MALTÓZA: STRUKTURA, FUNKCE, JÍDLO, METABOLISMUS - BIOLOGIE - 2025

Maltóza (4-O- (α-D-glukopyranosyl) -β-D-glukopyranóza) je disacharid složený ze dvou monomerů glukózy spojených glykosidickou vazbou typu α-1,4. Přirozeně je to jeden z hlavních produktů enzymatické hydrolýzy amylózy, což je homopolysacharid glukózy přítomné v škrobu.

Maltóza se vyrábí komerčně ze škrobu, který byl ošetřen ječmenným sladem. Tento disacharid je velmi důležitý pro výrobu kvašených alkoholických nápojů, jako je pivo nebo whisky, ve kterých se používají sirupy bohaté na maltózu, produkt výtažků vyrobený z naklíčených nebo "sladových" zrn ječmene.

Chemická struktura maltózy (Zdroj: Zippanova přes Wikimedia Commons)

Protože maltóza je složena ze dvou zbytků glukózy, je hydrolýza tohoto disacharidu ve střevech mnoha zvířat, včetně člověka, nanejvýš důležitá pro získání energie z rostlinných škrobů, ze kterých se získá.

Nadměrná konzumace maltózy však může být kontraindikována u diabetiků nebo pacientů s predispozicí k tomuto onemocnění, protože tento cukr může rychle zvýšit hladinu glukózy v krvi (glykémii).

Mnoho studií také ukázalo, že mikroorganismy, jako jsou například bakterie, jsou schopné metabolizovat maltózu přímo jako zdroj uhlíku a energie, za tímto účelem používají různé typy specifických enzymů a transportérů.

Struktura maltózy

Maltózová syntézní reakce. Javier Velasco

Maltosa je disacharid složený ze dvou zbytků glukózy spojených dohromady glukosidickou vazbou typu a-1,4, přes kterou je hemiacetální forma a-D-glukopyranozylové jednotky spojena se zbytkem β -D-glukopyranóza známá jako „aglykon“.

Atom kyslíku, který je součástí glykosidické vazby, je umístěn více či méně ve středu struktury, přímo mezi dvěma glukózovými kruhy.

Molekulární struktura maltózy ve 3D. AbcdKolya

Má molekulovou hmotnost 342,3 g / mol, což odpovídá chemickému vzorci C12H22O11. Je to redukující cukr a může podstoupit mutarrotaci, takže se nachází ve formě a- nebo β-maltosy.

Tento disacharid může být dále hydrolyzován různými kyselinami nebo specifickým enzymem známým jako maltáza.

Je to sloučenina, která se běžně vyskytuje jako krystalický nebo bělavý prášek. Je rozpustný ve vodě a má slabě sladkou chuť (asi 50% sladicí schopnosti sacharózy, což je stolní cukr). Není snadno krystalizovatelný a je fermentovatelný.

Maltóza je velmi hygroskopický disacharid, tj. Má velkou schopnost absorbovat vlhkost z prostředí, kde se nachází. Má teplotu tání blízkou 120 ° C a může karamelizovat při 180 ° C.

Funkce a použití maltózy

Zdroj energie

Maltóza může být popsána jako dobrý zdroj energie, protože hydrolýza glykosidické vazby, která tvoří tento disacharid (zprostředkovaný maltázou), uvolňuje dvě molekuly glukózy, které buňky účinně využívají glykolytickou cestou.

Protože škrob přítomný v mnoha potravinách rostlinného původu je složen z homopolysacharidů amylózy a amylopektinu, což jsou polymery zbytků glukózy spojené glukosidickými vazbami, představuje hydrolýza tohoto zbytku v maltóze a následně v zbytcích bez glukózy důležitou roli. zdroj kalorické energie pro různé živé organismy.

Výroba nápojů

Komerční sirupy bohaté na maltózu, zejména ty, které se vyrábějí enzymatickou hydrolýzou škrobu, se široce používají k výrobě alkoholických nápojů, jako je pivo a whisky, kde primárně pracují na zlepšení „orálního pocitu“ těchto nápojů..

Kromě toho se výroba těchto a dalších fermentovaných alkoholických nápojů provádí pomocí suroviny známé jako „sladový ječmen“, který se získává klíčením této obiloviny procesem zvaným sladování, kde se nativní enzymy očkovací hydrolyzovaný škrob.

Kromě toho maltosa a její deriváty, ty, které se nacházejí ve velké části v sirupech bohatých na tento disacharid, mají vlastnosti, které zabraňují gelovatění a krystalizaci látek, kde se rozpustí.

Maltózová jídla

Fotografie maltózového sirupu (Zdroj: www.aziatische-ingredienten.nl přes Wikimedia Commons)

Ačkoli maltóza není považována za „základní živinu“, to znamená, že její konzumace není pro člověka nezbytná, vyskytuje se v mnoha běžných potravinách:

- Maltóza se průmyslově získává hydrolýzou škrobu, jedná se však o přírodní meziprodukt procesu trávení.

- Sladké brambory a některé druhy pšenice jsou bohaté na maltózu ve „volném“ stavu.

- Sladový sirup a jiné kukuřičné sirupy jsou bohaté na maltózu a také na sirup hnědé rýže.

- Některá piva, citrony a jiné „sladové“ nápoje mají mírný obsah maltózy, protože se během alkoholového kvašení metabolizuje.

- Některé průmyslově zpracované obiloviny, kompoty, bonbóny, bonbóny a čokolády mají také hodně maltózy.

- Nachází se také v ječmeni, v kukuřičných hydrolyzátech a v různých typech škrobů.

Metabolismus maltózy

U zvířat začíná trávení škrobu enzymy a-amylázy přítomnými ve slinách a poté pokračuje v tenkém střevě. Produkt této počáteční degradace sestává ze směsi "limitních dextrinů", maltózy a některých zbytků bez glukózy.

Výsledné glukózové disacharidy (zbytky maltózy) jsou hydrolyzovány maltázovým enzymem, což je proces, který končí uvolněním dvou molekul glukózy na molekulu maltózy, které mohou být transportovány do krevního oběhu a odtud do tělesných tkání..

Maltáza katalyzovala reakci. Vlevo maltózová molekula a vpravo dvě glukózové molekuly vznikající hydrolýzou (Zdroj: Dapantazis.jpg přes Wikimedia Commons)

Vzhledem k tomu, že maltóza a glukóza jsou vysoce rozpustné a osmoticky aktivní produkty, mohou při konzumaci v nadbytku (více než 120 gramů denně) „přitahovat“ vodu do střeva a způsobit menší průjem.

Diabetičtí pacienti nebo pacienti s predispozicí k tomuto onemocnění jsou kontraindikováni nadměrné konzumaci maltózy, protože tento cukr má schopnost rychle zvyšovat hladiny glukózy v krvi (glykémie), což je kontraproduktivní událost pro tyto jedince.

U bakterií, které jsou prokaryontními organismy, dochází ke štěpení polysacharidů, jako je škrob, díky enzymům, které jsou vyváženy do vnějšku buňky a jejichž katalytické produkty jsou zaváděny do cytosolu specifickými transportéry, včetně maltózy.

Jakmile jsou v cytosolu, enzymy, jako je amylomaltáza, maltodextrin-fosforyláza a glukokináza, se účastní následného metabolismu tohoto disacharidu, čímž se získají molekuly, jako je glukóza-1-fosfát a glukóza-6-fosfát, které vstupují do glykolýzy.

Reference

1. Badui Dergal, S. (2016). Potravinová chemie. Mexico, Pearson Education.
2. Crow, RR, Kumar, S. a Varela, MF (2012). Maltózová chemie a biochemie. In Dietary Sugars (str. 101-114).
3. Doudoroff, M., Hassid, WZ, Putman, EW, Potter, AL, & Lederberg, J. (1949). Přímé využití maltózy Escherichia coli. Journal of Biological Chemistry, 179 (2), 921-934.
4. Ehrmann, M., Ehrle, R., Hofmann, E., Boos, W., & Schlösser, A. (1998). Maltózový transportér ABC. Molecular mikrobiology, 29 (3), 685-694.
5. Ouellette, RJ, & Rawn, JD (2014). Organická chemie: struktura, mechanismus a syntéza. Elsevier.
6. Stick, RV, a Williams, S. (2010). Sacharidy: základní molekuly života. Elsevier.