Формула мальтозы: происхождение, состав и свойства

Мальтоза - удивительное соединение, которое играет важную роль в организме человека. Откуда берется этот сахар? Давайте разберемся!

Происхождение мальтозы

В природе мальтоза встречается в составе различных организмов. Основные ее источники:

• Проросшие семена злаковых растений (овес, рожь, пшеница)
• Плоды некоторых растений (томаты)
• Мед
• Пыльца цветков

В живых организмах мальтоза образуется в результате ферментативного расщепления полисахаридов - крахмала и гликогена. Этот процесс катализируют ферменты амилазы.

Биосинтез самой мальтозы из других соединений известен лишь для некоторых видов бактерий. Он протекает из β-D-глюкопиранозилфосфата и D-глюкозы.

Для промышленного производства чаще всего используют зерна овса. Их предварительно замачивают, обрабатывают ферментами, измельчают и подвергают осахариванию. После ряда технологических стадий получают кристаллический порошок мальтозы.

Основная физиологическая роль мальтозы - быть источником энергии. При метаболизме она расщепляется до глюкозы, которая используется для жизнедеятельности клеток.

Химический состав и строение

По химическому строению мальтоза относится к углеводам и является дисахаридом. Ее молекула состоит из двух остатков глюкозы, соединенных гликозидной связью. Элементарный состав и молекулярная формула:

• Углерод (C) - 12 атомов
• Водород (H) - 22 атома
• Кислород (O) - 11 атомов
• Молекулярная формула: C₁₂H₂₂O₁₁

Различают несколько структурных форм мальтозы:

1. α-мальтоза (циклическая форма из 2 остатков α-глюкозы)
2. "мальтоза структурная формула" (циклическая форма из остатков α-глюкозы и β-глюкозы)
3. Открытая цепная форма из 2 остатков D-глюкозы

Формула мальтозы обладает следующими физико-химическими свойствами:

Химическая формула мальтозы вступает в различные химические реакции, например:

• Гидролиз (расщепление на глюкозу)
• Восстановление гидроксида меди (II) до оксида меди (I)
• Реакция "серебряного зеркала" с аммиачным раствором оксида серебра

Получение мальтозы в лабораторных условиях

Для синтеза мальтозы в лаборатории используют следующие реагенты:

• Крахмал
• Разбавленные кислоты (серная, соляная)
• Ферменты амилазы
• Декстрины

Необходимое оборудование:

1. Лабораторные колбы и стаканы
2. Магнитные мешалки и нагреватели
3. Химические весы
4. Сушильный шкаф
5. Фильтры и воронки

Пошаговая методика получения:

1. Приготовить 10%-ый водный раствор крахмала
2. Подкислить раствор серной кислотой до pH 4-5
3. Добавить амилазу и выдерживать смесь при 50°C в течение 1 часа
4. Отфильтровать и выделить осадок декстринов
5. Повторно обработать декстрины ферментами при 55°C
6. Выпарить, высушить и растереть в порошок

Пищевая ценность и физиологическое действие

Мальтоза обладает высокой калорийностью, но не содержит белков, жиров и пищевых волокон:

• Калорийность: 362 ккал на 100 г
• Углеводы: 95 г на 100 г

В составе мальтозы отсутствуют витамины и минеральные вещества.

Основное физиологическое действие мальтозы - это обеспечение организма энергией. При метаболизме она расщепляется до глюкозы.

Применение мальтозы

Мальтозу применяют:

• Как подсластитель в пищевой промышленности
• Для приготовления солодового сиропа и патоки
• В производстве кваса, пива, виски, вина
• При выпечке хлеба для улучшения структуры и вкуса
• Для получения уксусной кислоты брожением

Суточные нормы потребления мальтозы

Суточная потребность в мальтозе зависит от возраста, пола и образа жизни человека. В среднем рекомендуемые нормы составляют:

• Дети до 10 лет - 30-50 г/сутки
• Женщины - 70-90 г/сутки
• Мужчины - 80-100 г/сутки

Превышение этих доз может привести к негативным последствиям.

Побочные эффекты избыточного потребления мальтозы

Превышение рекомендуемых норм потребления мальтозы может вызывать следующие негативные последствия:

• Ожирение
• Сахарный диабет
• Гипертонию
• Кариес
• Расстройства пищеварения (диарея, метеоризм)

Поэтому важно контролировать суточную дозу употребляемой мальтозы и не превышать рекомендуемые нормы.

Продукты с высоким содержанием мальтозы

Наиболее богаты мальтозой следующие продукты:

1. Мальтозный и паточный сироп
2. Солод
3. Мед
4. Хлеб из ржаной муки
5. Пиво и квас
6. Крупы (овес, ячмень)
7. Мороженое

Рекомендуется учитывать содержание мальтозы в этих продуктах при составлении рациона питания.

Заменители мальтозы

Для людей с непереносимостью мальтозы подходят следующие сахарозаменители:

• Фруктоза
• Сорбит
• Ксилит
• Стевия
• Аспартам

Они могут использоваться для подслащивания напитков и приготовления десертов.

Ферментативный гидролиз мальтозы в организме

В пищеварительном тракте мальтоза подвергается действию фермента мальтазы (α-глюкозидазы). В результате этой реакции мальтоза расщепляется на две молекулы глюкозы, которые затем всасываются в кровь.