معلومات عن السكريات الثنائية .. وأمثلة عليها

كيف تتكون السكريات الثنائية

يتم تكوين السكريات الثنائية من اثنين من السكريات الأحادية عن طريق إزالة مجموعة هيدروكسيل (-OH) من جزيء واحد، وإزالة الهيدروجين من الجزيء الآخر، ثم تتشكل روابط الجليكوسيد للانضمام إلى الجزيئات؛ وتكون هذه الروابط تساهمية بين جزيء الكربوهيدرات وأي مجموعة أخرى -والتي لا تحتاج بالضرورة أن تكون كربوهيدرات- ثم يتجمع الهيدروجين مع الهيدروكسيل (-OH) المزيلين من السكريات الأحادية لتشكيل جزيء ماء (H2O)، ولذلك يسمى تكوين السكريات الثنائية من اثنين من السكريات الأحادية بعملية التكثيف أو التفاعل الجاف، وعند تفكيك السكريات الثنائية إلى مكوناتها السكريات الأحادية عبر الإنزيمات يتم إضافة جزيء ماء، وتسمى هذه العملية عملية التحلل المائي، لذا يجب عدم الخلط بينها وبين عملية الذوبان التي تحدث عند ذوبان السكر في الماء، فجزيئات السكر نفسها لا تتغير هيكليا عند ذوبانها في الماء، بل يتحول السكر الصلب إلى سائل بسهولة ويصبح مذابا أو ذائبا في المحلول من دون تغيير هيكله

معلومات عن السكريات الثنائية

تعرف السكريات الثنائية أيضا باسم ثنائي السكاريد، وتعرف بالإنجليزية باسم (Disaccharides) وهي جزيئة تتكون من جزيئين مرتبطين من السكريات البسيطة (السكريات الأحادية) مع بعضهما البعض، ويعد السكريات الثنائية الأكثر شيوعا هم (السكروز والمالتوز واللاكتوز)، ويحتوي كل منهم على 12 ذرة كربون وصيغته الكيميائية هي C12H22O11، أما المركبات السكرية الأقل شيوعا فتشمل (اللاكتولوز والتريهالوز والسليلوز)، وتتم تكوين السكريات من خلال عملية تفاعلية تعرف باسم تفاعل الجفاف والتي تتم فيها إزالة جزيء واحد من الماء من السكريات الأحادية المكونة للسكريات

تعتبر السكريات الثنائية مركبات بلورية يمكن حلها في الماء، وتحتوي السكريات الأحادية في تركيبها على رابطة جليكوسيدية (أو ارتباط جليكوسيد)، يمكن تعيين موضعها داخل الجزيء على أنها α- أو β- أو مزيج من الاثنين (α-، β-). يتم فك هذه الروابط الجليكوسيدية بواسطة إنزيمات تسمى جليكوزيديز، ويتكون السكروز، الذي ينتج بعد عملية التمثيل الضوئي في النباتات الخضراء، من جزيء واحد من الجلوكوز وجزيء من الفركتوز متصلين برابط α-، β، أما اللاكتوز الموجود في حليب جميع الثدييات، فيتكون من الجلوكوز والجلاكتوز المتصلين برابط β، والمالتوز، الذي ينتج أثناء الهضم، يتكون من جزيئين من الجلوكوز متصلين برابط α، وتعتبر تريهالوز (trehalose)، التي توجد في الكائنات الحية الوحيدة والحشرات، من السكريات الثنائية الهامة، وتتكون من جزيئين من الجلوكوز متصلين برابط ألفا، ولكن الرابطة الموجودة فيها تختلف عن تلك الرابطة الموجودة في المالتوز

السكريات الثنائية هي نوع من الكربوهيدرات التي تتواجد في العديد من الأطعمة، وتستخدم غالبا كمحليات للطعام مثل السكروز (سكر المائدة)، وهو أحد أنواع السكاريد الأكثر شيوعا بين البشر، كما توجد في الشمندر وغيرها من الأطعمة. عندما يتم هضم السكريات الثنائية مثل السكروز، يتم تحويلها إلى سكريات بسيطة خلال الهضم، ويستخدمها الجسم للحصول على الطاقة. ويتواجد سكر اللاكتوز في حليب الثدي ويعد من العناصر الغذائية الهامة للرضع، ويوجد المالتوز كمحلي في الشوكولاتة والحلويات الأخرى

تخزن النباتات الطاقة على شكل سكريات مثل السكروز وتستخدم أيضًا لنقل العناصر الغذائية في اللحاء، نظرًا لأن اللحاء هو مصدر النباتات لتخزين الطاقة  وتحتوي العديد من النباتات على نسبة عالية من السكروز مثل نبات قصب السكر، أما سكر تريهالوز يتواجد في بعض الطحالب والفطريات، فالنباتات أيضًا تخزن الطاقة في السكريات مثل الإنسان والتي تكون عبارة عن العديد من السكريات الأحادية مجتمعة معًا، تعتبر النشا مادة عديدة السكاريد، وهي السكاريد الأكثر شيوعًا المستخدم لتخزين الطاقة في النباتات ويتم تقسيمه إلى مالتوز.

أمثلة على السكريات الثنائية 

هناك العديد من أنواع السكريات الثنائية أو السكاريد، ولذلك سنذكر بعض الأنواع الأكثر شيوعًا ونشرح السكريات الأحادية التي تشكلها

• السكروز (Sucrose)

يُعد السكروز من السكريات الثنائية، ويتكون من سكرين أحاديين وهما الجلوكوز والفركتوز، ويُعد هذا السكر الأكثر شيوعًا في الاستخدام، ويتواجد في البنجر وقصب السكر 

• المالتوز (Maltose)

المالتوز هو نوع من السكريات الثنائية، ويتكون من سكرين أحاديين من الجلوكوز، وهو سكر موجود في بعض الحبوب والحلويات، ويأتي من عملية هضم النشا، ويمكن استخلاصه من الشعير وبعض الحبوب الأخرى.

• اللاكتوز (Lactose)

اللاكتوز هو نوع من السكريات الثنائية المكونة من سكرين أحاديين، الجالاكتوز والجلوكوز، وصيغته الكيميائية (C12H22O11)، ويوجد اللاكتوز بشكل رئيسي في حليب الثدي، وعادة ما تكون الثدييات غير قادرة على هضم اللاكتوز باستثناء الرضع، ولكنها تفقد هذه القدرة مع مرور الوقت.

• لاكتولوز (Lactulose)

اللاكتولوز يتألف من سكرين أحاديين وهما الفركتوز والجلاكتوز، ويستخدم اللاكتولوز لعلاج الإمساك وأمراض الكبد عن طريق تقليل مستويات الأمونيا في الدم لدى المصابين بأمراض الكبد؛ حيث يمتص اللاكتولوز الأمونيا في القولون، كما يستخدم أيضا لاختبار فرط نمو البكتيريا في الأمعاء الدقيقة، وتستخدمه بعض الدول في الطعام. ومع ذلك، غير مسموح باستخدامه في الولايات المتحدة لأنه قد يؤذي مرضى السكر؛ حيث إنه سكر اصطناعي لا يتم امتصاصه بواسطة الجسم، بل يتحلل في القولون إلى منتجات تمتص الماء في القولون

• تريهالوز (Trehalose)

التريهالوز هو ثنائي السكاريد الطبيعي المرتبط ببعضه عبر الرابطة ألفا، ويتكون من السكرين الأحادي الجلوكوز ويعرف أيضا باسم تريملوز أو مايكوز، ولديه القدرة على الاحتفاظ بكميات كبيرة من الماء، ويساعد النباتات والحيوانات على البقاء لفترات طويلة دون الحاجة إلى ماء

• سيلوبيوز (Cellobiose)

سيلوبيوز يتكون عن طريق ربط جزيئين من الجلوكوز أحادي الجانب بالرابطة بيتا β (1 → 4)، ويحدث السيلوبيوز عند تحلل بعض المواد الغنية بالسليلوز مثل الورق والقطن.  

اهمية السكريات الثنائية

تمتلك السكريات الثنائية العديد من الاستخدامات المهمة في أكثر من اتجاه، حيث تستخدم كناقلات للطاقة وتستخدم أيضًا في النقل الفعال للسكريات الأحادية، وتأتي أهمية السكريات الثنائية في عدة أمور كما يلي:

• تستخدم السكريات الثنائية في عملية الهضم، مثل السكروز الذي يتحول إلى سكريات بسيطة تعمل على إمداد الجسم بالطاقة بسرعة، وذلك في الحيوان والإنسان، كما يمكن تحويل السكروز الزائد عن حاجة الجسم من كونه كربوهيدرات إلى دهون، ويحرق الجسم هذه الدهون عند حاجته لذلك، كما أن السكروز له طعم حلو مما يجعله محبوبا لدى جميع الكائنات.
• يستخدم اللاكتوز، الذي يوجد في لبن الأم، كمصدر للطاقة الكيميائية للرضع، ويتميز بنكهة حلوة مشابهة للسكروز ويوفر الطاقة، ولكن يصعب هضم اللاكتوز مع تقدم الإنسان في العمر لأن هضمه يتطلب إنزيم اللاكتاز، والتركيز الإنزيمي يقل مع الزمن، ويمكن للأشخاص الذين لا يتحملون اللاكتوز استخدام مكملات اللاكتاز لتقليل الانتفاخ والتشنج والغثيان والإسهال الذي يصاحب عدم هضمه
• تستخدم النباتات السكريات الثنائية لنقل الفركتوز والجلوكوز والجلاكتوز من خلية إلى أخرى.
• يستخدم المالتوز في الأطعمة الخالية من السكر، حيث يعتبر بمثابة السكر، ولكن الجسم لا يعمل على هضمه وامتصاصه بشكل كامل، بل يتم هضمه وامتصاصه بنسبة (50-60٪) فقط، وبذلك فإنه لا يتحول إلى دهون في الجسم مما يعني عدم زيادة الأشخاص الذين يستخدمونه في الوزن.