Xilosa: características, estrutura e funções

A xilosa é um monossacarídeo encontrado na natureza, sendo um dos principais componentes do xilema das plantas. Sua estrutura química é semelhante à da glicose, porém com um grupo metil ligado ao carbono 2. A xilose desempenha diversas funções no organismo, sendo utilizada como fonte de energia pelas células e também na síntese de diversas biomoléculas, como o colágeno. Além disso, a xilose é importante na produção de xilitol, um adoçante natural, e de xilanos, fibras alimentares que auxiliam na saúde intestinal.

A importância da hemicelulose na estrutura e função das plantas e microrganismos.

A xilose é um monossacarídeo presente na hemicelulose, um dos principais componentes da parede celular das plantas. A hemicelulose é responsável por conferir rigidez e resistência às células vegetais, garantindo a sua integridade estrutural. Além disso, a hemicelulose também desempenha um papel fundamental na comunicação entre as células e na regulação do crescimento e desenvolvimento das plantas.

Além das plantas, os microrganismos também se beneficiam da presença de hemicelulose em seu ambiente. Muitos microrganismos, como as bactérias e fungos, utilizam a hemicelulose como fonte de energia, quebrando as ligações entre os açúcares para obter xilose e outros compostos necessários para o seu crescimento e metabolismo.

Portanto, a presença de hemicelulose e, consequentemente, de xilose, é essencial tanto para as plantas quanto para os microrganismos. Ela garante a estrutura e função adequadas das células vegetais e fornece energia e nutrientes para os microrganismos, contribuindo para a saúde e equilíbrio dos ecossistemas.

Processo de produção do xilitol: entenda como é feito esse adoçante natural com propriedades benéficas.

O xilitol é um adoçante natural com propriedades benéficas para a saúde, sendo amplamente utilizado na indústria alimentícia. Ele é produzido a partir da xilose, um açúcar encontrado em diversas frutas e vegetais.

O processo de produção do xilitol envolve a transformação da xilose por meio de um processo de hidrogenação. Inicialmente, a xilose é extraída de fontes naturais, como a madeira de bétula ou a espiga de milho. Em seguida, ela passa por um processo de purificação para remover impurezas e concentrar a substância.

Posteriormente, a xilose é submetida à hidrogenação catalítica, que consiste na adição de hidrogênio sob pressão e temperatura controladas. Esse processo transforma a xilose em xilitol, que é então purificado e cristalizado para obtenção do produto final.

O xilitol possui um poder adoçante similar ao do açúcar comum, porém com menos calorias e sem elevar significativamente os níveis de glicose no sangue. Além disso, ele é benéfico para a saúde bucal, pois ajuda a prevenir cáries e tem propriedades antimicrobianas.

Em resumo, o processo de produção do xilitol envolve a extração da xilose de fontes naturais, a purificação da substância, a hidrogenação catalítica para transformação em xilitol e a cristalização do produto final. Esse adoçante natural é uma excelente opção para quem busca uma alternativa saudável ao açúcar tradicional.

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Entenda o que é a Poliose, um distúrbio capilar que causa a perda de pigmentação.

A Poliose é um distúrbio capilar que causa a perda de pigmentação nos cabelos, resultando em fios brancos ou grisalhos. Este problema ocorre devido a uma deficiência na produção de melanina, o pigmento responsável pela cor dos cabelos.

A Xilosa, por sua vez, é um carboidrato encontrado em muitas plantas e utilizado como adoçante em alguns alimentos. Sua estrutura química é composta por uma cadeia de cinco átomos de carbono, cinco átomos de hidrogênio e cinco átomos de oxigênio.

Além de suas propriedades adoçantes, a Xilosa também desempenha um papel importante no metabolismo, auxiliando na produção de energia nas células do corpo. Ela é essencial para a síntese de proteínas e ácidos nucleicos, fundamentais para o funcionamento adequado do organismo.

Portanto, é fundamental manter um equilíbrio adequado de Xilosa no corpo para garantir o bom funcionamento do metabolismo e prevenir possíveis complicações de saúde. A falta ou o excesso deste carboidrato pode levar a distúrbios metabólicos e afetar a saúde de forma geral.

Xilosa: características, estrutura e funções

A xilose é um monossacárido cinco átomos de carbono, possuindo um grupo funcional aldeído, por isso, é classificada, juntamente com relacionada como ribose e arabinose, dentro do grupo das aldopentoses açúcares.

Koch, em 1881, foi o primeiro a descobri-lo e isolá-lo da madeira. Desde então, muitos cientistas o classificaram como um dos açúcares mais “raros” e raros, dadas as dificuldades e os custos de obtê-lo.

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Projeção de Fisher para D- e L-Xilosa (Fonte: akane700 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Em 1930, no entanto, uma cooperativa americana conseguiu obtê-lo a partir da casca da semente de algodão, um material muito mais barato e, desde então, tornou-se popular como açúcar obtido a preços comparáveis ​​aos da produção de sacarose.

Atualmente, vários métodos são usados ​​para isolá-lo da madeira de diferentes espécies de plantas lenhosas e de alguns resíduos.

Seus derivados são amplamente utilizados como adoçantes em alimentos e bebidas desenvolvidos para diabéticos, pois não contribuem para o aumento dos níveis de glicose no sangue. O derivado mais sintetizado e usado como adoçante é o xilitol.

O uso da xilose como fonte de carbono na indústria de fermentação alcoólica tornou-se um dos pontos mais importantes da pesquisa científica.

Caracteristicas

Assim como a glicose, a xilose tem um sabor doce e alguns estudos mostram que ela possui cerca de 40% do sabor doce da glicose.

Como reagente, está disponível comercialmente como um pó cristalino branco. Possui, como muitos outros açúcares pentoses, um peso molecular de cerca de 150,13 g / mol e uma fórmula molecular C5H10O5.

Dada a sua estrutura polar, este monossacarídeo é facilmente solúvel em água e tem um ponto de fusão em torno de 150 ° C.

Estrutura

A forma ou isômero mais comum na natureza é a D-xilose, enquanto a forma L-xilose é a obtida por síntese química para uso comercial.

Este carboidrato possui quatro grupos OH e, graças ao seu grupo aldeído livre, é considerado um açúcar redutor. Como outros açúcares, dependendo do meio em que você estiver, ele pode ser encontrado de diferentes maneiras (com relação à forma do seu anel).

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Projeção de Haworth para Xilosa (Fonte: NEUROtiker [Domínio público] via Wikimedia Commons)

Isômeros cíclicos (hemiacetais) podem ser encontrados em solução como piranos ou furanos, ou seja, como anéis de seis ou cinco ligações que, por sua vez, dependendo da posição do grupo hidroxila anomérico (-OH), podem ter formas mais isoméricas .

Funções

Nas células

Como outros sacáridos, como glicose, frutose, galactose, manose e arabinose, bem como alguns açúcares derivados de amino, a D-xilose é um monossacarídeo que pode ser comumente encontrado como parte estrutural de grandes polissacarídeos.

Representa mais de 30% do material obtido da hidrólise da hemicelulose de origem vegetal e pode ser fermentado em etanol por algumas bactérias, leveduras e fungos.

Como principal constituinte dos polímeros de xilana nas plantas, a xilose é considerada um dos carboidratos mais abundantes na terra após a glicose.

A hemicelulose é composta principalmente de arabinoxilano, um polímero cujo esqueleto é formado por xilases ligadas por ligações β-1,4, onde os resíduos de arabinose podem ser ligados nos grupos -OH das posições 2 ‘ou 3’. Essas ligações podem ser degradadas por enzimas microbianas.

Através da via metabólica do pentose fosfato em organismos eucarióticos, a xilose é catabolizada em xilulose-5-P, que funciona como intermediário dessa via para subsequente síntese de nucleotídeos.

Xilose no néctar

Até pouco mais de uma década atrás, os principais açúcares encontrados no néctar floral eram glicose, frutose e sacarose. Apesar deles, dois gêneros da família Proteaceae possuem um quarto monossacarídeo: a xilose.

Os gêneros Protea e Faurea possuem esse sacarídeo em concentrações de até 40% em seu néctar, fato difícil de explicar, pois parece não ser agradável (impressionante ou saboroso) para a maioria dos polinizadores naturais dessas plantas.

Alguns autores consideram essa característica um mecanismo para a prevenção de visitantes florais inespecíficos, enquanto outros acham que sua presença tem mais a ver com a degradação das paredes celulares dos nectários por fungos ou bactérias.

Em medicina

A D-xilose também é usada como intermediária na fabricação de medicamentos com funções terapêuticas. É utilizado como substituto do açúcar para fins anti-cariogênicos (anti-cárie).

No campo veterinário, é utilizado para o teste de má absorção e, da mesma forma, está envolvido em procedimentos para avaliar a capacidade de absorção intestinal de açúcares simples em humanos.

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Na indústria

Como mencionado anteriormente, um dos usos mais comuns da xilose, comercialmente, é como um suplemento nutricional adoçante de baixa caloria e seu uso é aprovado pelo FDA (Food and Drug Administration ) .

A produção de combustíveis alternativos, como o etanol, é alcançada principalmente graças à fermentação de carboidratos presentes na biomassa vegetal, o que representa uma fonte de longo prazo do referido álcool.

A xilose é o segundo carboidrato mais abundante na natureza, pois faz parte da hemicelulose, um heteropolissacarídeo presente na parede celular das células vegetais e que é uma parte importante das fibras da madeira.

Atualmente, está sendo feito muito esforço para alcançar a fermentação desse açúcar, a fim de produzir mais etanol a partir de tecidos vegetais, usando microorganismos geneticamente modificados para esse fim (especialmente bactérias e leveduras).

Efeitos da xilose no metabolismo animal

A xilose parece ser pouco utilizada por animais monogástricos (animais com apenas um estômago, exceto animais ruminantes, com mais de uma cavidade gástrica).

Tanto em aves quanto em porcos, quando se inclui muita D-xilose em sua dieta diária, pode-se observar uma diminuição linear no ganho médio diário de peso, na eficiência alimentar e no conteúdo de matéria seca excretada.

Isso é explicado pela incapacidade da maioria dos animais de degradar polímeros de hemicelulose, de modo que diferentes grupos de pesquisa receberam a tarefa de procurar alternativas como enzimas exógenas, inclusão de probióticos e microorganismos no dieta etc.

Muito pouco se sabe sobre o uso metabólico da xilose em vertebrados, no entanto, sabe-se que sua adição como suplemento nutricional geralmente termina como um produto de excreção na urina.

Referências

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