Az édességek egyik csoportjáról, a csokoládéról az előző fejezetben már volt szó. Ha akkor nem beszéltetek a csokoládégyártásról és feldolgozásának fajtáiról akkor most ki ne hagyjátok! Az édességek mésik csoportja a cukrok,, amik nem csak ezért fontosak, mert élvezeti cikkek, hanem az élőszervezetek egyik legfontosabb szerves vegyületei. Tudományosan szénhidrátoknak nevezzük őket és több csoportra oszthatók:

1. monoszacharidok (egyszerű cukrok)
2. diszacharidok
3. poliszacharidok

Ismertetésüket tudományos megközelítésben kezdjük.

A szénhidrátok a szénhidrogének polihidroxi-aldehid, illetve polihidroxi-keton származékai. Azaz több hidroxi csoportot tartalmaznak ezen kívül vagy láncvégi (aldehid), vagy láncközti (keton) oxocsoportot. Utóbbi két csoportról itt tanulhattál, ha ezt elmulasztottad röviden ismertetjük őket. Az oxigéntartalmú szénvegyületek egyik csoportja az ún. oxovegyületek. Ezek olyan vegyületek, ahol a szénatomhoz kettős kovalens kötéssel egy oxigénatom kapcsolódik. Abban az esetben, ha az oxigén láncvégi szénatomhoz kapcsolódik aldehid, ha láncköztihez ketonról beszélünk. Hamarosan megnézünk egy konkrét példát is.

 

Monoszacharidok (egyszerű cukrok)

A monoszacharidok a szénhidrátok egyik csoportja tehát, amelyekre általánosságban igazak az alábbiak:

- többségük édes ízű;
- vízben oldódik (ezt a hidroxilcsoportok biztosítják);
- alkoholban rosszul, apoláris oldószerekben, így éterben, benzinben nem oldódnak;
- a monoszacharidok molekulái közti erős hidrogénkötések miatt a cukrok közönséges körülmények között szilárd halmazállapotúak;

Csoportosítás: több lehetőség kínálkozik.

1. a szénatomok száma alapján: trióz (3), tetróz (4), pentóz (5), hexóz (6).
2. az oxocsoport helyzete (láncvégi vagy láncközti szénatomhoz kapcsolódik) alapján aldóz vagy ketóz.

Legegyszerűbb képviselőjük a glükóz, közismertebb nevén szőlőcukor.

A glükóz összegképlete C₆H₁₂O₆, amelyből igen sokféle molekulaszerkezet írható fel. Mint a mellékelt ábrán látható a glükóz egy polihidroxi vegyület, azaz több (poli) hidroxi (-OH) csoportot tartalmaz. Emellett látható egy oxocsoport is (a legfelső szénatomnál), s mivel ez láncvégi szénatomhoz kapcsolódik ezért aldóznak tekintetndő (aldehid). Tehát a glükóz egy polihidroxi aldóz.

A mellékelt ábra azonban a szőlőcukornak csak egy lehetséges szerkezetét mutatja, hisz pl. a 2. szénatomhoz kapcsolódó hidroxilcsoport akár a baloldalon is lehetne. Tehát a glükóznak, mint minden szénhidrátnak többféle szerkezete lehetséges.

A szénhidrátokról bővebben itt tanulhatsz.

 

A szőlőcukor az egyik legfontosabb szénhidrát, amely a fotoszintézis során keletkezik. A növények színtestjei képesek a napfény energiáját megkötve víz és széndioxid felhasználásával oxigént és szőlőcukrot termelni. Erről már sokat hallottál.

5.1. Írd fel a fotoszintézis reakcióegyenletét!

 

A növények által termelt glükózt aztán az állatok veszik fel, s juttatják el sejtjeikig, ahol kémiai energiává, ATP-vé alakítják.

5.2. Korábbi tanulmányaid vagy tanárod segítségével kísérd végig a glükózmolekula útját a szájnyílástól a mitokondriumig! Emésztés-felszívás-keringés-sejt.
5.3. Milyen hormonok és hogyan vesznek részt a vér cukorszintjének szabályozásában?

 

Az egyszerű szénhidrátok közül a legédesebb a gyümölcscukor, tudományos nevén fruktóz. Nagy mennyiségben fordul elő gyümölcsök nedvében, de a mézben is megtalálható. Azonban a hétköznapi élet számára legfontosabb a répacukor, amely egy szőlőcukor és egy gyümölcscukor kapcsolódásával jön létre.

Ahogy a szerkezeti képleten látható a fruktóz egy polihidroxi ketóz, mivel az oxocsoport láncközti szénatomhoz, nevezetesen a 2. szénatomhoz kapcsolódik.

 

 

Diszacharidok

Az előbb említett répacukor (nádcukor), tudományos nevén szacharóz a diszacharidok közé tartozik, mivel két monoszacharid egységből épül fel. Nézzük meg hogyan!

A glükóz a természetben nem a már megismert lánc, hanem az ún. gyűrűs formájában fordul elő. A gyűrűvé záródás során az 5. szénatom hidroxilcsoportjának hidrogénatomja hozzá kapcsolódik az első szénatom oxigénatomjához, miközben az 5. és 1. szénatomot az 5. szénatom hidroxilcsoportjának megmaradt oxigénje összekapcsolja. Így tehát a gyűrűben lesz 5 db szénatom és az említett oxigén. Ez a glükóz gyűrűs változata. Ehhez hasonlóan kapcsolódik gyűrűvé a fruktóz is. A szacharóz kialakulásakor tehát két gyűrűs monoszacharid kapcsolódik össze úgy, hogy a glükóz 1-es és a fruktóz 2-es szénatomjához kapcsolódó hidroxilcsoportokból kilép egy víz és a megmaradó oxigén kapcsolja össze a két gyűrűt ún. éterkötéssel.

5.4. Értelmezd az alábbi ábra segítségével a szacharóz szerkezetét!
5.5. Ezt követően írd fel az ábra segítségével a fruktóz gyűrűs szerkezetét!

 

5.6. Mit jelenthet az, hogy a glükóz egy aldohexóz, illetve, hogy a fruktóz egy ketohexóz?

 

A szacharóz tehát azonos a hétköznapi értelemben vett cukorral. Az élelmiszeripar az étkezési cukrot leginkább cukorrépából állítja elő, míg trópusi országokban főként cukornádból. A répacukor fizikai tulajdonságait mindenki ismeri, de azt sem kell részletezni, hogy 160-200 ⁰C fokon megolvad, megsárgul, majd megbarnul és jellemző illatot árasztva bomlani kezd, karamellizálódik. Leggyakrabban ezt a szénhidrátot használják mindenféle édesség előállításához.

I. Nézzetek utána a cukorgyártás történetének és a mesterséges édesítőszereknek!
II. Készítsétek el a fenti vegyületek molekulamodelljét tetszés szerinti anyagból! Műanyag mollekulamodell, gyurma, hurkapálcika stb.

Cukorgyártás
A cukor és az édesítőszerek káros hatásai
Rákkeltőek a mesterséges édesítőszerek?

 

További mono- és diszacharidok

A fentieken kívül a konyhakémián átlépve szükséges még néhány mono- és diszachariddal foglalkoznunk.

Ribóz - egy aldopentóz, azaz olyan ötszénatomos monoszacharid, amely láncvégi oxocsoportot tartalmaz. Gyűrűs formában a ribonukleinsav (RNS) alkotója.	Dezoxi-ribóz - aldopentóz, gyűrűs alakja a dezoxiribonukleinsav (DNS) alkotója.
Maltóz - diszacharid, két molekula glükóz 1-4 kapcsolódásával alakul ki. Főként gyermektápszerek készítésére használják. A sőrgyártáshoz használt csírázott árpa, a maláta nagymennyiségben tartalmazza( innen a neve: malátacukor).	Laktóz (tejcukor) - diszacharid, a tanult glükóz és a nem tanult galaktóz (monoszacharid) kapcsolódásával jön létre. Az anyatej és az emlősök tejének 5-8%-os cukoralkotója.

5.7. Mit jelent az, hogy a maltózban a két glükóz 1-4 kötéssel kapcsolódik egymáshoz?

 

Végezzétek el a szénhidrátokkal kapcsolatos kísérleteket!

 

szénhidrát, monoszacharid, trióz, pentóz, hexóz, aldóz, ketóz, diszacharid, éterkötés, karamellizálódás,