التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

التمثيل الغذائي للمواد حاملة الطاقة

الأحادي وغالبا لا يزيد عدد وحدات السكر الأحادي المكونة للسكرات الوليجو عن ١٠وحدات ،وهي تتميز بقابليتها للتحليل المائي حيث تنفرد منها السكرات الأحادية

المكونة لها.

وتوجد أنواع كثيرة من السكرات الأوليجو لكل منها تركيبه الكيميائي المميز له

تبعا للاعتبارات التالية:

وتتباين أنواع السكرات الأوليجة

.١نوع وحدات السكر الأحادي المكونة للسكر الأوليجو وهل هو نوع واحد من

السكرات أم أكثر من نوع من السكرات الأحادية

.٢عدد وحدات السكر الأحادي المكونة للسكر الأوليجو فمنها السكرات الثنائية

والثلاثية وغيرها

.٣الشكل البنائي للسكرات الأحادية المكونة للسكر الأوليجو هل هي حلقات

خماسية )فيرانوز( أم حلقات خماسية )بيرانوز(

.٤التشابه الضوئي هل وحدات السكر الأحادي من المشابهات )م( أم )ى(.

موضع الرابطة الجليكوسيدية بين وحدات السكرات الأحادية المكونة لها ويوضح موضع الرابطة بالأرقام تدل على موضع ذرات الكربون التي اتصلت بعضها

بالرابطة الجليكوسيدية

.٥نوع الرابطة الجليكوسيدية هل هي من النوع ألفا أم من النوع بيتا.

خواص السكرات الأوليجو:

هي عبارة عن مواد صلبة تذوب في الماء وتتميز بأن بعضها حلو المذاق كما أنها تذوب في المذيبات القطبية مثل الماء والكحول في حين لا تذوب في المذيبات غير القطبية مثل الإيثير والبنزين والكلوروفورم.

ومن الناحية الكيميائية تتفاعل سكرات الاوليجو مع اندريدات الأحماض العضوية وتكون الإيثيرات بطريقة مماثلة للسكرات الأحادية ويمكن بشكل عام تقسيم

-٤٠-

المواد الحاملة للطاقة )الوحدات البنائية(

السكرات الأوليجو على حسب قدرتها الاختزالية إلى قسمين:

سكرات مختزلة :وهي التي تختزل محلول فهلنج حيث تتميز بأن لها طرف ألدهيدي أو كيتوني على حالة هيمي أسيتال حرة )غير مرتبطة( قابلة للتفاعل ولذلك فتكون أوسازون بتقاعلها مع الفينايل هيد ارزين كما يمكن أن يحضر منها جليكوسيدات، ولكن هذه السكرات لاتختزل محلول بارفويد ومن هنا يمكن التفرقة بينها وبين السكرات الأحادية ،وتحدث لهذه السكرات ظاهرة تغير التحويل الضوئي.

ومن أمثلة هذه السكرات :المالتوز واللاكتوز والسلوبيوز والمليبيوز

والجنتيوبيوز.

سكرات غير مختزلة :وهي السكرات التي ترتبط فيها مجموعات الهيمي أسيتال لذا فهي لا تختزل محلول فهلنج ،كما أنها أيضا لا تتفاعل مع الفينايل هيد ارزين لتكون اوسازون ولا يمكن تحضير جليكوسيدات منها ،كما أنها لا يحدث لها تغير في

التحويل الضوئي.

ومن أمثلة هذه السكرات :السكروز والتريهالوز.

لا تتحلل سكرات الأوليجو مائيا بالقلويات ولكنها تتحلل مائيا بإنزيمات خاصة أو في وجود أحماض معدنية إلى مكوناتها من وحدات السكرات الأحادية المكونة لها.

وتتوقف سرعة تحليلها مائيا بالأحماض على التركيب الكيميائي لهذه السكرات وبصفة خاصة من ناحية موضع الرابطة ونوع الحلقة ،فالسكرات التي تحتوي على حلقات فورانوز يمكن تحليلها مائيا بسهولة بواسطة الأحماض الضعيفة بتركيزات مخففة ،فلذلك نجد أن السكروز يتحلل بسهولة بمحلول حمض أكساليك %٠,٢ بالتسخين في حمام مائي حيث يتكون السكروز من جلوكوز موجود في حلقة سداسية )بيرانوز( متحدا مع فركتوز موجود في حلقة خماسية )فورانوز(.

وتتأثر السكرات الأوليجو عموما بالح اررة المرتفعة خصوصا في وجود الرطوبة

-٤١-

التمثيل الغذائي للمواد حاملة الطاقة

ويتغير لونها وتفقد بعض جزيئات الماء ومثال على ذلك تسخين السكروز على ح اررة مرتفعة ) (١٨٠ – ١٧٠درجة مئوية يتحول لونه إلي اللون البني الفاتح ويتكون مادة تسمي الكرملة Caramelوهي تدخل في صناعة الحلويات ،وبالتسخين الشديد يحدث تحلل للسكر ويتصاعد منه بعض الغازات ) (CO , CO2ويتفحم.

التسمية :Nomenclature

يدل الاسم العلمي للسكرات الأوليجو علي:

التركيب الكيميائي لوحدات السكر الأحادي المكونة للسكر الأوليجو.

تتابع وحدات السكر الأحادي.

نوع الرابطة أو الروابط الجليكوسيدية المكونة للسكر الأوليجو.

وفيما يلي أمثلة لبعض أنواع السكرات الأوليجو وأسمائها الشائعة والعلمية:

-٤٢-

التمثيل الغذائي للمواد حاملة الطاقة

تقسيم سكرات الاوليجو إلى عدة أقسام على أساس عدد الوحدات الداخلة في

تركيبها:

أ -السكرات الثنائية:Disaccharides :

السكرات الثنائية هي السكرات الاوليجو التي تعطي بالتحليل المائي وحدتين من السكر الأحادي وقد تكون الوحدتين الناتجتين من التحليل المائي من نوع واحد مثل المالتوز والتريهالوز وفي هذه الحالة يطلق عليها سكرات ثنائية متجانسة ،أو قد تكون الوحدتين الناتجتين من التحليل المائي من نوعين مختلفين مثل اللاكتوز والسكروز وفي هذه الحالة يطلق عليها سكرات ثنائية غير متجانسة.

-١سكرات ثنائية متجانسة:

تحليل مائى

جلوكوز )سكر أحادي( +جلوكوز )سكر أحادي(

مالتوز )سكر ثنائي(

تحليل مائى

تريهالوز )سكر ثنائي(

جلوكوز )سكر أحادي( +جلوكوز )سكر أحادي(

-٤٤-

المواد الحاملة للطاقة )الوحدات البنائية(

-٢سكرات ثنائية غير متجانسة:

تحليل مائى

جلوكوز )سكر أحادي( +جلاكتوز )سكر أحادي(

لاكتوز )سكر ثنائي(

تحليل مائى

سكروز )سكر ثنائي(

جلوكوز )سكر أحادي( +فركتوز )سكر أحادي(

ب -السكرات الثلاثية :Trisaccharides

السكرات الثلاثية هي السكرات الاوليجو التي تعطي بالتحليل المائي ثلاث وحدات سكر أحادي من نوع واحد )متجانسة( أو من عدة أنواع )غير متجانسة( مثل الرافينوز C18H32O16والذي بتحليله منها يعطي ثلاث جزيئات سكرات أحادية مختلفة وهي :جزئ جلوكوز وجزء فركتوز وجزء جلاكتوز.

جلوكوز +فركتوز +جلاكتوز

رافينوز )سكر ثلاثي( +ماء

ج -السكرات الرباعية :Tetrasaccrides

السكرات الرباعية هي السكرات الاوليجو التي تعطي بالتحليل المائي أربع وحدات سكر أحادي من نوع واحد )متجانسة( أو عدة أنواع مختلفة مثل الاستاكيوز مائيا يعطي جزئ جلوكوز وجزئ فركتوز وجزيئين جلاكتوز )غير

الذي بتحليله

متجانسة(.

ستاكيوز )سكر رباعي( +ماء

جلوكوز +فركتوز +جلاكتور +جلاكتوز

أمثلة لأهم أنواع السكرات الأوليجو:

-١المالتوز :Maltose

سكر ثنائي يتكون من اتحاد جزيئين من الجلوكوبيرانوز أحدهما في الوضع ألفا والأخر في الوضع بيتا ،وتتصل ذرة الكربون الأولى من أحدهما مع ذرة الكربون الرابعة من الوحدة الثانية برابطة جليكوسيدية ووضع الرابطة ألفا ).(٤ –١

-٤٥-

التمثيل الغذائي للمواد حاملة الطاقة

ويطلق على المالتوز سكر الشعير وهو سكر يميني الدورة ودرجة تحويله الضوئي ) ،(١٣٠,٥ +ويتكون من تحليل النشا مائيا بتأثير بعض أنواع الإنزيمات،

كما يوجد في بعض أنواع البذور أثناء إنباتها.

وهو سكر مختزل حيث يحتوي على مجموعة هيمي أسيتال حرة ولذا تحدث له ظاهرة تغير التحويل الضوئي ،ويتحلل مائيا بالأحماض المعدنية إلى مكوناته

الأساسية )جزيئين من الجلوكوز(.

ويتفاعل مع مركب الفينايل هيد ارزين ويكون أوسازون مميز له عن باقي السكرات.

-٢اللاكتوز :Lactose

سكر ثنائي يتكون اتحاد سكر الجلوكوز مع سكر الجلاكتوز حيث تتصل ذرة الكربون الأولى من الجلاكتوز مع ذرة الكربون الرابعة من الجلوكوز برابطة جليكوسيدية وذرة الكربون الأولي للجلاكتوز تحمل ) (OHهيمي أسيتال في الوضع

بيتا لذا فالرابطة من نوع بيتا ).(٤ – ١

-٤٦-

المواد الحاملة للطاقة )الوحدات البنائية(

ويسمي سكر اللبن حيث يوجد فقط في ألبان الثدييات بنسبة تتراوح بين – ١,٨ %٦,٥وتختلف كميته في ألبان الحيوانات المختلفة ،ويحتوي اللاكتوز على طرف ألدهيدي على حالة هيمي أسيتال حرة )غير مرتبطة( ولذلك فهو من السكرات المختزلة ويحدث له ظاهرة تغير التحول الضوئي ،كما أنه يتحلل مائيا تحت تأثير إنزيم اللاكتيز Lactaseأو في وجود الأحماض المعدنية حيث تنفرد مكوناته من

سكرات الجلوكوز والجلاكتوز.

ويتفاعل مع مركب الفينايل هيد ارزين ويكون أوسازون مميز له عن باقي السكرات.

-٣السكروز :Sucrose

سكر ثنائي يتكون من اتحاد جزيء ألفا – م -جلوكوبيرانوز وجزيء بيتا – م- فركتوفورانوز حيث تتصل ذرة الكربون الأولي من الجلوكوز مع ذرة الكربون الثانية من الفركتوز وذرة الكربون الأولي لسكر الجلوكوز تحمل ) (OHهيمي أسيتال في الوضع ألفا في حين أن ذرة الكربون الثانية لوحدة سكر الفركتوز في الوضع بيتا لذا

فالرابطة هنا من نوع ألفا – بيتا )(٢ – ١

-٤٧-

التمثيل الغذائي للمواد حاملة الطاقة

ويحول السكروز الضوء المستقطب ناحية اليمين ،ويمكن تحليله مائيا بواسطة إنزيم السكريز وأيضا بالأحماض المعدنية لتنفرد مكوناته من الجلوكوز والفركتوز ،ويطلق على ناتج التحليل المائي للسكروز اسم السكر المحول .Inverted sugar ومن الأسماء الشائعة لسكر السكروز سكر القصب Cane sugarوسكر البنجر Beet sugarحيث يستخرج السكروز من القصب والبنجر.

السكرات العديدة :Polysaccharides

هي عبارة عن كربوهيدرات معقدة ،ذات وزن جزئي مرتفع ،وتتكون من اتحاد عدد كبير غير محدود من السكرات الخماسية أو السداسية ،لذلك فهي تعتبر اندريدات Anhyd-ridesلعدد كبير من السكرات الأحادية ..وهي سكرات عديمة النشاط من الناحية الكيميائية .ورغم ذلك فهي أهم مركب غذائي في الأغذية النباتية، جدا من السكرات العديدة التي تحتوي على عدد غير محدد من

وتوجد أنواع كثيرة

السكرات الأحادية البنائية ،والاعتبارات التي يجب أخذها عند دراسة التركيب الكيمائي

للسكرات العديدة:

-١عدد وحدات السكر الاحادي ١٠:فأكثر.

متجانسا Homoglycans

عديدا

احدا ويسمي سكار

نوعا و

-٢نوع السكر :إذا كان

-٤٨-

المواد الحاملة للطاقة )الوحدات البنائية(

عديدا غير متجانس .Heteroglycans

واذا كانت أنواعا مختلفة يسمي سكار

-٣نوع الرابطة الجليكوسيدية وموضعها :الفا أو بيتا ٢-١ ،أو ٣-١أو ٤-١

أو .٦-١

أيضا بالنسبة للنوع الواحد

-٤درجة التجمع :تختلف من سكر عديد لأخر ،و

تبعا للمصدر النباتي.

-٥نوع السلسلة المكونة للجزيء :سلسلة متفرعة أو غير متفرعة.

الصفة الاختزالية :لا تختزل محلول فهلنج أو بندكت أو نترات الفضة النشادرية نظ ار لوجود مجموعة الدهيدية حرة واحدة في طرف الجزيء ،فنفس حالة السلسلة الطويلة غير المتفرعة يوجد للجزيء طرفان :طرف الدهيدي مختزل والآخر غير مختزل ،وفي حالة السلسلة المتفرعة ،يوجد للجزيء طرف واحد مختزل وعدة أطراف

غير مختزلة.

مائيا إلى مكوناتها من السكرات الأحادية بواسطة

التحليل المائي :تتحلل

الأحماض المعدنية أو بإنزيمات خاصة.

وتقسم السكرات العديدة إلى:

-١سكرات عديدة متجانسة :وتقسم لمجموعتين:

أ -سكرات تتكون من الجلوكوز فقط أي وحدتها البنائية الجلوكوز ،مثال النشا

والسليلوز والجليكوجين والدكسترين والدكستران.

ب -سكرات عديدة متجانسة تتكون من سكر واحد فقط غير الجلوكوز مثال المانان )مانوز( أو الزيلان )زيلوز( أو الانيولين )فركتوز(.

• سكرات غير متجانسة :وهي التي تتكون من سكرات أحادية متحدة مع بعضها مثال الجلاكتواربان )جلاكتوز وارابينوز( ،والجلاكومانان

)جلاكتوز ومانوز(.

-٤٩-