ISOMALT: KENMERKEN, STRUCTUUR, FUNCTIES - BIOLOGIE - 2026

De isomalt (6-O -α-D-glucopyranosyl-glucopyranose) is een regiosiómero disaccharide maltose (disaccharide, een ander geproduceerd tijdens de enzymatische hydrolyse van zetmeel) dat gewoonlijk wordt aangetroffen in de vertakkingen van polysacchariden zoals amylopectine en glycogeen.

Zoals de naam al aangeeft, is het een disaccharide dat bestaat uit twee D-glucopyranose-residuen en het heeft verschillende functies bij het metabolisme van zoogdieren. Etymologisch gezien verwijst het voorvoegsel "iso" van het woord isomalt naar "gelijk" aan maltose.

Haworth-vertegenwoordiging voor Isomaltose (Bron: NEUROtiker via Wikimedia Commons)

Dit disaccharide werd ontdekt in het begin van de jaren zestig en de industriële synthese ervan werd voor het eerst bereikt in 1980. Het werd echter pas in 1900 goedgekeurd voor menselijke consumptie.

Isomalt, ook bekend als isogentobiose, is een disaccharide dat wordt beschouwd als een niet-cariogene vervanging voor sucrose in sommige producten die zijn geformuleerd voor diabetische of prediabetische patiënten.

Tijdens de vertering van zetmeel worden isomaltose en veel isomaltose-oligosacchariden geproduceerd door hydrolyse die wordt gemedieerd door verschillende soorten enzymen, vooral α-amylasen en α-glucosidasen.

Dit disaccharide is het hoofdbestanddeel van isomaltose-oligosacchariden, ook bekend als IMO, die van nature worden geproduceerd in gefermenteerde voedingsmiddelen zoals sojasaus en sake.

kenmerken

Isomaltose is een disaccharide die wordt ingedeeld in de groep van reducerende disacchariden, samen met lactose, cellobiose en maltose. Wanneer het wordt onderworpen aan hydrolyse, produceert het twee glucosemoleculen uit de samenstellende monosacchariden.

In de borstelgrenscellen van de zoogdierdarm wordt isomalt voorverteerd of gehydrolyseerd door een disaccharidase-enzym dat is geassocieerd met het plasmamembraan van hetzelfde bekend als sucrase-isomaltase.

Dit disaccharide wordt industrieel geproduceerd uit sucrose, door katalytische reductie in aanwezigheid van nikkel of door glucose te verhitten (daarom is het aanwezig in verschillende soorten siropen).

Isomalt en isomaltulose

Er is nog een andere disaccharide vergelijkbaar met isomaltose bekend als isomaltulose, maar het verschil tussen de twee heeft te maken met de disaccharide waarvan ze zijn afgeleid, aangezien isomalt een isomeer is dat is afgeleid van maltose en isomaltulose is afgeleid van sucrose.

Isomaltulose is eigenlijk een disaccharide van glucose en fructose die met elkaar zijn verbonden door een α-1,6-type glycosidebinding (hetzelfde type binding dat glucoseresiduen in isomalt verbindt).

Deze disaccharide wordt veel gebruikt in de voedingsindustrie en wordt kunstmatig verkregen uit sucrose en door de enzymatische werking van een trehalulosesynthase, die de structurele herschikking veroorzaakt tussen de monosacchariden waaruit het bestaat.

Structuur

Zoals eerder vermeld, is isomalt een isomeer van maltose, dus het bestaat uit twee glucosemoleculen.

De samenstellende monosacchariden zijn met elkaar verbonden door glucosidebindingen van het α-1,6-type, wat het onderscheidt van maltose, waarvan de binding van het α-1,4-type is.

Dit type binding verhoogt de flexibiliteit van het molecuul aanzienlijk en geeft het meer conformationele mogelijkheden dan de andere.

Dankzij de aanwezigheid van een α-1,6-type binding wordt isomalt in oplossing niet zo gemakkelijk gekristalliseerd als andere disacchariden, maar de commerciële presentatie is in de vorm van kristallijn poeder.

De algemene chemische formule is C12H22O11. Het heeft een molecuulgewicht van 342,3 g / mol en staat ook bekend als α-D-glucopyranosylglucopyranose. Het smeltpunt ligt tussen 98 en 160 ° C, is oplosbaar in water en behoort tot de groep van fermenteerbare suikers.

Kenmerken

Hoewel niet zo gemakkelijk verteerbaar, is isomalt, als bijproduct van de enzymatische afbraak van zetmeel, een essentiële disaccharide voor de voeding van zoogdieren.

De hydrolyse ervan, gemedieerd door een enzym dat aanwezig is in het borstelrandmembraan dat bekend staat als sucrase-isomaltase, is een bron van koolstof en energie, aangezien glucose gemakkelijk naar het cytosol kan worden getransporteerd en naar essentiële katabole routes kan worden geleid.

In de schimmel Aspergillus nidulans is isomalt een van de meest effectieve inductoren bij de inductie van de synthese van amylase-enzymen, wat belangrijke implicaties heeft voor de biologie van dit micro-organisme.

Industriële toepassingen

De belangrijkste bron van isomaltose is niet natuurlijk, aangezien het industrieel wordt verkregen uit siropen die rijk zijn aan maltose dankzij de werking van een transglucosidase-enzym.

Een ander bacterieel enzym dat biotechnologisch wordt gebruikt voor de productie van isomalt, is sucrose-isomerase.

Het aldus geproduceerde isomalt wordt als zoetstof in meerdere eetbare bereidingen verwerkt, waaronder jam, chocolaatjes of snoep en sommige ingeblikte voedingsmiddelen opvallen. Bovendien wordt het gebruikt als conserveermiddel in voedingsmiddelen zoals ontbijtgranen, koekjes en brood.

Het wordt gebruikt in combinatie met een vervanging voor sucrose voor diabetespatiënten, omdat het niet zo verteerbaar is als gewone suiker en daarom de bloedglucosespiegel niet significant verhoogt (het draagt ​​ook bij aan een lager caloriegehalte).

Voor zijn eetbare toepassingen moet het in het algemeen worden gemengd met andere suikers, omdat het niet dezelfde eigenschappen heeft als gewone suiker (het karamelliseert niet bij verhitting en kan niet worden gebruikt voor gebakken bereidingen).

Omdat de bereidingen er helderder en transparanter uitzien, wordt isomalt veel gebruikt voor decoratieve gastronomische doeleinden.

Het heeft ook toepassingen in de farmaceutische en cosmetische industrie. Bovendien is het geldig voor voedingsformuleringen die zijn ontworpen door gedomesticeerde of boerderijdieren.

Gerelateerde ziekten

Er is een aangeboren autosomale ziekte bij mensen die bekend staat als sucrase-isomaltasedeficiëntie of CSID (Congenitale sucrase-isomaltase-deficiëntie), die verband houdt met defecten in de vertering van osmotisch actieve oligosacchariden en disacchariden.

Er is vastgesteld dat deze ziekte te maken heeft met verschillende gelijktijdige factoren, waaronder genmutaties van de enzymen die bij het proces betrokken zijn, zoals sucrase-isomaltase.

De niet-vertering van disachariden zoals sucrose en isomalt veroorzaakt zijn "intolerantie". De pathologische toestand wordt gekenmerkt door de ontwikkeling van buikkrampen, diarree, braken, hoofdpijn, hypoglykemie, overmatige gasproductie, enz.

Referenties

1. Badui, S. (2006). Voedsel scheikunde. (E. Quintanar, Ed.) (4e ed.). Mexico DF: Pearson Education.
2. Finch, P. (1999). Koolhydraten: structuren, synthese en dynamiek. Londen, VK: Springer-Science + Business Media, BV
3. Kato, N., Murakoshi, Y., Kato, M., Kobayashi, T., en Tsukagoshi, N. (2002). Isomaltose gevormd door α-glucosidasen triggert de inductie van amylase bij Aspergillus nidulans. Huidige genetica, 42 (1), 43-50.
4. PubChem. (2005). Opgehaald op 6 augustus 2019, van www.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Stick, R. (2001). Koolhydraten. De zoete moleculen van het leven. Academische pers.
6. Stick, R., & Williams, S. (2009). Koolhydraten: de essentiële moleculen van het leven (2e ed.). Elsevier.
7. Treem, W. (1995). Congenitale sucrase-isomaltase-deficiëntie. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 21, 1–14.