Il xilosio È un monosaccaride con cinque atomi di carbonio che ha un gruppo funzionale aldeidico, motivo per cui è classificato, insieme ad altri zuccheri correlati come ribosio e arabinosio, nel gruppo delle aldopentosi.
Koch, nel 1881, fu il primo a scoprirlo e isolarlo dal legno. Da allora molti scienziati lo hanno classificato come uno degli zuccheri più "rari" e non comuni viste le difficoltà e i costi per ottenerlo..
Nel 1930, però, una cooperativa americana riuscì ad ottenerlo dalla buccia di semi di cotone, un materiale molto più economico, e da allora è diventato popolare come zucchero ottenibile a prezzi paragonabili a quelli della produzione di saccarosio..
Attualmente vengono utilizzati vari metodi per isolarlo dal legno di diverse specie di piante legnose e da alcuni prodotti di scarto.
I suoi derivati sono ampiamente utilizzati come dolcificanti negli alimenti e nelle bevande sviluppati per i diabetici, poiché non contribuiscono all'aumento dei livelli di glucosio nel sangue. Il derivato più sintetizzato e utilizzato come dolcificante è lo xilitolo.
L'utilizzo dello xilosio come fonte di carbonio nell'industria della fermentazione alcolica è diventato in questi tempi uno dei punti più importanti della ricerca scientifica.
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Come il glucosio, lo xilosio ha un sapore dolce e alcuni studi hanno dimostrato che ha circa il 40% del gusto dolce del glucosio.
Come reagente è disponibile in commercio come polvere cristallina bianca. Ha, come molti altri zuccheri pentosi, un peso molecolare di circa 150,13 g / mol e una formula molecolare C5H10O5.
Data la sua struttura polare, questo monosaccaride è facilmente solubile in acqua e ha un punto di fusione intorno ai 150 ° C..
La forma o isomero più comune in natura è il D-xilosio, mentre la forma L-xilosio è quella ottenuta per sintesi chimica per uso commerciale..
Questo carboidrato ha quattro gruppi OH e grazie al suo gruppo aldeidico libero, è considerato uno zucchero riducente. Come altri zuccheri, a seconda dell'ambiente in cui si trova, può essere trovato in modi diversi (rispetto alla forma del suo anello).
Gli isomeri ciclici (emiacetali) si possono trovare in soluzione come pirani o furani, cioè come anelli di sei o cinque legami che, a loro volta, a seconda della posizione del gruppo ossidrile anomerico (-OH), possono avere più forme isomeriche.
Come altri saccaridi come glucosio, fruttosio, galattosio, mannosio e arabinosio, così come alcuni ammino zuccheri derivati, il D-xilosio è un monosaccaride che può essere comunemente trovato come parte strutturale di grandi polisaccaridi..
Rappresenta più del 30% del materiale ottenuto dall'idrolisi dell'emicellulosa di origine vegetale e può essere fermentato ad etanolo da alcuni batteri, lieviti e funghi.
Essendo il principale costituente dei polimeri di xilano nelle piante, lo xilosio è considerato uno dei carboidrati più abbondanti sulla terra dopo il glucosio.
L'emicellulosa è composta per la maggior parte da arabinoxilano, un polimero la cui spina dorsale è costituita da xilosi legati da legami β-1,4, dove i residui di arabinosio possono essere legati nei gruppi -OH alle posizioni 2 'o 3'. Questi legami possono essere degradati dagli enzimi microbici.
Attraverso la via metabolica del pentoso fosfato negli organismi eucariotici, lo xilosio viene catabolizzato in xilulosio-5-P, che funziona come intermedio in questo percorso per la successiva sintesi nucleotidica..
Fino a poco più di un decennio fa, i principali zuccheri presenti nel nettare floreale erano il glucosio, il fruttosio e il saccarosio. Nonostante loro, due generi della famiglia delle Proteaceae possiedono un quarto monosaccaride: lo xilosio..
I sessi Protea Y Faurea Hanno questo saccaride in concentrazioni fino al 40% nel loro nettare, un fatto difficile da spiegare poiché sembra non essere appetibile (appariscente o gustoso) per la maggior parte degli impollinatori naturali di queste piante.
Alcuni autori considerano questa caratteristica come un meccanismo di prevenzione per i visitatori di fiori non specifici, mentre altri pensano che la sua presenza abbia più a che fare con la degradazione delle pareti cellulari dei nettari da parte di funghi o batteri..
Il D-xilosio è anche utilizzato come intermedio nella produzione di farmaci con funzioni terapeutiche. È usato come sostituto dello zucchero per scopi anti-carie (anti-carie).
Nel campo della medicina veterinaria viene utilizzato per il test di malassorbimento e allo stesso modo è coinvolto nelle procedure per valutare la capacità di assorbimento intestinale degli zuccheri semplici nell'uomo..
Come accennato in precedenza, uno degli usi più comuni dello xilosio, commercialmente parlando, è come integratore alimentare dolcificante ipocalorico e il suo utilizzo è approvato dalla FDA. (Food and Drug Administration, Food and Drug Administration).
La produzione di combustibili alternativi come l'etanolo è ottenuta principalmente grazie alla fermentazione dei carboidrati presenti nella biomassa vegetale, che rappresenta una fonte a lungo termine di detto alcol..
Lo xilosio è il secondo carboidrato più abbondante in natura, poiché fa parte dell'emicellulosa, un eteropolisaccaride presente nella parete cellulare delle cellule vegetali e che è una parte importante delle fibre del legno.
Attualmente si stanno compiendo molti sforzi per ottenere la fermentazione di questo zucchero al fine di produrre una maggiore quantità di etanolo dal tessuto vegetale, utilizzando a questo scopo microrganismi geneticamente modificati (soprattutto batteri e lieviti)..
Lo xilosio sembra essere molto poco utilizzato dagli animali monogastrici (animali con un solo stomaco, diversi dai ruminanti, con più di una cavità gastrica).
Sia nel pollame che nei suini, quando nella dieta quotidiana è inclusa una quantità eccessiva di D-xilosio, si può osservare una diminuzione lineare dell'aumento di peso giornaliero medio, dell'efficienza alimentare e del contenuto di sostanza secca escreta..
Ciò si spiega con l'incapacità della maggior parte degli animali alla degradazione dei polimeri di emicellulosa, per i quali a diversi gruppi di ricerca è stato affidato il compito di ricercare alternative come enzimi esogeni, inclusione di probiotici e microrganismi nella dieta, ecc..
Si sa molto poco sull'utilizzo metabolico dello xilosio nei vertebrati, tuttavia è noto che la sua aggiunta come integratore alimentare di solito finisce come un prodotto dell'escrezione nelle urine..
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