ساکارز ساکارید پلی ساکارید
قندها:
کربوهیدراتها (هیدراتهای کربن یا مواد قندی) یکی از انواع مولکولهای زیستی هستند که از نظر شیمیایی آنها را پلیهیدروکسیآلدئید یا پلیهیدروکسیکتون میدانند. هیدراتهای کربن از اتمهای کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شدهاند. کربوهیدراتهادر بدن بیشتر به عنوان مولکولهای ذخیرهکننده انرژی عمل میکنند، اما کاربردهای ساختاری و نقش در انتقال پیام و... نیز دارند.
کربوهیدراتهای خالص شامل اتمهای کربن و هیدروژن و اکسیژن هستند با نسبت ملکولی ۱:۲:۱ که فرمول عمومی Cn(H2O)nرا تشکیل میدهند. با این وجود، خیلی از کربوهیدراتهای مهم از این قانون مستثنی هستند (مثل دیوکسی ریبوز و گلیسرول که بدین ترتیب آنها را مستقیما نمیتوان کربوهیدرات خواند.با افزایش طول زنجیر، تعداد کربنهای با مراکز فضایی افزایش مییابند و بدین ترتیب تعداد زیادی دیاسترومر امکانپذیر میشوند. قندها ترکیبات پلی هیدروکسی کربونیل اند، از این رو میتوانند هِمی استالهای حلقوی پایداری ایجاد کنند، بدین ترتیب ساختارهای اضافی و تنوع شیمیایی برای این ترکیبات پدید میآید. قندهای آلدئیدی بصورت آلدوزها طبقه بندی میشوند. آنهایی که عامل کتونی دارند، کتوز خوانده میشوند. بر اساس طول زنجیر، قندها، تریوز (۳ کربنی)، تتروز (۴ کربنی)، پنتوز (۵ کربنی)، هگزوز (۶ کربنی) و غیره نامیده میشوند. از اینرو، ۲ و ۳ - دی هیدروکسی پروپانول (گلیسرآلدئید) یک آلدوتریوز است. در حالی که ۱ و ۳ - دی هیدروکسی پروپانون یک کتوتریوز میباشد.
تکقندیها
گلوکز
گلوکز، قند خون یا قند انگور (گلایکیس، در فرهنگ یونانی به معنی شیرین) که به دکستروز موسوم است، یک پنتاهیدروکسی هگزانال بوده، از اینرو در خانواده آلدوزهگزوزها جای دارد. گلوکز بصورت طبیعی در بسیاری از میوهها و گیاهان با غلظتی در گستره ٪۰٫۰۸ تا ۰٫۱٪ در خون انسان وجود دارد.
فروکتوز
ایزومر کتوهگزوزی گلوکز، فروکتوز است. فروکتوز شیرینترین قند طبیعی است (برخی از قندهای سنتزی شیرینترند). فروکتوز نیز در بسیاری از میوهها (فروکتوز در فرهنگ لاتین به معنی میوه) و در عسل وجود دارد.
گالاکتوز
قند طبیعی مهم دیگر گالاکتونز است. این قند واحد ساختاری این قند 6 کربنی میباشد. فرمول ساده یا تجربی برای همه قندها میباشد. این فرمول، هم ارز فرمول هیدرات کربن است. این یکی از دلایلی است که به این دسته از ترکیبات کربوهیدرات گفته میشود.
دوقندیها
دیساکارید از تشکیل دو مونوساکارید از طریق تشکیل یک پل اتری (معمول استال) بدست میآید. آبکافت دیساکاریدها، منوساکاریدها را دوباره بدست میدهد.
مهم ترین دی ساکارید ها عبارتند از:
لاکتوز( قند شیر ) = گلوکز+ گالاکتوز
ساکاروز( قند و شکر و ... ) = گلوکز+ فروکتوز
مالتوز( قند جوانه جو) = گلوکز + گلوکز
ترهالوز= گلوکز + گلوکز
سلوبیوز( واحد تشکیل دهنده سلولز ) = گلوکز + گلوکز
پلیساکاریدها
تشکیل اتر بین یک منو و یک دیساکارید یک تری ساکارید ایجاد میکند و تکرار این فرآیند نهایتا به تولید یک پلیمر طبیعی (پلیساکارید) منجر میشود. چنین کربوهیدراتهای پلیمری، تشکیلدهنده اسکلت اصلی سلولزو نشاسته هستند. مهمترین پلیساکاریدها شامل:
- نشاسته یا آمیلون
- گلیکوژن
- سلولز
- پکتین
میباشند.
نشاسته کربوهیدرات ذخیرهای در گیاهان (سیب زمینی،، نان، برنج و...) است که از بهم پیوستن تک قندیها به اشکال مختلف حاصل میشوند و در بدن پس از گوارش مالتوز تبدیل شده و سرانجام به تکقندیهای گلوکز، فروکتوز و گالاکتوز در میآیند. این سه تکقندی جذب خون شده و پس از عبور از کبد به وسیله گردش خون در سرتاسر بدن پخش میگردد.
گلیکوژن تنها شکل ذخیره انرژی به صورت قند در بدن انسان است. مقدار ذخیره گلیکوژن در انسان ۳۵۰ گرم است. حدود ۱۰۰ یا ۱۰۸ گرم گلیکوژن در کبد است و بقیه در ماهیچههاست. مقدار ذخیره گلیکوژن در بدن انسان به اندازه این است که نیازهای نصف روز انسان را تأمین میکند. بدین صورت که فردی گرسنهاست و غذا نمیخورد، گلیکوژن کبدی، قند خون وی را تأمین میکند و گلیکوژن ماهیچهها، نیازهای عضلانی را تأمین میکند. زمانی که گرسنگی دوم اتفاق میافتد، زمانی است که گلیکوژن کبدی تخلیه شده و گلیکوژن که تحت تأثیر آنزیم فسفریلاز قرار میگیرد گلیکوژن کبدی است نه گلیکوژن ماهیچه.
سلولز نیز پلیساکاریدی است که در گیاهان تولید میشود. تفاوت ساختمانی آن با نشاسته این است که در سلولز پیوندهای بتا ۱ به ۴ وجود دارد اما در روده پستانداران آنزیمی برای تجزیه آن وجود ندارد. در روده نشخوار کنندگان سلولز توسط آنزیم سلولاز که توسط باکتریهای رودهای آنها تولید میشود تجزیه میشود.
گسست اکسایشی قندها:
واکنشگری که باعث شکستن پیوند C-C میشود، پریدیک اسید (HIO۴) است. این ترکیب دیالهای مجاور را اکسایش کرده، ترکیبات کربونیل ایجاد میشوند. از آنجا که اغلب قندها چندین دیال مجاور دارند، اکسایش با HIO۴مخلوط پیچیدهای ایجاد میکند. مقدار کافی از اکسنده، زنجیر قند را بطور کامل به ترکیبات یک کربنی تبدیل میکند.
از این روش برای شناسایی ساختار قندها استفاده میشود. مثلا از مجاورت گلوکز با ۵ اکی والان HIO۴، پنج اکی والان فرمی اسید و ۱ اکی والان فرمالدهید بدست میآیند. در اکسایش فروکتوز ایزومری نیز همان مقدار عامل اکسنده مصرف شده، اما محصولات، ۳ اکی والان اسید، ۲ اکی والان آلدئید و یک اکی والان دیاکسید هستند.
کربو هیدراتها ترکیباتی هستند که در آب حل میشوند اما در اتر حل نمی شوند بنابراین جز ترکیبات S2 هستند یعنی بعلت گروه های قطبی تنها در ترکیبات قطبی مثل آب حل می شوند برای شناسایی کربوهیدراتها از تست های زیر استفاده می شود :
1)تست مولیش:
کلیه قندها اعم از اکسید کننده ها یا احیا کننده ها به این تست پاسخ مثبت ی دهند که در مجاورت یک اسید انجام می شود در لوله آزمایش یک سیستم دو فازی تشکیل می شود که بین دو فاز یک حلقه بنفش رنگ داریم.لازم به ذکر است معرف مورد استفاده در این واکنش آلفا نفتول در اتانول می باشد.
خواص فیزیکی: ایجاد حلقه بنفش رنگ
2) تست بارفورد:
این تست برای تشخیص منو ساکارید ها از دی ساکا رید ها به کار می رود که یک رسوب قرمز رنگ حاصل می شود که بعلت تولید اکسید مس است .
این تست برای تشخیص مونو ساکاریدها از دی ساکارید ها ی احیا کننده به کار می رود.چنانچه آزمایش احیا قندها در محیط اسید ضعیف صورت گیرد مدت زمان حرارت دادن کنترل شود به علت قدرت احیا کنندگی قوی فقط مونو ساکاریدها به این آزمایش جواب مثبت می دهند.
خواص فیزیکی: ایجاد رسوب قرمز رنگ
۳)تست بندیکت :
این تست برای شناسایی نوع قند به کار می رود قندهای احیا کننده به هین تست پاسخ مثبت می دهند که باعث تغییر رنگ از آبی به سبز می شود
خواص فیزیکی: تغییررنگ از آبی به سبز
عامل خطا: در انجام این تست ها باید از Reagentها به اندازه استفاده شود استفاده زیاد آن منجر به خطا در انجام آزمایش می شود.