MALTOSE: STRUCTUUR, FUNCTIE, VOEDING, METABOLISME - BIOLOGIE - 2026

De maltose (4-O- (α-D-glucopyranosyl) -β-D-glucopyranose) is een disacharide die bestaat uit twee glucosemonomeren die zijn verbonden door een glycosidebinding van het α-1,4-type. Het is natuurlijk een van de belangrijkste producten van de enzymatische hydrolyse van amylose, een homopolysaccharide van glucose in zetmeel.

Maltose wordt commercieel geproduceerd uit zetmeel dat is behandeld met gerstemout. Deze disaccharide is erg belangrijk voor de productie van gefermenteerde alcoholische dranken zoals bier of whisky, waarin siropen worden gebruikt die rijk zijn aan maltose, een product van extracten gemaakt met gekiemde of "gemoute" gerstekorrels.

Chemische structuur van maltose (Bron: Zippanova via Wikimedia Commons)

Aangezien maltose is samengesteld uit twee glucoseresiduen, is de hydrolyse van dit disaccharide in de darmen van veel dieren, inclusief de mens, van het grootste belang voor het verkrijgen van energie uit de plantaardige zetmelen waaruit het wordt gewonnen.

Overmatige consumptie van maltose kan echter gecontra-indiceerd zijn voor diabetespatiënten of mensen met aanleg voor deze ziekte, aangezien deze suikers de bloedglucosespiegel (glycemie) snel kunnen verhogen.

Veel onderzoeken hebben ook aangetoond dat micro-organismen zoals bacteriën in staat zijn om maltose direct te metaboliseren als een bron van koolstof en energie, met behulp van verschillende soorten specifieke enzymen en transporters voor dit doel.

Structuur van maltose

Maltose synthese reactie. Javier Velasco

Maltose is een disaccharide die bestaat uit twee glucoseresiduen die met elkaar zijn verbonden via een glucosidebinding van het α-1,4-type, waardoor de hemiacetaalvorm van een α-D-glucopyranosyl-eenheid wordt verbonden met een β-residu -D-glucopyranose, bekend als "aglycon".

Het zuurstofatoom dat deel uitmaakt van de glycosidebinding bevindt zich min of meer in het midden van de structuur, precies tussen de twee glucoseringen.

Moleculaire structuur van maltose in 3D. AbcdKolya

Het heeft een molecuulgewicht van 342,3 g / mol, wat overeenkomt met de chemische formule C12H22O11. Het is een reducerende suiker en kan mutarrotatie ondergaan, dus het is te vinden in de α- of β-maltose-vorm.

Bovendien kan deze disaccharide worden gehydrolyseerd door verschillende zuren of door een specifiek enzym dat bekend staat als maltase.

Het is een verbinding die vaak wordt aangetroffen als een kristallijn of gebroken wit poeder. Het is oplosbaar in water en heeft een licht zoete smaak (ongeveer 50% van de zoetkracht van sucrose, wat tafelsuiker is). Het is niet gemakkelijk kristalliseerbaar en is fermenteerbaar.

Maltose is een zeer hygroscopisch disacharide, dat wil zeggen dat het een groot vermogen heeft om vocht op te nemen uit de omgeving waarin het wordt aangetroffen. Het heeft een smeltpunt van bijna 120 ° C en kan karamelliseren bij 180 ° C.

Functie en gebruik van maltose

Krachtbron

Maltose kan worden omschreven als een goede energiebron, aangezien de hydrolyse van de glycosidebinding waaruit dit disaccharide bestaat (gemedieerd door maltase), twee glucosemoleculen vrijgeeft, die effectief door cellen worden gebruikt via de glycolytische route.

Aangezien het zetmeel dat in veel voedingsmiddelen van plantaardige oorsprong aanwezig is, is samengesteld uit de homopolysacchariden amylose en amylopectine, die polymeren zijn van glucoseresiduen verbonden door glucosidebindingen, vertegenwoordigt de hydrolyse hiervan in maltose en vervolgens in glucosevrije residuen een belangrijke bron van calorische energie voor verschillende levende organismen.

Drankproductie

In de handel verkrijgbare siropen die rijk zijn aan maltose, in het bijzonder die geproduceerd door de enzymatische hydrolyse van zetmeel, worden veel gebruikt voor de productie van alcoholische dranken zoals bier en whisky, waar ze voornamelijk werken om het "orale gevoel" van deze dranken te verbeteren. .

Bovendien wordt de productie van deze en andere gefermenteerde alcoholische dranken uitgevoerd met een grondstof die bekend staat als "gemoute gerst", die wordt verkregen door deze graansoort te laten ontkiemen, via een proces dat mouten wordt genoemd, waarbij de inheemse enzymen van de zaad hydrolyseren zetmeel.

Bovendien hebben maltose en zijn derivaten, die in grote hoeveelheden worden aangetroffen in siropen die rijk zijn aan dit disaccharide, eigenschappen die gelering en kristallisatie van de stoffen waarin het wordt opgelost, voorkomen.

Maltose voedingsmiddelen

Foto van maltosestroop (Bron: www.aziatische-ingredienten.nl via Wikimedia Commons)

Hoewel maltose niet als een "essentiële voedingsstof" wordt beschouwd, dat wil zeggen dat de consumptie ervan niet essentieel is voor de mens, is het aanwezig in veel gangbare voedingsmiddelen:

- Maltose wordt industrieel verkregen uit de hydrolyse van zetmeel, maar het is een natuurlijk tussenproduct van het verteringsproces.

- Zoete aardappelen en sommige tarwesoorten zijn rijk aan maltose in "vrije" staat.

- Moutsiroop en andere glucosestroop zijn rijk aan maltose, evenals bruine rijststroop, onder anderen.

- Sommige bieren, citroenen en andere "mout" -dranken hebben een matig maltosegehalte, aangezien dit wordt gemetaboliseerd tijdens alcoholische gisting.

- Bepaalde industrieel verwerkte granen, compotes, snoepjes, snoepjes en chocolaatjes bevatten ook veel maltose.

- Het komt ook voor in gerst, in maïshydrolysaten en in verschillende soorten zetmeel.

Maltose metabolisme

Bij dieren begint de vertering van zetmeel met de α-amylase-enzymen die in het speeksel aanwezig zijn en gaat vervolgens door in de dunne darm. Het product van deze initiële afbraak bestaat uit een mengsel van "limiet dextrines", maltose en enkele glucosevrije residuen.

De resulterende glucosedisachariden (maltoseresiduen) worden gehydrolyseerd door het maltase-enzym, een proces dat eindigt met de afgifte van twee glucosemoleculen per maltosemolecuul, die naar de bloedbaan en van daaruit naar lichaamsweefsels kunnen worden getransporteerd. .

Maltase gekatalyseerde reactie. Links een maltosemolecuul en rechts de twee glucosemoleculen die het resultaat zijn van hydrolyse (Bron: Dapantazis .jpg via Wikimedia Commons)

Aangezien maltose en glucose zeer oplosbare en osmotisch actieve producten zijn, kunnen ze bij overmatige consumptie (meer dan 120 gram per dag) water in de darmen "aantrekken", wat lichte diarree veroorzaakt.

Diabetespatiënten of patiënten met een aanleg voor deze ziekte zijn gecontra-indiceerd voor overmatige consumptie van maltose, aangezien deze suiker het vermogen heeft om de bloedglucosespiegels snel te verhogen (glycemie), een contraproductieve gebeurtenis voor deze personen.

In bacteriën, die prokaryote organismen zijn, vindt de vertering van polysacchariden zoals zetmeel plaats dankzij enzymen die naar de buitenkant van de cel worden geëxporteerd en waarvan de katalytische producten door specifieke transporteurs, waaronder maltose, in het cytosol worden gebracht.

Eenmaal in het cytosol nemen enzymen zoals amylomaltase, maltodextrinefosforylase en glucokinase deel aan het daaropvolgende metabolisme van dit disaccharide, waarbij moleculen zoals glucose-1-fosfaat en glucose-6-fosfaat worden geproduceerd, die glycolyse binnengaan.

Referenties

1. Badui Dergal, S. (2016). Voedsel scheikunde. Mexico, Pearson Education.
2. Crow, RR, Kumar, S., en Varela, MF (2012). Maltose-chemie en biochemie. In Dietary Sugars (pp. 101-114).
3. Doudoroff, M., Hassid, WZ, Putman, EW, Potter, AL, & Lederberg, J. (1949). Direct gebruik van maltose door Escherichia coli. Journal of Biological Chemistry, 179 (2), 921-934.
4. Ehrmann, M., Ehrle, R., Hofmann, E., Boos, W., & Schlösser, A. (1998). De ABC-maltosetransporteur. Moleculaire microbiologie, 29 (3), 685-694.
5. Ouellette, RJ en Rawn, JD (2014). Organische chemie: structuur, mechanisme en synthese. Elsevier.
6. Stick, RV, & Williams, S. (2010). Koolhydraten: de essentiële moleculen van het leven. Elsevier.