МАЛЬТОЗА: СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ, ПИТАНИЕ, ОБМЕН ВЕЩЕСТВ - БИОЛОГИЯ - 2025

Мальтозы (4-О- (α-D-глюкопиранозил) -β-D-глюкопиранозы) представляет собой дисахарид , состоящий из двух мономеров глюкозы , соединенных гликозидной связью α-1,4 типа. Естественно, это один из основных продуктов ферментативного гидролиза амилозы, представляющей собой гомополисахарид глюкозы, присутствующей в крахмале.

Мальтоза коммерчески производится из крахмала, обработанного ячменным солодом. Этот дисахарид очень важен для производства ферментированных алкогольных напитков, таких как пиво или виски, в которых используются сиропы, богатые мальтозой, продукт экстрактов, приготовленных из проросших или «солодовых» зерен ячменя.

Химическая структура мальтозы (Источник: Зиппанова через Wikimedia Commons)

Поскольку мальтоза состоит из двух остатков глюкозы, гидролиз этого дисахарида в кишечнике многих животных, в том числе человека, имеет огромное значение для получения энергии из растительных крахмалов, из которых он получен.

Однако чрезмерное потребление мальтозы может быть противопоказано пациентам с диабетом или людям с предрасположенностью к этому заболеванию, поскольку этот сахар может быстро повышать уровень глюкозы в крови (гликемию).

Многие исследования также показали, что такие микроорганизмы, как, например, бактерии, способны непосредственно метаболизировать мальтозу как источник углерода и энергии, используя для этой цели различные типы специфических ферментов и переносчиков.

Состав мальтозы

Реакция синтеза мальтозы. Хавьер Веласко

Мальтоза представляет собой дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы, связанных вместе глюкозидной связью типа α-1,4, через которую полуацетальная форма α-D-глюкопиранозильного звена связана с остатком β. -D-глюкопираноза, известная как «агликон».

Атом кислорода, который является частью гликозидной связи, расположен более или менее в центре структуры, прямо между двумя кольцами глюкозы.

Молекулярная структура мальтозы в 3D. AbcdKolya

Он имеет молекулярную массу 342,3 г / моль, что соответствует химической формуле C12H22O11. Это редуцирующий сахар, который может подвергаться мутаротации, поэтому его можно найти в форме α- или β-мальтозы.

Кроме того, этот дисахарид может быть гидролизован различными кислотами или специфическим ферментом, известным как мальтаза.

Это соединение, которое обычно встречается в виде кристаллического или не совсем белого порошка. Он растворим в воде и имеет слегка сладкий вкус (около 50% подслащивающей способности сахарозы, столового сахара). Это нелегко кристаллизовать и сбраживать.

Мальтоза - очень гигроскопичный дисахарид, то есть он обладает большой способностью поглощать влагу из окружающей среды, в которой она находится. Он имеет температуру плавления около 120 ° C и может карамелизироваться при 180 ° C.

Функции и использование мальтозы

Источник питания

Мальтозу можно охарактеризовать как хороший источник энергии, поскольку гидролиз гликозидной связи, составляющей этот дисахарид (опосредованный мальтазой), высвобождает две молекулы глюкозы, которые эффективно используются клетками через гликолитический путь.

Поскольку крахмал, присутствующий во многих пищевых продуктах растительного происхождения, состоит из гомополисахаридов амилозы и амилопектина, которые представляют собой полимеры остатков глюкозы, связанных глюкозидными связями, его гидролиз в мальтозе, а затем и в остатках, не содержащих глюкозу, представляет собой важный источник калорийной энергии для разных живых организмов.

Производство напитков

Коммерческие сиропы, богатые мальтозой, особенно сиропы, полученные в результате ферментативного гидролиза крахмала, широко используются для производства алкогольных напитков, таких как пиво и виски, где они работают, прежде всего, для улучшения «ощущения во рту» этих напитков. ,

Более того, производство этих и других ферментированных алкогольных напитков осуществляется с использованием сырья, известного как «солодовый ячмень», которое получают путем проращивания этого злака с помощью процесса, называемого соложением, где природные ферменты семена гидролизуют крахмал.

Кроме того, мальтоза и ее производные, большая часть которых содержится в сиропах, богатых этим дисахаридом, обладают свойствами, предотвращающими гелеобразование и кристаллизацию веществ, в которых она растворена.

Мальтозные продукты

Фотография мальтозного сиропа (Источник: www.aziatische-ingredienten.nl через Wikimedia Commons)

Хотя мальтоза не считается «незаменимым питательным веществом», то есть ее потребление не является существенным для человека, она присутствует во многих распространенных продуктах питания:

- Мальтозу получают промышленным способом в результате гидролиза крахмала, но это естественный промежуточный продукт процесса пищеварения.

- Сладкий картофель и некоторые виды пшеницы богаты мальтозой в «свободном» состоянии.

- Солодовый сироп и другие кукурузные сиропы богаты мальтозой, а также сиропом из коричневого риса.

- Некоторые сорта пива, цитроны и другие «солодовые» напитки имеют умеренное содержание мальтозы, так как она метаболизируется во время алкогольного брожения.

- Некоторые промышленно обработанные крупы, компоты, конфеты, леденцы и шоколадные конфеты также содержат много мальтозы.

- Он также содержится в ячмене, в гидролизатах кукурузы и в различных типах крахмалов.

Метаболизм мальтозы

У животных переваривание крахмала начинается с ферментов α-амилазы, присутствующих в слюне, а затем продолжается в тонком кишечнике. Продукт этого начального разложения состоит из смеси «предельных декстринов», мальтозы и некоторых остатков, не содержащих глюкозу.

Полученные дисахариды глюкозы (остатки мальтозы) гидролизуются ферментом мальтазы, процесс, который заканчивается высвобождением двух молекул глюкозы на молекулу мальтозы, которые могут транспортироваться в кровоток, а оттуда в ткани организма. ,

Катализируемая мальтазой реакция. Слева молекула мальтозы, а справа две молекулы глюкозы, полученные в результате гидролиза (Источник: Dapantazis .jpg через Wikimedia Commons)

Учитывая, что мальтоза и глюкоза являются хорошо растворимыми и осмотически активными продуктами, при чрезмерном употреблении (более 120 граммов в день) они могут «притягивать» воду в кишечник, вызывая незначительную диарею.

Пациентам с сахарным диабетом или пациентам с предрасположенностью к этому заболеванию противопоказано чрезмерное потребление мальтозы, так как этот сахар обладает способностью быстро повышать уровень глюкозы в крови (гликемия), что является контрпродуктивным событием для этих людей.

У бактерий, которые являются прокариотическими организмами, переваривание полисахаридов, таких как крахмал, происходит благодаря ферментам, которые экспортируются за пределы клетки и чьи каталитические продукты вводятся в цитозоль с помощью определенных переносчиков, включая мальтозу.

Попав в цитозоль, ферменты, такие как амиломальтаза, мальтодекстринфосфорилаза и глюкокиназа, участвуют в последующем метаболизме этого дисахарида, давая такие молекулы, как глюкозо-1-фосфат и глюкозо-6-фосфат, которые вступают в гликолиз.

Ссылки

1. Бадуи Дергал, С. (2016). Пищевая химия. Мексика, Pearson Education.
2. Кроу, Р.Р., Кумар, С., и Варела, М.Ф. (2012). Мальтозная химия и биохимия. В диетическом сахаре (стр. 101-114).
3. Дудоров, М., Хассид, В.З., Путман, Е.В., Поттер, А.Л., и Ледерберг, Дж. (1949). Прямое использование мальтозы Escherichia coli. Журнал биологической химии, 179 (2), 921-934.
4. Эрманн, М., Эрле, Р., Хофманн, Э., Боос, В., и Шлёссер, А. (1998). Транспортёр мальтозы ABC. Молекулярная микробиология, 29 (3), 685-694.
5. Ouellette, RJ, и Rawn, JD (2014). Органическая химия: строение, механизм и синтез. Elsevier.
6. Стик Р. В. и Уильямс С. (2010). Углеводы: важнейшие молекулы жизни. Elsevier.