وبلاگ گروه علوم تجربی راهنمایی رزمجومقدم

کمک به دانش آموزان دوره راهنمایی جهت فراگیری بهتر درس علوم تجربی

قندهای طبیعی و مصنوعی

قندهای طبیعی

کربوهیدرات
بدن ما برای انجام اعمال و وظایف خود به انرژی نیاز دارد. کربوهیدرات ها منبع اصلی تهیه و تدارک انرژی برای بدن هستند
کربوهیدراتها دسته‌ای از ترکیبات شیمیایی طبیعی بسیار مهم از مواد تشکیل دهنده گیاهان ، گلها ، سبزیجات و درختان هستند
کربوهیدرات‌ها (هیدرات‌های کربن یا مواد قندی) یکی از انواع مولکول‌های زیستی هستند که از اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده‌اند. کربوهیدرات‌هادر بدن بیشتر به عنوان مولکول‌های ذخیره‌کننده انرژی عمل می‌کنند، اما کاربردهای ساختاری و نقش در انتقال پیام و... نیز دارند
کربوهیدرات نقش عمده ای در تأمین قدرت و انرژی بدن و مغز دارد بدن نمی تواند کربوهیدرات کافی را به تنهایی تأمین کند، لذا لازم است از طریق غذا تأمین شود. برای عملکرد صحیح مغز حد مطلوب هر میزان قند خون مورد نیاز می باشد. خصوصاً برای عملیات مغزی و فکری سریع، قند خون باید به حد مطلوب باشد. قند خون پایین سبب خستگی و ضعف عضلانی می شود
در حالي که بدن از ديگر مواد مغذي ، عمدتا چربي ها ، مي تواند به عنوان منبع انرژي مصرف کند ، مغز تقريبا منحصرا بر گلوکز براي تقويت فعاليت متابوليک روده تکيه دارد. هنگامی که کربوهیدرات‌ها وارد بدن می‌شوند به انرژی تبدیل می‌گردند و مقدار اضافی آنها در بافتهای چربی ذخیره می‌شود. در همه نقاط دنیا یک ماده غذایی نشاسته‌ای، غذای اصلی مردم است. در بیش از ۵۰ درصد کشورهای دنیا برنج، گندم، ذرت، سیب زمینی و نان، را به عنوان غذای اصلی استفاده می‌کنند. منابع عمده کربوهیدرات ها اغلب غذاهای گیاهی اند که می توان به سبزیجات، غلات و حبوبات اشاره کرد. شیر و لبنیات نیز به میزان کافی کربوهیدرات دارند.

دسته‌بندی کربوهیدرات‌ها

1)تک قندیها(مونوساکاریدها)
این گروه از کربوهیدرات‌ها به صورت تک واحدی هستند. ساده ترین واحد ساختمانی کربوهیدرات ها ، مونوساکارید است . مونوساکارید یک ماده شیمیایی است که تمام کربوهیدراتهای پیچیده از آن ساخته می شوند. مونوساکاریدها از لحاظ قدرت شیرینی ، قابلیت حل و دیگر خصوصیات با یکدیگر فرق دارند اغلب مونوساکاریدها را هگزوز می نامند زیرا از یک زنجیره شش کربنی تشکیل یافته اند که اتم های اکسیژن و هیدروژن به آن متصل شده اند .
.این گروه شامل قندهای زیر است(شش کربنی وپنج کربنی)
گلوکز
گلوکز، قند خون یا قند انگور (گلایکیس، در فرهنگ یونانی به معنی شیرین) که به دکستروز موسوم است. گلوکز بصورت طبیعی در بسیاری از میوه‌ها و گیاهان ودر خون انسان وجود دارد. تنها منبع انرژی مورد استفاده سیستم مرکزی اعصاب ، گلوکز است
فروکتوز
فروکتوز شیرین‌ترین قند طبیعی است(برخی از قندهای مصنوعی شیرین‌ترند) فروکتوز نیز در بسیاری از میوه‌ها (فروکتوز در فرهنگ لاتین به معنی میوه) و در عسل وجود دارد. فروکتوز در شربت های غلیظ ، خون جنینی و مایع آمینوتیک وجود دارد ولی این قند در بافت های حیوانی یافت نمی شود.
ریبوز
قند طبیعی مهم دیگری است که واحد ساختاری ریبونوکلئیک اسیدها می‌باشد . ریبوز قسمتی از ترکیبات حیاتی بدن مانند آنزیم های محتوی ریبوفلاوین و اسید نوکلئیک موجود در هسته ها و سیتوپلاسم یاخته ای را تشکیل می دهد . بدن می تواند " ریبوز " را از گلوکز سنتز کند

گالاکتوز
قندی است سفید از اجزای سازندة قند، شیر و بعضی قندهای گیاهی که در آب به خوبی حل می شوند. یکی از موادی که ازتجزیه قند شير مادر در بدن کودک ، ایجاد می شود گالاکتوز است. گالاكتوز به مصرف يك نوع باكترى به نام لاكتو باسيل می رسد و باعث تكثير اين باكترى مى‏شود. در نتيجه از رشد ساير ميكروبها و باكتريهاى بيمارى‏زا جلوگيرى مى‏گردد.

مانوز
مانوز يکي از ساکاريدهای ضروري است و در کلم ، بروکلي و جوانه ها موجود است. به نظر مي رسد اين قند در ساختار سلول هاي عصبي نقش داشته باشد از نظر تغذیه چندان مهم نیست زیرا فقط در غذاهایی وجود دارد که به خوبی جذب نمی شوند و در میوه هایی مانند سیب ، هلو و پرتقال به مقدار کم دیده می شوند .این قند در صمغ گیاهانی مانندشیرخشت و گزانگبیین وجود دارد
سوربوز
این قند در مرکبات وجود دارد
  دوقندیها (دی ساکارید)

دی‌ساکاریدها از تشکیل دو مونوساکارید بدست می‌آیند. تجزیه (هیدرولیز)دی ساکاریدها ، منوساکاریدها را دوباره بدست می‌دهد.قندهای این گروه عبارتنداز
1- ساکارز 
فراوانترین دی‌ساکارید طبیعی ساکارز (قند معمولی) است و یکی از مواد شیمیایی طبیعی است که بدون تغییر مصرف می‌شود. (آب و NaCl ، مثالهای دیگری هستند.) ساکارز از نیشکر و چغندرقند استخراج می‌شود و فراوانی طبیعی آن ، بین 14 تا 20 درصد است. ساکارز در بسیاری از گیاهان دیگر با غلظت کمتر نیز یافت می‌شود. تولید جهانی ساکارز در حدود 70 تریلیون کیلوگرم در سال است و کشورهای هستند (مانند کوبا) که اقتصاد آنها بستگی به قیمت ساکارز دارد. ساکارز یک ترکیب دی‌ساکارید از ترکیب گلوکز و فروکتوز است
ملاس شكل ناخالص تر ساكاروز است
  گلوکز + فروکتوز= ساکارز
   
2- لاکتوز
بعد از ساکارز ، فراوانترین دی‌ساکارید طبیعی ، لاکتوز یا قند شیر است. این قند ، در شیر انسان و حیوان (در حدود 5 درصد شیر) یافت می‌شود. پس از تبخیر تمام مواد فرار ، بیش از یک سوم مواد جامد باقیمانده را تشکیل می‌دهد. ساختمان آن از واحدهای گالاکتوز و گلوکز بوجود آمده است

  گالاکتوز + گلوکز= لاکتوز

 نوع قند شير مادر، لاكتوز است. از آنجا كه سلولهاى مغز فقط از قندى به نام گلوكز تغذيه مى‏كنند، رشد و تكامل مغزى نوزاد با ميزان قند موجود در شير مادر ارتباط مستقيم دارد. لاكتوز شير مادر بسرعت به گلوكز و گالاكتوز تجزيه شده كه گلوكز به مصرف سلولهاى مختلف، بخصوص سلولهاى مغزى و عصبى مى‏رسد و گالاكتوز به مصرف يك نوع باكترى به نام لاكتو باسيل و باعث تكثير اين باكترى مى‏شود. در نتيجه از رشد ساير ميكروبها و باكتريهاى بيمارى‏زا جلوگيرى مى‏گردد. لاکتوز داراي قدرت و ظرفيت شيرين کنندگي ناچيزي مي‌باشد. به ميزان يک به شش در مقايسه با ساکارز يا قند معمولي است. بنابراين شير بسيار شيرين نیست  
بسیاری از مردم می‌توانند هر روز شیر بخورند و هرگز لازم نیست درباره لاكتوز، قند طبیعی موجود در شیر فكر كنند. این افراد می‌توانند روزی دو تا سه لیوان شیر بنوشند، بی‌آنكه دچار مشكل خاصی شوند. در بدن این گروه از مردم شیر به طور كامل هضم می‌شود و لاكتوز در روده با كمك آنزیمی به نام لاكتاز گوارش یافته و به جریان خون راه می‌یابد. اما در بدن برخی از مردم آنزیم لاكتاز به مقدار كافی تولید نمی‌شود، از این رو این گروه از افراد در هضم و گوارش شیر یا محصولات لبنی دیگر كه حاوی لاكتوز باشند، دچار مشكل می‌شوند. همچنان كه سن ما افزایش می‌یابد، تولید لاکتاز در بدن ما كاهش می‌یابد و این امر به ویژه در اقوام خاصی بیشتر دیده می‌شود، مانند بومیان آمریكا و یا بسیاری از اقوام آسیائی و آفریقائی. برخی از بیماری‌های خاص و یا درمان‌های داروئی ویژه نیز می‌توانند در كاهش تولید این آنزیم در بدن موثر باشند. افرادی كه پس از صرف شیر یا موادغذائی لاكتوزدار احساس ناراحتی و سوءهاضمه می‌كنند، دچار مشكل عدم تحمل لاكتوز هستند و این مشكل با حساسیت ساده نسبت به شیر كه عبارت است از عكس‌العمل بدن نسبت به پروتئین شیر متفاوت است. عدم تحمل لاكتوز ناراحتی‌ها و عوارضی همچون اسهال، احساس تورم و بادكردگی در شكم، نفخ و دل پیچه را موجب می‌شود كه اغلب یك تا دو ساعت پس از صرف شیر یا غذاهای حاوی لاكتوز نمایان می‌شوند. اما گاه ممكن است سریع تر و حتی طی نیم ساعت نیز بروز پیدا كنند. بدون آنزیم لاكتاز كافی قسمت اعظم لاكتوز به صورت گوارش نیافته به روده بزرگ می‌رسد و در آنجا است كه آب موجود در محیط را جذب كرده و محیط مناسبی برای رشد باكتری‌ها فراهم می‌آورد. گاز و اسیدهای حاصل از این تحولات احساس ناراحتی در ناحیه شكم و همچنین بروز اسهال را موجب می‌شوند.


توصیه های لازم جهت درمان عدم تحمل لاکتوز :

* مصرف شیر را در شروع درمان با مقادیر کم آغاز کنید. به این صورت که در روزهای ابتدایی شیر را با آب رقیق کرده و از یک قاشق غذاخوری شروغ نمایید.

* در روزهای ابتدایی درمان، از تعداد واحدهای شیر و فرآورده های شیری فقط یک واحد را به شیر اختصاص دهید و بقیه ی واحدها را از دوغ یا ماست استفاده کنید.

* از مصرف شیر به هنگام ناشتا بودن پرهیز کنید.

*در شروع درمان از شیر پرچرب و یا شیر کاکائو استفاده کنید.

* بهترین جای گزین شیر برای افرادی که شیر را تحمل نمی کنند، ماست می باشد.

* حتی الامکان شیر را به صورت سرد میل کنید.


3-مالتوز
 مالتوز دی ساکاریدی است که از ترکیب دو گلوکز تشکیل شده و شیرینی آن به اندازه یک سوم ساکارز است.
   
  گلوکز+گلوکز= مالتوز



پلی‌ساکاریدها (قندهای پیچیده)

پلی‌ساکاریدها ازتعداد زیادی مولکولهای مونوساکاریدها ساخته شده اند. سه تا از فراوانترین پلی‌ساکاریدها سلولز ، نشاسته و گلیکوژن می‌باشند که ازپیوند تعداد زیادی مولکول گلوکز ساخته شده‌اند.
نشاستهبه عنوان ماده غذایی در گیاهان ذخیره می‌شود و بسادگی توسط محلول اسیدی به گلوکز تفکیک می‌شود. منابع اصلی نشاسته ، ذرت ، سیب زمینی ، گندم و برنج هستند. آب داغ باعث متورم شدن دانه‌های نشاسته می شود. دستگاه گوارشی انسان قادر به هضم نشاسته است
سلولز 
سلولز ساختار اولیه دیواره سلولی گیاهان را تشکیل می‌دهد. دستگاه گوارشی انسان قادر به هضم سلولز نیست و آن را بدون تغییر دفع می‌کند اما برخی جانوران مثل نشخوارکننده‌ها و موریانه‌ها می‌توانند سلولز را به کمک میکروارگانیسمهایی که در دستگاه گوارش آنها زندگی می‌کنند، هضم کنند. این میکروارگانیسمها با آزادکردن آنزیمهایی به هضم سلولز کمک می‌کنند.

کاربرد سلولز 
سلولز ماده تشکیل دهنده دیواره سلولی گیاهان است. این ترکیب اولین بار در سال 1838 مورد توجه قرار گرفت. در آن سالها با اعمال تغییراتی در آن مانند نیتروژندار کردن در تولید نیترو سلولز مورد بهره برداری قرار گرفت. سلولز بصورت تقریبا خالص در رشته‌های پنبه وجود دارد. این رشته‌ها در تولید نخ و پارچه بافی و تولید پوشاک اهمیت فراوانی دارند.

همچنین الیاف پنبه استرلیزه شده در پزشکی کاربرد زیادی دارد. سلولز بصورت ترکیب با لیگنین (ماده چوب) و سلولز در تمام مواد گیاهی وجود دارد. سلولز در گذشته در ساخت باروت بدون دود مورد استفاده قرار می‌گرفت. امروزه از آن برای تولید نیترو سلولز که در ساخت مواد منفجره ، پلاستیک‌سازی ، رنگسازی و … کاربرد دارد، استفاده می‌کنند. سلولز همچنین در آزمایشگاه به عنوان جزء عمل کننده فاز جامد در کروماتوگرافی لایه نازک استفاده می‌شود.

گلیکوژن
یکی از پلی‌ساکاریدهای اصلی برای ذخیره انرژی در انسان و حیوانات است و نیز به دلیل اینکه در دسترسترین منبع گلوکز بین وعده‌های غذا و در مواقع فعالیت فیزیکی (سخت‌کاری) می‌باشد، از اهمیت زیادی برخوردار است. این ماده در مقادیر نسبتا بالا ، بخصوص در جگر و در محلهای غیر فعال ماهیچه‌ها ذخیره می‌شود. کبد گلوکز اضافه رابه گلیکوژن تبدیل وذخیره می کند


شیرین کننده(قندهای) های مصنوعی
قندها در طبیعت به وفور یافت می شوند. از میان آن ها، نشاسته و ساکارز (قند معمولی) جایگاه ویژه ای در برنامه غذایی ما دارند. با وجود این، این مواد شیرین، زندگی را به کام گروه نه چندان اندکی از انسان ها تلخ کرده اند. چاقی، بیماری عصر ماست. افراد چاق به رژیم غذایی با کالری کم نیاز دارند. از آن جا که قندها از میزان کالری بالایی برخوردارند و به راحتی به چربی تبدیل می شوند، کاهش میزان مصرف آن ها در برنامه غذایی این افراد ضروری است. اما میل انسان به خوردن مواد شیرین ، یکی از عواملی است که احتمال موفقیت چنین رژیم هایی را کاهش می دهد.

قندها در بیماران مبتلا به مرض قند (دیابت) نیز مشکلات فراوانی می آفرینند. در حقیقت، در این بیماران، قند حکم سم مهلکی را دارد که اثرات مخرب خود را بر تمامی بخش های بدن اعمال می کند. از طرف دیگر، مهمترین عامل پوسیدگی دندان ها، مصرف بیش از اندازه مواد قندی است.
یرین کننده های مصنوعی از جمله «ساخارین» و «آسپارتام» به ما امکان داده اند نوشابه ها، شکلات ها و مرباهای رژیمی تولید کنیم.  
این شیرین کننده ها انرژی قابل ملاحظه ای تولید نمی کنند و برخی از آن ها بدون آن که وارد روندهای سوخت و سازی بدن شوند، دفع می شوند. میزان شیرینی این ترکیبات بالاست و می توان با مقادیر اندکی از آن ها، رژیم های غذایی کم کالری و در عین حال ذائقه پسندی را برای افراد چاق ترتیب داد، به افراد دیابتی کمک کرد و دندان های سالم تری داشت. این ترکیبات که مواد غذایی و نوشیدنی های «بدون قند» را به ارمغان آورده اند، تحفه اتفاقات جالبی هستند.برخی از شیرین کنندهای مصنوعی عبارتند از
1- ساخارین
این شیرین کننده سیصد برابر شیرین تر از ساکارز است و یک شیمیدان آلمانی به نام «کنستانتین فالبرگ» آن را کشف کرد. وی در سال ۱۸۷۹ در دانشگاه «جان هاپکینز» روی ترکیبات آلی کار می کرد. یک شب پس از بازگشتن از آزمایشگاه و هنگام صرف شام، متوجه مزه شیرین عجیبی در دستان خود شد. فالبرگ احتمال داد که آن مزه از ماده ای در آزمایشگاه سرچشمه می گیرد. صبح که به آزمایشگاه بازگشت به دقت روی میزها، قفسه ها و ظروف آزمایشگاه را وارسی کرد تا سرانجام به سرچشمه شیرینی پی برد. وی با تحقیقات بیشتر توانست ساختمان شیمیایی ماده شیرینی را تعیین کند که آن را ساخارین نامید و راه را برای تولید انبوه آن هموار کرد  
جذب آن از دستگاه گوارش به کندي صورت مي گيرد، اما از طريق ادرار بسرعت دفع مي شود

2- آسپارتام(قند رژیمی)
این شیرین کننده، دویست برابر شیرین تر از ساکارز است و «جیمز اشلاتر» در سال ۱۹۶۵ آن را کشف کرد. او برای تولید دارویی برای درمان زخم معده تلاش می کرد. وقتی برای داشتن راحت تر قطعه کاغذ انگشت های خود را به دهان برد، متوجه مزه شیرین جالبی شد. اشلاتر آن ماده را جداسازی و ساختمان شیمیایی آن را معلوم کرد. جالب این که، این ماده بسیار شیرین از ترکیب یک ماده بی مزه به نام «اسید آسپارتیک» و یک ماده تلخ به نام «فنیل آلانین» به دست می آید.
آسپارتام در بسيارى از غذا ها و نوشابه ها و به صورت شيرين كننده سر ميز غذا مصرف مى شود.
3- سیکلامات:
این شیرین کننده، چهل برابر شیرین تر از ساکارز است و یک دانشجوی مقطع تحصیلات تکمیلی به نام «میشل اسودا» در سال ۱۹۳۷ آن را کشف کرد. او روی تولید ترکیب ضد دردی به نام «سدیم سیکلو هگزیل سولفامات» کار می کرد. روزی هنگام کار در آزمایشگاه مشغول سیگار کشیدن بود و برای لحظه ای سیگار را روی میز کارش قرار داد. وقتی بار دیگر سیگار را به دهان گرفت، متوجه مزه شیرین ته سیگار شد. بی درنگ همه ترکیباتی را که روی میز کارش بود، چشید تا سرانجام عامل شیرینی سیگارش را کشف کرد. وی آن را سیکلامات نام نهاد.
سوکرولوز:
این شیرین کننده بیش از ششصد برابر شیرین تر از ساکارز است و آن را یک دانشجوی خارجی که به زبان انگلیسی تسلط نداشت، در کالج سلطنتی انگلستان کشف کرد. وی در سال ۱۹۷۶ درخواست استادش مبنی بر بررسی (Test) یک قند کلردار را به غلط، چشیدن (Taste) آن ترکیب تعبیر کرد. او متوجه شد که آن ترکیب، شیرینی فوق العاده ای دارد و به این ترتیب شیرین کننده دیگری را به دسته شیرین کننده های مصنوعی افزود.
پتاسیم اسسولفام:
این شیرین کننده، صد و سی بار شیرین تر از ساکارز است و آن را یک شیمیدان آلمانی به نام «کارل کلائوس» در سال ۱۹۶۷ کشف کرد. او که مشغول بررسی چند ترکیب شیمیایی بود و هنگامی که برای برداشتن راحت تر قطعه ای کاغذ سرانگشت خود را به دهان برد، متوجه مزه شیرین جالبی شد




+ نوشته شده در  جمعه بیست و سوم اسفند 1387ساعت 23:41  توسط N.Sarani  |