ما هي السكريات الثنائية؟

السكريات الثنائية، أو ما يُعرف أيضًا بالسكريات المزدوجة، هي واحدة من أربع مجموعات رئيسية للكربوهيدرات. تتكون السكريات الثنائية من جزيئين من السكريات الأحادية مرتبطين معًا بواسطة رابطة جليكوسيدية. من بين أنواع السكريات الثنائية الشائعة:

• السكروز: وهو سكر القصب، ويتكون من جزيء جلوكوز وجزيء فركتوز. السكروز هو نوع السكر الشائع في الطعام ويوجد في العديد من أنواع الفاكهة.
• اللاكتوز: وهو سكر الحليب، ويتكون من جزيء جلوكوز وجزيء جالاكتوز. يوجد اللاكتوز في حليب الحيوانات وبعض منتجات الألبان.
• المالتوز: وهو نوع من السكر يتكون من جزيئين من الجلوكوز. يظهر المالتوز عادةً أثناء هضم النشا ويوجد أيضًا في بعض أنواع البيرة.

عند دخولها الجسم، يتم تكسير السكريات الثنائية إلى سكريات أحادية أبسط من خلال عملية التحلل المائي بمساعدة إنزيمات مثل المالتاز والسكراز واللاكتاز. حيث:

• يساعد إنزيم المالتاز على تكسير المالتوز إلى جلوكوز.
• يساعد إنزيم السكراز على تكسير السكروز إلى جلوكوز وفركتوز.
• يساعد إنزيم اللاكتاز على تكسير اللاكتوز إلى جلوكوز وجالاكتوز.

خصائص السكريات الثنائية

كما ذكرنا سابقًا، السكريات الثنائية هي نوع من الكربوهيدرات يتكون من سكرين أحاديين مرتبطين برابطة جليكوسيدية. فما هي خصائصها الكيميائية والفيزيائية؟

الخصائص الكيميائية

من بين الخصائص الكيميائية للسكريات الثنائية:

• التحلل المائي: تحت تأثير الأحماض أو الإنزيمات، يمكن أن تتحلل السكريات الثنائية مائيًا لتكوين السكريات الأحادية المقابلة. على سبيل المثال، يمكن أن يتحلل السكروز مائيًا إلى جلوكوز وفركتوز.
• تفاعلات الأكسدة والاختزال: بعض السكريات الثنائية قادرة على المشاركة في تفاعلات الأكسدة، على سبيل المثال، يمكن أكسدة المالتوز واللاكتوز إلى الأحماض المقابلة.
• التفاعل مع كاشف فهلنج وبنديكت: السكريات الثنائية المختزلة (مثل المالتوز واللاكتوز) يمكن أن تتفاعل مع كاشف فهلنج أو بنديكت، مما يؤدي إلى تكوين راسب أحمر طوبي.
• التفاعل مع الأحماض: يمكن أن تتفاعل السكريات الثنائية مع الأحماض لتكوين معقدات اعتمادًا على نوع الحمض ودرجة الحرارة.

على الرغم من أن السكريات الثنائية مثل السكروز واللاكتوز والمالتوز لها خصائص مميزة، إلا أنها جميعًا تتبع الخصائص الكيميائية العامة للسكريات الثنائية.

الخصائص الفيزيائية

فيما يلي بعض الخصائص الفيزيائية للسكريات الثنائية:

• الشكل والتركيب: توجد السكريات الثنائية عادةً على شكل بلورات، ويعتمد شكلها وحجمها على نوع السكر الثنائي المحدد وظروف التبلور.
• الذوبان: العديد من السكريات الثنائية، مثل السكروز واللاكتوز، عالية الذوبان في الماء. تذوب بسهولة وتشكل محاليل في الماء.
• الطعم: عادةً ما يكون للسكريات الثنائية طعم حلو. السكروز هو مثال نموذجي بطعم حلو واضح، بينما اللاكتوز له طعم حلو أقل.
• النشاط الضوئي: تتمتع السكريات الثنائية بالنشاط الضوئي. تُستخدم هذه الخاصية لتحديد تركيز وطبيعة مركبات السكريات الثنائية في المحلول.
• درجة الانصهار والغليان: عادةً ما يكون للسكريات الثنائية درجات انصهار وغليان عالية نسبيًا، اعتمادًا على تركيبها الكيميائي. عند تسخينها إلى درجات حرارة عالية، يمكن أن تتحلل العديد من السكريات الثنائية، مما يؤدي إلى تكوين منتجات جديدة وتغيير اللون.
• اللزوجة: يمكن أن تشكل السكريات الثنائية محاليل لزجة، خاصةً عندما يكون تركيزها عاليًا.

دور السكريات الثنائية في الجسم

تلعب السكريات الثنائية دورًا حيويًا في التغذية وهي مصدر مهم للطاقة للجسم. ويتمثل دورها في:

• توفير الطاقة: تتكون السكريات الثنائية من سكريات أحادية. بعد دخولها الجسم، يتم تكسيرها إلى سكريات أحادية. تشارك هذه السكريات الأحادية في إنتاج ATP – وهو جزيء طاقة مهم يوفر الطاقة للخلايا للحفاظ على وظائف الجسم.
• دعم الهضم: تحتاج بعض السكريات الثنائية (مثل اللاكتوز) إلى أن تتحلل إلى سكريات أحادية قبل أن يمتصها الجسم. هذا يساعد على تحفيز إنتاج الإنزيمات الهاضمة في الأمعاء.
• المشاركة في العمليات الفسيولوجية: يمكن أن تشارك السكريات الثنائية في عمليات التمثيل الغذائي في الجسم، مما يؤثر على وظائف فسيولوجية مختلفة، مثل تنظيم مستويات السكر في الدم.
• بالإضافة إلى ذلك، توفر السكريات الثنائية المواد الخام اللازمة للتفاعلات الكيميائية الحيوية في الجسم، مما يساعد على الحفاظ على نمو الخلايا ووظائفها.
• علاوة على ذلك، غالبًا ما تستخدم السكريات الثنائية مثل السكروز لتحسين نكهة الطعام، مما يجعل الأطباق أكثر جاذبية.

على الرغم من أن السكريات الثنائية مصدر مهم للطاقة، إلا أن الإفراط في تناولها يمكن أن يؤدي إلى مشاكل صحية مثل السمنة ومرض السكري أو مشاكل في الجهاز الهضمي. لذلك، من الضروري الحفاظ على توازن في النظام الغذائي مع هذا النوع من الكربوهيدرات.

استخدامات السكريات الثنائية

للسكريات الثنائية استخدامات عديدة في الحياة اليومية والصناعة، منها:

• تُستخدم السكريات الثنائية مثل السكروز (سكر القصب) واللاكتوز (سكر الحليب) والمالتوز (سكر الشعير) بشكل شائع كمحليات ومواد حافظة ومحسِّنات للنكهة في العديد من منتجات الأغذية.
• غالبًا ما يستخدم السكروز والسكريات الثنائية الأخرى في صناعة المشروبات لإضافة الحلاوة وزيادة الشعور بالرضا. بالإضافة إلى ذلك، يعد المالتوز سكرًا ثنائيًا مهمًا في تكنولوجيا إنتاج البيرة والنبيذ، حيث يتحول إلى جلوكوز ويتخمر بواسطة الخميرة.
• يمكن استخدام بعض السكريات الثنائية في المنتجات الصيدلانية، لدعم استقرار الأدوية أو كمحليات للشراب والأدوية.
• يمكن استخدام بعض السكريات الثنائية لإضافة اللزوجة في الأطعمة والمنتجات الصناعية الأخرى.
• يمكن تخمير بعض السكريات الثنائية لإنتاج الإيثانول، وهو نوع من الوقود المتجدد.
• تُستخدم السكريات الثنائية في الأبحاث لفهم العمليات البيولوجية والإنزيمات والتفاعلات بين الكربوهيدرات.

الفرق بين السكريات الثنائية والسكريات الأحادية والسكريات المتعددة

السكريات الثنائية والسكريات الأحادية والسكريات المتعددة جميعها أنواع من الكربوهيدرات لكنها تختلف في تركيبها وخصائصها، وتحديدًا:

• السكريات الأحادية: هي أبسط أشكال السكر، ولا يمكن تقسيمها إلى كربوهيدرات أصغر. عادةً ما يكون للسكريات الأحادية طعم حلو وتذوب بسهولة في الماء. أمثلة: الجلوكوز والفركتوز والجالاكتوز.
• السكريات الثنائية: هي مركبات تتكون من سكرين أحاديين مرتبطين برابطة جليكوسيدية، ولها طعم حلو وتذوب بسهولة في الماء. أمثلة: السكروز واللاكتوز والمالتوز.
• السكريات المتعددة: هي سلاسل طويلة من العديد من السكريات الأحادية مرتبطة ببعضها البعض، عادةً من خلال روابط جليكوسيدية. من حيث الخصائص، فإن السكريات المتعددة عادةً لا تذوب في الماء وقد لا يكون لها طعم حلو. أمثلة: النشا والسليلوز والجليكوجين.