二糖類｜構造、機能、例、リスト

はじめに

二糖類は二つの単糖のサブユニットからなる炭水化物であり、その構造、機能、例、リストは次のとおりです。彼らは、単糖の源として機能します。

このノートでは、二糖類の構造、分類、および特性について説明します。また、いくつかの重要な二糖類について詳しく勉強します。

生成

前述したように、二糖類は2つの単糖サブユニットが結合したときに作られます。 2つの類似あるいは異なる単糖分子がグリコシド結合を介して結合して2糖が形成される。

構造

二糖の構造は単糖のそれと非常によく似ている。また、複数の水酸基とアルデヒドまたはケトンのような官能基から構成されている。唯一の違いは、2つの分子をつなぐグリコシド結合があるかないかである。

グリコシドブリッジ

グリコシドブリッジまたは結合では、2つの異なる分子の2つの炭素原子が酸素原子を用いて結合される。酸素原子はグリコシド結合において、2つの異なる単糖類分子の2つの異なる炭素をつなぐ橋として作用する。

特性

以下は二糖類の一般的な特性です。

水溶性

多数の水酸基の存在により、二糖類は水に容易に溶けることができます。これらの水酸基は、水溶液に溶けたとき、水分子と水素結合を形成する。

極性

二糖類は極性化合物である。二糖の極性は炭素原子に結合した豊富な水酸基と水素原子に起因する。二糖類中の各水酸基は部分的に負電荷を帯び、各水素原子は部分的に正電荷を帯びている。

単糖類と同じように甘い味を持つ。家庭や産業界では、単糖類よりも甘味料としてよく使われている。スクロースはテーブルシュガーとも呼ばれ、その一例です。

拡散能力

二糖類は、細胞膜に存在する孔や開口部の大きさより大きな分子である。従って、細胞膜を通過することができない。ある細胞から別の細胞へ輸送されるためには、単糖に分解される必要がある。

二糖の一般的な構造と性質を勉強したので、次に自然界で見られる一般的で重要な二糖の議論に移ろう。

スクロース

スクロースは二糖類に属する最も重要な炭水化物である。テーブルシュガーまたはサトウキビ糖としても知られています。分子式はC12H22O11で、

構造

グルコースとフルクトース分子がグリコシド結合で結合したもので、グルコースとフルクトースから構成されています。このグリコシド結合は、グルコースの炭素1とフルクトースの炭素2の間に形成されている。 2つの分子の官能基の間に形成される。

ショ糖のフルクトース分子はβ配向であるのに対して、グルコース分子はα配向である。 α配向では、アノマー炭素のOH基が環の6番目の炭素と反対側に配向している。一方、β配向では、アノマー炭素のOH基は6番目の炭素と同じ環の側にある。 (アノマー炭素はアルデヒドまたはケトン官能基の炭素原子）

このように、スクロースのグリコシド結合はα-1β-2グリコシド結合と呼ばれている。

物性

ショ糖は次のような物性を持つ。

グルコースより甘みが強い。
水に溶ける。
外観は白色の結晶性の固体である。
還元剤として働く遊離の官能基がないため、非還元糖である。
光を通すと正しい方向に曲げることができることを意味するデキストロトリーである。
加水分解によりグルコースとフルクトースを生成する。

原料

ショ糖は主に果物や花蜜から得られます。スクロースの量は熟した果実で多く、果実が熟すにつれて減少します。ショ糖はサトウキビに多量に含まれています。このため、サトウキビ糖とも呼ばれる。

消化

人体では、ショ糖は小腸でインベルターゼまたはスクラーゼという酵素により消化されます。この酵素はスクロースをグルコースとフルクトース分子に分解し、血液中に吸収されて肝臓に運ばれ、代謝される。

用途

以下は、ショ糖の商業的および家庭的用途です。

食卓糖として使用される
菓子やデザートに甘味料として使用される
ショ糖の用途は次のとおりです。
転化糖シロップを作るのに使われます。

ショ糖を水の存在下で加熱すると、倒立型シュガーシロップが作られます。化学的に結合していない同量のグルコースとフルクトースから構成されています。ショ糖、ブドウ糖、果糖よりも甘味が強いため、甘味料として産業界でよく使用されています。

ラクトース

ラクトースも人間がよく口にする重要な二糖類である。乳糖とも呼ばれる。分子式はスクロースと同じC12H22O11です。

構造

乳糖は、グルコースとガラクトースがグリコシド結合で結合したものであります。グルコースの1番目の炭素とガラクトースの4番目の炭素が結合しているため、C1-C4グリコシド結合である。

ラクトースではグルコースとガラクトースの分子がともにα配向している。したがって、両者のグリコシド結合はα1-4グリコシド結合とも呼ばれる。

性質

乳糖は結晶性の白色固体で、次のような性質があります。

水に溶けますが、ショ糖より溶解度が低いです。
スクロースより甘味が少ない。
また、光線を右に回転させるデキストロトリー性がある。

起源

ショ糖とは逆に、乳糖は純粋に動物性である。哺乳類の乳腺で作られるだけである。その合成に必要な酵素は、泌乳期にのみ活性化される。乳糖は、牛乳や牛乳、山羊乳、人乳などの乳製品に含まれる最も豊富な糖である。

消化される

人体では、小腸に存在するラクターゼ酵素によって消化されます。その後、グルコースとガラクトース分子は肝臓に送られ、さらに代謝されます。

用途

砂糖として粉ミルクに使用される
成分として医薬品産業で使用される
飲料産業でスタウトベアを甘くするために使われる

乳糖不耐性

乳糖不耐は牛乳または牛乳製品の消費後に一部の人々で発症する医学的状態である。一部の人々は、消化器官にラクターゼ酵素をもともと持っていないため、乳糖を消化することができません。そのような人が牛乳や乳製品を摂取すると、消化されない乳糖が消化管に残ってしまう。乳糖の浸透圧効果によって水分の吸収が悪くなり、下痢をするようになる。乳糖不耐症に関連するその他の徴候や症状は、腹部膨満感、痙攣、鼓腸、嘔吐などである。

ラクチュロース

ラクチュロースは、医学的に重要な人工二糖類である。自然界には存在せず、製薬会社によって人工的に作られます。

構造

ガラクトースとフルクトース分子がβ1-4グリコシド結合で結合したものです。ラクチュロースはガラクトースとフルクトース分子がともにβ方向に配向している。

用途

人体には、ラクチュロースを消化する酵素が存在します。医学的には便秘と肝性脳症の2つの症状で使用される。

ラクチュロースは、消化管での水分子の吸収を防ぐ浸透圧作用により、便秘を解消するのに役立ちます。

また、アンモニアをアンモニウムイオンの形で捕捉するため、肝性脳症にも有効です。腸内細菌叢は、発酵の過程でラクチュロースを乳酸に変換します。このように作られた酸性の環境は、アンモニア分子をアンモニウムイオンに変換する。このアンモニウムイオンは血液に吸収されず、便と一緒に排泄される。

マルトース

マルトースは自然界にあまり存在しない二糖類である。分子式は乳糖やショ糖と同じC12H22O11です。

構造

マルトースはグルコースのサブユニット2つからなる2糖類です。両方のグルコース分子は1-4グリコシド結合を介して結合している。この結合は、1つのグルコース分子の炭素1を2番目のグルコース分子の炭素4に結合させる。

1つ目のグルコース分子はα配向しています。 2番目のグルコース分子はアルデヒド官能基を保持しており、αまたはβのいずれかの配向を有することができる。

性質

マルトースには以下の性質があります。

グルコースの遊離アルデヒド基により、還元糖であること。
水に溶ける。
甘味がある。
加水分解するとグルコース2分子が生成される。

原料

自然界では一部の果物にまれに含まれるのみです。麦芽糖の主な供給源は、穀物を長い間水につけておくと得られる「麦芽」です。人間の体内では、でんぷんが消化される際に麦芽糖が生成されます。でんぷんの主要な分解物である。

消化

マルトースはヒトの腸内でマルターゼという酵素によって消化されます。消化されると、マルトースは2つのグルコース分子を生成し、肝臓でさらに処理されます。

トレハロース

トレハロースは、昆虫、細菌、菌類、およびその他の生物によく見られる二糖類である。また、菌類との関連からマイコースとも呼ばれる。

構造

2つのグルコース分子が1-1のグリコシド結合で結合したものです。このグリコシド結合を作るのに、両方のグルコース分子のアルデヒド基が関与している。

トレハロースでは、グルコース分子がともにα配向している。

性質

トレハロースの性質は還元力を除けば他の二糖類と同じである。

消化

トレハロースはトレハラーゼ酵素の存在により、ヒトの腸内で容易に消化される。トレハロースをグルコースの2分子に分解する。

概要

二糖類は2つの単糖のサブユニットからなる炭水化物のクラスである。

単糖類と同様に、複数の水酸基を持つ。アルデヒド性またはケトン性の官能基は、それらに存在してもしなくてもよい。

それらは2つの単糖の間の縮合反応の結果として形成される。

二糖類はまた、その構造中にグリコシド結合を持ち、2つの単糖のサブユニットを一緒にしている。

還元性の違いにより、

還元性二糖
非還元性二糖

すべての二糖類は以下の性質を持つ。

極性化合物である
水素結合により水に溶けやすい
甘味を持つ
細胞膜を通過できない

重要な二糖にはスクロース、ラクトース、ラクツロース、マルトース、トレハロースなどがあります。

スクロースはグルコースとフルクトースからなる一般的な糖である。

非還元糖である。
果物、ベリー類、ネクターなどに含まれます。
産業界だけでなく、家庭でも甘味料として使用されています。
転化糖シロップを作るのに使用されます。

乳糖は、哺乳類の乳汁中にのみ存在する乳糖です。

グルコースとガラクトースで構成されています。
乳糖は還元糖です。
乳糖不耐症はそれに関連する重要な医学的現象である。

ラクチュロースは合成二糖で、便秘や肝性脳症に医学的に使用されています。

マルトースは自然界にはあまり存在しない二糖類で、

でんぷん消化の分解産物です。
グルコース2分子で構成される還元糖です。
人体ではマルターゼ酵素によって消化されます。

トレハロースは昆虫、菌類、細菌および一部の植物に見られる二糖類です。

2つのグルコース分子が1-1グリコシド結合で結合したものです。
トレハロースはスクロースと同じ午化糖である。
また、人体では小腸の細胞に存在するトレハロース酵素によって消化されます。

Alai

二糖類

はじめに

生成