تويت
ما هي السكريات وما أنواعها
وسطيًا نصف الطاقة التي نحتاجها تأتي من السكريات فقد كانت جزءًا أساسيًا من وجباتنا الغذائية منذ آلاف السنين. يتواجد السكر بشكلٍ طبيعيٍّ في معظم الأطعمة مثل الفواكه والخضروات والحليب بالإضافة إلى كونه مكونًا يستخدم في مجموعةٍ واسعةٍ من الأطعمة والمشروبات.
السكريات
السكريات أو مائيات الفحم أو الكربوهيدرات هي موادٌ عضويةٌ تصنعها النباتات موجودةٌ في ألياف الفواكه والحبوب والخضروات ومنتجات الألبان. على الرغم من أن الكربوهيدرات مهمةٌ لنظام غذائنا الصحي وواحدةٌ من المجموعات الغذائية الأساسية، إلا أنها غالبًا ما تُقلَّل بالحميات الغذائية، وتسمى الكربوهيدرات لأنها على الصعيد الكيميائي، تحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين بنسبة 1:2:1.
السكريّات هي من الجزيئات الحيوية المهمة، مما يعني أنها واحدةٌ من المصادر الثلاث الرئيسية التي يحصل الجسم من خلالها على الطاقة (السعرات الحرارية)، فكما نعلم هناك ثلاثة مغذياتٍ كبيرةٍ: الكربوهيدرات والبروتين والدهون، والمغذيات الكبيرة ضروريةٌ لعمل الجسم السليم، والجسم يحتاج كمياتٍ كبيرةً منها، ويجب الحصول على جميع هذه العناصر الكبيرة من خلال النظام الغذائي، حيث لا يستطيع الجسم إنتاجها من تلقاء نفسه.
وفقا لمعهد الصِّحَّة الوطنيَّة الأمريكية (NIH)، الكمية اليومية التي يُنصح بها من السكريات للبالغين هي 135 غرامًا، ولكل شخص كمية مناسبة مُختلفة، ولكن إجمالًا يجب أن تكون حصة السكريات من إجمالي السعرات الحرارية المُتنَاولة تترواح ما بين 45% و 65%، حيث يعادل غرام واحد من السكريات حوالي 4 سعرات حرارية، لذا فإن النظام الغذائي الذي يحتوي على 1800 سعرةً حراريةً في اليوم يجب أن يحوي بين 202 و 292 جرام من السكريات. ومع التنويه إلى أن الأشخاص المصابين بداء السكري يجب ألا يتناولوا أكثر من 200 جرام من السكريات يوميًا، بينما تحتاج النساء الحوامل إلى 175 غرامًا على الأقل.
أنواع السكريات
تُصنف السكاكر إلى الأصناف الرئيسية التالية: سكاكر أحادية وقليلات وعديدات السكاكر.
السكريّات الأحادية
السكريّات الأحادية هي أبسط أنواع الكربوهيدرات وأبسط أشكال السكاكر، فهي اللبنات الأساسية للكربوهيدرات الأكثر تعقيدًا، فيزيائيًا، هي عادةً عديمة اللون وذوّابةٌ في الماء ولها مظهرٌ بلوريٌّ. كيميائيًا، السكريات الأحادية هي بولي هيدروكسي ألدهيدي أو كيتوني، أي أنها جزيئاتٌ تحتوي على أكثر من مجموعة هيدروكسيل (―OH) ومجموعة كربونيل (C=O). وإن كانت هذه المجموعة في نهاية سلسلة الكربون يتكوّن السكر الأحادي من (زمرة الألدوز)، أما إذا كانت زمرة الكربونيل في وسط سلسلة الكربون يكون السكر الأحادي من (زمرة الكيتوز). الدبس يحتوي على نسبةٍ عاليةٍ من الغلوكوز أحادي السكاريد، كما يحتوي الكرز على الفركتوز أحادي السكاريد، واللبن أيضًا يحتوي على غالاكتوز أحادي السكاريد.
ذكرنا سابقًا، أن السكريات تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين، حيث لها الصيغة العامة CH2O)n)، وتصنف السكريات الأحادية حسب n عدد ذرات الكربون في الجزيء، فإذا كان n = 3، فهذا يعني أن هناك ثلاث ذرات كربون، وتسمى سكريات ثلاثية (تريوز). إذا كانت n =4 ، فهناك أربع ذرات كربون، لذلك تسمى هذه السكريات الأحادية (تتروز)، يوضح الجدول التالي تصنيف السكريات الأحادية بناءً على عدد ذرات الكربون، وهيكلها العام، وأمثلة لكل منها.
أهم الخماسيات السكرية هي الريبوز، وهو المكون للأحماض الريبية (RNA) والعديد من الفيتامينات، والريبوز منقوص الأوكسجين، أحد مكونات حمض ديوكسي ريبونوكلييك (DNA). وتقسم السكاكر السداسية إلى الألدوهكسوز (السكر السداسي الألدهيدي) مثل الغلوكوز والمانوز والغالاكتوز، بينما يُصنف الفركتوز ضمن كيتوهكسوز (السكر السداسي الكيتوني).
كما يوجد العديد من مشتقات السكريات الأحادية والتي تعد مهمةً، مثل حمض الأسكوربيك (فيتامين c) المُشتق من الجلوكوز، وتتكون الكحولات السكرية المهمة من إرجاع (أي إضافة الهيدروجين) إلى سكر أحادي، مثل السوربيتول من الجلوكوز والمانيتول من مانوز، وكلاهما يستخدم كمحلياتٍ. الغلوكوزيدات مشتقةٌ من السكريات الأحادية وهي منتشرةٌ وخاصةً في النباتات، والسكريات الأمينية (السكريات التي يتم فيها استبدال مجموعةٍ أو مجموعتين من الهيدروكسيل بمجموعةٍ أمينيةٍ، -NH2) تتواجد كمكونات الغليكوليبيد وفي الكيتين في المفصليات.
السكريات قليلة التعدد
تمثل مجموعةً انتقاليةً ما بين السكاكر الأحادية وعديدات السكاكر، وهي سكرياتٌ قليلة التعدد تتكون من اتحاد 3 إلى 10 وحداتٍ من السكاكر البسيطة (السكريات الأحادية)، يتم تحضير عددٍ كبيرٍ منها عن طريق تحطيم السكريات الأكثر تعقيدًا (السكاريد) جزئيًّا، وتوجد معظم قليلات السكاريد بشكلٍ طبيعيٍّ في النباتات.
السكريات الثنائية، تسمى أيضًا السكاكر المزدوجة، هي أي مادةٍ تتكون من جزيئين من السكريات البسيطة (السكريات الأحادية) المرتبطة ببعضها البعض. تتحد السكريات الأحادية في عمليةٍ كيميائيةٍ تدعى عملية الحلمهة، مما يؤدي إلى توحيد اثنين من السكريات الأحادية وفقد جزيء الماء، وهي مركباتٌ بلوريةٌ قابلةٌ للذوبان في الماء.
ترتبط السكريات الأحادية عن طريق الرابطة الغليكوسيدية، يمكن تحديد موضعها بـ α- أو β- أو مزيج من الاثنين، وتقوم أنزيماتٌ معينةٌ معروفة باسم الغليكوسيدات بقطع هذه الروابط في ثلاثة أنواعٍ رئيسيةٍ من السكاكر الثنائية، وهي السكروز واللاكتوز والمالتوز، للحصول على السكاكر الأحادية سهلة الامتصاص.
يتشكل السكروز بعد عملية التركيب الضوئي في النباتات الخضراء، من اتحاد جزئ من الغلوكوز وجزيء من الفركتوز، ويتكون اللاكتوز (سكر الحليب) الموجود في حليب جميع الثدييات، من الغلوكوز والغالاكتوز المتصلين برابطةٍ غليكوسيديةٍ. يتكون المالتوز، وهو نتاج تفكك النشويات أثناء الهضم، من جزيئين من الغلوكوز مرتبطين ببعضهما البعض. يوجد أيضًا ثنائي السكاريد المهم وهو تريهالوز، الموجود في الكائنات وحيدة الخلية وفي العديد من الحشرات، ويتكون أيضًا من جزيئين من الجلوكوز، لكن الرابطة تختلف عن تلك الموجودة في المالتوز.
بالنسبة للثلاثيات يتكون رافينُوز، وهو سكرٌ ثلاثيٌّ موجودٌ في العديد من النباتات، من المِليبَيُوز (الغلاكتوز والغلوكوز) والفركتوز. والجنتيانوز هو سكرٌ ثلاثيٌّ آخر في النبات، والمالتوتريوز ويتكون من ثلاثة جزيئات من الغلوكوز، يوجد في بعض النباتات وفي دم بعض المفصليات.
السكريّات المتعددة
هي سلاسلٌ طويلةٌ من السكريات الأحادية المرتبطة ببعضها البعض من خلال روابط سكرية. يوجد ثلاثة سكرياتٍ مهمةٍ ضمن هذا النوع، وهي النشاء والجليكوجين والسليلوز. يعد النشاء والجليكوجين بمثابة مخازن الطاقة على المدى القصير في النباتات والحيوانات.
السليلوز هو أكثر الجزيئات العضوية وفرةً على وجه الأرض، فهو المكون الرئيسي لجدران الخلايا النباتية، والخشب والورق والقطن. ترتبط وحدات الجلوكوز في السليلوز بواسطة روابط جليكوسيدية β مختلفة عن روابط الجليكوسيد α الموجودة في الجليكوجين والنشاء، ويحتوي السليلوز على روابطَ هيدروجينيةٍ أكثر بين وحدات الجلوكوز المجاورة، سواء داخل السلسلة أو بين السلاسل المجاورة، مما يجعله أليافه أقوى من الجليكوجين أو النشاء.
image widget
وسطيًا نصف الطاقة التي نحتاجها تأتي من السكريات فقد كانت جزءًا أساسيًا من وجباتنا الغذائية منذ آلاف السنين. يتواجد السكر بشكلٍ طبيعيٍّ في معظم الأطعمة مثل الفواكه والخضروات والحليب بالإضافة إلى كونه مكونًا يستخدم في مجموعةٍ واسعةٍ من الأطعمة والمشروبات.السكريات
السكريات أو مائيات الفحم أو الكربوهيدرات هي موادٌ عضويةٌ تصنعها النباتات موجودةٌ في ألياف الفواكه والحبوب والخضروات ومنتجات الألبان. على الرغم من أن الكربوهيدرات مهمةٌ لنظام غذائنا الصحي وواحدةٌ من المجموعات الغذائية الأساسية، إلا أنها غالبًا ما تُقلَّل بالحميات الغذائية، وتسمى الكربوهيدرات لأنها على الصعيد الكيميائي، تحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين بنسبة 1:2:1.
السكريّات هي من الجزيئات الحيوية المهمة، مما يعني أنها واحدةٌ من المصادر الثلاث الرئيسية التي يحصل الجسم من خلالها على الطاقة (السعرات الحرارية)، فكما نعلم هناك ثلاثة مغذياتٍ كبيرةٍ: الكربوهيدرات والبروتين والدهون، والمغذيات الكبيرة ضروريةٌ لعمل الجسم السليم، والجسم يحتاج كمياتٍ كبيرةً منها، ويجب الحصول على جميع هذه العناصر الكبيرة من خلال النظام الغذائي، حيث لا يستطيع الجسم إنتاجها من تلقاء نفسه.
وفقا لمعهد الصِّحَّة الوطنيَّة الأمريكية (NIH)، الكمية اليومية التي يُنصح بها من السكريات للبالغين هي 135 غرامًا، ولكل شخص كمية مناسبة مُختلفة، ولكن إجمالًا يجب أن تكون حصة السكريات من إجمالي السعرات الحرارية المُتنَاولة تترواح ما بين 45% و 65%، حيث يعادل غرام واحد من السكريات حوالي 4 سعرات حرارية، لذا فإن النظام الغذائي الذي يحتوي على 1800 سعرةً حراريةً في اليوم يجب أن يحوي بين 202 و 292 جرام من السكريات. ومع التنويه إلى أن الأشخاص المصابين بداء السكري يجب ألا يتناولوا أكثر من 200 جرام من السكريات يوميًا، بينما تحتاج النساء الحوامل إلى 175 غرامًا على الأقل.
أنواع السكريات
تُصنف السكاكر إلى الأصناف الرئيسية التالية: سكاكر أحادية وقليلات وعديدات السكاكر.
السكريّات الأحادية
السكريّات الأحادية هي أبسط أنواع الكربوهيدرات وأبسط أشكال السكاكر، فهي اللبنات الأساسية للكربوهيدرات الأكثر تعقيدًا، فيزيائيًا، هي عادةً عديمة اللون وذوّابةٌ في الماء ولها مظهرٌ بلوريٌّ. كيميائيًا، السكريات الأحادية هي بولي هيدروكسي ألدهيدي أو كيتوني، أي أنها جزيئاتٌ تحتوي على أكثر من مجموعة هيدروكسيل (―OH) ومجموعة كربونيل (C=O). وإن كانت هذه المجموعة في نهاية سلسلة الكربون يتكوّن السكر الأحادي من (زمرة الألدوز)، أما إذا كانت زمرة الكربونيل في وسط سلسلة الكربون يكون السكر الأحادي من (زمرة الكيتوز). الدبس يحتوي على نسبةٍ عاليةٍ من الغلوكوز أحادي السكاريد، كما يحتوي الكرز على الفركتوز أحادي السكاريد، واللبن أيضًا يحتوي على غالاكتوز أحادي السكاريد.
ذكرنا سابقًا، أن السكريات تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين، حيث لها الصيغة العامة CH2O)n)، وتصنف السكريات الأحادية حسب n عدد ذرات الكربون في الجزيء، فإذا كان n = 3، فهذا يعني أن هناك ثلاث ذرات كربون، وتسمى سكريات ثلاثية (تريوز). إذا كانت n =4 ، فهناك أربع ذرات كربون، لذلك تسمى هذه السكريات الأحادية (تتروز)، يوضح الجدول التالي تصنيف السكريات الأحادية بناءً على عدد ذرات الكربون، وهيكلها العام، وأمثلة لكل منها.
أهم الخماسيات السكرية هي الريبوز، وهو المكون للأحماض الريبية (RNA) والعديد من الفيتامينات، والريبوز منقوص الأوكسجين، أحد مكونات حمض ديوكسي ريبونوكلييك (DNA). وتقسم السكاكر السداسية إلى الألدوهكسوز (السكر السداسي الألدهيدي) مثل الغلوكوز والمانوز والغالاكتوز، بينما يُصنف الفركتوز ضمن كيتوهكسوز (السكر السداسي الكيتوني).
كما يوجد العديد من مشتقات السكريات الأحادية والتي تعد مهمةً، مثل حمض الأسكوربيك (فيتامين c) المُشتق من الجلوكوز، وتتكون الكحولات السكرية المهمة من إرجاع (أي إضافة الهيدروجين) إلى سكر أحادي، مثل السوربيتول من الجلوكوز والمانيتول من مانوز، وكلاهما يستخدم كمحلياتٍ. الغلوكوزيدات مشتقةٌ من السكريات الأحادية وهي منتشرةٌ وخاصةً في النباتات، والسكريات الأمينية (السكريات التي يتم فيها استبدال مجموعةٍ أو مجموعتين من الهيدروكسيل بمجموعةٍ أمينيةٍ، -NH2) تتواجد كمكونات الغليكوليبيد وفي الكيتين في المفصليات.
السكريات قليلة التعدد
تمثل مجموعةً انتقاليةً ما بين السكاكر الأحادية وعديدات السكاكر، وهي سكرياتٌ قليلة التعدد تتكون من اتحاد 3 إلى 10 وحداتٍ من السكاكر البسيطة (السكريات الأحادية)، يتم تحضير عددٍ كبيرٍ منها عن طريق تحطيم السكريات الأكثر تعقيدًا (السكاريد) جزئيًّا، وتوجد معظم قليلات السكاريد بشكلٍ طبيعيٍّ في النباتات.
السكريات الثنائية، تسمى أيضًا السكاكر المزدوجة، هي أي مادةٍ تتكون من جزيئين من السكريات البسيطة (السكريات الأحادية) المرتبطة ببعضها البعض. تتحد السكريات الأحادية في عمليةٍ كيميائيةٍ تدعى عملية الحلمهة، مما يؤدي إلى توحيد اثنين من السكريات الأحادية وفقد جزيء الماء، وهي مركباتٌ بلوريةٌ قابلةٌ للذوبان في الماء.
ترتبط السكريات الأحادية عن طريق الرابطة الغليكوسيدية، يمكن تحديد موضعها بـ α- أو β- أو مزيج من الاثنين، وتقوم أنزيماتٌ معينةٌ معروفة باسم الغليكوسيدات بقطع هذه الروابط في ثلاثة أنواعٍ رئيسيةٍ من السكاكر الثنائية، وهي السكروز واللاكتوز والمالتوز، للحصول على السكاكر الأحادية سهلة الامتصاص.
يتشكل السكروز بعد عملية التركيب الضوئي في النباتات الخضراء، من اتحاد جزئ من الغلوكوز وجزيء من الفركتوز، ويتكون اللاكتوز (سكر الحليب) الموجود في حليب جميع الثدييات، من الغلوكوز والغالاكتوز المتصلين برابطةٍ غليكوسيديةٍ. يتكون المالتوز، وهو نتاج تفكك النشويات أثناء الهضم، من جزيئين من الغلوكوز مرتبطين ببعضهما البعض. يوجد أيضًا ثنائي السكاريد المهم وهو تريهالوز، الموجود في الكائنات وحيدة الخلية وفي العديد من الحشرات، ويتكون أيضًا من جزيئين من الجلوكوز، لكن الرابطة تختلف عن تلك الموجودة في المالتوز.
بالنسبة للثلاثيات يتكون رافينُوز، وهو سكرٌ ثلاثيٌّ موجودٌ في العديد من النباتات، من المِليبَيُوز (الغلاكتوز والغلوكوز) والفركتوز. والجنتيانوز هو سكرٌ ثلاثيٌّ آخر في النبات، والمالتوتريوز ويتكون من ثلاثة جزيئات من الغلوكوز، يوجد في بعض النباتات وفي دم بعض المفصليات.
السكريّات المتعددة
هي سلاسلٌ طويلةٌ من السكريات الأحادية المرتبطة ببعضها البعض من خلال روابط سكرية. يوجد ثلاثة سكرياتٍ مهمةٍ ضمن هذا النوع، وهي النشاء والجليكوجين والسليلوز. يعد النشاء والجليكوجين بمثابة مخازن الطاقة على المدى القصير في النباتات والحيوانات.
السليلوز هو أكثر الجزيئات العضوية وفرةً على وجه الأرض، فهو المكون الرئيسي لجدران الخلايا النباتية، والخشب والورق والقطن. ترتبط وحدات الجلوكوز في السليلوز بواسطة روابط جليكوسيدية β مختلفة عن روابط الجليكوسيد α الموجودة في الجليكوجين والنشاء، ويحتوي السليلوز على روابطَ هيدروجينيةٍ أكثر بين وحدات الجلوكوز المجاورة، سواء داخل السلسلة أو بين السلاسل المجاورة، مما يجعله أليافه أقوى من الجليكوجين أو النشاء.
image widget