MALTOSA: STRUKTUR, FUNGSI, MAKANAN, METABOLISME - BIOLOGI - 2025

The maltosa (4-O- (α-D-glucopyranosyl) -β-D-glucopyranose) adalah disaccharide terdiri daripada dua monomer glukosa dihubungkan oleh ikatan glycosidic daripada α-1,4 jenis. Secara semula jadi ia adalah salah satu produk utama hidrolisis enzimatik amilosa, yang merupakan homopolysaccharide glukosa yang terdapat dalam kanji.

Maltosa dihasilkan secara komersial dari pati yang telah dirawat dengan malt barli. Disakarida ini sangat penting untuk pengeluaran minuman beralkohol fermentasi seperti bir atau wiski, di mana sirap yang kaya dengan maltosa digunakan, produk ekstrak yang dibuat dengan biji-bijian barli yang tumbuh atau "malted".

Struktur kimia maltosa (Sumber: Zippanova melalui Wikimedia Commons)

Oleh kerana maltosa terdiri daripada dua residu glukosa, hidrolisis disakarida ini di dalam usus banyak haiwan, termasuk manusia, sangat penting untuk mendapatkan tenaga dari pati sayuran dari mana ia diperoleh.

Walau bagaimanapun, pengambilan maltosa yang berlebihan dapat dikontraindikasikan untuk pesakit diabetes atau mereka yang mempunyai kecenderungan untuk penyakit ini, kerana gula ini dapat meningkatkan kadar glukosa darah (glisemia) dengan cepat.

Banyak kajian juga menunjukkan bahawa mikroorganisma seperti bakteria, misalnya, mampu memetabolisme maltosa secara langsung sebagai sumber karbon dan tenaga, dengan menggunakan pelbagai jenis enzim dan pengangkut khusus untuk tujuan ini.

Struktur maltosa

Tindak balas sintesis maltosa. Javier Velasco

Maltosa adalah disakarida yang terdiri daripada dua residu glukosa yang dihubungkan bersama melalui ikatan glukosidik jenis α-1,4, di mana bentuk hememia dari unit α-D-glucopyranosyl dihubungkan dengan residu β -D-glucopyranose dikenali sebagai "aglycone".

Atom oksigen yang merupakan sebahagian daripada ikatan glikosidik terletak lebih kurang di tengah struktur, tepat di antara dua cincin glukosa.

Struktur molekul maltosa dalam 3D. AbcdKolya

Berat molekul 342.3 g / mol, yang sesuai dengan formula kimia C12H22O11. Ini adalah gula pengurangan dan dapat mengalami mutarrotation, sehingga dapat dijumpai dalam bentuk α- atau β-maltosa.

Selanjutnya, disakarida ini dapat dihidrolisiskan oleh asid yang berlainan atau oleh enzim tertentu yang dikenali sebagai maltase.

Ia adalah sebatian yang biasanya dijumpai sebagai serbuk kristal atau putih. Ini larut dalam air dan memiliki rasa yang sedikit manis (sekitar 50% dari kekuatan pemanis sukrosa, yaitu gula meja). Ia tidak mudah dikristal dan boleh ditapai.

Maltosa adalah disakarida yang sangat hygroscopic, iaitu, ia mempunyai keupayaan yang besar untuk menyerap kelembapan dari persekitaran di mana ia dijumpai. Ia mempunyai titik lebur hampir 120 ° C dan boleh karamel pada suhu 180 ° C.

Fungsi dan kegunaan maltosa

Sumber kuasa

Maltosa dapat digambarkan sebagai sumber tenaga yang baik, kerana hidrolisis ikatan glikosidik yang membentuk disakarida ini (dimediasi oleh maltase) melepaskan dua molekul glukosa, yang secara efektif digunakan oleh sel melalui jalur glikolitik.

Oleh kerana pati yang terdapat dalam banyak makanan yang berasal dari tumbuhan terdiri daripada homopolisakarida amilosa dan amilopektin, yang merupakan polimer residu glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glukosidik, hidrolisis ini dalam maltosa dan, seterusnya dalam residu bebas glukosa, merupakan suatu yang penting sumber tenaga kalori untuk organisma hidup yang berbeza.

Pengeluaran minuman

Sirap komersial yang kaya dengan maltosa, terutama yang dihasilkan dari hidrolisis pati enzimatik, digunakan secara meluas untuk pengeluaran minuman beralkohol seperti bir dan wiski, di mana ia berfungsi terutamanya untuk meningkatkan "rasa mulut" minuman ini. .

Selain itu, pengeluaran minuman beralkohol fermentasi ini dan lain-lain dilakukan dengan bahan mentah yang dikenal sebagai "malley barley", yang diperoleh dengan mencambah bijirin ini, melalui proses yang disebut malting, di mana enzim asli biji hidrolisis biji.

Selain itu, maltosa dan turunannya, yang terdapat dalam jumlah besar dalam sirap yang kaya dengan disakarida ini, mempunyai sifat yang mencegah pembekuan dan penghabluran zat di mana ia larut.

Makanan maltosa

Gambar sirap maltosa (Sumber: www.aziatische-ingredienten.nl melalui Wikimedia Commons)

Walaupun maltosa tidak dianggap sebagai "nutrien penting", iaitu penggunaannya tidak penting bagi manusia, tetapi terdapat dalam banyak makanan biasa:

- Maltosa diperoleh secara industri dari hidrolisis pati, tetapi ia adalah produk perantaraan semula jadi dari proses pencernaan.

- Ubi jalar dan beberapa jenis gandum kaya dengan maltosa dalam keadaan "bebas".

- Sirap malt dan sirap jagung lain kaya dengan maltosa, serta sirap beras perang, antara lain.

- Sebilangan bir, sitron dan minuman "malt" lain mempunyai kandungan maltosa sederhana, kerana ini dimetabolisme semasa penapaian alkohol.

- Bijirin, kompot, gula-gula, gula-gula dan coklat yang diproses secara industri tertentu juga mempunyai banyak maltosa.

- Ia juga terdapat dalam barli, hidrolisis jagung dan pelbagai jenis pati.

Metabolisme maltosa

Pada haiwan, pencernaan pati bermula dengan enzim α-amilase yang terdapat di dalam air liur dan kemudian berlanjutan di usus kecil. Produk degradasi awal ini terdiri daripada campuran "had dekstrin", maltosa dan beberapa residu bebas glukosa.

Disakarida glukosa yang dihasilkan (residu maltosa) dihidrolisis oleh enzim maltase, suatu proses yang berakhir dengan pembebasan dua molekul glukosa per molekul maltosa, yang dapat diangkut ke aliran darah dan dari sana ke tisu badan .

Tindak balas pemangkin maltase. Di sebelah kiri molekul maltosa dan di sebelah kanan dua molekul glukosa yang dihasilkan daripada hidrolisis (Sumber: Dapantazis .jpg melalui Wikimedia Commons)

Memandangkan maltosa dan glukosa sangat larut dan aktif secara osmotik, apabila dikonsumsi secara berlebihan (lebih dari 120 gram sehari) mereka dapat "menarik" air ke dalam usus, menyebabkan cirit-birit kecil.

Pesakit diabetes atau pesakit dengan kecenderungan untuk penyakit ini dikontraindikasikan dengan pengambilan maltosa yang berlebihan, kerana gula ini memiliki kemampuan untuk meningkatkan kadar glukosa darah (glisemia) dengan cepat, kejadian yang tidak berkesan bagi individu ini.

Dalam bakteria, yang merupakan organisma prokariotik, pencernaan polisakarida seperti pati berlaku berkat enzim yang dieksport ke bahagian luar sel dan produk katalitiknya diperkenalkan ke sitosol oleh pengangkut tertentu, termasuk maltosa.

Sekali dalam sitosol, enzim seperti amilomaltase, maltodekstrin fosforilase, dan glukokinase mengambil bahagian dalam metabolisme disakarida ini, menghasilkan molekul seperti glukosa 1-fosfat dan glukosa 6-fosfat, yang memasuki glikolisis.

Rujukan

1. Badui Dergal, S. (2016). Kimia makanan. Mexico, Pearson Education.
2. Crow, RR, Kumar, S., & Varela, MF (2012). Kimia Maltosa dan Biokimia. Dalam Gula Diet (hlm. 101-114).
3. Doudoroff, M., Hassid, WZ, Putman, EW, Potter, AL, & Lederberg, J. (1949). Penggunaan maltosa secara langsung oleh Escherichia coli. Jurnal Kimia Biologi, 179 (2), 921-934.
4. Ehrmann, M., Ehrle, R., Hofmann, E., Boos, W., & Schlösser, A. (1998). Pengangkut maltosa ABC. Mikrobiologi molekul, 29 (3), 685-694.
5. Ouellette, RJ, & Rawn, JD (2014). Kimia organik: struktur, mekanisme, dan sintesis. Elsevier.
6. Stick, RV, & Williams, S. (2010). Karbohidrat: molekul penting dalam kehidupan. Elsevier.