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Glucides Introduction Molécule simple (peu de fonction : alcool et carbonyle), peu réactive et variée par la structure et les fonctions biologiques. Produit de la photosynthèse chez les végétaux (70% MS) puis consommé et transformés par les animaux (5% MS). Dans l’alimentation : extrait, purifié et fréquemment transformé chimiquement. 1. Classification et réactivité Ose Oligosides de 2 à 10 résidus Polyosides plus de 10 résidus Holoside Hétérosides ose et aglycones (protéines, lipides, polyphénoles..) Composition d’un ose : N carbones 1 fonction carbonyle très réactive (forme cyclique plus stable) -> pouvoir réducteur N-1 fonctions hydroxyles Série L ou D -> Stéréoisomères En solution, équilibre entre les formes ouvertes et fermées. Liaison osidique : Condensation Réaction inverse : hydrolyse facilitée en milieu chaud (> 60°C) et acide. Un des oses met en commun son carbone hémiacétalique. L’autre, si pas aussi engagé, garde sa capacité à s’ouvrir et se fermé et son caractère réducteur. La réaction est peu spécifique, on ne contrôle pas quel hydroxyle est attaqué. Plus la concentration massique (et donc le nombre de résidus) augmente, plus le pouvoir réducteur baisse. Il est infime pour les polyosides. 2. Propriétés physiques, biologiques et fonctionnelles Propriétés physiques : 3 états possibles : Cristal (pur donc rare dans la nature) Solution : Glucides solubles dans l’eau, solubilité plus faible dans solvant non aqueux et nulle dans solvant apolaire. La solubilité est exprimée en degrés Brix (% massique) -> Concentration saturante Formes amorphes : Cristallinité partielle (Zones cristallines : superposition de chaîne latérale / zone amorphe : branchement). Forme la plus retrouvée dans les préparations industrielles. Faible teneur en eau et forte instabilité. Plusieurs formes là aussi suivant l’ordre des molécules : Caoutchouteux, vitreux, surfondu (Sans eau, n’existe pas à température ambiante). Pas de point de fusion, impossible de le définir nettement. Propriétés biologiques : Nutritionnelle et protectrice (les plus abondante) ou fonction de signaux de reconnaissance et nutritionnelle/prébiotique (les plus rares) Nutrition 60% de notre alimentation, toxicité réduite. 2 types : Les propriétés nutritionnelles des glucides ne sont pas liées uniquement à leur valeur énergétique. Digestion : Enzyme hydrolytiques dans la salive, coupent les liaisons osidique Enzyme Enzyme hydrolytiques (amidon, lactose, saccharose) et absorbtion dans le système sanguin. Le reste va dans le colon Enzyme hydrolytiques + acidité Dans le colon : Flore microbienne diversifiée (1012 UFC/g de colon) métabolise en acides gras qui sont absorbés. Glucides « rapides », vite assimilés et qui augmentent rapidement la glycémie (4 kcal/g) Glucides « lents » (4kcal/g) Fibres (0 à 2 kcal/g) IG : Index glycémique. Indique l’influence de la consommation de glucide sur la glycémie. La référence est le glucose pur pour qui IG=100 Digestion des glucides : Notre organisme est adapté à récupérer au maximum les nutriments dans l’alimentation -> Pathologies Diabète : Insuline, diminue la glycémie. Hyperglycémie peu entrainer perte de la vue et de la sensibilité aux bouts des membres. - Diabète de type 1 : Génétique, pas assez de production d’insuline -> injection Diabète de type 2 : Mauvaise alimentation, plus de réponse a l’insuline-> injection d’insuline, régime et médicament prise oral. Détecter un diabète : Hyperglycémie provoqué. Fibres alimentaire : Ensemble des éléments végétaux consommés par l’homme qui ne sont pas dégradés dans le tube digestif. Effet d’entrainement général : limite la stase colique et donc le séjour des molécules toxiques, graisses, sucres. Se gonfle d’eau donc participent à la satiété Parfois prébiotique : Consommé par un type de bactérie Effet prébiotique (dans le colon) : Les prébiotiques doivent agir comme substrat sélectif de souches bactériennes bénéfiques et stimuler leur croissance. Modifient donc la composition du microbiote. Se sont des fibres alimentaires non digestibles et fermentescibles. L’alimentation a également une influence sur la composition de la flore colique. Signaux de reconnaissance : Rôle dans le rejet des greffes, groupe sanguins… Synthèse par des enzymes spécifiques dans les tissus adéquats. Notamment de glycoconjugués (lipides ou protéine + glucide >20 oses appelés glycanes). Reconnaissance par des enzymes spécifiques, des lectines, des anticorps. Médiateur et modulateur de l’adhésion cellulaire et de la signalisation. Protection : Capsule des bactéries -> polysaccharide hyper variable (pour ne pas être reconnue par les macrophages). Rôle dans le sérotypage de la bactérie. Propriétés fonctionnelles : Substance de charge : Exemple dans médicament, donne un volume au produit. Dépression de l’activité de l’eau, humectant : Formation de liaison hydrogène donc limite mobilité et réactivité de l’eau (eau liée). Améliore la texture et augmente la stabilité des produits. Propriétés organoleptiques : Pouvoir sucrant : PS= Csaccharose/Cédulcorant (x100) déterminé par analyse sensorielle par un panel de dégustateur. Saccharose est la référence. Texturants : Macromolécules qui se dissolvent dans l’eau et établissent des interactions induisant une grande viscosité. Agar-agar, carraghenane… o Epaississant : seul interactions eau/polymère o Gélifiant : polymère/polymère o Stabilisant : macromolécule placée à l’interface d’une émulsion ou d’une mousse 3. Quelques exemples Lactose : Disaccharide réducteur. On est capable de le purifier. Pouvoir sucrant bas et faible digestibilité. Excipient en pharmacie. Lait délactosé par hydrolyse (acide ou enzymatique->pas top car touche d’autre composants du lait) ou ultrafiltration. Oligosides prébiotiques : HMO (Human Milk Oligosaccharides). Au moins 500 structures différentes. Très abondants dans le lait maternel et leur concentration décroit au court de la lactation. Rôle : Empêche l’adhésion de bactérie pathogène au colon en mimant les glycanes de surface des cellules épithéliales, diminue les allergies chez l’enfant en régulant le système immunitaire et assure une concentration de galactose non limitant pour la croissance du cerveau. Lait en poudre : Oligosides aux propriétés prébiotiques synthétisés : FOS et GOS FOS : hydrolyse partielle de l’insuline pour la rendre plus soluble ou synthèse enzymatique à partir de saccharose. GOS : synthèse enzymatique à partir de lactose. Les laits en poudre peuvent être enrichis en oligosaccarides et en bifidobactéries mortes pour stimuler les réponse immunitaire. Amidon : Polysaccharide composé uniquement de glucose. Deux constituants principaux : Amylose : chaîne α-1,4 de plus de 500 résidus Amylopectine : chaîne en α-1,4 et ramification α-1,6. Forme de stockage efficace du glucose car vite mobilisable et dans peu d’espace. Stockés dans des granules insolubles dans l’eau observables au microscope. Amylopectine en double hélice Ramification et amylose en simple hélice Amidon cru : peu ou pas digéré -> fibre Quand la température augmente, les graines absorbent l’eau puis se déstructure progressivement avant d’éclater. Plusieurs états : lait d’amidon, empois d’amidon, gel d’amidon, amidon rétrogradé. Elément intéressant comme épaississant. Attention à ne pas le faire bouillir sinon dispersion complète de la graine -> amidon rétrogradé non digérer par les enzymes humaines. Pour remédier : amidon modifié (ex : dextrine) par traitement chimique ou grillage à sec par exemple. Les enzymes dégradant l’amidon : Isoamylase, pullukanase (débranchante), amylase… On peut obtenir d’autre oses à partir de l’amidon comme fructose par la glucose isomérase ou du maltose. Bon courage pour jeudi !
