Carbohydate

Polysaccharide

Homopolysaccharide – Pentosane
Hexosane

Homopolysaccharide – Pentosane

Komplexe Kohlenhydrate, polymerisierte Anhydride von einfachen Zuckern, d. H. Ketten von Monosaccharidrüsten, jede Verknüpfung gebildet durch die Eliminierung eines Moleküls von H2O (glykosidische Bindungen).

Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, normalerweise unlöslich in H2O. Hydrolyse durch Säuren oder Enzyme erzeugt kleinere Zwischenmoleküle und schließlich die Monosaccharide. Quantitativ sind sie die wichtigsten Kohlenhydrate.

Homopolysaccharide – bestehend aus nur einem Zuckertyp, der auch als Homoglykane bezeichnet wird.

1. Pentosane: Ergeben Pentosezucker bei Hydrolyse

  • Xylane
  • Arabane

Diese Polymere sind B-gebunden und durch Säugerenzyme nicht abbaubar.

Xylane sind in Luzerne verbreitet und Arabane sind in Holz, Nüssen und etwas Gemüse vorhanden. Sie werden normalerweise nicht frei gefunden, sondern als Mischungen in Heteropolysacchariden, insbesondere Hemicellulose, wo Heteroxylane Arabinose-verknüpfte Seitenketten haben.

Hexosane

2. Hexosane: Ergeben Hexosezucker bei Hydrolyse.

Diese Gruppe umfasst Stärke, Cellulose, Dextrine und Glykogen; seltener sind Fructane, Galactane und Mannane.

a. Stärke: Glucan, Reservematerial, das in Knollen, Rhizomen, Wurzeln und Samen vorkommt, mit geringen Mengen in Trieben, Stängeln und Blättern, einige in Früchten, die sich bei der Reifung in Zucker verwandeln. Samen können bis zu 70% Stärke enthalten. Zuckermais scheint stärker zu werden, wenn er reift. Stärke existiert als eine Mischung aus zwei Molekülen: Amylose und Amylopektin. Amylose : bildet eine geradkettige Helix von Glucoseeinheiten, die durch a-1, 4-Bindungen verbunden sind, Molekulargewicht 10.000 bis 100.000; durchschnittlich 200 Glucoseeinheiten.

a-1, 4 Verknüpfungen

Die sich wiederholende Einheit ist Maltose. Amylose macht zwanzig bis dreißig Prozent der gesamten Stärke in Getreide und Wurzeln aus, die Menge wird genetisch kontrolliert und nimmt mit der Reife zu.

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Amylopektin: ein verzweigtes Glucosepolymer in Form von Ästen eines Baumes mit Ketten von:
a-1, 4 verknüpften Glucoseresten (20-30), die durch
a-1, 6 Bindungen vernetzt sind,
Molekulargewicht nähert sich 1.000.000 und ist eines der größten Moleküle in der Natur.
In Pflanzen kommt Stärke in Form von ausgeprägten Granulaten mit charakteristischen Strukturen vor. Dies bietet eine Möglichkeit, Rohstärken unter dem Elektronenmikroskop zu identifizieren.

Diese Struktur beeinflusst auch die Geschwindigkeit, mit der Stärke durch Enzyme – Amylasen – wie bakterielle a-Amylase, Rinder- oder Schweine-Pankreas-Amylase, Diastase in gemälzten Körnern verdaut wird. Rohe Kartoffelstärke ist sehr resistent gegen Säugetierhydrolyse, daher sollte sie zuerst gekocht werden. Bei vollständiger Hydrolyse produziert Stärke Dextrine, gefolgt von Maltose und schließlich Glucose.

Stärke ist in kaltem Wasser unlöslich, aber wenn sie mit Wasser erhitzt wird, quellen die Körner durch Absorption von Wasser auf und platzen schließlich und werden zu einer gallertartigen Lösung (Gelatinierung). Die Menge der Schwellung ist der Grad der Gelatinierung. Wenn Getreidekörner für Tierfutter verarbeitet werden, führt die Verarbeitung zu unterschiedlichen Gelatinierungsgraden. Diese Gelatinierung vergrößert die Oberfläche für den Enzymangriff und erhöht daher die Angriffsrate (Dampfabblättern, Knallen, Mikronisieren).

b. Glykogen: Manchmal als tierische Stärke bezeichnet, da es das einzige Speicherkohlenhydrat ist, das bei Tieren vorkommt, und selbst dann nur in geringen Mengen in Muskel und Leber vorkommt. Wie Stärke hat es eine verzweigte Struktur, ist aber verzweigter als Stärke und hat kürzere Seitenketten. Wie Amylopektin ist es ein Glucosepolymer mit a-1, 4 und a-1, 6 Verknüpfungen, jedoch sind die Seitenketten kleiner und enthalten nur 12 Einheiten.

c. Dextrine: Eine schlecht definierte Gruppe von Zwischenprodukten, die aus der partiellen Hydrolyse von Stärke resultieren. Sie kommen als temporäre Zwischenprodukte sowohl in Pflanzen als auch in Tieren vor und sind in keimenden Samen reichlich vorhanden (Stärke liefert Energie über Dextrine und Maltose durch Einwirkung von Diastase).

Bei Tieren resultieren sie aus der Entfernung von Maltose aus Amylopektin und hinterlassen verzweigte Rückstände (Dextrine), die dann von Isomaltase angegriffen werden, um Glucose zu erhalten. Limit Dextrin wird während der Fermentation von Malzlaugen wie Bier gebildet. Bei der Herstellung von Malz wird Gerste zuerst gekeimt, getrocknet und dann bei relativ niedrigen Temperaturen gebrannt, um helles Malz herzustellen. Die Keimung aktiviert das Enzym Diastase, das die Stärke durch Entfernen der Disaccharideinheiten in Maltose umwandelt. Abbau von Amylose produziert 100% Maltose, weil es nur a-1, 4-Verknüpfungen hat, aber Amylopektin wird sowohl zu Maltose als auch zu Dextrinen abgebaut, weil Diastase die a-1, 6-Verknüpfungen nicht angreifen kann. Es ist durch sterische Behinderung begrenzt, wie nahe das Enzym an die 1-6-Vernetzung gelangen kann. Daher der Begriff Limit Dextrin. An jedem Zweig der a-1, 6-Vernetzung verbleiben etwa 3 Maltoseeinheiten. Die Maltose wird in Alkohol umgewandelt, aber das Dextrin bleibt und verleiht den Bieren Körper. Dies ist bei importierten Bieren und Homebrew auffälliger, da es in leichteren Stilen der USA entfernt wird. biere (Isomaltase wird hinzugefügt, um das Dextrin zu hydrolysieren).

d. Cellulose: Ein weiteres Glucan, das am häufigsten vorkommende pflanzliche Kohlenhydrat und ein grundlegender Bestandteil pflanzlicher Zellwände, wo es in Kombination mit Hemicellulosen und Lignin vorkommt. Cellulose ist in dicht gepackten Fibrillen organisiert. Um diese herum befinden sich Fasern, die die Zellen in eine amorphe Matrix aus Polysacchariden einwickeln und umhüllen. Dabei handelt es sich um komplexe Materialien, die artenspezifisch und von enormer Vielfalt sind. Es gibt viele Cellulosen mit unterschiedlichen Molekulargewichten, aber alle sind geradkettige Polymere in Mikrofibrillen, die durch H-Bindung vernetzt sind, wodurch sie unlöslich werden. Die sich wiederholende Einheit ist Cellobiose, b-1, 4-Glucose-Glucose. Das Molekulargewicht variiert von 200.000 bis 2 Millionen.

In Baumwolle kommt fast reine Cellulose vor. Es ist widerstandsfähiger gegen chemische Angriffe als Stärke und wird von Säugetierenzymen nicht abgebaut. Es kann durch extrazelluläre Cellulasen abgebaut werden, die von Bakterien, Pilzen und keimenden Samen ausgeschieden werden. Ernährungsphysiologisch sind die aneroben Bakterien am wichtigsten, die zum Teil im Hinterdarm aller Tiere vorkommen, aber im Pansen von Wiederkäuern (Schafen, Kühen, Ziegen, Hirschen usw.) überwiegen.). Diese Bakterien nutzen Cellulose und produzieren eine Mischung aus Fermentationsnebenprodukten, einschließlich der flüchtigen Fettsäuren (VFAs), Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure, zusammen mit Kohlendioxid.

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