بحث عن الكربوهيدرات

تعتبر الكربوهيدرات نوع من المركبات الطبيعية، وتم اكتشافها وملاحظتها في أوائل القرن التاسع عشر، حيث لاحظ العلماء بأن بعض المواد مثل الخشب والنشا تتكون من جزيئات تحتوي على ذرات كل من الكربون (C)، والهيدروجين (H)، والأكسجين (O) ولها الصيغة الكيميائية C6H12O6 . وتعتبر الكربوهيدرات من أكثر المواد العضوية انتشارًا في البيئة، ويتم استخدامها في الجسم كمصدر للطاقة وتدخل في تركيب العديد من المكونات الأساسية في أجسام الكائنات الحية، وتدخل في تركيب جزء من بنية الأحماض النووية ، التي تحتوي على معلومات وراثية، وتنتج الكربوهيدرات التي يمكن أن يستخدمها الإنسان أربعة سعرات حرارية لكل جرام، وتشكل ما يصل إلى 80 في المائة من إجمالي مصادر السعرات الحرارية المستخدمة في النظام الغذائي البشري اليومي.https://www.britannica.com/science/carbohydrate, Carbohydrate, BY Eugene A. Davidson

أنواع الكربوهيدرات

يتم تقسيم الكربوهيدرات إلى أربع مجموعات رئيسية، وهي :

السكريات الأحادية:

سميت بهذا الاسم لأنها تتكون من جزيء واحد من السكر، ويتكون من ثلاثة إلى تسعة جزيئات من الكربون، ومن أشهر السكريات البسيطة، الجلوكوز (المعروف باسم سكر العنب وسكر الذرة) والفركتوز (سكر الفاكهة) والجالاكتوز وهو مكون شائع لكل من السكريات قليلة السكريات والسكريات المعقدة، ويوجد في الدهون المحتوية على الكربوهيدرات ، والتي تعرف باسم جليكوليبيدات، والتي توجد في الدماغ والأنسجة العصبية لمعظم الحيوانات، وتمتلك جميعها نفس الصيغة الجزيئية (C6H12O6) ، ولكن تختلف بترتيب ذراتها مما منح كل منها خصائص مختلفة، وتختلف درجة حلاوة أنواع السكريات باختلاف ترتيب مجموعات الهيدروكسيل (―OH) التي تشكل جزءًا من التركيب الجزيئي لنوع السكر، وتوجد في العنب والفواكه الأخرى والعسل.

• السكريات الثنائية: تتكون من جزيئين من السكر البسيط مرتبطان ببعضهما البعض، ومن أشهر أنواعه، السكروز أو سكر المائدة الذي يتكون من اتحاد جزيء واحد من الجلوكوز وجزيء واحد من الفركتوز ومن مصادره بنجر السكر وقصب السكر، النوع الثاني هو سكر الحليب أو اللاكتوز، والنوع الثالث هو المالتوز، ولا يستطيع جسم الإنسان هضم هذه السكريات كما هي كمصدر للطاقة بل لا بد من تحطيمها وتحويلها إلى جزيئات أحادية ليستطيع الجسم استخدامها.
• السكريات قليلة السكرية: وهي التي تتكون من اتحاد جزيئات سكر من نفس النوع، وتحتوي على بنية كيميائية محددة جيدًا.

تتكون من عدد كبير من جزيئات السكر، وهي تشكل أكثر نسبة من الكربوهيدرات، حيث تصل في بعض المركبات إلى 10 آلاف جزيء، وتختلف أنواعها بالحجم وطريقة ترتيب الجزيئات، ومن أشهر أنواعها، السليلوز الذي يعتبر المكون الهيكلي الرئيسي للنباتات، والنشا الموجود في البذور والجذور والسيقان ويتم تخزينه كمصدر طاقة للنباتات، ويمكن استخدام النشا المعالج في الطعام أو استهلاكه مباشرة كما في البطاطس، ويتم تخزين النشويات على شكل حبيبات كروية يتراوح قطرها بين 3 إلى 100 ميكرومتر، تتكون معظم النشويات النباتية من مكونين هما الأميلوز والأميلوبكتين، وتخزن معظم الأنواع النباتية النشا على هيئة 25 في المائة أميلوز و 75 في المائة على شكل أميلوبكتين، ويتم تصنيع ما يقارب من 50 مليار إلى 100 مليار طن من السليلوز سنويًا نتيجة لعملية التمثيل الضوئي. وقد تختلف نسبة السليلوز إلى إجمالي الكربوهيدرات الموجودة في النباتات ففي أنواع مختلفة من الأخشاب تصل نسبة السليلوز من مجموع الكربوهيدرات من 30 إلى 40 في المائة ، وتصل في شعر بذور نبات القطن إلى حوالي 98 في المائة، ويعتبر السليلوز جزيء خطي كبير يتكون من 3000 جزيء أو أكثر من β-D-glucose ، وهو غير قابل للذوبان في الماء، والجلايكوجين الموجود في الحيوانات الذي يتكون من سلاسل متفرعة من جزيئات الجلوكوز ، ويتواجد في الكبد والعضلات، ويتم تخزينه كمصدر للطاقة.

أهمية الكربوهيدرات

تعتبر الكربوهيدرات من المواد العضوية المهمة لجسم الإنسان ولجميع الحيوانات وحتى النباتات، ومن أشهر فوائد الكربوهيدرات:

1. تعتبر مخازن الطاقة لمعظم الحيوانات والنباتات، حيث تعتبر الكربوهيدرات مصدر فوري للطاقة، بينما تعمل الدهون كمصدر طاقة طويل الأمد.
2. يعتبر الجلوكوز السكر السائد في دم الحيوانات العليا وهو ضروري للمساعدة بوظائف الخلية، حيث يساعد في تنظيم عملية التمثيل الغذائي الضرورية لبقاء الإنسان والحيوان على قيد الحياة.
3. تعمل الحيوانات المجترة مثل الأبقار والأغنام والماعز على تحويل السكريات الموجودة في العشب والأعلاف إلى بروتين مهم للإنسان .
4. عدد من المضادات الحيوية المهمة والمستخدمة طبيًا كالستربتومايسين يتم تصنيعه من مشتقات الكربوهيدرات.
5. يستخدم السليلوز في النباتات لتصنيع الورق والخشب المستخدمات في البناء وصنع الأقمشة.
6. عملية التمثيل الضوئي وهي عملية تحويل النباتات الخضراء لثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي إلى كربوهيدرات من خلال استخدام الطاقة الضوئية من الشمس، تؤدي إلى إطلاق غاز الأكسجين في الغلاف الجوي.
7. تستخدم الحيوانات الطاقة التي تخزنها النباتات أثناء تكوين الكربوهيدرات للقيام بالأعمال الميكانيكية وللقيام بأنشطتها الحيوية المختلفة.
8. تدخل الكربوهيدرات مثل الكيتين الذي يشبه السيليلوز في تكوين هيكل بعض الحيوانات مثل الحشرات ومفصليات الأرجل الأخرى، وتوجد عديدات السكاريد المعقدة في الأنسجة الهيكلية للحيوانات العليا.
9. يتكون الجدار الخارجي للنباتات من الكربوهيدرات مثل السليلوز.

الطريقة العلمية لتسمية السكريات الأحادية

الطريقة العلمية المتبعة بتسمية السكريات الأحادية تعتمد على وضع مقطع ” -ose ” أو بالعربية يتم استخدام مقطع ” وز” في نهاية الاسم، مثل ” بنت ” (pent

خمسة) للسكريات الأحادية التي تحتوي على خمس ذرات كربون ويتم كتابتها بنتوز أو pentose، ويستخدمhexose “

ستة ” للدلالة على الجزيئات التي تحتوي على ستة ذرات من الكربون، وتحتوي السكريات الأحادية على مجموعة تفاعلية كيميائيًا تكوّن إما مجموعة ألدهيد أو مجموعة كيتو، لذلك تتم إضافتها إلى اسم السكر الأحادي كاسم ألدوبنتوز أو كيتوبنتوز أو ألدوهكسوز أو كيتو هكسوز.

المراجع