الكاربوهيدرات

الكاربوهيدرات (وتسمى أيضاً النشويات أو السكريات) مواد تدخل في تركيب الأغذية مثل الخبز والرز والعسل والفواكه، وتتكون من الكاربون والهيدروجين والاوكسجين ونسبة الاوكسجين فيها مرتفعة. ترتبط كل ذرة كاربون فيها بالذرات المكونة لجزيئات الماء، وصيغتها $(CH_2O)_n$ أو $C_n(H_2O)_n$، ولذلك سميت كاربوهيدرات (كاربون Carbon + ماء Hydrate). وتقسم إلى كاربوهيدرات معقدة وكاربوهيدرات بسيطة، وغالباً ما تكون سلاسل كاربونية مستمرة قابلة للالتفاف مكونة تراكيب حلقية، والتركيبان الحلقي والمستمر في حالة اتزان مستمر.

أصناف الكاربوهيدرات

• احادية التسكر (سكريات احادية): أبسط الأنواع، مثل الكلوكوز والفركتوز.
• ثنائية التسكر (سكريات ثنائية): مثل السكروز والمالتوز واللاكتوز.
• متعددة التسكر (سكريات متعددة): مثل النشأ والسليلوز.

الكلوكوز (سكر العنب)

صيغته الجزيئية $C_6H_{12}O_6$ أو $C_6(H_2O)_6$، يستعمل طبياً في تغذية المرضى. له صيغتان بنائيتان: المفتوحة وهي الديهايد يحوي عدداً من مجاميع الهيدروكسيل، والحلقية (المغلقة) وهي ايثر حلقي يحوي عدداً من مجاميع الهيدروكسيل. الكلوكوز بلورات صلبة، له درجة غليان عالية ويذوب جيداً في الماء، لأن مجاميع الهيدروكسيل تسبب قطبية عالية وتكوّن اواصر هيدروجينية بين جزيئاته نفسها (ارتفاع درجة الغليان) ومع الماء (شدة الذوبان). ولاحتوائه على مجاميع هيدروكسيل ومجموعة الديهايد واحدة تشبه صفاته صفات الكحولات والالديهايدات، لذلك يتأكسد بمحلول تولن ومحلول فهلنك.

الفركتوز (سكر الفواكه)

يوجد في العسل ومعظم الفواكه، صيغته الجزيئية $C_6H_{12}O_6$ (نفس صيغة الكلوكوز). يحوي في صيغته المفتوحة مجاميع هيدروكسيل ومجموعة كاربونيل كيتونية $C=O$، وفي الحلقية مجموعة $C-O-C$ مع مجاميع $-OH$، لذا له درجة غليان مرتفعة وذوبانية عالية في الماء. خالف الفركتوز معظم الكيتونات بقابليته للتأكسد بكاشف تولن أو محلول فهلنك، لذا يصنف من السكريات المختزلة رغم كونه كيتوناً.

السكروز (سكر القصب)

صيغته $C_{12}H_{22}O_{11}$، يتكون من جزيء كلوكوز وجزيء فركتوز مرتبطين بأصرة كلايكوسيدية تنشأ بانتزاع جزيء ماء، ويتحلل إليهما بسهولة في عملية الهضم: $Sucrose \longrightarrow Glucose + Fructose$.

النشأ والسليلوز

كلاهما بوليمر ضخم وحدته الأساسية الكلوكوز، ويختلفان في الشكل والخواص بسبب اختلاف عدد وحدات الكلوكوز واختلاف ترابطها. مصدر السليلوز ألياف المواد الخشبية وقشور بعض الثمار كالتمر. يمكن تفكيكهما إلى الكلوكوز بتفاعلهما مع محاليل الحوامض أو بتأثير بعض الأنزيمات (كما يحدث في الهضم).

الكشف عن النشأ

يحضر محلول اليود بإذابة بلورات يود في محلول مائي ليوديد البوتاسيوم، وتضاف قطرات من محلول النشأ المائي إليه، فظهور اللون الأزرق دلالة على أن المادة هي النشأ (ترتبط جزيئات النشأ مع جزيئات اليود مكونة مركباً أزرق). وللتمييز بين محلولي النشأ والكلوكوز: النشأ يعطي اللون الأزرق مع محلول اليود، أما الكلوكوز فلا يعطيه ويتأكسد بمحلول تولن أو فهلنك.