- โครงสร้างของมอลโตส
- หน้าที่และการใช้มอลโตส
- แหล่งพลังงาน
- การผลิตเครื่องดื่ม
- อาหารมอลโตส
- การเผาผลาญมอลโตส
- อ้างอิง
มอลโตส (4-O- (α-D-glucopyranosyl) -β-D-glucopyranose) เป็นไดแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยสองโมโนเมอร์ของน้ำตาลกลูโคสเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิกของα-1,4 ประเภท โดยธรรมชาติแล้วมันเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์หลักของเอนไซม์ไฮโดรไลซิสของอะมิโลสซึ่งเป็นโฮโมพอลิแซ็กคาไรด์ของกลูโคสที่มีอยู่ในแป้ง
มอลโตสผลิตในเชิงพาณิชย์จากแป้งที่ผ่านการบำบัดด้วยมอลต์ข้าวบาร์เลย์ ไดแซ็กคาไรด์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์หมักเช่นเบียร์หรือวิสกี้ซึ่งใช้น้ำเชื่อมที่อุดมไปด้วยมอลโตสซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากสารสกัดที่ทำจากเมล็ดข้าวบาร์เลย์ที่แตกหน่อหรือ "มอลต์"
โครงสร้างทางเคมีของมอลโตส (ที่มา: Zippanova ผ่าน Wikimedia Commons)
เนื่องจากมอลโตสประกอบด้วยน้ำตาลกลูโคสที่เหลืออยู่ 2 ชนิดการย่อยไดแซคคาไรด์ในลำไส้ของสัตว์หลายชนิดรวมทั้งมนุษย์จึงมีความสำคัญสูงสุดในการได้รับพลังงานจากแป้งผักที่ได้รับ
อย่างไรก็ตามการบริโภคมอลโตสมากเกินไปอาจมีข้อห้ามสำหรับผู้ป่วยเบาหวานหรือผู้ที่มีแนวโน้มที่จะเป็นโรคนี้เนื่องจากน้ำตาลนี้สามารถเพิ่มระดับน้ำตาลในเลือด (ไกลซีเมีย) ได้อย่างรวดเร็ว
การศึกษาจำนวนมากยังแสดงให้เห็นว่าจุลินทรีย์เช่นแบคทีเรียสามารถเผาผลาญมอลโตสได้โดยตรงเพื่อเป็นแหล่งคาร์บอนและพลังงานโดยใช้เอนไซม์และตัวขนส่งเฉพาะชนิดต่างๆเพื่อจุดประสงค์นี้
โครงสร้างของมอลโตส
ปฏิกิริยาการสังเคราะห์มอลโตส. Javier Velasco
มอลโตสเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยกากน้ำตาลกลูโคสสองตัวที่เชื่อมโยงกันผ่านพันธะกลูโคซิดิกของชนิดα-1,4 ซึ่งรูปแบบ hemiacetal ของหน่วยα-D-glucopyranosyl เชื่อมโยงกับสารตกค้างβ -D-glucopyranose เรียกว่า "aglycone"
อะตอมของออกซิเจนที่เป็นส่วนหนึ่งของพันธะไกลโคซิดิกจะอยู่ตรงกลางโครงสร้างมากหรือน้อยระหว่างวงแหวนกลูโคสทั้งสอง
โครงสร้างโมเลกุลของมอลโตสในรูปแบบ 3 มิติ AbcdKolya
มีน้ำหนักโมเลกุล 342.3 g / mol ซึ่งสอดคล้องกับสูตรเคมี C12H22O11 เป็นน้ำตาลรีดิวซ์และสามารถเกิดการกลายพันธุ์ได้ดังนั้นจึงสามารถพบได้ในรูปแบบα-หรือβ-maltose
นอกจากนี้ไดแซ็กคาไรด์นี้สามารถถูกไฮโดรไลซ์โดยกรดต่างชนิดหรือโดยเอนไซม์เฉพาะที่เรียกว่ามอลเตส
เป็นสารประกอบที่มักพบเป็นผลึกหรือผงสีขาว ละลายได้ในน้ำและมีรสหวานเล็กน้อย (ประมาณ 50% ของพลังความหวานของซูโครสซึ่งเป็นน้ำตาลทราย) ไม่สามารถตกผลึกได้ง่ายและสามารถหมักได้
มอลโตสเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่ดูดความชื้นได้ดีนั่นคือมีความสามารถในการดูดซับความชื้นจากสิ่งแวดล้อมที่พบได้มาก มีจุดหลอมเหลวใกล้ 120 ° C และคาราเมลได้ที่ 180 ° C
หน้าที่และการใช้มอลโตส
แหล่งพลังงาน
มอลโตสสามารถอธิบายได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานที่ดีเนื่องจากการไฮโดรไลซิสของพันธะไกลโคซิดิกที่ประกอบกันเป็นไดแซ็กคาไรด์นี้ (สื่อกลางโดยมอลเตส) จะปล่อยโมเลกุลกลูโคสสองโมเลกุลซึ่งเซลล์ถูกนำไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านทางไกลโคไลติก
เนื่องจากแป้งที่มีอยู่ในอาหารที่มีต้นกำเนิดจากพืชหลายชนิดประกอบด้วยโฮโมโพลีแซ็กคาไรด์อะไมโลสและอะไมโลเพคตินซึ่งเป็นโพลีเมอร์ของกากน้ำตาลกลูโคสที่เชื่อมโยงด้วยพันธะกลูโคซิดิกการไฮโดรไลซิสในมอลโตสและต่อมาในสารตกค้างที่ปราศจากน้ำตาลกลูโคสจึงเป็นสิ่งสำคัญ แหล่งพลังงานแคลอรี่สำหรับสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ
การผลิตเครื่องดื่ม
น้ำเชื่อมทางการค้าที่อุดมไปด้วยมอลโตสโดยเฉพาะที่ผลิตจากเอนไซม์ไฮโดรไลซิสของแป้งถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์เช่นเบียร์และวิสกี้ซึ่งส่วนใหญ่ทำงานเพื่อปรับปรุง "ความรู้สึกในช่องปาก" ของเครื่องดื่มเหล่านี้ .
ยิ่งไปกว่านั้นการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์หมักเหล่านี้และอื่น ๆ จะดำเนินการด้วยวัตถุดิบที่เรียกว่า "ข้าวบาร์เลย์มอลต์" ซึ่งได้มาจากการทำให้ธัญพืชนี้งอกผ่านกระบวนการที่เรียกว่ามอลต์ซึ่งเอนไซม์พื้นเมืองของ แป้งไฮโดรไลซ์เมล็ด
นอกจากนี้มอลโตสและอนุพันธ์ซึ่งพบในน้ำเชื่อมที่อุดมไปด้วยไดแซ็กคาไรด์นี้เป็นสัดส่วนมากมีคุณสมบัติป้องกันการเกิดเจลและการตกผลึกของสารที่มันละลาย
อาหารมอลโตส
รูปถ่ายของน้ำเชื่อมมอลโตส (ที่มา: www.aziatische-ingredienten.nl ผ่าน Wikimedia Commons)
แม้ว่ามอลโตสจะไม่ถือว่าเป็น "สารอาหารที่จำเป็น" นั่นคือการบริโภคไม่จำเป็นสำหรับมนุษย์ แต่ก็มีอยู่ในอาหารทั่วไปหลายชนิด:
- มอลโตสได้มาจากการไฮโดรไลซิสของแป้งในอุตสาหกรรม แต่เป็นผลิตภัณฑ์ระดับกลางตามธรรมชาติของกระบวนการย่อยอาหาร
- มันเทศและข้าวสาลีบางชนิดอุดมไปด้วยมอลโตสในสภาพ "ปลอดสาร"
- น้ำเชื่อมมอลต์และน้ำเชื่อมข้าวโพดอื่น ๆ อุดมไปด้วยมอลโตสเช่นเดียวกับน้ำเชื่อมข้าวกล้องเป็นต้น
- เบียร์มะนาวและเครื่องดื่ม "มอลต์" อื่น ๆ บางชนิดมีปริมาณมอลโตสปานกลางเนื่องจากจะถูกเผาผลาญในระหว่างการหมักแอลกอฮอล์
- ธัญพืชแปรรูปทางอุตสาหกรรมผลไม้แช่อิ่มขนมหวานและช็อคโกแลตบางชนิดก็มีมอลโตสจำนวนมากเช่นกัน
- นอกจากนี้ยังพบในข้าวบาร์เลย์ในข้าวโพดไฮโดรไลเซทและในแป้งประเภทต่างๆ
การเผาผลาญมอลโตส
ในสัตว์การย่อยแป้งเริ่มต้นด้วยเอนไซม์α-amylase ที่มีอยู่ในน้ำลายจากนั้นไปต่อที่ลำไส้เล็ก ผลิตภัณฑ์จากการย่อยสลายขั้นต้นนี้ประกอบด้วยส่วนผสมของ "ลิมิตเดกซ์ทริน" มอลโตสและสารตกค้างที่ไม่มีน้ำตาลกลูโคสบางส่วน
กลูโคสไดแซคคาไรด์ที่เกิดขึ้น (กากมอลโตส) จะถูกไฮโดรไลซ์โดยเอนไซม์มอลเตสซึ่งเป็นกระบวนการที่จบลงด้วยการปล่อยกลูโคสสองโมเลกุลต่อโมเลกุลมอลโตสซึ่งสามารถขนส่งไปยังกระแสเลือดและจากที่นั่นไปยังเนื้อเยื่อของร่างกาย .
มอลเตสเร่งปฏิกิริยา ทางด้านซ้ายมีโมเลกุลของมอลโตสและทางด้านขวาโมเลกุลของกลูโคสสองตัวที่เกิดจากการไฮโดรไลซิส (ที่มา: Dapantazis .jpg จาก Wikimedia Commons)
เนื่องจากมอลโตสและกลูโคสเป็นผลิตภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้สูงและมีฤทธิ์ในการออสโมติกเมื่อบริโภคเกิน (มากกว่า 120 กรัมต่อวัน) จะสามารถ "ดึงดูด" น้ำเข้าสู่ลำไส้ทำให้เกิดอาการท้องร่วงเล็กน้อย
ผู้ป่วยเบาหวานหรือผู้ป่วยที่มีแนวโน้มที่จะเป็นโรคนี้จะถูกห้ามมิให้บริโภคมอลโตสมากเกินไปเนื่องจากน้ำตาลนี้มีความสามารถในการเพิ่มระดับกลูโคสในเลือด (ระดับน้ำตาลในเลือด) อย่างรวดเร็วซึ่งเป็นเหตุการณ์ต่อต้านสำหรับบุคคลเหล่านี้
ในแบคทีเรียซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตการย่อยโพลีแซ็กคาไรด์เช่นแป้งเกิดขึ้นเนื่องจากเอนไซม์ที่ส่งออกไปภายนอกเซลล์และผลิตภัณฑ์ที่เร่งปฏิกิริยาจะถูกนำเข้าสู่ไซโตซอลโดยผู้ขนส่งเฉพาะรวมถึงมอลโตส
เมื่ออยู่ในไซโตซอลเอนไซม์เช่นอะไมโลมัลเตสมอลโตเด็กซ์ตรินฟอสโฟรีเลสและกลูโคไคเนสจะมีส่วนร่วมในการเผาผลาญของไดแซ็กคาไรด์นี้ในเวลาต่อมาโดยให้โมเลกุลเช่นกลูโคส 1 - ฟอสเฟตและกลูโคส 6 ฟอสเฟตซึ่งเข้าสู่ไกลโคไลซิส
อ้างอิง
- Badui Dergal, S. (2016). เคมีอาหาร. เม็กซิโก, Pearson Education
- Crow, RR, Kumar, S. , & Varela, MF (2012) มอลโตสเคมีและชีวเคมี. ในน้ำตาลในอาหาร (หน้า 101-114)
- Doudoroff, M. , Hassid, WZ, Putman, EW, Potter, AL, & Lederberg, J. (1949) การใช้มอลโตสโดยตรงโดย Escherichia coli วารสารเคมีชีวภาพ, 179 (2), 921-934.
- Ehrmann, M. , Ehrle, R. , Hofmann, E. , Boos, W. , & Schlösser, A. (1998) เครื่องลำเลียงมอลโตส ABC จุลชีววิทยาระดับโมเลกุล, 29 (3), 685-694.
- Ouellette, RJ, & Rawn, JD (2014). เคมีอินทรีย์: โครงสร้างกลไกและการสังเคราะห์ เอลส์
- Stick, RV, & Williams, S. (2010). คาร์โบไฮเดรต: โมเลกุลสำคัญของชีวิต เอลส์