Carbohydates

Polysaccharides

Homopolysaccharides–Pentosanes
Hexosanes

Homopolysaccharides–Pentosanes

Hydrates de carbone complexes, anhydrides polymérisés de sucres simples, c’est-à-dire chaînes de résidus de monosaccharides, chacun liaison formée par l’élimination d’une molécule de H2O (liaisons glycosidiques).

Composés de poids moléculaire élevé, généralement insolubles en H2O. L’hydrolyse par des acides ou des enzymes produit des molécules intermédiaires plus petites et enfin les monosaccharides constitutifs. Quantitativement, ce sont les glucides les plus importants.

Homopolysaccharides – composés d’un seul type de sucre, également appelés homoglycanes.

1. Pentosanes: Donnent des sucres pentoses à l’hydrolyse

  • Xylanes
  • Arabanes

Ces polymères sont liés B et ne sont pas dégradables par les enzymes de mammifères.

Les xylanes sont communs dans la luzerne et les arabanes sont présentes dans le bois, les noix et certains légumes. Ils ne se trouvent généralement pas libres mais en mélanges dans les hétéropolysaccharides, en particulier l’hémicellulose, où les hétéroxylanes ont des chaînes latérales liées à l’arabinose.

Hexosanes

2. Hexosanes: Donnent des sucres hexoses lors de l’hydrolyse.

Ce groupe comprend l’amidon, la cellulose, les dextrines et le glycogène; les fructanes, les galactanes et les mannanes sont moins fréquents.

a. Amidon: Glucane, matière de réserve présente dans les tubercules, les rhizomes, les racines et les graines, avec de petites quantités dans les pousses, les tiges et les feuilles, certaines dans les fruits qui se transforment en sucre à maturité. Les graines peuvent contenir jusqu’à 70% d’amidon. Le maïs sucré semble devenir plus amidonné à mesure qu’il mûrit. L’amidon existe sous la forme d’un mélange de deux molécules: l’amylose et l’amylopectine. Amylose: forme une hélice de chaîne droite d’unités de glucose liées par des liaisons a-1, 4, de poids moléculaire de 10 000 à 100 000; en moyenne 200 unités de glucose.

 a-1, 4 liaisons

L’unité répétitive est le maltose. L’amylose comprend vingt à trente pour cent de l’amidon total des grains et des racines, la quantité est contrôlée génétiquement et augmente avec la maturité.

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Amylopectine: un polymère de glucose ramifié en forme de branches d’un arbre avec des chaînes de:
a-1, 4 résidus de glucose liés (20-30) réticulés par
a-1, 6 liaisons,
Poids moléculaire approche 1 000 000 et est l’une des plus grandes molécules de la nature.
Chez les plantes, l’amidon se présente sous la forme de granules distincts aux structures caractéristiques. Ceci offre un moyen d’identifier les amidons bruts au microscope électronique.

Cette structure affecte également la vitesse à laquelle l’amidon est digéré par des enzymes – les amylases – telles que l’a-amylase bactérienne, l’amylase pancréatique bovine ou porcine, la diastase dans les grains maltés. La fécule de pomme de terre crue est très résistante à l’hydrolyse des mammifères, elle doit donc être cuite en premier. Lors de l’hydrolyse complète, l’amidon produit des dextrines suivies de maltose et enfin de glucose.

L’amidon est insoluble dans l’eau froide, mais lorsqu’il est chauffé avec de l’eau, les grains gonflent en absorbant l’eau et finissent par éclater et deviennent une solution gélatineuse (gélatinisation). La quantité de gonflement est le degré de gélatinisation. Lorsque les grains de céréales sont transformés pour l’alimentation animale, le traitement entraîne différents degrés de gélatinisation. Cette gélatinisation augmente la surface d’attaque enzymatique et donc la vitesse d’attaque (écaillage à la vapeur, éclatement, micronisation).

b. Glycogène: Parfois appelé amidon animal car c’est le seul glucide de stockage que l’on trouve chez les animaux, et même alors, il n’apparaît qu’en petites quantités dans les muscles et le foie. Comme l’amidon, il a une structure ramifiée, mais est plus ramifié que l’amidon et a des chaînes latérales plus courtes. Comme l’amylopectine, c’est un polymère de glucose avec des liaisons a-1, 4 et a-1, 6, cependant, les chaînes latérales sont plus petites et ne contiennent que 12 unités.

c. Dextrines : Groupe d’intermédiaires mal défini résultant de l’hydrolyse partielle de l’amidon. Ils se produisent comme intermédiaires temporaires chez les plantes et les animaux et sont abondants dans les graines en germination (l’amidon donne de l’énergie via les dextrines et le maltose par action de la diastase).

Chez l’animal, ils résultent de l’élimination du maltose de l’amylopectine laissant des résidus ramifiés (dextrines) qui sont ensuite attaqués par l’isomaltase pour donner du glucose. La dextrine limite se forme lors de la fermentation des liqueurs de malt, telles que la bière. Dans la production de malt, l’orge est d’abord germée, séchée puis cuite au four à des températures relativement basses pour produire du malt pâle. La germination active l’enzyme Diastase qui convertit l’amidon en maltose en éliminant les unités disaccharidiques. La dégradation de l’amylose produit 100% de maltose car elle n’a que des liaisons a-1,4, mais l’amylopectine est dégradée à la fois en maltose et en dextrines limites car la diastase ne peut pas attaquer les liaisons a-1,6. Il est limité par un obstacle stérique quant à la proximité de l’enzyme avec la réticulation 1-6. D’où le terme, limiter la dextrine. Environ 3 unités de maltose sont laissées sur chaque branche de la liaison croisée a-1,6. Le maltose est converti en alcool mais la dextrine reste et donne du corps aux bières. Ceci est plus perceptible dans les bières importées et les brassins à la maison car il est supprimé dans les styles plus légers des États-Unis. bières (l’isomaltase est ajoutée pour hydrolyser la dextrine).

d. Cellulose: Un autre glucane, l’hydrate de carbone végétal le plus abondant et un composant fondamental des parois cellulaires des plantes où il se produit en association avec les hémicelluloses et la lignine. La cellulose est organisée en fibrilles densément emballées. Autour de ces fibres se trouvent des fibres qui emmêlent et enveloppent les cellules dans une matrice amorphe de polysaccharides. Ce sont des matériaux complexes, spécifiques aux espèces et d’une grande diversité. Il existe de nombreuses celluloses de poids moléculaires différents mais toutes sont des polymères à chaîne droite, en microfibrilles, réticulés par liaison H ce qui les rend insolubles. L’unité répétitive est le cellobiose, glucose-glucose lié b-1,4. Le poids moléculaire varie de 200 000 à 2 millions.

La cellulose presque pure se trouve dans le coton. Il est plus résistant aux attaques chimiques que l’amidon et n’est décomposé par aucune enzyme mammifère. Il peut être dégradé par des cellulases extra-cellulaires sécrétées par des bactéries, des champignons et des graines en germination. Sur le plan nutritionnel, les plus importantes d’entre elles sont les bactéries anérobies qui existent dans une certaine mesure dans l’intestin postérieur de tous les animaux mais qui prédominent dans le Rumen des ruminants (moutons, vaches, chèvres, cerfs, etc.). Ces bactéries utilisent de la cellulose et produisent un mélange de sous-produits de fermentation comprenant les acides gras volatils (AGV), acétiques, propioniques et butyriques, ainsi que du dioxyde de carbone.

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