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Polysaccharide

Polysaccharide sind Polymere, die aus hunderten bis tausenden Einfachzuckern aufgebaut sein können. Typische Beispiele sind Stärken, Cellulosen und Glykogen, die alle aus Glucose-Einheiten bestehen, welche unterschiedlich miteinander verknüpft sind. Polysaccharide sind für das Leben auf der Erde unverzichtbar. Sie nehmen strukturelle Funktionen wahr, speichern Energie und bilden Gele. In der Pharmazie werden sie sowohl als Hilfsstoffe als auch als Wirkstoffe verwendet und sind in unzähligen Arzneimitteln enthalten.

synonym: Vielfachzucker, Glykane

Produkte

Polysaccharide sind als Hilfsstoffe und Wirkstoffe in zahlreichen Arzneimitteln enthalten. Sie spielen eine fundamentale Rolle in Lebensmitteln für die Ernährung. Polysaccharide werden auch als Glykane (Glycane) bezeichnet.

Struktur und Eigenschaften

Polysaccharide sind polymere Kohlenhydrate (Polymere), die aus hunderten bis tausenden Zuckereinheiten (Monosacchariden) aufgebaut sind. Bereits bei 11 Monosacchariden wird von einem Polysaccharid gesprochen. Sie gehören zu den Makromolekülen und Biopolymeren und haben eine hohe Molekülmasse.

Chemische Struktur der Stärke (Amylose), zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki

Polysaccharide können nur eine Sorte eines Monosaccharids oder auch zwei oder mehrere enthalten. Entsprechend werden sie als Homopolysaccharide (Homoglykane) oder Heteropolysaccharide (Heteroglykane) bezeichnet. Polysaccharide können linear oder verzweigt vorliegen. Dies im Unterschied zu anderen Biopolymeren wie den Proteinen.

Polysaccharide und Stärke, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki

Polysaccharide sind in der Regel natürlichen Ursprungs und stammen zum Beispiel von Pflanzen (z.B. Cellulosen, Stärke, Tragant), Algen (z.B. Carrageen, Agar, Alginsäure), Pilzen, Mikroorganismen (z.B. Xanthan), Flechten oder Tieren (Chitin). Sie können auch synthetisch hergestellt und modifiziert werden.

Mithilfe von Säuren, Basen, Hitze oder Enzymen können Polysaccharide in kleinere Polysaccharide sowie in Mono-, Di- und Oligosaccharide abgebaut werden. Menschen können nur einige Polysaccharide verdauen, vor allem die Stärke und Glykogen. Viele andere sind unverdaulich und gelangen als Ballaststoffe in den Darm.

Die Einfachzucker in den Polysacchariden sind glykosidische Bindungen verknüpft. In Stärken und im Glykogen liegt die α(1→4)- und α(1→6)-Bindung vor, in Cellulosen die β(1→4)-Bindung.

Vertreter

Bekannte Polysaccharide sind:

Cellulosen
Chitin
Chitosan
Fruktane wie Inulin
Glykogen
Glykosaminoglykane wie Chondroitinsulfat, die Hyaluronsäure und Keratansulfat
Hemicellulosen, Xylan
Pektin
Stärke (Amylose, Amylopektin)

Wirkungen

Polysaccharide sind für das Leben auf der Erde unverzichtbar. Sie haben strukturelle Funktionen wie die Cellulosen, speichern Energie wie die Stärken und Glykogen und sie haben gelbildende Eigenschaften wie die Glykosaminoglykane (Mucopolysaccharide).

Anwendungsgebiete

In der Pharmazie:

Für die Herstellung von Gelen, Lösungen, Sirupen und Suspensionen.
Als Bindemittel, Füllmittel, Trägermittel und Zerfallsmittel für Tabletten und teilweise auch für Kapseln.
Als Verdickungsmittel, Stabilisatoren und Viskositätserhöher.
Als Wirkstoffe, z.B. Heparine, Chondroitinsulfat, Hyaluronsäure, Phytopharmaka.
Für Tränenersatzmittel.
Als Ballaststoffe.
Für die Herstellung von Oligo-, Di- und Monosacchariden.

Lebensmittel:

Polysaccharide sind in zahlreichen Nahrungsmitteln enthalten, zum Beispiel im Weizen, im Mais und in Kartoffeln. Sie sind ein Bestandteil von Grundnahrungsmitteln wie Mehl, Brot und Zerealien.
Für die Zubereitung verarbeiteter Lebensmittel.

siehe auch

Kohlenhydrate, Nukleinsäuren, Proteine, Polymere, Hydrolyse

Literatur

Arzneimittel-Fachinformation (CH)
Fachliteratur
Lehrbücher der Chemie
Lovegrove A. et al. Role of polysaccharides in food, digestion, and health. Crit Rev Food Sci Nutr, 2017, 57(2), 237-253 Pubmed
Ullah S., Khalil A.A., Shaukat F., Song Y. Sources, Extraction and Biomedical Properties of Polysaccharides. Foods, 2019, 8(8), 304 Pubmed

Autor

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