MALTOSA: STRUKTUR, FUNGSI, MAKANAN, METABOLISME - BIOLOGI - 2025

The maltosa (4-O- (α-D-glucopyranosyl) -β-D-glukopiranosa) adalah disakarida yang terdiri dari dua monomer glukosa dihubungkan oleh ikatan glikosidik α-1,4 jenis. Secara alami itu adalah salah satu produk utama dari hidrolisis enzimatik amilosa, yang merupakan homopolysaccharide glukosa yang ada dalam pati.

Maltosa diproduksi secara komersial dari pati yang telah diolah dengan malt barley. Disakarida ini sangat penting untuk produksi minuman beralkohol yang difermentasi seperti bir atau wiski, yang menggunakan sirup yang kaya akan maltosa, produk ekstrak yang dibuat dengan biji jelai yang sudah berkecambah atau "malt".

Struktur kimia maltosa (Sumber: Zippanova via Wikimedia Commons)

Karena maltosa terdiri dari dua residu glukosa, hidrolisis disakarida ini di usus banyak hewan, termasuk manusia, sangat penting untuk memperoleh energi dari pati nabati yang darinya diperoleh.

Namun, konsumsi maltosa yang berlebihan dapat dikontraindikasikan untuk pasien diabetes atau mereka yang memiliki kecenderungan penyakit ini, karena gula ini dapat meningkatkan kadar glukosa darah (glikemia) dengan cepat.

Banyak penelitian juga menunjukkan bahwa mikroorganisme seperti bakteri, misalnya, mampu memetabolisme maltosa secara langsung sebagai sumber karbon dan energi, menggunakan berbagai jenis enzim dan transporter tertentu untuk tujuan ini.

Struktur maltosa

Reaksi sintesis maltosa. Javier Velasco

Maltosa adalah disakarida yang terdiri dari dua residu glukosa yang dihubungkan bersama melalui ikatan glukosidik tipe α-1,4, di mana bentuk hemiasetal dari unit α-D-glukopiranosil dihubungkan dengan residu β -D-glukopiranosa dikenal sebagai "aglikon".

Atom oksigen yang merupakan bagian dari ikatan glikosidik terletak kurang lebih di tengah struktur, tepat di antara dua cincin glukosa.

Struktur molekuler maltosa dalam 3D. AbcdKolya

Ini memiliki berat molekul 342,3 g / mol, yang sesuai dengan rumus kimia C12H22O11. Merupakan gula pereduksi dan dapat mengalami mutarrotasi, sehingga dapat ditemukan dalam bentuk α- atau β-maltosa.

Selain itu, disakarida ini dapat dihidrolisis oleh asam yang berbeda atau dengan enzim spesifik yang dikenal sebagai maltase.

Ini adalah senyawa yang biasanya ditemukan sebagai bubuk kristal atau putih. Ini larut dalam air dan memiliki rasa yang sedikit manis (sekitar 50% dari kekuatan pemanis sukrosa, yaitu gula meja). Itu tidak mudah mengkristal dan dapat difermentasi.

Maltosa adalah disakarida yang sangat higroskopis, yaitu memiliki kapasitas yang besar untuk menyerap kelembapan dari lingkungan tempat ia ditemukan. Ia memiliki titik leleh mendekati 120 ° C dan dapat menjadi karamel pada suhu 180 ° C.

Fungsi dan kegunaan maltosa

Sumber daya

Maltosa dapat digambarkan sebagai sumber energi yang baik, karena hidrolisis ikatan glikosidik yang membentuk disakarida ini (dimediasi oleh maltase), melepaskan dua molekul glukosa, yang secara efektif digunakan oleh sel melalui jalur glikolitik.

Karena pati yang ada dalam banyak makanan yang berasal dari tumbuhan terdiri dari homopolisakarida amilosa dan amilopektin, yang merupakan polimer dari residu glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glukosidik, hidrolisisnya dalam maltosa dan, selanjutnya dalam residu bebas glukosa, merupakan sumber energi kalori untuk organisme hidup yang berbeda.

Produksi minuman

Sirup komersial yang kaya akan maltosa, terutama yang dihasilkan dari hidrolisis enzimatis pati, banyak digunakan untuk produksi minuman beralkohol seperti bir dan wiski, di mana mereka bekerja terutama untuk meningkatkan "rasa oral" dari minuman ini. .

Selain itu, produksi minuman beralkohol yang difermentasi ini dan lainnya dilakukan dengan bahan mentah yang disebut "malt barley", yang diperoleh dengan berkecambah sereal ini, melalui proses yang disebut malting, di mana enzim asli dari biji menghidrolisis pati.

Selain itu, maltosa dan turunannya, yang ditemukan dalam proporsi besar dalam sirup yang kaya akan disakarida ini, memiliki sifat yang mencegah pembentukan gel dan kristalisasi zat di mana zat tersebut larut.

Makanan maltosa

Foto sirup maltosa (Sumber: www.aziatische-ingredienten.nl via Wikimedia Commons)

Meskipun maltosa tidak dianggap sebagai "nutrisi esensial", artinya konsumsinya tidak penting bagi manusia, maltosa terdapat dalam banyak makanan umum:

- Maltosa diperoleh secara industri dari hidrolisis pati, tetapi maltosa merupakan produk perantara alami dari proses pencernaan.

- Ubi jalar dan beberapa jenis gandum kaya akan maltosa dalam keadaan "bebas".

- Sirup malt dan sirup jagung lainnya kaya akan maltosa, serta sirup beras merah.

- Beberapa bir, jeruk, dan minuman "malt" lainnya memiliki kandungan maltosa sedang, karena ini dimetabolisme selama fermentasi alkohol.

- Sereal, kolak, permen, permen, dan cokelat yang diproses secara industri juga mengandung banyak maltosa.

- Ini juga ditemukan di barley, dalam hidrolisat jagung dan berbagai jenis pati.

Metabolisme maltosa

Pada hewan, pencernaan pati dimulai dengan enzim α-amilase yang ada di air liur dan kemudian berlanjut di usus kecil. Produk degradasi awal ini terdiri dari campuran "dekstrin batas", maltosa dan beberapa residu bebas glukosa.

Disakarida glukosa yang dihasilkan (residu maltosa) dihidrolisis oleh enzim maltase, sebuah proses yang berakhir dengan pelepasan dua molekul glukosa per molekul maltosa, yang dapat diangkut ke aliran darah dan dari sana ke jaringan tubuh. .

Reaksi katalis maltase. Di sebelah kiri molekul maltosa dan di sebelah kanan dua molekul glukosa hasil hidrolisis (Sumber: Dapantazis .jpg via Wikimedia Commons)

Mengingat bahwa maltosa dan glukosa adalah produk yang sangat larut dan aktif secara osmotik, bila dikonsumsi secara berlebihan (lebih dari 120 gram per hari) dapat "menarik" air ke dalam usus, menyebabkan diare ringan.

Pasien diabetes atau pasien dengan kecenderungan penyakit ini dikontraindikasikan konsumsi maltosa yang berlebihan, karena gula ini memiliki kemampuan untuk meningkatkan kadar glukosa darah (glikemia) dengan cepat, peristiwa kontraproduktif bagi individu ini.

Pada bakteri, yang merupakan organisme prokariotik, pencernaan polisakarida seperti pati terjadi berkat enzim yang diekspor ke luar sel dan produk katalitiknya dimasukkan ke sitosol oleh transporter tertentu, termasuk maltosa.

Begitu berada di sitosol, enzim seperti amilomaltase, maltodekstrin fosforilase, dan glukokinase berpartisipasi dalam metabolisme selanjutnya dari disakarida ini, menghasilkan molekul seperti glukosa 1-fosfat dan glukosa 6-fosfat, yang memasuki glikolisis.

Referensi

1. Badui Dergal, S. (2016). Kimia makanan. Meksiko, Pendidikan Pearson.
2. Crow, RR, Kumar, S., & Varela, MF (2012). Kimia Maltosa dan Biokimia. Dalam Dietary Sugars (hlm. 101-114).
3. Doudoroff, M., Hassid, WZ, Putman, EW, Potter, AL, & Lederberg, J. (1949). Pemanfaatan langsung maltosa oleh Escherichia coli. Jurnal Kimia Biologi, 179 (2), 921-934.
4. Ehrmann, M., Ehrle, R., Hofmann, E., Boos, W., & Schlösser, A. (1998). Transporter ABC maltosa. Mikrobiologi molekuler, 29 (3), 685-694.
5. Ouellette, RJ, & Rawn, JD (2014). Kimia organik: struktur, mekanisme, dan sintesis. Elsevier.
6. Stick, RV, & Williams, S. (2010). Karbohidrat: molekul penting kehidupan. Elsevier.