BIAŁKA, CUKRY, TŁUSZCZE

Białka są wielkocząsteczkowymi związkami zbudowanymi z około dwudziestu różnych aminokwasów połączonych ze sobą za pomocą wiązań peptydowych.

Podstawowymi pierwiastkami, które budują cząsteczki białek są węgiel (43-56%), tlen (12-30%, azot (10-32%), wodór (60-10%), siarka (0,2-4%) oraz fosfor (0-5,5%). Poza tym w skład białek mogą wchodzić jony metali, na przykład jony molibdenu, miedzi, żelaza, magnezu, cynku, manganu.

Białka są najważniejszą grupą związków organicznych, niezbędna do prawidłowego funkcjonowania żywego organizmu. Znajdują się one w prawie każdej części organizmów roślinnych i zwierzęcych. Wchodzą one również w skład wirusów. Stanowią podstawę biologicznego życia. Białkami są również przeciwciała i inne elementy układu odpornościowego ustroju, odpowiedzialne za jego obronę przed działaniem drobnoustrojów i wirusów oraz innych zewnętrznych czynników patogennych. regulują one również zawartość płynów w układzie krążenia.

Białka dzielą się na proste, in. proteiny i złożone, in. proteidy.

Właściwości białek są bardzo wrażliwe na nawet niewielki zmiany w środowisku, w którym się znajdują. Białka nie posiadają charakterystycznej dla siebie temperatury topnienia. Z reguły związki te są rozpuszczalne w wodzie. Niektóre z nich mogą rozpuszczać się w rozcieńczonych kwasach lub zasadach, jeszcze inne w rozpuszczalnikach organicznych. Posiadają zdolność wiązania cząsteczek wody. Efekt ten nazywamy hydratacją.

Cukry (sacharydy, węglowodany) są materiałem energetycznym i strukturalnym żywego organizmu. Biorąc pod uwagę budowę oraz wielkość cząsteczek cukry można podzielić na: cukry proste, do których należy na przykład glukoza, fruktoza; dwucukry (inaczej dsacharydy), do tej grupy zaliczamy między innymi sacharozę oraz wielocukry (polisacharydy), wśród których znajdują się skrobia, chityna, glikogen.

Własności wybranych przedstawicieli cukrów:

Glukoza, zwana inaczej cukrem gronowym jest podstawowym węglowodanem znajdującym się we krwi. Zaliczana jest do cukrów prostych. Glukoza dobrze rozpuszcza się w wodzie, ma słodki smak i występuje na przykład w miodzie oraz owocach. Wykazuje ona właściwości redukujące, które znalazły zastosowanie w oznaczaniu tego cukru w badaniach klinicznych. Tworzy się ona w organizmach zwierząt na skutek rozkładu cukrów złożonych, takich jak glikogen zawarty w wątrobie oraz skrobia i sacharoza. Cukier ten może powstawać także z aminokwasów w wyniku procesu zwanego glukoneogenezą. Zawartość glukozy we krwi jest utrzymywana przez hormony na stałym poziomie, a jej stężenie waha się w granicach 80-120 mg/100 ml.



Laktoza nazywana również cukrem mlekowym to disacharyd, który składa się z jednej cząsteczki glukozy i jednej cząsteczki galaktozy. Wchodzi on w skład mleka ssaków. Laktoza jest cukrem przyjmowanym przez niemowlęta, który całkowicie pokrywa ich zapotrzebowanie na cukry. Laktoza na skutek działania enzymu - laktazy, ulega w przewodzie pokarmowym rozkładowi tworząc glukozę i galaktozę, które są wchłaniane do krwi.

Sacharoza, czyli cukier trzcinowy lub cukier buraczany, jest dwucukrem, w skład którego wchodzi fruktoza i glukoza. Jego źródłem otrzymywania na skalę przemysłową są buraki cukrowe i trzcina cukrowa, stad wynikają dwie pozostałe nazwy sacharozy. Cukier ten rozkłada się w przewodzie pokarmowym do glukozy i fruktozy, które są wchłaniane do krwi. Jest ona bezbarwnym ciałem stałym, które ma sodki smak. Sacharoza nie ma właściwości redukujących.

Fruktoza, zwana także cukrem owocowym, to inny bardzo rozpowszechniony cukier prosty. Fruktoza jest ketozą. Ma taki sam wzór sumaryczny jak glukoza, ale inne wzajemne ułożenie atomów w cząsteczce. Fruktoza ma bardzo słodki smak. Stosuje się je jako środek słodzący w cukrzycy oraz w leczeniu niedomogów mięśnia sercowego. Fruktoza, podobnie jak glukoza, występuje w dwóch formach: łańcuchowej i pierścieniowej. Wodne roztwory fruktozy skręcają płaszczyznę światła spolaryzowanego w lewo.

Skrobia jest substancją niejednorodną. Składa się z amylozy (stanowi około 20%) oraz amylopektyny (80%). Amyloza jest lepiej rozpuszczalna w wodzie. Jej cząsteczki składają się z łańcuchów prostych. Amylopektyna słabiej rozpuszcza się w wodzie. Jej cząsteczki zbudowane są z łańcuchów rozgałęzionych. Pomimo wyraźnych różnic w masie cząsteczkowej, wyższej w przypadku amylopektyny, oba sacharydy opisuje się tym samym wzorem sumarycznym (C6H10O5)n. Skrobia ulega reakcji hydrolizy, rozpadając się kolejno na dekstryny, maltozę i ostatecznie na D-glukozę.

Skrobia powstaje w roślinach w wyniku fotosyntezy i jest ona gromadzona w tkankach jako materiał zapasowy, na przykład w bulwach ziemniakach i w nasionach zbóż. Jest to jeden z najbardziej rozpowszechnionych polisacharydów w roślinach i najważniejszą substancją zapasową wśród roślin. Cukier ten odkłada się w komórkach roślinnych w postaci granulek albo ziaren. Kształt oraz rozmiary tych ziaren są charakterystyczne dla poszczególnych gatunków roślin. Ziarna skrobi pod wpływem kontaktu z wodą ulegają pęcznieniu, a pewna część skrobi ulega peptyzacji i przechodzi ona do roztworu.

Ten polisacharyd w stanie czystym jest białym proszkiem bez zapachu i smaku, który nie ulega rozpuszczeniu w zimnej wodzie. Nierozpuszczalna w zimnej wodzie, w gorącej tworzy roztwór koloidalny zwany kleikiem skrobiowym, który po ochłodzeniu ulega zgęstnieniu. Zjawisko to wykorzystuje się w przygotowaniu kisieli i budyniów. Cecha charakterystyczną dla skrobi jest jej zdolność do tworzenia fioletowo granatowego zabarwienia z jodem. Tworzy ona roztwory koloidalne. Skrobia jest podstawowym składnikiem pożywienia człowieka. Cukier ten oraz jego pochodne znalazły zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym, włókienniczym, papierniczym, tekstylnym. Stosuje się ją również do produkowania klejów, syropów i glukozy.

Glikogen to wielocukier, który stanowi materiał zapasowy u zwierząt. Składa się on z cząsteczek glukozy połączonych ze sobą w silnie rozgałęzione łańcuchy. Jest on spotykany przede wszystkim w wątrobie oraz mięśniach. Glikogeny pochodzące od różnych zwierząt i z różnych narządów tego samego zwierzęcia wykazują pewne różnice. Jeśli zaistnieje taka potrzeba (wynikająca na przykład z niedożywienia lub wzmożonego wysiłku) glikogen w organizmie człowieka pod wpływem enzymów, które pełnią rolę katalityczną, przechodzi w glukozę, która jest wchłaniana do krwioobiegu i spalana. Organizm człowieka zawiera przeciętnie około 300 gramów glikogenu. Występuje on również w drożdżach, grzybach, bakteriach, a także niektórych roślinach wyższych.

Celuloza to pospolity polisacharyd składający się z długich łańcuchów reszt glukozowych połączonych mostkami tlenowymi. Jest to wielocukier stanowiący substancję szkieletową w świecie roślin. Celuloza ma włóknistą strukturę. Włókna roślinne zawierają ponad 90% czystek celulozy, drewno, które jest głównym źródłem przemysłowego pozyskiwania tego związku - około 50%. Żaden z ssaków nie produkuje enzymu celulozy, który jest niezbędny do trawienia celulozy. Zatem w przewodzie pokarmowym człowieka i zwierząt mięsożernych celuloza nie ulega rozkładowi. Natomiast zwierzęta roślinożerne mogą ją trawić, ponieważ w ich przewodzie pokarmowym znajdują się bakterie i pierwotniaki wytwarzające potrzebny enzym. W reakcji z mocnymi zasadami celuloza daje sole. Pochodne celulozy znalazły wiele zastosowań, na przykład jako włókna, folie, lakiery, materiały miotające. Największe ilości celulozy czystej zużywa przemysł papierniczy.

Tłuszcze to mieszaniny estrów, wyższych kwasów tłuszczowych i gliceryny. Inna nazwa tłuszczów to glicerydy. Występują w tkankach zwierzęcych (łój, smalec, tran) oraz w nasionach roślin (oleje, masło kakaowe).

Tłuszcze dzielimy na:

- tłuszcze właściwe (lipidy proste), do których zaliczamy ważne dla organizmu człowieka tłuszcze, zwane też glicerydami oraz woski,

- tłuszcze złożone (lipidy złożone), które oprócz gliceryny i kwasu tłuszczowego zawierają dodatkowe grupy.

Tłuszcze nie rozpuszczają sie w wodzie, natomiast dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych (np. benzynie). Są lżejsze od wody. Tłuszcze łatwo ulegają topnieniu.