GLUCIDE Curs III

DERIVAŢII MONOZAHARIDELOR POLIALCOOLI: - compuşi de reducere ai monozaharidelor D-Sorbitol se obţine industrial din reducerea (H2) catalitică sub presiune a grupării aldehidă a glucozei; cantităţi mai însemnate se găsesc în fructe ca: prune, piersici, mere, vişine, pere şi caise; are 50% din puterea de îndulcire a zaharozei; se comercializează ca sirop şi cristale iar în industria alimentară e folosit ca umectant şi ca îndulcitor al alimentelor diabeticilor. D-Manitol se poate obţine din hidrogenarea (H2) manozei; industrial se obţine din hidrogenoliza zaharozei alături de sorbitol (izomerizarea glucozei la fructoză şi hidrogenare); are 65% din puterea de îndulcire a zaharozei, cristalizează uşor şi e moderat solubil, nu este folosit ca umectant; în industria alimentară este folosit la tapetarea dulciurilor nelipicioase, ca îndulcitor în loc de zahăr, la obţinerea dropsurilor şi a bomboanelor tari şi moi.

D-Xilitol se obţine din hidrogenarea D-xilozei obţinută din hemiceluloză; dizolvarea cristalelor sale în apă este un proces endotermic, fiind folosite la obţinerea gumei de mestecat şi a mentosanelor, deoarece în contact cu saliva produce o senzaţie rece în gură; are 70% din puterea de îndulcire a zaharozei; folosit ca îndulcitor, reduce apariţia cariilor deoarece nu este metabolizat de microflora bucală.

Inozitolul (1, 2, 3, 4, 5, 6 – hexahidroxi ciclohexan) teoretic poate avea 9 izomeri; cel mai important este mio-inozitolul; este răspândit în microorganisme, plante şi animale; cel mai important derivat al mio–inozitolului este acidul fitic (esterul hexafosforic), găsindu-se în plante sub forma unei săruri de Ca2+ şi Mg2+ (fitină). în timpul germinaţiei boabelor de fasole mio-inozitolul este eliberat din fitină sub acţiunea fitazei şi transportat spre ţesuturile în creştere; Fosfatidil inozitolii sunt precursori şi forme de stocare ale unor molecule mesager, care derivă de la inozitol.

ACIZI ZAHARIDICI: - compuşi de oxidare ai monozaharidelor oxidare la C1 acizi aldonici oxidarea la C6 acizi uronici oxidarea la C1 şi C6 acizi aldarici în prezenţa enzimei glucozoxidază produsă de mucegaiul Pennicillium notatum glucoză formează un ester intern al acidului gluconic, δ-gluconolactona; δ-gluconolactona este utilizată în industria alimentară în menţinerea culorii roşii a cărnii, înlocuind parţial azotatul şi azotitul de sodiu. în apă, la 24˚C δ-gluconolactona hidrolizează în 3 h la acidul gluconic, ducând la scăderea pH. Datorită hidrolizei lente, a acidificării treptate, e folosită ca acidulant în obţinerea poduselor din carne şi lactate; acidul gluconic se găseşte în mod natural în suc de fructe şi miere.

cu ajutorul glucozoxidazei se poate doza glucoza din diferite surse şi materiale biologice; acidul gluconic este netoxic şi se adsoarbe uşor în organism şi se foloseşte ca transportor al Ca2+; acidul glucuronic este un component al unor poliglucide ca acidul hialuronic şi intervine în eliminarea produşilor toxici din organism; acidul galacturonic intră în constituţia unor pectine, a unor gume vegetale şi a unor polizaharide numite poliuronide.

ESTERI: - compuşi obţinuţi prin esterificarea monozaharidelor Esteri fosforici obţinuţi prin esterificarea grupărilor OH ale monoglucidelor cu acid fosforic; sunt intermediari esenţiali în metabolismul glucidic. Esteri ai acizilor graşi obţinuţi prin esterificarea grupărilor OH ale monoglucidelor şi a derivaţilor lor cu acizi graşi; în industria alimentară sunt utilizaţi ca emulgatori în sisteme (apă-ulei) sau ca antispumanţi. Exemple: esteri ai sorbitolului sau a derivaţilor săi sorbitani (eteri ciclici: 1,5 anhidro-D-sorbitol; 1,4-anhidro-D-sorbitol şi 1,4:3,6-dianhidro-D-sorbitol) cu acid stearic, lauric sau oleic.

AMINOMONOZAHARIDE gruparea hidroxil din poziţia 2 a aldohexozelor este înlocuită de o grupare amino; reprezentanţii acestei clase sunt D-glucozamina şi D-galactozamina, care se găsesc în natură sub formă N-acetilată; derivatul acetilat al glucozaminei este unitatea monomerică de bază a polizaharidului chitină; derivatul acetilat al galactozaminei se găseşte în unele polizaharide din cartilaj şi-n glicosfingolipide.

ACIZII NEURAMINICI (SIALICI) sunt derivaţi (în general acetilaţi) ai acidului neuraminic acidul neuraminic este format din: - acid piruvic (carbon 1, 2, 3) - D-manozamină (carbon de la 4 la 9) dacă gruparea amino a ozaminei este acetilată, ia naştere acidul N-acetil neuraminic; alte acetilări, (la grupările hidroxil din poziţiile 4 până la 7) conduc la alţi acizi sialici; intră în compoziţia glicolipidelor membranare şi în unele glicoproteine.

OLIGOZAHARIDE glucide compuse din 2-10 monoglucide legate între ele prin legătură glicozidică (la care participă cel puţin un OH glicozidic); prin hidroliză acidă sau enzimatică pot fi descompuse în monoglucidele componente; au masă moleculară relativ mică faţă de poliglucide; se solubilizează uşor în apă şi cristalizează uşor; au gust dulce; în funcţie de comportarea lor faţă de reactivul Fehling se împart în: - reducătoare (reacţie Fehling +, deci au în structură cel puţin un OH glicozidic liber); - nereducătoare (reacţie Fehling -, deci în structură nu au nici un OH glicozidic liber);

Diglucide reducătoare prezintă un hidroxil anomeric liber şi-n consecinţă au caracter reducător; prezintă fenomenul de mutarotaţie reacţionează cu reactivi specifici pentru gruparea carbonil; reprezentanţi: maltoza, lactoza, celobioza, gentiobioza şi izomaltoza. Maltoza -D-glucopiranozil 14 -D-glucopiranozidă se obţine prin hidroliza enzimatică a amidonului utilizând β-amilaza izolată de la Bacillus sp. se găseşte în seminţele germinate şi în cantităţi mari în malţ şi extractele de malţ; ca produs de degradare a amidonului se găseşte în toate organelor plantelor; drojdile fermentează maltoza cu formare de alcool etilic şi CO2, proces care stă la baza obţinerii berii din malţ.

Izomaltoza -D-glucopiranozil 16 -D-glucopiranozidă este unitatea structurală în amilopectină, glicogen şi numeroase polizaharide de origine bacteriană. nu se găseşte liberă în natură şi nu este fermentată de drojdii. Lactoza β-D-galactopiranozil 14 -D-glucopiranozidă se găseşte în lapte în proporţie de la 2-8,5% în funcţie specie; laptele de vacă şi de capră canţine 4,5-4,8% iar cel uman 7%; principala sursă de gluoză pentru noii născuţi şi pentru puii de mamifere; laptele mai conţine în proporţie de 0,3-0,6% şi alte oligozaharide care au în structura lor lactoză şi care reprezintă sursa de energie pentru Lactobacillus bifidus microorganismul predominant al florei intestinale a sugarilor;

este ingerată odată cu laptele şi alte produse lactate nefermentate ca îngheţata; produsele lactate fermentate ca iaurturile şi brânzeturile au o cantitate mică de lactoză, fiindcă în timpu fermentaţiei este transformată în acid lactic; este digerată la nivelul intestinului subţire unde este prezentă lactaza (β-galactozidază) care o hidrolizează la D-glucoză şi D-galactoză care se adsorb la acest nivel; stimulează adsorbţia intestinală a calciului şi retenţia sa; dacă la nivelul intestinului există o deficienţă de lactază, lactoza rămâne la nivelul lumenului şi induce acumularea de fluide la acest nivel prin osmoză. Aceasta trece în colon unde este transformată prin fermentaţie bacteriană în acid lactic şi alţi acizi cu catenă scurtă, crescând osmolaritatea şi aumularea de fluide. Mai mult, produşii de fermentaţie şi scăderea pH induc o iritare a colonului şi o creştere a tranzitului intestinal conducând la diaree şi crampe, fenomen numit intoleranţă la lactoză; deficienţa de lactază poate fi remediată prin adăugare în lapte de culturi bacteriene utilizate la producerea iaurtului, care rămân în stare latentă la temperaturi joase, dar odată ajunse în intestin eliberează lactoză

unitatea structurală a celulozei; Celobioza -D-glucopiranozid 14 -D-glucopiranozidă unitatea structurală a celulozei; nu se găseşte în stare liberă, se formează prin hidroliza enzimatică a celulozei Diglucide nereducătoare nu prezintă nici un hidroxil anomeric liber şi nu au caracter reducător; nu prezintă fenomenul de mutarotaţie nu reacţionează cu reactivi specifici pentru gruparea carbonil; reprezentanţi: zaharoza şi trehaloza. Zaharoza -D-glucopiranozid 1 2 -D-fructofuranozidă cel mai răspândit diglucid în natură, se găseşte în fructe, seminţe, tuberculi, rădăcini; utilizat la fabricarea dulciurilor şi a băuturilor; consumul zilnic/persoană este de 55g şi pe an de 20 kg;

se extrage din sfecla de zahăr (16-20%) şi trestia de zahăr (24%); alături de zaharoză, în extractul de sfeclă de zahăr este prezent trizaharidul rafinoză (α-Galp 16 α-Glcp 12 β-Fruf ) şi tetrazaharidul stahioză (α-Galp 16 α-Galp 16 α-Glcp 12 β-Fruf). Aceste oligozaharide nu sunt digerate la nivelul intestinului subţire şi sunt fermentate anaerob la nivelul colonului producând fenomenul întâlnit la intoleranţa la lactoză. Stahiloza este prezentă în cantităţi mari în boabele de fasole, mazăre, linte şi soia. este uşor solubilă în apă, se prezintă sub formă de cristale mari albe, are punct de topire de 160-180˚C. prin hidroliza acidă sau enzimatică (invertaza) se formează zahărul invertit (amestec echimolecular de glucoză şi fructoză), mult mai dulce.

zahărul brun se obţine prin tratarea cristalelor albe de zahăr cu melasă în diferite proporţii în funcţie de culoarea dorită; datorită solubilităţii mari în apă formează soluţii concentrate cu osmolaritate mare care nu au nevoie de conservanţi pentru a fi păstrate (dulceaţă, fructe confiate) şi pot fi folosite la rândul lor ca şi conservanţi şi umectanţi (aceste proprietăţi le au şi siropul de arţar şi mierea); soluţiile concentrate de zaharoză sunt folosite ca şi crioprotectori: o parte din apa ce formează soluţia nu îngheaţă iar când restul apei formează cristale de gheaţă, cancentraţia zaharozei rămasă în soluţie creşte foarte mult, scăzând punctul de îngheţ iar ţesuturile şi celulele sunt protejate de deshidratare şi liză. la nivelul intestinului subţire este hidrolizată de enzima zaharaza la D-α-glucoză şi D-β-fructoză. Trehaloza:  -D-glucopiranozil 11 -D-glucopiranozidă în drojdia de panificaţie este prezentă în proporţie de 18% şi este fermentată de drojdii; se formează la hidroliza acidă a amidonului ca produs secundar prin reversia glucozei.