WYKŁAD 6-8 06.11. - 27.11.19.

Prezentacja na temat: "WYKŁAD 6-8 06.11. - 27.11.19."— Zapis prezentacji:

1 WYKŁAD 6-8

2 SACHARYDY (Węglowodany)

3 Acetylokoenzym A Metabolizm żywności ŻYWNOŚĆ TŁUSZCZE SACHARYDY BIAŁKA
Kwasy tłuszczowe, glicerol Glukoza, inne cukry Aminokwasy -utlenianie glikoliza Acetylokoenzym A

4 Klasyfikacja sacharydów
Monosacharydy (cukry proste) Glukoza Mannoza Ryboza Oligosacharydy Sacharoza Laktoza Maltoza Polisacharydy Skrobia Celuloza Pektyny Nie hydrolizują do mniejszych cząsteczek Hydrolizują do prostych cukrów. Zawierają 2-10 monoocukrów połączonych wiązaniami glikozydowymi Hydrolizują do prostych cukrów. Zawierają setki lub tysiące połączonych wiązaniami glikozydowymi monosacharydów

5 (Cukry proste, monocukry)
MONOSACHARYDY (Cukry proste, monocukry)

6 Budowa monosacharydów
aldoheksoza ketoheksoza aldopentoza

7 Aldozy

8 Ketozy

9 Reakcja grupy karbonylowej z alkoholami

10 Cyklizacja hydroksyaldehydów

11 Cyklizacja aldoz i ketoz

12 Konformacja pierścienia piranozowego

13 Konformacja pierścienia furanozowego

14 Mutarotacja monosacharydów
glukoza 64% 36% [α]D 18.7˚ [α]D 112˚ 20 listopad 2019 w stanie równowagi [α]D 52.7˚

15 Mutarotacja monosacharydów
galaktoza 64% 32% [α]D 52.8˚ [α]D ˚ w stanie równowagi [α]D 80.2˚

16 Mutarotacja monosacharydów
mannoza 33% 67% [α]D -17˚ [α]D 29.3˚ w stanie równowagi [α]D 14.5˚

17 Mutarotacja monosacharydów
fruktoza 4% 20% 76% w stanie równowagi [α]D -92˚

18 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

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

20 Enolizacja (izomeryzacja)

21 Redukcja do alditoli D-glucitol (sorbitol)

22 Utlenianie do kwasów aldonowych

23 Utlenianie do kwasów aldarowych

24 Utlenianie do kwasów alduronowych

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

26 Powstawanie acetali

27 Reakcje monosacharydów z alkoholami powstawanie glikozydów (acetali)
Cykliczny hemiacetal Glukozyd (acetal) Istnieje w 2 formach – α i β Brak mutarotacji Trwały w środ. zasadowym Hydrolizuje w środ. kwaśnym

28 Estry monosacharydów Penta-O-acetyloglukoza R = CH3

29 Etery monosacharydów Penta-O-metyloglukoza

30 Etery monosacharydów TMS-Cl = trimetylochlorosilan
Penta-O-trimetylosililoglukoza Lotne trimetylosililowe pochodne – analiza metodą GC, GC-MS

31 OLIGOSACHARYDY

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

33 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

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

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

36 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 27 liswtopad 2019

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

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

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

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

41 Reakcje oligosacharydów
pH<3 Polimeryzacja Anhydrosacharydy Enolizacja Dehydratacja pH>7 Enolizacja Izomeryzacja Fragmentacja Wtórne reakcje produktów fragmentacji

42 Powstawanie glikozydów (polimeryzacja,rewersja)
gencjobioza izomaltoza

43 Anhydrosacharydy – wewnątrzcząsteczkowe glikozydy

44 Enolizacja połączona z dehydratacją

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

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

47 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

48 Skutki reakcji 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 Nastepuje sieciowanie białek

49 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) Obecność jonów metali przejściowych Cu(I), Fe (II).

50 Jak powstaje akryloamid w żywności? (temp. 120-200°C)
Działanie neurotoksyczne oraz kancerogenne

51 - Powstawanie substancji zapachowych
podczas ogrzewania sacharydów z aminokwasami aminokwas glukoza skrobia celuloza - karmelowy Alanina kawowy Kwas asparaginowy chlebowy Fenyloalanina czekoladowy kwiatu lilii Glicyna czek.-owocowo-kakaowy Glutamina czekoladowo-kakaowy Leucyna trawiasty Lizyna pieczonych ziemniaków placków cebulowych Walina owocowy

52 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

53 CYKLODEKSTRYNY n = 6, 7, 8 reszt glukozy -cyklodekstryna n=8

54 CYKLODEKSTRYNY -cyklodekstryna n=7

55 CYKLODEKSTRYNY

56 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