MALTOSIO: STRUTTURA, FUNZIONE, CIBO, METABOLISMO - BIOLOGIA - 2025

Il maltosio (4-O- (α-D-glucopiranosil) -β-D-glucopiranosio) è un disaccaride composto da due monomeri di glucosio legati da un legame glicosidico di tipo α-1,4. Naturalmente è uno dei principali prodotti dell'idrolisi enzimatica dell'amilosio, che è un omopolisaccaride del glucosio presente nell'amido.

Il maltosio è prodotto commercialmente dall'amido che è stato trattato con malto d'orzo. Questo disaccaride è molto importante per la produzione di bevande alcoliche fermentate come birra o whisky, in cui vengono utilizzati sciroppi ricchi di maltosio, un prodotto di estratti a base di chicchi d'orzo germogliati o "maltati".

Struttura chimica del maltosio (Fonte: Zippanova tramite Wikimedia Commons)

Poiché il maltosio è composto da due residui di glucosio, l'idrolisi di questo disaccaride nell'intestino di molti animali, uomo compreso, è di fondamentale importanza per ottenere energia dagli amidi vegetali da cui è ottenuto.

Tuttavia, un consumo eccessivo di maltosio può essere controindicato per i pazienti diabetici o con una predisposizione a questa malattia, poiché questo zucchero può aumentare rapidamente i livelli di glucosio nel sangue (glicemia).

Molti studi hanno anche dimostrato che microrganismi come i batteri, ad esempio, sono in grado di metabolizzare direttamente il maltosio come fonte di carbonio ed energia, utilizzando a questo scopo vari tipi di enzimi e trasportatori specifici.

Struttura del maltosio

Reazione di sintesi del maltosio. Javier Velasco

Il maltosio è un disaccaride composto da due residui di glucosio legati tra loro tramite un legame glucosidico di tipo α-1,4, attraverso il quale la forma emiacetale di un'unità α-D-glucopiranosilica è legata ad un residuo β -D-glucopiranosio noto come "aglicone".

L'atomo di ossigeno che fa parte del legame glicosidico si trova più o meno al centro della struttura, proprio tra i due anelli di glucosio.

Struttura molecolare del maltosio in 3D. AbcdKolya

Ha un peso molecolare di 342,3 g / mol, che corrisponde alla formula chimica C12H22O11. È uno zucchero riducente e può subire mutarrotazioni, quindi può essere trovato nella forma α- o β-maltosio.

Inoltre, questo disaccaride può essere idrolizzato da diversi acidi o da un enzima specifico noto come maltasi.

È un composto che si trova comunemente come polvere cristallina o biancastra. È solubile in acqua e ha un sapore leggermente dolce (circa il 50% del potere dolcificante del saccarosio, che è lo zucchero da tavola). Non è facilmente cristallizzabile ed è fermentescibile.

Il maltosio è un disaccaride molto igroscopico, cioè ha una grande capacità di assorbire l'umidità dall'ambiente in cui si trova. Ha un punto di fusione prossimo ai 120 ° C e può caramellare a 180 ° C.

Funzione e usi del maltosio

Fonte di potere

Il maltosio può essere descritto come una buona fonte di energia, poiché l'idrolisi del legame glicosidico che costituisce questo disaccaride (mediato dalla maltasi), rilascia due molecole di glucosio, che vengono efficacemente utilizzate dalle cellule attraverso la via glicolitica.

Poiché l'amido presente in molti alimenti di origine vegetale è composto dagli omopolisaccaridi amilosio e amilopectina, che sono polimeri di residui di glucosio legati da legami glucosidici, l'idrolisi di questo nel maltosio e, successivamente nei residui privi di glucosio, rappresenta un importante fonte di energia calorica per diversi organismi viventi.

Produzione di bevande

Gli sciroppi commerciali ricchi di maltosio, in particolare quelli prodotti dall'idrolisi enzimatica dell'amido, sono ampiamente utilizzati per la produzione di bevande alcoliche come birra e whisky, dove lavorano principalmente per migliorare la "sensazione orale" di queste bevande. .

Inoltre, la produzione di queste ed altre bevande alcoliche fermentate viene effettuata con una materia prima denominata "malto d'orzo", che si ottiene germinando questo cereale, attraverso un processo chiamato malting, dove gli enzimi nativi del seme idrolizzato amido.

Inoltre, il maltosio ei suoi derivati, quelli che si trovano in larga parte negli sciroppi ricchi di questo disaccaride, hanno proprietà che impediscono la gelificazione e la cristallizzazione delle sostanze in cui si dissolve.

Alimenti al maltosio

Fotografia di sciroppo di maltosio (Fonte: www.aziatische-ingredienten.nl tramite Wikimedia Commons)

Sebbene il maltosio non sia considerato un "nutriente essenziale", cioè il suo consumo non è essenziale per l'uomo, è presente in molti cibi comuni:

- Il maltosio si ottiene industrialmente dall'idrolisi dell'amido, ma è un prodotto intermedio naturale del processo di digestione.

- Le patate dolci e alcuni tipi di grano sono ricchi di maltosio allo stato "libero".

- Lo sciroppo di malto e altri sciroppi di mais sono ricchi di maltosio, così come lo sciroppo di riso integrale, tra gli altri.

- Alcune birre, cedri e altre bevande "al malto" hanno un contenuto di maltosio moderato, poiché questo viene metabolizzato durante la fermentazione alcolica.

- Alcuni cereali, composte, caramelle, caramelle e cioccolatini lavorati industrialmente contengono anche molto maltosio.

- Si trova anche nell'orzo, negli idrolizzati di mais e in diversi tipi di amidi.

Metabolismo del maltosio

Negli animali, la digestione dell'amido inizia con gli enzimi α-amilasi presenti nella saliva e poi continua nell'intestino tenue. Il prodotto di questa degradazione iniziale è costituito da una miscela di "destrine limite", maltosio e alcuni residui privi di glucosio.

I disaccaridi di glucosio risultanti (residui di maltosio) vengono idrolizzati dall'enzima maltasi, un processo che termina con il rilascio di due molecole di glucosio per molecola di maltosio, che possono essere trasportate nel flusso sanguigno e da lì ai tessuti del corpo .

Reazione catalizzata da maltasi. A sinistra una molecola di maltosio ea destra le due molecole di glucosio risultanti dall'idrolisi (Fonte: Dapantazis .jpg tramite Wikimedia Commons)

Dato che maltosio e glucosio sono prodotti altamente solubili e osmoticamente attivi, se consumati in eccesso (più di 120 grammi al giorno) possono “attirare” l'acqua nell'intestino, provocando una lieve diarrea.

I pazienti diabetici o con una predisposizione a questa malattia hanno un consumo esagerato di maltosio controindicato, poiché questo zucchero ha la capacità di aumentare rapidamente i livelli di glucosio nel sangue (glicemia), un evento controproducente per questi individui.

Nei batteri, che sono organismi procarioti, la digestione dei polisaccaridi come l'amido avviene grazie ad enzimi che vengono esportati all'esterno della cellula ei cui prodotti catalitici vengono introdotti nel citosol da specifici trasportatori, tra cui il maltosio.

Una volta nel citosol, enzimi come l'amilomaltasi, la maltodestrina fosforilasi e la glucochinasi partecipano al successivo metabolismo di questo disaccaride, producendo molecole come il glucosio 1-fosfato e il glucosio 6-fosfato, che entrano nella glicolisi.

Riferimenti

1. Badui Dergal, S. (2016). Chimica alimentare. Messico, Pearson Education.
2. Crow, RR, Kumar, S. e Varela, MF (2012). Chimica e biochimica del maltosio. In Dietary Zuccheri (pp. 101-114).
3. Doudoroff, M., Hassid, WZ, Putman, EW, Potter, AL e Lederberg, J. (1949). Utilizzo diretto del maltosio da parte di Escherichia coli. Journal of Biological Chemistry, 179 (2), 921-934.
4. Ehrmann, M., Ehrle, R., Hofmann, E., Boos, W. e Schlösser, A. (1998). Il trasportatore di maltosio ABC. Microbiologia molecolare, 29 (3), 685-694.
5. Ouellette, RJ e Rawn, JD (2014). Chimica organica: struttura, meccanismo e sintesi. Elsevier.
6. Stick, RV e Williams, S. (2010). Carboidrati: le molecole essenziali della vita. Elsevier.