Oligoglucide

Oligoglucide

Oligogucidele sunt ozide, care rezulta in urma condensarii a 2-7 molecule de monoglucide, cu eliminare de apa si aparitia unor legaturi de tip eteric, numite legaturi glicozidice. Eliminarea de apa are loc intre hidroxilul semiacetalic si o grupare hidroxil alcoolica, sau intre gruparile hidroxilice semiacetalice a moleculelor de monoglucide.

Dupa numarul resturilor de monoglucide prezente in molecula oligoglucidei, se disting: diglucide, triglucide, tetraglucide, etc.

Dupa modul de eliminare a moleculei de apa, distingem doua tipuri de oligoglucide:

a)     reducatoare, si

b)     nereducatoare.

a)     Daca eliminarea de H₂O se face intre un - OH semiacetalic a unei molecule de oza si un - OH alcoolic al celeilalte monoglucide, ia nastere o oligoglucida cu caracter reducator, deoarece un hidroxil semiacetalic ramane liber si se poate oxida cu usurinta. Eliminarea apei se poate face prin participarea oricarui hidroxil alcoolic a celei de-a doua monoglucide. Legatura glicozidica realizata astfel, poarta numele de legatura monocarbonilica sau ozidica. O astfel de legatura o intalnim in maltoza si de aceea diglucidelr reducatoare mai poarta denumirea de oligoglucide de tip maltozic. Aceasta legatura poate fi orientata in α sau in β, in functie de pozitia sterica a hidroxilului semiacetalic implicat in aceasta legatura.

b)     Daca eliminarea de apa se face intre hidroxilii semiacetalici a celor doua

monoglucide, ia nastere o oligoglucida cu caracter nereducator, deoarece ambele grupari - OH reducatoare sunt blocate prin implicarea lor in formarea legaturii intre ozele respective. Legatura realizata poarta numele de legatura dicarbonilica sau diozidica. Acest tip de legatura este intalnit in trehaloza (diglucida prezenta in unele ciuperci), de aceea poarta si denumirea de oligoglucide tip trehalozic.

In oligoglucidele naturale monoglucidele componente se gasesc sub forma ciclica piranozica si mai rar furanozica (D-fructoza). Legatura dintre monoglucide poate fi α- sau β-glicozidica.

Oligoglucidele prezinta unele caracteristici comune, si anume:

sunt substante incolore, cristalizate, solubile in apa si insolubile in solventi organici si au gust dulce;

contin atomi de carbon asimetrici, deci prezinta activitate optica;

proprietatile chimice ale oligoglucidelor sunt in general cele intalnite la monoglucide;

oligoglucidele reducatoare se pot oxida la hidroxilul semiacetalic liber;

principala proprietate chimica a oligoglucidelor este hidroliza acida sau enzimatica, in urma careia se obtin monoglucide componente. Enzimele care scindeaza legaturile ozidice sunt din clasa hidrolazelor (glicozidaze si fosforilaze).

1. Diglucide

Diglucidele sunt cele mai importante si mai raspandite oligoglucide. Ele apar cu precadere in regnul vegetal si mai putin in cel animal. Diglucidele cele mai importante sunt maltoza,celobioza si zaharoza in plante si lactoza din lapte.

Diglucidele au formula generala C₁₂H₂₂O₁₁.

Diglucidele reducatoare prezentand in molecule un hidroxil semiacetalic liber, se pot oxida. Hidroxilului semiacetalic nu i se poate stabili o configuratie ( α sau β ), cele doua forme aflandu-se in echilibru, din acest motiv legatura se prezinta sub forma ondulata.

Diglucidele reducatoare prezinta fenomenul de mutarotatie si formeaza osazone.

1.1. Maltoza

Rezulta din condensarea a doua molecule de glucoza. Eliminarea de apa se face intre - OH semiacetalic (C₁), ce se afla in pozitie α a unei molecule si - OH alcoolic (C₄) a celeilalte molecula de glucoza, stabilindu-se o legatura 1,4-α-glicozidica. Formula structurala este urmatoarea:

Maltoza se gaseste in semintele de cereale supuse germinarii si se formeaza prin hidroliza amidonului sub actiunea enzimei specifice amilaza. In cantitati mari se gaseste in orzul incoltit (malt). Maltoza apare de asemenea, ca produs intermediar in degradarea enzimatica a glicogenului, deci maltoza reprezinta unitatea diglucidica constitutiva a amidonului si glicogenului.

Maltoza se poate oxida, iar sub actiunea acizilor sau a enzimei maltaza se scindeaza hidrolitic in doua molecule de D-glucoza. Ea poate fi fermentata de catre drojdii.

1.2. Izomaltoza

Este o diglucida prezenta in structura amidonului si glicogenului, fiind constituita din doua molecule de α-D-glucoza, intre care se stabileste o legatura 1,6-α-glicozidica.

1.3. Celobioza

Este o diglucida reducatoare, formata din doua molecule de β-D-glucoza, intre care se stabileste o legatura 1,4-β-glicozidica . Ea se gaseste in organismul unor animale inferioare (melci, viermi, omizi). Apare de asemenea, in stomacul ierbivorelor in urma degradarii celulozei in prezenta microflorei ruminale. Celobioza este unitatea diglucidica din structura celulozei. Ea nu poate fi fermentata de catre drojdii, ci numai de catre unele microorganisme.

1.4. Lactoza

Este o diglucida reducatoare, formata prin condensarea unei molecule de β-galactoza cu o molecula de α-glucoza. Legatura monocarbonilica se realizeaza intre - OH semiacetalic al moleculei de galactoza (C₁) si - OH alcoolic de la C₄ al moleculei de glucoza .

Lactoza se gaseste in lapte (4-7 %) si de aceea se numeste zahar de lapte. Ea se sintetizeaza in glanda mamara si este singura diglucida reducatoare, care se gaseste in stare libera. In cantitati mici apare si in fructele tropicale. Este o substanta cristalina, solubila in apa. Sub actiunea acizilor sau a enzimei lactaza din intestin, lactoza este hidrolizata intr-o molecula de galactoza si una de glucoza. In conditii normale galactoza este convertita in glucoza, in prezenta unei enzime. Cand aceasta enzima lipseste, galactoza se acumuleaza in sange si apare o maladie denumita galactozemie, care este de natura genetica si poate avea consecinte fatale. Lactoza nu este fermentata de drojdii, insa unele microorganisme (Bacterium lactis acidi si Streptococcus lactis) produc fermentatia lactica a acesteia, iar unele ciuperci produc fermentatia alcoolica a lactozei. Lactoza se obtine din zer, dupa prealabila precipitare a cazeinei (proteina).

Diglucidele nereducatoare, neprezentand in molecule gruparea hidroxil semiacetalica libera, nu se pot oxida, nu prezinta fenomenul de mutarotatie si nu formeaza osazone.

1.5. Zaharoza

Este o diglucida nereducatoare, formata prin condensarea unei molecule de α-glucoza si o molecula de β-fructoza. Legatura dicarbonilica se formeaza intre hidroxilii semiacetalici de la C₁ a glucozei si C₂ a fructozei.

Ea se mai numeste zahar de trestie sau zahar de sfecla, pentru ca se obtine industrial din aceste surse. Este larg raspandita in regnul vegetal in cantitati mici. Se prezinta sub forma de cristale incolore, usor solubile in apa si insolubile in solventi organici. Este dextrogira. Sub actiunea acizilor sau a enzimei zaharaza, zaharoza se scindeaza hidrolitic intr-un amestec echimolecular de glucoza si fructoza, care poarta numele de zahar invertit. Fenomenul se numeste invertire, deoarece solutia de zaharoza roteste planul luminii polarizate spre dreapta, pe cand zaharul invertit il roteste spre stanga, datorita faptului ca fructoza are unghiul de rotatie negativ si mai mare decat glucoza.

Zaharoza este fermentata de catre drojdii, intrucat este hidrolizata in prealabil de catre invertaza (zaharaza). In organism zaharoza este hidrolizata de catre α-glicozidaza    si β-fructozidaza, care se gasesc in sucul intestinal.