Caractéristiques, structure et fonctions Xilosa

La xylose C'est un monosaccharide de cinq atomes de carbone qui a un groupe fonctionnel aldéhyde, il est donc classé, ainsi que d'autres sucres connexes tels que la ribose et l'arabineuse, dans le groupe d'aldopentosas.

Koch, en 1881, a été le premier à le découvrir et à l'isoler du bois. Depuis lors.

Projection de Fisher pour D- et L-Xilosa (Source: Akane700 [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)] via Wikimedia Commons)

En 1930, cependant, une coopérative américaine a réussi à l'obtenir à partir de la coquille de la graine de coton, un matériau beaucoup moins cher, et depuis lors, il est devenu populaire comme un sucre obtenu à des prix comparables à ceux de la production de saccharose.

À l'heure actuelle, diverses méthodes sont utilisées pour l'isoler à partir du bois de différentes espèces de plantes ligneuses et certains déchets.

Ses dérivés sont largement utilisés comme édulcorants dans les aliments et les boissons développés pour les diabétiques, car ils ne contribuent pas à l'augmentation de la glycémie. Le dérivé le plus synthétisé et utilisé comme édulcorant est le xilitol.

L'utilisation du xylose comme source de carbone dans l'industrie de la fermentation alcoolique est devenue ces temps dans l'un des points les plus importants de la recherche scientifique.

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Caractéristiques

Comme le glucose, le xylose a un goût sucré et certaines études ont prouvé qu'elle a environ 40% du goût du glucose sucré.

En tant que réactif, il est réalisé commercialement comme une poudre d'amorçage cristalline blanche. Il a, comme beaucoup d'autres sucres pentels, un poids moléculaire d'environ 150.13 g / mol et une formule moléculaire C5H10O5.

Compte tenu de sa structure polaire, ce monosaccharide est facilement soluble dans l'eau et a un point de fusion autour de 150 ° C.

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Structure

L'isomère ou l'isomère le plus commun est le D-xilosa, tandis que la forme L-xylose est ce qui est obtenu par synthèse chimique à usage commercial.

Ce glucior a quatre groupes OH et grâce à son groupe d'aldéhyde gratuit, il est considéré comme un sucre réducteur. Comme d'autres sucres, selon le milieu où vous êtes, il peut être de différentes manières (en ce qui concerne la forme de son anneau).

Projection de Haworth pour le xylose (source: Neurotokeker [domaine public] via Wikimedia Commons)

Les isomères cycliques (hémiacétaux) peuvent être trouvés en solution tels que les pyrans ou les furannes, c'est-à-dire que des anneaux de six ou cinq liaisons qui, à leur tour, en fonction de la position de l'anomérique du groupe hydroxyle (-OH), ils peuvent avoir plus d'isomériques formes.

Les fonctions

Dans les cellules

Comme d'autres saccharides tels que le glucose, le fructose, le galactose, la main et l'arabineux, ainsi que certains sucres dérivés amino, le D-xylose est un monosaccharide qui peut être couramment trouvé comme partie structurelle des grands polysaccharides.

Il représente plus de 30% du matériau obtenu à partir de l'hydrolyse de l'hémicellulose d'origine végétale et peut être fermenté en éthanol par certaines bactéries, les levures et les champignons.

En tant que principal constituant des polymères Xilano dans les plantes, le xylose est considéré comme l'un des glucides les plus abondants sur Terre après le glucose.

L'hémicellulose est principalement composée d'arabinoxylano, un polymère dont le squelette est composé de xilosas liés par des liaisons β -1,4, où dans les groupes -OH de positions 2 'ou 3' peuvent être unis par des déchets arabineux. Ces liens peuvent être dégradés par des enzymes microbiennes.

À travers la voie métabolique du pentose phosphate dans les organismes eucaryotes, le xylose est catabolisé en xylulose-5-P, qui fonctionne comme un intermédiaire de cette voie pour la synthèse ultérieure de nucléotides.

Xylose dans le nectar

Jusqu'à il y a plus d'une décennie, les principaux sucres trouvés dans le nectar floral étaient le glucose, le fructose et le saccharose. Malgré eux, deux genres de la famille des Protecaea ont un quatrième monosaccharide: le xylose.

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Les sexes Protea  et Fauré Ils ont ce saccharide à des concentrations allant jusqu'à 40% dans leur nectar, un fait qui a été difficile à expliquer car il semble ne pas être agréable au goût (frappant ou heureux) pour la plupart des pollinisateurs naturels de ces plantes.

Certains auteurs considèrent cette caractéristique comme un mécanisme de prévention des visiteurs floraux non spécifiques, tandis que d'autres pensent que leur présence a à voir avec la dégradation des parois cellulaires des champignons ou des nectaires bactéries.

En médecine

Le D-xylose est également utilisé comme intermédiaire dans la fabrication de médicaments avec des fonctions thérapeutiques. Il est utilisé comme substitut de sucre à des fins antiboniques (anti-CARY).

Dans le domaine du vétérinaire, il est utilisé pour le test de jugorion et de la même manière qu'il est impliqué dans des procédures pour évaluer la capacité d'absorption intestinale des sucres simples chez l'homme chez les êtres humains.

Dans l'industrie

Comme mentionné précédemment, l'une des utilisations les plus courantes du xylose (Food and Drug Administration, Drug and Food Administration).  

La production de combustibles alternatives tels que l'éthanol est principalement réalisée grâce à la fermentation des glucides présents dans la biomasse végétale, qui représente une source à long terme de cet alcool.

Le xylose est le deuxième glucides les plus abondants dans la nature, car il fait partie de l'hémicellulose, un hétéropolysaccharide présent dans la paroi cellulaire des cellules végétales et c'est une partie importante des fibres du bois.

De nombreux efforts sont actuellement effectués pour réaliser la fermentation de ce sucre afin de produire plus d'éthanol à partir du tissu végétal, en utilisant des micro-organismes génétiquement modifiés à cette fin (en particulier les bactéries et les levures).

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Effets du xylose sur le métabolisme animal

Le xylose semble être très peu exploité par des animaux monogastriques (animaux à un seul estomac, différent des animaux de ruminants, avec plus d'une cavité gastrique).

Tant chez les oiseaux et les porcs, lorsque le D-xilosa trop est inclus dans son alimentation quotidienne, une diminution linéaire de la prise de poids quotidienne moyenne, dans l'efficacité des aliments et dans la teneur en matière sèche excrétée peut être observée.

Cela s'explique par l'incapacité de la plupart des animaux pour la dégradation des polymères d'hémicellulose, donc différents groupes de recherche ont donné à la recherche d'alternatives telles que les enzymes exogènes, l'inclusion de probiotiques et de micro-organismes dans l'alimentation, etc.

On sait très peu de choses sur l'utilisation métabolique du xylose dans les vertébrés, cependant, il est connu que son addition en tant que supplément nutritionnel se termine généralement comme un produit d'excrétion dans l'urine.

Les références

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