Theorie:
Monosaccharide, auch als Einfachzucker bekannt, sind die kleinsten Zuckermoleküle. Sie enthalten meist nur 4, 5 oder 6 C-Atome. Diese relativ kleinen Moleküle mit vielen Hydroxylgruppen werden von unseren Geschmacksnerven als "süß" erkannt. Die wichtigsten Vertreter dieser Verbindungen sind Hexosen und Pentosen.
Hexosen, die 6er Zucker
D-Glucose (Traubenzucker, auch "Dextrose")
Aufgrund der Umwandlung der Anomere entsteht in wässriger Lösung ein Gleichwicht zwischen -D-Glucose (\(37 \%\)), -D-Glucose (\(63 \%\)) und nur ungefähr \(0,1 \%\) der offenkettigen Form.
D-Glucose ist ein weißer Feststoff mit süßem Geschmack. Die Verbindung dreht die Schwingungsebene des polarisierten Lichtes nach rechts, daher auch der Name "Dextrose".
Entstehung:
D-Glucose entsteht durch Photosynthese. Dabei werden Kohlendioxid und Wasser unter Einfluss von Chlorophyll in Glucose und Sauerstoff umgewandelt:
Industrielle Gewinnung:
Die Gewinnung erfolgt durch Spaltung von Stärke z.B. aus Erdäpfeln, Mais oder Reis. Früher wurde die sogenannte Holzverzuckerung angewandt, bei der Glucose mit Hilfe von Enzymen oder Säuren aus Cellulose gewonnen wurde. Dieser Prozess hat heute praktisch keine Bedeutung mehr.
Verwendung:
- Als Süßungsmittel in der Lebensmittelindustrie
- Als Lösung in der Medizin bei Erschöpfungserscheinungen und zur künstlichen Ernährung
- Für chemische und biologische Synthesen (z.B: Vitamin-C-Herstellung)
Biologische Bedeutung:
- Als Energielieferant in allen höheren Lebewesen
- Als Energiespeicher und als Gerüstsubstanz
D-Fructose (Fruchtzucker, Lävulose)
D-Fructose (Kettenform) | D-Frucose (cyclische -Form) |
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D-Fructose ist optisch linkdrehend, daher auch der Name Lävulose (lateinisch "laevus" = links). Sie kommt in der Natur im Honig und in Früchten vor.
Sie ist außerdem
- ein Baustein der Saccharose, und
- ein wichtiges Stoffwechselprodukt beim Glucoseabbau
Invertzucker nennt man ein 1:1 Gemisch von D-Fructose und D-Glucose.
Zur Herstellung gibt es zwei Möglichkeiten:
- mit Hilfe des Enzyms Glucoseisomerase wird Glucose in Fructose umgewandelt, oder
- mit Hilfe des Enzyms Invertase wird Saccharose in Glucose und Fructose gespalten
Der Name Invertzucker kommt aus dem lateinischen ('invertere' = umkehren), da es - im Gegensatz zur D-Glucose - linksdrehend ist. Invertzucker verwendet man zum Süßen von Getränken. Reine Fructose wird als Saccharose-Ersatzstoff bei Diabetes verwendet.
Galactose (Galaktose, kurz Gal, oder Schleimzucker)
Galactose entsteht in den Milchdrüsen von Säugetieren (auch Menschen) aus Glucose. Mit einem weiteren Glucose-Molekül reagiert es zum Disaccharid Lactose ("Milchzucker").
Pentosen, die 5er Zucker
Ribose und Desoxyribose sind Bausteine der Nucleinsäuren (DNA bzw. RNA) und des Adenosintriphosphats (im Fall von Ribose), einem wichtigen Energieträger in Zellen. Sie unterscheiden sich nur in einem Sauerstoff-Atom am C2. Dieses fehlt im Fall von Desoxyribose (desoxy = "ohne Sauerstoff").
Quellen:
http://www.kochstart.de/Bilder/lebensmittelbild.php?bild=13 (31.05.2016)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Beta-D-glucopyranose-2D-skeletal.png (31.05.2016)
https://en.wikipedia.org/wiki/Glucose#/media/File:Alpha-D-glucopyranose-2D-skeletal.png (31.05.2016)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:DL-Fructose_num.svg (31.05.2016)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:D-galactose.png (31.05.2016)
https://www.flickr.com/photos/genomicseducation/13080698355 (31.05.2016)