МАЛЬТОЗА: СТРУКТУРА, ФУНКЦІЯ, ЇЖА, ОБМІН РЕЧОВИН - БІОЛОГІЯ - 2025

Мальтози (4-О-(α-D-глюкопіраноз) -β-D-глюкопіраноз) являє собою дисахарид , що складається з двох мономерів глюкози , з'єднаних глікозидної зв'язком α-1,4 типу. Природно, це один з основних продуктів ферментативного гідролізу амілози, який є гомополісахаридом глюкози, присутнього в крохмалі.

Мальтоза виробляється комерційно з крохмалю, обробленого ячмінним солодом. Цей дисахарид є дуже важливим для виробництва ферментованих алкогольних напоїв, таких як пиво чи віскі, в яких використовують сиропи, багаті мальтозою, продукт екстрактів, виготовлених із пророщених або «солоджених» зерен ячменю.

Хімічна структура мальтози (Джерело: Zippanova via Wikimedia Commons)

Оскільки мальтоза складається з двох залишків глюкози, гідроліз цього дисахариду в кишечнику багатьох тварин, включаючи людину, має надзвичайно важливе значення для отримання енергії з рослинних крохмалів, з яких він отриманий.

Однак надмірне споживання мальтози може бути протипоказане хворим на діабет або особам, що мають схильність до цього захворювання, оскільки цей цукор може швидко підвищити рівень глюкози в крові (глікемії).

Багато досліджень також показали, що такі мікроорганізми, як бактерії, здатні безпосередньо метаболізувати мальтозу як джерело вуглецю та енергії, використовуючи для цього різні типи специфічних ферментів та транспортерів.

Структура мальтози

Реакція синтезу мальтози. Хав'єр Веласко

Мальтоза - це дисахарид, що складається з двох залишків глюкози, пов'язаних між собою через глюкозидну зв’язок типу α-1,4, через який геміацетальна форма α-D-глюкопіранозильної одиниці пов'язана з β-залишком -D-глюкопіраноза, відома як "агликон".

Атом кисню, що входить до складу глікозидної зв'язку, розташований більш-менш у центрі структури, прямо між двома кільцями глюкози.

Молекулярна структура мальтози в 3D. AbcdKolya

Він має молекулярну масу 342,3 г / моль, що відповідає хімічній формулі C12H22O11. Це редукуючий цукор і може зазнати мутаротації, тому його можна знайти у формі α- або β-мальтози.

Крім того, цей дисахарид може бути гідролізований різними кислотами або специфічним ферментом, відомим як мальтаза.

Це сполука, яка зазвичай зустрічається у вигляді кристалічного або майже білого порошку. Він розчинний у воді і має злегка солодкий смак (близько 50% потужності підсолоджування сахарози, що представляє собою столовий цукор). Він не легко кристалізується і є ферментативним.

Мальтоза є дуже гігроскопічним дисахаридом, тобто має велику здатність поглинати вологу з навколишнього середовища, де вона знаходиться. Він має температуру плавлення близьку до 120 ° C і може карамелізуватися при 180 ° C.

Функціонування та використання мальтози

Джерело живлення

Мальтозу можна охарактеризувати як хороше джерело енергії, оскільки гідроліз глікозидної зв’язки, що утворює цей дисахарид (опосередкований мальтазою), вивільняє дві молекули глюкози, які ефективно використовуються клітинами через гліколітичний шлях.

Оскільки крохмаль, присутній у багатьох продуктах рослинного походження, складається з гомополісахаридів амілози та амілопектину, які є полімерами залишків глюкози, пов'язаних глюкозидними зв’язками, гідроліз цього в мальтозі та, згодом, у залишках без глюкози, є важливим джерело калорійної енергії для різних живих організмів.

Виробництво напоїв

Комерційні сиропи, багаті мальтозою, особливо ті, які отримують в результаті ферментативного гідролізу крохмалю, широко використовуються для виробництва алкогольних напоїв, таких як пиво та віскі, де вони працюють насамперед для покращення «орального відчуття» цих напоїв. .

Більше того, виробництво цих та інших ферментованих алкогольних напоїв здійснюється із сировиною, відомою як "солодовий ячмінь", який отримують шляхом проростання цієї крупи, шляхом процесу, званого солодом. насіння гідролізують крохмаль.

Крім того, мальтоза та її похідні, ті, які знаходяться у великій частці в сиропах, багатих цим дисахаридом, мають властивості, що перешкоджають желюванню та кристалізації речовин, де він розчиняється.

Мальтозна їжа

Фотографія сиропу мальтози (Джерело: www.aziatische-ingredienten.nl через Wikimedia Commons)

Хоча мальтоза не вважається "важливою поживною речовиною", тобто її споживання не є важливим для людини, він присутній у багатьох поширених продуктах харчування:

- Мальтозу отримують промисловим шляхом гідролізу крохмалю, але він є природним проміжним продуктом процесу травлення.

- Солодка картопля та деякі види пшениці багаті на мальтозу у «вільному» стані.

- Солодовий сироп та інші кукурудзяні сиропи багаті мальтозою, а також коричневим рисовим сиропом.

- Деякі пиво, цитрони та інші «солодові» напої мають помірний вміст мальтози, оскільки це метаболізується під час алкогольного бродіння.

- У деяких промислово оброблених крупах, компотах, цукерках, цукерках і шоколаді також багато мальтози.

- Він також міститься в ячмені, у гідролізатах кукурудзи та в різних видах крохмалю.

Обмін мальтози

У тварин розщеплення крохмалю починається з ферментів α-амілази, присутніх у слині, а потім продовжується в тонкому кишечнику. Продукт цієї початкової деградації складається із суміші "граничних декстринів", мальтози та деяких залишків без глюкози.

Отримані дисахариди глюкози (залишки мальтози) гідролізуються ферментом мальтази - процес, який закінчується вивільненням двох молекул глюкози на одну молекулу мальтози, які можуть транспортуватися в кров і звідти в тканини організму .

Реакція, катализируемая мальтазою. Ліворуч молекула мальтози, а праворуч дві молекули глюкози, отримані в результаті гідролізу (Джерело: Dapantazis .jpg через Wikimedia Commons)

Зважаючи на те, що мальтоза та глюкоза є високорозчинними та осмотично активними продуктами, при споживанні їх у надлишку (понад 120 грамів на добу) вони можуть «залучати» воду в кишечник, викликаючи незначну діарею.

Хворим на діабет або пацієнтам, що мають схильність до цього захворювання, протипоказано надмірне споживання мальтози, оскільки цей цукор має здатність швидко підвищувати рівень глюкози в крові (глікемія), контрпродуктивний захід для цих людей.

У бактерій, які є прокаріотичними організмами, перетравлення полісахаридів, таких як крохмаль, відбувається завдяки ферментам, які експортуються назовні клітини, і каталітичні продукти яких вводяться до цитозолу конкретними транспортерами, включаючи мальтозу.

Потрапивши в цитозол, такі ферменти, як аміломалтаза, фосфорилаза мальтодекстрину та глюкокіназа беруть участь у подальшому метаболізмі цього дисахариду, даючи молекули, такі як 1-фосфат глюкози та 6-фосфат глюкози, які надходять у гліколіз.

Список літератури

1. Бадуй Дергал, С. (2016). Хімія їжі. Мексика, Пірсон Освіта.
2. Ворона, RR, Kumar, S., & Varela, MF (2012). Хімія мальтози та біохімія. У дієтичних цукрів (с. 101-114).
3. Doudoroff, M., Hassid, WZ, Putman, EW, Potter, AL, & Lederberg, J. (1949). Пряме використання мальтози кишковою паличкою. Журнал біологічної хімії, 179 (2), 921-934.
4. Ehrmann, M., Ehrle, R., Hofmann, E., Boos, W., and Schlösser, A. (1998). Транспортер мальтози ABC. Молекулярна мікробіологія, 29 (3), 685-694.
5. Ouellette, RJ, & Rawn, JD (2014). Органічна хімія: структура, механізм та синтез. Ельзев'є.
6. Stick, RV та Williams, S. (2010). Вуглеводи: найважливіші молекули життя. Ельзев'є.