(Mono- i oligosacharydy)

Prezentacja na temat: "(Mono- i oligosacharydy)"— Zapis prezentacji:

1 (Mono- i oligosacharydy)
WYKŁAD 4 (Mono- i oligosacharydy)

2 (Cukry proste, monocukry)
MONOSACHARYDY (Cukry proste, monocukry)

3 Aldozy

4 Ketozy

5 Reakcja grupy karbonylowej z alkoholami

6 Cyklizacja hydroksyaldehydów

7 Cyklizacja aldoheksoz i ketoheksoz

8 Konformacje pierścieni piranozowego i furanozowego
β-D-glukopiranoza β-D-fruktofuranoza

9 Mutarotacja monosacharydów
glukoza [α]D 18.7˚ [α]D 112˚ w stanie równowagi [α]D 52.7˚

10 Mutarotacja monosacharydów
galaktoza [α]D 52.8˚ [α]D ˚ w stanie równowagi [α]D 80.2˚

11 Mutarotacja monosacharydów
mannoza [α]D -17˚ [α]D 29.3˚ w stanie równowagi [α]D 14.5˚

12 Mutarotacja monosacharydów
fruktoza w stanie równowagi [α]D -92˚

13 Skład równowagowy cyklicznych form monocukrów
w roztworze wodnym Temperatura -piranoza -piranoza -furanoza -furanoza D-glukoza 20C 36 64 - D-mannoza 67 33 D-galaktoza 32 1 3 D-ryboza 40C 20 56 6 18 D-ksyloza 35 65 D-fruktoza 76 4

14 Reakcje monosacharydów
redukcja – alditole utlenianie – kwasy aldonowe, laktony utlenianie – kwasy aldarowe, laktony utlenianie – kwasy uronowe reakcje z nukleofilami azotowymi reakcje z alkoholami – glikozydy (acetale) acetylowanie metylowanie – etery etery TMS estry z kwasami tłuszczowymi (cukry i alditole – detergenty) pH<3 enolizacja, dehydratacja pH>7 enolizacja, fragmentacja, wtórne reakcje aldolowe

15 Redukcja do alditoli D-glucitol (sorbitol)

16 Enolizacja (izomeryzacja)

17 Utlenianie do kwasów aldonowych

18 Utlenianie do kwasów aldarowych

19 Utlenianie do kwasów alduronowych

20 Reakcje z nukleofilami azotowymi
Imina (zasada Schiffa) Aminoaldoza Aldoza

21 Powstawanie acetali

22 Reakcje monosacharydów z alkoholami powstawanie glikozydów (acetali)
glukozyd Brak mutarotacji Trwałe w środ. zasadowym Hydrolizują w środ. kwaśnym

23 Estry monosacharydów Penta-O-acyloglukoza

24 Etery monosacharydów Penta-O-metyloglukoza

25 TMS-Cl trimetylochlorosilan
Etery monosacharydów Penta-O-trimetylosililoglukoza TMS-Cl trimetylochlorosilan (CH3)3SiCl Lotne trimetylosililowe pochodne – analiza metodą GC, GC-MS

26 OLIGOSACHARYDY

27 Reakcje z alkoholami – glikozydy (acetale) gdy R jest monosacharydem
Wiązanie glukozydowe β-D-glukozyd Disacharyd gdy R jest monosacharydem

28 Disacharydy glukozy Maltoza: α-D-Glup-(1→4)-D-Glup
Izomaltoza: α-D-Glup-(1→6)-D-Glup Celobioza: β-D-Glup-(1→4)-D-Glup Gencjobioza: β-D-Glup-(1→6)-D-Glup Trehaloza: α-D-Glup-(1→1)-α-D-Glup

29 Właściwości redukujące i mutarotacja disacharydów
Disacharydy redukujące, wykazują mutarotację, występują w dwóch formach anomerycznych

30 Właściwości redukujące i mutarotacja disacharydów
trehaloza Disacharyd nieredukujący - nie ma form anomerycznych, nie wykazuje mutarotacji

31 Disacharydy w żywności
Sacharoza: α-D-Glup-(1→2)-β-D-Fruf Laktoza: β-D-Galp-(1→4)-D-Glup Maltoza: α-D-Glup-(1→4)-D-Glup Celobioza: β-D-Glup-(1→4)-D-Glup

32 Sacharoza: α-D-Glup-(1→2)-β-D-Fruf
Disacharyd nieredukujący

33 Laktoza: β-D-Galp-(1→4)-D-Glup
α/β Disacharyd redukujący

34 Maltoza: α-D-Glup-(1→4)-D-Glup
α/β Disacharyd redukujący

35 Celobioza: β-D-Glup-(1→4)-D-Glup
α/β Disacharyd redukujący

36 Reakcje oligosacharydów
pH<3 Hydroliza Polimeryzacja Anhydrosacharydy Enolizacja Dehydratacja pH>7 Enolizacja Izomeryzacja Fragmentacja Wtórne reakcje produktów fragmentacji 24 listopada 2018

37 Powstawanie glikozydów (polimeryzacja,rewersja)
gencjobioza izomaltoza

38 Anhydrosacharydy – wewnątrzcząsteczkowe glikozydy

39 Enolizacja połączona z dehydratacją

40 Produkty dehydratacji mono- i oligosacharydów
(Pochodne furanu i piranu)

41 Reakcje cukrów w środowisku zasadowym (pH > 7)
Szybsza enolizacja Izomeryzacja Degradacja do reaktywnych związków karbonylowych ulegających kondensacji aldolowej, reakcji Canizarro

42 Reakcje sacharydów redukujących z aminami
(reakcja Maillarda - nieenzymatyczne brązowienie) Powstają brązowe pigmenty (melanoidyny) Powstają lotne substancje zapachowe Powstają substancje smakowe Powstają substancje o właściwościach redukujących (zapobiegające lub opóźniające utlenianie) Straty niezbędnych aminokwasów (lizyna, arginina) Powstaje akryloamid Powstają substancje powodujące sieciowanie białek

43 Jak powstaje akryloamid w żywności? (temp. 120-200°C)
Działanie neurotoksyczne oraz kancerogenne 9 grudzień 2017

44 Czynniki wpływające na szybkość reakcji Maillarda
Podwyższona temperatura – wzrost szybkości reakcji Odczyn środowiska (obniżenie pH zmniejsza szybkość reakcji) ) Aktywność wody (maksimum szybkości reakcji przy aktywności wody ) Rodzaj sacharydu (glukoza reaguje szybciej niż fruktoza) Obecność dwutlenku siarki lub jonów HSO3- (zmniejszenie szybkości reakcji)

45 Karmelizacja sacharydów
(Reakcje w temperaturze > 100C) Brunatno zabarwione polimery (melanoidyny) Lotne substancje zapachowe Substancje smakowe Karmele – stosuje się do barwienia i aromatyzowania żywności - powstawanie karmelu katalizują kwasy, zasady, sole prowadząc do produktu o odmiennych właściwościach i zastosowaniu

46 Właściwości sensoryczne mono- i disacharydów
Względna słodkość (stęż. wagowe) (stęż. molowe) Sacharoza 1.00 Glukoza 0.76 0.40 Fruktoza 1.52 0.80 Galaktoza 0.50 0.26 Mannoza 0.45 0.24 Maltoza 0.43 Laktoza 0.33 Ksylitol - Sorbitol (glucitol) 0.60

47 CYKLODEKSTRYNY n = 6, 7, 8 -cyklodekstryna n=8

48 CYKLODEKSTRYNY -cyklodekstryna n=7

49 CYKLODEKSTRYNY

50 CYKLODEKSTRYNY    Masa cząsteczkowa Średnica zewnętrzna [nm]
Wymiary wnęki Rozp. w H2O [g/kg]  972 1.52 129.5  1134 1.66 18.4  1296 1.77 249.2