دی‌ساکاریدها: قندهای دوکربنه
دی‌ساکارید چیست و چگونه ساخته می‌شود؟
دی‌ساکاریدها مولکول‌های کربوهیدراتی هستند که از طریق یک واکنش شیمیایی خاص به نام واکنش تراکمی3 یا دهیدراتاسیون4 تشکیل می‌شوند. در این واکنش، دو مونوساکارید (قند ساده) با از دست دادن یک مولکول آب به هم متصل می‌شوند. نقطه اتصال این دو مولکول را پیوند گلیکوزیدی5 می‌نامند.
$C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6 \rightarrow C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O$
(مونوساکارید) + (مونوساکارید) → (دی‌ساکارید) + (آب)
برای شکستن این پیوند و تبدیل دی‌ساکارید به دو مونوساکارید اولیه، یک واکنش مخالف به نام هیدرولیز6 نیاز است. در این واکنش، یک مولکول آب استفاده شده و پیوند گلیکوزیدی شکسته می‌شود. این فرآیند در بدن ما توسط آنزیم‌های خاصی انجام می‌گیرد.
انواع مهم دی‌ساکاریدها و ویژگی‌های آن‌ها
دی‌ساکاریدهای مختلفی در طبیعت وجود دارند که هر کدام از دو مونوساکارید خاص تشکیل شده‌اند. این تفاوت در اجزا، خواص کاملاً متفاوتی به آن‌ها می‌دهد. سه نوع از مهم‌ترین آن‌ها در جدول زیر معرفی شده‌اند:
| نام دی‌ساکارید | مونوساکاریدهای تشکیل‌دهنده | منبع اصلی | ویژگی کلیدی |
|---|---|---|---|
| ساکارز (شکر) | گلوکز + فروکتوز | نیشکر، چغندرقند | شیرین‌ترین دی‌ساکارید، محلول در آب |
| لاکتوز (قند شیر) | گلوکز + گالاکتوز | شیر پستانداران | کم‌شیرین‌تر، برخی افراد به آن عدم تحمل دارند |
| مالتوز (قند مالت) | گلوکز + گلوکز | جوانه غلات (جو)، هضم نشاسته | طعم خاص مالت، در صنعت آبجوسازی استفاده می‌شود |
همانطور که در جدول می‌بینید، ساکارز که همان شکر معمولی است، از گلوکز و فروکتوز ساخته شده و شیرین‌ترین نوع محسوب می‌شود. لاکتوز، قند اصلی موجود در شیر است و مالتوز نیز در جوانه جو و در فرآیند هضم نشاسته در بدن تولید می‌شود.
دی‌ساکاریدها در بدن ما و صنایع غذایی
دی‌ساکاریدها نقش بسیار مهمی در تأمین انرژی بدن ایفا می‌کنند. اما بدن انسان نمی‌تواند مستقیماً از آن‌ها استفاده کند. ابتدا باید در فرآیند گوارش به مونوساکاریدهای سازنده خود شکسته شوند تا جذب جریان خون شوند.
مثال عملی: وقتی شما یک لیوان شیر می‌خورید، لاکتوز موجود در آن توسط آنزیم لاکتاز7 در روده کوچک به گلوکز و گالاکتوز تبدیل می‌شود. سپس این قندهای ساده از دیواره روده جذب شده و به سلول‌های بدن می‌روند تا برای تولید انرژی مورد استفاده قرار گیرند.
در صنعت غذایی، دی‌ساکاریدها فراتر از یک شیرین‌کننده عمل می‌کنند. برای مثال، ساکارز در تهیه مربا، علاوه بر شیرین کردن، به غلیظ شدن بافت و حفظ رنگ میوه کمک می‌کند. مالتوز نیز در تولید آبجو، به مخمرها غذا می‌دهد تا آن‌ها بتوانند عمل تخمیر را انجام دهند و الکل تولید کنند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
بله، اما میزان شیرینی آن‌ها متفاوت است. به طور کلی، شیرینی دی‌ساکاریدها در مقایسه با مونوساکاریدهای سازنده‌شان کمتر است. برای مثال، فروکتوز (یک مونوساکارید) از ساکارز شیرین‌تر است.
این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که بدن فرد به اندازه کافی آنزیم لاکتاز تولید نمی‌کند. در نتیجه، لاکتوز موجود در شیر و لبنیات نمی‌تواند به درستی هضم شود و در روده باقی می‌ماند. باکتری‌های روده روی این لاکتوز عمل کرده و باعث ایجاد علائمی مانند نفخ، درد شکم و اسهال می‌شوند.
بله، باکتری‌های موجود در دهان از قندها (از جمله دی‌ساکاریدها) به عنوان غذا استفاده می‌کنند. محصول جانبی این فرآیند، اسیدهایی هستند که مینای دندان را حل می‌کنند و منجر به پوسیدگی دندان می‌شوند. مسواک زدن پس از مصرف مواد شیرین بسیار مهم است.
پاورقی
1 ساکارز (Sucrose): دی‌ساکارید متشکل از گلوکز و فروکتوز که به شکر معمولی معروف است.
2 مالتوز (Maltose): دی‌ساکارید متشکل از دو واحد گلوکز که در جوانه غلات یافت می‌شود.
3 واکنش تراکمی (Condensation Reaction): واکنشی که در آن دو مولکول با از دست دادن یک مولکول کوچک (مانند آب) به هم متصل می‌شوند.
4 دهیدراتاسیون (Dehydration): به معنای حذف آب است. در شیمی، به واکنشی که در آن آب حذف می‌شود اشاره دارد.
5 پیوند گلیکوزیدی (Glycosidic Bond): پیوند کووالانسی که یک مونوساکارید را به دیگری یا به بخشی دیگر متصل می‌کند.
6 هیدرولیز (Hydrolysis): واکنش شکستن یک پیوند شیمیایی با افزودن یک مولکول آب.
7 لاکتاز (Lactase): آنزیمی در روده کوچک که لاکتوز را به گلوکز و گالاکتوز تجزیه می‌کند.