MALTOSE: STRUKTUR, FUNKSJON, MAT, METABOLISME - BIOLOGI - 2026

Den maltose (4-O- (α-D-glukopyranosyl) -β-D-glukopyranose) er et disakkarid som består av to glukose-monomerer bundet sammen ved en glykosidisk binding av α-1,4-typen. Naturligvis er det et av hovedproduktene i den enzymatiske hydrolysen av amylose, som er et homopolysakkarid av glukose til stede i stivelse.

Maltose produseres kommersielt fra stivelse som er behandlet med byggmalt. Dette disakkaridet er veldig viktig for produksjon av fermenterte alkoholholdige drikker som øl eller whisky, hvor sirup som er rik på maltose brukes, et produkt av ekstrakter laget med spiret eller "maltet" byggkorn.

Kjemisk struktur av maltose (Kilde: Zippanova via Wikimedia Commons)

Siden maltose er sammensatt av to glukoserester, er hydrolysen av dette disakkaridet i tarmen til mange dyr, inkludert mennesker, av største betydning for å oppnå energi fra grønnsaksstivelsen som det er oppnådd fra.

Imidlertid kan overdreven inntak av maltose være kontraindisert for diabetespasienter eller de som har en predisposisjon for denne sykdommen, siden dette sukkeret kan øke blodsukkernivået (glykemi) raskt.

Mange studier har også vist at mikroorganismer som bakterier, for eksempel, er i stand til å metabolisere maltose direkte som en kilde til karbon og energi, ved bruk av forskjellige typer spesifikke enzymer og transportører til dette formålet.

Struktur av maltose

Maltosesyntese-reaksjon. Javier Velasco

Maltose er et disakkarid sammensatt av to glukoserester bundet sammen gjennom en glukosidbinding av typen a-1,4, gjennom hvilken hemiacetalformen til en a-D-glukopyranosylenhet er bundet til en β-rest -D-glukopyranose kjent som "aglykon".

Oksygenatomet som er en del av glykosidbindingen ligger mer eller mindre i midten av strukturen, rett mellom de to glukoseringene.

Molekylær struktur av maltose i 3D. AbcdKolya

Den har en molekylvekt på 342,3 g / mol, som tilsvarer den kjemiske formelen C12H22O11. Det er et reduserende sukker og kan gjennomgå mutarrotasjon, slik at det finnes i α- eller β-maltoseformen.

Videre kan dette disakkaridet hydrolyseres av forskjellige syrer eller med et spesifikt enzym kjent som maltase.

Det er en forbindelse som ofte finnes som et krystallinsk eller off-white pulver. Den er løselig i vann og har en litt søt smak (ca. 50% av søtningskraften til sukrose, som er bordsukker). Den er ikke lett krystalliserbar og kan gjæres.

Maltose er et veldig hygroskopisk disakkarid, det vil si at den har en stor kapasitet til å absorbere fuktighet fra omgivelsene der den finnes. Det har et smeltepunkt nær 120 ° C og kan karamellisere ved 180 ° C.

Funksjon og bruk av maltose

Strømkilde

Maltose kan beskrives som en god energikilde, siden hydrolysen av glykosidbindingen som utgjør dette disakkaridet (formidlet av maltase), frigjør to glukosemolekyler, som effektivt brukes av celler gjennom den glykolytiske banen.

Siden stivelsen som er til stede i mange matvarer med planteopprinnelse er sammensatt av homopolysakkaridene amylose og amylopektin, som er polymerer av glukoserester bundet av glukosidiske bindinger, representerer hydrolysen av dette i maltose og deretter i glukosefrie rester, en viktig kilde til kalorienergi for forskjellige levende organismer.

Drikkeproduksjon

Kommersielle siruper som er rike på maltose, spesielt de som er produsert fra enzymatisk hydrolyse av stivelse, er mye brukt til produksjon av alkoholholdige drikker som øl og whisky, der de først og fremst jobber for å forbedre den "muntlige følelsen" av disse drikkene. .

Videre blir produksjonen av disse og andre fermenterte alkoholholdige drikker utført med et råstoff kjent som "maltet bygg", som oppnås ved å spire dette kornet, gjennom en prosess som kalles malting, hvor de naturlige enzymer fra frøhydrolyser stivelse.

I tillegg har maltose og dets derivater, de som finnes i en stor andel i sirup som er rike på dette disakkaridet, egenskaper som forhindrer gelering og krystallisering av stoffene der det løses opp.

Maltosemat

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

Selv om maltose ikke regnes som et "essensielt næringsstoff", det vil si at forbruket det ikke er viktig for mennesker, er det til stede i mange vanlige matvarer:

- Maltose oppnås industrielt fra hydrolyse av stivelse, men det er et naturlig mellomprodukt i fordøyelsesprosessen.

- Søtpoteter og noen typer hvete er rike på maltose i en "fri" tilstand.

- Malt sirup og andre mais sirup er rike på maltose, samt brun ris sirup, blant andre.

- Noen øl, sitroner og andre "malt" drikkevarer har et moderat maltoseinnhold, da dette metaboliseres under alkoholgjæring.

- Visse industrielt foredlede korn, kompotter, karameller, karameller og sjokolade har også mye maltose.

- Den finnes også i bygg, i kornhydrolysater og i forskjellige typer stivelse.

Maltosemetabolisme

Hos dyr begynner fordøyelsen av stivelse med a-amylase-enzymer som er til stede i spytt og fortsetter deretter i tynntarmen. Produktet fra denne første nedbrytningen består av en blanding av "limit dextrins", maltose og noen glukosefrie rester.

De resulterende glukosedisakkaridene (maltoserester) hydrolyseres av maltaseenzym, en prosess som ender med frigjøring av to glukosemolekyler per maltosemolekyl, som kan transporteres til blodomløpet og derfra til kroppsvev .

Maltasekatalysert reaksjon. Til venstre et maltosemolekyl og til høyre de to glukosemolekylene som er et resultat av hydrolyse (Kilde: Dapantazis .jpg via Wikimedia Commons)

Gitt at maltose og glukose er svært løselig og osmotisk aktive produkter, når de konsumeres i overkant (mer enn 120 gram per dag), kan de "tiltrekke" vann i tarmen og forårsake mindre diaré.

Diabetespasienter eller pasienter med en predisposisjon for denne sykdommen er kontraindisert for høyt forbruk av maltose, da dette sukkeret har muligheten til å raskt øke blodsukkernivået (glykemi), en motproduktiv hendelse for disse individene.

Hos bakterier, som er prokaryote organismer, oppstår fordøyelsen av polysakkarider som stivelse takket være enzymer som blir eksportert til utsiden av cellen og hvis katalytiske produkter blir introdusert til cytosolen av spesifikke transportører, inkludert maltose.

En gang i cytosolen deltar enzymer som amylomaltase, maltodextrin fosforylase og glukokinase i den påfølgende metabolismen av dette disakkaridet, og gir molekyler som glukose 1-fosfat og glukose 6-fosfat som går inn i glykolyse.

referanser

1. Badui Dergal, S. (2016). Matkjemi. Mexico, Pearson Education.
2. Crow, RR, Kumar, S., & Varela, MF (2012). Maltosekjemi og biokjemi. I Dietary Sugars (s. 101-114).
3. Doudoroff, M., Hassid, WZ, Putman, EW, Potter, AL, & Lederberg, J. (1949). Direkte bruk av maltose av Escherichia coli. Journal of Biologisk kjemi, 179 (2), 921-934.
4. Ehrmann, M., Ehrle, R., Hofmann, E., Boos, W., & Schlösser, A. (1998). ABC-maltosetransportøren. Molekylær mikrobiologi, 29 (3), 685-694.
5. Ouellette, RJ, & Rawn, JD (2014). Organisk kjemi: struktur, mekanisme og syntese. Elsevier.
6. Stick, RV, & Williams, S. (2010). Karbohydrater: livets essensielle molekyler. Elsevier.