej jest przyswajalne żelazo występujące w formie hemowej, a w takiej występuje w
produktach pochodzenia zwierzęcego, z wchłaniany w ok.20 %. Żelazo z produktów roślinnych
jest wchłaniane
Niedobór żelaza jest jednym z najczęściej występujących problemów zdrowotnych, zwłaszcza w krajach
rozwijających się, w których 2/3 kobiet i dzieci cierpi na niedobór żelaza. W Europie i w USA 10-20% kobiet w
wieku rozrodczym cierpi na niedokrwistość. Z kolei nadmiar żelaza w diecie może być szkodliwy, z uwagi na
powstawanie nierozpuszczalnych fosforanów żelaza, co prowadzi do deficytu fosforanu w organizmie.
Jod u zwierząt wyższych gromadzi się w gruczole tarczycowym  substancją czynną jest tyroksyna
(tetrajodotyronina) i trijodotyronina. Hormony te odgrywają ważną rolę  aktywują enzymy łańcucha
oddechowego, stymulują wzrost młodych organizmów. Niedobór jodu wywołuje karłowatość młodych
zwierząt, a u ludzi powoduje kretynizm, może tez być powodem utraty słuchu. Powstające wole można
skutecznie leczyć solą jodową. Nadmiar hormonów tarczycy powoduje rozkojarzenie fosforylacji oksydacyjnej.
Bardzo dużo jodu występuje w niektórych wodorostach morskich  prawdopodobnie jest to genetyczna
adaptacja z tych epok, gdy zbiorniki wodne były zasobne w ten pierwiastek.
Wykład 4
Węglowodany (cukrowce, sacharydy) z punktu widzenia budowy chemicznej to polihydroksyaldehydy (aldozy)
lub polihydroksyketony (ketozy). Ich funkcja w organizmach to:
Øð y
ródło energii
Øð Substancje zapasowe
Øð Substancje podporowe
Øð Substancje budulcowe
Øð Hydrokoloidy utrzymujÄ…ce wodÄ™ w tkankach.
Sacharydy są najbardziej rozpowszechnionymi naturalnymi związkami organicznymi na ziemi. Występują w
organizmach roślinnych i zwierzęcych, ale wytwarzane są przez rosliny w postaci fotosyntezy. W zielonych
częściach roslin (chlorofile i barwniki pomocnicze  karotenoidy) pod wpływem światła powstają z dwutlenku
węgla i wody:
6 CO2 + 12H2O Ä…ð ÅšwiatÅ‚o ; chlorofil Ä…ð C6H12O6 +6O2 + 6H2O
W roślinach, a więc i w żywności pochodzenia roślinnego węglowodany stanowią dominujący składnik zarówno
pod względem ilości występowania, jak i różnorodności form, w których są spotykane. Mleko stanowi jedyne
znaczÄ…ce z
ródło węglowodanów pochodzenia zwierzęcego.
Podział węglowodanów uzależniony jest od przyjętego kryterium. I tak:
Øð Ze wzglÄ™du na obecnaość grupy funkcyjnej (oprócz hydroksylowych)
o Aldozy (grupa aldehydowa  CHO)
o Ketozy (grupa ketonowa, karbonylowa  C=O)
Øð Ze wzglÄ™du na podatność na utlenienie
o Posiadające właściwości redukcyjne (grupa aldehydowa w formie hemiacetalowej)
o Nie posiadające właściwości redukcyjnych (grupa ketonowa, lub aldehydowa biorąca udział w
wiÄ…zaniu O-glikozydowym)
Øð Ze wzglÄ™du na wielkość czÄ…steczki
o Cukry proste (monosacharydy)
żð Triozy
żð Tetrozy
żð Pentozy
żð Heksozy
żð Heptozy
o Disacharydy  złożone z dwóch jednostek cukrów prostych
o Oligosacharydy  złożone z 3-10 jednostek cukrowych
o Polisacharydy  złożone z wielu (powyżej 10) jednostek cukrowych
Wielocukry mogÄ… być polikondensatami tego samego cukru prostego (skrobia  Ä…-glukoza, celuloza-²-glukoza);
różnych jednostek cukrowych (galaktazy  glukoza, ksyloza, arabinoza, galaktoza); hetero polisacharydy
zawierające obok różnych jednostek cukrowych inne związki (hemicelulozy  kwas glukuronowy, pektyny 
kwas galakturonowy, ligniny  zbudowane z alkoholi fenylopropenowych)
W organizmach roślinnych węglowodory spełniają różne funkcje:
Øð StanowiÄ… z
ródło energii
Øð WystÄ™pujÄ… jako substancje zapasowe i podporowe
Øð Hydrokoloidy zatrzymujÄ… wode w tkankach
W technologii żywności struktura i skład sacharydów występujących w surowcach pochodzenia roślinnego
wpływa na:
Øð Smak
Øð WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci teksturowe
Øð WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci reologiczne
Øð Wartość żywieniowÄ… produktu
Monosacharydy:
Najprostrze triozy w organizmach to aldehyd glicerynowy i dihydroksyaceton. Oba zwiÄ…zki sÄ… w organizmach
metabolitami w ciągu glikoli tycznym i fermentacji etanolowej. Znaczenie biologiczne mają również dwie triozy
 erytoza i erytruloza.
Pentozy  D-ryboza i D-dezoksyryboza to składniki kwasów nukleinowych (RNA i DNA).
D-ksyloza, zwana cukrem drzewnym, występuje w postaci ksylanów w zdrewniałych tkankach roślinnych  w
drewnie ale także w słomie zbóż.
Arabinoza jest jednym z nielicznych cukrów występujących w przyrodzie w konfiguracji L. W stanie wolnym
wystepuje w drewnie roślin iglastych, w stanie związanym jest składnikiem gum i hemiceluloz, składnikiem
lektyny ziemniaka (glikoproteina), jest jedynym składnikiem ścian komórkowych występującym w postaci
pierścienia furanozowego.
Najważniejszą heksozą wszystkich żywych organizmów i bardzo istotnym składnikiem wielu artykułów
żywnościowych jest glukoza, dawniej zwana dekstrozą lub cukrem gronowym (stanowi ok. 20 % świeżej masy
winogron).
Występuje powszechnie w owocach i warzywach, stanowiąc formę zapasową rozpuszczoną w wakuoli
centralnej.
Na skalÄ™ technicznÄ… glukozÄ™ otrzymuje siÄ™ ze skrobi w procesie hydrolizy chemicznej lub enzymatycznej.
Zastosowanie glukozy:
Øð PrzemysÅ‚ piekarski
Øð PrzemysÅ‚ cukierniczy
Øð PrzemysÅ‚ farmaceutyczny
Øð W produkcji napojów  dla pacjentów po operacjach; z maÅ‚Ä… zawartoÅ›ciÄ… soli mineralnych dla osób
będących na diecie; z dużą zawartością soli mineralnych dla sportowców (zapobiega strato energii)
Po zastÄ…pieniu w diecie sacharozy syropem glukozowym zaobserwowano spadek cholesterolu w plazmie.
Fruktoza  występuje w owocach, miodach, jest składnikiem sacharozy i insuliny (bulwy topinamburu).
Fruktoza ma duże znaczenie w technologii żywności, jest lepiej rozpuszczalna w wodzie od sacharozy czy
glukozy. Podczas pieczenia ulega łatwiej rozkładowi niż glukoza i szybciej wchodzi w ciąg reakcji Maillarda, która
powoduje atrakcyjne zabarwienie pieczywa. Fruktoza ma właściwości silnie higroskopijne  zapobiega
wysuszaniu wyrobów cukierniczych i piekarskich, przedłużając tym samym okres ich składowania. Fruktoza jest
intensywnie słodka  dodana do napoi obniza wartość energetyczną. Fruktoza trudniej krystalizuje i dlatego
nadaje gładszą teksturę lodom.
Miody  to mieszanina wodna substancji organicznych i nieorganicznych. Średnia zawartość wody  17,4%
(miód wrzosowy 23%). Sucha masa miodu to mieszanina fruktozy i glukozy 70-80% (w miodach spadziowych
60-65%), przy czym wyższa jest zawartość fruktozy. Poziom sacharozy  3%, przy czym w miodach i nektarach
do 10%
Miody spadziowe mogą zawierać znaczne ilości (5-38%) tri sacharydu  melezytizy  (ą-D-glukopiranozylo-1,3-
²-D-fruktozopiranozylo-2,1-D-glukopiranozyd).
Występowanie monosacharydów w żywności:
L-arabinoza Gumy roślinne, hemicelulozy, saponiny, protopektyna
D-ksyolza Ksylany, hemicelulozy, gumy roślinne, saponiny, glikozydy
D-liksosa Kwasy nukleinowe drożdży
D-ryboza Kwas rybonukleinowy
D-apioza Pietruszka, nasiona selerów
L-fukoza Mleko kobiece, algi, śluzy i gumy roślinne
D-galaktoza Oligo- i polisacharydy, śluzy i gumy roślinne, glikozydy, saponiny
D-glukoza Składnik organizmów roślinnych i zwierzęcych
D-mannoza Glony, śluzy roślinne, pomarańcze
L-ramnoza Śluzy i gumy roślinne, glikozydy, pektyny, saponiny
D-fruktoza Owoce, miód
L-sorboza Jarzębina
D-manno-2-heptuloza Owoce awokado
Występowanie disacharydów w żywności:
Celobioza (2 cz. Å‚-D-glukozy 1Ä…ð4) Celuloza-roÅ›liny
Kojibioza (2 cz. Ä™-D-glukozy 1Ä…ð2) Miód
Laktoza (²-D-galaktoza 1Ä…ð4 D-glukoza) Mleko
Laminaribioza (²-D-glukoza 1Ä…ð3 D-glukoza) Miód
Maltoza (2 cz. Ä…-D-glukozy 1Ä…ð4) Skrobia, buraki cukrowe, miód
Melibioza (Ä…-D-galaktoza 1Ä…ð6 D-glukoza) Ziarno kakaowe
Nigeroza (Ä…-D-glukoza 1Ä…ð3 D-glukoza) Miód, piwo
Sacharoza (²-D-fruktoza 2Ä…ð1 Ä…-D-glukoza) Burak cukrowy, trzcina cukrowa,
karmel
Trehaloza (2 cz. Ä…-D-glukozy 1Ä…ð1) Sporysz, mÅ‚ode grzyby
Turanoza (Ä…-D-glukoza 1Ä…ð3 D-fruktoza) miód
Występowanie oligosacharydów w żywności:
Erloza (Ä…-D-glukoza 1Ä…ð4 Ä…-D- glukoza ²-D-fruktoza) Miód
Gencjanoza (²-D-glukoza 1Ä…ð6 Ä…-D-glukoza 1Ä…ð2 ²-D- KÅ‚Ä…cza goryczki
fruktoza)
Gentoza (Ä…-D-glukoza 1Ä…ð4 Ä…-D-glukoza 1Ä…ð2 D- Miód
glukoza)
Likotrioza (Ä…-D-glukoza 1Ä…ð6 Ä…-D-glukoza 1Ä…ð6 Ä…-D- Pomidory
galaktoza)
Melezytoza (Ä…-D-glukoza 1Ä…ð3 ²-D-fruktoza 2Ä…ð1 Ä…- Kasza manna, nektar kwiatowy, miód
D-glukoza)
Rafinoza (Ä…-D-galaktoza 1Ä…ð6 Ä…-D-glukoza 1Ä…ð2 ²-D- Buraki cukrowe, trzcina cukrowa
fruktoza)
Umbelliferoza (Ä…-D-galaktoza 1Ä…ð2 Ä…-D-glukoza 1Ä…ð2 Korzenie blaszkowatych
²-D-fruktoza)
Stachioza (Ä…-D-galaktoza 1Ä…ð6 Ä…-D-galaktoza 1Ä…ð6 Ä…- Karczochy, nasiona roÅ›lin strÄ…czkowych
D-glukoza 1Ä…ð2 ²-D-fruktoza)
Izomaltopentoza (Ä…-D-glukoza 1Ä…ð6 [Ä…-D-glukoza]3 Ä…- Miód
D-glukoza)
Surowce zawierajÄ…ce sacharozÄ™ (buraki, trzcina cukrowa, sorgo cukrowe) stanowiÄ… surowiec w produkcji cukru.
Sacharoza wykorzystywana jest do osmoaktywnego utrwalania różnych artykułów żywnościowych o
pożądanym słodkim smaku (marmolady, dżemy, konfitury), jako wypełnienie w wyrobach czekoladowych,
ciastkach czy cukierkach.
Laktoza  wystÄ™puje w mleku ssaków, jej hydrolizÄ™ katalizuje ²-galaktozydaza. Brak tego enzymu powoduje
nietolerancję mleka przez organizm. Tetrasacharydy i tri sacharydy (stachioza i rafinoza) występują w nasionach
soi, soczewicy czy grochu są gazo twórcze  powodują wzdęcia i dlatego zaliczane są do związków przeciw
żywieniowych.
Głównym z
ródłem mono- i oligosacharydów w żywności są owoce i warzywa zarówno surowe jak i
przetworzone. W trakcie procesów technologicznych podlegają różnym przemianom zachodzącym pod
wpływem temperatury, zmian kwasowości środowiska, obecnością innych związków chemicznych.
W trakcie przechowywania w surowcach roślinnych zachodzą również przemiany samorzutne, z których
najważniejszy to proces oddychania (respiracji).
Wykład 5
Oddychanie w świeżo zebranych owocach przebiega szybciej niż w przechowywanych przez dłuższy czas.
Oddychanie w warunkach tlenowych powoduje mniejsze straty sacharydów niż oddychanie w warunkach
beztlenowych, ponieważ w tych warunkach cukry zużywane są jako substraty procesu. Przedłużające się
oddychanie beztlenowe może prowadzić do daleko idących zmian biologicznych tkanki z uwagi na toksyczne
oddziaływanie końcowych produktów rozpadu  etanolu i kwasu mlekowego. Proces oddychania jest również
ściśle uzależniony od temperatury  podlega zazwyczaj regule Vant Hoffa. Dla większości płodów 0OC to
najkorzystniejsza temperatura przechowywania (wyjątek banany dla których najlepsza temperatura to 14-16OC,
gdyż w innych temperaturach następuje zbyt intensywna przemiana skrobi w oligosacharydy i cukry proste).
Podobne zjawisko zachodzi podczas przechowywania ziemniaków w temperaturze 0OC (słodowanie bulw).
Podczas dojrzewania owoców substancje pektynowe ulegają degradacji  polisacharydy przechodzą w mono- i
oligosacharydy, co powoduje intensyfikację smaku słodkiego. Wzmacnia się oddychanie owoców i ilość
wydzielonego CO2 może wzrosnąć o 150-250%. Zjawisko to nosi nazwę klimakterium (wzrost klimakteryczny,
klimakteryka).
Z tego punktu widzenia owoce możemy podzielić na dwie grupy :
Øð WykazujÄ…ce klimakterykÄ™  jabÅ‚ka, morele, awokado, banany, mango, papaja, brzoskwinie, gruszki,
śliwki, pomidory.
Øð Nie wykazujÄ…ce klimakteryki  wiÅ›nie, ogórki, figi, winogrona, pomaraÅ„cze, grapefruity, melony,
ananasy, truskawki.
Bardzo niskie temperatury przechowywania (ok. -18OC i niższe) zapobiegają zmianom chemicznym i
biochemicznym, niemniej jednak niektóre procesy katalizowane przez enzymy (np. hydroliza cukrów)
przebiegają nadal, co potęguje słodki smak.
Właściwości chemiczne:
Øð Redukcja do alkoholi (elektrochemicznie, katalityczne uwodornienie, metody chemiczne)  powstajÄ…
alditole  alkohole wielowodorotlenowe.
W wyniku redukcji ketoz powstajÄ… dwa alditole (z D-fruktozy  D-glucitol i D-mannitol). Glucitol, mannitol i
ksylitol stosowane są jako substraty sacharozy w produkcji żywności dietetycznej, oraz jako czynniki
zapobiegające krystalizacji i polepszające właściwości rehydratacyjne suszonych produktów. Ksylitol ma
właściwości słodzące zbliżone do sacharozy, a nie ulega fermentacji  stosowany jest do produkcji cukierków,
dżemów niskokalorycznych, gumy do żucia. Wyroby te są szczególnie zalecane dla dzieci, gdyż nie powodują
próchnicy.
Øð Utlenianie  w Å›rodowisku obojÄ™tnym lub sÅ‚abo zasadowym powstajÄ… laktony  glukono-´-lakton,
który jest stosowany jako dodatek do proszków do pieczenia, surowych, fermentowanych kiełbas,
produktów mleczarskich  do wyrobów gdzie korzystne jest stopniowe uwalnianie kwasów.
Enzymatyczne (oksydaza glukozowa) utlenianie cukrów do glukono-´-laktonu prowadzone jest w celu
zmniejszenia zawartości tlenu, który powoduje niepożądane zmiany barwy i smaku soków owocowych
czy piwa.
Otrzymywanie aldehydów (grupa karboksylowa przy szóstym węglu) prowadzi do otrzymania kwasów
uronowych, które są związkami rozpowszechnionymi w przyrodzie  w produktach roślinnych występują jako
składniki substancji żelujących  pektyn i slginianów.
Utlenianie silnymi utleniaczami prowadzi do powstania kwasów dikarboksylowych.
Øð Reakcje grupy hydroksylowej:
o Grupy hydroksylowe sacharydów mogą tworzyć wewnątrz cząsteczkowe i między
czÄ…steczkowe wiÄ…zania wodorowe stabilizujÄ…ce struktury przestrzenne oligo- i
polisacharydów.
o Z grupą karboksylową kwasów  estry:
żð Oktaoctan sacharozy czynnik nadajÄ…cy goryczkÄ™ napojom (otrzymywany w reakcji
acetylowania  działanie bezwodnikiem kwasu octowego)
żð Octan celulozy jako dodatek do napojów
żð Estry sacharozy i kwasów tÅ‚uszczowych  emulgatory i niskokaloryczne substytuty
tłuszczów
żð Estry glukozy i kwasu galusowego wystÄ™pujÄ… w roÅ›linach jako taniny
żð Proste estry cukrów sÄ… na ogół nietrwale  np. wicjanina (6-bezoilo-²-D-
glukopiranoza) występująca w owocach żurawiny w czasie ogrzewania czy
składowania ulega hydrolizie. Uwolniony kwas benzoesowy działa antyseptycznie.
o Z grupa hydroksylowÄ…  etery
Kompleksy sacharozy, glukozy i laktozy z żelazem (II) są wykorzystywane w lecznictwie jako preparaty
zawierające łatwo przyswajalne żelazo.
Øð Reakcje w Å›rodowisku kwaÅ›nym:
o Hydroliza oligo- i polisacharydów (inwersja)
o Rewersja  łączenie się powstałych monosacharydów (główne produkty  izomaltoza i
gencjobioza)
o Dehydratacja  ogrzewanie w słabo kwaśnym środowisku, szczególnie ketoz, daje reduktory
(kilka grup karbonylowych), które w żywności działają jako antyoksydanty; w wysokiej
temperaturze powstajÄ… anhydrocukry.
Øð Reakcje w wysokiej temperaturze  sacharoza ulega karmelizacji  dehydratacja prowadzi do
powstania bezbarwnego izosacharanu, który pod wpływem temperatury przechodzi w brutalne formy
spolimeryzowane.
O
OH
O
O
OH
O
izosacharan
Øð Reakcje w roztworach alkalicznych  główne procesy to izomeryzacja i enolizacja. W obecnoÅ›ci tlenu
czy innych czynników utleniających wiązanie endiolowe ulega rozerwaniu  powstają kwasy lub
hydroksykwasy i dodatkowo lotne związki, kształtujące aromat.
Øð Reakcje grupy karbonylowej z grupÄ… aminowÄ…  reakcje Maillarda, nieenzymatyczne brunatnienie.
Bezpośrednia reakcja grupy karbonylowej lub hemiacetalowej cukrów z grupą aminową
aminokwasów, peptydów lub innych związków. Przebiega ona w wielu, złożonych etapach. Pierwszymi
produktami sÄ… niskoczÄ…steczkowe zwiÄ…zki heterocykliczne (m.in.furany, furanony, piranony, furazony,
pirazyny, pirydyny, pirole) to bezbarwne substancje, ale nadajÄ…ce aromat. ZwiÄ…zki te ulegajÄ…
wzajemnym interakcjom (reakcje kondensacji, polimeryzacji) i w efekcie powstajÄ… brunatne substancje
o masie powyżej 300 D.
Etapy procesu:
- przyłączenie pierwszorzędowej grupy aminowej do grupy karbonylowej, następnie eliminacja wody i
utworzenie przejściowej formy iminy, która to forma ulega cyklizacji do glukozaminy  N-glikozydu (N-glikozydy
są formami szeroko rozpowszechnionymi w organizmach żywych  w żywności powstają jako pierwszy produkt
reakcji aminokwasów z cukrami, szczególnie w podwyższonej temperaturze.
OH
H C O H C NH R1
H C OH H C OH
HO C H HO C H
+
R1
H2N
H C OH H C OH
H C OH H C OH
CH2OH CH2OH
D-glukoza
H2O H2O
H C N R1
CH2OH
H C OH
O
OH
NH R1
HO C H
HO
H C OH
OH
H C OH
Glukozyloamina
CH2OH
- powstanie 1-amino-1-deoksyketoz (przegrupowanie Amadori) oraz 2-amino-2-deoksyaldoz (przegrupowanie
Heynsa)
Przegrupowanie aldozyloamin (reakcja Amadori):
H
H
H
H C NH R
C NH R
C NH R
C O
C O H
H C OH
HO C H
HO C H
HO C H
1-amino-1-deoksyketoza
Przegrupowanie ketozyloamin (reakcja Heynesa):
H
H
H
C O
C O H
H C OH
H C NH R
C NH R
C NH R
HO C H
HO C H
HO C H
2-amino-2-deoksyaldoza
- w wysokich temperaturach możliwość reakcji Steckera  reakcja aminokwasów ze związkami ą-
dikarbonylowymi której produktami są:
Ä…-aminoketon (prekursor pirazyn) Az aminokwasu  aldehyd
Reakcja Streckera i dalsze przemiany aminoketonów do pirazyny:
H
H3C C O
H3C C CH3
H3C C O
(CH3)2CH CHO
-CO2 H3C C NH2
H2N C COOH
H3C C O
H
H
walina
diacetyl
H2N
O
N
CH3
CH CH3
O2 H3C
H3C C
C CH3
H3C CH
- H2O
O
NH2
H3C CH3
N
tetrametylopirazyna
- powstawanie pięcio- lub sześciowęglowych, bezbarwnych związków heterocyklicznych (furany, furanony,
piranony, pirazyny, pirole, pirydyny), które nadają aromat
O
OH
OH
O CHO
O CH3
O CH3
CH3
O
O
O
furfural 2-acetylfuran maltol
isomaltol
H
N
H3C OH
O R
H3C O O H3C O O
R O
O
N
H3C H2C O
H
2,5-dixopiperazines
"Maggi lactone" að-angelicalactone
bð-angelicalactone
- polimeryzacja, polikondensacja związków heterocyklicznych  brunatne produkty.
H
H C NH
Uproszczony schemat
C O
reakcji Maillarda
HO C H
H C OH
H C OH
CH2OH
NH2
H C O H CH2
H2C OH
C O C O
C O
H C H C O
C O
H C OH H C OH
H C H
H C OH H C OH
H C OH
CH2OH CH2OH
CH2OH
O OH
CH2OH
HO
O
HO
O CHO
O CH3
O
H3C
O
HO
HO OH
CH2OH
N CHO
N
R
R O
CH3
O
O-
O-
HO OH
HO
+
OH
N
+ CH2OH
N O
CH3
R
R
Zwiazki heterocykliczne
Przebieg reakcji Maillarda uzależniony jest od:
Øð SkÅ‚adu produktu (struktura i stężenie wolnych aminokwasów i cukrów redukujÄ…cych  szybkość reakcji
jest wprost proporcjonalna do odległości grupy aminowej od karboksylowej w aminokwasach;
natomiast pentozy łatwiej podlegają reakcjom niż heksozy)
Øð WilgotnoÅ›ci (najszybciej procesy przebiegajÄ… przy zawartoÅ›ci wody ok. 30%, a wiÄ™c w produktach
suszonych czy zagęszczonych reakcje przebiegają szybko)
Øð Temperatura  wzrost temperatury o 10 OC przyÅ›piesza ciemnienie 2-3 krotnie, a czasem nawet 3-4
krotnie
Øð Wzrost pH również sprzyja zwiÄ™kszaniu szybkoÅ›ci ciemnienia. Reakcja jest powolna w Å›rodowisku,
którego pH jest poniżej 5-6 i szybko rośnie wraz ze wzrostem pH. W środowisku zasadowym
brunatnienie przebiega poprzez azotowe związki pośrednie.
Najlepszą metodą zapobiegania nieenzymatycznemu ciemnieniu jest wymrażanie produktów.
Reakcje Maillarda mają duży wpływ na cechy sensoryczne żywności:
Øð Ujemnym skutkiem jest obwiÄ…zanie wartoÅ›ci żywieniowej biaÅ‚ek poprzez blokowanie aminokwasów,
głównie lizyny (produkty zbożowe  podczas wypieku chleba zostaje związane 10-15% lizyny, podczas
czerstwienia dalsze 5%, a przy przygotowaniu tostów następują dalsze straty o 5-10%). Natomiast w
sokach owocowych reakcja Maillarda powoduje głównie straty witaminy C.
Øð Dodatnim  ksztaÅ‚towanie odpowiedniej barwy i aromatu Å›rodka spożywczego (pieczywo,
przyrządzanie tostów, prażenie ziarna kakaowego i orzechów ziemnych, wyrób płatków
śniadaniowych, biszkoptów obróbka termiczna herbaty, przygotowanie słodów przy wyrobie whisky
itp.) oraz właściwości antyoksydacyjnr produktów reakcji.
Wykład 6
Polisacharydy:
Polisacharydy stanowią bardzo ważną grupę składników zywności, gdyż ich zawartość i właściwości w dużym
stopniu decydują o wartości i przydatności surowców pochodzenia roślinnego. Przyczyny zróżnicowania
właściwości polisacharydów to:
¨ð Różny skÅ‚ad monosacharydów stanowiÄ…cych ich podstawowe jednostki strukturalne.
¨ð Różna kolejność wiÄ…zania cukrów w hetero polisacharydach
¨ð Różny typ wiÄ…zaÅ„ Å‚Ä…czÄ…cych czÄ…steczki monosacharydów w Å‚aÅ„cuchy
¨ð Możliwość wystÄ™powania niesacharydowych podstawników
¨ð Różna struktura przestrzenna czÄ…steczek
Z żywieniowego punktu widzenia polisacharydy dzielimy na:
¨ð Przyswajalne (trawione przez czÅ‚owieka)  skrobia
¨ð Nieprzyswajalne (nietrawione przez czÅ‚owieka)  kompleks skÅ‚adników roÅ›linnych Å›cian komórkowych:
celuloza, hemicelulozy, ligniny, pektyny. Ta pozostałość ścian komórek roślinnych, opornych na
hydrolizę enzymatyczną w przewodzie pokarmowym człowieka nosi nazwę błonnika pokarmowego w
odniesieniu do diety człowieka. Nazywana również błonnikiem czy włóknem surowym.
Występowanie polisacharydów w żywności:
Skrobia  amyloza + amylopektyna (Ä…-D-glukoza 1Ä…ð4 Ä…-D-glukoza)n (Ä…-D-glukoza Ziemniaki, ziarniaki zbóż
1Ä…ð6 Ä…-D-glukoza)n
Celuloza (²-D-glukoza 1Ä…ð4 ²-D-glukoza 1Ä…ð6)n SkÅ‚adnik roÅ›lin
Glikogen (Ä…-D-glikoza 1Ä…ð4 Ä…-D-glukoza)n (Ä…-D-glukoza 1Ä…ð6 Ä…-D-glukoza)n WÄ…troba, mięśnie
Insulina (²-D-fruktoza 1Ä…ð2 ²-D-fruktoza)n Topinambur, cykoria
Pektyny (kwas Ä…-D-galakturonowy 1Ä…ð4 kwas Ä…-D-galakturonowy zestryfikowany Åšciana komórkowa roÅ›lin, owoce
metanolem; L-ramnoza, galaktoza, arabinoza, ksyloza) (jabłka, cytrusy)
Alginiany (kwas ²-D-mannurowy 1Ä…ð4 kwas Ä…-L-guluronowy)n Brunatne glony
Agar  agaroza (agarobioza  (²-D-galaktoza 1Ä…ð4 3,6-anhydro- Ä…-L-galaktoza) 1Ä…ð3 Czerwone glony rhydopyceae
agarobioza) + agaropektyna (²-D-galaktoza 1Ä…ð3 ²-D-galaktoza); kwas (krasnorosty)
galakturonowy, pirogronowy, siarkowy
Karageny, furcelan  polisacharydy analogiczne do agaru Glony, wodorosty
Gumy roślinne: arabska (L-arabinoza, L-ramnnoza, D-galaktoza, kwas glukuronowy); Drzewa (arabska  akacja)
tragakanowa (kwas galakturonowy, D-galaktoza, D-ksyloza, L-fukoza, L-arabinoza
Skrobia
Skrobia zbudowana jest z amylozy (30%)  ą-D-glukopiranozy połączonej wiązaniami 1-4 glikozydowymi i
amylopektyny  rozgałęzionej z dodatkowymi wiązaniami 1-6 glikozydowymi.
Główne z
ródła skrobi to:
¨ð Ziarna zbóż (w tym kukurydza i ryż)
¨ð Ziemniaki
W produktach naturalnych skrobia wystepuje w formie ziaren o wielkości i kształcie charakterystycznym dla
surowca, z którego pochodzi.
Właściwości:
Ziarna skrobi są nierozpuszczalne w zimniej wodzie, w gorącej wodzie pęcznieją, a powyżej pewnej
temperatury, innej dla każdego gatunki skrobi, zwaną temperaturą kiełkowania, otoczka ich pęka. Struktura
ulega wówczas nieodwracalnemu zniszczeniu, a lepkość roztworu wzrasta.
Skrobia skleikowana ulega retrogradacji. Zjawisko to polega na wytworzeniu pomiędzy sąsiednimi cząsteczkami
amylozy mostków wodorowych i powstaniu krystalicznej struktury, opornej na działanie enzymów.
Właściwości chemiczne skrobi można podzielić na dwie grupy:
¨ð WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci wynikajÄ…ce z jej budowy wielkoczÄ…steczkowej
¨ð WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci jej monomeru  czÄ…steczek D-glukopiranozy (analogiczne jak glukozy)
Właściwości skrobi wielkocząsteczkowej to reakcje, którym ulegają wiązania glikozydowe  hydroliza, która
może być prowadzona przy pomocy:
¨ð Enzymów
¨ð Kwasów
Enzymatyczna hydroliza skrobi przy doborze odpowiednich preparatów i warunków procesu jest selektywna i
umozliwia otrzymanie syropów skrobiowych czy maltodekstryn o różnych właściwościach. Najczściej stosowane
enzymy to:
¨ð Ä…-amylaza  przyspiesza hydrolizÄ™ wiÄ…zaÅ„ Ä…-1-4 glikozydowych wewnÄ…trz Å‚aÅ„cucha.
¨ð ²-amylaza  przyspiesza hydrolizÄ™ co drugiego wiÄ…zania 1-4 od nieredukujÄ…cego koÅ„ca czÄ…stki 
odszczepia maltozÄ™.
¨ð Glukoamylaza  przyspiesza hydrolizÄ™ wiÄ…zania 1-4 od nieredukujÄ…cego koÅ„ca (odszczepia glukozÄ™), a
także hydrolizuje wiązania 1-6 glikozydowe
¨ð Pullunalaza  przyspiesza hydrolizÄ™ wiÄ…zania 1-6 glikozydowego.
Przebieg procesu hydrolizy kwasowej zależy od rodzaju i stężenia kwasu, temperatury, czasu działania oraz
rodzaju skrobi.
Podczas kwasowej hydrolizy skrobi zachodzÄ… reakcje towarzyszÄ…ce:
¨ð RozkÅ‚ad glukozy do 5-hydroksymetylofurfuralu i nastÄ™pnie kwasu lewulinowego i mrówkowego.
¨ð Glukoza w obecnoÅ›ci aminokwasów ulega reakcji Maillarda dajÄ…c barwne produkty.
¨ð W Å›rodowisku kwaÅ›nym glukoza ulega rewersji  kondensuje z powrotem do oligosacharydów
(izomaltozy, gencjobiozy, celobiozy, rafinozy, trehalozy)które nie ulegają fermentacji. Ich obecność w
hydrolizatach skrobiowych jest niepożądana, gdyż obniżają one wydajność glukozy
W czasie składowania ziemniaków następuje hydroliza zawartej w nich skrobi, proces przebiega najszybciej w
temp. 0OC.
W owocach podczas przechowywania zawartość skrobi maleje, w warzywach rośnie.
Reakcje podczas kwasowej hydrolizy skrobi:
Produkty rewersji - oligosacharydy:
izomaltoza, gencjonioza, celobioza,
Skrobia
saforoza, trehaloza
rewersja
hydroliza
hydroliza
kwas
lewulinowy
hydroksymetylofurfural
glukoza
kwas
mrówkowy
Modyfikacja skrobi:
Skrobię można modyfikować poprzez:
¨ð ModyfikacjÄ™ chemicznÄ… bez degradacji, która polega na podstawieniu w grupach hydroksylowych bez
rozerwania pierścieni piranozowych  pozwala to na obniżenie temperatury kleikowania, zmniejsza
tendencję do retro generacji, zwiększa zdolność pęcznienia.
¨ð Modyfikacja z degradacjÄ…  rozerwanie pierÅ›cienia, podstawienie innych grup funkcyjnych. Tego typu
modyfikacja powoduje zmianę właściwości zarówno fizycznych, jak i chemicznych.
Przykładem modyfikacji z degradacją pierścienia jest utlenianie skrobi.
Schemat reakcji utleniania skrobi:
O O
C H C OH
O O
1/2 O2
OH OH
R1 R2 R1 R2
OH OH
+ O2
- H2O
+ 1/2 O2
CH2OH
- H2O
H
CH2OH
O
C OH
OH
O OH
C
OH
+ H2O + 1/2 O2 R1
R1 R2 - R2H OH
OH
skrobia
+ 1/2 O2
- H2O
CH2OH
CH2OH
O
+ O2
O
H H
OH OH
R1 C C R2
R1 C C R2
O O
O O
¨ð Innym sposobem modyfikowania skrobi jest proces sieciowania miÄ™dzyczÄ…steczkowego kwasem
adypinowym lub gliceryną. Tego typu modyfikacje poprawiają stabilność żeli i znacznie zwiększają ich
lepkość.
Duże znaczenie praktyczne mają estry skrobi:
¨ð Kwasu octowego i propionowego  pochodne karboksymetylowe i hydroksypropylenowe
wykorzystywane są jako zagęstniki i stabilizatory
¨ð Estry kwasu fosforowego i skrobi ziemniaczanej majÄ… wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci sÅ‚abego kationity
Wpływ temperatury na skrobię:
Ogrzewanie skrobi w stanie suchym powoduje w niej nieodwracalne przemiany zwane dekstrynacjÄ…. Otrzymane
produkty noszą nazwę dekstryn, czasami dekstryn technicznych ( nie należy ich utożsamiać z dekstrynami
chemicznymi powstajÄ…cymi w procesie hydrolizy kwasowej czy enzymatycznej) sÄ… rozpuszczalne w zimnej
wodzie, a lepkość ich roztworów wodnych jest wyższa. Ogrzewanie skrobi do temperatury do 200OC prowadzi
do depolimeryzacji jej czÄ…steczki i powstawania odpornych na rozkÅ‚ad wiÄ…zaÅ„ ²-1-6 glikozydowych.
Powstaje także i szereg innych substancji: kwas i aldehyd
kwas i aldehyd
Na skalÄ™ technicznÄ… skrobia jest otrzymywana przez wymywanie wodÄ… ziaren skrobiowych z rozdrobnionego
surowca (ziemniaki lub zboże). Po oddzieleniu tzw. wycierki otrzymywane jest mleczko krochmalowe, które po
rafinacji i odwodnieniu podawane jest suszeniu:
- do wilgotności 20 % w skrobi ziemniaczanej
- do wilgotności 12 % w skrobi pszennej
Końcowym produktem jest krochmal (mąka ziemniaczana, skrobia ziemniaczana).
Cyklodekstryny
Produkowane sÄ… w trakcie enzymatycznej degradacji skrobi przez takie bakterie jak: Bacillus macerans, czy
Klebsiella pneumoniae. Po raz pierwszy wyizolowane zostały w 1891 roku przez Villiersa. Ich inne spotykane
nazwy to cykloglukopiranozy, który po raz pierwszy dokonał pełnej ich charakterystyki w 1904 roku.
Wewnętrzne zagłębienie zawiera dwa pierścienie grup C-H, pomiędzy którymi znajduje się pierścień tlenów
glukopiranozowych. Powierzchnia cyklodekstryn jest w zasadzie hydrofilowa (dzięki skierowanym na zewnątrz
pierścienia pierwszorzędowym grupom hydroksylowym przy węglu C-6) i dlatego są one rozpuszczalne w
wodzie. Natomiast wnętrze ma charakter hydrofobowy, co powoduje, że cyklodekstryny posiadają zdolność
tworzenia związków inkluzyjnych. Stanowią w związku z tym cząsteczkę gospodarza dla rozmaitych
organicznych i nieorganicznych cząsteczek (głównie lipidowych) lub jonów.
Dzięki temu znajdują zastosowanie w przemyśle jako nośniki osłaniające nietrwałe lub lotne związki.
Przemysł spożywczy i kosmetyczny:
¨ð SkÅ‚adniki żywnoÅ›ci sproszkowanej, trudno rozpuszczalnej w wodzie narażonej na rozkÅ‚ad termiczny,
sublimację czy reakcje indukowane światłem (barwniki, witaminy)
¨ð NiwelujÄ… nieprzyjemny zapach i smak
¨ð ChroniÄ… przed Å‚atwym dostÄ™pem mikroorganizmów
¨ð Kompleksy cyklodekstryn ze skÅ‚adnikami organicznymi aplikowane sÄ… w kosmetykach; uzyskuje siÄ™
preparaty stabilne i Å‚atwe w dozowaniu (suche pudry)
¨ð Medycyna, farmacja  transportery, skÅ‚adniki tabletek, maÅ›ci czy syropów. NiwelujÄ… niekorzystny
zapach i smak podawanych leków.
Glikogen:
W organizmach zwierząt glikogen jest zapasowym polisacharydem, odpowiednikiem skrobi u roślin. Ma większą
masę cząsteczkową i jest w większym stopniu rozgałęziony. Występuje w mięśniach i w wątrobie zwierząt.
Ulega hydrolizie enzymatycznej pod wpływem tych samych enzymów co skrobia. Nie jest wyodrębniony na
skalę przemysłową ani stosowany w przemyśle spożywczym.
Wykład 7
Celuloza:
Celuloza jest bardzo rozpowszechnionym materiałem zapasowym wszystkicj roślin wyższych. Zbudowana jest z
czÄ…steczek ²-D-glukopiranozy, poÅ‚Ä…czonych wiÄ…zaniami ²-1-4 glikozydowymi. StopieÅ„ polimeryzacji celulozy
waha siÄ™ w granicach 1000-14 000, co odpowiada masie czÄ…steczkowej od 160 do 2270 kDa.
W formie natywnej łańcuchy celulozy tworzą włókniste struktury  płaskie cząsteczki celulozy są ułożone
warstwowo, a struktura jest stabilizowana w płaszczyz
nie poziomej wewnątrz- i międzycząsteczkowymi
wiązaniami wodorowymi, a w płaszczyz
nie pionowej hydrofobowymi oddziaływaniami pomiędzy cząsteczkami.
Taka struktura jest trwała, odporna na działanie czynników chemicznych i wytrzymała mechanicznie.
W drewnie i podobnych materiałach cząsteczki celulozy mają strukturę fibrylarną i powiązane są z ligninami i
hemicelulozami.
W innych tkankach celuloza nie ma tak wyraz
nej struktury fibrylarnej. Rozmieszczona jest w amorficznych
żelach zawierających również pektyny, ligniny czy hemicelulozę.
Zmiany struktury owoców czy warzyw, obserwowane w trakcie ich dojrzewania, spowodowane są zmianami
struktury i stopnia uwodnienia tej grupy związków.
Celuloza nie jest trawiona w przewodzie pokarmowym człowieka i większości zwierząt  nie syntetyzują one
bowiem enzymów powodujÄ…cych hydrolizÄ™ wiÄ…zaÅ„ ²-glikozydowych. Takie enzymy wytwarzane sÄ… przez wiele
drobnoustrojów, z których niektóre żyją w przewodach pokarmowych zwierząt poligastrycznych (wielo
żołądkowych  trawożernych).
W procesie enzymatycznej hydrolizy celulozy uczestniczÄ… przynajmniej trzy enzymu  celulozy:
¨ð Endo-²-1,4-glukanaza  przyspiesza hydrolizÄ™ wiÄ…zaÅ„ znajdujÄ…cych siÄ™ wewnÄ…trz natywnego Å‚aÅ„cucha
celulozy  powstają liczne wolne, krótsze łańcuchy.
¨ð Egzo-²-1,4-glukanaza (celobiohydrolaza) przyspiesz odszczepienie czÄ…steczek celobiozy od koÅ„ca
łańcucha celulozowego
¨ð ²-1,4- glikozydaza  przyspiesza hydrolizÄ™ celobiozy do glukozy.
W każdej jednostce D-glukozowej, będącej składnikiem łańcucha celulozy trzy dostępne ugrupowania
hydroksylowe OH. Reakcjom chemicznym ulegają te grupy. Po podstawieniu tych grup celuloza traci zdolność
do tworzenia wiązań wodorowych i w konsekwencji staje się w wodzie rozpuszczalna.
Istnieje cały szereg sposobów modyfikacji celulozy dotyczące:
¨ð dÅ‚ugoÅ›ci Å‚aÅ„cucha polisacharydowego (jego stopnia polimeryzacji DP, masy czÄ…steczkowej MW)
¨ð liczby grup hydroksylowych w każdej jednostce D-glukozowej podstawionej innym ugrupowaniem
(stopień podstawienia DS.)
¨ð różnorodnoÅ›ci podstawienia  czy sÄ… to grupy OH podstawione wzdÅ‚uż Å‚aÅ„cuch celulozy w sposób
statystyczny czy też powstały wzdłuż łańcucha celulozy bloki podstawione, przedzielone blokami
niemodyfikowanej celulozy.
¨ð Rodzaj grupy podstawiajÄ…cej (ugrupowanie metylowe; etylowe; karboksymetylowe; tlenku propylenu
o różnej długości  liczby grup tlenku propylenu w łańcuchu  MS (molar substitution); grupy
octanowe; nitrowe)
Każda z tych wprowadzonych grup, w różny sposób wpływa na własność modyfikowanej celulozy i jej własności
reologiczne i często determinuje ich wykorzystanie praktyczne.
Karboksymetyloceluloza (CMC):
Produkt reakcji zalkalizowanego roztworu celulozy (alkalicelulozy) z kwasem monochlorooctowym ClCH2COOH.
Zmieniając liczbę podstawionych grup hydroksylowych w każdej jednostce D-glukozowej otrzymuje się
modyfikowane CMC różniące się stopniem spęcznienia i rozpuszczalnością w wodzie. Gdy mniej niż 1/3
wszystkich dostępnych grup OH zostanie podstawiona ugrupowaniem karboksymetylenowym to taka celuloza
jest tylko rozpuszczalna w alkaliach.
Gdy stopień podstawników przekracza 0,6 to CMC jest rozpuszczalne w gorącej i zimniej wodzie. Z reguły w
CMC wartość stopnia podstawienia Ds. nie przekracza 1,4.
CMC tworzy pseudo-plastyczne, lepkie roztwory dobrze stabilizujące zawiesin zdolność do stabilizacji zawiesin
rośnie wraz ze wzrostem DP i maleje z DS.
Hydroksyetyloceluloza (HEC):
Jest produktem reakcji alkalicelulozy z tlenkiem etylenu. PowstajÄ…cy polimer ma charakterystyczny niejonowy,
rozpuszczalny w wodzie, różni się stopniem podstawienia, etylenu HEC tworzy pseudoplastyczne roztwory,
odwracalne termicznie, stabilne w szerokim zakresie wartości pH 2-11. Które mają silny efekt zagęszczający.
Cetylo-hydroksyetylkoceluloza:
Zmodyfikowana HEC prez wprowadzenie ugrupowania cetylowego C16H33. Cetylowa pochodna HEC tworzy z
niskocząsteczkowymi środkami czynnymi mieszaniny i substancje zwiększające jej odporność na działanie
wysokich temperatur, obecność elektrolitów, a w szczególności wielowartościowych.
Nonoksyndo-hydroksyetylocelulozy:
Właściwości są podobne do właściwości cetylowej pochodnej tego związku. Posiada ona grupę fenolowąi
łańcuch nonylowy C9H19. Nonohydroksy-HEC tworzy odwracalne pseudoplastyczne roztwory nie wrażliwe na
działa jak detergent  obniża napięcie powierzchniowe wody.
Metyloceluloza (MC):
Produkt modyfikacji alkalicelulozy, hydroksyetylometyloceluloza, tworzÄ… pseudoplastyczne roztwory,
odwracalne termicznie, rozpuszczalne w zimnej wodzie, nierozpuszczalne w gorącej. MC nie wrażliwa na
działanie elektrolitów, nawet wielowartościowych kationów, obniża napięcie powierzchniowe wody.
Estry celulozy fizjologicznie nieszkodliwe dodane do żywności w celu poprawienia tekstury, struktury,
wydajności.
Otrzymywana jest celuloza mikrokrystaliczna w procesie kontrolowanej hydrolizy. Posiada w mieszaninie z CMC
stosowana jako dodatek do produktów suszonych.
Hemicelulozy:
Niejednorodna grupa polimerów cukrów prostych poÅ‚Ä…czonych wiÄ…zaniami ²-glikozydowymi tworzÄ…cych
rozgałęzione łańcuchy. Są one jednym z głównych składników ściany komórkowej roślin. Stanowią ok. 20%
suchej masy ściany pierwotnej oraz ok. 30% suchej masy ściany wtórnej.
Można wyróżnić hemicelulozy zapasowe (celulozany):
- ksylany
- mannany
- galaktazy
W porównaniu z celulozą, hemicelulozy są łatwiej rozpuszczalne w wodzie. Stopień polimeryzacji hemicelulozy
jest również niższy niż celulozy  wynosi ok. kilkuset reszt glukozowych.
Ksylany  są najczęściej występującym przedstawicielem hemiceluloz w drewnie drzew iglastych i liściastych. W
łańcuchach bocznych występują reszty kwasu metyloglukaronowego, liczne grupy OH ksylozy są zacetylowane,
często wstępuje arabinoza.
Mannany  to druga grupa hemiceluloz, występująca w drewnie. Zbudowane są z mannozy i glukozy,
powiÄ…zanych ²-1,4-glikozydowo, niektóre mannomery sÄ… zacetylowane, w Å‚aÅ„cuchach bocznych może
występować ą-1,6-galaktoza.
Galaktazy- Występują w dużej ilości w rdzeniu drzewa modrzewiowego. Są to łańcuchy zbudowane z reszt
galaktozy, poÅ‚Ä…czonych wiÄ…zaniami ²-1,3 glikozydowymi. W Å‚aÅ„cuchach bocznych wystÄ™puje galaktoza,
arabinoza, które to cukry z wÄ™glem głównym poÅ‚Ä…czone sÄ… wiÄ…zaniami ²-1,6 glikozydowymi.
Galaktomany  występują w nasionach roślin motylkowych jako polisacharydy zapasowe. Zbudowane są z reszt
mannopiranozy powiÄ…zanych ²-1,4 glikozydowo, do których przyÅ‚Ä…czone sÄ… reszty galaktopiranozy wiÄ…zaniami
ą-1,6 glikozydowymi lub odwrotnie  w łańcuchu głównym jest galaktoza, a w bocznych  mannoza.
Poszczególne galaktomany różnią się pomiędzy sobą stosunkiem mannozy do galaktozy. I tak:
¨ð W karubinie (mÄ…ka z ziaren chleba Å›wiÄ™tojaÅ„skiego) 1:4
¨ð W gumie guar  1:2
¨ð W gumie tara (nasiona z drzewa tara rosnÄ…cego w Peru) 1:3
Galaktomany mają zdolność wiązania wody i tworzenia bardzo lepkich roztworów, nawet przy małym stężeniu.
W obecności wielowarstwowych kationów tworzą żele. W przemyśle żywnościowym, często w połączeniu z
innymi hydrokoloidami, stosowane są jako stabilizatory zup, sosów, kremów, lodów czy budyni.
Jest to polisacharyd o rozgałęzionej budowie i wyjątkowo wysokiej masie czasteczkowej MW dochodzącej do 1-
2 milionów. Składa się z obojętnych aldoheksoz  łańcuch główny utworzony jest jednostek galaktozowych i w
sposób przypadkowych doczepione SA grupy z mannozy. Średni stosunek jednostek galaktozowych do
mannozowych ma siÄ™ jak 2:1.
Guma Guar tworzy lepkie, przezroczyste, pseudoplastyczne roztwory, nie wykazujące granicy odkształcalności,
posiadające pewną elastyczność. Ta ostatnia własność wynika z bardzo dużej wartości MW gumy guar.
Obecność jonów boranowych lub kationów powoduje żelowanie, przy czym żele są termo odwracalne.
Żelowanie następuje łatwiej przy wyższych wartościach pH, obniżając wartość pH poniżej 7 obserwuje isę
 topnienie żelu.
Guma guar jest stabilna w wyjątkowo szerokim zakresie wartości pH 3,5 - 10, 5.
Guma z ziaren świętojańskich (Locust Bean Gum)
Rozgałęziony polisacharyd, o strukturze podobnej do gumy guar, otrzymywany z ziaren drzewa
świętojańskiego. A
ańcuch główny składa się z jednostek D-galaktozowych.
W porównaniu do gumy guar jest to polisacharyd o mniejszej liczbie rozgałęzień (o budowie bardziej liniowej).
Tworzy lepkie roztwory o charakterze pseudoplastycznym, nie wykazuje granicy odkształcalności. Przy wysokich
szybkościach ścinania ulega nieodwracalnej degradacji  następuje zmniejszenie wartości MW i w konsekwencji
obniżenie lepkości. Podobnie jak guma guar w obecności jonów boranowych tworzy termo odwracalne żele w
środowisku neutralnym lub lekko alkalicznym. Z reguły toleruje obecność innych soli wielowartościowych.
Tworzy stabilne roztwory, których lepkość może wzrastać podczas podwyższania temperatury. Roztwory są
stabilne w szerokim zakresie pH 3,5  15,5.
Pektyny:
Pektyny są hetero polisacharydami, których główny szkielet stanowi łańcuch cząsteczek kwasu ą-D-
galakturonowego, częściowo zestryfikowanego metanolem, a co dziesiąta cząsteczka połączona jest wiązaniem
ą-(1-2) z L-ramnozą, co powoduje skręcenie łańcucha.
Ponadto w pektynach stwierdzono występowanie galaktanów, arabanów, ksylanów. Ich ilość uzależniona jest
od gatunku rośliny. W zależności od pochodzenia pektyny różnią się masą cząsteczkową, stopniem
zestryfikowania grup karbonylowych, co decyduje o ich właściwościach żelujących.
Skład pektyn różnych surowców:
Surowiec Kwas D-galaktoza L-arabinoza L-ksyloza
galakturonowy
Jabłka 87,3 1,4 9,3 0,8
Cytryny 89,4 3,1 6,1 -
Pomarańcze 67,3 15,6 14,2 -
Buraki cukrowe 67,5 14,8 13,1 -
Wykład 8
Zawartość pektyn w różnych surowcach:
Grapefruit 1,6  4,5 % Pomidor 0,2  0,5 %
Porzeczka, agrest 0,9  1,5 % Wytłoki jabłkowe 15  18% s.m.
Zielony groszek 0,9  1,4 % Pulpa cytryn 30  35% s.m.
Jabłko 0,5  1,6 % Pulpa Pomarańczy 30  40% s.m.
Winogrona 0,2  1,0 % Wysłodki buraków cukrowych 25  30% s.m.
Wysłodki buraków cukrowych, pomimo że są zasobne w pektyny, nie są wykorzystywane do ich produkcji z
uwagi na niską masę cząsteczkową i mały stopień zestryfikowania  w związku z powyższym nie tworzą żeli.
CONH2
O
OH H
H
OH H
H OH
H OH
amid kwasu galakturonowego
Substancje pektynowe dzielimy na:
¨ð Protopektyny  nie rozpuszczalne w wodzie, substancje macierzyste pektyn, z których w wyniku
hydrolizy otrzymywane sÄ… pektyny
¨ð Pektyny  rozpuszczalne w wodzie kwasy poligalakturonowe, o różnym stopniu zmetylowania, zdolne
do tworzenia żeli w ściśle określonych warunkach (pH, stężenie)
¨ð Kwasy pektynowe  rozpuszczalne w wodzie kwasy poligalakturonowe, o bardzo niskim stężeniu
zestryfikowania metanolem, zdolne do tworzenia żeli w obecności jonów wapnia.
¨ð Kwasy pektowe  kwasy poligalakturonowe otrzymane w wyniku deestryfikacji pektyn, wolne od grup
metoksylowych.
Najważniejszą właściwością pektyn jest ich zdolność do wiązania wody i tworzenia żeli  wzrata ona wraz ze
wzrostem ich masy cząsteczkowej i zależy od stopnia zestryfikowania.
Pektyny dzielimy na:
¨ð Pektyny wysokometylowane (HM)  ponad 50% grup karboksylowych ulegÅ‚o estryfikacji alkoholem
metylowym. Tworzą żele w pH<3,5 przy stężeniu cukru powyżej 60%. Szybkość ich żelowania zależy od
stopnia metyzacji  im większy (ponad 75%) tym proces przebiega szybciej.
¨ð Pektyny niskometylowane (LM)  stopieÅ„ metkowania poniżej 50. W obecnoÅ›ci jonów wapnia tworzÄ…
żele w roztworach słabo kwaśnych a nawet obojętnych, niezależnie od stężenia cukru.
Pektyny ulegają de estryfikacji i depolimeryzacji pod wpływem kwasów i zasad, a także wskutek działania
enzymów pektyno litycznych, które stosuje się przy produkcji soków owocowych.
Pektyny stosowane są do wyrobu dżemów i galaretek owocowych i jako stabilizatory do napojów i lodów.
Degradacja pektyn:
Wpływy środowiska:
W silnie kwaśnym środowisku (pH<1) i temperaturze poniżej 40OC zachodzi głównie hydroliza wiązń estrowych.
Proces ten może być wykorzystany do otrzymywania pektyn niskometylowanych.
W środowisku zasadowym zachodzi podobna reakcja, z tym, że szybkość procesu jest ok.100 razy wyższa i
towarzyszy jej częściowa depolimeryzacja. Do otrzymywania pektyn niskometylenowych najkorzystniejsza jest
hydroliza amoniakalna.
Najbardziej selektywna jest hydroliza enzymatyczna.
W procesie hydrolizy enzymatycznej mogą brać udział trzy grupy enzymów:
¨ð Pektylohydrolaza pektyn (pektynoesteraza)  przyspiesza hydrolizÄ™ wiÄ…zaÅ„ estrowych, dziaÅ‚a liniowo
wzdłuż łańcucha. Otrzymane w wyniku jej działania pektyny niskometylowane nie są stosowane jako
substancje żelujące, gdyż są wrażliwe nawet na śladowe ilości jonów wapnia.
¨ð Glikanohydrolaza Poli-Ä…-(1-4) galakturonidu (poligalakturonaza)  przyspiesza hydrolizÄ™ wiÄ…zaÅ„
glikozydowych, przede wszystkim położonych w sąsiedztwie wolnych grup karboksylowych, przy czym
szybciej ulegają degradacji pektyny niskometylowane niż wysokometylowane. Te enzymy są głównymi
składnikami preparatów enzymatycznych pektyno litycznych, stosowanych w celu degradacji pektyn w
rozdrobnionych owocach w celu zwiekszenia wydajności soku i zmniejszenia lepkości soków przez
zagęszczaniem.
¨ð Liazy Poli-Ä…-(1-4) galakturonoidu katalizuje niehydrolityczny rozkÅ‚ad wiÄ…zaÅ„ glikozydowych (²-
eliminacja) z wytworzeniem podwójnego wiązania pomiędzy węglami 4 i 5.
Enzymy pektyno lityczne występują tylko w niektórych owocach  pod wpływem ich działania w
niedojrzałych owocach nierozpuszczalna protopektyna ulega enzymatycznej hydrolizie do rozpuszczalnej
pektyny, co objawia się mięknięciem owoców.
Niektóre grzyby wytwarzają enzymy pektynolityczne  mięknięcie ogórków kiszonych spowodowane jest
działaniem enzymów wytwarzanych przez pleśnie.
Niekorzystna jest również w procesie otrzymywania cukru hydroliza pektyn zachodząca w burakach
cukrowych. Rozkład pektyn może zachodzić również pod wpływem działania na owoce promieniowania
jonizujÄ…cego. W procesie de estryfikacji pektyn uwalnia siÄ™ alkohol metylowy  ma zastosowanie przy
produkcji win.
BÅ‚onnik pokarmowy:
Błonnik pokarmowy (BP) to zespół substancji ścian komórkowych roslin, nie trawionych w przewodzie
pokarmowym człowieka, składający się z celulozy (monomer  glukoza), hemicenoz (ksyloza, mannoza,
arabinoza, galaktoza, kwas glukuronowy), pektyn (kwas galakturonowy, arabinoza, galaktoza, ksyloza),
gum roślinnych, a także lignin, które towarzyszą celulozie (zbudowanych nie z monosacharydów lecz
alkoholi fenylopropenowych  synapinowy, koniferylowy, p-hydroksycynamonowy).
Skład błonnika jest bardzo zróżnicowany  w owocach i warzywach dominuje celuloza i pektyny, w
ziarnach zbóż  hemicelulozy. I tak:
¨ð Owoce i warzywa zawierajÄ… 40% pektyn i 35% celulozy
¨ð Ziarno  84% hemicelulozy i 3% celulozy
¨ð OtrÄ™by  50% hemicelulozy i 30% celulozy
Substancje zaliczane do błonnika, z uwagi na ich nie trawienie przez człowieka uważano dawniej za
zbędny balast.
Składnik Monomery Masa cząsteczkowa kDa
celuloza glukoza 160  2270
hemicelulozy Ksyloza 10  25
Mannoza
Arabinoza
Galaktoza
Kwas glukuronowy
pektyny Kwas glukuronowy 25  200
Arabinoza
Galaktoza
ksyloza
ligniny Alkohole: 4  8
 Synapinowy
Koniferylowy
p-hydroksycynamonowy
Substancje zaliczane do błonnika, z uwagi na trawienie przez człowieka, uważano dawniej za zbędny
balast.
Obecnie przypisuje się mu wielokierunkowe, pozytywne oddziaływanie:
¨ð Przyspieszenie perystaltyki jelit
¨ð Obniżenie wchÅ‚aniania cholesterolu
¨ð Opóz
nienie hydrolizy węglowodanów i w rezultacie obniżenie stężenia glukozy we krwi
(znaczenie dla diabetyków0
Diety bogate w błonnik pokarmowy zalecane są zwłaszcza przy otyłości, cukrzycy, zapobieganiu
miażdżycy czy kamienicy żółciowej.
Z punktu widzenia profilaktyki różnych chorób bardzo ważny jest skład spożywanego błonnika.
Zawartość błonnika pokarmowego w warzywach i owocach (% w suchej masie):
Produkt BÅ‚onnik Hemiceluloza Celuloza Ligniny
żywnościowy pokarmowy
Kapusta 11,6 1,5 8,0 ,0
Marchew 19,9 3,8 11,6 4,5
Groszek 17,4 - 17,5 4,9
Ogórki 28,0 5,5 17,6 4,9
Pomidory 15,4 2,1 9,2 4,1
Ziemniaki 6,1 1,8 2,8 1,5
Jabłka 7,6 2,9 4,7 0,1
Truskawki 10,7 0,6 8,4 1,6
śliwki 6,1 2,2 3,2 0,6
Produkty pochodzenia roślinnego (węglowodany Ogółem (g) Błonnik (g)
w 100g produktu)
Cukier 99,8 0
PÅ‚atki kukurydziane 84,2 11,0
Miód pszczeli 79,5 -
Ryż 78,9 2,4
Chleb chrupki 78,9 10,5
Kasza manna 76,7 2,5
Kasza jęczmienna perłowa 75,0 6,2
Kasza pszenna poznańska lub mazowiecka 74,9 5,1
Makaron dwujajeczny 72,0 5,3
PÅ‚atki owsiane 69,3 6,9
Czekolada wyborowa 62,5 -
Otręby pszenne 61,9 15,5
Groch Å‚uskany 61,7 12,2
Fasola biała 61,6 25,3
Marmolady (średnio) 59,2 1,6
Bułki i chleb pszenny 47,5 3,5
Pieczywo chlebowe jasne 45,0 5,4
Pieczywo chlebowe ciemne 42,1 6,3
Soja 34,8 -
Winogrona 17,3
Banany 17,0
Porzeczki czarne 16
Åšliwki
Ziemniaki
Wiśnie 12,0 -
Kukurydza  kolby 11,1 1,4
Gruszki 10,9 1,6
Jabłka 8,8 1,3
Pomarańcze 8,1 1,4
WÅ‚oszczyzna bez kapusty 7,5 2,5
Buraki 7,0 2,3
Kapusta 6,2 2,5
Cebula 6,1 1,5
Cytryny 5,9 2,5
Marchew 5,5 1,9
Pomidory 4,9 1,5
Produkty pochodzenia zwierzęcego (węglowodany w g na 100g ogółem
produktu)
Drobiowe 8,9
Wątróbka wołowa 5,8
Mleko 2% tłuszczu 4,3
Nerki wołowe 0,9
Konina, cała tusza 0,5
Alginiany:
Alginiany występują w brunatnych glonach jako składnik ścian komórkowych. Są one liniowymi
polisacharydowymi, zbudowanymi z reszt kwasu ²-D-mannurowego i Ä…-L-guluronowego poÅ‚Ä…czonych
wiÄ…zaniami ²-(1-4) glikozydowymi  jednostki kwasu mannurowego i guluronowego pozostajÄ…ce do
siebie w stosunku 3:2.
Struktura konformacyjna cząsteczki alginianu odpowiada modelowi silnie pofałdowanej wstążki i jest
stabilizowana przez wbudowany jon wapnia. Cenną właściwością alginianów jest stabilność lepkości
roztworów w granicach pH od 4,5 do 10.
Grupy karboksylowe oddziaływają z jonami wapniowymi a te z kolei oddziaływają regularnie załamanymi
wstążkami i grupami karboksylowymi pochodzącymi od drugiego łańcucha alginianu. Utworzenie całej
takiej sieci wiązań pomiędzy sąsiednimi łańcuchami prowadzi do żelowania roztworu algninanu. Punkt
żelowania zależy od stężenia jonów Ca2+.
Wyższa zawartość kwasu guluronowego w alginianach ułatwia żelowanie, żele są wtedy gęsto
usieciowane i kruche. Wyższa zawartość kwasu mannuronowego tworzy żele bardziej elastyczne.
Audyt 1
Witaminy:
Nazwa ta stosowana jest do wszystkich związków biologicznie czynnych, niezbędnych do prawidłowego
funkcjonowania organizmów, a w większości egzogennych cztli dostarczających do organizmu z
pożywieniem w gotowej postaci lub w formie prekursorów.
Stanowią grupę o niskiej masie cząsteczkowej zróżnicowanej budowie i strukturze chemicznej.
Podział ze względu na rozpuszczalność:
¨ð Rozpuszczalne w wodzie (Wit. C, H i witaminy z grupy B)
¨ð Nierozpuszczalne w wodzie (Wit. A, D, K, E)
Podział ten jest praktyczny. Informuje o artykułach żywnościowych w jakich dana witamina może
występować. Wskazuje jej główne funkcje (rola witamin rozpuszczalnych w wodzie  znaczenie, jako
składników koenzymów wielu enzymów).
Są to substancje bardzo wrażliwe na działanie czynników zewnętrznych:
¨ð Fizycznych
¨ð Chemicznych
Np. światło, temperatura, zmiana kwasowości, tlen.
Niedobór witamin w organizmie to hipowitaminoza (obniżenie odporności), całkowity brak witamin 
awitaminoza.
Nadmiar witamin  hiperwitaminoza. Przedawkowanie może doprowadzić do terapii witamin, a nie
niewłaściwego odżywiania.
Ich ubytki w trakcie przechowywania i przetwarzania są stosunkowo duże.
Witamina C:
O
HO
CH C O
HO C
H2
C C
HO OH
Aktywność witaminy C wykazuje kwas askorbinowy (pochodna węglowodanów) i jego forma utleniona 
kwas dehydroksyaskorbinowy.
Człowiek, małpy, Świna morska nie syntetyzują enzymu  dehydrogenazy kwasu L-gulonowego, pod
którego wpływem lakton kwasu L-gulonowego przekształcony jest w kwas askorbinowy.
y
ródło:
Owoce i warzywa (owoce dzikiej róży, kiwi, nać pietruszki, papryka, kalafior, kapusta włoska, ziemniaki,
cytryny, truskawki, pomarańcze).
Niedobór:
Krwawienie dziąseł, zaplenie i rozchwianie zebów (szkorbut), ogólnie osłabienie i senność.
Znaczenie:
Uczestniczy w regulowaniu potencjału oksydoredukcyjnego w komórce, zapobiega przeziębieniom,
osłabia odczyty alergiczne, przyspiesza gojenie ran pooperacyjnych, zapobiega zakrzepom w naczyniach
żylnych.
Tiamina (witamina B , aneuryna):
1
NH2 CH2
CH3
N N+
H3C NH2 S CH2CH2OH
N
Witamina ta nie ulega rozkładowi w środowisku kwaśnym, nawet w podwyższonej temperaturze, w
środowisku zasadowym traci swoją aktywność biologiczną.
y
ródła:
Ziarna zbóż i ich przetwory (szczególnie pieczywo ciemne) oraz watroba wieprzowa i wołowa, mięso,
drożdże.
Niedobór:
Brak witaminy B prowadzi do wystapienia objawów choroby beri-beri (zaburzenia układu nerwowego,
1
czynności serca i zaniku mięśni)
Znaczenie:
Pirofosforan tiaminy jest ważnym koenzymem enzymow z klasy transferaz, bierze udział w m.in.
dekarboksylacji ą-ketokwasów
Ryboflawina (witamina B ):
2
OH OH OH OH
H2C CH CH CH CH2
N N
H3C O
NH
H3C
N
O
Jest bardziej trwała w środowisku kwaśnym niż w zasadowym i jest wrażliwa na działanie światła.
y
ródła:
Wątroba, mięso (głównie cielęcina), jaja, ser, zielone liściaste warzywa, mąka i mleko. Tylko w mleku
występuje w formie wolnej, pozostałe produkty dostarczają ją organizmowi w postaci flawinoprotein lub
fosforanów flawinowych.
Niedobór:
U zwierząt  zahamowanie wzrostu, zaburzenia skórne, oddechowe.
U człowieka  przyczyna pękania kącików ust i występowania zmian około ocznych.
Znaczenie:
Jest składnikiem ważnych grup prostetycznych enzymów z klasy oksydoreduktaz  FMN (mononukleotyd
flawinowy) i FAD (di nukleotyd flawinoadeninowy).
Witamina B , czyli kwas nikotynowy (witamina PP, niacyna):
3
O
O
C OH
C NH2
N
N
kwas nikotynowy nikotynoamid
Aktywność witaminy PP wykazuje również amid kwasu nikotynowego. Związki te są termo stabilne,
odporne na odczyn środowiska i utleniania. Największe ich straty w pożywieniu powodowane są
(podobnie jak dla większości witamin rozpuszczalnych w wodzie) rozdrabnianiem i płukaniem surowców.
Niedobór:
Specyficzne zapalenie skóry, zwane pelagią lub rumieniem lombardzkim, wywołuje tez biegunkę i
majaczenia.
y
ródła:
Wątroba, mięso, ziarniaki zbóż, drożdże, niektóre warzywa.
Znaczenie:
Nikotynoamid jest składnikiem dwóch ważnych koenzymów współpracujących z enzymami z klasy
oksydoreduktaz;
Dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy (NAD+) i jego formy ufosforylowanej  fosforanu di nukleotydu
nikotynoamidoadeninowego (NADP+).
Audyt 2
Prowitamina B (kwas pantotenowy, witamina C):
5
CH OH O O
3
HO CH2 C CH C NH CH2 CH2 C OH
CH3
Jest związkiem dość trwałym.
y
ródła: wątroba, mięso, jaja, groch
Niedobór:
U ludzi brak objawów niedoboru, u szczurów siwienie sierści, a u kurcząt zapalnie skóry.
Znaczenie:
Składnikiem koenzymu A, współpracującego z enzymami z klasy transfera. Acylowany koenzym A, zwany
też  aktywnym octanem . Odgrywa kluczową rolę w metabolizmie związków węgla.
Witamina B (pirydoksyna, adermina):
6
CH2OH
HO CH2OH
H3C
N
Jest odporna na działanie podwyższonej temperatury tlenu, natomiast jest wrażliwa na działanie światła.
Aktywność biologiczną wykazują również pochodne pirydoksyny  pirydoksamina i pirydoksal.
y
ródła:
wątroba, mięso, warzywa, ziarniaki zbóż, drożdże.
Niedobór:
Rzadko spotykany, objawia się zapaleniem skóry lub w skarjnych przypadkach u dzieci konwulsjami.
Znaczenie:
Ufosforylowane pochodne pirydyksaminy i pirydoksalu są koenzymami enzymów z klasy transferaz
biorących udział w reakcji transami nacji i dekarboksylacji aminokwasów
Witamina B czyli biotyna (witamina H):
8
O
C
HN NH
HC CH
H2C C CH2 CH2 CH2 CH2 COOH
S
Jest w środowisku obojętnym termostabilna, zminy pH środowiska (zakwaszanie i
alkalizowanie)powodują jej rozkład. Biotyna ulega dezaktywacji pod wpływem awidyny  glikoproteiny
wystepują w białku jaj. Dieta ludzi spozywających surowe hajka powinna zawierać zwiększone ilości
witaminy H.
y
ródła:
Drożdże, wątroba, żółtko jaja, groch, kalafior
Niedobór:
U ludzi jest bardzo rzadko spotykany. Jego ojawy to zmiany skórne, bóle mięśniowe i osłabienie.
Znaczenie:
Jest koenzymem enzymów z klasy transferaz. Bierze udział w procesach karboksylacji.
Witamina B (kobalamina):
12
CH3 R CH2 CH3 R H2C H
H3C
H
C
R
CH2 R
H
N
N
H3C
N
N
H
HOCH2 O
H3C
CN
H H
CH
H
C0
OH
O
CH3
R
N N
O P O-
H
CH3
O
C
CH CH2 NH CO CH2 CH CH3 H
CH3 H2C
CHS
H3C
R
R=CH2 CO NH2
Wodne roztwory kobalaminy sątrwałe w środowisku, którego pH waha się od 4-7, ale wrażliwe są na
działanie światła
y
ródła:
Produkty pochodzenia zwierzęcego  wątroba, nerki, mięso wołowe, mleko, ryby
Niedobór:
Przyczyna występowania u ludzi anemii złośliwej. Przypuszcza się, że schorzenie występuje nie tyle z
braku witamin w pożywieniu, ile z braku w organizmie glikoproteiny zawierającej kwas neuraminowy,
wytwarzanej w błonie śluzowej żołądka, który jest koniecznym czynnikiem procesie przyswajania
witaminy B .
12
Znaczenie:
Koenzym enzymów z klasy liaz, izomeraz i ligaz, uczestniczy głównie w reakcjach izomeryzacji kwasów
lub przenoszenia grup metylowych.
Kwas foliowy:
OH O COOH
N CH2 NH C NH CH
N
CH2
CH2
H2N N N
COOH
Kwas foliowy jest związkiem nietrwałym, wrażliwym na działanie światła, czyników utleniających i
redukujących, ulega hydrolizie w środowisku kwaśnym i alkalicznym. Proces ten jest stymulowany
wzrastajÄ…cÄ… temperaturÄ….
y
ródło:
Organizm człowieka syntezuje kwas foliowy. Dostarczany jest on w pożywieniu w zielonych częściach
roślin, wątrobie i drożdżach (folium  liść).
Niedobór:
Istotny element w procesie biosyntezy kwasów nukleinowych, bo jego brak zakłóca proces biosyntezy
prekursorów puryny.
Znaczenie :
Kwas foliowy (a ściślej jego zredukowana forma  kwa tetrahydrofoliowy) jest składnikiem koenzymu f,
współpracującego z enzymami z klasy transferaz, głównie w reakcjach przenoszenia cząsteczek
jednowęglowych.
Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach:
Witamina A (retinol, akseroftol):
Aktywność witaminy A wykazujÄ… polieny i ich pochodne, majÄ…ce w swoim skÅ‚adzie pierÅ›cieÅ„ ²-jononu.
Witamina A oraz jej prowitaminy są trwałe w środowisku beztlenowym, w którym destrukcji ulegają w
temperaturze powyżej 130OC. Szybko ulegają rozkładowi pod wpływem tlenu, a szczególnie szybko w
obecności enzymów (z klasy oksydoreduktaz), nadtlenków, jonów metali ciężkich i promieniowania UV.
CH3
H3C CH3 CH3
CH2OH
CH3
retinol (wit. A1)
CH3 H
H3C CH3 CH3
C O
CH3
retinol
CH3
H3C CH3 CH3
CH2OH
CH3
3-dehydroretinol
(wit. A2)
y
ródła:
Produkty pochodzenia zwierzęcego  trany rybne, wątroba, masło, jaja. W warzywach i owocach 
karoteny  bezpośrednie prekursorzy witaminy A. W organizmach zwierzęcych karoteny metabolicznemu
przekształceniu w fizjologicznie czynne formy witaminy A. Bogatym z
ródłem karotenów jest marchew,
natka pietruszki, szpinak, sałata, boćwina, pomidory, banany, morele.
Niedobór:
Zahamowanie wzrostu, braki są przyczyną tzw. kurzej ślepoty co w następstwie może prowadzić do
zrogowacenia nabłonka gałki ocznej  kseroftalmi.
Witamina D (kalcyferol):
Aktywność witaminy D wykazują pochodne steroli, powstające w wyniku przemiany fotochemicznej i
termicznej.
Jest odporna na oddziaływania środowiska zasadowego, podwyższonej temperatury i długotrwałe
przechowywanie. Rozkładowi ulega w środowisku kwaśnym i pod wpływem silnego promieniowanie
nadfioletowego
CH3
R
H
H
CH2
HO
KALCYFEROL (WIT. D)
R=
CH CH CH CH CH( CH3)2
D2
CH3 CH3
ergosterol
R=
CH CH2 CH2 CH2 CH( CH3)2
D3
CH3
7-dehydrocholesterol
y
ródła:
Tłuszcze niektórych ryb, mleko, masło, jaja, wątroba, kalcyferol powstaje w organizmach zwierzęcych ze
swoich prekursorów pod wpływem naświetlania promieniami słonecznymi.
Niedobór:
Zaburzenia w gospodarce wapniowo-fosforanowej organizmu i w tworzeniu kości. U dzieci przyczyną
choroby zwanej krzywicą. U dorosłych  zmiękczenie, zrzeszotnienie, porowatość i ruchliwość kości.
Produkty żywnościowe są wzbogacane w witamine D. Nadmiar jest przyczyną zatruć (brak apetytu, bóle
głowy itp.)
Witamina E:
R1
HO
CH3
CH3
R2 O CH2(CH2CH2CHCH2)3
R3
að -tokofenol - R1,R2,R3 - CH3
W warunkach beztlenowych witamina E jest odporna na działanie temperatury, kwasów i zasad,
natomiast jest wrażliwa na działanie tlenu i promieniowania ultrafioletowego.
y
ródła:
Oleje roślinne, jaja, masło, szpinak, kapusta.
Niedobór:
U zwierząt doświadczalnych zaburzenia układu rozrodczego.
Znaczenie:
Uniwersalny fizjologiczny przeciwutleniacz i przeciwutleniacz przemysłowy.
Witamina K:
Aktywność biologiczną witaminy K wykazują pochodne 1,4-naftohinon.
Menadion jest związkiem syntetycznym, o wielokrotnie wyższej aktywności od naturalnej witaminy K i
dodatkowo Å‚atwiej rozpuszczalna w wodzie  lepiej przyswajalny przez organizm.
Filochinon:
Stanowi oleistą sieć nierozpuszczalną w wodzie. W temperaturze powyżej 100OC ulega rozkładowi. Jest
wrażliwy na działanie kwasów, zasad i promieniowanie ultrafioletowe.
O
CH3
H
O CH3 CH3
3
filochinon
Witamina K
1
O
CH3
CH3 CH3
CH2 CH C CH2 (CH2 CH2 CH CH2)3 H
O
y
ródła:
Organizm ludzi potrafi ją syntetyzować, zielone części warzyw  kapusta, szpinak.
Niedobór:
Występuje rzadko. Pojawia się w przypadku przyjmowania antybiotyków, wyniszczających bakterie
przewodu pokarmowego.
Znaczenie:
Obecność witaminy K jest konieczna do zapewnienia procesu prawidłowego krzepnięcia krwi. Ma
właściwości przeciwbakteryjne, przeciwgrzybiczne, przeciwbólowe i przeciwzapalne.