Főmenü megnyitása
A szacharóz egyik legismertebb köznapi formája: kockacukor

A szénhidrátok vagy tudományos néven szacharidok a növények által, fotoszintézis során termelt, szén-, oxigén- és hidrogéntartalmú szerves vegyületek, melyekben a H:O arány legtöbbször 2:1 (mint a vízben), ezért régen a szén hidrátjainak gondolták őket. A szénhidrátok hevítéssel vagy erélyes vízelvonó szer hatására (például tömény kénsav) szénre és vízre bonthatók. (Az 1800-as években „szénvizegyek” néven emlegették.[1])

Fontos szerepük, hogy energiát szolgáltatnak az állati és emberi szervezetben (cukrok): a bevitt energia 50-70%-a szénhidrátokból származik.[2] Tartaléktápanyagok (keményítő), valamint vázanyagok (cellulóz) a növényekben. Ezenkívül más fontos szerves molekulák felépítésében is részt vesznek: az RNS ribózt, a DNS dezoxiribózt tartalmaz.

A szacharid szó görög eredetű, jelentése édes. A szénhidrátok közé tartozik például a szőlőcukor (glükóz), a gyümölcscukor (fruktóz), a répa- vagy nádcukor (szacharóz), a keményítő és a cellulóz.

A szénhidrátok (szacharidok) jellemzőiSzerkesztés

 
A szőlőcukor - D-glükóz nyílt láncú képlete
 
α-D-glükopiranóz
 
β-D-glükopiranóz
 
A szőlőcukor gyűrűzáródása

Mivel a természetes illetve mesterségesen előállított szénhidrátok száma igen nagy, célszerű csoportosítani őket. A molekulaszerkezet összetettsége alapján három nagy csoportra osztjuk:

  1. A monoszacharidok a legegyszerűbb szénhidrátok, savas hidrolízissel[3] nem bonthatók egyszerűbb cukrokká.
  2. A diszacharidok és oligoszacharidok összetett szénhidrátok, két vagy néhány (3,4,5...) monoszacharid molekulából állnak.
  3. A poliszacharidok bonyolult szerkezetű óriásmolekulák, melyek nagyon nagy számú monoszacharid molekulából állnak.

Monoszacharidok (egyszerű szénhidrátok)Szerkesztés

A legegyszerűbb cukrok tartoznak ide, melyek savas vagy enzimes lebontással nem bonthatók egyszerűbb cukormolekulákká. A legfontosabb monoszacharidok a szőlőcukor (glükóz) és a gyümölcscukor (fruktóz).

A monoszacharidok többnyire gyűrűs vegyületek, ahol a szénlánc egy oxigénatomon keresztül záródik gyűrűvé. Vizes oldatban (kiváló oldószerük a víz) lánccá nyílnak ki, a nyílt szénláncú molekulák azonban csak igen kis százalékban találhatók meg. A monoszacharidok nyílt láncú molekuláiban több alkoholos hidroxilcsoport és egy karbonilcsoport (oxocsoport) található. Ezért polihidroxi-oxovegyületeknek nevezzük őket.

A nyílt láncú szerkezetben található karbonil csoport alapján két alapvető típust különböztetünk meg:

  • aldózok: az aldózokban a karbonilcsoport mindig láncvégen található, így ezek a vegyületek oxidálhatók, adják például az ezüsttükör próbát (például a glükóz)
  • ketózok: a ketózokban a karbonilcsoport a 2. szénatomon van (például a fruktóz)

A legegyszerűbb szénhidrátok általában 3 (trióz), 4 (tetróz), 5 (pentóz), 7 (heptóz), de leggyakrabban 6 (hexóz) szénatomot tartalmazó molekulák.

Vízben jól oldódnak, édes ízűek, ilyen például a glükóz és a fruktóz. Ezek a hat szénatomos cukrok a C6H12O6 összegképlettel jellemezhetők. Ez az összegképlet a gyakorlatban 64 különböző vegyületet (izomereket; α, β, L, D) jelenthet, de a gyakoribb változatok száma kevesebb. (A fent említett glükóz és fruktóz mellett a mannóz és galaktóz is hexóz.) A monoszacharidok vizes közegben redukáló hatásúak, ami annak köszönhető, hogy a gyűrű az oxigénatomnál felhasad, nyílt láncú molekulává alakul. A felszakadás helyén lévő glikozidos hidroxilcsoport pedig aldehid- vagy ketocsoporttá alakul.

Pentózok

Nukleinsavak alkotói, az ATP-ben is megtalálhatók.

Hexózok

A növények és az állatvilág legfontosabb monoszacharidjai. Sejtekben, szövetekben, a szövetek közötti folyadékokban szabad állapotban is jelen vannak (nagyobb mennyiségben makromolekuláik és származékaik). Alapvető szerepük van összetettebb cukrok felépítésében.

- Fruktóz (gyümölcscukor, levulóz): A legédesebb monoszacharid, 1,2–1,8-szor édesebb, mint a szacharóz.[4][5][6][7] Szabad formájában a gyümölcsök és a méz tartalmazzák legnagyobb mennyiségben. Habár a vékonybélen keresztül abszorbeálódik fruktóz a vérbe, a máj átalakítja glükózzá.

Diszacharidok (kettős szénhidrátok) és oligoszacharidokSzerkesztés

Szintén édes ízű, vízoldékony vegyületek. Két vagy néhány, egyszerű szénhidrát (monoszacharid) molekulából állnak. Legfontosabb képviselői a szacharóz (asztali cukor, nádcukor, répacukor), a laktóz (tejcukor), a maltóz (malátacukor) és a cellobióz.

 
A répacukor (szacharóz) is diszacharid

A diszacharidok két monoszacharid molekulából képződnek vízkilépéssel. A kapcsolat a két glikozidos hidroxilcsoport, vagy egy glikozidos hidroxilcsoport és egy alkoholos hidroxilcsoport között jön létre.

A molekula létrejöhet két egyforma (például 2 α-glükóz → maltóz, 2 β-glükóz → cellobióz) vagy két különböző monoszacharid (1 β-fruktóz + 1 α-glükóz → szacharóz) kapcsolatából.

Az oligoszacharidok kis számú monoszacharid-egység összekapcsolódása során jönnek létre.

Poliszacharidok (összetett szénhidrátok)Szerkesztés

 
Cellulóz

A poliszacharidok n számú monoszacharid-egység összekapcsolódása során létrejövő óriásmolekulák, más néven makromolekulák

Számos módosulat és elképzelhető vegyület közül a legfontosabbak:

A keményítő a növények egyik legfontosabb tartaléktápanyaga, melyet az állatok is képesek felhasználni táplálkozásuk során. A glikogén az állatok tartaléktápanyaga. A cellulózt a magasabbrendű élőlények általában nem (kivétel a kérődzők, mivel a kérődző állatok emésztőrendszere tartalmaz olyan mikroorganizmusokat, melyek lebontják a cellulózt), csak egyes baktériumok és számos gombafaj képes megemészteni, így szerepe elsősorban a növényi sejtek falának felépítése.

A poliszacharidokat enzimekkel vagy savas hidrolízissel lehet kisebb alkotórészeikre (oligo-, di-, majd monoszacharidokká) bontani.

A poliszacharidok vízben nem (vagy csak nagyon rosszul) oldódnak, ízüket nem érezzük édesnek. Megjelenési formájuk nagyon változatos lehet.

JegyzetekSzerkesztés

  1. http://epa.oszk.hu/02100/02181/00029/pdf/EPA02181_Termeszettudomanyi_kozlony_TTK_1872_361-383.pdf
  2. Szénhidrátok: a legfontosabb energiaforrás - orvosilexikon.hu
  3. Kémiai folyamat, amelyben a víz az egyik reakciópartner.
  4. (1993. november 1.) „Manufacturing, composition, and applications of fructose.” (en nyelven). The American Journal of Clinical Nutrition 58 (5), 724S–732S. o. [2016. április 14-i dátummal az eredetiből archiválva]. ISSN 0002-9165. (Hozzáférés ideje: 2017. február 7.)  
  5. Oregon State University. "Sugar Sweetness". http://food.oregonstate.edu/sugar/sweet.html Archiválva 2008. május 16-i dátummal a Wayback Machine-ben.
  6. Sweeteners (en nyelven). DOI: 10.1002/0471238961.19230505120505.a01.pub2 (2000. január 1.). ISBN 978-0471238966 
  7. (1994. november 1.) „Sweeteners for frozen [desserts success – a review]”. Australian Journal of Dairy Technology 49. [2017. február 8-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés ideje: 2017. február 7.)  

Külső hivatkozásSzerkesztés