所述木糖是具有醛官能团的单糖五个碳原子,所以它被分类,与相关的核糖和阿拉伯糖的组戊醛糖的内沿。
1881年,科赫(Koch)率先发现并从木材中分离出来。从那以后,由于获得它的困难和成本,许多科学家将其归类为最“稀有”和不常见的糖之一。
Fisher对D和L-木糖的预测(来源:akane700,来自Wikimedia Commons)
然而,在1930年,一家美国合作社设法从棉籽壳中获得了这种棉籽,这种棉籽便宜得多,从那时起,它以可与蔗糖生产的价格相当的价格获得了流行。
目前,使用各种方法将其从不同种类的木本植物的木材和某些废物中分离出来。
它的衍生物由于对血糖水平没有贡献,因此被广泛用作糖尿病人食品和饮料中的甜味剂。用作甜味剂的最合成的衍生物是木糖醇。
在酒精发酵工业中,使用木糖作为碳源已成为当今最重要的科学研究重点之一。
特点
像葡萄糖一样,木糖具有甜味,一些研究表明,它具有葡萄糖的甜味约40%。
作为试剂,可以白色结晶粉末形式商购获得。像许多其他戊糖一样,它的分子量约为150.13 g / mol,分子式为C5H10O5。
由于其极性结构,这种单糖很容易溶于水,熔点约为150°C。
结构体
自然界中最常见的形式或异构体是D-木糖,而L-木糖形式是通过化学合成获得的商业用途。
该碳水化合物具有四个OH基,由于其具有游离醛基,因此被认为是还原糖。像其他糖一样,根据发现糖的介质的不同,可以以不同的方式(相对于其环的形状)找到它。
Haworth对木糖的预测(来源:NEUROtiker,来自Wikimedia Commons)
环状异构体(半缩醛)可以在溶液中以吡喃或呋喃的形式存在,即存在六个或五个键的环,这些环又取决于异头羟基(-OH)的位置,可以具有更多的异构形式。
特征
在细胞内
与其他糖类(例如葡萄糖,果糖,半乳糖,甘露糖和阿拉伯糖)以及一些衍生的氨基糖一样,D-木糖是一种单糖,通常可以作为大多糖的结构部分被发现。
它占从植物来源的半纤维素水解获得的材料的30%以上,可以通过某些细菌,酵母和真菌发酵为乙醇。
作为植物中木聚糖聚合物的主要成分,木糖被认为是仅次于葡萄糖的地球上最丰富的碳水化合物之一。
半纤维素主要由阿拉伯糖基木聚糖构成,该聚合物的主链由通过β-1,4键连接的木糖组成,其中阿拉伯糖残基可以在2'或3'位置的-OH基团连接。这些键可以被微生物酶降解。
通过真核生物中的戊糖磷酸代谢途径,木糖被分解代谢为木酮糖5-P,后者在该途径中充当后续核苷酸合成的中介。
花蜜中的木糖
直到十多年前,花蜜中发现的主要糖是葡萄糖,果糖和蔗糖。尽管如此,Proteaceae家族的两个属却拥有第四个单糖:木糖。
Protea和Faurea属的花蜜中含有这种糖的浓度高达40%,这一事实很难解释,因为对于这些植物的大多数自然传粉者而言,它似乎不宜食用(打实或美味)。
一些作者认为此特征是防止非特异性花访客的一种机制,而另一些人则认为其存在与真菌或细菌对蜜腺细胞壁的降解作用更大。
在医学上
D-木糖还用作生产具有治疗功能的药物的中间体。它被用作抗龋齿(抗龋齿)的糖的替代品。
在兽药领域,它被用来测试吸收不良,并且以同样的方式被用于评估人体中单糖的肠道吸收能力的程序。
在行业中
如前所述,从商业角度来讲,木糖最常见的用途之一是作为低热量甜味剂营养补品,其用途已获得FDA(食品药品管理局)的批准。 。
替代燃料例如乙醇的生产主要是由于存在于植物生物质中的碳水化合物的发酵而实现的,该植物生物质代表了所述醇的长期来源。
木糖是自然界中第二大的碳水化合物,因为它是半纤维素的一部分,半纤维素是存在于植物细胞细胞壁中的杂多糖,并且是木材纤维的重要组成部分。
为了为此目的使用转基因微生物(特别是细菌和酵母菌),为了从植物组织中产生更多的乙醇,目前正在做出大量努力以实现这种糖的发酵。
木糖对动物代谢的影响
单胃动物似乎很少使用木糖(单胃动物不同于反刍动物,有多个胃腔的动物)。
在家禽和猪中,当日粮中含有过多的D-木糖时,平均日增重,饲喂效率和排出的干物质含量都可以观察到线性下降。
多数动物无法降解半纤维素聚合物,这可以解释这一点,为此,不同的研究小组被赋予寻找替代品的任务,例如外源酶,益生菌和微生物的替代。饮食等
关于木糖在脊椎动物中的代谢利用知之甚少,然而,众所周知,木糖作为营养补品的添加通常最终以尿液形式排泄。
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