Polysaccharide: Eigenschaften und Nutzung Eine Einführung
Gespeichert in:
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| Format: | Elektronisch E-Book |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin, Heidelberg
Springer Berlin Heidelberg
1985
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| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Volltext |
| Beschreibung: | Polysaccharide bilden neben Proteinen und Nukleinsäuren die dritte große Gruppe von Makromolekülen in der Natur. Der ständig, meist über Photosynthese anfallende Vorrat dieser Produkte ist unermeßlich und wird zur Zeit nur selektiv genutzt. Ein typisches Beispiel ist hier die Cellulose, welche die bisher einzige wirtschaftlich bedeutsame Komponente im Holz ist. Die bisherigen Verfahren der Zellstoffgewinnung sind allein auf die Isolierung der Cellulose optimiert, und die dabei weiter anfallenden Stoffe werden im günstigsten Fall zur Deckung des eigenen Energiebedarfs verbrannt, in vielen Fällen jedoch einfach verworfen. Folge dieser selektiven Nutzung ist eine Verschwendung ungeheurer Mengen hochwertiger Naturprodukte. Eine stärkere Nutzung der Polysaccharide, außer von Cellulose, Stärke, Pektinen und einigen Algenpolysacchariden, gilt zur Zeit noch als unwirtschaftlich. Die Versorgungskrisen in der Erdölforderung und die absehbare Erschöpfung dieser Quellen haben eine gewisse Sinnesänderung bewirkt und haben zumindest die Aufmerksamkeit, wenn auch noch nicht die Aktivität, auf diese "wasteproducts" gelenkt. Fragen der Energiegewinnung, aber auch der Herstellung von geeigneten Verdickungsmitteln, von Pharmazeutika und Kosmetika sowie von neuartigen Polymeren und industriell verwendbaren Membranen werden zunehmend stärker durchdacht und bearbeitet. Jeder, der sich mit der besseren Nutzung der Polysaccharide befassen möchte, stößt jedoch sofort auf die überraschende Erkenntnis, daß wir eigentlich sehr wenig über die makromolekulären Eigenschaften und ihre Funktionen im biologischen Bereich wissen. Vermutlich hängt dieser Mangel an Wissen damit zusammen, daß die Polysaccharide zwar eindeutig den Biopolymeren zuzuordnen sind, von den Biochemikern aber vielfach als nicht so bedeutsam angesehen werden, denn die Biochemie beschäftigt sich im Augenblick noch vornehmlich mit der Replikation der Erbinformation, der Weitergabe dieser Information an geeignete Produktionsstätten im Organismus und mit der Regulierung des Stoffwechsels. In allen diesen Beispielen ist eine exakt vorgegebene Sequenzfolge der Monomerbausteine erforderlich, die meist gleichzeitig eine genau definierte räumliche Gestalt des Makromoleküls bewirkt. Erst durch diese wird die hochspezifische enzymatische Katalyse des Stoffwechsels möglich. Nur sehr wenige, einfach gebaute Polysaccharide bilden eine definierte Überstruktur. Sie besitzen häufig keine völlig regelmäßige Primärstruktur, sondern die Regelmäßigkeit wird immer wieder durch andersartige Zwischeneinheiten in komplizierter Weise unterbrochen. Es entsteht eine, häufig durch unübersichtliche Verzweigung verstärkt, ständig fluktuierende Gestalt, die sich nur noch statistisch erfassen läßt. Aus der Sicht der Biochemie ist die Untersuchung derartiger Konformationen ein bevorzugtes Forschungsgebiet der Polymerwissenschaft. Diese aber beschäftigte sich bislang vor allem mit synthetischen Stoffen in nichtwäßrigen Systemen. VI Der vorliegende kleine Band ist als ein erster Schritt zur Füllung dieser Kenntnislücke gedacht. Die Beiträge sind sehr kurzgehalten und sind als eine Einführung zu verstehen, die einen Überblick vermitteln soll. Nach einer allgemeinen Übersicht über das Vorkommen in der Natur werden einige der wichtigsten Polysaccharide gesondert behandelt. Es folgen Ausführungen über Nutzung in Pharmazie und Lebensmittelchemie sowie über die Bedeutung von Polysacchariden in der Immunbiologie. In diesem zuletzt genannten Gebiet spielt die genaue Bestimmung der Zuckersequenz im Makromolekül eine entscheidende Rolle, und so wird der Methodik dieser hochkomplizierten Sequenzanalyse ein eigenes Kapitel eingeräumt. Wegen der großen Bedeutung der räumlichen Struktur für die molekularen Eigenschaften werden in weiteren Kapiteln Konformationsbestimmungsmethoden in verdünnter Lösung, unter gelbildenden Bedingungen und im kristallinen Zustand kurz abgehandelt. Schließlich werden Beispiele zur Synthese neuerer Polymerer und die Verwendung von Polysaccharidgelen als Träger für aktive Zellsysteme besprochen, sowie die drängende Frage einer besseren Nutzung der anderen Holzkomponenten behandelt. Insgesamt ist dadurch eine Zusammenstellung entstanden,die sich nicht auf die chemische Zusammensetzung und das Vorkommen von Polysacchariden beschränkt, sondern viele Aspekte der physikalischen Chemie und der biologischen Funktion umfaßt, die für eine Abschätzung der Nutzungsmöglichkeiten von großer Bedeutung sind. Freiburg, Sommer 1984 Walther Burchard Inhaltsverzeichnis Struktur und biologische Funktion von Polysacchariden (G. Franz)... 1 Cellulose (D. Fengel)...15 Stärke (Beate Pfannemüller)... 25 Polyosen und Lignin-Polysaccharid-Komplexe aus Holz (D. Fengel und G. Wegener).. .. 43 Mikrobieller Abbau von Cellulose und Xylan (H. Sahm).. 54 Enzymatischer Abbau von Stärke (Beate Pfannemüller und W. Burchard)... . 65 Derivate der Cellulose (K. Balser). .. 84 Bakterienpolysaccharide (K. Jann).. 111 Polysaccharide in der Pharmazie (G. Franz)... 126 Verwendung der Polysaccharide in der Lebensmittelverarbeitung (H. Scherz)... ... 142 Molekuleigenschaften in verdünnten Lösungen (M. Schmidt und W. Burchard)...154 Thermoreversible Gelierung: Garrageenan, Agarose, Alginate, Pektin (H. -U. tl?rHeer)... 171 Mesophasen und Phasentrennung (W. Burchard)....187 Chemische Strukturaufklärung bakterieller Polysaccharide (K. Jann)...199 Polysaccharide als Trägermaterial für chemische und biochemische Reaktionen. Trennmaterialien für Säulenchromatographie (J. Klein) 221 Kompatibilität (W. Burchard)... 232 Optische Transformation zur Veranschaulichung einiger Methoden der Röntgen- und Elektronenbeugung an Polymeren (G. Lieser).... |
| Beschreibung: | 1 Online-Ressource (X, 316 S. 23 Abb) |
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| spelling | Burchard, Walther 1930-2024 Verfasser (DE-588)1012582450 aut Polysaccharide Eigenschaften und Nutzung Eine Einführung herausgegeben von Walther Burchard Berlin, Heidelberg Springer Berlin Heidelberg 1985 1 Online-Ressource (X, 316 S. 23 Abb) txt rdacontent c rdamedia cr rdacarrier Polysaccharide bilden neben Proteinen und Nukleinsäuren die dritte große Gruppe von Makromolekülen in der Natur. Der ständig, meist über Photosynthese anfallende Vorrat dieser Produkte ist unermeßlich und wird zur Zeit nur selektiv genutzt. Ein typisches Beispiel ist hier die Cellulose, welche die bisher einzige wirtschaftlich bedeutsame Komponente im Holz ist. Die bisherigen Verfahren der Zellstoffgewinnung sind allein auf die Isolierung der Cellulose optimiert, und die dabei weiter anfallenden Stoffe werden im günstigsten Fall zur Deckung des eigenen Energiebedarfs verbrannt, in vielen Fällen jedoch einfach verworfen. Folge dieser selektiven Nutzung ist eine Verschwendung ungeheurer Mengen hochwertiger Naturprodukte. Eine stärkere Nutzung der Polysaccharide, außer von Cellulose, Stärke, Pektinen und einigen Algenpolysacchariden, gilt zur Zeit noch als unwirtschaftlich. Die Versorgungskrisen in der Erdölforderung und die absehbare Erschöpfung dieser Quellen haben eine gewisse Sinnesänderung bewirkt und haben zumindest die Aufmerksamkeit, wenn auch noch nicht die Aktivität, auf diese "wasteproducts" gelenkt. Fragen der Energiegewinnung, aber auch der Herstellung von geeigneten Verdickungsmitteln, von Pharmazeutika und Kosmetika sowie von neuartigen Polymeren und industriell verwendbaren Membranen werden zunehmend stärker durchdacht und bearbeitet. Jeder, der sich mit der besseren Nutzung der Polysaccharide befassen möchte, stößt jedoch sofort auf die überraschende Erkenntnis, daß wir eigentlich sehr wenig über die makromolekulären Eigenschaften und ihre Funktionen im biologischen Bereich wissen. Vermutlich hängt dieser Mangel an Wissen damit zusammen, daß die Polysaccharide zwar eindeutig den Biopolymeren zuzuordnen sind, von den Biochemikern aber vielfach als nicht so bedeutsam angesehen werden, denn die Biochemie beschäftigt sich im Augenblick noch vornehmlich mit der Replikation der Erbinformation, der Weitergabe dieser Information an geeignete Produktionsstätten im Organismus und mit der Regulierung des Stoffwechsels. In allen diesen Beispielen ist eine exakt vorgegebene Sequenzfolge der Monomerbausteine erforderlich, die meist gleichzeitig eine genau definierte räumliche Gestalt des Makromoleküls bewirkt. Erst durch diese wird die hochspezifische enzymatische Katalyse des Stoffwechsels möglich. Nur sehr wenige, einfach gebaute Polysaccharide bilden eine definierte Überstruktur. Sie besitzen häufig keine völlig regelmäßige Primärstruktur, sondern die Regelmäßigkeit wird immer wieder durch andersartige Zwischeneinheiten in komplizierter Weise unterbrochen. Es entsteht eine, häufig durch unübersichtliche Verzweigung verstärkt, ständig fluktuierende Gestalt, die sich nur noch statistisch erfassen läßt. Aus der Sicht der Biochemie ist die Untersuchung derartiger Konformationen ein bevorzugtes Forschungsgebiet der Polymerwissenschaft. Diese aber beschäftigte sich bislang vor allem mit synthetischen Stoffen in nichtwäßrigen Systemen. VI Der vorliegende kleine Band ist als ein erster Schritt zur Füllung dieser Kenntnislücke gedacht. Die Beiträge sind sehr kurzgehalten und sind als eine Einführung zu verstehen, die einen Überblick vermitteln soll. Nach einer allgemeinen Übersicht über das Vorkommen in der Natur werden einige der wichtigsten Polysaccharide gesondert behandelt. Es folgen Ausführungen über Nutzung in Pharmazie und Lebensmittelchemie sowie über die Bedeutung von Polysacchariden in der Immunbiologie. In diesem zuletzt genannten Gebiet spielt die genaue Bestimmung der Zuckersequenz im Makromolekül eine entscheidende Rolle, und so wird der Methodik dieser hochkomplizierten Sequenzanalyse ein eigenes Kapitel eingeräumt. Wegen der großen Bedeutung der räumlichen Struktur für die molekularen Eigenschaften werden in weiteren Kapiteln Konformationsbestimmungsmethoden in verdünnter Lösung, unter gelbildenden Bedingungen und im kristallinen Zustand kurz abgehandelt. Schließlich werden Beispiele zur Synthese neuerer Polymerer und die Verwendung von Polysaccharidgelen als Träger für aktive Zellsysteme besprochen, sowie die drängende Frage einer besseren Nutzung der anderen Holzkomponenten behandelt. Insgesamt ist dadurch eine Zusammenstellung entstanden,die sich nicht auf die chemische Zusammensetzung und das Vorkommen von Polysacchariden beschränkt, sondern viele Aspekte der physikalischen Chemie und der biologischen Funktion umfaßt, die für eine Abschätzung der Nutzungsmöglichkeiten von großer Bedeutung sind. Freiburg, Sommer 1984 Walther Burchard Inhaltsverzeichnis Struktur und biologische Funktion von Polysacchariden (G. Franz)... 1 Cellulose (D. Fengel)...15 Stärke (Beate Pfannemüller)... 25 Polyosen und Lignin-Polysaccharid-Komplexe aus Holz (D. Fengel und G. Wegener).. .. 43 Mikrobieller Abbau von Cellulose und Xylan (H. Sahm).. 54 Enzymatischer Abbau von Stärke (Beate Pfannemüller und W. Burchard)... . 65 Derivate der Cellulose (K. Balser). .. 84 Bakterienpolysaccharide (K. Jann).. 111 Polysaccharide in der Pharmazie (G. Franz)... 126 Verwendung der Polysaccharide in der Lebensmittelverarbeitung (H. Scherz)... ... 142 Molekuleigenschaften in verdünnten Lösungen (M. Schmidt und W. Burchard)...154 Thermoreversible Gelierung: Garrageenan, Agarose, Alginate, Pektin (H. -U. tl?rHeer)... 171 Mesophasen und Phasentrennung (W. Burchard)....187 Chemische Strukturaufklärung bakterieller Polysaccharide (K. Jann)...199 Polysaccharide als Trägermaterial für chemische und biochemische Reaktionen. Trennmaterialien für Säulenchromatographie (J. Klein) 221 Kompatibilität (W. Burchard)... 232 Optische Transformation zur Veranschaulichung einiger Methoden der Röntgen- und Elektronenbeugung an Polymeren (G. Lieser).... Chemistry Food science Polymers Biochemistry Polymer Sciences Food Science Biochemistry, general Chemie Polysaccharide (DE-588)4131871-7 gnd rswk-swf Polysaccharide (DE-588)4131871-7 s 1\p DE-604 https://doi.org/10.1007/978-3-642-70099-6 Verlag Volltext 1\p cgwrk 20201028 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#cgwrk |
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