Dwucukry zwane też disacharydami są związkami składającymi się z dwóch cukrów prostych połączonych wiązaniem O-glikozydowym. Może ono powstać w reakcji między półacetalową grupą hydroksylową (–OH) przy anomerycznym atomie węgla jednego cukru prostego z którąkolwiek z grup hydroksylowych drugiego cukru prostego. Produktem ubocznym jest cząsteczka wody, a więc jest to reakcja kondensacji.
Półacetylowa (hemiacetolowa) grupa hydroksylowa to ta grupa, która występuje w formie pierścieniowej cukru przy węglu, który w formie łańcuchowej tworzy grupę aldehydową lub ketonową (w zależności od tego czy cukier jest aldoza czy ketozą). Cykliczna forma cukru jest znacznie powszechniejsza niż łańcuchowa. Powstanie tej formy jest możliwe dzięki reakcji typu alkohol + aldehyd lub alkohol + keton wewnątrz cząsteczki cukru.
Znanych jest bardzo wiele dwucukrów. Wśród nich najważniejsze to: sacharoza, maltoza i laktoza – wszystkie mają duże znaczenie biologiczne.
Oto krótkie charakterystyki tych związków:
- Sacharoza (cukier buraczany, cukier trzcinowy) występuje w postaci białej substancji stałej. Jej systematyczna nazwa to α-D-glukozo-β-D-fruktozyd. Nie ma zapachu, dobrze rozpuszcza się w wodzie, ma słodki smak, ma gęstość równą 1590 kg/m³. Dość charakterystyczną cechą tego dwucukru jest to, że nie wykazuje on właściwości redukujących. Występuje przede wszystkim w różnych częściach roślin. W trzcinie cukrowej i burakach cukrowych stanowi aż 20% ich masy – jest to najwyższy wskaźnik w całym roślinnym świecie.
Sacharozę otrzymuje się w wyniku reakcji glukozy i fruktozy wg równania:
C6H12O6 + C6H12O6 → C12H22O11 + H2O
Glukoza Fruktoza Sacharoza
- Maltozanazywana jest też czasami cukrem słodowym ze względu na to, że jest obecna w słodzie jaki powstaje w czasie kiełkowania nasion jęczmienia. Jest substancją stałą, ma słodki smak, dobrze rozpuszcza się w wodzie tworząc roztwór. Powstaje w wyniku kondensacji dwóch cząsteczek glukozy z utworzeniem wiązania α-1,4-glikozydowego, jest też produktem częściowej hydrolizy skrobi w wodnym roztworze kwasu. Enzymatyczna hydroliza maltozy stosowana jest w przemyśle w procesie produkcji piwa.
- Laktoza, jej nazwa pochodzi od łacińskiego lac, co oznacza mleko. Łatwo się domyślić, że jej jednym ze składników ssaczego mleka (krowie, owcze i kozie mleko ma mniejszą jej zawartość – ok. 5% niż ludzkie mleko 7%, przy czym cukier ten stanowi ponad 98% składu węglowodanowego mleka kobiecego). Pod względem chemicznym jest bezbarwną substancją stałą dobrze rozpuszczalną w wodzie ale słabo rozpuszczalną w rozpuszczalnikach organicznych takich jak np. alkohol (w eterze w ogóle się nie rozpuszcza). Topi się w temperaturze 225°C. Enzymem trawiennym odpowiedzialnym za rozkład laktozy do cukrów prostych jest laktaza. Po hydrolizie monocukry laktozy ulegają wchłanianiu w świetle jelita do krwi. Jeśli organizm będzie miał za mało tego enzymu to doprowadzi to do schorzenia - nietolerancji laktozy.
Laktoza jest cukrem redukującym. Bakterie mlekowe potrafią przeprowadzać fermentację laktozy, co zostało wykorzystane np. do produkcji sera z serwatki. Produktem ubocznym fermentacji jest kwas mlekowy.
Laktozę stosuje się również w branży farmaceutycznej (wypełniacz w lekach, przemyśle spożywczym oraz w przemyśle pirotechnicznym.
