سكريات
كيمياء السكريات > أهم التفاعلات الكيميائية للسكريات: التفاعلات بحضور الحموض والقلويات

Reactions in the Presence of Acids and Alkalis
تكون أحاديات السكاريد ثابتة نسبيا في أوساط بحال pH 7-3 بغياب المركبات الأمينية، وخارج حدود بحال ال pH يحدث تحولات أكثر أو أقل شمولية، بالاعتماد على الشروط. تسود الأنيلة متبوعة بإزالة الماء مع الاحتفاظ بالسلسلة C، في الوسط الحمضي، أما في الأوساط القلوية المعتدلة ( المتوسطة ) فتسود عملية الأينلة متبوعة بتشدف Fragmentation ( تفاعلات الدولي - رجوعي ) ( retro - aldol reactions ) وتفاعلات ثانوية للشدف ( fragments ) ( إضافة الدولية ).
التفاعلات في أوساط حمضية قوية Reactions in Strongly Acidic Media
يحدث عکس حلمهة الغلوكوزيد، أي إعادة تشكيل الغلوكوزيدات، في أوساط حموض معدنية ممددة. يحصل على كل من ثنائيات السكاريد وقليلات السكاريد الأعلى الممكنة، ولكن يحصل على نحو مميز على إيزومالتوز وجینتیو بوز من الغلوكوز.
التفاعلات في محاليل قلوية قوية Reactions in Strongly Alkaline Solution
تحدث شروط التفاعل القلوي في الأغذية، على سبيل المثال، أثناء عزل السكاروز من الشوندر السكري وإنتاج السلع المخبوزة القلوية. وبصرف النظر عن تفاعلات الأينلة، التي يمكن أن تحدث أيضا في شروط حمضية ولكن تنجز وبصورة أكثر سرعة في الشروط القلوية، فإن تفاعل تدرك هيكل السكريات أهم صفة مميزة لتفاعلات التدرك المحفزة بالقلوي. إن كل من الغلوكوز والمانوز والفركتوز على توازن من خلال 2,1 - انديول الشائع. وأيضا يوجد البسيکوز psicose بكمية صغيرة قليلة ) وهو المشتق من الفركتوز نتيجة الأنيلة -2,3.
الكرملة Caramelization
يحصل على منتجات بنية اللون ذات رائحة كراميل نموذجية بصهر السكر أو بتسخين شراب السكر بوجود محفزات حمضية و / أو قلوية. غطيت التفاعلات الحاصلة في الفقرتين السابقتين. يمكن أن وجه العملية أكثر باتجاه تشكل مرکبات النكهة أو بدرجة أكبر نحو تراكم الأصبغة البنية. يعزز تسخين شراب السكاروز في محلول دارئ \موقي / من عملية تشدف الجزيء وبالتالي من تشكل مركبات النكهة . وتتشكل في المقام الأول مرکبات ثنائي هيدروفوران - أونات، وحلقي بنتنولونات cyclopentenolones وحلقي هیکسنولونات cyclohexenolones والبيرونات pyrones. من جهة أخرى يعطي تسخين شراب الغلوكوز بوجود حمض الكبريتيك في وجود الأمونيا بوليميرات ملونة بصورة كثيفة. تزداد ثباتية وانحلالية هذه البوليميرات بإضافة أنيون بيسلفيت إلى الرابطة المزدوجة.
التفاعلات مع مركبات أمينية ( تفاعل ميار)
Reactions with Amino Compounds Maillard Reaction
تشكل N- غلوكوزيدات بالإضافة إلى عدد من التفاعلات المتعاقبة المصنفة تحت اسم تفاعل Maillard أو الاستمرار اللاإنزيمي. تنتشر N- غلوكوزيدات بشكل واسع في الطبيعة حموض نووية، NAD، تميم الإنزيم A ) وتتشكل في الأغذية متى تظهر السكريات المرجعة مع البروتينات، والبيبتيدات ، والحموض الأمينية أو الأمينات. ويحصل عليها بأكثر سهولة عند درجات حرارة أعلى ، وفعالية ماء منخفضة وعند التخزين الطويل. أما من جهة السكر، فإن المتفاعلات بصورة رئيسة هي الغلوكوز، الفركتوز، المالتوز، اللاكتوز وبدرجة أقل البنتوزات المرجعة، على سبيل المثال، الريبوز. من جهة المركبات الأمينية، تعد الحموض الأمينية ذات مجموعة أمين أولية أكثر أهمية من تلك ذات مجموعة أمين ثانوية بسبب كون تركيزها أعلى في الأغذية عادة. وهناك حالات استثنائية وهي، مثلا، منتجات الشعير والذرة والتي تملك محتوى عالية من البرولين. في حالة البروتينات تتفاعل مجموعات - أمينو لليزين بشكل مسيطر. على كل، إن المنتجات الثانوية من تفاعلات مجموعة الغواندینو guanidino group للأرجنين هي معروفة أيضا. وفي الحقيقة، قد كشفت مركبات إيميدازولين- أونات imidazolin - ones والبيريميدينات pyrimidines، التي تتشكل من الأرجنين ومركبات - وي - ثنائي الكربونیل الفعالة والناتجة من تدرك السكريات. تشابه التفاعلات المتتالية ل N- غلوكوزيدات جزئيا لتلك التفاعلات التي بنيت مسبقة لتحولات أحاديات السكارید المحفزة ب حمض / أساس. على كل، بدءا من المركبات المتوسطة الحاوية- N، التي تعمل هي مع وظيفة النتروجين تكون محفزا داخل الجزيء، هذه التفاعلات تتقدم بمعدل سريع تحت شروط معتدلة فعلية، وكتلك الموجودة في العديد من الأغذية. ينتج من هذه التفاعلات:
أصباغ بنية ، تعرف بالميلانوئیدینات melanoidin ، التي تحتوي كميات مختلفة من النتروجين متفاوتة الأوزان الجزيئية والانحلال بالماء. غرف القليل عن بنية هذه المركبات، وقد أجريت دراسات على الشدف التي تم الحصول عليها بعد " Curie point pyrolysis نقطة التحلل الحراري بالإشعاع أو بعد الأكسدة بالأوزون أو فوق يودات الصوديوم. إن الاسمرار مطلوب في الخبز والتحميص، ولكن ليس في الأطعمة التي لها ألوان ضعيفة أو ألوان أخرى خاصة بها ( حليب مكثف، حساء أبيض مكثف، حساء البندورة ) .
مرکبات طيارة، التي غالبا ما تكون مواد رائحة فعالة. ويعد تفاعل Maillard هاما لتشكيل الرائحة المرغوبة المرافقة للطبخ، والخبز، والتحميص أو القلي. وهو هام بالقدر نفسه لتشكيل الروائح غير المرغوب بها في الغذاء أثناء التخزين، وخصوصا أثناء حالة التجفيف، أو أثناء المعالجة الحرارية لأغراض البسترة والتعقيم والتحميص.
و مواد النكهة flavoring matter، ولا سيما المواد المرة، التي تعد مطلوبة جزئيا ( القهوة، البن ) ولكن ممكن أن تسبب مذاقا غير مرغوب به، على سبيل المثال، في اللحوم أو الأسماك المشوية ( مواد التحميص المرة ) .
• مركبات ذات خواص إرجاعية عالية ( reductones ) التي يمكن أن تساهم في ثبات الأغذية اتجاه تدهور ا الأكسدة. خسارة في الحموض الأمينية الأساسية ( ليزين، أرجنين، السيستين، الميثيونين ).
• مركبات ذات خواص مطفرة كامنة potential mutagenic.
• مرکبات يمكن أن تسبب روابط تقاطعية في البروتينات . تلعب تفاعلات هذا النوع دورا أيضا في الأحياء ( مرض السكري ).
تفاعل ستریكر Strecker Reaction
تصنف التفاعلات بين مركبات - ثنائي الكربونیل مثل أوزونات منقوصة الأكسجين الحاصل عليها من تفاعل Maillard والحموض الأمينية تحت مصطلح تفاعل Strecker. يؤدي هذا التفاعل إلى تشكيل ألدهيدات ( ألدهيدات Strecker )، و CO2، وه - أمينو كيتونات عند نزع الكربوكسيل التأكسدي oxidative decarboxylation ل والحموض الأمينية. يحدث هذا في الأغذية عند تراكيز أعلى من الحموض الأمينية الحرة وتحت شروط تفاعل أكثر صعوبة ( عنيفة )، مثلا، عند درجات حرارة أعلى أو تحت الضغط.
تشكل المركبات الملونة Formation of colored compounds
نتيجة للألوان البنية على الأغلب ( قشرة الخبز، اللحم ) المتشكلة بتسخين الكربوهيدرات المرجعة مع مركبات أمينية، يدعی تفاعل Mailiard أيضا بالاستمرار اللاإنزيمي. بينت دراسات الكيميائية الحيوية السريرية في الآونة الأخيرة أن منتجات الاسمرار هذه تبدي جزئيا خواص مضادة للطفرات و خواص مضادة للسرطان. ونتيجة للمسار المعقد للتفاعل، ومع ذلك، فإنه من النادر إمكان تحديد المركبات الملونة حتى الآن. حدد أحد المركبات الملونة الأولى في نموذج تفاعل کسیلوز / أمينات وفورفورال / نورفورانيول، وما زال قيد المناقشة فيما إذا كان هذا المركب يتشكل عن طريق تفاعلات تكاثف مرکبات CH- الحمضية للنورفورانيول مع مجموعة الألدهيد للفورفورال. تؤدي تفاعلات تكائف مشابهة ل 3 - اوزون منقوص الأكسجين مع الفورفورال وأسيتيل فورموين مع الفورفورال إلى تشكل مرکبات صفراء II و III على كل، يمكن لكلا المركبين أن يستقرا فقط كأسيتال کامل، مثلا ، في المحاليل الكحولية.