Мальтоза — дисахарид из двух глюкоз¶

Мальтоза — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы, связанных α(1→4)-гликозидной связью; относится к классу восстанавливающих сахаров, широко распространён в природе и используется в пищевой промышленности и биотехнологии.

¶Строение и свойства

Мальтоза имеет химическую формулу C₁₂H₂₂O₁₁. Молекула состоит из двух глюкозных звеньев, соединённых α-1,4-гликозидной связью между углеродом C1 первой глюкозы и C4 второй. В отличие от сахарозы, у мальтозы сохраняется свободная полуацетальная гидроксильная группа на втором глюкозном остатке, поэтому она проявляет свойства восстанавливающего сахара: даёт положительную реакцию с реактивом Фелинга, Толленса и Бенедикта.

Мальтоза — белое кристаллическое вещество, растворимое в воде, сладкое на вкус (примерно вдвое менее сладкое, чем сахароза). Обладает оптической активностью, вращает плоскость поляризации вправо. При гидролизе (под действием кислот или фермента мальтазы) распадается на две молекулы глюкозы.

¶Нахождение в природе

Мальтоза образуется при частичном гидролизе крахмала — основного запасного полисахарида растений. Крахмал состоит из амилозы (линейные цепи глюкозы, связанные α-1,4) и амилопектина (разветвлённые цепи с дополнительными α-1,6-связями). При расщеплении крахмала ферментами (амилазами) в качестве промежуточного продукта образуется мальтоза.

В небольших количествах мальтоза присутствует в мёде, солоде, прорастающих зёрнах, некоторых фруктах. В организме человека и животных мальтоза является промежуточным продуктом пищеварения крахмала: ферменты поджелудочной железы и слюны (α-амилазы) расщепляют крахмал до мальтозы, а затем фермент мальтаза тонкого кишечника гидролизует её до глюкозы, которая всасывается в кровь.

¶Получение

Промышленный способ получения мальтозы основан на ферментативном гидролизе крахмала. Солод (пророщенные ячменные зёрна) или очищенные амилазы используют для расщепления крахмального раствора. В зависимости от степени гидролиза продукт содержит различное соотношение мальтозы, мальтотриозы и декстринов. Высокомальтозные сиропы получают с использованием специальных ферментов — β-амилаз и мальтогеназ.

¶Применение

Мальтоза и мальтозные сиропы находят широкое применение:

• Пищевая промышленность — в качестве подсластителя, стабилизатора и текстурообразователя в производстве кондитерских изделий, мороженого, пива, хлебобулочных изделий. Мальтозный сироп придаёт продуктам блеск и предотвращает кристаллизацию сахаров.
• Пивоварение — мальтоза является основным сбраживаемым сахаром сусла; дрожжи преобразуют её в спирт и углекислый газ.
• Микробиология и биотехнология — мальтоза используется как источник углерода в питательных средах для культивирования микроорганизмов, в частности дрожжей и актиномицетов.
• Медицина и биохимия — применяется в лабораторных исследованиях, в составе растворов для внутривенного питания.

¶Мальтоза и здоровье

Мальтоза имеет гликемический индекс выше, чем у глюкозы, — её усвоение приводит к быстрому повышению уровня сахара в крови. При недостаточности фермента мальтазы (редкое наследственное заболевание — мальтазная недостаточность) наблюдается непереносимость мальтозы с симптомами диареи, вздутия и болей в животе после приёма крахмалистой пищи.

¶Интересные факты

• Мальтоза была впервые выделена из солода (от нем. Malt — солод) в XIX веке, отсюда её название.
• Слово «мальтоза» и «мальтаза» происходят от одного корня, что отражает связь сахара и фермента, его расщепляющего.
• Мальтоза менее сладкая, чем сахароза, поэтому используется в диетических продуктах как заменитель сахара.

Источники:

• Химическая энциклопедия / Под ред. И. Л. Кнунянца. — М.: Большая Российская энциклопедия.
• Фрумкин А. Н. Биохимия. — М.: Высшая школа.
• Гаврилов А. И., Кузнецов С. Г. Биохимия. — СПб.: Химиздат.
• Справочник по химии сахаров / Под ред. Н. К. Кочеткова. — М.: Наука.