的麦芽糖(4-O-(α-d-D-吡喃葡萄糖基)-β-d-D-吡喃葡萄糖)是由α-1,4型的糖苷键连接的两个葡萄糖单体组成的二糖。自然地,它是直链淀粉酶促水解的主要产物之一,直链淀粉是淀粉中存在的葡萄糖的均多糖。
麦芽糖是由用大麦芽处理过的淀粉生产的。这种二糖对于生产发酵的酒精饮料(如啤酒或威士忌)非常重要,其中使用了富含麦芽糖的糖浆,麦芽糖是用发芽的或“发芽的”大麦籽粒制成的提取物。
麦芽糖的化学结构
由于麦芽糖由两个葡萄糖残基组成,因此这种二糖在包括人在内的许多动物的肠道中的水解对于从其所获得的植物淀粉中获取能量至关重要。
但是,对于糖尿病患者或易患该病的患者,禁止服用过量的麦芽糖,因为这种糖会迅速增加血糖水平(血糖)。
许多研究还表明,例如细菌等微生物能够使用各种类型的特定酶和转运蛋白,直接代谢麦芽糖作为碳和能量的来源。
麦芽糖的结构
麦芽糖合成反应。哈维尔·贝拉斯科
麦芽糖是由两个通过α-1,4型糖苷键连接在一起的葡萄糖残基组成的二糖,α-D-吡喃葡萄糖基单元的半缩醛形式通过其与β残基连接在一起-D-吡喃葡萄糖被称为“糖苷配基”。
作为糖苷键一部分的氧原子或多或少地位于结构的中心,就在两个葡萄糖环之间。
麦芽糖的3D分子结构。AbcdKolya
它的分子量为342.3 g / mol,对应于化学式C12H22O11。它是一种还原糖,可以进行黏稠旋转,因此可以以α-或β-麦芽糖形式存在。
此外,该二糖可以被不同的酸或被称为麦芽糖酶的特定酶水解。
它是一种通常以结晶或灰白色粉末形式发现的化合物。它可溶于水,味道略甜(约为蔗糖(蔗糖)的甜味力的50%)。它不易结晶且可发酵。
麦芽糖是非常吸湿的二糖,也就是说,它具有很大的吸收能力,可从发现麦芽糖的环境中吸收水分。它的熔点接近120°C,可以在180°C时焦糖化。
麦芽糖的功能和用途
能量源
可以将麦芽糖描述为一种良好的能量来源,因为构成该二糖的糖苷键的水解(由麦芽糖酶介导)会释放出两个葡萄糖分子,这些糖分子可通过糖酵解途径被细胞有效利用。
由于存在于许多植物来源食品中的淀粉由均多糖直链淀粉和支链淀粉组成,它们是通过糖苷键连接的葡萄糖残基的聚合物,因此在麦芽糖中以及随后在无葡萄糖残基中的水解是重要的不同生物的热能来源。
饮料生产
富含麦芽糖的商业糖浆,特别是由淀粉的酶促水解产生的糖浆,被广泛用于生产酒精饮料,例如啤酒和威士忌,它们主要用于改善这些饮料的“口感”。 。
此外,这些和其他发酵酒精饮料的生产均采用称为“麦芽大麦”的原料,该原料是通过将麦芽发芽并通过称为麦芽的过程而发芽的,麦芽中的天然酶种子水解淀粉。
另外,麦芽糖及其衍生物,即在富含这种二糖的糖浆中大量发现的那些,具有防止其溶解的物质发生胶凝和结晶的特性。
麦芽糖食品
麦芽糖浆的照片(来源:www.aziatische-ingredienten.nl,来自Wikimedia Commons)
尽管麦芽糖不被认为是“必需营养素”,也就是说,麦芽糖的食用对人类而言不是必需的,但它在许多常见食品中都存在:
-麦芽糖是工业上通过淀粉水解获得的,但它是消化过程的天然中间产物。
-红薯和某些类型的小麦以“游离”状态富含麦芽糖。
-麦芽糖浆和其他玉米糖浆富含麦芽糖以及糙米糖浆等。
-一些啤酒,柚子和其他“麦芽”饮料的麦芽糖含量适中,因为这是在酒精发酵过程中代谢的。
-某些工业加工的谷物,蜜饯,糖果,糖果和巧克力也含有大量麦芽糖。
-在大麦,玉米水解产物和不同类型的淀粉中也发现了它。
麦芽糖代谢
在动物中,淀粉消化从唾液中存在的α-淀粉酶开始,然后在小肠中继续。该初始降解的产物由“极限糊精”,麦芽糖和一些无葡萄糖残基的混合物组成。
产生的葡萄糖二糖(麦芽糖残基)被麦芽糖酶水解,此过程以每个麦芽糖分子释放两个葡萄糖分子结束,该葡萄糖分子可被输送到血液中并从那里输送到身体组织。
马耳他酶催化的反应。左边是麦芽糖分子,右边是水解产生的两个葡萄糖分子(来源:Dapantazis.jpg通过Wikimedia Commons)
由于麦芽糖和葡萄糖是高度可溶的且具有渗透活性的产品,如果过量摄入(每天超过120克),它们会“吸引”水进入肠道,从而引起轻微的腹泻。
糖尿病患者或易患此病的患者禁用麦芽糖的过量食用,因为这种糖具有迅速增加血糖水平(血糖)的能力,这对这些人而言适得其反。
在作为原核生物的细菌中,诸如淀粉之类的多糖的消化要归功于酶,这些酶被输出到细胞外,其催化产物通过包括麦芽糖在内的特定转运蛋白被引入细胞质。
一旦进入胞质溶胶,诸如淀粉淀粉酶,麦芽糊精磷酸化酶和葡萄糖激酶的酶参与该二糖的后续代谢,产生诸如1-磷酸葡萄糖和6-磷酸葡萄糖的分子,其进入糖酵解。
参考文献
- Badui Dergal,S.(2016年)。食品化学。墨西哥,培生教育。
- Crow,RR,Kumar,S.,&Varela,MF(2012)。麦芽糖化学和生物化学。在饮食糖中(第101-114页)。
- Doudoroff,M.,Hassid,WZ,Putman,EW,Potter,AL,和Lederberg,J。(1949)。大肠杆菌直接利用麦芽糖。Journal of Biological Chemistry,179(2),921-934。
- Ehrmann,M.,Ehrle,R.,Hofmann,E.,Boos,W。,&Schlösser,A。(1998)。ABC麦芽糖转运蛋白。分子微生物学,29(3),685-694。
- Ouellette,RJ和Rawn,JD(2014)。有机化学:结构,机理和合成。爱思唯尔。
- Stick,RV,&Williams,S.(2010年)。碳水化合物:生命必不可少的分子。爱思唯尔。