Cukry są to rozpowszechnione w przyrodzie związki organiczne. Ogólną nazwą cukry albo sacharydy (od słowa saccharum - cukier), obejmuje się związki składające się z atomów węgla, wodoru oraz tlenu, których skład chemiczny w większości przypadków można przedstawić za pomocą ogólnego wzoru CnH2nOm. Są one pochodnymi alkoholi zawierających wiele grup hydroksylowych. Biorąc pod uwagę wielkość oraz strukturę cząsteczek, wyróżniamy dwie grupy cukrów: cukry proste (zwane także monosacharydami), oraz cukry złożone (wśród których wyróżnia się dwucukry inaczej zwane disacharydami oraz wielocukry czyli polisacharydy). Z uwagi na obecność charakterystycznych grup funkcyjnych, poza grupami hydroksylowymi, które wchodzą w skład cząsteczek wszystkich cukrów, wyróżnia się: aldozy, których cząsteczki posiadają grupy aldehydowe -CHO oraz ketozy -posiadające grupy ketonowe. Obecność chiralnych atomów węgla powoduje, że aldoheksozy mogą występować w szesnastu odmianach izomerycznych, natomiast ketoheksozy w ośmiu odmianach.

Cukry można również podzielić na redukujące i nieredukujace. Podział uwzględniający liczbę atomów węgla w cząsteczce cukrów dzieli cukry proste na triozy (trzy atomy węgla w cząsteczce), tetrozy (cztery atomy), pentozy (pięć atomów), heksozy (sześć atomów) i heptozy (siedem atomów). Cukrami prostymi o największym znaczeniu są heksozy, do których zaliczamy między innymi fruktozę i glukozę.

  • GLUKOZA:

Glukoza jest pospolitym cukrem o sześciu atomach węgla w cząsteczce. Cukier ten ma następujący wzór sumaryczny: C6H12O6. Cząsteczki glukozy mogą przyjmować zarówno postać łańcuchową, z pięcioma grupami hydroksylowymi -OH i wolną grupą aldehydową, jak tez strukturę sześcioboczną, w której grupa aldehydowa jest unieczynniona. Glukoza jest aldoheksozą. Wzory strukturalne cząsteczki glukozy w formie łańcuchowej i pierścieniowej przedstawiono poniżej:

α-D-glukopiranoza

Czysta glukoza to krystaliczna substancja posiadająca słodki smak. Jest ona dobrze rozpuszczalna w wodzie, a jej wodny roztwór skręca płaszczyznę światła spolaryzowanego w prawo. Występuje w tkankach wszystkich organizmów żywych. Glukoza jest to cukier redukujący, który na skalę przemysłową otrzymuje się ze skrobi ziemniaczanej na drodze reakcji hydrolizy. Pod wpływem działania enzymów, które są zawarte w drożdżach ulega ona fermentacji, co można przedstawić za pomocą równania:

Glukoza znalazła zastosowanie w przemyśle spożywczym, garbarstwie, przemyśle farmaceutycznym i fermentacyjnym.

  • FRUKTOZA:

Fruktoza to kolejny cukier posiadający sześć atomów węgla w swojej cząsteczce. Jest ona monosacharydem o wzorze sumarycznym C6H12O6. Cząsteczki fruktozy mogą przyjmować postać łańcuchową z pięcioma grupami hydroksylowymi i wolna grupa ketonową, jak tez strukturę pierścieniową, pięcioczłonową, w której grupa ketonowa jest unieczynniona. Fruktoza zaliczana jest do ketoheksoz. Wzory strukturalne fruktozy pokazano niżej:

β-D-fruktofuranoza

Fruktoza jest krystaliczną substancją stałą, dobrze rozpuszczalną w wodzie. Jest ona bardzo słodka i zaliczamy ja do najbardziej słodkich cukrów. Podobnie jak w przypadku glukozy, wodne roztwory fruktozy wykazują czynność optyczną i skręcają płaszczyznę światła spolaryzowanego w lewo. Fruktoza jest cukrem szeroko rozpowszechnionym w świecie roślinnym. Spotykamy ją w owocach, nasionach i nektarze kwiatów. Fruktoza jest używana jako środek słodzący w diecie osób chorych na cukrzycę.

W stanie wolnym cukry proste występują w niewielkich ilościach (w sokach owocowych, płynach ustrojowych). W znacznie większych ilościach można je zidentyfikować w postaci zestryfikowanej, między innymi z kwasem fosforowym w przemianach metabolicznych, lub jako składniki glikozydów. Rośliny zielone i niektóre drobnoustroje są zdolne do fotosyntezy cukrów prostych z wody i dwutlenku węgla. Zdecydowaną większość cukrów występujących w przyrodzie stanowią cukry złożone. Niektóre z nich stanowią substancje zapasowe, na przykład skrobia i glikogen, a inne są substancjami wchodzącymi w skład szkieletu, a jest to celuloza (substancja szkieletowa roślin) i chityna, która występuje u zwierząt.

  • SKROBIA:

Skrobia jest substancją niejednorodną. Składa się z amylozy (stanowi około 20%) oraz amylopektyny (80%). Amyloza jest lepiej rozpuszczalna w wodzie. Jej cząsteczki składają się z łańcuchów prostych. Amylopektyna słabiej rozpuszcza się w wodzie. Jej cząsteczki zbudowane są z łańcuchów rozgałęzionych. Pomimo wyraźnych różnic w masie cząsteczkowej, wyższej w przypadku amylopektyny, oba sacharydy opisuje się tym samym wzorem sumarycznym (C6H10O5)n. Skrobia ulega reakcji hydrolizy, rozpadając się kolejno na dekstryny, maltozę i ostatecznie na D-glukozę.

Skrobia powstaje w roślinach w wyniku fotosyntezy i jest ona gromadzona w tkankach jako materiał zapasowy, na przykład w bulwach ziemniakach i w nasionach zbóż. Jest to jeden z najbardziej rozpowszechnionych polisacharydów w roślinach i najważniejszą substancją zapasową wśród roślin. Cukier ten odkłada się w komórkach roślinnych w postaci granulek albo ziaren. Kształt oraz rozmiary tych ziaren są charakterystyczne dla poszczególnych gatunków roślin. Ziarna skrobi pod wpływem kontaktu z wodą ulegają pęcznieniu, a pewna część skrobi ulega peptyzacji i przechodzi ona do roztworu.

Ten polisacharyd w stanie czystym jest białym proszkiem bez zapachu i smaku, który nie ulega rozpuszczeniu w zimnej wodzie. Skrobia w obecności jodu barwi się na granatowo lub niebiesko. Tworzy ona roztwory koloidalne. Skrobia jest podstawowym składnikiem pożywienia człowieka. Cukier ten oraz jego pochodne znalazły zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym, włókienniczym, papierniczym, tekstylnym. Stosuje się ją również do produkowania klejów, syropów i glukozy.

  • GLIKOGEN:

Glikogen to polisacharyd, który stanowi materiał zapasowy u zwierząt. Składa się on z cząsteczek glukozy połączonych ze sobą w silnie rozgałęzione łańcuchy. Masa cząsteczkowa glikogenu wynosi około 105-107. Jest on spotykany przede wszystkim w wątrobie oraz mięśniach. Glikogeny pochodzące od różnych zwierząt i z różnych narządów tego samego zwierzęcia wykazują pewne różnice. Jeśli zaistnieje taka potrzeba (wynikająca na przykład z niedożywienia lub wzmożonego wysiłku) glikogen w organizmie człowieka pod wpływem enzymów, które pełnią rolę katalityczną, przechodzi w glukozę, która jest wchłaniana do krwioobiegu i spalana. Organizm człowieka zawiera przeciętnie około 300 gramów glikogenu. Występuje on również w drożdżach, grzybach, bakteriach, a także niektórych roślinach wyższych. Glikogen zawarty w wątrobie umożliwia utrzymanie stałego poziomu glukozy we krwi, a zawarty w mięśniach odgrywa istotną rolę w ich pracy (rozkłada się do glukozo-6-fosforanu, zużywanego w glikolizie, czyli procesie dostarczającym energii). Glikogen jest białym proszkiem, tworzącym koloid w wodzie, nierozpuszczalnym w alkoholu. Zaliczany jest do cukrów hydrolizujących. Może on być otrzymany z mięśni lub wątroby poprzez destrukcję tkanek za pomocą wodorotlenku sodu i wytraceniu alkoholem etylowym.