Disaharidi in polisaharidi

• Hipoglikemija

Ne-reducirani disaharidi vključujejo saharozo (sladkor iz sladkorne pese ali sladkornega trsa). Najdemo ga v sladkornem trstu, sladkorni pesi (do 28% suhe snovi), sadnim sokom in sadju. Molekula saharoze je sestavljena iz α, D-glukopiranoze in β, D-fruktofuranoze.

V nasprotju z maltozo se glikozidna vez (1-2) med monosaharidi oblikuje iz glikozidnih hidroksilov obeh molekul, torej brez prostega glikozidnega hidroksila. Posledično ni redukcijske sposobnosti saharoze, ne daje reakcije "srebrnega ogledala", zato ga imenujemo ne-reducirani disaharidi.

Saharoza je bela kristalna snov, sladkega okusa, dobro topna v vodi.

Za saharozo značilne reakcije hidroksilnih skupin. Kot vse disaharide se saharoza pretvori v monosaharide s kislinsko ali encimsko hidrolizo.

Polisaharidi so visoko molekularne snovi. V polisaharidih so ostanki monosaharidov vezani z glikozidno-glikozičnimi vezmi. Zato jih lahko obravnavamo kot poliglikozide. Ostanki monosaharidov, ki so del polisaharidne molekule, so lahko enaki, vendar se lahko razlikujejo; v prvem primeru gre za homopolisaharide, v drugem pa za heteropolisaharide.

Najpomembnejši polisaharidi so škrob in celuloza (celuloza). Zgrajeni so iz ostankov glukoze. Splošna formula teh polisaharidov (C₆H₁₀O₅)_n. Pri tvorbi polisaharidnih molekul se običajno uporablja glikozid (pri C₁ -atom) in alkohol (pri C₄-atom) hidroksil, t.j. (1-4) -glikozid.

Škrob je mešanica dveh polisaharidov, izdelanih iz enot α, D-glukopiranoze: amiloze (10-20%) in amilopektina (80-90%). Škrob nastane v rastlinah med fotosintezo in se deponira kot "rezervni" ogljikov hidrat v koreninah, gomoljih in semenih. Na primer, zrna riža, pšenice, rži in drugih žit vsebujejo 60-80% škroba, gomolji krompirja - 15-20%. Povezana vloga v živalskem svetu je polisaharidni glikogen, ki se »shrani« predvsem v jetrih.

Škrob je bel prašek iz drobnih zrn, netopen v hladni vodi. Ko je škrob obdelan s toplo vodo, je mogoče izolirati dve frakciji: frakcijo, topno v topli vodi in sestavljeno iz amiloznega polisaharida, in frakcijo, ki nabreka le v topli vodi z nastajanjem paste in amilopektina, sestavljenega iz polisaharida.

Amiloza ima linearno strukturo, a, D-glukopiranozni ostanki so povezani z (1-4) -glikozidnimi vezmi. Elementna celica amiloze (in škroba na splošno) je predstavljena na naslednji način:

Amilopektinska molekula je zgrajena na podoben način, vendar ima vejne veje, ki ustvarjajo prostorsko strukturo. Ostanki monosaharidov na točkah vej so povezani z (1-6) -glikozidnimi vezmi. Med obema razcepoma je običajno 20-25 ostankov glukoze:

Škrob se enostavno hidrolizira: pri segrevanju v prisotnosti žveplove kisline nastane glukoza:

Glede na pogoje reakcije lahko hidrolizo izvedemo postopoma z nastajanjem vmesnih produktov:

Razvrstitev ogljikovih hidratov - monosaharidi, disaharidi in polisaharidi

Ena izmed sort organskih spojin, ki so potrebne za popolno delovanje človeškega telesa, so ogljikovi hidrati.

Po svoji strukturi so razdeljeni na več tipov - monosaharidi, disaharidi in polisaharidi. Treba je ugotoviti, zakaj so potrebni in kakšne so njihove kemijske in fizikalne lastnosti.

Razvrstitev ogljikovih hidratov

Ogljikovi hidrati so spojine, ki vsebujejo ogljik, vodik in kisik. Najpogosteje so naravnega izvora, čeprav so nekateri ustvarjeni industrijsko. Njihova vloga v vitalni dejavnosti živih organizmov je ogromna.

Njihove glavne funkcije so naslednje:

1. Energija. Te spojine so glavni vir energije. Večina organov lahko popolnoma deluje zaradi energije, pridobljene z oksidacijo glukoze.
2. Strukturno. Ogljikovi hidrati so potrebni za tvorjenje skoraj vseh celic v telesu. Celuloza ima vlogo nosilnega materiala, ogljikovi hidrati kompleksnega tipa pa se nahajajo v kosteh in hrustančnem tkivu. Ena od komponent celične membrane je hialuronska kislina. Tudi ogljikohidratne spojine so potrebne v procesu proizvodnje encimov.
3. Zaščitna. Ko telo deluje, so za zaščito notranjih organov pred patogeno izpostavljenostjo potrebne žleze, ki izločajo sekretorne tekočine. Pomemben del teh tekočin predstavljajo ogljikovi hidrati.
4. Regulativni. Ta funkcija se kaže v učinku glukoze na človeško telo (vzdržuje homeostazo, nadzoruje osmotski tlak) in vlakna (vpliva na gastrointestinalno peristaltiko).
5. Posebne lastnosti. Značilne so za nekatere vrste ogljikovih hidratov. Takšne posebne funkcije vključujejo: sodelovanje v procesu prenosa živčnih impulzov, nastanek različnih krvnih skupin itd.

Glede na to, da so funkcije ogljikovih hidratov precej raznolike, lahko predpostavimo, da se morajo te spojine razlikovati po svoji strukturi in značilnostih.

To je res, in glavna razvrstitev vključuje takšne sorte kot:

1. Monosaharidi. Štejejo se za najbolj preproste. Preostale vrste ogljikovih hidratov vstopijo v proces hidrolize in se razdelijo na manjše sestavine. Monosaharidi nimajo te sposobnosti, so končni produkt.
2. Disaharidi. V nekaterih klasifikacijah se imenujejo oligosaharidi. Vsebujejo dve molekuli monosaharida. Na njih se disaharid med hidrolizo razdeli.
3. Oligosaharidi. Sestava te spojine je od 2 do 10 molekul monosaharidov.
4. Polisaharidi Te spojine so največja sorta. Vsebujejo več kot 10 molekul monosaharidov.

Vsaka vrsta ogljikovih hidratov ima svoje značilnosti. Upoštevati jih moramo, da bi razumeli, kako vsaka od njih vpliva na človeško telo in kakšna je njena korist.

Monosaharidi

Te spojine so najenostavnejša oblika ogljikovih hidratov. V svoji sestavi obstaja ena molekula, zato se med hidrolizo ne razdelijo v majhne bloke. Pri kombiniranju monosaharidov nastanejo disaharidi, oligosaharidi in polisaharidi.

Odlikujejo jih agregacija v trdnem stanju in sladki okus. Imajo sposobnost, da se raztopijo v vodi. Lahko se tudi raztopijo v alkoholih (reakcija je šibkejša kot z vodo). Monosaharidi skoraj ne reagirajo na mešanje z etri.

Najpogosteje omenjajo naravne monosaharide. Nekateri od teh ljudi uživajo skupaj s hrano. Sem spadajo glukoza, fruktoza in galaktoza.

Najdemo jih v izdelkih, kot so:

• med;
• čokolada;
• sadje;
• nekatere vrste vina;
• sirupi itd.

Glavna naloga te vrste ogljikovih hidratov je energija. Ne moremo reči, da organizem ne more upravljati brez njih, vendar imajo lastnosti, ki so pomembne za popolno delovanje organizma, na primer sodelovanje v presnovnih procesih.

Telo absorbira monosaharide hitreje kot karkoli, kar se dogaja v prebavnem traktu. Proces asimilacije kompleksnih ogljikovih hidratov, v nasprotju s preprostimi spojinami, ni tako preprost. Prvič, kompleksne spojine je treba ločiti na monosaharide, šele potem, ko se absorbirajo.

Glukoza

To je ena od pogostih vrst monosaharidov. Je bela kristalna snov, ki se naravno ustvari med fotosintezo ali med hidrolizo. Spojina s formulo je C6H12O6. Snov je dobro topna v vodi, ima sladki okus.

Glukoza zagotavlja energijo mišic in možganskega tkiva. Ob zaužitju se snov absorbira, vstopi v krvni obtok in se razširi po vsem telesu. Obstaja njegova oksidacija z sproščanjem energije. To je glavni vir energije za možgane.

S pomanjkanjem glukoze v telesu se razvije hipoglikemija, ki predvsem vpliva na delovanje možganskih struktur. Toda njegova prekomerna vsebnost v krvi je tudi nevarna, ker vodi v razvoj sladkorne bolezni. Tudi pri zaužitju velike količine glukoze se začne telesna teža povečati.

Fruktoza

Spada v število monosaharidov in je zelo podobna glukozi. Razlikuje se po počasnejši absorpciji. To izhaja iz dejstva, da je za obvladovanje potrebno, da se fruktoza najprej pretvori v glukozo.

Zato ta spojina ni nevarna za diabetike, saj njena poraba ne vodi k dramatični spremembi količine sladkorja v krvi. Vendar pa je s takšno diagnozo potrebna previdnost.

To snov je mogoče dobiti iz jagod in sadja, pa tudi iz medu. Običajno je v kombinaciji z glukozo. Povezava ima tudi belo barvo. Okus je sladek in ta lastnost je bolj intenzivna kot pri glukozi.

Druge spojine

Obstajajo tudi druge monosaharidne spojine. Lahko so naravni in polaritični.

Galaktoza pripada naravnemu. Vsebuje ga tudi hrana, vendar je ne najdemo v čisti obliki. Galaktoza je posledica hidrolize laktoze. Njen glavni vir se imenuje mleko.

Drugi naravni monosaharidi so riboza, deoksiriboza in manoza.

Obstajajo tudi vrste takih ogljikovih hidratov, za katere se uporabljajo industrijske tehnologije.

Te snovi so tudi v hrani in vstopajo v človeško telo:

Vsaka od teh spojin ima svoje značilnosti in funkcije.

Disaharidi in njihova uporaba

Naslednja vrsta ogljikovih hidratov je disaharid. Štejejo se za kompleksne snovi. Zaradi hidrolize se iz njih tvorita dve monosaharidni molekuli.

Ta vrsta ogljikovih hidratov ima naslednje značilnosti:

• trdota;
• topnost v vodi;
• slaba topnost v koncentriranih alkoholih;
• sladkega okusa;
• barva - od bele do rjave.

Glavne kemijske lastnosti disaharidov so reakcije hidrolize (lomljenje glikozidnih vezi in nastajanje monosaharidov) in kondenzacija (tvorijo se polisaharidi).

Obstajata dve vrsti takšnih spojin:

1. Obnavljanje. Njihova značilnost je prisotnost proste hemiacetalne hidroksilne skupine. Zaradi tega imajo take snovi redukcijske lastnosti. Ta skupina ogljikovih hidratov vključuje celobioze, maltozo in laktozo.
2. Ne zmanjšuje. Te spojine nimajo potenciala za redukcijo, ker nimajo hemiacetalne hidroksilne skupine. Najbolj znane snovi te vrste so saharoza in trehaloza.

Te spojine so v naravi zelo razširjene. Najdemo jih v prosti obliki in kot del drugih spojin. Disaharidi so vir energije, saj hidroliza proizvaja glukozo.

Laktoza je zelo pomembna za otroke, ker je glavna sestavina otroške hrane. Druga funkcija ogljikovih hidratov te vrste je strukturna, saj so del celuloze, ki je potrebna za tvorbo rastlinskih celic.

Značilnosti in lastnosti polisaharidov

Druga vrsta ogljikovih hidratov so polisaharidi. To je najbolj zapletena vrsta spojine. Sestavljeni so iz velikega števila monosaharidov (njihova glavna sestavina je glukoza). V gastrointestinalnem traktu polisaharidi niso prebavljivi - prej se razcepijo

Značilnosti teh snovi so: t

• netopnost (ali slaba topnost) v vodi;
• rumenkaste barve (ali brez barve);
• nimajo vonja;
• skoraj vse brez okusa (nekatere imajo sladkast okus).

Kemične lastnosti teh snovi vključujejo hidrolizo, ki se izvaja pod vplivom katalizatorjev. Rezultat reakcije je razgradnja spojine v strukturne elemente - monosaharide.

Druga lastnost je oblikovanje derivatov. Polisaharidi lahko reagirajo s kislinami.

Proizvodi, ki nastanejo med temi postopki, so zelo raznoliki. To so acetati, sulfati, estri, fosfati itd.

Izobraževalni video material o funkcijah in razvrstitvi ogljikovih hidratov:

Te snovi so pomembne za popolno delovanje telesa kot celote in celic ločeno. Oskrbujejo telo z energijo, sodelujejo pri oblikovanju celic, ščitijo notranje organe pred poškodbami in škodljivimi učinki. Prav tako imajo vlogo rezervnih snovi, ki jih živali in rastline potrebujejo v težkem obdobju.

3.8.3. Ogljikovi hidrati (monosaharidi, disaharidi, polisaharidi).

Ogljikovi hidrati - organske spojine, najpogosteje naravnega izvora, sestavljene samo iz ogljika, vodika in kisika.

Ogljikovi hidrati igrajo pomembno vlogo v življenju vseh živih organizmov.

Ta razred organskih spojin je dobil ime, ker so prvi ogljikovi hidrati, ki so jih proučevali ljudje, imeli splošno formulo C_x(H₂O)_y. Tj pogojno so bile obravnavane kot ogljikove in vodne spojine. Vendar pa se je kasneje izkazalo, da sestava nekaterih ogljikovih hidratov odstopa od te formule. Na primer, ogljikov hidrat, kot je deoksiriboza, ima formulo C₅H₁₀Oh₄. Hkrati obstajajo nekatere spojine, ki formalno ustrezajo formuli C_x(H₂O)_y, vendar ni povezan z ogljikovimi hidrati, kot je formaldehid (CH₂O) in ocetno kislino (C₂H₄Oh₂).

Izraz „ogljikovi hidrati“ pa je bil v zgodovini umeščen v ta razred spojin in se zato v našem času pogosto uporablja.

Razvrstitev ogljikovih hidratov

Glede na sposobnost razgradnje ogljikovih hidratov s hidrolizo v druge ogljikove hidrate z manjšo molekulsko maso, se delijo na enostavne (monosaharide) in kompleksne (disaharidi, oligosaharidi, polisaharidi).

Enostavno lahko ugibamo iz preprostih ogljikovih hidratov, t.j. monosaharidov ni mogoče hidrolizirati, da dobimo ogljikove hidrate s še nižjo molekulsko maso.

Med hidrolizo ene same disaharidne molekule nastanejo dve monosaharidni molekuli in s popolno hidrolizo ene molekule polisaharida dobimo množico monosaharidnih molekul.

Kemijske lastnosti monosaharidov na primeru glukoze in fruktoze

Najpogostejši monosaharidi so glukoza in fruktoza, ki imajo naslednje strukturne formule:

Kot lahko vidite, je v molekuli glukoze in v molekuli fruktoze po 5 hidroksilnih skupin, zato jih lahko obravnavamo kot poliatomske alkohole.

Molekula glukoze vsebuje aldehidno skupino, t.j. pravzaprav je glukoza polihidrični aldehidni alkohol.

V primeru fruktoze lahko v njegovi molekuli najdemo ketonsko skupino, t.j. fruktoza je polihidrični keto alkohol.

Kemijske lastnosti glukoze in fruktoze kot karbonilnih spojin

Vsi monosaharidi lahko reagirajo v prisotnosti katalizatorjev z vodikom. V tem primeru se karbonilna skupina reducira na alkoholni hidroksil. Zlasti s hidrogeniranjem glukoze v industriji dobimo umetno sladilo - sorbitol heksanske kisline: t

Molekula glukoze vsebuje aldehidno skupino, zato je logično, da njene vodne raztopine dajejo kvalitativne reakcije na aldehide. Ko se segreva vodna raztopina glukoze s sveže oborjenim bakrovim (II) hidroksidom, kot v primeru katerega koli drugega aldehida, se oborina bakrovega (I) oksida obori iz opečnato rdeče oborine. Hkrati se aldehidna skupina glukoze oksidira v karboksil-glukonsko kislino:

Tudi glukoza vstopi v reakcijo "srebrnega ogledala" pod vplivom raztopine amoniaka srebrovega oksida na njej. Za razliko od prejšnje reakcije pa namesto glukonske kisline nastane njena sol - amonijev glukonat raztopljeni amoniak je prisoten:

Fruktoza in drugi monosaharidi, ki so poliatomski ketospiriti, ne pridejo v kakovostne reakcije na aldehide.

Kemijske lastnosti glukoze in fruktoze kot polihidričnih alkoholov

Ker imajo monosaharidi, vključno z glukozo in fruktozo, v sestavi molekul več hidroksilnih skupin. Vsi od njih dajejo kvalitativno reakcijo na polihidrične alkohole. Še posebej se sveže oborjeni bakrov (II) hidroksid raztopi v vodnih raztopinah monosaharidov. V tem primeru namesto modre oborine Cu (OH)₂ nastane temno modra raztopina kompleksnih bakrovih spojin.

Reakcije fermentacije glukoze

Alkoholna fermentacija

Zaradi delovanja določenih encimov na glukozo se glukoza lahko spremeni v etilni alkohol in ogljikov dioksid:

Mlečna fermentacija

Poleg alkoholne vrste fermentacije je tudi nekaj drugih. Na primer, mlečna fermentacija, ki se pojavi med kisanjem mleka, kislega zelja in kumaric:

Značilnosti obstoja monosaharidov v vodnih raztopinah

Monosaharidi obstajajo v vodni raztopini v treh oblikah - dve ciklični (alfa in beta) in ena neciklična (normalna). Na primer, v raztopini glukoze obstaja naslednje ravnotežje:

Kot lahko vidite, v cikličnih oblikah ni aldehidne skupine, ker sodeluje pri oblikovanju cikla. Na njegovi osnovi nastane nova hidroksilna skupina, ki se imenuje acetalna hidroksil. Podobne prehode med cikličnimi in necikličnimi oblikami opazimo pri vseh drugih monosaharidih.

Disaharidi. Kemijske lastnosti

Splošni opis disaharidov

Disaharidi so ogljikovi hidrati, katerih molekule so sestavljene iz dveh monosaharidnih ostankov, ki sta povezani z kondenzacijo dveh hemiacetalnih hidroksilov ali pa z enim alkoholnim hidroksilom in enim hemiacetalnim. Tako nastale vezi med ostanki monosaharidov se imenujejo glikozidni. Formulo večine disaharidov lahko zapišemo kot C₁₂H₂₂O₁₁.

Najpogostejši disaharid je znan sladkor, imenovan saharoza. Molekula tega ogljikovega hidrata tvorijo ciklični ostanki ene molekule glukoze in ena molekula fruktoze. Razmerje med disaharidnimi ostanki v tem primeru je posledica odstranitve vode iz dveh hemiacetalnih hidroksilov:

Ker se vez med monosaharidnimi ostanki oblikuje med kondenzacijo dveh acetalnih hidroksilov, je molekuli sladkorja nemogoče odpreti nobenega od ciklov, t.j. ni prehoda v karbonilno obliko. V zvezi s tem saharoza ne more dati kvalitativnih reakcij na aldehide.

Takšni disaharidi, ki ne dajejo kvalitativnih reakcij na aldehide, se imenujejo nereducirajoči sladkorji.

Vendar obstajajo disaharidi, ki dajejo kvalitativne reakcije na aldehidno skupino. Ta situacija je mogoča, ko je v disaharidni molekuli še polovični acetal hidroksil iz aldehidne skupine enega od začetnih monosaharidov.

Zlasti maltoza vstopi v reakcijo z raztopino amoniaka srebrovega oksida, kot tudi z bakrovim (II) hidroksidom, kot so aldehidi. To je posledica dejstva, da v njegovih vodnih raztopinah obstaja naslednje ravnotežje:

Kot je razvidno, v vodnih raztopinah obstaja maltoza v obliki dveh oblik - z dvema cikloma v molekuli in enim ciklom v molekuli in aldehidno skupino. Zaradi tega maltoza, v nasprotju s saharozo, daje kvalitativno reakcijo na aldehide.

Hidroliza disaharida

Vsi disaharidi lahko vstopijo v reakcijo hidrolize, ki jo katalizirajo kisline, kot tudi različni encimi. Med takšno reakcijo nastanejo dve monosaharidni molekuli iz ene molekule začetnega disaharida, ki je lahko enaka ali različna, odvisno od sestave začetnega monosaharida.

Na primer, hidroliza saharoze povzroči tvorbo glukoze in fruktoze v enakih količinah:

Med hidrolizo maltoze nastane le glukoza:

Disaharidi kot polihidrični alkoholi

Disaharidi, ki so poliatomski alkoholi, dajejo ustrezno kvalitativno reakcijo z bakrovim (II) hidroksidom, t.j. z dodajanjem njihove vodne raztopine k sveže oborjeni beli (II) hidroksidni netopni modri oborini Cu (OH)₂ se raztopi v temno modro raztopino.

Polisaharidi Škrob in celuloza

Polisaharidi so kompleksni ogljikovi hidrati, katerih molekule sestavlja veliko število monosaharidnih ostankov, povezanih z glikozidnimi vezmi.

Obstaja še ena definicija polisaharidov:

Polisaharidi se imenujejo kompleksni ogljikovi hidrati, katerih molekule nastanejo po popolni hidrolizi velikega števila molekul monosaharidov.

Na splošno lahko formulo polisaharida zapišemo kot (C₆H₁₁O₅)_n.

Škrob - snov, ki je bel amorfni prašek, netopen v mrzli vodi in delno topen v vročem z nastajanjem koloidne raztopine, imenovan v vsakodnevnem življenju škrobna pasta.

Škrob nastane iz ogljikovega dioksida in vode v procesu fotosinteze v zelenih delih rastlin pod vplivom sončne svetlobe. Največ škroba najdemo v gomoljih krompirja, pšenici, rižu in koruznih zrnih. Zato so ti viri škroba in surovina za njegovo proizvodnjo v industriji.

Celuloza je snov v čistem stanju, ki je bel prašek, netopen v hladni ali vroči vodi. Za razliko od škroba celuloza ne oblikuje paste. Skoraj čista celuloza je sestavljena iz filtrirnega papirja, vate, topolovega dlake. Tako škrob kot celuloza sta rastlinskega izvora. Vendar so vloge, ki jih imajo v rastlinstvu, drugačne. Celuloza je večinoma gradbeni material, predvsem pa lupine rastlinskih celic. Po drugi strani pa je škrob predvsem skladiščna, energetska funkcija.

Kemijske lastnosti škroba in celuloze

Burning

Vsi polisaharidi, vključno s škrobom in celulozo, ko so popolnoma spali v kisiku, tvorijo ogljikov dioksid in vodo:

Nastajanje glukoze

S popolno hidrolizo škroba in celuloze se tvori isti monosaharid - glukoza:

Reakcija kakovosti škroba

Ko jod deluje na škrob, se pojavi modro barvanje. Ob segrevanju modra barva izgine, ponovno se pojavi, ko se ohladi.
Pri suhi destilaciji celuloze, zlasti lesa, se pojavi njegova delna razgradnja z nastajanjem takih izdelkov z nizko molekulsko maso, kot so metil alkohol, ocetna kislina, aceton itd.

Ker obstajajo alkoholne hidroksilne skupine v obeh molekulah škroba in celuloznih molekulah, lahko te spojine podvržemo reakcijam esterifikacije z organskimi in anorganskimi kislinami:

Ogljikovi hidrati: monosaharidi, disaharidi in polisaharidi

Ogljikovi hidrati s sladkorno boleznijo

Glede na prisotnost značilnih funkcionalnih skupin, razen za poliatomske (hidroksilne) skupine, ki so del vseh saharidov, razlikujemo: aldoze - ki imajo aldehidne skupine, in ketoze - ki imajo ketonske skupine.

Več o različnih vrstah ogljikovih hidratov preberite v člankih, ki sem jih zbral na to temo.

Ogljikovi hidrati: monosaharidi, disaharidi, polisaharidi

Ogljikovi hidrati - organske spojine, najpogosteje naravnega izvora, sestavljene samo iz ogljika, vodika in kisika. Ogljikovi hidrati igrajo pomembno vlogo v življenju vseh živih organizmov. Ta razred organskih spojin je dobil svoje ime, ker so prvi ogljikovi hidrati, ki so jih proučevali ljudje, imeli splošno formulo Cx (H2O) y.

Tj pogojno so bile obravnavane kot ogljikove in vodne spojine. Vendar pa se je kasneje izkazalo, da sestava nekaterih ogljikovih hidratov odstopa od te formule. Na primer, ogljikov hidrat, kot je deoksiriboza, ima formulo C5H10O4. Hkrati obstajajo nekatere spojine, ki formalno ustrezajo formuli Cx (H2O) y, vendar niso povezane z ogljikovimi hidrati, kot so formaldehid (CH2O) in ocetna kislina (C2H4O2).

Izraz „ogljikovi hidrati“ pa je bil v zgodovini umeščen v ta razred spojin in se zato v našem času pogosto uporablja.

Razvrstitev ogljikovih hidratov

Glede na sposobnost razgradnje ogljikovih hidratov s hidrolizo v druge ogljikove hidrate z manjšo molekulsko maso, se delijo na enostavne (monosaharide) in kompleksne (disaharidi, oligosaharidi, polisaharidi). Enostavno lahko ugibamo iz preprostih ogljikovih hidratov, t.j. monosaharidov ni mogoče hidrolizirati, da dobimo ogljikove hidrate s še nižjo molekulsko maso.

Med hidrolizo ene same disaharidne molekule nastanejo dve monosaharidni molekuli in s popolno hidrolizo ene molekule polisaharida dobimo množico monosaharidnih molekul.

Kemijske lastnosti monosaharidov na primeru glukoze in fruktoze

Kot lahko vidite, je v molekuli glukoze in v molekuli fruktoze po 5 hidroksilnih skupin, zato jih lahko obravnavamo kot poliatomske alkohole. Molekula glukoze vsebuje aldehidno skupino, t.j. pravzaprav je glukoza polihidrični aldehidni alkohol. V primeru fruktoze lahko v njegovi molekuli najdemo ketonsko skupino, t.j. fruktoza je polihidrični keto alkohol.

Kemijske lastnosti glukoze in fruktoze kot karbonilnih spojin

Vsi monosaharidi lahko reagirajo v prisotnosti katalizatorjev z vodikom. V tem primeru se karbonilna skupina reducira na alkoholni hidroksil. Molekula glukoze vsebuje aldehidno skupino, zato je logično, da njene vodne raztopine dajejo kvalitativne reakcije na aldehide.

Za razliko od prejšnje reakcije pa namesto glukonske kisline nastane njena sol - amonijev glukonat V raztopini je prisoten raztopljen amoniak. Fruktoza in drugi monosaharidi, ki so poliatomski ketospiriti, ne pridejo v kakovostne reakcije na aldehide.

Kemijske lastnosti glukoze in fruktoze kot polihidričnih alkoholov

Ker imajo monosaharidi, vključno z glukozo in fruktozo, v sestavi molekul več hidroksilnih skupin. Vsi od njih dajejo kvalitativno reakcijo na polihidrične alkohole. Še posebej se sveže oborjeni bakrov (II) hidroksid raztopi v vodnih raztopinah monosaharidov. V tem primeru namesto modre oborine Cu (OH) 2 nastane temno modra raztopina kompleksnih bakrovih spojin.

Disaharidi. Kemijske lastnosti

Disaharidi so ogljikovi hidrati, katerih molekule so sestavljene iz dveh monosaharidnih ostankov, ki sta povezani z kondenzacijo dveh hemiacetalnih hidroksilov ali pa z enim alkoholnim hidroksilom in enim hemiacetalnim. Tako nastale vezi med ostanki monosaharidov se imenujejo glikozidni. Formula za večino disaharidov je lahko napisana kot C12H22O11.

Najpogostejši disaharid je znan sladkor, imenovan saharoza. Molekula tega ogljikovega hidrata tvorijo ciklični ostanki ene molekule glukoze in ena molekula fruktoze. Povezava med disaharidnimi ostanki se v tem primeru doseže z odstranitvijo vode iz dveh hemiacetalnih hidroksilov.

Ker se vez med monosaharidnimi ostanki oblikuje med kondenzacijo dveh acetalnih hidroksilov, je molekuli sladkorja nemogoče odpreti nobenega od ciklov, t.j. ni prehoda v karbonilno obliko. V zvezi s tem saharoza ne more dati kvalitativnih reakcij na aldehide.

Takšni disaharidi, ki ne dajejo kvalitativnih reakcij na aldehide, se imenujejo nereducirajoči sladkorji. Vendar obstajajo disaharidi, ki dajejo kvalitativne reakcije na aldehidno skupino. Ta situacija je mogoča, ko je v disaharidni molekuli še polovični acetal hidroksil iz aldehidne skupine enega od začetnih monosaharidov.

Zlasti maltoza vstopi v reakcijo z raztopino amoniaka srebrovega oksida, kot tudi z bakrovim (II) hidroksidom, kot so aldehidi.

Disaharidi kot polihidrični alkoholi

Disaharidi, ki so poliatomski alkoholi, dajejo ustrezno kvalitativno reakcijo z bakrovim (II) hidroksidom, t.j. ko dodamo njihovo vodno raztopino v sveže oborjeni bakrov (II) hidroksid, se v vodi netopna modra oborina Cu (OH) 2 raztopi, da se tvori temno modra raztopina.

Polisaharidi Škrob in celuloza

Polisaharidi so kompleksni ogljikovi hidrati, katerih molekule sestavlja veliko število monosaharidnih ostankov, povezanih z glikozidnimi vezmi. Obstaja še ena definicija polisaharidov. Polisaharidi se imenujejo kompleksni ogljikovi hidrati, katerih molekule nastanejo po popolni hidrolizi velikega števila molekul monosaharidov.

Škrob nastane iz ogljikovega dioksida in vode v procesu fotosinteze v zelenih delih rastlin pod vplivom sončne svetlobe. Največ škroba najdemo v gomoljih krompirja, pšenici, rižu in koruznih zrnih. Zato so ti viri škroba in surovina za njegovo proizvodnjo v industriji.

Celuloza je snov v čistem stanju, ki je bel prašek, netopen v hladni ali vroči vodi. Za razliko od škroba celuloza ne oblikuje paste. Skoraj čista celuloza je sestavljena iz filtrirnega papirja, vate, topolovega dlake.

Tako škrob kot celuloza sta rastlinskega izvora. Vendar so vloge, ki jih imajo v rastlinstvu, drugačne. Celuloza je večinoma gradbeni material, predvsem pa lupine rastlinskih celic. Po drugi strani pa je škrob predvsem skladiščna, energetska funkcija.

Vrste ogljikovih hidratov

Obstajajo tri glavne vrste ogljikovih hidratov:

• Preprosti (hitri) ogljikovi hidrati ali sladkorji: mono- in disaharidi
• Kompleksni (počasni) ogljikovi hidrati: oligo- in polisaharidi
• Nezdravljivi ali vlaknasti ogljikovi hidrati so opredeljeni kot prehranska vlakna.

Sahara

Obstajata dve vrsti sladkorjev:

• monosaharidi - monosaharidi vsebujejo eno skupino sladkorja, kot so glukoza, fruktoza ali galaktoza.
• Disaharidi - Disaharidi nastanejo iz ostankov dveh monosaharidov in so zlasti predstavljeni s saharozo (navadni namizni sladkor) in laktozo.

Kompleksni ogljikovi hidrati

Polisaharidi so ogljikovi hidrati, ki vsebujejo tri ali več preprostih molekul ogljikovih hidratov. Ta vrsta ogljikovih hidratov vključuje zlasti dekstrin, škrob, glikogen in celulozo. Viri polisaharidov so žita, stročnice, krompir in druga zelenjava.

Ogljikovi hidrati, monosaharidi, polisaharidi, maltoza, glukoza, fruktoza

Ogljikovi hidrati

Ogljikovi hidrati so obsežna skupina organskih spojin, ki igrajo pomembno vlogo pri delovanju telesa. Ogljikovi hidrati se večinoma distribuirajo v rastlinskem svetu. Človeško telo potrebuje 400-500 g ogljikovih hidratov na dan (vključno z vsaj 80 g sladkorjev). So pomemben vir energije.

Te snovi so sestavljene iz ogljika, vodika in kisika. Poleg tega je razmerje zadnjih dveh elementov enako kot v vodi, to je za dva vodikova atoma en atom kisika. Tako so ogljikovi hidrati zgrajeni iz ogljika in vode, od tod tudi njihovo ime. Ogljikovi hidrati se delijo na monosaharide (npr. Glukozo) in polisaharide.

Polisaharidi so po drugi strani razdeljeni na nizke molekulske mase ali oligosaharide (njihov predstavnik je sladkor iz pese) in visoka molekulska masa, na primer kolaps - majhna in celuloza. Polisaharidne molekule so zgrajene iz ostankov monosaharidnih molekul in so med hidrolizo razdeljene na enostavnejše ogljikove hidrate.

Monosaharidi

Od monosaharidov imajo največjo vrednost za človeško telo glukoza, fruktoza, galaktoza itd., Ki so kristalne snovi, topne v vodi. Glukoza v prostem stanju je pogosta v plodih mnogih rastlin. V vezanem stanju ga najdemo v rastlinah v obliki polisaharidov (saharoza, maltoza, škrob, dekstrin, celuloza itd.). V industriji se glukoza proizvaja iz škroba.

Brezvodna glukoza se topi pri temperaturi 146 ° C, dobro topna v vodi, glukoza je približno 2-krat manj sladka kot saharoza. Pod delovanjem močnih oksidacijskih sredstev na glukozo nastane sladkorna kislina. Pri rekuperaciji gre v heksahidol - sorbitol.

Mešanica enake količine fruktoze in glukoze je prevladujoči del (80%) medu. Fruktoza je veliko slajša od saharoze, je del trsnega sladkorja in inulina (polisaharid). V slaščičarski industriji je fruktoza malo čista, vendar je sestavni del skoraj vseh slaščic, saj je del invertnega sirupa.

Galaktoza je del mlečnega sladkorja (laktoze), iz katerega se pridobiva s hidrolizo. V svoji čisti obliki je galaktoza kristalna snov sladkega okusa, ki se topi pri temperaturi 165 ° C in je dobro topna v vodi. Vključeno v pecivo kot sestavni del mlečnega sladkorja. Značilna lastnost monosaharidov je njihova sposobnost fermentacije pod vplivom kvasa na etilni alkohol (in ogljikov dioksid CO2).

Polisaharidi

Gre za skupino ogljikovih hidratov, katerih molekule so z dodajanjem vode razdeljene na monosaharide. Polisaharidi z nizko molekulsko maso večinoma dobro kristalizirajo, so topni v vodi, imajo sladki okus. Najenostavnejši so disaharidi.

Disaharidi vključujejo sladkor iz sladkorne pese (saharoza), sladni slad (maltoza), mlečni sladkor (laktoza) itd. Saharoza je široko razširjena v rastlinskem svetu. V soku sladkorne pese in sladkornega trsa njegova vsebnost doseže 25%. Iz teh rastlin se saharoza dobi v obliki sladkorja.

Maltoze ne najdemo v prosti obliki, najdemo jo v sladu, proizvodu, pridobljenem iz kalčanih in mletih žit. Med hidrolizo se maltoza razgradi v dve molekuli glukoze. V industriji se maltoza proizvaja s sladkorjem škroba z encimi in kislino. Tališče maltoze je 108 ° C. Maltoza je del številnih slaščic kot del melase.

Laktoza (mlečni sladkor) najdemo v mleku (4-5%). Mlečnokislinske bakterije fermentirajo ta sladkor v mlečno kislino. Kot sestavina mleka je laktoza vključena v vse slaščice, ki vsebujejo mleko. Ko se raztopine laktoze segrejejo, se razgradi in poveča barva raztopine.

Polisaharidi z nizko molekulsko maso imajo različne stopnje sladkosti. Stopnja sladkosti se določi organoleptično. Če vzamemo stopnjo sladkosti saharoze kot 100 enot, potem lahko sladkost drugih sladkorjev izrazimo z naslednjimi vrednostmi: fruktoza - 173, glukoza - 74, maltoza in galaktoza - 32, laktoza - 16.

Zato je najslajši sladkor med njimi fruktoza, najmanj pa laktoza. Polisaharidi z visoko molekulsko maso so široko razširjeni v rastlinskih organizmih. Nekateri izmed njih, kot so škrob, inulin, glikogen, so rezervna hranila, drugi, na primer celuloza, tvorijo okostje rastlin.

Polisaharidi vključujejo tudi pektinske snovi. Skupna značilnost vseh polisaharidov je, da gre za visoko molekularne spojine. Škrob se nabira kot snov za shranjevanje v semenih, gomoljih, čebulicah in včasih v steblih in listih rastlin. Sestoji iz amilopektina in amiloze. Amilopektin daje pasto, amiloza tvori koloidno raztopino.

Z dodajanjem vode se škrob postopoma razgradi na preprostejše ogljikove hidrate. Sprva se spremeni v topen škrob (raztopi se v vroči vodi, ne da bi nastal pasta), nato pa se razgradi v dekstrin - trdne snovi, topen vnos.

V industriji slaščic škrob ni le del slaščic, temveč se pogosto uporablja kot pomožni material za izdelavo kalupov pri litju bonbonov. Glikogen se nahaja v jetrih in različnih tkivih živali in ljudi v obliki rezervne snovi, zato se včasih imenuje živalski škrob.

Inulin najdemo v gomoljih številnih rastlin. Lahko se raztopi v vodi, tako da nastane koloidne raztopine. Ko se kislina ali encimska hidroliza inulina popolnoma pretvori v fruktozo. Celuloza ali celuloza je glavna sestavina membran rastlinskih celic.

Pektične snovi v velikih količinah vsebujejo plodovi nekaterih rastlin (kosmulje, jagode, jabolka). Pektinske snovi so kalcijeve in magnezijeve soli poligalakturonske kisline; razdeljeni so na protopectin in pektin.

Propectin se odlaga predvsem v celičnih stenah in v procesu zorenja se sadje in zelenjava spremeni v topen pektin, kar pojasnjuje mehčanje tkiv. Zaradi prisotnosti pektinskih snovi lahko sladkorni sadni sirupi, segreti do vrelišča in nato ohladijo, tvorijo želatinaste mase. Ta lastnost pektinskih snovi se uporablja v proizvodnji marmelade, želeja, marshmallowa.

Ogljikovi hidrati: vrste, koristi in vsebnost v hrani

Tempo sodobnega življenja, v katerem žal ni dovolj časa za ustrezen počitek, niti za racionalno prehrano, se čutijo zaradi motenj v telesnem delu. Vendar pa pride čas, ko v »dirki orožja« še vedno posvečamo pozornost stalnemu utrujenosti, apatiji, slabemu razpoloženju. In to je samo vrh ledene gore.

Razlog za takšne »neverjetne transformacije« je pogosto v napačni prehrani, in sicer pri pomanjkanju ogljikovih hidratov. O tem, kako zapolniti ta primanjkljaj, in kaj točno ogljikovi hidrati, in kaj je še naprej govoriti.

Kaj morate vedeti o ogljikovih hidratih

Ogljikovi hidrati so glavni dobavitelji energije za telo: telesu zagotavljajo od 50 do 60 odstotkov energije. Naši možgani potrebujejo predvsem ogljikove hidrate. Pomembno je tudi, da so ogljikovi hidrati sestavni del molekul nekaterih aminokislin, ki sodelujejo pri nastajanju encimov in nukleinskih kislin.

Ogljikovi hidrati so razdeljeni v dve skupini:

• kompleks (ali kompleks) - polisaharidi v naravnih proizvodih;
• enostavni (imenujejo se tudi lahko prebavljivi) - monosaharidi in disaharidi, kot tudi izolirani ogljikovi hidrati, prisotni v mleku, nekateri plodovi in ​​proizvodi, ki so bili kemično obdelani (poleg tega so ogljikovi hidrati te skupine vsebovani v rafiniranem sladkorju, pa tudi v sladkarijah).

Treba je povedati, da so človeško telo kot celota in predvsem možgani večinoma koristni kompleksni ogljikovi hidrati, ki prihajajo iz beljakovinskih živil. Takšni ogljikovi hidrati imajo dolge molekularne verige, zato je za njihovo asimilacijo potrebno veliko časa. Kot rezultat, ogljikovi hidrati ne vstopajo v kri v velikih količinah, s čimer se odpravi močno sproščanje insulina, kar vodi do zmanjšanja koncentracije sladkorja v krvi.

Obstajajo tri vrste ogljikovih hidratov:

• monosaharidi;
• disaharidi;
• polisaharidi.

Glavni monosaharidi so glukoza in fruktoza, sestavljeni iz ene molekule, tako da se ti ogljikovi hidrati hitro razcepijo, tako da takoj vstopijo v kri. Možganske celice se "hranijo" z energijo zaradi glukoze: na primer, dnevna količina glukoze, ki je potrebna za možgane, je 150 g, kar je ena četrtina celotnega volumna določenega ogljikovega hidrata, ki ga prejmemo na dan iz hrane.

Posebnost preprostih ogljikovih hidratov je, da jih ni mogoče enostavno preoblikovati v maščobe, hitro predelati, kompleksni ogljikovi hidrati (če se prekomerno zaužijejo) pa lahko shranimo v telesu kot maščobo. Monosaharidi so v velikih količinah prisotni v številnih vrstah sadja in zelenjave ter v medu.

Teh ogljikovih hidratov, ki vključujejo saharozo, laktozo in maltozo, ne moremo imenovati kompleksni, saj njihova sestava vključuje ostanke dveh monosaharidov. Prebava disaharidov traja dlje kot monosaharidi.

Pomembno je povečati porabo sveže zelenjave in sadja, stročnic, oreškov, sira. Disaharidi so prisotni v mlečnih proizvodih, testeninah in izdelkih, ki vsebujejo rafinirani sladkor. Polisaharidne molekule vključujejo ducate, stotine in včasih tudi tisoče monosaharidov.

Polisaharidi (in sicer škrob, vlakna, celuloza, pektin, inulin, hitin in glikogen) so najpomembnejši za človeško telo iz dveh razlogov:

• dolgo se prebavljajo in absorbirajo (v nasprotju z enostavnimi ogljikovimi hidrati);
• vsebuje veliko hranil, vključno z vitamini, minerali in beljakovinami.

Številni polisaharidi so prisotni v vlaknih rastlin, zaradi česar lahko en sam vnos hrane, na katerem temelji surova ali kuhana zelenjava, skoraj v celoti zadovolji dnevno hitrost telesa v snoveh, ki so viri energije.

Zahvaljujoč polisaharidom, se najprej ohrani potrebna raven sladkorja, drugič, možganom je zagotovljena potrebna prehrana, ki se kaže v povečani koncentraciji pozornosti, izboljšanem spominu in povečani duševni aktivnosti. Polisaharide najdemo v zelenjavi, sadju, žitaricah, mesu in živalskih jetra.

Koristi ogljikovih hidratov:

1. Stimulacija motilitete prebavil.
2. Absorpcija in izločanje strupenih snovi in ​​holesterola.
3. Zagotavljanje optimalnih pogojev za delovanje normalne črevesne mikroflore.
4. Krepitev imunitete.
5. Normalizacija presnove.
6. Zagotavljanje popolnega delovanja jeter.
7. Zagotavljanje stalne oskrbe s sladkorjem v krvi.
8. Preprečevanje razvoja tumorjev v želodcu in črevesju.
9. Obnavljanje vitaminov in mineralov.
10. Zagotavljanje energije možganom, pa tudi centralnemu živčnemu sistemu.
11. Spodbujanje proizvodnje endorfinov, ki se imenujejo "hormoni veselja".
12. Olajšanje predmenstrualnega sindroma.

Dnevne potrebe po ogljikovih hidratih

Potreba po ogljikovih hidratih je neposredno odvisna od intenzivnosti duševnega in fizičnega napora, ki v povprečju znaša 300–500 g na dan, od tega mora biti vsaj 20 odstotkov lahko prebavljivih ogljikovih hidratov. Starejši ljudje morajo v svojo dnevno prehrano vključiti največ 300 gramov ogljikovih hidratov, število lahko prebavljivih snovi pa se giblje med 15 in 20 odstotki.

Pri debelosti in drugih boleznih je treba omejiti količino ogljikovih hidratov, kar je treba storiti postopoma, kar bo telesu omogočilo, da se brez težav prilagodi spremenjenemu metabolizmu. Priporočljivo je, da začnete omejitev od 200 do 250 g na dan v tednu, po katerem se količina ogljikovih hidratov, ki jih dobavlja s hrano, prinese na 100 g na dan.

Zelo zmanjšanje vnosa ogljikovih hidratov za dolgo časa (kot tudi pomanjkanje prehrane) vodi do razvoja naslednjih motenj: t

• nižji krvni sladkor;
• znatno zmanjšanje duševne in telesne dejavnosti;
• šibkost;
• izguba teže;
• motnje presnovnih procesov;
• stalna zaspanost;
• omotica;
• glavoboli;
• zaprtje;
• razvoj raka debelega črevesa;
• tresenje roke;
• lakoto.

Ti pojavi izginejo po zaužitju sladkorja ali druge sladke hrane, vendar je treba vnos takšnih izdelkov dozirati, kar bo telesu preprečilo pridobivanje dodatnih kilogramov. Presežek ogljikovih hidratov (še posebej lahko prebavljivih) v prehrani, ki prispeva k povečanju sladkorja, je tudi škodljiv za telo, zaradi česar se ne uporabljajo nekateri ogljikovi hidrati, ki tvorijo maščobo, kar povzroča nastanek ateroskleroze, bolezni srca in ožilja, napenjanje, diabetes, debelost in karies.

Katera živila vsebujejo ogljikove hidrate?

Iz seznama ogljikovih hidratov spodaj, bodo vsi lahko naredili precej raznoliko prehrano (glede na dejstvo, da to ni popoln seznam izdelkov, ki vsebujejo ogljikove hidrate). Ogljikovi hidrati se nahajajo v spodnjih proizvodih:

• žita;
• jabolka;
• stročnice;
• banane;
• zelje različnih sort;
• polnozrnate žitarice;
• squash;
• korenje;
• zelena;
• koruza;
• Kumare;
• suho sadje;
• jajčevci;
• polnozrnat kruh;
• listi solat;
• Jogurt z nizko vsebnostjo maščob;
• koruza;
• testenine iz trde pšenice;
• čebula;
• pomaranče;
• krompir;
• slive;
• špinača;
• jagode;
• paradižnik

Samo uravnotežena prehrana bo telesu zagotovila energijo in zdravje. Ampak za to morate pravilno organizirati vaše prehrane. In prvi korak k zdravemu prehranjevanju bo zajtrk, sestavljen iz kompleksnih ogljikovih hidratov. Tako bo del žitnih zrn (brez povorov, mesa in rib) telesu zagotavljal energijo vsaj tri ure.

Po drugi strani pa pri uporabi preprostih ogljikovih hidratov (govorimo o sladkem pečenju, različnih rafiniranih proizvodih, sladki kavi in ​​čaju) doživimo takojšen občutek polnosti, vendar je v telesu močan dvig krvnega sladkorja, ki mu sledi hiter upad, po katerem občutek lakote.

Zakaj se to dogaja? Dejstvo je, da je trebušna slinavka zelo preobremenjena, ker mora izločati velike količine insulina, da bi predelala rafinirane sladkorje. Posledica take preobremenitve je zmanjšanje ravni sladkorja (včasih pod normo) in pojav občutka lakote.

Da bi se izognili tem kršitvam, bomo vsak ogljikov hidrat obravnavali ločeno in določili njegovo korist in vlogo pri zagotavljanju energije z energijo.

Disaharidi in polisaharidi

Tako kot monosaharidi se v naravi pogosto uporabljajo disaharidi - dobro znana saharoza (sladkor iz sladkornega trsa ali sladkorne pese), laktoza (mlečni sladkor) in maltoza (sladni slad). Sam pojem »disaharid« nam pove o dveh monosaharidnih ostankih, povezanih v molekulah teh organskih spojin, ki jih lahko dobimo s hidrolizo (z razgradnjo vode) disaharidne molekule.

Disaharidi so ogljikovi hidrati, katerih molekule sestavljajo dva monosaharidna ostanka, ki sta povezana z medsebojnim delovanjem dveh hidroksilnih skupin. V procesu tvorbe disaharidne molekule se ena molekula vode loči:

ali za saharozo: t

Zato je molekularna formula C12H22O11 disaharidov. Nastajanje saharoze poteka v rastlinskih celicah pod vplivom encimov. Ampak kemiki so našli način za izvedbo mnogih reakcij, ki so del procesov, ki se dogajajo v naravi. Leta 1953 je francoski kemik R.

Lemieux je prvič sintetiziral saharozo, ki so jo sodobniki imenovali "osvajanje organske kemije Everesta". V industriji se saharoza pridobiva iz soka sladkornega trsa (vsebnost 14-16%), sladkorne pese (16-21%), pa tudi nekaterih drugih rastlin, kot je kanadski javor ali mleta hruška.

Vsi vemo, da je saharoza kristalna snov, ki ima sladki okus in je dobro topna v vodi. Sladkorni sladkor vsebuje ogljikove hidrate saharozo, ki se običajno imenuje sladkor. Ime nemškega kemika in metalurga A. Marggrafa je tesno povezano s proizvodnjo sladkorja iz pese.

Zdaj pa spoznajmo ogljikove hidrate, ki imajo bolj kompleksno strukturo - polisaharide. Polisaharidi so visokomolekularni ogljikovi hidrati, katerih molekule sestavljajo številni monosaharidi. V poenostavljeni obliki je lahko splošna shema predstavljena na naslednji način:

Zdaj pa primerjamo strukturo in lastnosti škroba in celuloze - najpomembnejših predstavnikov polisaharidov. Strukturna enota polimernih verig teh polisaharidov, katere formula (C6H10O5) n je ostanki glukoze. Da bi zapisali sestavo strukturne enote (С6H10O5), morate molekuli vode odvzeti iz formule glukoze.

Celuloza in škrob sta rastlinskega izvora. Nastanejo iz molekul glukoze kot posledica polikondenzacije. Enačbo polikondenzacijske reakcije in povratni proces hidrolize za polisaharide lahko konvencionalno zapišemo kot sledi:

Molekule škroba lahko imajo linearno in razvejano strukturo, celulozne molekule - le linearne. Pri interakciji z jodom daje škrob, za razliko od celuloze, modro barvo. Različne funkcije teh polisaharidov so v rastlinski celici. Škrob služi kot rezervno hranilo, celuloza opravlja strukturno, gradbeno funkcijo. Stene rastlinskih celic so zgrajene iz celuloze.

Ogljikovi hidrati: monosaharidi, disaharidi, polisaharidi - kemične spojine

Razvrstitev ogljikovih hidratov

Ogljikovi hidrati so organske snovi, katerih molekule sestavljajo atomi ogljika, vodika in kisika, v njih so praviloma vodik in kisik v enakem razmerju kot v molekuli vode (2: 1). Splošna formula ogljikovih hidratov je Cn (H2O) m, t.j. sestavljeni so iz ogljika in vode, zato je ime razreda, ki ima zgodovinske korenine.

Pojavil se je na podlagi analize prvih znanih ogljikovih hidratov. Kasneje je bilo ugotovljeno, da obstajajo ogljikovi hidrati, v molekulah, katerih navedeno razmerje (2: 1) ni opaženo, na primer deoksiriboza - C5H10O4. Znane so tudi organske spojine, katerih sestava ustreza dani splošni formuli, vendar ne spadajo v razred ogljikovih hidratov.

Monosaharidi so ogljikovi hidrati, ki se ne hidrolizirajo (ne razpadejo z vodo). Po drugi strani pa so monosaharidi, odvisno od števila atomov ogljika, razdeljeni na trije (katerih molekule vsebujejo tri ogljikove atome), tetros (štiri ogljikove atome), pentoze (pet), heksoze (šest) itd.

V naravi so monosaharidi zastopani predvsem z pentozami in heksozami. Pentoze vključujejo, na primer, ribozo-C5H10O5 in deoksiribozo (ribozo, iz katere je bil »odvzet« atom kisika) - C5H10O4. So del RNA in DNA in določajo prvi del imen nukleinskih kislin.

Heksoze s splošno molekulsko formulo C6H12O6 vključujejo npr. Glukozo, fruktozo, galaktozo. Disaharidi so ogljikovi hidrati, ki se hidrolizirajo in tvorijo dve monosaharidni molekuli, kot so heksoze. Splošno formulo ogromne večine disaharidov je enostavno izpeljati: "dodati" morate dve formuli heksoze in "odšteti" iz nastale formule vodno molekulo - C 12 H 22 O 11.

Disaharidi vključujejo:

1. Saharoza (skupni sladkor za živila), ki ob hidrolizaciji tvori eno molekulo glukoze in molekulo fruktoze. Najdemo ga v velikih količinah v sladkorni pese, sladkornem trsu (od tod tudi ime sladkorne pese ali trsnega sladkorja), javorju (kanadski pionirji, miniran javorjev sladkor), sladkorni palmi, koruzi itd.
2. Maltoza (sladni slad), ki hidrolizira v dve molekuli glukoze. Maltozo lahko dobimo s hidrolizo škroba pod delovanjem encimov, ki jih vsebujejo zrna, ki rastejo iz slada, posušenih in zmletih ječmov.
3. Laktoza (mlečni sladkor), ki hidrolizira molekule glukoze in galaktoze. Vsebuje ga mleko sesalcev (do 4-6%), ima nizko sladkost in se uporablja kot polnilo v tabletah in farmacevtskih tabletah.

Sladki okus različnih mono- in disaharidov je drugačen. Torej je najslajši monosaharid - fruktoza - 1,5-krat slajši od glukoze, kar velja za standard. Saharoza (disaharid) je 2-krat slajša od glukoze in 4-5 krat laktoze, kar je skoraj brez okusa.

Polisaharidi - škrob, glikogen, dekstrini, celuloza itd. - so ogljikovi hidrati, ki se hidrolizirajo, da tvorijo različne monosaharidne molekule, najpogosteje glukozo. Da bi izpeljali formulo polisaharidov, je potrebno »odvzeti« vodno molekulo iz molekule glukoze in zapisati izraz z indeksom n: (C6H10O5) n, ker je to posledica ločevanja vodnih molekul v naravi, nastanejo di- in polisaharidi.

Vloga ogljikovih hidratov v naravi in ​​njihov pomen za človeško življenje je izjemno velika. Nastanejo v rastlinskih celicah kot posledica fotosinteze in delujejo kot vir energije za živalske celice. Najprej se nanaša na glukozo. Veliko ogljikovih hidratov (škrob, glikogen, saharoza) opravlja funkcijo shranjevanja, vlogo rezerve hranil.

Kisline RNA in DNA, ki vključujejo nekaj ogljikovih hidratov (pentozo-riboza in deoksiriboza), opravljajo funkcije prenosa genetskih informacij. Celuloza - gradbeni material rastlinskih celic - igra vlogo okvira za membrane teh celic. Drugi polisaharid, hitin, ima podobno vlogo v celicah nekaterih živali: tvori zunanji skelet artropodov (rakov), žuželk in pajkov.

Ogljikovi hidrati so navsezadnje vir naše prehrane: uživamo žito, ki vsebuje škrob, ali ga hranimo živalim, v telesu katerega se škrob pretvori v beljakovine in maščobe. Najbolj higienična oblačila so iz celuloze ali izdelkov na osnovi: bombaž in lan, viskozna vlakna, acetatna svila. Lesene hiše in pohištvo so zgrajene iz iste kaše, ki tvori les.

Osnova za izdelavo fotografskih in filmskih - vse isto celuloza. Knjige, časopisi, pisma in bankovci so vsi izdelki industrije celuloze in papirja. Tako nam ogljikovi hidrati zagotavljajo vse, kar je potrebno za življenje: hrana, oblačila, zatočišče.

Poudariti je treba, da je edina oblika energije na Zemlji (seveda poleg jedrske energije) energija Sonca, in edini način, da jo akumuliramo, da bi zagotovili vitalno aktivnost vseh živih organizmov, je proces fotosinteze, ki se pojavi v celicah živih rastlin in vodi v sintezo ogljikovih hidratov iz vode in ogljikovega dioksida. V tej preobrazbi se tvori kisik, brez katerega bi bilo življenje na našem planetu nemogoče.