CUKRY

Węglowodany inaczej cukry bądź sacharydy . To związki zbudowane z węgla wody i tlenu .W przyrodzie powstają w procesie fotosyntezy , która zachodzi w zielonych częściach roślin .Składniki, z których rośliny wytwarzają cukry to woda i dwutlenek węgla. Niezbędna jest do tego procesu energia świetlna .

Cukry dzielimy na : cukry proste (monosacharydy) cukry złożone : - dwucukry (disacharydy) - wielocukry (polisacharydy)

Przedstawiciele cukrów prostych : Głównymi przedstawicielami cukrów prostych są : glukoza i fruktoza . Mają ten sam wzór sumaryczny, ale inny wzór strukturalny .

Cukry proste D-ryboza Galaktoza

Schemat rysowania cukrów w formie pierścieniowej Cukry mogą istnieć w formie liniowej (prezentowane projekcją Fishera) oraz w formie cyklicznej (wzory taflowe Hawortha).

W wyniku cyklizacji tworzy się nowe centrum asymetrii (dodatkowy węgiel asymetryczny) – węgiel anomeryczny, którego konfigurację odnosi się do konfiguracji atomu węgla decydującego o przynależności do szeregu D lub L (czyli ostatniego asymetrycznego atomu węgla).

Reakcje charakterystyczne : 1.Próba Trommera / Tollensa ! Obserwacje: Niebieska galaretka strąca się jako ceglastoczerwony osad . Nawet fruktoza , która ma w swojej cząsteczce grupę ketonową ulega próbie Tollensa i Trommera , ponieważ ulega przekształceniu do glukozy .

2.Redukcja glukozy 3. Silne utlenianie glukozy - polega na działaniu na glukozę roztworem kwasu azotowego (V) . W wyniku tej reakcji powstaje kwas glukarowy .

Jak odróżnić glukozę od fruktozy ? Obserwacje : Woda bromowa odbarwia się i wydziela się gaz . FRUKTOZA NIE ULEGA TEJ REAKCJI !

Właściwości monosacharydów : białe ciała stałe , krystaliczne , rozpuszczają się w wodzie , mają obojętne pH , mają słodki smak .

Dwucukry (disacharydy) : Zbudowane z cząsteczek monosacharydów połączonych wiązaniem glikozydowym. Z dwucukrów najważniejsze to sacharoza, maltoza, laktoza i celobioza .

Sacharoza SACHAROZA - (glukoza + fruktoza) W jej skład wchodzą reszty cząsteczek α-glukozy i β-fruktozy, połączone wiązaniem 1,2-glikozydowym .

Maltoza MALTOZA - (glukoza + glukoza), cukier słodowy. Jest zbudowana z dwóch reszt α-D-glukozy połączonych wiązaniem α-1,4-glikozydowym.

Zastosowanie : Występowanie : środek słodzący używana do pożywek bakteriologicznych stabilizator wielosiarczków przemysł fermentacyjny Występowanie : Śladowe ilości znajdują się w ziarnach jęczmienia. Maltoza powstaje w procesie hydrolizy skrobi w organizmie człowieka jako produkt częściowy.

Laktoza LAKTOZA - (glukoza + galaktoza) cukier mlekowy złożony z reszty α-D-glukozy i β-D- galaktozy. Ma wiązanie typu β-1,4-glikozydowe.

Zastosowanie : Występowanie : produkcja sera przemysł farmaceutyczny lecznictwo przemysł spożywczy środek rozcieńczający w farmacji Występowanie : Mleko jest jedynym naturalnym źródłem laktozy we wszystkich formach, podobnie jak produkty mleczne, takie jak sery, jogurty, twaróg, śmietana, masło, budyń, lody itp. Zawartość laktozy w tych produktach zwykle się zmienia, lecz najlepiej tolerowane są te, które poddano fermentacji, takie jak jogurty czy niektóre rodzaje sera.

Celobioza CELOBIOZA - (glukoza + glukoza)- jest podstawową jednostką celulozy. Zbudowana z dwóch reszt glukozy β-D-glukozy połączonych wiązaniem β-1,4-glikozydowym

Właściwości disacharydów : białe ciała stałe , krystaliczne , nie rozpuszczają się w wodzie – wyjątkiem jest sacharoza , mają odczyn obojętny , mają słodki smak , ulegają hydrolizie ( śr.kwasowe ) - rozpadają się na cukry proste z których powstały , ulegają próbie Tollensa i Trommera jeśli przy ich anomerycznym atomie węgla jest wolna grupa -OH -------> właściwości redukujące ( oprócz sacharozy ) .

Wielocukry ( polisacharydy): Polisacharydy (inaczej: wielocukry, cukry złożone) – grupa węglowodanów , które są złożone z merów będących cukrami prostymi. Wśród polisacharydów wyróżnia się związki zawierające kilka jednostek cukrowych (oligosacharydy, np. disacharydy, trisacharydy, tetrasacharydy itd.) oraz wielocukry właściwe, do których należą m.in.: -skrobia - glikogen -dekstran -celuloza -hemicelulozy -chityna -kwas hialuronowy.

Skrobia Skrobia jest cukrem, w którego skład wchodzą dwa wielocukry tj. amyloza i amylopektyna. Jest to biała, bezpostaciowa substancja stała, bez smaku i zapachu, nierozpuszczalna w wodzie zimnej (tworzy zawiesinę). W wodzie gorącej tworzy roztwór koloidowy tzw. kleik skrobiowy, który po ochłodzeniu ulega zżelowaniu . Skrobia nie jest cukrem redukującym .Skrobia ogrzewana z roztworami mocnych kwasów ulega hydrolizie, dając jako produkt końcowy glukozę. Hydroliza łatwo zachodzi również pod wpływem enzymów.

Wykrywanie skrobi : Próba jodowa pozwala na wykrycie nawet minimalnych ilości skrobi . Wykorzystuje się w tym celu jodynę lub płyn Lugola, które zabarwiają się pod wpływem dodania do nich skrobi na granatowo . Wykrywanie skrobi jest zjawiskiem fizycznym , ponieważ zmiana temperatury powoduję zmianę barwy roztworu.

Zastosowanie skrobi : Skrobia jest jednym z podstawowych składników pokarmowych ludzi i zwierząt, jest przyswajalna w pieczywie, ziemniakach, kaszy, ryżu itp. Jest podstawowym surowcem do otrzymywania glukozy na skalę przemysłową oraz tzw. syropu ziemniaczanego i sztucznego miodu. Ponadto jest głównym materiałem zapasowym roślin. W postaci skrobi żelującej spożywczej stosowana jest jako stabilizator, zagęszczacz i środek żelujący, polecany do przygotowywania deserów, galaretek, past kremowych, pieczywa z dodatkiem cukru, soków owocowych i mleka. Jako skrobia kukurydziana wykorzystywana jest do produkcji suchego pieczywa, budyni, kremów, majonezu, sosów, zup oraz jako puder cukierniczy do wyrobu żelatynek . Poza przemysłem spożywczym skrobia znajduje zastosowanie w przemyśle włókienniczym, kosmetycznym (do wyrobu pudrów i talków), farmaceutycznym (do otrzymywania witamin i antybiotyków), do otrzymywania klejów roślinnych oraz opakowań, które nie podlegają rozkładowi biologicznemu. Skrobia zawarta w ziemniakach lub nasionach zbóż stanowi podstawowy surowiec do wyrobu alkoholu etylowego.

Celuloza : Celuloza jest nierozgałęzionym polisacharydem . Jej cząsteczki mają od kilkuset do kilkunastu tysięcy reszt beta-glukozy połączonych wiązaniami β-1,4- glikozydowymi . W czystej postaci celuloza jest białą, pozbawioną smaku i zapachu, nierozpuszczalną w wodzie substancją. Jej trawienie przez przeżuwaczy umożliwia grupa enzymów zwanych celulazami. Bierna chemicznie. Łatwopalna, po spaleniu pozostaje szaroczarna oraz krucha substancja o woni spalonego papieru. Tworzy estry, np. z kwasem azotowym (V) tworzy nitrocelulozę, a z bezwodnikiem kwasu octowego octan celulozy. Nie hydrolizuje.

Zastosowanie celulozy : Występuje obficie w organizmach roślinnych, szacuje się, że 50% węgla zmagazynowane jest właśnie w tej substancji. Jednak najwięcej celulozy jest w bawełnie do 90%, podczas gdy w drewnie - 50%. Pośrednią wartość 70 - 85% posiada len. Celuloza pełni funkcje strukturalne, zabezpiecza przed negatywnym wpływem środowiska, stanowi barierę dla bakterii, wirusów. U roślin wchodzi w skład ściany komórkowej, stanowiąc właśnie barierę przed szkodliwym działaniem środowiska.

Inne polisacharydy : CHITYNA - ściana komórek grzybów , - pancerzyki stawonogów . HEPARYNA - substancja przeciwzakrzepowa . DEKSTRAN - materiał zapasowy bakterii. GLIKOGEN - materiał zapasowy zwierząt . KWAS HIALURONOWY - buduje skórę właściwą . MUREINA - materiał ściany komórkowej bakterii.