MALTOZE: STRUKTŪRA, FUNKCIJAS, PĀRTIKA, VIELMAIŅA - BIOLOĢIJA - 2025

Maltoze (4-O- (α-D-glikopiranozil) -β-D-glucopyranose) ir disaharīds kas sastāv no divām glikozes monomēriem, kas saistītas ar glikozīda saiti no α-1,4 tipam. Dabiski tas ir viens no galvenajiem amilozes fermentatīvās hidrolīzes produktiem, kas ir cietes sastāvā esošais glikozes homopolisaharīds.

Maltozi komerciāli ražo no cietes, kas apstrādāta ar miežu iesalu. Šis disaharīds ir ļoti svarīgs raudzētu alkoholisko dzērienu, piemēram, alus vai viskija, ražošanā, kuros tiek izmantoti sīrupi, kas bagāti ar maltozi, produkts, kas iegūts ar diedzētiem vai “iesala” miežu graudiem.

Maltozes ķīmiskā struktūra (Avots: Zippanova, izmantojot Wikimedia Commons)

Tā kā maltozi veido divi glikozes atlikumi, šī disaharīda hidrolīze daudzu dzīvnieku, ieskaitot cilvēku, zarnās ir ārkārtīgi svarīga, lai iegūtu enerģiju no dārzeņu cietes, no kuras to iegūst.

Tomēr pārmērīgs maltozes patēriņš var būt kontrindicēts diabēta pacientiem vai tiem, kuriem ir nosliece uz šo slimību, jo šis cukurs var strauji paaugstināt glikozes līmeni asinīs (glikēmiju).

Daudzi pētījumi arī parādīja, ka mikroorganismi, piemēram, baktērijas, spēj tieši metabolizēt maltozi kā oglekļa un enerģijas avotu, šim nolūkam izmantojot dažāda veida specifiskus fermentus un transportētājus.

Maltozes struktūra

Maltozes sintēzes reakcija. Havjers Velasko

Maltoze ir disaharīds, kas sastāv no diviem glikozes atlikumiem, kas savienoti kopā caur α-1,4 tipa glikozīdisko saiti, caur kuru α-D-glikopiranozilgrupas hemiacetālā forma ir saistīta ar β atlikumu -D-glikopiranoze, kas pazīstama kā "aglikons".

Skābekļa atoms, kas ir daļa no glikozīdiskās saites, vairāk vai mazāk atrodas struktūras centrā, tieši starp diviem glikozes gredzeniem.

Maltozes molekulārā struktūra 3D formātā. AbcdKolya

Tā molekulmasa ir 342,3 g / mol, kas atbilst ķīmiskajai formulai C12H22O11. Tas ir reducējošais cukurs, un tajā var veikt mutarotāciju, tāpēc to var atrast α vai β-maltozes formā.

Turklāt šo disaharīdu var hidrolizēt dažādas skābes vai ar īpašu fermentu, kas pazīstams kā maltāze.

Tas ir savienojums, ko parasti uzskata par kristālisku vai gandrīz baltu pulveri. Tas šķīst ūdenī un ar nedaudz saldu garšu (apmēram 50% no saharozes, kas ir galda cukurs, saldināšanas spējas). Tas nav viegli kristalizējams un ir raudzējams.

Maltoze ir ļoti higroskopisks disaharīds, tas ir, tai ir liela spēja absorbēt mitrumu no apkārtējās vides, kur tā atrodas. Tam ir kušanas temperatūra tuvu 120 ° C un tas var karamelizēties 180 ° C temperatūrā.

Maltozes darbība un lietojums

Enerģijas avots

Maltozi var raksturot kā labu enerģijas avotu, jo glikozīdiskās saites, kas veido šo disaharīdu (ar maltāzes starpniecību) hidrolīze, izdalās divas glikozes molekulas, kuras šūnas efektīvi izmanto pa glikolītisko ceļu.

Tā kā ciete, kas atrodas daudzos augu izcelsmes pārtikas produktos, sastāv no homopolisaharīdiem amilozes un amilopektīna, kas ir glikozes atlikumu polimēri, kas saistīti ar glikozīdiskām saitēm, šīs vielas hidrolīze maltozē un pēc tam atlikumos, kas nesatur glikozi, ir svarīga kaloriju enerģijas avots dažādiem dzīviem organismiem.

Dzērienu ražošana

Komerciālos sīrupus, kas bagāti ar maltozi, īpaši tos, kas iegūti cietes fermentatīvā hidrolīzē, plaši izmanto alkoholisko dzērienu, piemēram, alus un viskija, ražošanai, kur tie galvenokārt darbojas, lai uzlabotu šo dzērienu “perorālo sajūtu”. .

Turklāt šo un citu raudzēto alkoholisko dzērienu ražošanā izmanto izejvielu, kas pazīstama kā “iesala mieži” un ko iegūst, sadedzinot šo graudaugu, izmantojot procesu, ko sauc par iesala veidošanu, kur vietējie fermenti sēklas hidrolizē cieti.

Turklāt maltozei un tās atvasinājumiem, kas lielā skaitā atrodami sīrupos, kas bagāti ar šo disaharīdu, ir īpašības, kas novērš vielu želejēšanu un kristalizāciju tur, kur tā izšķīst.

Maltozes pārtika

Maltozes sīrupa fotogrāfija (Avots: www.aziatische-ingredienten.nl caur Wikimedia Commons)

Lai arī maltozi neuzskata par “būtisku barības vielu”, tas ir, tās patēriņš cilvēkam nav būtisks, tā ir sastopama daudzos parastos ēdienos:

- Maltozi rūpnieciski iegūst cietes hidrolīzē, bet tas ir dabisks starpprodukts sagremošanas procesā.

- Saldie kartupeļi un daži kviešu veidi ir bagāti ar maltozi "brīvā" stāvoklī.

- Iesala sīrupā un citos kukurūzas sīrupos, cita starpā, ir daudz maltozes, kā arī brūno rīsu sīrupā.

- Dažiem aliem, citroniem un citiem "iesala" dzērieniem ir mērens maltozes saturs, jo tas tiek metabolizēts alkohola fermentācijas laikā.

- Dažās rūpnieciski pārstrādātās labībās, kompotos, konfektes, konfektes un šokolādēs ir arī daudz maltozes.

- Tas ir atrodams arī miežos, kukurūzas hidrolizātos un dažāda veida cietes.

Maltozes metabolisms

Dzīvniekiem cietes gremošana sākas ar α-amilāzes fermentiem, kas atrodas siekalās, un pēc tam turpinās tievajās zarnās. Šīs sākotnējās sadalīšanās produkts sastāv no "robeždekstrīnu", maltozes un dažu atlikumu, kas nesatur glikozi, maisījuma.

Iegūtie glikozes disaharīdi (maltozes atlikumi) tiek hidrolizēti ar maltāzes enzīmu, process beidzas ar divu glikozes molekulu izdalīšanos no katras maltozes molekulas, kuras var pārvadāt asinsritē un no turienes ķermeņa audos. .

Maltāzes katalizēta reakcija. Kreisajā pusē maltozes molekula un labajā pusē abas glikozes molekulas, kas rodas hidrolīzes rezultātā (Avots: Dapantazis .jpg caur Wikimedia Commons)

Ņemot vērā, ka maltoze un glikoze ir ļoti labi šķīstoši un osmotiski aktīvi produkti, patērējot pārmērīgi (vairāk nekā 120 gramus dienā), tie var “piesaistīt” ūdeni zarnās, izraisot nelielu caureju.

Cukura diabēta pacienti vai pacienti ar noslieci uz šo slimību ir kontrindicēti pārmērīga maltozes patēriņa dēļ, jo šim cukuram ir spēja ātri paaugstināt glikozes līmeni asinīs (glikēmiju), kas ir neproduktīvs notikums šiem indivīdiem.

Baktērijās, kas ir prokariotu organismi, polisaharīdu, piemēram, cietes, šķelšana notiek, pateicoties fermentiem, kurus eksportē uz šūnas ārpusi un kuru katalītiskos produktus citosolā ievada specifiski pārvadātāji, ieskaitot maltozi.

Nonākot citosolā, fermenti, piemēram, amilomaltāze, maltodekstrīna fosforilāze un glikokināze, piedalās šī disaharīda turpmākajā metabolismā, iegūstot tādas molekulas kā glikozes 1-fosfāts un glikozes 6-fosfāts, kas nonāk glikolīzē.

Atsauces

1. Badui Dergals, S. (2016). Pārtikas ķīmija. Meksika, Pīrsona izglītība.
2. Crow, RR, Kumar, S., un Varela, MF (2012). Maltozes ķīmija un bioķīmija. Diētiskos cukuros (101.-114.lpp.).
3. Doudoroff, M., Hassid, WZ, Putman, EW, Potter, AL, & Lederberg, J. (1949). Escherichia coli tieši izmanto maltozi. Journal of Biological Chemistry, 179 (2), 921–934.
4. Ehrmann, M., Ehrle, R., Hofmann, E., Boos, W., & Schlösser, A. (1998). ABC maltozes transportētājs. Molekulārā mikrobioloģija, 29 (3), 685–694.
5. Ouellette, RJ, & Rawn, JD (2014). Organiskā ķīmija: struktūra, mehānisms un sintēze. Elsevier.
6. Stick, RV, & Williams, S. (2010). Ogļhidrāti: dzīvības būtiskās molekulas. Elsevier.