Izomalt (6-O--α-D-glukopiranozylo-glukopiranoza) jest regiosiómero disacharyd maltoza (dwucukier inny wytwarzane podczas hydrolizy enzymatycznej skrobi), zwykle w punktów odgałęzienia polisacharydów, takich jak amylopektyna i glikogenu.
Jak sama nazwa wskazuje, jest to disacharyd złożony z dwóch reszt D-glukopiranozy i pełni różne funkcje w metabolizmie ssaków. Mówiąc etymologicznie, przedrostek „iso” słowa izomalt odnosi się do „równości” maltozy.
Reprezentacja Haworth dla Isomaltose (źródło: NEUROtiker via Wikimedia Commons)
Ten disacharyd został odkryty na początku lat 60. XX wieku, a jego przemysłową syntezę po raz pierwszy osiągnięto w 1980 roku. Jednak dopiero w 1900 roku został dopuszczony do spożycia przez ludzi.
Znany również jako izogentobioza, izomalt jest disacharydem uważanym za nie powodujący próchnicy zębów zamiennik sacharozy w niektórych produktach opracowanych dla pacjentów z cukrzycą lub stanem przedcukrzycowym.
Podczas trawienia skrobi, izomaltoza i wiele oligosacharydów izomaltozy są wytwarzane przez hydrolizę, w której pośredniczą różne typy enzymów, zwłaszcza α-amylazy i α-glukozydazy.
Ten disacharyd jest głównym składnikiem oligosacharydów izomaltozy, znanych również jako IMO, które są wytwarzane naturalnie w sfermentowanej żywności, takiej jak sos sojowy i sake.
cechy
Izomaltoza jest disacharydem zaliczanym do grupy redukujących disacharydów, obok laktozy, celobiozy i maltozy. Poddany hydrolizie, wytwarza dwie cząsteczki glukozy z monosacharydów składowych.
W komórkach rąbka szczoteczkowego jelita ssaków izomalt jest wstępnie trawiony lub hydrolizowany przez enzym disacharydazę związany z błoną plazmatyczną tego samego znanego jako izomaltaza sacharazy.
Ten disacharyd jest produkowany przemysłowo z sacharozy, poprzez katalityczną redukcję w obecności niklu lub przez ogrzewanie glukozy (dlatego występuje w różnego rodzaju syropach).
Izomalt i izomaltuloza
Istnieje inny disacharyd podobny do izomaltozy, znany jako izomaltuloza, ale różnica między nimi ma związek z disacharydem, z którego pochodzą, ponieważ izomalt jest izomerem pochodzącym z maltozy, a izomaltuloza pochodzi z sacharozy.
Izomaltuloza jest w rzeczywistości disacharydem glukozy i fruktozy, które są połączone ze sobą wiązaniem glikozydowym typu α-1,6 (ten sam typ wiązania, który łączy reszty glukozy w izomalcie).
Ten disacharyd jest szeroko stosowany w przemyśle spożywczym i jest otrzymywany sztucznie z sacharozy oraz w wyniku enzymatycznego działania syntazy trehalulozy, która powoduje strukturalne przegrupowanie między tworzącymi go monosacharydami.
Struktura
Jak już wspomniano, izomalt jest izomerem maltozy, więc składa się z dwóch cząsteczek glukozy.
Jego składowe monosacharydy są ze sobą połączone wiązaniami glukozydowymi typu α-1,6, co odróżnia ją od maltozy, której wiązanie jest typu α-1,4.
Ten typ wiązania znacznie zwiększa elastyczność cząsteczki i daje jej większe możliwości konformacyjne niż inne.
Dzięki obecności wiązania typu α-1,6 izomalt w roztworze nie krystalizuje się tak łatwo jak inne disacharydy, jednak jego handlowa postać ma postać krystalicznego proszku.
Jego ogólny wzór chemiczny to C12H22O11. Ma masę cząsteczkową 342,3 g / mol i jest również znany jako α-D-glukopiranozylo-glukopiranoza. Jego temperatura topnienia wynosi od 98 do 160 ° C, jest rozpuszczalny w wodzie i należy do grupy cukrów fermentowalnych.
cechy
Chociaż nie jest tak łatwo przyswajalny, izomalt, jako produkt uboczny enzymatycznej degradacji skrobi, jest niezbędnym disacharydem w żywieniu ssaków.
Jego hydroliza, w której pośredniczy enzym obecny w błonie rąbka szczoteczkowego, znany jako sacharaza-izomaltaza, jest źródłem węgla i energii, ponieważ glukoza może być łatwo transportowana do cytozolu i kierowana na niezbędne szlaki kataboliczne.
W pleśni Aspergillus nidulans, izomalt jest jednym z najskuteczniejszych induktorów w indukcji syntezy enzymów amylazy, co ma istotne implikacje w biologii tego mikroorganizmu.
Zastosowania przemysłowe
Główne źródło izomaltozy nie jest naturalne, gdyż jest pozyskiwana przemysłowo z syropów bogatych w maltozę dzięki działaniu enzymu transglukozydazy.
Innym enzymem bakteryjnym stosowanym biotechnologicznie do produkcji izomaltu jest izomeraza sacharozy.
Powstały w ten sposób izomalt jest włączany do wielu jadalnych preparatów jako słodzik, wśród których wyróżniają się dżemy, czekoladki lub słodycze oraz niektóre konserwy. Ponadto jest stosowany jako środek konserwujący w produktach spożywczych, takich jak zboża, ciastka i pieczywo.
Stosuje się go z substytutem sacharozy dla chorych na cukrzycę, ponieważ nie jest tak przyswajalna jak zwykły cukier, przez co nie podnosi znacząco poziomu glukozy we krwi (przyczynia się również do obniżenia kaloryczności).
Do celów jadalnych generalnie musi być mieszany z innymi cukrami, ponieważ nie ma takich samych właściwości jak zwykły cukier (nie karmelizuje się po podgrzaniu i nie może być stosowany do wypieków).
Ponieważ jego preparaty mają jaśniejszy i bardziej przejrzysty wygląd, izomalt jest powszechnie stosowany do dekoracyjnych celów gastronomicznych.
Znajduje również zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym. Ponadto jest ważne dla formuł żywnościowych zaprojektowanych przez zwierzęta domowe lub hodowlane.
Powiązane choroby
U ludzi występuje wrodzona choroba autosomalna zwana niedoborem sacharazy-izomaltazy lub CSID (wrodzony niedobór sacharazy-izomaltazy), która jest związana z zaburzeniami w trawieniu osmotycznie aktywnych oligosacharydów i disacharydów.
Stwierdzono, że choroba ta ma związek z kilkoma równoczesnymi czynnikami, wśród których są mutacje genów enzymów biorących udział w procesie, takich jak izomaltaza sacharazy.
Brak trawienia disacharydów, takich jak sacharoza i izomalt, powoduje jego „nietolerancję”. Stan patologiczny charakteryzuje się występowaniem skurczów brzucha, biegunki, wymiotów, bólów głowy, hipoglikemii, nadmiernej produkcji gazów itp.
Bibliografia
- Badui, S. (2006). Chemia gastronomiczna. (E. Quintanar, red.) (4 wyd.). Meksyk DF: Pearson Education.
- Finch, P. (1999). Węglowodany: struktury, syntezy i dynamika. Londyn, Wielka Brytania: Springer-Science + Business Media, BV
- Kato, N., Murakoshi, Y., Kato, M., Kobayashi, T., & Tsukagoshi, N. (2002). Izomaltoza utworzona przez α-glukozydazy wyzwala indukcję amylazy w Aspergillus nidulans. Current Genetics, 42 (1), 43–50.
- PubChem. (2005). Pobrano 6 sierpnia 2019 r.ze strony www.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Stick, R. (2001). Węglowodany. Słodkie cząsteczki życia. Academic Press.
- Stick, R. i Williams, S. (2009). Węglowodany: The Essential Molecules of Life (2nd ed.). Elsevier.
- Treem, W. (1995). Wrodzony niedobór sacharazy i izomaltazy. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 21, 1–14.