cukry

Cukry, sacharydy — związki organiczne występujące głównie w roślinach, charakteryzujące się słodkim smakiem. Stanowią podstawę codziennej diety człowieka. Cukry określane są również jako węglowodany, cukrowce lub sacharydy.

Ich wzór ogólny to:

CnH2nOn

gdzie:

• C – węgiel
• H – wodór
• O – tlen

Cukry dzielą się zasadniczo na proste, oligosacharydy oraz cukry złożone.

Węglowodany to produkt fotosyntezy – rośliny syntezują je z dwutlenku węgla oraz wody. Zbudowane są z co najmniej kilku grup karboksylowych i z co najmniej jednej grupy karbonylowej.

Funkcje węglowodanów w organizmach żywych:

• dostarczają energii niezbędnej do pracy mózgu,
• tworzą zapasy energetyczne (u ludzi w postaci glikogenu),
• tanowią materiał odżywczy,
• wchodzą w skład DNA i RNA,
• hamują krzepnięcie krwi,
• biorą udział w budowie struktur komórkowych,
• chronią białka ustrojowe,
• rozkładają kwasy tłuszczowe, chronią organizm przez nadprodukcją ciał ketonowych i zakwaszeniem,
• odżywiają mózg, rdzeń kręgowy i krwinki czerwone (glukoza),
• uczestniczą w mechanizmie rozpoznawania komórek przez limfocyty.

Węglowodany dzieli się na cukry proste, disacharydy, oligosacharydy oraz polisacharydy. Są to cztery kategorie węglowodanów.

Cukry proste – monosacharydy

Nie ulegają dalszemu rozpadowi na mniejsze podjednostki. Są zbudowane z od 3 do 7 atomów węgla i dzielą się ze względu na liczbę atomów węgla (triozy, tetrozy, pentozy, heksozy, heptozy). Wszystkie monosacharydy są rozpuszczalne w wodzie. Większość z nich charakteryzuje się słodkim smakiem, są poza tym bezwonne i bezbarwne. Cukry proste to monomery, z których powstają disacharydy, oligosacharydy oraz cukry złożone (wielocukry). Należą do nich glukoza, galaktoza, mannoza, fruktoza, ryboza oraz deoksyryboza. Są wchłaniane bez wcześniejszej obróbki chemicznej i powodują natychmiastowy wyrzut glukozy do krwi.

Disacharydy – dwucukry

Zbudowane są z dwóch monosacharydów – powstają w wyniku ich reakcji kondensacji (zarówno jednakowych, jak różnych cząsteczek). Przykładowo laktoza, czyli cukier występujący w produktach mlecznych, powstaje z połączenia glukozy i galaktozy, natomiast sacharoza (cukier stołowy) to łączenie glukozy i fruktozy. Z dwóch cząsteczek glukozy powstaje z kolei maltoza, czyli cukier słodowy otrzymywany w wyniku hydrolizy skrobi, użytkowany jako substancja słodząca lub pożywka dla bakterii.

Disacharydy, podobnie jak cukry proste są bezwonne, bezbarwne i słodkie.

Oligosacharydy

Sacharydy pośrednie pomiędzy monosacharydami i cukrami złożonymi. Są zbudowane z od 2 do 10 monomerów (cukrów prostych). Oligosacharydy powstające z połączenia dwóch monomerów to zatem tym samym disacharydy. Ich właściwości są podobne do właściwości monosacharydów, jednak niektóre z nich nie redukują (nie wykazują cech aldehydów). W organizmach żywych oligosacharydy rozkładane są przy udziale glikozydaz.

Cukry złożone – polisacharydy

Powstają w wyniku złączenia wiązaniami glikozydowymi reszt monosacharydów lub ich pochodnych. Mogą być zbudowane z jednego tylko rodzaju cząsteczek monosacharydów (skrobia, glikogen) i zaliczane są wtedy homopolisacharydów, lub z cząsteczek różnych monosacharydów, tworząc tym samym heteropolisacharydy (kwas hialuronowy, heparyna). Nie wykazują właściwości redukcyjnych, nie wykazują też słodkiego smaku. Z wodą tworzą układy koloidalne lub są w niej nierozpuszczalne. Pod wpływem hydrolaz glikozydowych i kwasów nieorganicznych ulegają częściowemu rozkładowi do oligosacharydów lub całkowitemu do cukrów prostych. Zaliczamy do nich m.in. glikogen, celulozę, pektynę, chitynę czy skrobię. Łańcuchy sacharydów mogą być nierozgałęzione i dobrze rozpuszczalne w wodzie (amylozy) lub silnie rozgałęzione i nierozpuszczalne w wodzie (amylopektyny).

Przykłady polisacharydów i ich roli w organizmie człowieka:

• skrobia – jest cukrem zapasowym roślin, nie rozpuszcza się w zimnej wodzie, ani w rozpuszczalnikach organicznych. Po dolaniu gorącej wody zaczyna pęcznieć i tworzy kleik skrobiowy. Występuje zarówno w formie amylozy i amylopektyny;
• glikogen – główny wielocukier stanowiący materiał zapasowy u organizmów zwierzęcych. Kumuluje się w wątrobie oraz w tkankach mięśni poprzecznie prążkowanych;
• celuloza – składnik budulcowy ścian komórkowych roślin wyższych, wchodzi w skład błonnika;
• błonnik – jest to polisacharyd, który nie ulega procesom trawiennym i nie jest źródłem energii dla organizmu. W skład błonnika wchodzą głównie celuloza oraz pektyny. Błonnik w postaci pektyn jest rozpuszczalny w wodzie i tworzy w żołądku galaretowatą masę. Błonnik wpływa na trawienie innych cukrów (np. fruktozy zawartej w owocach), powodując, że glukoza wolniej uwalnia się do krwi. Błonnik jest bardzo istotnym składnikiem pokarmowym o charakterze profilaktycznym, ponieważ zapobiega cukrzycy i otyłości;
• kwas hialuronowy – jest głównym składnikiem mazi stawowej oraz wiąże wodę w skórze właściwej.