자일 로스는 그것이 aldopentoses 당의 그룹 내에서, 리보오스 및 아라비 노스로 관련 함께 분류되도록, 알데히드 관능기를 갖는 단당류 다섯 개의 탄소 원자이다.
1881 년 Koch는 처음으로 그것을 발견하고 나무에서 분리했습니다. 그 이후로 많은 과학자들은 그것을 얻기의 어려움과 비용을 감안할 때 가장 "희귀하고 드문"설탕 중 하나로 분류했습니다.
D- 및 L-Xylose에 대한 Fisher의 투영 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 akane700)
그러나 1930 년에 미국 협동 조합은 훨씬 더 싼 재료 인 목화씨 껍질에서 그것을 얻을 수 있었고 그 이후로 그것은 자당 생산과 비슷한 가격으로 얻을 수있는 설탕으로 인기를 얻었습니다.
현재, 다양한 종류의 목본 식물의 목재와 일부 폐기물에서 분리하기 위해 다양한 방법이 사용됩니다.
그 유도체는 혈당 수치 증가에 기여하지 않기 때문에 당뇨병 환자를 위해 개발 된 식품 및 음료의 감미료로 널리 사용됩니다. 감미료로 가장 많이 합성되는 유도체는 자일리톨입니다.
알코올 발효 산업에서 탄소원으로 자일 로스를 사용하는 것은이 시대에 과학 연구의 가장 중요한 포인트 중 하나가되었습니다.
형질
포도당과 마찬가지로 자일 로스는 단맛이 있으며 일부 연구에 따르면 포도당의 단 맛의 약 40 %가 있습니다.
시약으로서 백색 결정 성 분말로 상업적으로 이용 가능합니다. 다른 많은 오탄당과 마찬가지로 분자량은 약 150.13g / mol이고 분자식은 C5H10O5입니다.
극성 구조를 감안할 때이 단당류는 물에 쉽게 용해되며 융점은 약 150 ° C입니다.
구조
자연에서 가장 일반적인 형태 또는 이성질체는 D- 자일 로스이고, L- 자일 로스 형태는 상업적 사용을 위해 화학적 합성으로 얻은 것입니다.
이 탄수화물에는 4 개의 OH 그룹이 있으며 유리 알데히드 그룹 덕분에 환원당으로 간주됩니다. 다른 설탕과 마찬가지로 그것이 발견되는 매체에 따라 다른 방식으로 발견 될 수 있습니다 (고리 모양과 관련하여).
Xylose에 대한 Haworth 투영 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 NEUROtiker)
고리 형 이성체 (헤미 아세탈)는 용액에서 피란 또는 푸란으로 발견 될 수 있습니다. 즉, 아노 머 수산기 (-OH)의 위치에 따라 더 많은 이성체 형태를 가질 수있는 6 개 또는 5 개의 결합 고리로 나타납니다. .
풍모
세포에서
포도당, 과당, 갈락토스, 만노스 및 아라비 노스와 같은 다른 당류와 일부 파생 된 아미노 당과 마찬가지로 D- 자일 로스는 일반적으로 큰 다당류의 구조적 부분으로 발견 될 수있는 단당류입니다.
식물성 헤미 셀룰로스의 가수 분해로 얻은 물질의 30 % 이상을 차지하며 일부 박테리아, 효모 및 곰팡이에 의해 에탄올로 발효 될 수 있습니다.
식물에서 자일란 중합체의 주성분 인 자일 로스는 포도당 다음으로 지구상에서 가장 풍부한 탄수화물 중 하나로 간주됩니다.
헤미 셀룰로스는 대부분 아라비 녹실란에 의해 구성되는데, 그 골격은 β-1,4 결합에 의해 연결된 자일 로스로 구성되며, 여기서 아라비 노스 잔기는 2 '또는 3'위치에서 -OH 그룹에 연결될 수 있습니다. 이러한 결합은 미생물 효소에 의해 분해 될 수 있습니다.
진핵 생물의 오탄당 인산 대사 경로를 통해 자일 로스는 자일 룰 로스 -5-P로 분해되며, 이는 후속 뉴클레오티드 합성을위한이 경로의 매개체 역할을합니다.
꿀의 자일 로스
10 년 전까지 만해도 꽃 꿀에서 발견되는 주요 당분은 포도당, 과당, 자당이었습니다. 그럼에도 불구하고 Proteaceae 계통의 두 속은 네 번째 단당류 인 자일 로스를 가지고 있습니다.
프로 테아 (Protea)와 포레 아 (Faurea) 속은 과즙에 최대 40 %의 농도로이 당류를 함유하고 있는데, 이는이 식물의 대부분의 천연 수분 매개자에게 맛이 좋지 않은 (화려하거나 맛있는) 것처럼 보이기 때문에 설명하기 어려웠습니다.
일부 저자는이 특성을 비특이적 꽃 방문자를위한 예방 메커니즘으로 간주하는 반면, 다른 저자는 그 존재가 곰팡이 또는 박테리아에 의한 꿀의 세포벽 분해와 더 관련이 있다고 생각합니다.
의학에서
D- 자일 로스는 또한 치료 기능을 가진 약물 제조의 중간체로 사용됩니다. 항우 식 (항우 식) 목적의 설탕 대체물로 사용됩니다.
수의학 분야에서는 흡수 장애 테스트에 사용되며 동일한 방식으로 인간의 단순 설탕의 장 흡수 능력을 평가하는 절차에 관여합니다.
업계에서
앞서 언급했듯이 상업적으로 말해서 자일 로스의 가장 일반적인 용도 중 하나는 저칼로리 감미료 영양 보충제이며 FDA (식품의 약국)의 승인을 받았습니다. .
에탄올과 같은 대체 연료의 생산은 주로 상기 알코올의 장기 공급원을 나타내는 식물성 바이오 매스에 존재하는 탄수화물의 발효 덕분에 달성됩니다.
자일 로스는 식물 세포의 세포벽에 존재하고 목재 섬유의 중요한 부분 인 헤테로 다당류 인 헤미셀룰로오스의 일부이기 때문에 자연에서 두 번째로 풍부한 탄수화물입니다.
이 목적을 위해 유전자 변형 된 미생물 (특히 박테리아 및 효모)을 사용하여 식물 조직에서 더 많은 양의 에탄올을 생산하기 위해이 설탕의 발효를 달성하기위한 많은 노력이 현재 이루어지고 있습니다.
자일 로스가 동물 대사에 미치는 영향
자일 로스는 단위 동물 (위가 하나 이상인 반추 동물과는 다른 위가 하나 이상인 동물)에서 거의 사용하지 않는 것으로 보입니다.
가금류와 돼지 모두에서 일일 식단에 D- 자일 로스가 너무 많이 포함되면 일일 평균 체중 증가, 사료 효율 및 배설 된 건조 물질의 함량이 선형 적으로 감소하는 것을 볼 수 있습니다.
이것은 대부분의 동물이 헤미 셀룰로스 폴리머의 분해에 대한 무능으로 설명되며, 다른 연구 그룹은 외인성 효소, 프로바이오틱스 및 미생물 포함과 같은 대안을 찾는 작업을 맡았습니다. 다이어트 등
척추 동물에서 자일 로스의 대사 활용에 대해서는 알려진 바가 거의 없지만, 영양 보충제로서의 첨가는 일반적으로 소변으로 배출되는 산물로 끝나는 것으로 알려져 있습니다.
참고 문헌
- Garrett, R., & Grisham, C. (2010). 생화학 (4 판). 미국 보스턴 : Brooks / Cole. CENGAGE 학습.
- Huntley, NF, & Patience, JF (2018). 자일 로스 : 돼지의 흡수, 발효 및 흡수 후 대사. 동물 과학 및 생명 공학 저널, 9 (4), 1–9.
- Jackson, S., & Nicolson, SW (2002). 감로 당으로서의 자일 로스 : 생화학에서 생태학까지. 비교 생화학 및 생리학, 131, 613–620.
- Jeffries, TW (2006). 자일 로스 대사를위한 엔지니어링 효모. 생명 공학의 현재 의견, 17, 320–326.
- Kotter, P., & Ciriacy, M. (1993). Saccharomyces cerevisiae에 의한 자일 로스 발효. Appl. 미생물. Biotechnol, 38, 776-783.
- Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). 생화학 (3 판). 캘리포니아 주 샌프란시스코 : 피어슨.
- Miller, M., & Lewis, H. (1932). 오탄당 대사. J. Biol. Chem., 98, 133-140.
- 국립 생명 공학 정보 센터. PubChem 데이터베이스. (+)-Xylose, CID = 644160, www.pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/644160(2019 년 4 월 12 일 액세스)
- Schneider, H., Wang, P., Chan, Y., & Maleszka, R. (1981). 효모 Pachysolen tannophilus에 의한 D-Xylose의 Ethanol 로의 전환. 생명 공학 편지, 3 (2), 89–92.