КАМЕДІ, ГУМІ

КАМЕДІ, гумі (Gummi) — ЛРС, що містить суміш гомо- і гетерополісахаридів та супутніх речовин. Рослинні К. — це ексудати дерев або чагарників, які розчинні або мають здатність набрякати у воді (див. Полісахариди). В останні роки для технологічних потреб фармацевтичної та харчової промисловості одержано блочні полісахариди, які за певних умов переходять у гелі. Їх почали відносити до торгової групи «Камедь» (англ. Gum). На сьогодні під визначенням К. розуміють традиційні К. та речовини вуглеводної природи, які при розчиненні утворюють гідрозолі.

К. рослинного і мікробного походження можуть складатися з одного або декількох полісахаридів, які у свою чергу утворюють полімергомологи. Склад біополімерів дуже непостійний, тому систематизація К. за будовою ускладнюється. Гетерополісахариди у складі К. бувають кислими за наявності уронових, органічних і неорганічних кислот або нейтральними. Нейтральні К. належать до глюкомананів, галактомананів і глюканів. Гідроксильні та карбоксильні групи моносахаридів можуть приєднувати невуглеводні залишки: а) неорганічних кислот (сульфатної, сульфітної, фосфатної), б) органічних кислот (оцтової, піровиноградної, яка утворює циклічні ацеталі, та ін.), в) метанолу, який етерифікує карбоксильні групи уронових кислот, г) катіони Na, K, Ca, Mg та ін. Глікозидна гідроксильна група відновлювального кінця молекули моносахаридів здатна приєднувати пептиди, білки і ліпіди. Усі фармацевтичні К. мають номер за EINECS. Як харчовим добавкам К. присвоюють відповідний індекс за «Codex Alimentarius» (табл. 1).

1112

Хімічний склад К. залежить від джерела й технології одержання, ступеня очищення, товарної форми. Найбільш складну і мінливу структуру мають глікани трагаканту, бо К. добувають від 12–15 різних видів трагакантових астрагалів.

К.-ексудати виникають внаслідок слизового переродження клітин серцевини або деревини, що знаходяться біля камбіального шару і виконують захисні функції. Рослинні К. одержують також з ендосперму насіння (переважно рослин родини Fabaceae) та з бульб (аморфофалус). Екстрацелюлярні полісахариди мікроорганізмів, які використовують як К., створюють захисну капсулу або модифікують довкілля клітин. У складі рослинних ексудатів К. витікають із природних тріщин при травмуванні або зі штучних надрізів стовбурів дерев і кущів. У посушливих місцевостях рослини виробляють значну кількість К., яка утримує вологу під час посухи. Вважають також, що вони виконують функцію захисту рослини від інфікування патогенними мікроорганізмами, заповнюючи тріщини та інші пошкодження стовбурів та гілок. К., які знаходяться в стовбурах дерев під великим тиском, одержують підсочуванням (трагакант, гуміарабік, К. гутті, абрикосова К.); для цього на стовбурах роблять штучні надрізи. Кількість К., що виділилася, залежить від періоду вегетації рослини та її віку: найбільше К. витікає до цвітіння, з віком рослини вихід збільшується. К. витікає у вигляді в’язкої маси, яка протягом декількох днів застигає, утворюючи тверді краплі або шматки різної форми. Збирають її через 5–6 днів після підсочування, сортують за кольором. Таку К. використовують у вигляді порошку або рафінують: розчиняють у гарячій воді, фільтрують, а потім висушують розчин на розпилювальних сушарках або осаджують полісахариди спиртом чи ізопропанолом. Гуарову К., К. ріжкового дерева й кондак одержують у вигляді муки при подрібненні бульб або очищеного ендосперму насіння, який попередньо відокремлюють від шкірки й зародку. У разі потреби К. рафінують, напр., з конжакової муки або гуару отримують товарний глюко- або галактоманан. Тамариндову камедь, а також гваякову смолу виділяють при кип’ятінні у воді, далі фільтрують, осаджують або висушують. У біотехнології К. одержують як продукт ферментації цукрових субстратів мікробними культурами. Методами біотехнології одержують ксантанову, вівсяну К. і курдлан.

Властивості К. залежать від хімічної будови полісахариду. Якщо їх біосинтез проходить за блочним принципом, то утворюються полімергомологи різної мол. м., які здатні до міжмолекулярної модифікації. Гідрофільність високомолекулярних вуглеводів збільшується пропорційно до ступеня розгалуження основного ланцюга. Колоїдні розчини мають підвищену в’язкість, клейкість, більшість із них належать до гідрозолів, деякі утворюють гелі при охолодженні (див. Золі, Гелі). Важкорозчинні К. здатні до набухання в холодній воді (табл. 2).

556

За розчинністю розрізняють К.: а) розчинні в холодній воді (аравійська, гуарова, тамариндова К., К. тари, абрикосу, сливи, черешні, модрини сибірської, або гумілариксу), б) малорозчинні, але сильно набухають у воді (трагакант, карайя, конжак, К. лоху вузьколистого); в) нерозчинні в холодній воді, частково розчинні при кип’ятінні, не набухають (К. вишнева). Іноді К. містить суміш добре розчинних у воді полісахаридів і гліканів, розчинних при нагріванні, напр., товарні форми трагаканту на 30–70% складаються з розчинного трагакантину і на 30–60% — з тяжкорозчинного басорину. Розчини К. мають несталі реологічні властивості, напр., в’язкість 1% розчину К. тари — 2,5–3,5 Па·с (розчинення на холоді), 3,0–5,0 Па·с (розчинення при нагріванні); гуарову камедь виробляють у товарних формах з в’язкістю 3000, 5000 і 7000 Па·с. Водні розчини курдлану і тамариндової К. (2–6%) мають високу в’язкість; при охолодженні (курдлан) або додаванні цукру (тамариндова К.) утворюють гелі, які за стійкістю до циклів заморожування-розтавання перевершують гелі з агару й карагінану. Для ксантанових гелів, особливо при взаємодії з К. ріжкового дерева, характерна тиксотропія, тобто властивість ставати рідкими при струшуванні або збовтуванні й потім знову повертатися до напіврідкого стану. У спиртових розчинах і спирті розчиняється обмежена кількість К. У жирних оліях, етері та інших органічних розчинах К. нерозчинні, чим відрізняються від смол, каучуку, гутаперчі, які також належать до рослинних ексудатів (вони нерозчинні у воді, але легкорозчинні в спирті). Смоли при спалюванні дають ароматний запах, а К. — запах горілого паперу, бо належать до вуглеводів. Карайя, яку ще називають індійським трагакантом, має виразний запах оцтової кислоти.

Межа між К. (галактани, глюко- і галактоманани) і слизами дуже нечітка, бо нейтральні полісахариди, які за товарним асортиментом відносять до К., за хімічною будовою і фізико-хімічними властивостями відповідають характеристиці слизу. Слід відзначити, що термін «слиз» не використовується хіміками, а зберігся лише в медичній і фармацевтичній практиці, де під слизами розуміють природні гідрозолі, в яких головною ознакою є в’язкість (див. Золі).

Практичне використання К. у фармацевтичній, харчовій, косметичній, текстильній, паперовій, лакофарбовій і шкіряній промисловості пов’язане з високою поверхневою активністю та емульгуючою дією. К. переважно використовують як загусники і стабілізатори емульсій, суспензій, пін. У фармації та косметиці К. застосовують насамперед при виготовленні масляних емульсій як речовини, що стабілізують емульсії о/в без зміни їх консистенції; значно менше — як допоміжні зв’язувальні речовини використовують в технології випуску таблеток. К. використовують як стабілізатори запаху ліків та харчових продуктів на основі етерних олій завдяки їх здатності рівномірно розподіляти ароматизатор по всьому об’єму рідини. Гуміарабік, часто в комбінації з трагакантом, використовують в технології пастилок і lozenges, як наповнювач таблеток, хоча може погіршувати тривалість їх розпаду. Гуар (за Європейською Фармакопеєю Cyamopsidis seminis pulvis) застосовують як гіпоглікемічний і гіпохолестеринемічний АФІ, бо він зв’язує жовчні кислоти в кишці, запобігаючи їхній абсорбції, знижує рівень холестерину в крові, а також зменшує всмоктування цукру з кишечнику. Гуміарабік та деякі інші К. несумісні з безліччю речовин, включаючи амідопірин, апоморфін, морфін, фізостигмін, крезол, етанол (95%), солі заліза, фенол, таніни, тимол, ванілін, желатин та ін. У технології емульсій несумісні з милами. Гуміарабік містить у складі ферменти, які здатні окиснювати хімічні сполуки, тому їх інактивують нагріванням при 100 °С протягом короткого часу. Багато солей зменшують в’язкість гуміарабіку, а тривалентні солі можуть спровокувати коагуляцію полісахаридів. У харчовій промисловості К. використовують як харчові добавки за стандартами «Codex Alimentarius» індивідуально або в різних поєднаннях (див. Харчові добавки). К. відносять до харчових волокон, які мають адсорбуючі властивості й здатність утримувати воду (див. Харчові волокна). К. із β-(1→4) типом зв’язку між моносахаридами, не перетравлюються у ШКТ; глікани з α-(1→6) зв’язками бічних ланцюгів частково розщеплюються мікрофлорою кишечнику (К. тари). Гуміарабік у шлунку й товстому кишечнику не розщеплюється й не всмоктується, ферментується повільно, метаболізує з утворенням коротколанцюгових жирних кислот із вивільненням 3,5 ккал. Є еквівалентом 80% енергії крохмалю. К. гхатті, ксантанова, тамариндова К. і курдлан також не перетравлюються в ШКТ. Трагакант, карайя, полісахариди конжакової муки тощо є баластовими речовинами в харчуванні, які утримують воду, збільшують об’єм калових мас, виступають як регулятори дефекації. Різні β-глюкани часто використовують у складі спеціальних дієтичних продуктів, а також як плівкоутворювачі, подібні до декстранів, які побудовано з α-(1→6)-глюкози, і декстринів — з α-(1→4)-глюкози (див. Декстрани, Декстрини). Галактоманани набухають у шлунку, викликають почуття насичення й заглушають відчуття голоду, тому входять до складу БАД для схуднення. Використання в кондитерських виробах глюкомананів заборонено внаслідок летальних випадків серед дітей, удушених набряклим полісахаридом. Також зафіксовано закупорку кишечнику порошком конжакової К., який поглинає об’єм рідини, в 100 разів більший за власний. У шлунку утворюється гель, що не перетравлюється. Фахівці вважають, що гель знижує засвоєння не тільки жирів і цукрів, але й вітамінів, мінералів і мікроелементів. Гуміарабік у низьких концентраціях (0,017%) застосовують як стабілізатор кольору червоного вина. Курдлан може спонтанно з’являтися у розчинах цукру, які зберігаються в нестерильних умовах.

Сарафанова Л.А. Пищевые добавки: Энциклопедия. — СПб, 2004; Биохимический справочник / Н.Е. Кучеренко, Р.П. Виноградова, А.Р. Литвиненко и др. — К., 1979; Степаненко Б.Н. Химия и биохимия углеводов (полисахариды). — М., 1978; Энциклопедический словарь лекарственных растений и препаратов животного происхождения — СПб., 2002; Handbook of Pharmaceutical Excspsents. — 5-th ed. — London, Chicago, 2006; Eur. Pharmacopoeia. — 4th ed.; R.Hänsel, O.Sticher. Pharmakognosie — Phytopharmazie. — 8 Auflage. — Springer Medizin Verlag Heidelberg, 2007.