Cukry - rodzaje, występowanie, zastosowanie

Węglowodany, czyli cukry są bardzo rozpowszechnione w świecie roślin. Są one substancją zapasową i budulcową roślin. Cukry o ogólnym wzorze sumarycznym Cm(H₂O)n składają się z trzech pierwiastków: węgla, wodoru i tlenu.

Ze względu na budowę cząsteczki dzieli się je na:
- cukry proste (monosacharydy), do których zalicza się: glukozę, fruktozę, mannozę i galaktozę;
- dwucukry (bisacharydy), do których należą: maltoza, laktoza, sacharoza;
- wielocukry (polisacharydy), do których zalicza się: skrobię, celulozę, glikogen.

Cukry proste

Cukry proste powstają w zielonych częściach roślin przy współudziale chlorofilu i pod wpływem działania promieni słonecznych. Proces ten nazywa się fotosyntezą i można go przedstawić równaniem

                            Energia słoneczna
6 CO2 + 6 H2O 			C6H12O6 + 6 O2
			chlorofil			cukier prosty

Cukry proste i dwucukry są rozpuszczalne w wodzie i słodki smak, przy czym zarówno rozpuszczalność, jak i słodycz poszczególnych cukrów jest inna.
W produktach spożywczych występuje najczęściej glukoza i fruktoza, które mają taki sam wzór sumaryczny C₆H₁₂O₆, lecz różnią się budową cząsteczek.

Glukoza występuje w owocach , w największych ilościach w winogronach, w czarnych porzeczkach, figach, śliwkach, daktylach. Czysta glukoza jest ciałem stałym, bezbarwnym, najczęściej drobnokrystaliczna, rozpuszcza się w wodzie i jest mniej słodka od sacharozy.

Fruktoza, zwana też cukrem owocowym, występuje w sokach prawi wszystkich owoców i nadaje im słodki smak ( jest najsłodsza ze wszystkich węglowodorów). Jest drobnokrystaliczna, dobrze rozpuszcza się w wodzie, w roztworach wodnych trudno krystalizuje.

Dwucukry

Sacharoza to dwucukier o wzorze sumarycznym C₁₂H₂₂O₁₁. zbudowana jest z cząsteczek glukozy i fruktozy połączonych mostkiem tlenowym.
W większych ilościach znajduje się w burakach cukrowych i w trzcinie cukrowej. Rośliny te są źródłem otrzymywania sacharozy na skalę przemysłową, stąd nosi ona nazwę cukru buraczanego i trzcinowego.

Sacharoza jest substancją stałą, krystaliczną, tworzy przezroczyste kryształy różnej wielkości i kształtu. W wodzie rozpuszcza się łatwo, w temperaturze 20^oC rozpuszcza się jej 67%. W temperaturze 185^oC topi się, przechodząc w bezpostaciową masę, zwaną karmelem.

Ulega hydrolizie pod wpływem enzymów lub rozcieńczonych kwasów.

Maltoza występuje głównie w ziarnie jęczmienia w ilości ok.1,6%. Czysta maltoza ma postać kryształów w kształcie igiełek. Rozpuszcza się łatwo w wodzie.

Laktoza, zwana też cukrem mlekowym, występuje w mleku wszystkich ssaków. Cukier mlekowy ma mało słodki smak. Ulega on łatwo fermentacji do kwasu mlekowego, co umożliwia otrzymywanie napojów mlecznych. Laktozę otrzymuje się z serwatki mleka przez wykrystalizowanie.

Wielocukry

Skrobia (C₆H₁₀O₅)n występuje w wielu roślinach lecz w największych ilościach w ziarnach zbóż i w bulwach ziemniaków. W skład ziaren skrobiowych wchodzą dwa wielocukry, tj. amyloza i amylopektyna. Amyloza występuje wewnątrz ziarna, rozpuszcza się łatwo w wodzie. Amylopektyna zawarta w powłoce ziarna jest nierozpuszczalna. W związku z tym ziarna skrobi nie rozpuszczają się w wodzie, lecz tworzą w niej zawiesinę, natomiast ziarna uszkodzone są rozpuszczalne.
Cechą charakterystyczną skrobi jest jej zdolność barwienia się na kolor ciemnofioletowy pod wpływem jodu. Zabarwienie jest wywołane adsorpcją jodu na powierzchni ziarn.

Podczas ogrzewania z kwasami lub pod wpływem enzymów skrobia ulega hydrolizie. Początkowo powstaję dekstryny, które barwione jodem przybierają kolor ciemnoczerwony, następnie rozkładają się do maltozy i glukozy.

Celuloza stanowi główny składnik błon komórkowych roślin, dlatego często jest nazywana błonnikiem. Zbudowana jest z cząstek o kształcie nitkowatym. Pojedyncze cząsteczki celulozy łączą się ze sobą, tworząc tzw. micele. Taka budowa zapewnia celulozie dużą wytrzymałość mechaniczną.

Chemicznie czysta celuloza jest białą masą włóknistą, nierozpuszczalną w wodzie, kwasach, ługach ani rozpuszczalnikach organicznych.