Disaharidi i polisaharidi

• Hipoglikemija

Ne-reducirajući disaharidi uključuju saharozu (šećer od šećerne repe ili šećerne trske). Nalazi se u šećernoj trsti, šećernoj repi (do 28% suhe tvari), biljnim sokovima i voću. Molekula saharoze je konstruirana od a, D-glukopiranoze i P, D-fruktofuranoze.

Za razliku od maltoze, glikozidna veza (1-2) između monosaharida nastaje od glikozidnih hidroksila obiju molekula, tj. Nema slobodnog glikozidnog hidroksila. Kao rezultat, ne postoji sposobnost smanjenja saharoze, ona ne daje reakciju "srebrnog ogledala", stoga se naziva ne-reducirajućim disaharidima.

Saharoza je bijela kristalna tvar, slatka u okusu, dobro topljiva u vodi.

Za sukrozne karakteristične reakcije hidroksilnih skupina. Kao i svi disaharidi, sukroza se pretvara u monosaharide kiselom ili enzimatskom hidrolizom.

Polisaharidi su visoko molekularne tvari. U polisaharidima su ostaci monosaharida vezani glikozidnim glikozičnim vezama. Stoga se mogu smatrati poliglikozidima. Ostaci monosaharida koji su dio polisaharidne molekule mogu biti isti, ali se mogu razlikovati; u prvom slučaju to su homopolisaharidi, u drugom - heteropolisaharidi.

Najvažniji polisaharidi su škrob i celuloza (celuloza). Oni su izgrađeni od ostataka glukoze. Opća formula ovih polisaharida (C₆H₁₀O₅)_n. U formiranju molekula polisaharida obično sudjeluje glikozid (na C₁ -atom) i alkohol (na C₄-atom) hidroksil, tj. (1-4) -glikozid.

Škrob je mješavina dvaju polisaharida konstruiranih od α, D-glukopiranoznih jedinica: amiloza (10-20%) i amilopektina (80-90%). Škrob se formira u biljkama tijekom fotosinteze i deponira se kao “rezervni” ugljikohidrat u korijenu, gomolji i sjemenke. Na primjer, žitarice riže, pšenice, raži i drugih žitarica sadrže 60-80% škroba, gomolja krumpira - 15-20%. Srodna uloga u životinjskom svijetu je polisaharidni glikogen, koji se "pohranjuje" uglavnom u jetri.

Škrob je bijeli prah koji se sastoji od sitnih zrna, netopivih u hladnoj vodi. Kada se škrob tretira toplom vodom, moguće je izolirati dvije frakcije: frakciju topljivu u toploj vodi koja se sastoji od amiloznog polisaharida, i frakciju koja samo bubri u toploj vodi s formiranjem paste i amilopektina koji se sastoji od polisaharida.

Amiloza ima linearnu strukturu, a, D-glukopiranozni ostaci povezani su (1-4) -glikozidnim vezama. Elementarna stanica amiloze (i škroba općenito) prikazana je kako slijedi:

Molekula amilopektina konstruirana je na sličan način, ali ima razgranate lance koji stvaraju prostornu strukturu. Na točkama grananja, ostaci monosaharida povezani su (1-6) -glikozidnim vezama. Između točaka grananja obično je 20-25 ostataka glukoze:

Škrob lako podliježe hidrolizi: pri zagrijavanju u prisutnosti sumporne kiseline nastaje glukoza:

Ovisno o uvjetima reakcije, hidroliza se može provesti postupno s formiranjem međuproizvoda:

Razvrstavanje ugljikohidrata - monosaharidi, disaharidi i polisaharidi

Jedna od sorti organskih spojeva neophodnih za potpuno funkcioniranje ljudskog tijela su ugljikohidrati.

Po strukturi su podijeljeni u nekoliko tipova - monosaharidi, disaharidi i polisaharidi. Potrebno je shvatiti zašto su oni potrebni i koja su njihova kemijska i fizikalna svojstva.

Razvrstavanje ugljikohidrata

Ugljikohidrati su spojevi koji sadrže ugljik, vodik i kisik. Najčešće su prirodnog podrijetla, iako su neki nastali industrijski. Njihova uloga u vitalnoj aktivnosti živih organizama je ogromna.

Njihove glavne funkcije su sljedeće:

1. Energetska. Ovi spojevi su glavni izvor energije. Većina organa može djelovati potpuno zahvaljujući energiji dobivenoj oksidacijom glukoze.
2. Struktura. Ugljikohidrati su neophodni za stvaranje gotovo svih stanica u tijelu. Celuloza igra ulogu potpornog materijala, a ugljikohidrati složenog tipa nalaze se u kostima i tkivu hrskavice. Jedna od komponenti stanične membrane je hijaluronska kiselina. Također su potrebni spojevi ugljikohidrata u procesu proizvodnje enzima.
3. Zaštitni. Kada tijelo funkcionira, žlijezde koje izlučuju sekretorne tekućine su potrebne za zaštitu unutarnjih organa od patogene izloženosti. Značajan dio tih tekućina predstavlja ugljikohidrat.
4. Regulatorna. Ta se funkcija očituje u djelovanju glukoze na ljudski organizam (održava homeostazu, kontrolira osmotski tlak) i vlaknima (utječe na gastrointestinalnu peristaltiku).
5. Posebne značajke. Oni su karakteristični za određene vrste ugljikohidrata. Takve posebne funkcije uključuju: sudjelovanje u procesu prijenosa živčanih impulsa, formiranje različitih krvnih grupa itd.

Na temelju činjenice da su funkcije ugljikohidrata prilično raznolike, može se pretpostaviti da bi se ti spojevi trebali razlikovati po svojoj strukturi i karakteristikama.

To je istina, a glavna klasifikacija uključuje takve sorte kao:

1. Monosaharidi. Smatraju se najjednostavnijim. Preostale vrste ugljikohidrata ulaze u proces hidrolize i raspadaju se na manje komponente. Monosaharidi nemaju tu sposobnost, oni su krajnji proizvod.
2. Disaharidi. U nekim klasifikacijama oni se nazivaju oligosaharidi. Sadrže dvije molekule monosaharida. Na njima je disaharid podijeljen tijekom hidrolize.
3. Oligosaharidi. Sastav ovog spoja je od 2 do 10 molekula monosaharida.
4. Polisaharidi. Ovi spojevi su najveća sorta. Sadrže više od 10 molekula monosaharida.

Svaka vrsta ugljikohidrata ima svoje osobine. Moramo ih razmotriti kako bismo razumjeli kako svaka od njih utječe na ljudsko tijelo i koja je njegova korist.

monosaharidi

Ovi spojevi su najjednostavniji oblik ugljikohidrata. U njihovom sastavu postoji jedna molekula, stoga se tijekom hidrolize ne dijele na male blokove. Kada se kombiniraju monosaharidi, formiraju se disaharidi, oligosaharidi i polisaharidi.

Odlikuju ih čvrsta agregacija i slatki okus. Imaju sposobnost otapanja u vodi. Također se mogu otopiti u alkoholima (reakcija je slabija nego s vodom). Monosaharidi gotovo da ne reagiraju na miješanje s eterima.

Najčešće se spominju prirodni monosaharidi. Neki od tih ljudi konzumiraju zajedno s hranom. To uključuje glukozu, fruktozu i galaktozu.

Nalaze se u proizvodima kao što su:

• med;
• čokolada;
• voće;
• neke vrste vina;
• sirupi, itd.

Glavna funkcija ove vrste ugljikohidrata je energija. Ne može se reći da organizam ne može bez njih, ali ima svojstva koja su važna za potpuno funkcioniranje organizma, na primjer, sudjelovanje u metaboličkim procesima.

Tijelo apsorbira monosaharide brže od bilo čega što se događa u probavnom traktu. Proces asimilacije složenih ugljikohidrata, za razliku od jednostavnih spojeva, nije tako jednostavan. Prvo, kompleksni spojevi moraju se razdvojiti na monosaharide, tek nakon što se apsorbiraju.

glukoza

To je jedan od najčešćih tipova monosaharida. Riječ je o bijeloj kristaliničnoj tvari, koja se prirodno formira tijekom fotosinteze ili tijekom hidrolize. Spoj formule je C6H12O6. Tvar je dobro topljiva u vodi, ima slatki okus.

Glukoza osigurava energiju mišićima i moždanom tkivu. Kada se proguta, supstanca se apsorbira, ulazi u krvotok i širi se po cijelom tijelu. Tu je njegova oksidacija s oslobađanjem energije. To je glavni izvor energije za mozak.

Uz nedostatak glukoze u tijelu razvija se hipoglikemija, koja prvenstveno utječe na funkcioniranje moždanih struktura. Međutim, prekomjerni sadržaj u krvi također je opasan, jer dovodi do razvoja dijabetesa. Također, kada konzumirate velike količine glukoze počinje povećavati tjelesnu težinu.

fruktoza

Spada u broj monosaharida i vrlo je sličan glukozi. Razlikuje se sporijim tempom apsorpcije. To proizlazi iz činjenice da je za ovladavanje potrebno da se fruktoza najprije pretvori u glukozu.

Stoga ovaj spoj nije opasan za dijabetičare, jer njegova potrošnja ne dovodi do dramatičnih promjena u količini šećera u krvi. Međutim, s takvom dijagnozom, oprez je još uvijek potreban.

Ova tvar se može dobiti od bobica i voća, ali i od meda. Obično je u kombinaciji s glukozom. Veza također ima bijelu boju. Okus je sladak, a ta je osobina intenzivnija nego u slučaju glukoze.

Ostali spojevi

Postoje i drugi monosaharidni spojevi. Oni mogu biti prirodni i polu-umjetni.

Galaktoza pripada prirodnom. Također se nalazi u hrani, ali se ne nalazi u čistom obliku. Galaktoza je rezultat hidrolize laktoze. Glavni izvor se naziva mlijeko.

Ostali prirodni monosaharidi su riboza, deoksiriboza i manoza.

Postoje i vrste takvih ugljikohidrata, za koje se koriste industrijske tehnologije.

Ove tvari su također u hrani i ulaze u ljudsko tijelo:

Svaki od ovih spojeva ima svoje karakteristike i funkcije.

Disaharidi i njihova uporaba

Sljedeći tip ugljikohidratnih spojeva su disaharidi. Smatraju se složenim tvarima. Kao rezultat hidrolize nastaju dvije molekule monosaharida.

Ova vrsta ugljikohidrata ima sljedeće značajke:

• tvrdoća;
• topljivost u vodi;
• slaba topljivost u koncentriranim alkoholima;
• slatkog okusa;
• boja - od bijele do smeđe.

Glavna kemijska svojstva disaharida su reakcije hidrolize (razbijanje glikozidnih veza i nastanak monosaharida) i kondenzacija (nastaju polisaharidi).

Postoje 2 tipa takvih spojeva:

1. Smanjivanje. Njihova značajka je prisutnost slobodne hemiacetalne hidroksilne skupine. Zbog toga takve tvari imaju reducirajuća svojstva. Ova skupina ugljikohidrata uključuje celobiozu, maltozu i laktozu.
2. Non-smanjuje. Ovi spojevi nemaju potencijal za redukciju, budući da im nedostaje hemiacetalna hidroksilna skupina. Najpoznatije tvari ovog tipa su saharoza i trehaloza.

Ovi spojevi su široko rasprostranjeni u prirodi. Mogu se naći iu slobodnom obliku i kao dio drugih spojeva. Disaharidi su izvor energije jer hidroliza proizvodi glukozu.

Laktoza je vrlo važna za djecu jer je glavna komponenta dječje hrane. Još jedna funkcija ugljikohidrata ove vrste je strukturna, jer su dio celuloze, koja je neophodna za formiranje biljnih stanica.

Obilježja i svojstva polisaharida

Druga vrsta ugljikohidrata su polisaharidi. To je najsloženiji tip spoja. Sastoje se od velikog broja monosaharida (njihova glavna komponenta je glukoza). U gastrointestinalnom traktu polisaharidi se ne probavljaju - prethodno se cijepaju.

Značajke ovih tvari su sljedeće:

• netopljivost (ili slaba topljivost) u vodi;
• žućkaste boje (ili bez boje);
• nemaju miris;
• gotovo svi bez okusa (neki imaju slatkasti okus).

Kemijska svojstva tih tvari uključuju hidrolizu koja se provodi pod utjecajem katalizatora. Rezultat reakcije je razgradnja spoja na strukturne elemente - monosaharide.

Drugo svojstvo je stvaranje derivata. Polisaharidi mogu reagirati s kiselinama.

Proizvodi nastali tijekom tih procesa vrlo su raznoliki. To su acetati, sulfati, esteri, fosfati itd.

Edukativni video materijal o funkcijama i klasifikaciji ugljikohidrata:

Te su tvari važne za potpuno funkcioniranje tijela u cjelini i stanica zasebno. Oni opskrbljuju tijelo energijom, sudjeluju u formiranju stanica, štite unutarnje organe od oštećenja i štetnih učinaka. Oni također igraju ulogu rezervnih tvari koje životinje i biljke trebaju u slučaju teškog razdoblja.

3.8.3. Ugljikohidrati (monosaharidi, disaharidi, polisaharidi).

Ugljikohidrati - organski spojevi, najčešće prirodnog podrijetla, koji se sastoje samo od ugljika, vodika i kisika.

Ugljikohidrati igraju veliku ulogu u životu svih živih organizama.

Ova klasa organskih spojeva dobila je ime jer su prvi ugljikohidrati koje su ljudi proučavali imali opću formulu oblika C_x(H₂O)_y. tj uvjetno su smatrani ugljičnim i vodenim spojevima. Međutim, kasnije se pokazalo da sastav nekih ugljikohidrata odstupa od ove formule. Na primjer, ugljikohidrat kao što je deoksiriboza ima formulu C₅H₁₀oh₄. Istovremeno, postoje neki spojevi koji formalno odgovaraju formuli C_x(H₂O)_y, međutim, nisu povezani s ugljikohidratima, kao što je formaldehid (CH₂O) i octena kiselina (C₂H₄oh₂).

Međutim, pojam “ugljikohidrati” povijesno je ukorijenjen u ovoj klasi spojeva i stoga se naširoko koristi u našem vremenu.

Razvrstavanje ugljikohidrata

Ovisno o sposobnosti podjele ugljikohidrata hidrolizom u druge ugljikohidrate s nižom molekularnom težinom, dijele se na jednostavne (monosaharide) i kompleksne (disaharide, oligosaharide, polisaharide).

Lako je pogoditi iz jednostavnih ugljikohidrata, tj. monosaharidi se ne mogu hidrolizirati da bi se dobili ugljikohidrati s još nižom molekularnom težinom.

Tijekom hidrolize jedne jedine disaharidne molekule nastaju dvije monosaharidne molekule, a uz potpunu hidrolizu jedne molekule bilo kojeg polisaharida dobiva se mnoštvo molekula monosaharida.

Kemijska svojstva monosaharida na primjeru glukoze i fruktoze

Najčešći monosaharidi su glukoza i fruktoza, koji imaju sljedeće strukturne formule:

Kao što možete vidjeti, u molekuli glukoze i molekuli fruktoze ima po 5 hidroksilnih skupina, te se stoga mogu smatrati poliatomskim alkoholima.

Molekula glukoze sadrži aldehidnu skupinu, tj. u stvari, glukoza je polihidrični aldehidni alkohol.

U slučaju fruktoze, u njegovoj molekuli može se naći ketonska skupina, tj. fruktoza je polihidrični keto alkohol.

Kemijska svojstva glukoze i fruktoze kao karbonilnih spojeva

Svi monosaharidi mogu reagirati u prisutnosti katalizatora s vodikom. U ovom slučaju, karbonilna skupina je reducirana na alkoholni hidroksil. Naime, posebno, hidrogeniranjem glukoze u industriji, dobiva se umjetno sladilo - sorbitol heksaične kiseline:

Molekula glukoze sadrži aldehidnu skupinu i stoga je logično pretpostaviti da njezine vodene otopine daju kvalitativne reakcije aldehidima. Doista, kada se zagrijava vodena otopina glukoze sa svježe istaloženim bakrenim (II) hidroksidom, kao u slučaju bilo kojeg drugog aldehida, precipitat bakrenog (I) oksida precipitira iz precipitata od crvene cigle. Istovremeno se aldehidna skupina glukoze oksidira u karboksil-glukonsku kiselinu:

Također, glukoza ulazi u reakciju "srebrnog ogledala" pod djelovanjem otopine amonijaka srebrnog oksida na njemu. Međutim, za razliku od prethodne reakcije, umjesto glukonske kiseline nastaje njezina sol - amonijev glukonat otopljeni amonijak je prisutan u otopini:

Fruktoza i drugi monosaharidi, koji su poliatomski ketospiriti, ne ulaze u kvalitativne reakcije na aldehide.

Kemijska svojstva glukoze i fruktoze kao polihidričnih alkohola

Budući da monosaharidi, uključujući glukozu i fruktozu, imaju nekoliko hidroksilnih skupina u sastavu molekula. Svi oni daju kvalitativnu reakciju na polihidrične alkohole. Posebno, svježe istaloženi bakreni (II) hidroksid otapa se u vodenim otopinama monosaharida. U ovom slučaju, umjesto plavog taloga Cu (OH)₂ formira se tamno plava otopina kompleksnih spojeva bakra.

Reakcije fermentacije glukoze

Fermentacija alkohola

Pod djelovanjem određenih enzima na glukozu, glukoza se može pretvoriti u etilni alkohol i ugljični dioksid:

Mliječna fermentacija

Osim alkoholne vrste fermentacije, postoji i nekoliko drugih. Na primjer, mliječno vrenje, koje nastaje tijekom kiselog mlijeka, kiselog kupusa i krastavaca:

Značajke postojanja monosaharida u vodenim otopinama

Monosaharidi postoje u vodenoj otopini u tri oblika - dva ciklička (alfa i beta) i jedna ne-ciklička (normalna). Na primjer, u otopini glukoze postoji sljedeća ravnoteža:

Kao što možete vidjeti, aldehidna skupina ne postoji u cikličkim oblicima, zbog činjenice da sudjeluje u formiranju ciklusa. Na temelju toga nastaje nova hidroksilna skupina, koja se naziva acetalni hidroksil. Slični prijelazi između cikličkih i necikličnih oblika opaženi su za sve ostale monosaharide.

Disaharidi. Kemijska svojstva

Opći opis disaharida

Disaharidi su ugljikohidrati, čije se molekule sastoje od dva ostatka monosaharida povezanih kondenzacijom dvaju hemiacetalnih hidroksila ili jedan alkoholni hidroksil i jedan hemiacetalni. Tako nastale veze između ostataka monosaharida nazivaju se glikozidne. Formula većine disaharida može se napisati kao C₁₂H₂₂O₁₁.

Najčešći disaharid je poznati šećer, kemičari nazivaju saharoza. Molekulu tog ugljikohidrata tvore ciklički ostaci jedne molekule glukoze i jedna molekula fruktoze. Odnos između disaharidnih ostataka u ovom slučaju je zbog uklanjanja vode iz dva hemiacetalna hidroksila:

Budući da se veza između ostataka monosaharida stvara tijekom kondenzacije dva acetalna hidroksila, nemoguće je da molekula šećera otvori bilo koji od ciklusa, tj. nema prijelaza na karbonilni oblik. S tim u vezi, saharoza ne može dati kvalitativne reakcije na aldehide.

Ovakvi disaharidi, koji ne daju kvalitativne reakcije na aldehide, nazivaju se nereducirajući šećeri.

Međutim, postoje disaharidi koji daju kvalitativne reakcije na aldehidnu skupinu. Ova situacija je moguća kada polu-acetalni hidroksil iz aldehidne skupine jednog od polaznih monosaharida ostane u molekuli disaharida.

Posebno, maltoza ulazi u reakciju s otopinom amonijaka srebrnog oksida, kao i s bakrenim (II) hidroksidom, poput aldehida. To je zbog činjenice da u vodenim otopinama postoji sljedeća ravnoteža:

Kao što se može vidjeti, u vodenim otopinama, maltoza postoji u obliku dva oblika - s dva ciklusa u molekuli i jednim ciklusom u molekuli i aldehidnoj skupini. Zbog toga maltoza, za razliku od saharoze, daje kvalitativnu reakciju na aldehide.

Hidroliza disaharida

Svi disaharidi su sposobni za ulazak u reakciju hidrolize katalizirane kiselinama, kao i raznim enzimima. Tijekom takve reakcije, dvije molekule monosaharida nastaju iz jedne molekule početnog disaharida, koje mogu biti iste ili različite, ovisno o sastavu početnog monosaharida.

Na primjer, hidroliza saharoze dovodi do stvaranja glukoze i fruktoze u jednakim količinama:

I tijekom hidrolize maltoze nastaje samo glukoza:

Disaharidi kao polihidrični alkoholi

Disaharidi, kao poliatomski alkoholi, daju odgovarajuću kvalitativnu reakciju s bakrenim (II) hidroksidom, tj. dodavanjem njihove vodene otopine u svježe istaloženi plavi precipitat bakra (II) hidroksida netopljiv u vodi Cu (OH)₂ otapa se u tamno plavu otopinu.

Polisaharidi. Škrob i celuloza

Polisaharidi su složeni ugljikohidrati, čije se molekule sastoje od velikog broja ostataka monosaharida povezanih glikozidnim vezama.

Postoji još jedna definicija polisaharida:

Polisaharidi se nazivaju složeni ugljikohidrati, čije molekule nastaju nakon potpune hidrolize velikog broja molekula monosaharida.

Općenito, formula polisaharida može se napisati kao (C₆H₁₁O₅)_n.

Škrob - tvar koja je bijeli amorfni prah, nerastvorljiv u hladnoj vodi i djelomično topljiv u vrućoj vodi s nastankom koloidne otopine, u svakodnevnom životu naziva se škrobnom pastom.

Škrob se formira od ugljičnog dioksida i vode u procesu fotosinteze u zelenim dijelovima biljaka pod djelovanjem energije sunčeve svjetlosti. U najvećim količinama škrob se nalazi u gomoljima krumpira, pšenici, riži i zrnu kukuruza. Zbog toga su ovi izvori škroba i sirovina za njegovu proizvodnju u industriji.

Celuloza je tvar u čistom stanju koja je bijeli prah, netopiv u hladnoj ili vreloj vodi. Za razliku od škroba, celuloza ne stvara pastu. Gotovo čista pulpa se sastoji od filter papira, pamuka, topole. I škrob i celuloza su proizvodi biljnog podrijetla. Međutim, uloge koje igraju u biljnom svijetu su različite. Celuloza je uglavnom građevinski materijal, a posebno ga stvaraju školjke biljnih stanica. S druge strane, škrob je uglavnom skladišna, energetska funkcija.

Kemijska svojstva škroba i celuloze

spaljivanje

Svi polisaharidi, uključujući škrob i celulozu, kada su potpuno spaljeni u kisiku, tvore ugljični dioksid i vodu:

Formiranje glukoze

Uz potpunu hidrolizu škroba i celuloze nastaje isti monosaharid - glukoza:

Reakcija kvalitete škroba

Kada jod djeluje na škrob, pojavljuje se plavo bojenje. Kada se zagrije, plava boja nestaje, ponovno se pojavljuje kada se ohladi.
Kod suhe destilacije celuloze, osobito drveta, dolazi do njezine djelomične razgradnje uz stvaranje takvih proizvoda niske molekulske mase kao što su metil alkohol, octena kiselina, aceton itd.

Budući da u molekulama škroba i molekulama celuloze postoje alkoholne hidroksilne skupine, ovi spojevi mogu proći reakcije esterifikacije s organskim i anorganskim kiselinama:

Ugljikohidrati: monosaharidi, disaharidi i polisaharidi

Ugljikohidrati s dijabetesom

Prema prisutnosti karakterističnih funkcionalnih skupina, osim za poliatomske (hidroksilne) skupine, koje su dio svih saharida, razlikuju se: aldoze - s aldehidnim skupinama, i ketoze - s ketonskim skupinama.

Pročitajte više o različitim vrstama ugljikohidrata pročitajte u člancima koje sam prikupio na ovu temu.

Ugljikohidrati: monosaharidi, disaharidi, polisaharidi

Ugljikohidrati - organski spojevi, najčešće prirodnog podrijetla, koji se sastoje samo od ugljika, vodika i kisika. Ugljikohidrati igraju veliku ulogu u životu svih živih organizama. Ova klasa organskih spojeva dobila je ime jer su prvi ugljikohidrati koje su ljudi proučavali imali opću formulu Cx (H2O) y.

tj uvjetno su smatrani ugljičnim i vodenim spojevima. Međutim, kasnije se pokazalo da sastav nekih ugljikohidrata odstupa od ove formule. Na primjer, ugljikohidrat kao što je deoksiriboza ima formulu C5H10O4. U isto vrijeme, postoje neki spojevi koji formalno odgovaraju formuli Cx (H20) y, ali nisu povezani s ugljikohidratima, kao što su formaldehid (CH20) i octena kiselina (C2H4O2).

Međutim, pojam “ugljikohidrati” povijesno je ukorijenjen u ovoj klasi spojeva i stoga se naširoko koristi u našem vremenu.

Razvrstavanje ugljikohidrata

Ovisno o sposobnosti podjele ugljikohidrata hidrolizom u druge ugljikohidrate s nižom molekularnom težinom, dijele se na jednostavne (monosaharide) i kompleksne (disaharide, oligosaharide, polisaharide). Lako je pogoditi iz jednostavnih ugljikohidrata, tj. monosaharidi se ne mogu hidrolizirati da bi se dobili ugljikohidrati s još nižom molekularnom težinom.

Tijekom hidrolize jedne jedine disaharidne molekule nastaju dvije monosaharidne molekule, a uz potpunu hidrolizu jedne molekule bilo kojeg polisaharida dobiva se mnoštvo molekula monosaharida.

Kemijska svojstva monosaharida na primjeru glukoze i fruktoze

Kao što možete vidjeti, u molekuli glukoze i molekuli fruktoze ima po 5 hidroksilnih skupina, te se stoga mogu smatrati poliatomskim alkoholima. Molekula glukoze sadrži aldehidnu skupinu, tj. u stvari, glukoza je polihidrični aldehidni alkohol. U slučaju fruktoze, u njegovoj molekuli može se naći ketonska skupina, tj. fruktoza je polihidrični keto alkohol.

Kemijska svojstva glukoze i fruktoze kao karbonilnih spojeva

Svi monosaharidi mogu reagirati u prisutnosti katalizatora s vodikom. U ovom slučaju, karbonilna skupina je reducirana na alkoholni hidroksil. Molekula glukoze sadrži aldehidnu skupinu i stoga je logično pretpostaviti da njezine vodene otopine daju kvalitativne reakcije aldehidima.

Međutim, za razliku od prethodne reakcije, umjesto glukonske kiseline nastaje njezina sol - amonijev glukonat otopljeni amonijak je prisutan u otopini. Fruktoza i drugi monosaharidi, koji su poliatomski ketospiriti, ne ulaze u kvalitativne reakcije na aldehide.

Kemijska svojstva glukoze i fruktoze kao polihidričnih alkohola

Budući da monosaharidi, uključujući glukozu i fruktozu, imaju nekoliko hidroksilnih skupina u sastavu molekula. Svi oni daju kvalitativnu reakciju na polihidrične alkohole. Posebno, svježe istaloženi bakreni (II) hidroksid otapa se u vodenim otopinama monosaharida. U tom slučaju umjesto plavog taloga Cu (OH) 2 nastaje tamno plava otopina kompleksnih spojeva bakra.

Disaharidi. Kemijska svojstva

Disaharidi su ugljikohidrati, čije se molekule sastoje od dva ostatka monosaharida povezanih kondenzacijom dvaju hemiacetalnih hidroksila ili jedan alkoholni hidroksil i jedan hemiacetalni. Tako nastale veze između ostataka monosaharida nazivaju se glikozidne. Formula za većinu disaharida može se napisati kao C12H22O11.

Najčešći disaharid je poznati šećer, kemičari nazivaju saharoza. Molekulu tog ugljikohidrata tvore ciklički ostaci jedne molekule glukoze i jedna molekula fruktoze. Veza između disaharidnih ostataka u ovom slučaju ostvaruje se uklanjanjem vode iz dva hemiacetalna hidroksila.

Budući da se veza između ostataka monosaharida stvara tijekom kondenzacije dva acetalna hidroksila, nemoguće je da molekula šećera otvori bilo koji od ciklusa, tj. nema prijelaza na karbonilni oblik. S tim u vezi, saharoza ne može dati kvalitativne reakcije na aldehide.

Ovakvi disaharidi, koji ne daju kvalitativne reakcije na aldehide, nazivaju se nereducirajući šećeri. Međutim, postoje disaharidi koji daju kvalitativne reakcije na aldehidnu skupinu. Ova situacija je moguća kada polu-acetalni hidroksil iz aldehidne skupine jednog od polaznih monosaharida ostane u molekuli disaharida.

Posebno, maltoza ulazi u reakciju s otopinom amonijaka srebrnog oksida, kao i s bakrenim (II) hidroksidom, poput aldehida.

Disaharidi kao polihidrični alkoholi

Disaharidi, kao poliatomski alkoholi, daju odgovarajuću kvalitativnu reakciju s bakrenim (II) hidroksidom, tj. kada se njihova vodena otopina doda svježe precipitiranom bakrenom (II) hidroksidu, plavi precipitat netopljiv u vodi Cu (OH) 2 otapa se u tamno plavoj otopini.

Polisaharidi. Škrob i celuloza

Polisaharidi su složeni ugljikohidrati, čije se molekule sastoje od velikog broja ostataka monosaharida povezanih glikozidnim vezama. Postoji još jedna definicija polisaharida. Polisaharidi se nazivaju složeni ugljikohidrati, čije molekule nastaju nakon potpune hidrolize velikog broja molekula monosaharida.

Škrob se formira od ugljičnog dioksida i vode u procesu fotosinteze u zelenim dijelovima biljaka pod djelovanjem energije sunčeve svjetlosti. U najvećim količinama škrob se nalazi u gomoljima krumpira, pšenici, riži i zrnu kukuruza. Zbog toga su ovi izvori škroba i sirovina za njegovu proizvodnju u industriji.

Celuloza je tvar u čistom stanju koja je bijeli prah, netopiv u hladnoj ili vreloj vodi. Za razliku od škroba, celuloza ne stvara pastu. Gotovo čista pulpa se sastoji od filter papira, pamuka, topole.

I škrob i celuloza su proizvodi biljnog podrijetla. Međutim, uloge koje igraju u biljnom svijetu su različite. Celuloza je uglavnom građevinski materijal, a posebno ga stvaraju školjke biljnih stanica. S druge strane, škrob je uglavnom skladišna, energetska funkcija.

Vrste ugljikohidrata

Postoje tri glavne vrste ugljikohidrata:

• Jednostavni (brzi) ugljikohidrati ili šećeri: mono- i disaharidi
• Kompleksni (spori) ugljikohidrati: oligo- i polisaharidi
• Neupisivi, ili vlaknasti, ugljikohidrati se definiraju kao dijetalna vlakna.

Sahara

Postoje dvije vrste šećera:

• monosaharidi - monosaharidi sadrže jednu skupinu šećera, kao što su glukoza, fruktoza ili galaktoza.
• Disaharidi - Disaharidi nastaju od ostataka dva monosaharida i posebno su predstavljeni saharozom (običan stolni šećer) i laktozom.

Složeni ugljikohidrati

Polisaharidi su ugljikohidrati koji sadrže tri ili više jednostavnih molekula ugljikohidrata. Ova vrsta ugljikohidrata uključuje, posebno, dekstrine, škrobove, glikogene i celulozu. Izvori polisaharida su žitarice, mahunarke, krumpir i drugo povrće.

Ugljikohidrati, monosaharidi, polisaharidi, maltoza, glukoza, fruktoza

ugljikohidrati

Ugljikohidrati su opsežna skupina organskih spojeva koji igraju veliku ulogu u funkcioniranju tijela. Ugljikohidrati se uglavnom distribuiraju u biljnom svijetu. Ljudskom tijelu je potrebno 400-500 g ugljikohidrata dnevno (uključujući najmanje 80 g šećera). Oni su važan izvor energije.

Te se tvari sastoje od ugljika, vodika i kisika. Štoviše, omjer posljednja dva elementa je isti kao u vodi, to jest, za dva atoma vodika nalazi se jedan atom kisika. Tako su ugljikohidrati izgrađeni od ugljika i vode, otuda i njihovo ime. Ugljikohidrati se dijele na monosaharide (npr. Glukozu) i polisaharide.

Polisaharidi se, pak, dijele na male molekularne težine, ili oligosaharide (njihov predstavnik je šećer od šećerne repe), i visoka molekularna težina, na primjer kolaps - mali i celulozni. Polisaharidne molekule izgrađuju se od ostataka molekula monosaharida i tijekom hidrolize dijele se na jednostavnije ugljikohidrate.

monosaharidi

Od monosaharida najveću vrijednost za ljudsko tijelo imaju glukoza, fruktoza, galaktoza, itd. Sve su to kristalne tvari, topive u vodi. Glukoza u slobodnom stanju uobičajena je u plodovima mnogih biljaka. U vezanom stanju, nalazi se u biljkama u obliku polisaharida (saharoza, maltoza, škrob, dekstrin, celuloza, itd.). U industriji se glukoza proizvodi iz škroba.

Bezvodna glukoza se topi na temperaturi od 146 ° C, dobro je topljiva u vodi, a glukoza je oko 2 puta manje slatka od saharoze. Pod djelovanjem jakih oksidirajućih sredstava na glukozu nastaje šećerna kiselina. Kada se oporavi, prelazi u heksahidol - sorbitol.

Smjesa jednake količine fruktoze i glukoze je dominantan dio (80%) meda. Fruktoza je mnogo slađa od saharoze, dio je šećera od šećerne trske i inulina (polisaharida). U konditorskoj industriji fruktoza se malo koristi u svom čistom obliku, ali je sastavni dio gotovo svih slastičarskih proizvoda, jer je dio invertnog sirupa.

Galaktoza je dio mliječnog šećera (laktoza), iz kojeg se dobiva hidrolizom. U svom čistom obliku, galaktoza je kristalna supstanca slatkog okusa, topi se na temperaturi od 165 ° C i dobro je topljiva u vodi. Uključeno u tijesto kao sastavni dio mliječnog šećera. Karakteristično svojstvo monosaharida je njihova sposobnost fermentacije pod utjecajem kvasca na etilni alkohol (i ugljični dioksid CO2).

polisaharide

To je skupina ugljikohidrata, čije se molekule, dodavanjem vode, dijele na monosaharide. Polisaharidi niske molekularne težine uglavnom dobro kristaliziraju, topljivi su u vodi, imaju slatki okus. Najjednostavniji od njih su disaharidi.

Disaharidi uključuju šećer od šećerne repe (saharoza), sladni šećer (maltoza), mliječni šećer (laktoza), itd. Saharoza je široko rasprostranjena u biljnom svijetu. U soku šećerne repe i šećerne trske njegov sadržaj doseže 25%. Iz tih biljaka dobije se saharoza u obliku šećera.

Maltoza se ne nalazi u slobodnom obliku, nalazi se u sladu, proizvodu dobivenom od proklijalih i mljevenih žitarica. Tijekom hidrolize maltoza se raspada u dvije molekule glukoze. U industriji se maltoza proizvodi sa saharifikacijom škroba enzimima i kiselinama. Talište maltoze je 108 ° C. Maltoza je dio mnogih konditorskih proizvoda kao dio melase.

Laktoza (mliječni šećer) nalazi se u mlijeku (4-5%). Bakterije mliječne kiseline fermentiraju taj šećer u mliječnu kiselinu. Kao sastojak mlijeka, laktoza je uključena u sve konditorske proizvode koji sadrže mlijeko. Kada se otopine laktoze zagriju, ona se razgrađuje i povećava boju otopine.

Polisaharidi niske molekulske mase imaju različite stupnjeve slatkoće. Stupanj slatkoće određuje se organoleptički. Ako uzmemo stupanj slatkoće saharoze kao 100 jedinica, tada se slatkoća drugih šećera može izraziti sljedećim vrijednostima: fruktoza - 173, glukoza - 74, maltoza i galaktoza - 32, laktoza - 16.

Zbog toga je najslađi šećer među njima fruktoza, a najmanje laktoza. Polisaharidi visoke molekularne težine su široko rasprostranjeni u biljnim organizmima. Neki od njih, kao što su škrob, inulin, glikogen, su rezervne hranjive tvari, drugi, na primjer celuloza, tvore kostur biljaka.

Polisaharidi također uključuju pektinske tvari. Zajednička značajka svih polisaharida je u tome što su to visokomolekularni spojevi. Škrob se nakuplja kao tvar za pohranjivanje u sjemenkama, gomoljima, lukovicama, a ponekad iu stabljikama i listovima biljaka. Sastoji se od amilopektina i amiloze. Amilopektin daje pastu, amiloza tvori koloidnu otopinu.

Dodavanjem vode, škrob se postupno razlaže na jednostavnije ugljikohidrate. Isprva se pretvara u topljivi škrob (otapa se u vrućoj vodi bez stvaranja paste), zatim se razlaže na dekstrine - krute tvari, topljivi unos.

U konditorskoj industriji, škrob nije samo dio konditorskih proizvoda, već se i široko koristi kao pomoćni materijal za izradu kalupa pri lijevanju čokoladnih posuda. Glikogen se nalazi u jetri i raznim tkivima životinja i ljudi u obliku rezerve tvari, stoga se ponekad naziva i životinjski škrob.

Inulin se nalazi u gomoljima više biljaka. Lako se otapa u vodi, tvoreći koloidna otopina. Kada se kiselina ili enzimska hidroliza inulina u potpunosti pretvori u fruktozu. Celuloza ili celuloza je glavna komponenta membrana biljnih stanica.

Pektinske tvari u velikim količinama sadržane su u plodovima nekih biljaka (ogrozda, jagoda, jabuka). Pektinske tvari su kalcijeve i magnezijeve soli poligalakturonske kiseline; podijeljeni su na protopectin i pektin.

Propectin se taloži uglavnom u staničnim stijenkama, au procesu zrenja plodovi i povrće pretvaraju se u topivi pektin, što objašnjava omekšavanje tkiva. Zbog prisutnosti pektinskih tvari, voćni sirupi šećera, zagrijani do ključanja, a zatim ohlađeni, mogu stvarati želatinozne mase. Ovo svojstvo pektinskih tvari koristi se u proizvodnji marmelade, želea, bijelog sljeza.

Ugljikohidrati: vrste, koristi i sadržaj u hrani

Tempo modernog života, u kojem, nažalost, nema dovoljno vremena ni za pravilan odmor, niti za racionalnu prehranu, osjeća se poremećajima u tjelesnom radu. Ali dolazi vrijeme kada u utrci u naoružanju i dalje vodimo računa o stalnom umoru, apatiji, lošem raspoloženju. A ovo je samo vrh ledenog brijega.

A razlog takvih "nevjerojatnih transformacija" često leži u pogrešnoj prehrani, naime u nedostatku ugljikohidrata. O tome kako popuniti taj deficit, a što točno ugljikohidrati, i razgovarati dalje.

Što trebate znati o ugljikohidratima

Ugljikohidrati su glavni dobavljači energije za tijelo: oni daju tijelu 50 do 60 posto energije. Naš mozak posebno treba ugljikohidrate. Također je važno da su ugljikohidrati sastavni dio molekula nekih aminokiselina uključenih u stvaranje enzima i nukleinskih kiselina.

Ugljikohidrati se dijele u dvije skupine:

• kompleks (ili kompleks) - polisaharidi sadržani u prirodnim proizvodima;
• jednostavni (nazivaju se i lako probavljivim) - monosaharidi i disaharidi, kao i izolirani ugljikohidrati prisutni u mlijeku, neki plodovi i proizvodi koji su bili kemijski obrađeni (osim toga, ugljikohidrati ove skupine sadržani su u rafiniranom šećeru, kao i slatkiši).

Mora se reći da su ljudsko tijelo u cjelini i mozak posebno veći dio korisnih složenih ugljikohidrata koji dolaze iz proteinske hrane. Takvi ugljikohidrati imaju duge molekularne lance, tako da za njihovu asimilaciju treba dugo vremena. Kao rezultat toga, ugljikohidrati ne ulaze u krv u velikim količinama, čime se eliminira snažno oslobađanje inzulina, što dovodi do smanjenja koncentracije šećera u krvi.

Postoje tri vrste ugljikohidrata:

• monosaharidi;
• disaharidi;
• polisaharide.

Glavni monosaharidi su glukoza i fruktoza, koja se sastoji od jedne molekule, tako da se ti ugljikohidrati brzo razdvajaju, odmah ulazeći u krv. Stanice mozga se „hrane“ energijom zbog glukoze: na primjer, dnevna količina glukoze potrebna za mozak iznosi 150 g, što je jedna četvrtina ukupnog volumena danog ugljikohidrata koji se dnevno dobiva iz hrane.

Osobitost jednostavnih ugljikohidrata je u tome što se ne pretvaraju u masnoće, brzo se obrađuju, dok se složeni ugljikohidrati (ako se prekomjerno konzumiraju) mogu pohraniti u tijelu kao mast. Monosaharidi su prisutni u velikim količinama u mnogim vrstama voća i povrća, kao iu medu.

Ti ugljikohidrati, koji uključuju saharozu, laktozu i maltozu, ne mogu se nazvati kompleksni, jer njihov sastav uključuje ostatke dva monosaharida. Digestija disaharida traje dulje od monosaharida.

Važno je povećati potrošnju svježeg povrća i voća, mahunarki, orašastih plodova, sira. Disaharidi su prisutni u mliječnim proizvodima, tjestenini i proizvodima koji sadrže rafinirani šećer. Polisaharidne molekule uključuju desetine, stotine, a ponekad i tisuće monosaharida.

Polisaharidi (naime, škrob, vlakna, celuloza, pektin, inulin, hitin i glikogen) najvažniji su za ljudsko tijelo iz dva razloga:

• dugo se probavljaju i apsorbiraju (za razliku od jednostavnih ugljikohidrata);
• sadrže mnoge hranjive tvari, uključujući vitamine, minerale i proteine.

Mnogi polisaharidi su prisutni u vlaknima biljaka, zbog čega jedan unos hrane, čija je osnova sirovo ili kuhano povrće, gotovo u potpunosti može zadovoljiti dnevnu brzinu tijela u tvarima koje su izvor energije.

Zahvaljujući polisaharidima, prvo se održava potrebna razina šećera, drugo, mozak je opskrbljen potrebnom prehranom, što se očituje povećanom koncentracijom pažnje, poboljšanim pamćenjem i povećanom mentalnom aktivnošću. Polisaharidi se nalaze u povrću, voću, žitaricama, mesu i životinjskoj jetri.

Ugljikohidratne prednosti:

1. Stimulacija gastrointestinalnog motiliteta.
2. Apsorpcija i izlučivanje otrovnih tvari i kolesterola.
3. Osiguravanje optimalnih uvjeta za funkcioniranje normalne crijevne mikroflore.
4. Jačanje imuniteta.
5. Normalizacija metabolizma.
6. Osiguravanje pune operacije jetre.
7. Pružanje stalne opskrbe šećerom u krvi.
8. Prevencija razvoja tumora u želucu i crijevima.
9. Punjenje vitamina i minerala.
10. Pružanje energije mozgu, kao i središnjem živčanom sustavu.
11. Promicanje proizvodnje endorfina, koji se nazivaju "hormoni radosti".
12. Olakšanje predmenstrualnog sindroma.

Dnevna potreba za ugljikohidratima

Potreba za ugljikohidratima izravno ovisi o intenzitetu mentalnog i fizičkog napora, u prosjeku 300-500 g dnevno, od čega bi najmanje 20 posto trebali biti lako probavljivi ugljikohidrati. Stariji ljudi trebaju uključiti u svoju dnevnu prehranu ne više od 300 grama ugljikohidrata, a broj lako probavljivih treba varirati između 15 i 20 posto.

Kod pretilosti i drugih bolesti potrebno je ograničiti količinu ugljikohidrata, što treba učiniti postupno, što će omogućiti tijelu da se bez problema prilagodi promijenjenom metabolizmu. Preporučljivo je početi ograničenje od 200 do 250 g dnevno tijekom tjedna, nakon čega se količina ugljikohidrata isporučenih s hranom donosi na 100 g dnevno.

Oštar pad unosa ugljikohidrata dugo vremena (kao i nedostatak prehrane) dovodi do razvoja sljedećih poremećaja:

• niži šećer u krvi;
• značajno smanjenje mentalne i fizičke aktivnosti;
• slabost;
• gubitak težine;
• poremećaj metaboličkih procesa;
• konstantna pospanost;
• vrtoglavica;
• glavobolje;
• konstipacija;
• razvoj raka debelog crijeva;
• tremor ruku;
• Osjećaj gladi.

Ove pojave nestaju nakon konzumiranja šećera ili druge slatke hrane, ali unos takvih proizvoda treba dozirati, što će spriječiti tijelo da dobije dodatne kilograme. Višak ugljikohidrata (posebno lako probavljiv) u prehrani, koji pridonosi povećanju šećera, također je štetan za tijelo, zbog čega se ne koriste neki ugljikohidrati, tvoreći masnoću koja uzrokuje razvoj ateroskleroze, kardiovaskularnih bolesti, nadutosti, dijabetesa, pretilosti i karijesa.

Koja hrana sadrži ugljikohidrate?

S popisa ugljikohidrata u nastavku, svatko će moći napraviti vrlo raznoliku prehranu (s obzirom na činjenicu da ovo nije potpuni popis proizvoda koji sadrže ugljikohidrate). Ugljikohidrati se nalaze u donjim proizvodima:

• žitarice;
• jabuke;
• mahunarke;
• banane;
• kupus različitih sorti;
• žitarice od punog zrna;
• baza;
• mrkva;
• celer;
• kukuruza;
• krastavci;
• sušeno voće;
• patlidžan;
• integralni kruh;
• lišće salate;
• jogurt bez masnoće;
• kukuruza;
• tjestenina od durum pšenice;
• luk
• naranče;
• krumpira;
• potonuti;
• špinat;
• jagode;
• rajčice.

Samo uravnotežena prehrana osigurat će tijelu energiju i zdravlje. Ali za to trebate pravilno organizirati svoju prehranu. A prvi korak ka zdravoj prehrani bit će doručak koji se sastoji od složenih ugljikohidrata. Tako će dio cjelovitih žitarica (bez preljeva, mesa i ribe) dati energiju tijelu najmanje tri sata.

Zauzvrat, kada koristimo jednostavne ugljikohidrate (govorimo o slatkim pecivima, raznim rafiniranim proizvodima, slatkoj kavi i čaju), doživljavamo trenutačni osjećaj punine, ali postoji nagli porast šećera u krvi u tijelu, nakon čega slijedi nagli pad, nakon čega osjećaj gladi.

Zašto se to događa? Činjenica je da je gušterača vrlo preopterećena jer mora izlučivati ​​velike količine inzulina kako bi obradila rafinirane šećere. Rezultat takvog preopterećenja je smanjenje razine šećera (ponekad i ispod norme) i pojava gladi.

Kako bismo izbjegli te povrede, svaki ćemo ugljikohidrat razmotriti odvojeno, utvrđujući njegovu korist i ulogu u osiguravanju energije tijelu.

Disaharidi i polisaharidi

Baš kao i monosaharidi, disaharidi se široko koriste u prirodi - dobro poznata saharoza (šećer od šećerne trske ili šećerne repe), laktoza (mliječni šećer) i maltoza (sladni šećer). Sam pojam disaharid govori nam o dva ostatka monosaharida vezanih zajedno u molekulama tih organskih spojeva, koji se mogu dobiti hidrolizom (razgradnjom vode) molekule disaharida.

Disaharidi su ugljikohidrati, čije se molekule sastoje od dva ostatka monosaharida koji su međusobno povezani interakcijom dvije hidroksilne skupine. U procesu formiranja disaharidne molekule, jedna molekula vode se odvaja:

ili za saharozu:

Stoga je molekulska formula C12H22O11 disaharida. Nastajanje saharoze odvija se u biljnim stanicama pod utjecajem enzima. No, kemičari su pronašli način da provedu mnoge reakcije koje su dio procesa koji se javljaju u prirodi. 1953. francuski kemičar R.

Po prvi put, Lemieux je sintetizirao saharozu, koju su njegovi suvremenici nazvali "osvajanjem organske kemije u Everestu". U industriji, saharoza se dobiva iz soka šećerne trske (sadržaj 14-16%), šećerne repe (16-21%), kao i neke druge biljke, kao što su kanadski javorov ili mljevena kruška.

Svatko zna da je saharoza kristalna tvar koja ima slatki okus i dobro je topljiva u vodi. Sok od šećerne trske sadrži ugljikohidrate saharoze, koje se obično nazivaju šećer. Ime njemačkog kemičara i metalurga A. Marggrafa usko je povezano s proizvodnjom šećera iz repe.

Sada ćemo se upoznati s ugljikohidratima koji imaju složeniju strukturu - polisaharide. Polisaharidi su visokomolekularni ugljikohidrati čije se molekule sastoje od mnogih monosaharida. U pojednostavljenom obliku, opći se plan može predstaviti na sljedeći način:

Sada ćemo usporediti strukturu i svojstva škroba i celuloze - najvažnijih predstavnika polisaharida. Strukturna jedinica polimernih lanaca ovih polisaharida, čija formula (C6H10O5) n je ostatak glukoze. Da biste zapisali sastav strukturne jedinice (S6H10O5), molekulu vode trebate oduzeti iz formule glukoze.

Celuloza i škrob su biljnog podrijetla. Nastaju iz molekula glukoze kao rezultat polikondenzacije. Jednadžba reakcije polikondenzacije, kao i obrnuti proces hidrolize polisaharida, može se konvencionalno pisati kako slijedi:

Molekule škroba mogu imati linearnu i razgranatu strukturu, molekule celuloze - samo linearne. U interakciji s jodom škrob, za razliku od celuloze, daje plavu boju. Različite funkcije ovih polisaharida su u biljnoj stanici. Škrob služi kao rezervna hranjiva tvar, celuloza obavlja strukturalnu, građevinsku funkciju. Zidovi biljnih stanica izgrađeni su od celuloze.

Ugljikohidrati: monosaharidi, disaharidi, polisaharidi - kemijski spojevi

Razvrstavanje ugljikohidrata

Ugljikohidrati su organske tvari čije se molekule sastoje od atoma ugljika, vodika i kisika, au njima su, u pravilu, vodik i kisik u istom omjeru kao u molekuli vode (2: 1). Opća formula ugljikohidrata je Cn (H20) m, tj. Oni su sastavljeni od ugljika i vode, otuda i ime klase koja ima povijesne korijene.

Pojavio se na temelju analize prvih poznatih ugljikohidrata. Kasnije je nađeno da postoje ugljikohidrati, u molekulama kojih se ne primjećuje navedeni omjer (2: 1), na primjer dezoksiriboza - C5H10O4. Poznati su i organski spojevi, čiji sastav odgovara danoj općoj formuli, ali koji ne pripadaju klasi ugljikohidrata.

Monosaharidi su ugljikohidrati koji se ne hidroliziraju (ne razgrađuju s vodom). Zauzvrat, ovisno o broju ugljikovih atoma, monosaharidi su podijeljeni u trioze (čije molekule sadrže tri ugljikova atoma), tetros (četiri ugljikova atoma), pentoze (pet), heksoze (šest), itd.

U prirodi su monosaharidi zastupljeni uglavnom pentozama i heksozama. Pentoze uključuju, na primjer, ribozu - C5H10O5 i deoksiribozu (ribozu, iz koje je "odveden" atom kisika) - C5H10O4. Oni su dio RNA i DNA i određuju prvi dio naziva nukleinskih kiselina.

Heksoze koje imaju opću molekulsku formulu C6H12O6 uključuju, na primjer, glukozu, fruktozu, galaktozu. Disaharidi su ugljikohidrati koji se hidroliziraju u dvije molekule monosaharida, kao što su heksoze. Opću formulu goleme većine disaharida lako je izvesti: trebate "dodati" dvije formule heksoza i "oduzeti" od dobivene formule molekulu vode - C12H22O11.

Disaharidi uključuju:

1. Saharoza (zajednički prehrambeni šećer), koja nakon hidrolize tvori jednu molekulu glukoze i molekulu fruktoze. Nalazi se u velikim količinama šećerne repe, šećerne trske (otuda ime šećerna repa ili šećerne trske), javor (kanadski pionirski minirani javorov šećer), šećerna palma, kukuruz itd.
2. Maltoza (sladni šećer), koji hidrolizira u dvije molekule glukoze. Maltoza se može dobiti hidrolizom škroba pod djelovanjem enzima koji se nalaze u zrnu proklijalog slada, suhog i mljevenog ječma.
3. Laktoza (mliječni šećer), koja hidrolizira molekule glukoze i galaktoze. Sadrži se u mlijeku sisavaca (do 4-6%), ima nisku slatkoću i koristi se kao punilo u tabletama i farmaceutskim tabletama.

Slatki okus različitih mono- i disaharida je različit. Dakle, najslađi monosaharid - fruktoza - je 1,5 puta slađi od glukoze, što se uzima kao standard. Saharoza (disaharid) je pak 2 puta slađa od glukoze i 4-5 puta laktoze, što je gotovo neukusno.

Polisaharidi - škrob, glikogen, dekstrin, celuloza, itd. - su ugljikohidrati koji se hidroliziraju u različite molekule monosaharida, najčešće glukoze. Da bi se dobila formula polisaharida, potrebno je "oduzeti" molekulu vode iz molekule glukoze i napisati izraz s indeksom n: (C6H10O5) n, jer je to zbog odvajanja molekula vode u prirodi, a formiraju se polisaharidi.

Uloga ugljikohidrata u prirodi i njihova važnost za ljudski život je izuzetno velika. Nastale u biljnim stanicama kao rezultat fotosinteze, djeluju kao izvor energije za životinjske stanice. Prije svega to se odnosi na glukozu. Mnogi ugljikohidrati (škrob, glikogen, saharoza) obavljaju funkciju skladištenja, ulogu rezervata hranjivih tvari.

Kiseline RNA i DNA, koje uključuju neke ugljikohidrate (pentoza-riboza i deoksiriboza), obavljaju funkcije prijenosa genetske informacije. Celuloza - građevni materijal biljnih stanica - igra ulogu okvira za membrane ovih stanica. Drugi polisaharid, hitin, ima sličnu ulogu u stanicama nekih životinja: on formira vanjski kostur člankonožaca (rakova), insekata i paučnjaka.

Ugljikohidrati su na kraju izvor naše prehrane: konzumiramo žitarice koje sadrže škrob, ili ga hranimo životinjama, u tijelu od kojeg se škrob pretvara u bjelančevine i masti. Najhigijenija odjeća izrađena je od celuloze ili proizvoda na bazi: pamuka i lana, viskoznih vlakana, acetatne svile. Drvene kuće i namještaj građeni su od iste pulpe koja formira drvo.

Osnova izrade fotografskog i filmskog - sve ista pulpa. Knjige, novine, pisma i novčanice su svi proizvodi industrije celuloze i papira. Tako nam ugljikohidrati daju sve što je potrebno za život: hranu, odjeću, sklonište.

Treba naglasiti da je jedini oblik energije na Zemlji (uz nuklearnu energiju, naravno) energija Sunca, a jedini način da se akumulira da bi se osigurala vitalna aktivnost svih živih organizama je proces fotosinteze koji se odvija u stanicama živih biljaka i dovodi do sinteze ugljikohidrata iz vode i ugljičnog dioksida. Tijekom ove transformacije stvara se kisik, bez kojeg bi život na našoj planeti bio nemoguć.