MALTOSE: STRUKTUR, FUNKTION, MAD, STOFSKIFTE - BIOLOGI - 2025

Den maltose (4-O- (α-D-glucopyranosyl) -β-D-glucopyranose) er et disaccharid bestående af to glucosemonomerer forbundet af en glycosidbinding af α-1,4-typen. Naturligvis er det et af hovedprodukterne af den enzymatiske hydrolyse af amylose, som er et homopolysaccharid af glukose, der er til stede i stivelse.

Maltose fremstilles kommercielt fra stivelse, der er behandlet med bygmalt. Dette disaccharid er meget vigtigt til fremstilling af fermenterede alkoholiske drikke som øl eller whisky, hvori sirup, der er rig på maltose, anvendes, et produkt af ekstrakter fremstillet med spiret eller "maltet" bygkorn.

Kemisk struktur af maltose (Kilde: Zippanova via Wikimedia Commons)

Da maltose er sammensat af to glukoserester, er hydrolysen af ​​dette disaccharid i tarmen hos mange dyr, inklusive mennesker, af største betydning for at opnå energi fra den vegetabilske stivelse, hvorfra den er opnået.

Imidlertid kan overdreven indtagelse af maltose være kontraindiceret for diabetespatienter eller patienter med en tilbøjelighed til denne sygdom, da dette sukker hurtigt kan øge blodsukkerniveauet (glykæmi).

Mange undersøgelser har også vist, at mikroorganismer, såsom bakterier, for eksempel er i stand til at metabolisere maltose direkte som en kilde til kulstof og energi ved anvendelse af forskellige typer af specifikke enzymer og transportører til dette formål.

Struktur af maltose

Maltosesyntese-reaktion. Javier Velasco

Maltose er et disaccharid sammensat af to glukoserester bundet sammen gennem en glukosidbinding af typen a-1,4, gennem hvilken den hemiacetalform af en a-D-glucopyranosyl-enhed er bundet til en β-rest -D-glucopyranose kendt som "aglycone".

Det iltatom, der er en del af den glykosidiske binding, er placeret mere eller mindre i midten af ​​strukturen lige mellem de to glukoseringe.

Molekylstruktur af maltose i 3D. AbcdKolya

Det har en molekylvægt på 342,3 g / mol, hvilket svarer til den kemiske formel C12H22O11. Det er et reducerende sukker og kan gennemgå mutarrotation, så det kan findes i a- eller β-maltoseformen.

Desuden kan dette disaccharid hydrolyseres af forskellige syrer eller af et specifikt enzym kendt som maltase.

Det er en forbindelse, der ofte findes som et krystallinsk eller off-white pulver. Det er opløseligt i vand og har en let sød smag (ca. 50% af sødemakten af ​​saccharose, som er bordsukker). Det er ikke let krystalliserbart og kan gæres.

Maltose er et meget hygroskopisk disaccharid, det vil sige, det har en stor kapacitet til at absorbere fugt fra det miljø, hvor det findes. Det har et smeltepunkt tæt på 120 ° C og kan karamelliseres ved 180 ° C.

Funktion og anvendelser af maltose

Strømkilde

Maltose kan beskrives som en god energikilde, da hydrolysen af ​​den glykosidiske binding, der udgør dette disaccharid (formidlet af maltase), frigiver to glukosemolekyler, som effektivt bruges af celler gennem den glykolytiske vej.

Da stivelsen, der er til stede i mange fødevarer af planterisk oprindelse, er sammensat af homopolysacchariderne amylose og amylopectin, som er polymerer i glukoserester bundet af glucosidiske bindinger, repræsenterer hydrolysen af ​​dette i maltose og efterfølgende i glucosefri rester en vigtig kilde til kalorienergi til forskellige levende organismer.

Drikkeproduktion

Kommercielle sirupper, der er rige på maltose, især dem, der er produceret fra enzymatisk hydrolyse af stivelse, bruges i vid udstrækning til produktion af alkoholiske drikkevarer, såsom øl og whisky, hvor de primært arbejder for at forbedre den "orale fornemmelse" af disse drikkevarer..

Produktionen af ​​disse og andre fermenterede alkoholholdige drikkevarer udføres endvidere med et råmateriale kendt som "maltet byg", som opnås ved spiring af dette korn gennem en proces kaldet malting, hvor de oprindelige enzymer i frøhydrolyser stivelse.

Derudover har maltose og dets derivater, dem, der findes i en stor andel i sirupper, der er rige på dette disaccharid, egenskaber, der forhindrer gelering og krystallisering af de stoffer, hvor det er opløst.

Maltosefødevarer

Fotografi af maltosesirup (Kilde: www.aziatische-ingredienten.nl via Wikimedia Commons)

Selvom maltose ikke betragtes som et "essentielt næringsstof", det vil sige, at dets forbrug ikke er vigtigt for mennesker, er det til stede i mange almindelige fødevarer:

- Maltose opnås industrielt fra hydrolyse af stivelse, men det er et naturligt mellemprodukt i fordøjelsesprocessen.

- Søde kartofler og nogle typer hvede er rige på maltose i en "fri" tilstand.

- Malt sirup og andre majs sirup er rige på maltose samt brun ris sirup blandt andre.

- Nogle øl, citroner og andre "malt" drikkevarer har et moderat maltoseindhold, da dette metaboliseres under alkoholisk gæring.

- Visse industrielt forarbejdede korn, kompotter, slik, slik og chokolade har også meget maltose.

- Det findes også i byg, i majshydrolysater og i forskellige typer stivelse.

Maltosemetabolisme

Hos dyr begynder spaltning af stivelse med de a-amylaseenzymer, der findes i spyt og fortsætter derefter i tyndtarmen. Produktet fra denne indledende nedbrydning består af en blanding af "limit dextrins", maltose og nogle glukosefrie rester.

De resulterende glukosedisaccharider (maltoserester) hydrolyseres af maltaseenzym, en proces, der ender med frigivelse af to glukosemolekyler pr. Maltosemolekyle, som kan transporteres til blodbanen og derfra til kropsvæv.

Maltasekatalyseret reaktion. Til venstre et maltosemolekyle og til højre de to glukosemolekyler, der er resultatet af hydrolyse (Kilde: Dapantazis.jpg via Wikimedia Commons)

I betragtning af at maltose og glukose er meget opløselige og osmotisk aktive produkter, når de indtages i overskud (mere end 120 gram pr. Dag), kan de "tiltrække" vand ind i tarmen, hvilket forårsager mindre diarré.

Diabetespatienter eller patienter med en tilbøjelighed til denne sygdom er kontraindiceret for stort forbrug af maltose, da dette sukker har evnen til hurtigt at øge blodsukkerniveauet (glycæmi), en modproduktiv begivenhed for disse personer.

Hos bakterier, som er prokaryote organismer, forekommer fordøjelsen af ​​polysaccharider såsom stivelse takket være enzymer, der eksporteres til ydersiden af ​​cellen, og hvis katalytiske produkter introduceres til cytosolen af ​​specifikke transportører, herunder maltose.

En gang i cytosolen deltager enzymer såsom amylomaltase, maltodextrin-phosphorylase og glucokinase i den efterfølgende metabolisme af dette disaccharid, hvilket giver molekyler som glucose-1-phosphat og glucose 6-phosphat, der kommer ind i glycolyse.

Referencer

1. Badui Dergal, S. (2016). Madkemi. Mexico, Pearson Education.
2. Crow, RR, Kumar, S., & Varela, MF (2012). Maltosekemi og biokemi. I diæt sukker (s. 101-114).
3. Doudoroff, M., Hassid, WZ, Putman, EW, Potter, AL, & Lederberg, J. (1949). Direkte anvendelse af maltose fra Escherichia coli. Journal of Biologisk Kemi, 179 (2), 921-934.
4. Ehrmann, M., Ehrle, R., Hofmann, E., Boos, W., & Schlösser, A. (1998). ABC maltose transporter. Molekylær mikrobiologi, 29 (3), 685-694.
5. Ouellette, RJ, & Rawn, JD (2014). Organisk kemi: struktur, mekanisme og syntese. Elsevier.
6. Stick, RV, & Williams, S. (2010). Kolhydrater: livets essentielle molekyler. Elsevier.