Co to są węglowodany?

Węglowodany zwane również cukrami są organicznymi związkami chemicznymi, w skład których wchodzą trzy pierwiastki: węgiel wodór i tlen. Związki te zawierają w swojej strukturze liczne grupy hydroksylowe, a także grupy karbonylowe. Czasem tworzą się tzw. mostki półacetalowe, które sprawiają, iż cząsteczki cukrów mogę występować w formie pierścieniowej (cyklicznej). Tradycyjnie podaje się następujący wzór ogólny węglowodanów:

CnH2nOn,

Wodór występuje więc w cząsteczce cukru w dwukrotnie większej ilości niż węgiel i tlen. Jednak wiele węglowodanów, spełniających niekiedy ważne funkcje, zawiera poszczególne pierwiastki w stosunku nieco innym..

Skąd się biorą cukry?

Cukry powstają w organizmach roślinnych (w roślinach zielonych) w procesie zwanym fotosyntezą, zachodzącym przy udziale światła słonecznego. Należy jednak pamiętać, że proces ten nie tylko jest niezbędny do życia organizmów należących do świata roślinnego. Utworzone substancje spożywane są następnie przez zwierzęta oraz ludzi i również są niezbędne do ich funkcjonowania. Fotosynteza jest złożonym procesem biochemicznym, prowadzącym do zamiany energii światła słonecznego w energię chemiczną. Mało kto zdaje sobie sprawę, że niemal cała energia, która zawarta jest obecnie w paliwach kopalnych, takich jak węgiel i ropa naftowa, również ma swoje źródło w procesie fotosyntezy (paliwa kopalne powstały bowiem ze szczątków organizmów roślinnych). Sam proces fotosyntezy wykazuje bardzo złożony przebieg. Bierze w nim udział ogromna ilość różnego rodzaju związków chemicznych, począwszy od tego najważniejszego – chlorofilu, skończywszy na enzymach niezbędnych do syntezy głównego produktu procesu – glukozy. Fotosynteza zachodzi głównie w liściach rośliny. Muszą zatem zostać do nich wszelkie niezbędne substraty. Wykorzystując złożony system naczyń włosowatych roślina transportuje z korzeni do liści wodę i składniki mineralne. Jednocześnie w wyniku dyfuzji z wody lub powietrza do wnętrza komórek wnika równie niezbędny dwutlenek węgla, (CO2). Światło pochłonięte przez barwniki asymilacyjne (chlorofil) jest w pierwszym etapie zamieniane e w energię wiązań chemicznych takich wysokoenergetycznych związków, jak: ATP i NADPH. Faza ta nosi nazwę fazy jasnej fotosyntezy i jest ona zależna od światła. Energia zgromadzona w formie ATP i NADPH wykorzystywana jest do przemiany dwutlenku węgla, prowadzącej w konsekwencji do wytworzenia cukrów prostych. Jest to tzw. faza ciemna fotosyntezy i nie zależy ona bezpośrednio od obecności światła. Całkowitą zamianę energii świetlnej w energię chemiczną cukrów oraz uwalnianego tlenu można przedstawić schematycznie w sposób następujący:

  1. Energia świetlna zostaje pochłonięta przez chlorofil i jest zamieniana w energię chemiczną związków.
  2. Powstałe produkty reagują z wodą powodując wydzielenie tlenu, który jest następnie uwalniany do atmosfery, a same zaś przechodzą w układy, w których „magazynowane” są duże ilości energii chemicznej.
  3. Układy te ulegają reakcjom z dwutlenkiem węgla z wytworzeniem związków organicznych, przede wszystkim glukozy.

Sumarycznie przebieg procesu fotosyntezy można zapisać schematycznie w następujący sposób:

6H2O + 6CO2 + energia świetlna → C6H12O6 + 6O2

Z wody, dwutlenku węgla a także elektronów wytwarzanych przez światło z wykorzystaniem chlorofilu, powstaje glukoza oraz tlen.

Opisany powyżej proces nosi nazwę fotosyntezy C3, ponieważ pierwotnym, trwałym produktem po asymilacji dwutlenku węgla jest związek zawierający trzy atomy węgla w cząsteczce. W niektórych roślinach czasami zachodzi również tzw. fotosynteza C4, w której pierwszymi trwałymi produktami są związki zawierające cztery atomy węgla w cząsteczce (tzw. kwasy dikarboksylowe). Całościowa wydajność energetyczna procesu fotosyntezy określa się obecnie na około 19-35%.

Rodzaje cukrów

Cukry, mimo że zbudowane tylko z trzech pierwiastków (węgla, wodoru i tlenu) to bardzo liczna grupa związków organicznych, różniących się zarówno właściwościami fizycznymi, jak i chemicznymi. Dla przykładu glukoza jest cukrem bardzo łatwo rozpuszczalnym w wodzie, wykazującym właściwości redukujące, a celuloza w wodzie się nie rozpuszcza i nie ma właściwości redukujących. Ogólnie wszystkie cukry dzieli się na:

  1. Cukry proste - monosacharydy
  2. Dwucukrydisacharydy (złożone niższe)
  3. Wielocukry – dzielące się jeszcze na oligosacharydy i polisacharydy.

Poniższa tabela ukazuje występowanie w środowisku poszczególnych rodzajów cukrów.

Podział i występowanie cukrów

Grupa

Przykłady

Występowanie

Cukry proste

Ryboza, glukoza, fruktoza

Część nie występuje w ogóle w stanie wolnym (te o mniej niż 5 atomach węgla w cząsteczce)

Pozostałe wchodzą w skład między innymi owoców, miodu. Niektóre (glukoza) obecne są również we krwi

Dwucukry

Sacharoza, laktoza

Trzcina i buraki cukrowe, kukurydza, mleko, kiełkujące ziarna

Wielocukry

Skrobia, celuloza, glikogen

Ziemniaki, nasiona, fasola, kasza. Wątroba, mięśnie, łodygi roślin, bawełna, drewno

Jak widać, świat cukrów jest bardzo zróżnicowany. Poniżej zostaną omówione poszczególne grupy cukrów, wraz z przykładami i ich najważniejszymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi.

CUKRY PROSTE - MONOSACHARYDY

Cukry proste, zwane również monosacharydami, można podzielić ze względu na ilość atomów węgla zawartych w cząsteczce. W związku z tym wyróżnia się:

  •   Triozy – monosacharydy zawierające 3 atomy węgla w cząsteczce, (np. aldehyd glicerynowy),
  •   Tetrozy – monosacharydy zawierające 4 atomy węgla w cząsteczce,
  •   Pentozy – monosacharydy zawierające 5 atomów węgla w cząsteczce, (np. ryboza, deoksyryboza, rybuloza),
  •   Heksozy – monosacharydy zawierające 6 atomów węgla w cząsteczce, (np. glukoza, galaktoza i fruktoza).

Największe znaczenie mając monosacharydy zawierające 5 lub 6 atomów węgla w cząsteczce. Są zatem najpowszechniejsze. Spotyka się czasem cukry proste o 3 lub 4 atomach węgla jako produkty przejściowe niektórych procesów biochemicznych. Istnieją także monosacharydy i ich pochodne posiadające więcej niż 6 atomów węgla w cząsteczce.

Monosacharydy dzieli się również w zależności od tego, jaką grupę zawierają w swojej cząsteczce – aldehydową, czy ketonową. Wyróżnia się w związku z tym:

  •   Aldozy, w których obecna jest grupa aldehydowa (-CHO), np. ryboza, glukoza, galaktoza,
  •   Ketozy, w których obecna jest grupa ketonowa (=C=O), np. fruktoza, rybuloza.

Wszystkie monosacharydy zawierające grupę aldehydową w cząsteczce (aldozy) charakteryzują się właściwościami redukującymi, co objawia się między innymi tym, iż dają pozytywny wynik próby Tollensa i Trommera. Okazuje się jednak, że również ketozy (np. fruktoza) ma właściwości redukujące. Dzieje się tak dlatego, iż grupa ketonowa w tych cukrach ulega odwracalnej reakcji enolizacji, w której powstają pewne ilości aldozy, która posiada właściwości redukujące.

Glukoza

Glukoza jest aldoheksozą, o sumarycznym wzorze C6H12O6 Należy oczywiście do cukrów prostych. Może występować w formie łańcuchowej lub pierścieniowej (w formie tzw. glukopiranozy).

Glukoza – forma łańcuchowa Glukoza – forma pierścieniowa

Umownie przyjęto, że atomy węgla cukrów w formie łańcuchowej numerowane są od końca, przy którym znajduje się grupa karbonylowa. W formie pierścieniowej glukozy, węgiel 1 jest asymetryczny. Mogą więc powstać dwa izomery (związki o takim samym wzorze sumarycznym, lecz innym wzorem strukturalnym) różniące się położeniem grupy wodorotlenowej (-OH) przy węglu nr 1 względem płaszczyzny. Forma, w której grupa wodorotlenowa znajduje się nad płaszczyzna pierścienia nazywana jest α-glukoza, natomiast formę z grupą wodorotlenową pod płaszczyzną pierścienia nazwano się β-glukozą. Na powyższym rysunku przedstawiono zatem β-glukozę, a właściwie β-D-glukopiranozę.

Glukoza jest podstawowym związkiem energetycznym wykorzystywanym przez większość organizmów. Jak już wspomniano, wytwarzana jest z dwutlenku węgla i wody przy udziale światła słonecznego w procesie fotosyntezy. W procesach oddychania komórkowego wiązania chemiczne w cząsteczce glukozy ulegają rozrywaniu, a zmagazynowana energia jest uwalniana i wykorzystana w innych procesach życiowych. Glukoza służy także jako substrat w innych procesach biochemicznych, między innymi w procesach syntezy innych typów związków, takich jak aminokwasy czy kwasy tłuszczowe. Jej nadmiar magazynowany jest w organizmach pod postacią polimerów – skrobi dla roślin i glikogenu dla zwierząt. Glukoza w czystej postaci tworzy bezbarwne kryształy, bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie. Jej roztwór wodny wykazuje odczyn obojętny.

Glukoza (jak większość cukrów) jest związkiem palnym. W dostatecznej ilości powietrza spala się do dwutlenku węgla i wody.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

Ma również właściwości redukujące, co powoduje że daje pozytywne wyniki prób Tollensa i Trommera.

CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2Cu(OH)2 → CH2OH-(CHOH)4-COOH + Cu2O + 2H2O

(próba Trommera)

CH2OH-(CHOH)4-CHO + Ag2O → CH2OH-(CHOH)4-COOH + 2Ag↓

(próba Tollensa)

Oprócz tego, że glukoza jest podstawowym związkiem niezbędnym do życia niemal wszystkich organizmów żywych, znalazła ona również zastosowanie w różnych dziedzinach życia. W medycynie stosowana jest jako środek wzmacniający serce, a także w schorzeniach wątroby. W przemyśle spożywczym stosuje się ją między innymi do produkcji wyrobów cukierniczych, a w przemyśle włókienniczym do barwienia skór.

Fruktoza

Przykładem cukru prostego, zawierającego grupę ketonową w cząsteczce jest fruktoza należąca do ketoheksoz. Zwana jest również cukrem owocowym, gdyż właśnie w owocach występuje w największych ilościach. Fruktoza ma taki sam wzór sumaryczny jak glukoza, lecz inny wzór strukturalny cząsteczki. Jest zatem izomerem glukozy. Fruktoza jest gorzej przyswajana przez organizm, niż glukoza. W wątrobie jest zwykle przetwarzana w glukozę i w tej postaci wykorzystywana jest przez organizm. Stosuje się ją jako środek słodzący w cukrzycy. Fruktoza tworzy bezbarwne kryształy, dobrze rozpuszczalne w wodzie. Wchodzi w skład dwucukru sacharozy (wraz z glukozą). Zarówno glukoza, jak i fruktoza ulegają fermentacji alkoholowej, w wyniku której otrzymuje się alkohol etylowy. Powstaje również dwutlenek węgla.

C6H12O6 ® 2C2H5OH + 2CO2

Fruktoza może również występować w formie łańcuchowej i pierścieniowej. W odróżnieniu od glukozy tworzy pierścień pięcioczłonowy.

Fruktoza

Galaktoza

Galaktoza, podobnie jak glukoza, jest aldoheksozą. Różni się od glukozy jedynie sposobem rozmieszczenia grup hydroksylowych przy poszczególnych atomach węgla. Również może występować w formie łańcuchowej i pierścieniowej. Posiada właściwości redukujące. Wchodzi w skład dwucukru, laktozy.

Mannoza

Mannoza, jest również aldoheksozą wykazującą właściwości redukujące. Tworzy bezbarwne kryształy, rozpuszczalne w wodzie. Rzadko występuje w przyrodzie w stanie wolnym.

Wyżej wymienione monosacharydy to tylko niektóre przykłady związków tej grupy. Ważne funkcje pełnią również niektóre pentozy, szczególnie ryboza i deoksyryboza, wchodzące w skład kwasów nukleinowych.

 

Ryboza Deoksyryboza

Do innych ważniejszych pentoz należy zaliczyć arabinozę, będącą składnikiem żywic oraz gum roślinnych, a także ksylozę, wchodzącą w skład ksylanu – tzw. gumy drzewnej.

Cukry złożone

Cukry złożone (disacharydy i polisacharydy) powstają na skutek połączenia ze sobą dwóch lub więcej cząsteczek cukrów prostych. Łączą się one tworząc tzw. wiązania półacetalowe, zwane w tym przypadku wiązaniami glikozydowymi. Reakcją odwrotną do łączenie się monosacharydów w cukry złożone, jest hydroliza, która prowadzi do rozerwania wiązań glikozydowych. Hydroliza przebiega jednak tym trudniej, im dłuższy jest łańcuch danego cukru i im bardziej jest on rozgałęziony.

DISACHARYDY (DWUCUKRY)

Disacharydy zbudowane są z dwóch cząsteczek monosacharydów, połączonych ze sobą przy pomocy wiązania glikozydowego.

Sacharoza

Najważniejszym i najbardziej rozpowszechnionym cukrem z grupy disacharydów jest bez wątpienia sacharoza. Składa się ona z jednej cząsteczki glukozy i jednej cząsteczki fruktozy. Sacharoza jest głównym składnikiem trzciny cukrowej i buraków cukrowych i jest obecnie szeroko stosowana głownie jako środek słodzący. Sacharoza występuje w formie bezbarwnych kryształów. Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie.

Sacharoza nie wykazuje właściwości redukujących ze względu na „zablokowanie” grupy aldehydowej glukozy wiązaniem glikozydowym. Świadczy o tym negatywny wynik próby Trommera. W środowisku kwasu solnego wynik próby Trommera jest jednak pozytywny, gdyż właśnie w środowisku kwaśnym następuje hydroliza wiązania glikozydowego sacharozy i jak produkty pojawiają się glukoza i fruktoza wykazujące już właściwości redukujące.

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

Laktoza

Laktoza jest cukrem powszechnie występującym w mleku ssaków. Jest disacharydem, zbudowanym z  cząsteczki galaktozy i  cząsteczki glukozy. Czysta laktoza jest bezbarwnym ciałem stałym rozpuszczalnym w wodzie. W układzie pokarmowym młodych ssaków rozkładana jest przy pomocy odpowiedniego enzymu na cukry proste, które są następnie wchłaniane do organizmu. Laktoza stosowana jest między innymi w przemyśle farmaceutycznym jako wypełniacz, w medycynie, a także w przemyśle spożywczym i pirotechnice.

Maltoza

Maltoza (cukier słodowy) jest dwucukrem zbudowanym z dwóch cząsteczek glukozy, połączonych przy pomocy wiązania α-1,4 glikozydowego. Stosowana jest jako środek słodzący. Występuje między innymi w słodzie i produktach pośrednich procesów fermentacji.

Celobioza

Celobioza jest disacharydem, zbudowanym z dwóch cząsteczek glukozy, połączonych wiązaniem β-1,4 glikozydowym. Stanowi jednostkę strukturalną celulozy, jest również produktem jej hydrolizy. Wykazuje właściwości redukujące. Celobioza nie występuje powszechnie w stanie wolnym, jest jedynie produktem przejściowym degradacji celulozy. Nie jest przyswajana przez organizm człowieka.

WIELOCUKRY (POLISACHARYDY)

Oprócz omówionych powyżej cukrów prostych oraz dwucukrów, w organizmach żywych obecne są także substancje należące do cukrów, które różnią się właściwościami zarówno fizycznymi jak i chemicznymi od pozostałych. Związki te to właśnie wielocukry. Należą do nich przede wszystkim skrobia, celuloza oraz glikogen. Łańcuchy zbudowane z cząsteczek monosacharydów połączonych ze sobą wiązaniami glikozydowymi można podzielić z grubsza na:

  •   amylozy – łańcuchy nierozgałęzione, łatwo rozpuszczalne w wodzie.
  •   amylopektyny – łańcuchy silnie rozgałęzione, prawie nierozpuszczalne w wodzie.

Polisacharydy nie mają właściwości redukcyjnych. Wiąże się to z tym, iż w łańcuchach polisacharydów jest bardzo niewielka ilość „wolnych” grup funkcyjnych (aldehydowych).

Skrobia

Skrobia jest polisacharydem roślinnym, zbudowanym wyłącznie z cząsteczek glukozy. Skrobia nie jest jednak jednorodnym związkiem chemicznym. Składa się z nierozgałęzionej amylozy, łatwo rozpuszczalnej w wodzie, w której cząsteczki glukozy połączone są ze sobą wiązaniami α-1,4-glikozydowymi, a także z amylopektyny, występującej w formie łańcuchów silnie rozgałęzionych. Rozgałęzienia te powstają na skutek obecności obok wiązań α-1,4-glikozydowych także wiązań α-1,6-glikozydowych. Skrobia tworzy z wodą roztwory koloidalne. Jednoprocentowy roztwór wodny skrobi wykorzystuje się często do wykrywania jodu cząsteczkowego, gdyż tworzy z nim zabarwione na niebiesko kompleksy. W środowisku kwaśnym, skrobia ulega hydrolizie. Produktami tej hydrolizy są różnego rodzaju związki zwane ogólnie dekstrynami. Wyróżnia się między innymi amylodekstryny, erytrodekstryny, achrodekstryny. Końcowymi produktami hydrolizy skrobi są cząsteczki maltozy, a po całkowitej hydrolizie, cząsteczki glukozy. Obecność skrobi wykrywa się oczywiście zwykle przy pomocy jodu, najczęściej w formie jodyny lub roztworu I2 w jodku potasu. Tak jak większość cukrów, również skrobia spełnia wiele praktycznych funkcji. Przede wszystkim jest najważniejszym polisacharydem zapasowym magazynowanym przez rośliny, między innymi w owocach, nasionach a także korzeniach liściach, bulwach, łodygach i kłączach. Bardzo bogate w skrobię są bulwy ziemniaków oraz ziarna zbóż. Rośliny odkładają ją w formie różnej wielkości ziaren lub granulek, a kształt tych ziaren zależy między innymi od gatunku rośliny. Czysta skrobia występuje w formie bezpostaciowego proszku zabarwionego na biało. Nie ma smaku ani zapachu. W zimnej wodzie się nie rozpuszcza. Jest jednym z głównych składników pożywienia człowieka. Zarówno sama skrobia, jak i niektóre jej pochodne znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, między innymi w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym, włókienniczym, czy papierniczym. Stosuje się je również do produkcji różnego rodzaju klejów.

Celuloza

Innym bardzo ważnym polisacharydem jest celuloza, zwana również błonnikiem. Jest ona polimerem o cząsteczkach złożonych z wielu (od kilkuset do kilkunastu tysięcy) jednostek glukozy, które połączone są wiązaniami β-1,4-glikozydowymi. Łańcuchy nie są rozgałęzione. Celuloza jest głównym składnikiem ścian komórkowych u większości roślin. Mimo tego, iż jest zbudowana z cząsteczek glukozy, nie ma większego znaczenia jako składnik pożywienia dla większości zwierząt. Nie posiadają one bowiem odpowiednich enzymów, które umożliwiałyby rozkład celulozy na pojedyncze cząsteczki glukozy. Niektóre zwierzęta roślinożerne poradziły sobie z tym problemem, posługując się w tym celu różnego rodzaju bakteriami symbiotycznymi lub pierwotniakami. Celuloza jest szeroko wykorzystywana przez człowieka. Jako składnik drewna, była jednym z pierwszych materiałów wykorzystywanych przez ludzi. Po odpowiednim przetworzeniu jest głównym składnikiem papieru oraz tektury. Wchodzi również w skład różnych produktów chemicznych wytwarzanych na skalę przemysłową.

Celuloza jest substancją praktycznie nierozpuszczalną w większości rozpuszczalników. Można ją jednak rozpuścić między innymi w stężonym roztworze kwasu octowego lub roztworze wodorotlenku sodu. W wyniku reakcji celulozy z kwasem octowym, powstaje rozpuszczalny w wodzie octan celulozy. Po wytrąceniu roztworem NaOH jest on bardzo dobrym polimerem, zwanym sztucznym jedwabiem. W reakcji z kwasem azotowym powstaje azotan celulozy, znany powszechnie jako bawełna strzelnicza. Jest to materiał wybuchowy stosowany przede wszystkim w XIX wieku.

Glikogen

Glikogen jest polisacharydem zbudowanym z cząsteczek glukozy. Jest on głównym wielocukrem występującym w komórkach zwierzęcych jako materiał zapasowy. Wykazuje strukturę podobną do amylopektyny, z tą różnicą, że jego łańcuchy są bardziej rozgałęzione i krótsze. Rozgałęzienie następuje zwykle co 8-12 cząsteczek glukozy. W narządach, w których występuje (głownie wątroba i mięśnie), glikogen może w miarę potrzeby może być szybko rozkładany do glukozy, która jest następnie wykorzystywana w procesach prowadzących do uzyskania energii. Glikogen mięśniowy jest źródłem glukozy przetwarzanej w samych mięśniach, natomiast glikogen obecny w wątrobie magazynuje glukozę niezbędną do utrzymania stałego, fizjologicznego stężenia tego cukru we krwi pomiędzy posiłkami.

Pochodne węglowodanów

Oprócz „klasycznych” węglowodanów, istnieje jeszcze duża liczba związków będących pochodnymi cukrów, powstałymi na skutek podstawienia poszczególnych atomów w cząsteczce cukru (zwłaszcza monosacharydu) inną grupą. Poniżej przedstawiono przykładowe grupy związków organicznych, będących pochodnymi węglowodanów.

Aminocukry

Są pochodnymi sacharydów, powstającymi poprzez podstawienie grupy hydroksylowej przy drugim atomie węgla, grupą aminową. Do najbardziej rozpowszechnionych aminocukrów należą: glukozamina oraz galaktozamina.

Glikozydy

Glikozydy są pochodnymi cukrowców, których produktami rozpadu są obok cukrów miedzy innymi: hydrochinon, floretyna, puryny, estry, a także cyjanowodór. Glikozydy są zazwyczaj bezbarwne i gorzkie w smaku, rozpuszczają się w wodzie. Niektóre z nich wywierają silny wpływ na organizm człowieka (najgroźniejsze są glikozydy zawierające cyjanowodór).

Saponiny

Są to bezpostaciowe substancje, dobrze rozpuszczalne w wodzie, wykazujące właściwości powierzchniowo czynne (obniżające napięcie powierzchniowe). W związku z tym zwiększają pienienie się, a także stabilizują tłuszcze.

Taniny

Są połączeniami polifenoli z glukozą. Występują powszechnie w kawie i herbacie, a także w grzybach.

Ważniejsze znaczenie sacharydów dla organizmu człowieka

  •   Są głównym źródłem energii dla większości organizmów, służącym między innymi do utrzymywania stałej ciepłoty ciała i zapewnienia pracy narządów wewnętrznych. Szacuje się, że 1 g węglowodanów wyzwalają się około 4 kcal energii,
  •   Niemal wyłącznym źródłem energii dla mięśni i mózgu jest glukoza
  •   Cukry pozwalają na prowadzenie przez organizm oszczędnej gospodarki białkami i tłuszczami,
  •   Zarówno węglowodany dostarczane w pożywieniu, jak i te syntetyzowane w organizmie, stanowią materiał do wytwarzania elementów komórek lub ważnych substancji biologicznie czynnych
  •   Węglowodany odgrywają dużą rolę w gospodarce wodno-mineralnej ustroju
  •   Są składnikiem błon komórkowych,
  •   Niektóre polisacharydy (np. błonnik) odgrywają znaczącą rolę w regulowaniu funkcjonowania przewodu pokarmowego.

Podsumowanie

Cukry (węglowodany) to szereg związków organicznych zbudowanych z węgla, wodoru i tlenu. Zawierają w swoich cząsteczkach grupy hydroksylowe, oraz grupę karbonylową (aldehydową lub ketonową). Znajdują się one we wszystkich powszechnie występujących roślinach, owocach, oraz w organizmach zwierzęcych. Wyróżnia się cukry proste (monosacharydy), dwucukry (disacharydy), oraz wielocukry (polisacharydy). Węglowodany spełniają wiele ważnych funkcji w rozmaitych organizmach żywych, zarówno zwierzęcych jak i roślinnych. Mogą spełniać funkcje zapasów energii magazynowanych u roślin w postaci skrobi i inuliny, a u zwierząt w formie glikogenu. Pełnią również funkcje transportowe (sacharoza i glukoza) i budulcowe (np. celuloza). Cukry pięciowęglowe są ważnym składnikiem kwasów nukleinowych RNA i DNA. Wiele istotnych ról w funkcjonowaniu organizmów spełniają również różnego rodzaju pochodne węglowodanów. Niektóre węglowodany są przyswajalne przez człowieka (należą do nich między innymi skrobia, fruktoza, sacharoza) inne nie mogą być przyswojone przez organizm (np. błonnik).

Ważniejsze pojęcia wykorzystane w pracy

Aldehydy - związki organiczne zawierające tzw. grupę aldehydową (karbonylową). Zwykle w temperaturze pokojowej są cieczami lub ciałami stałymi. Pod względem chemicznym charakteryzują się przede wszystkim wyjątkowo silnymi właściwościami redukującymi, przy czym utleniają się łatwo do kwasów karboksylowych.

Ketony - związki organiczne, zawierające w swoich cząsteczkach grupę karbonylową połączoną z 2 jednakowymi lub różnymi resztami organicznymi. Najprostszym i najpopularniejszym ketonem alifatycznym jest aceton. Niższe ketony występują w postaci cieczy o charakterystycznym zapachu. Są rozpuszczalne w wodzie. Są mniej reaktywne od aldehydów, trudno ulegają reakcjom utlenienia.

Izomery - związki charakteryzujące się tym samym wzorem sumarycznym, ale różniące się wzorem strukturalnym (wzajemnym rozmieszczeniem poszczególnych atomów)

Aldozy – monosacharydy, w których występuje grupa aldehydowa (-CHO)

Ketozy – monosacharydy, w których występuje grupa ketonowa (=C=O)

Monosacharydy - inaczej cukry proste - polihydroksylowe aldehydy  i ketony, charakteryzujące się wzorem sumarycznym CnH2nOn. W warunkach hydrolizy nie tworzą prostszych cząsteczek sacharydowych. Cząsteczka cukru prostego zawiera zwykle od 3 do 8 atomów węgla połączonych łańcuchowo. Niektóre monosacharydy występują również w formach pierścieniowych

Cukry złożone – sacharydy powstałe na skutek połączenia się dwóch (disacharydy) lub więcej (polisacharydy) cząsteczek cukrów prostych, z wytworzeniem wiązań półacetalowych, zwanych wiązaniami glikozydowymi.