ડાયસૅકેરાઇડ્ઝ : બે મૉનોસૅકેરાઇડ એકમોના સહસંયોજક બંધ દ્વારા થતા જોડાણથી મળતી શર્કરાઓનો સમૂહ. આ બે એકમો ગ્લાયકોસિડિક બંધથી જોડાયેલા હોય છે. કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના ત્રણ વર્ગ પૈકી ઓલિગોસૅકેરાઇડ વર્ગમાં ડાયસૅકેરાઇડનો સમાવેશ થાય છે. લૅક્ટોઝ, સુક્રોઝ, માલ્ટોઝ, ટ્રિહેલોઝ તથા સેલોબાયોઝ આ વર્ગની જાણીતી શર્કરાઓ છે. કુદરતમાં બે ડાયસૅકેરાઇડ વિપુલ પ્રમાણમાં મળે છે : દૂધમાંથી લૅક્ટોઝ અને શેરડી અથવા બીટમાંથી સુક્રોઝ. ડાયસૅકેરાઇડ સ્ફટિકમય, સ્વાદે ગળ્યા તથા જળદ્રાવ્ય પદાર્થો છે.
ડાયસૅકેરાઇડ શર્કરા બે પ્રકારની હોય છે : (1) અપચયકારી (reducing) અને (2) અનપચયકારી (nonreducing). અપચયકારી ડાયસૅકેરાઇડમાં એક મૉનોસૅકેરાઇડ એકમનો અપચયકારી કાર્બન બીજા એકમના અપચયકારી કાર્બન સિવાયના કાર્બન સાથે ગ્લાયકોસિડિક બંધથી જોડાયેલો હોય છે. અનપચયકારી ડાયસૅકેરાઇડમાં એક મૉનોસૅકેરાઇડ એકમનો અપચયકારી કાર્બન બીજા એકમના અપચયકારી કાર્બન સાથે ગ્લાયકોસિડિક બંધ દ્વારા જોડાઈને બંનેની અપચયકારકતાને ઢાંકી દે છે. ગ્લાયકોસિડિક બંધનું ઍસિડ દ્વારા જળવિભાજન થઈ શકે પરંતુ આ બંધ બેઝ દ્વારા થતા ભંગાણનો પ્રતિકાર કરે છે. આથી ડાયસૅકેરાઇડને મંદ ઍસિડ સાથે ઉકાળીને તેનું જળવિભાજન કરી તેમાંના મૉનૉસૅકેરાઇડ એકમો મેળવી શકાય.
માલ્ટોઝમાં, બે D–ગ્લુકોઝ એકમો પૈકી પહેલા એકમનો પ્રથમ કાર્બન પરમાણુ (એનોમેરિક કાર્બન) બીજા ગ્લુકોઝ એકમના ચોથા કાર્બન પરમાણુ સાથે ગ્લાયકોસિડિક બંધથી જોડાય છે (આકૃતિ 1). માલ્ટોઝના બંને ગ્લુકોઝ ઘટકો પાયરેનોઝ રૂપમાં હોય છે. આથી, માલ્ટોઝને (4-0 α – D – ગ્લુકોપાયરેનોસિલ) – β – D – ગ્લુકોપાયરેનોઝ પણ કહેવાય છે. માલ્ટોઝ એ અપચયકારી શર્કરા છે; કારણ કે તે સંપૂર્ણ મુક્ત કાર્બનિલ સમૂહ ધરાવે છે, જેનું ઉપચયન થઈ શકે છે. માલ્ટોઝ શર્કરાનો બીજો ગ્લુકોઝ એકમ આલ્ફા (α) અને બીટા (β) બંને રૂપોમાં મળી શકે છે. α રૂપ સ્ટાર્ચ સાથે લાળગ્રંથિના એમાયલેઝ ઉત્સેચકની ક્રિયાથી મળે છે. આંત્રઉત્સેચક (આંતરડામાંના ઉત્સેચક) માલ્ટેઝ, માલ્ટોઝ શર્કરાનું જળવિભાજન D–ગ્લુકોઝના 2 અણુઓમાં કરે છે. આ માલ્ટેઝ α (1 → 4) બંધ ઉપર પ્રક્રિયા માટે જવાબદાર છે.
આકૃતિ 1 : માલ્ટોઝ
1, 4 – β–ગ્લુકોસાઇડ એટલે કે સેલોબાયોઝ (આકૃતિ 2) એક બીજો ડાયસૅકેરાઇડ છે, જે સેલ્યુલોઝ પૉલિસૅકેરાઇડના વિઘટનથી બને છે. સેલોબાયોઝના જળવિભાજનથી D–ગ્લુકોઝ બને છે. આથી તેને 4–O–(β–D –ગ્લુકોપાયરેનોસિલ) D–ગ્લુકોપાયરેનોઝ પણ કહે છે. સેલોબાયોઝ અને માલ્ટોઝ, ગ્લુકોઝ એકમોના બંધના પ્રકાર સિવાય, બંધારણની ર્દષ્ટિએ સમાન જેવા છે.
આકૃતિ 2 : સેલોબાયોઝ (β–રૂપ)
લૅક્ટોઝ : લૅક્ટોઝનું બંધારણીય સૂત્ર ગેલૅક્ટોઝના એનોમેરિક કાર્બન પરમાણુ અને ગ્લુકોઝ એકમના ચોથા કાર્બન પરમાણુ વચ્ચે β ગ્લાયકોસિડિક બંધની હાજરી દર્શાવે છે.
આકૃતિ 3 : લૅક્ટોઝ (β–રૂપ)
[4–α–D–ગેલેક્ટોપાયરેનોસિલ–(1→4)–β–D–ગ્લુકોપાયરેનોઝ]
ગ્લુકોઝ એકમના પ્રથમ કાર્બન [C – 1] પરમાણુ ઉપર હાઇડ્રૉક્સિલ સમૂહ બંધમાં જોડાયા વગરનો (અવિઘટિત) રહે છે, જેથી મ્યુટારોટેશન થઈ શકે છે અને લૅક્ટોઝ શર્કરા ફેહલિંગના દ્રાવણનું અપચયન કરે છે. લૅક્ટોઝનું ઍસિડ દ્વારા વિઘટન થઈ શકે નહિ, કેમકે તેમાં ફ્યુરેનોઝ વલય ગેરહાજર હોય છે. લૅક્ટોઝ સ્વાદે મીઠું નથી અને ધાવતાં બચ્ચાંઓને વધારે પડતાં ગળપણ વગર મહત્વની કાર્બોદિત શક્તિ પૂરી પાડી શકે છે. મનુષ્યોમાં, લૅક્ટોઝ મંદ રેચક તરીકે કામ કરે છે, જ્યાં એનું પાચન સુક્રોઝ કરતાં ઓછું થાય છે. લૅક્ટોઝનું સંશ્લેષણ સ્તનગ્રંથિઓમાં UDP ગેલૅક્ટોઝ અને N–એસિટાઇલ ગ્લુકોઝ એમાઇનમાંથી ઉત્સેચક N–એસિટાઇલ ગ્લુકોઝ એમાઇન સિન્થેઝ દ્વારા થાય છે. મનુષ્યના ખોરાક તરીકે વપરાતા કેટલાંક સસ્તન વર્ગનાં પ્રાણીઓના દૂધમાં લૅક્ટોઝની માત્રાની વિગત સારણી 1 અને સારણી 2માં દર્શાવી છે :
સારણી 1 : કેટલાંક સસ્તન વર્ગનાં પ્રાણીઓના દૂધમાં મળતી લૅક્ટોઝની માત્રા
| સસ્તન વર્ગનું પ્રાણી | કાર્બોહાઇડ્રેટ (%) |
| ગાય | 4.8 |
| મનુષ્ય | 7.0 |
| ઘેટું | 4.5 |
| બકરી | 4.7 |
| રેન્ડિયર | 2.4 |
| ભેંશ (ભારતીય) | 4.8 |
| ઊંટ | 5.0 |
| ઘોડો | 6.6 |
| લામા | 5.3 |
સારણી 2 : દૂધની કેટલીક બનાવટોમાં લૅક્ટોઝની માત્રા
| દૂધની બનાવટ | લૅક્ટોઝ (%) | પાણી (%) |
| ચરબીવિહીન દૂધ | 5.1 | 90.5 |
| મલાઈ(18 % ચરબી)
(36 % ચરબી) |
4.1
3.3 |
74.5
58.0 |
| સંપૂર્ણ (આખા) દૂધનો પાઉડર | 38 | 2.0 |
| ચરબીવિહીન દૂધનો પાઉડર | 53 | 2.0 |
| ગળ્યું ઘટ્ટ (condensed) દૂધ | 11.4 | 26.5 |
| દહીં | 4.6 | 86 |
| માખણ | 0.18થી 0.4 | 16 |
વ્યવહારમાં લૅક્ટોઝ એ દહીંના નીતર્યા પાણીમાંથી છૂટું પાડીને મેળવાય છે, જે આશરે 4.7 % લૅક્ટોઝ ધરાવે છે.
સુક્રોઝ : વનસ્પતિ પેશીઓમાં પુષ્કળ પ્રમાણમાં જોવા મળતી ઑલિગોસૅકેરાઇડ શર્કરા છે. તે (સુક્રોઝ) ઉચ્ચ વનસ્પતિમાંનો વાહક કાર્બોદિત છે, જે ગ્લુકોઝને મળતો આવે છે. વનસ્પતિ જૈવરસાયણમાં સુક્રોઝનું કાર્ય ચાળણીનું છે. સુક્રોઝ એ પ્રકાશસંશ્લેષણની ક્રિયામાં મુખ્ય આંતરિક પેદાશ છે. ઘણી વનસ્પતિઓમાં વાહકતંત્ર દ્વારા શર્કરાની વહનક્રિયામાં પર્ણમાંથી વનસ્પતિના અન્ય ભાગોમાં સુક્રોઝ રૂપે શર્કરાનું વહન મોટેભાગે થાય છે. પ્રાણીઓ સુક્રોઝનું સંશ્લેષણ સીધી રીતે કરી શકતાં નથી પણ આંતરડાની દીવાલમાં મળતા સુક્રોઝ અથવા ઇન્વર્ટેઝ ઉત્સેચક દ્વારા શોષણ શકય બને છે. આ ઉત્સેચક સુક્રોઝનું જળવિભાજન D–ગ્લુકોઝ અને D–ફ્રુકટોઝમાં કરે છે, જે રુધિરપ્રવાહમાં ઝડપથી ભળી જાય છે. ત્રણ સામાન્ય ડાયસૅકેરાઇડમાં સુક્રોઝ પ્રમાણમાં સૌથી મીઠું હોય છે. સુક્રેાઝ ગ્લુકોઝ કરતાં પણ મીઠું હોય છે. (સારણી 3)
સારણી 3 : કેટલીક શર્કરામાં ગળપણનું પ્રમાણ
| શર્કરા | ગળપણનું પ્રમાણ |
| સુક્રોઝ | 100 |
| ગ્લુકોઝ | 70 |
| ફ્રુક્ટોઝ | 170 |
| માલ્ટોઝ | 30 |
| લૅક્ટોઝ | 16 |
| (સૅકેરીન) | (40,000) |
જલીય દ્રાવણોમાં તેની વધુ પડતી દ્રાવ્યતાને લીધે સુક્રોઝ એ મહત્વનો અને કેટલીક વાર મીઠાઈઓમાં અને સાચવણી માટે વપરાતા પદાર્થોમાં મુખ્ય ઘટક બને છે. આથવેલી બનાવટો જેવી કે સૉસ વગેરેની બનાવટમાં જીવાણુઓ માટે ઉમેરેલા પ્રક્રિયાર્થી (substrate) તરીકે સુક્રોઝ વપરાય છે.
ડાયસૅકેરાઇડ અણુમાં પ્રથમ હાઇડ્રૉક્સિલ સમૂહોમાં પ્રત્યેક મૉનૉસૅકેરાઇડ એકમ 1 → 2 ગ્લાયકોસિડિક બંધથી સંકળાયેલ છે અને આ પ્રમાણે સુક્રોઝ અનપચયકારી (non-reducing) છે. (આકૃતિ 4) એનું (સુક્રોઝનું) મંદ ઍસિડ વડે સરળતાથી જળવિભાજન થઈ શકે છે તેનું કારણ સમતલીય બંધારણમાં ફ્યુરેનોઝ વલયની હાજરી છે. સુક્રોઝના જળવિભાજનથી બનતા ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝના મિશ્રણને ‘ઇન્વર્ટશુગર’ પણ કહે છે :
આકૃતિ 4 : સુક્રોઝ
[O – β – D ફ્રુક્ટોફ્યુરેનોસિલ – (2→1) α – D – ગ્લુકોપાયરેનોસાઇડ]
આ જળવિભાજનનો લાભ ખાદ્યપદાર્થોના ઉદ્યોગોમાં મીઠાઈઓ, સાચવણી માટેના પદાર્થો તેમજ ઉકાળીને બનાવાતી મીઠાઈઓમાં લેવામાં આવે છે. તેમાં 10 % થી 15 % ઇન્વર્ટશુગરની હાજરી સુક્રોઝનું સ્ફટિકીકરણ અટકાવે છે.
આઇસોમાલ્ટોઝ [6–O–α–D–ગ્લુકોપાયરેનોસિલ – D ગ્લુકોપાયરેનોઝ] સંખ્યાબંધ જીવાણુઓ દ્વારા સુક્રોઝનાં સમાવયવીકરણ(isomerisation)થી બને છે અને તેમાં અપચયન પામેલા ઘટકો સુક્રોઝની બદલીમાં સૂચવાયેલા છે. સુક્રોઝના આ ઘટકો કૅન્સરકારી નથી.
બીજી કુદરતમાં મળતી અનપચયકારી ડાયસૅકેરાઇડ ટ્રિહેલોઝ છે, જે ફૂગ અને યીસ્ટમાં જોવા મળે છે. ટ્રિહેલોઝ (α – D – ગ્લુકોઝપાયરેનોસિલ – α –D ગ્લુકોપાયરેનોસાઇડ) તરીકે દર્શાવાય છે (આકૃતિ 5). વિવિધ પ્રકારના કીટકોમાં, રુધિર-(hemolymph)માં મુખ્ય કાર્બોદિત ઘટક તરીકે ટ્રિહેલોઝ જોવા મળે છે :
આકૃતિ 5 : ટ્રિહેલોઝ (Trchalose)
મેલિબાયોઝ એ બીજો ડાયસૅકેરાઇડ છે, જેમાં 1, 6–ગ્લાયકો-સિડિક બંધ હોય છે, જેને 6–O–α – D – ગેલેક્ટોપાયરેનોસિલ) – D – ગ્લુકોપાયરેનોઝ પણ કહેવાય છે. વનસ્પતિજન્ય પદાર્થો જેવા કે બીટ, મોલાસીસ, કપાસિયા, છાલ વગેરેમાં મેલિબાયોઝ ટ્રાઇસૅકેરાઇડ રેફીનોઝના ઘટક તરીકે જોવા મળે છે.
1, 6 ગ્લાયકોસિડિક બંધવાળા બીજા ડાયસૅકેરાઇડમાં પ્રાઇમથેરોઝ [6 – O– β – D –ઝાયલોપાયરેનોસિલ) O – D – ગ્લુકોપાયરેનોઝ], વીસીઆનોઝ [6 (β–L–અરાબોપાયરેનોસિલ) – D – ગ્લુકોપાયરેનોઝ] અને રુટીનોઝ [6 O –L–રહેમોસિલ) – D – ગ્લુકોપાયરેનોઝ]નો સમાવેશ થાય છે.
જૈવ રાસાયણિક મહત્વવાળા અન્ય ડાયસૅકેરાઇડમાં જેન્શિયો-બાયોઝ (6–O–β–D–ગ્લુકોપાયરેનોસિલ – D – ગ્લુકોપાયરેનોઝ)-નો સમાવેશ થાય છે. તે કુદરતી ગ્લાયકોસાઇડ એમીઝાલીનનો ઘટક છે.
દિનેશ પરીખ
જ. પો. ત્રિવેદી