Sachariden

Bron: brouw-bier.nl - Alles wat de amateur bierbrouwer of bierliefhebber moet weten over het brouwen van bier bierliefhebber moet weten over het brouwen van bier

Een rode draad, die door het brouwproces loopt is de omzetting van het zetmeel in de ontkiemde gerstekorrel, via suikers (sachariden), naar alcohol (ethanol) en kooldioxide. Wat is eigenlijk zetmeel, en hoe wordt dit omgezet naar iets, wat door vergisting uiteindelijk in bier resulteert? We weten waarschijnlijk allemaal dat voor vergisting tot alcohol, suiker nodig is. In dit gedeelte zullen de zogenaamde worden beschreven.

Monosachariden

Dit zijn de eenvoudigste verbindingen onder de sachariden. Twee van deze zogenaamde monosachariden zijn glucose (ook wel dextrose, druivensuiker of, officieel volgens IUPAC, 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal) en fructose (vruchtensuiker of volgens IUPAC, 1,3,4,5,6-pentahydroxy-2-hexanon):

Glucose Fructose
Glucose Fructose

Beide suikers komen in deze vorm voor in fruit en andere plantendelen. Glucose is een belangrijke energiebron in levende organismen.
Hieronder nogmaals de glucose en fructose molecule, maar dan in een ruimtelijke weergave.

Glucose Galactose Fructose
Glucose Galactose Fructose

Hierbij is ook galactose getoond, die dezelfde structuurformule heeft als glucose, maar ruimtelijk gezien is het verschil, dat de OH-groep op het 4e koolstofatoom is gespiegeld. Galactose komt als zodanig niet veel voor in de natuur. Het is daarentegen wel een belangrijke bouwsteen van allerlei grotere suikers.

Door middel van een condensatiereactie, waarbij water wordt afgesplitst, kunnen sachariden zich met elkaar binden tot ketens van 2 of meer sachariden. Een voorbeeld hiervan is maltose:
Glucose
Maltose
Hierbij is te zien dat de hydroxy groepen op positie 1 en 4 van de glucose moleculen, een α(1-4) binding aangaan.

Disachariden

Glucose en fructose kunnen ketens met zichzelf of met elkaar vormen. Indien twee moluculen van glucose en/of fructose met elkaar verbonden zijn, dan noemt men die disachariden. De belangrijkste daarvan zijn:

Maltose

Deze bestaat uit twee glucose moleculen verbonden door een α(1-4) binding.
Maltose
Maltose

Sacharose

Sacharose wordt ook wel tafel-, of keukensuiker genoemd, en wordt gewonnen uit suikerbieten, suikerriet of suikerpalm. Deze bestaat uit een glucose een een fructose molecuul, die met elkaar verbonden zijn door een α(1-2) binding.
Sacharose
Sacharose

Trisachariden

De belangrijkste trisacharide die we in het brouwproces kennen is maltotriose. Dit molecuul bestaat uit 3 glucose moleculen.
Maltotriose
Maltotriose

Polysachariden

Op bovenstaande manier kunnen er nog langere ketens van sachariden worden gevormd. Bijvoorbeeld zetmeel bestaat uit een mengsel van twee polysachariden, amylopectine (gew. 80-90%) en amylose (gew. 10-20%). Beide zijn opgebouwd uit glucosemoleculen; enkele honderden tot duizenden in een regelmatige onvertakte keten bij amylose, enkele duizenden in een onregelmatig vertakkende boomvorm bij amylopectine. Hoewel in absolute massa amylose maar ongeveer een vierde van het zetmeel is, is het aantal moleculen amylose wel zo'n 150 keer groter dan het aantal moleculen amylopectine. Amylose is namelijk een veel kleinere molecule dan amylopectine. Heel wat eigenschappen van een zetmeel worden dan ook bepaald door amylose.

Amylose

Amylose vormt de lineaire gedeelten van het zetmeelmolecuul en bestaat uit α(1-4) gekoppelde glucose eenheden. Dit model toont 36 glucose eenheden in een helix, een dubbele spiraalvormige structuur, in feite een buis. Klik hier om deze spiraalvorm goed te zien.

In de spiraalvorm kunnen de jodide ionen terecht komen, wat een paarse verkleuring geeft, ook wel de jodiumtest genoemd.

Amylopectine

Amylopectine is een polysacharide die in diverse structuren voorkomt en is samengesteld uit lineair α(1-4) gebonden glucose-eenheden (opgerold in een spiraalvorm) met α(1-6) gebonden vertakkingen. Elke amylopectine molecule kan 100.000 tot 200.000 glucose eenheden bevatten. Hierbij is elke tak ongeveer 20 tot 30 glucose eenheden lang.
Onderstaand eenvoudige model toont 84 glucose eenheden. De α(1-4) gekoppelde glucose eenheden zitten in een spiraalvorm en de α(1-6) (detail) koppeling zorgt voor een vertakking.

Amylopectine
Amylopectine