Diszacharidok és poliszacharidok

• Hipoglikémia

A nem redukáló diszacharidok közé tartozik a szacharóz (répa vagy nádcukor). A cukornádban, cukorrépában (a szárazanyag 28% -áig), növényi gyümölcslevek és gyümölcsök között található. A szacharózmolekula a, D-glükopiranózból és β, D-fruktofuranózból épül fel.

A maltózzal ellentétben a monoszacharidok közötti glikozidkötést (1-2) mindkét molekula glikozid-hidroxiljai alkotják, azaz nincs szabad glikozid-hidroxil. Ennek eredményeként nincs szacharóz csökkentő képessége, nem ad egy "ezüst tükör" reakciót, ezért nem redukáló diszacharidoknak nevezik.

A szacharóz fehér kristályos anyag, édes ízű, jól oldódik vízben.

A hidroxilcsoportok szacharóz jellegzetes reakciói. Mint minden diszacharid, a szacharóz monoszacharidokká alakul savas vagy enzimatikus hidrolízissel.

A poliszacharidok nagy molekulatömegű anyagok. A poliszacharidokban a monoszacharidok maradékait glikozid-glikozikus kötések kötik. Ezért poliglikozidoknak tekinthetők. A monoszacharidok maradványai, amelyek a poliszacharid molekula részét képezik, ugyanazok lehetnek, de eltérhetnek egymástól; az első esetben ezek a homopoliszacharidok, a második heteropoliszacharidok.

A legfontosabb poliszacharidok a keményítő és a cellulóz (cellulóz). Ezek glükózmaradványokból épülnek fel. Ezen poliszacharidok általános képlete (C)₆H₁₀O₅)_n. A poliszacharid molekulák kialakításakor a glikozidok általában részt vesznek (a C₁ -atom) és az alkohol (a C₄-atom) hidroxil; (1–4) -glikozid képződik.

A keményítő az a, D-glükopiranóz egységből, amilózból (10-20%) és amilopektinből (80-90%) készített két poliszacharid keveréke. A fotoszintézis során a növényekben keményítő képződik, és gyökerekben, gumókban és vetőmagokban „tartalék” szénhidrát formájában kerül elhelyezésre. Például a rizsszemek, a búza, a rozs és más gabonafélék 60-80% keményítőt, burgonyagumót tartalmaznak - 15-20%. Az állatvilágban az ehhez kapcsolódó szerep a poliszacharid-glikogén, amelyet „elsősorban” a májban tárolnak.

A keményítő egy fehér por, amely finom szemekből áll, hideg vízben oldhatatlan. Ha keményítőt meleg vízzel kezelünk, akkor két frakciót izolálhatunk: meleg vízben oldódó és amilóz-poliszacharidból álló frakciót és egy olyan frakciót, amely csak meleg vízben duzzad, a poliszacharidból álló paszta és amilopektin képződésével.

Az amilóz lineáris szerkezetű, α, D-glükopiranóz maradékokat (1-4) -glikozid kötések kötnek össze. Az amilóz (és a keményítő általában) elemi sejtjeit a következőkben mutatjuk be:

Az amilopektin molekula hasonló módon van kialakítva, de elágazó láncai vannak, amelyek térbeli struktúrát hoznak létre. Az elágazási pontokon a monoszacharidok maradványait (1–6) glikozid kötések kötik össze. Az elágazási pontok között általában 20-25 glükózmaradék van:

A keményítő könnyen hidrolizálódik: kénsav jelenlétében melegítve, glükóz keletkezik:

A reakció körülményeitől függően a hidrolízist fokozatosan végezhetjük közbenső termékek képződésével:

Szénhidrát osztályozás - monoszacharidok, diszacharidok és poliszacharidok

Az emberi test teljes működéséhez szükséges szerves vegyületek egyik fajtája a szénhidrát.

Szerkezetük szerint több típusra oszlanak - monoszacharidok, diszacharidok és poliszacharidok. Meg kell kitalálni, hogy miért van szükségük rá, és milyen kémiai és fizikai tulajdonságaik vannak.

Szénhidrát osztályozás

A szénhidrátok szén-, hidrogén- és oxigéntartalmú vegyületek. Leggyakrabban természetes eredetűek, bár egyesek ipari jellegűek. Az élő szervezetek létfontosságú tevékenységében betöltött szerepük hatalmas.

Fő feladataik a következők:

1. Energy. Ezek a vegyületek a fő energiaforrás. A legtöbb szerv teljes mértékben képes a glükóz oxidációjának köszönhetően.
2. Szerkezetét. Szénhidrátok szükségesek a szervezet szinte minden sejtjének kialakításához. A cellulóz hordozóanyagként játszik szerepet, és a komplex típusú szénhidrátok a csontokban és a porcszövetben találhatók. A sejtmembrán egyik összetevője a hialuronsav. Szintén szénhidrát vegyületek szükségesek az enzimek előállításához.
3. Védő. Amikor a test működése során a szekréciós folyadékokat szekretáló mirigyek szükségesek a belső szervek kórokozó hatásának megóvásához. E folyadékok jelentős részét szénhidrátok képviselik.
4. Szabályozási. Ez a funkció a glükóz emberi testre gyakorolt ​​hatásában (a homeosztázis fenntartásában, az ozmotikus nyomás szabályozásában) és a rostokban (a gasztrointesztinális perisztaltikát befolyásolja) nyilvánul meg.
5. Különleges jellemzők. Ezek bizonyos szénhidrát-típusokra jellemzőek. Ilyen speciális funkciók: részvétel az idegimpulzusok átvitelének folyamatában, különböző vércsoportok kialakulása stb.

Az a tény, hogy a szénhidrátok funkciói meglehetősen változatosak, feltételezhető, hogy ezeknek a vegyületeknek a szerkezetük és jellemzőik tekintetében különböznek.

Ez igaz, és a fő besorolás az alábbi fajtákat tartalmazza:

1. A monoszacharidok. Ezek a legegyszerűbbek. A fennmaradó szénhidrátok a hidrolízis folyamatába lépnek, és kisebb részekre bomlanak. A monoszacharidoknak nincs ilyen képességük, a végtermék.
2. Diszacharidok. Egyes osztályozásokban oligoszacharidoknak nevezik őket. Két monoszacharid molekulát tartalmaznak. A hidrolízis során a diszacharidot osztják fel.
3. Oligoszacharidok. A vegyület összetétele 2-10 monoszacharid molekula.
4. Poliszacharidok. Ezek a vegyületek a legnagyobb fajta. Több mint 10 monoszacharid molekulát tartalmaznak.

Minden szénhidrát-típusnak saját jellemzői vannak. Figyelembe kell vennünk azokat, hogy megértsük, hogyan hatnak mindegyikük az emberi testre és mi az előnye.

monoszacharidok

Ezek a vegyületek a szénhidrátok legegyszerűbb formája. Az összetételükben egy molekula van, ezért a hidrolízis során nem kis tömbökre oszlanak. Monoszacharidok kombinálásakor diszacharidokat, oligoszacharidokat és poliszacharidokat képeznek.

Ezeket szilárd aggregáció és édes íz jellemzi. Képesek vízben oldódni. Alkoholokban is oldódhatnak (a reakció gyengébb, mint a vízzel). A monoszacharidok szinte nem reagálnak az éterekkel való keverésre.

Leggyakrabban természetes monoszacharidokat említenek. Ezek közül néhány ember étellel együtt fogyaszt. Ezek közé tartozik a glükóz, a fruktóz és a galaktóz.

Ezek olyan termékekben találhatók, mint:

• méz;
• csokoládé;
• gyümölcsök;
• bizonyos típusú borok;
• szirupok stb.

Az ilyen típusú szénhidrát fő funkciója az energia. Nem lehet azt mondani, hogy a szervezet nem tud nélkülük kezelni, de olyan tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek fontosak a szervezet teljes működéséhez, például az anyagcsere-folyamatokban való részvétel.

A szervezet gyorsabban szívja fel a monoszacharidokat, mint bármi, ami az emésztőrendszerben történik. A komplex szénhidrátok asszimilációjának folyamata, szemben az egyszerű vegyületekkel, nem olyan egyszerű. Először is, a komplex vegyületeket monoszacharidokká kell választani, csak azután, hogy abszorbeálódnak.

szőlőcukor

Ez az egyik leggyakoribb típusú monoszacharid. Fehér kristályos anyag, amely a fotoszintézis során vagy a hidrolízis során természetesen képződik. A vegyület képlete C6H12O6. Az anyag vízben jól oldódik, édes ízű.

A glükóz energiával biztosítja az izom- és agyszövetet. Lenyeléskor az anyag felszívódik, belép a véráramba és elterjed a testben. Az oxidáció az energia felszabadulásával jár. Ez az agy fő energiaforrása.

A glükóz hiányában a szervezetben hipoglikémia alakul ki, amely elsősorban az agyi struktúrák működését érinti. Ugyanakkor a vérben lévő túlzott mennyisége is veszélyes, mivel a cukorbetegség kialakulásához vezet. A nagy mennyiségű glükóz fogyasztásakor a testtömeg növelése is megkezdődik.

fruktóz

Ez a monoszacharidok számához tartozik, és nagyon hasonló a glükózhoz. A felszívódás lassabb ütemében eltér. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a masteringhez szükséges, hogy a fruktózt először glükózzá alakítsák át.

Ezért ez a vegyület nem veszélyes a cukorbetegek számára, mivel fogyasztása nem vezet a vérben lévő cukor mennyiségének drámai változásához. Ilyen diagnózis esetén azonban óvatosságra van szükség.

Ezt az anyagot bogyókból és gyümölcsökből, valamint mézből is nyerhetjük. Általában glükózzal kombinálva van. A kapcsolat fehér színű. Az íze édes, és ez a tulajdonság intenzívebb, mint a glükóz esetében.

Egyéb vegyületek

Vannak más monoszacharid vegyületek is. Lehetnek természetes és félkészek.

A galaktóz természetes. Az élelmiszerekben is megtalálható, de nem tiszta formában található. A galaktóz a laktóz hidrolízisének eredménye. Fő forrása a tej.

Más természetes monoszacharidok ribóz, deoxiribóz és mannóz.

Vannak olyan szénhidrátok is, amelyekhez ipari technológiákat alkalmaznak.

Ezek az anyagok is élelmiszerekben vannak, és belépnek az emberi testbe:

Mindegyik vegyületnek saját jellemzői és funkciói vannak.

Diszacharidok és azok felhasználása

A következő típusú szénhidrát vegyületek a diszacharidok. Komplex anyagnak minősülnek. A hidrolízis eredményeként két monoszacharid molekulát képeznek belőlük.

Az ilyen típusú szénhidrátok a következő tulajdonságokkal rendelkeznek:

• keménység;
• vízben való oldhatóság;
• gyenge oldhatóság a koncentrált alkoholokban;
• édes íz;
• szín - fehértől barnaig.

A diszacharidok főbb kémiai tulajdonságai a hidrolízis reakciók (glikozidkötések törése és monoszacharidok képződése) és kondenzáció (poliszacharidok képződnek).

Az ilyen vegyületek 2 típusa van:

1. Csökkentése. Jellemzőjük a szabad hemiacetális hidroxilcsoport jelenléte. Ennek köszönhetően az ilyen anyagok csökkentő tulajdonságokkal rendelkeznek. Ez a szénhidrát-csoport magában foglalja a cellobiózt, a maltózt és a laktózt.
2. Nem csökken. Ezek a vegyületek nem rendelkeznek redukciós potenciállal, mivel nincsenek hemiacetális hidroxilcsoportok. Az ilyen típusú leghíresebb anyagok a szacharóz és a trehalóz.

Ezek a vegyületek a természetben széles körben eloszlanak. Ezek szabad formában és más vegyületek részeként is megtalálhatók. A diszacharidok energiaforrást jelentenek, mivel a hidrolízis glükózt termel.

A laktóz nagyon fontos a gyermekek számára, mert ez a baba étel fő összetevője. Az ilyen típusú szénhidrátok egy másik funkciója a szerkezeti, mivel ezek a cellulóz részei, amelyek a növényi sejtek képződéséhez szükségesek.

A poliszacharidok jellemzői és jellemzői

A szénhidrátok egy másik típusa a poliszacharidok. Ez a legösszetettebb típusú vegyület. Ezek nagyszámú monoszacharidból állnak (fő összetevőjük a glükóz). A gyomor-bélrendszerben a poliszacharidokat nem emésztjük - előzőleg hasítják őket.

Ezen anyagok jellemzői a következők:

• oldhatatlanság (vagy rossz oldhatóság) vízben;
• sárgás színű (vagy színtelen);
• nincs szaga;
• szinte minden íztelen (néhány édes ízű).

Ezeknek az anyagoknak a kémiai tulajdonságai közé tartozik a hidrolízis, amelyet katalizátorok hatására végeznek. A reakció eredménye a vegyület bomlása szerkezeti elemekké - monoszacharidok.

Egy másik tulajdonság a származékok képződése. A poliszacharidok savakkal reagálhatnak.

Az ilyen folyamatok során keletkezett termékek nagyon különbözőek. Ezek acetátok, szulfátok, észterek, foszfátok stb.

Oktatási videóanyag a szénhidrátok funkcióiról és osztályozásáról:

Ezek az anyagok fontosak a test egészének és a sejtek különálló működéséhez. Energiaellátással ellátják a testet, részt vesznek a sejtek kialakulásában, védik a belső szerveket a károsodástól és a káros hatásoktól. Ők is szerepet töltenek be tartalékanyagként, amelyet az állatok és növények nehéz időszakban igényelnek.

3.8.3. Szénhidrátok (monoszacharidok, diszacharidok, poliszacharidok).

Szénhidrátok - szerves anyagok, amelyek leggyakrabban természetes eredetűek, kizárólag szénből, hidrogénből és oxigénből állnak.

A szénhidrátok nagy szerepet játszanak minden élő szervezet életében.

A szerves vegyületek e osztálya megnevezett, mert az emberek által tanulmányozott első szénhidrátok általános képlete a C_x(H₂O)_y. Ie feltételesen szén- és vízvegyületeknek tekintették. Később azonban kiderült, hogy egyes szénhidrátok összetétele eltér ettől a képlettől. Például egy szénhidrát, például a dezoxiribóz a C képlettel rendelkezik₅H₁₀Oh₄. Ugyanakkor vannak olyan vegyületek, amelyek formálisan megfelelnek a C képletnek_x(H₂O)_y, azonban nem kapcsolódik szénhidrátokhoz, például formaldehidhez (CH₂O) és ecetsav (C₂H₄Oh₂).

Azonban a „szénhidrátok” kifejezés történetileg a vegyületek ebbe a csoportjába került, ezért a korunkban széles körben használatos.

Szénhidrát osztályozás

Attól függően, hogy a szénhidrátok hidrolízissel szétoszthatók-e más, alacsonyabb molekulatömegű szénhidrátokba, ezek egyszerű (monoszacharidok) és komplex (diszacharidok, oligoszacharidok, poliszacharidok) között vannak felosztva.

Könnyű kitalálni az egyszerű szénhidrátokból, azaz a monoszacharidokat nem lehet hidrolizálni, hogy még alacsonyabb molekulatömegű szénhidrátokat kapjunk.

Egyetlen diszacharid molekula hidrolízise során két monoszacharid molekulát képeznek, és egyetlen poliszacharid egyetlen molekulájának teljes hidrolízisével sok monoszacharid molekulát kapunk.

A monoszacharidok kémiai tulajdonságai a glükóz és a fruktóz esetében

A leggyakoribb monoszacharidok a glükóz és a fruktóz, amelyek a következő szerkezeti képletekkel rendelkeznek:

Mint látható, a glükózmolekulában és a fruktózmolekulában mindegyikben 5 hidroxilcsoport található, és ezért ezek a poliaktikus alkoholok lehetnek.

A glükózmolekula egy aldehidcsoportot tartalmaz, azaz valójában a glükóz egy többértékű aldehid-alkohol.

A fruktóz esetében egy ketoncsoport található a molekulájában, vagyis a molekulákban a molekulákban található. A fruktóz egy többértékű ketoalkohol.

A glükóz és a fruktóz karbonilvegyületek kémiai tulajdonságai

Valamennyi monoszacharid katalizátor jelenlétében hidrogénnel reagálhat. Ebben az esetben a karbonilcsoport alkoholos hidroxilcsoportra redukálódik. Így különösen a glükóz hidrogénezésével az iparban mesterséges édesítőszer - hexánsav-szorbitot kapunk:

A glükózmolekula aldehidcsoportot tartalmaz, és ezért logikus feltételezni, hogy vizes oldatai minőségi reakciókat adnak az aldehidekre. Valójában, amikor a frissen kicsapódott réz (II) -hidroxid glükóz vizes oldatát melegítjük, mint bármely más aldehid esetében, réz (I) -oxid csapadék válik ki a tégla-vörös csapadékból. Ugyanakkor a glükóz aldehidcsoportja karboxil-glükonsavvá oxidálódik:

Emellett a glükóz belép az ezüst-oxid ammóniaoldat hatására az ezüst tükör reakciójába. A korábbi reakciótól eltérően azonban a glükonsav helyett sója képződik - az ammónium-glükonát oldott ammónia van jelen az oldatban:

A fruktóz és más monoszacharidok, amelyek poliacatikus ketospiritek, nem lépnek kvalitatív reakcióba az aldehidekre.

A glükóz és a fruktóz kémiai tulajdonságai többértékű alkoholokként

Mivel a monoszacharidok, beleértve a glükózt és a fruktózt, a molekulák összetételében több hidroxilcsoportot tartalmaznak. Mindegyikük minőségi reakciót ad a többértékű alkoholokhoz. Különösen a frissen kicsapódott réz (II) -hidroxid oldódik a monoszacharidok vizes oldatában. Ebben az esetben a kék Cu (OH) csapadék helyett₂ a komplex rézvegyületek sötétkék oldatát képezik.

Glükóz fermentációs reakciók

Alkohol erjesztése

Egyes glükóz enzimek hatására a glükóz etil-alkoholgá és szén-dioxiddá alakul:

Tejsav fermentáció

Az alkoholtartalmú fermentáció mellett még sok más is van. Például a tejsavas erjedés, amely a tej, a pácoló káposzta és az uborka savanyítása során következik be:

A vizes oldatokban lévő monoszacharidok jellemzői

A monoszacharidok vizes oldatban vannak három formában - két ciklikus (alfa és béta) és egy nem ciklikus (normál). Például glükózoldatban a következő egyensúly áll fenn:

Mint látható, ciklikus formában nincs aldehidcsoport, mivel részt vesz egy ciklus kialakításában. Alapján új hidroxilcsoport keletkezik, amelyet acetál-hidroxilnak nevezünk. A ciklikus és nem-ciklikus formák közötti hasonló átmenetek minden más monoszacharid esetében megfigyelhetők.

Diszacharidok. Kémiai tulajdonságok

A diszacharidok általános leírása

A diszacharidok szénhidrátok, amelyek molekulái két monoszacharid maradékból állnak, amelyek két hemiacetál hidroxil kondenzációjával vannak összekapcsolva, vagy egy alkoholos hidroxil és egy hemiacetál. A monoszacharidok maradékai között ily módon kialakult kötéseket glükozidnak nevezzük. A legtöbb diszacharid képlete C-ként írható₁₂H₂₂O₁₁.

A leggyakoribb diszacharid az ismerős cukor, a szacharóznak nevezett vegyészek. Ennek a szénhidrátnak a molekuláját egy glükóz molekula és egy fruktóz molekula ciklikus maradékai alkotják. A diszacharid maradékok közötti összefüggés ebben az esetben a két hemiacetál hidroxilből való víz eltávolításából ered:

Mivel a monoszacharidmaradékok közötti kötés két acetál-hidroxil kondenzációja során keletkezik, a cukormolekula nem nyitható meg a ciklusok bármelyikét, azaz a cukor-molekulát nem lehet megnyitni. nincs átmenet a karbonil formára. Ebben a tekintetben a szacharóz nem képes minőségi reakciókat adni az aldehidekre.

Az ilyen típusú diszacharidokat, amelyek nem adnak kvalitatív reakciókat az aldehidekre, nem redukáló cukroknak nevezik.

Vannak azonban diszacharidok, amelyek minőségi reakciókat adnak az aldehid-csoportra. Ez a helyzet akkor lehetséges, ha a kiindulási monoszacharidok egyik aldehidcsoportjából származó fél-acetál-hidroxil marad a diszacharid molekulában.

Közelebbről, a maltóz reakcióba lép az ezüst-oxid ammóniaoldattal, valamint réz (II) -hidroxiddal, mint az aldehidek. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy vizes oldatában a következő egyensúly van:

Amint látható, vizes oldatokban a maltóz két formában létezik - két ciklus a molekulában és egy ciklus a molekulában és egy aldehidcsoport. Ezért a szacharózzal ellentétben a maltóz minőségi reakciót ad az aldehidekre.

Diszacharid-hidrolízis

Minden diszacharid képes a savak által katalizált hidrolízis reakcióba, valamint különböző enzimekbe. Egy ilyen reakció során két monoszacharid molekulát képeznek a kiindulási diszacharid egyik molekulájából, amelyek lehetnek azonosak vagy különbözőek, a kiindulási monoszacharid összetételétől függően.

Például a szacharóz hidrolízise egyenlő mennyiségű glükóz és fruktóz képződéséhez vezet:

A maltóz hidrolízise során csak glükóz keletkezik:

Diszacharidok többértékű alkoholokként

A diszacharidok, amelyek poliametikus alkoholok, megfelelő minőségi reakciót eredményeznek réz (II) -hidroxiddal, azaz a (II) általános képletű vegyületekkel. a vizes oldat hozzáadásával frissen kicsapódott réz (II) -hidroxid vízben nem oldódó, Cu (OH) csapadékhoz.₂ feloldódik, hogy sötétkék oldatot képezzen.

Poliszacharidok. Keményítő és cellulóz

A poliszacharidok olyan komplex szénhidrátok, amelyek molekulái nagyszámú glikozidkötések által összekapcsolt monoszacharidmaradékból állnak.

A poliszacharidok egy másik meghatározása:

A poliszacharidokat komplex szénhidrátoknak nevezik, amelyek molekulái a teljes hidrolízis során nagyszámú monoszacharid molekulát képeznek.

Általában a poliszacharid-képlet (C₆H₁₁O₅)_n.

Keményítő - olyan anyag, amely fehér amorf por, oldhatatlan a hideg vízben, és melegen részben oldódik kolloid oldattal, amelyet a mindennapi életben a keményítő paszta nevez.

A keményítő a szén-dioxidból és a vízből képződik a fotoszintézis folyamatában a növények zöld részében a napfény hatására. A keményítőt a burgonyagumók, a búza, a rizs és a kukorica magjainak legnagyobb mennyisége tartalmazza. Ebből kifolyólag ezek a keményítőforrások az ipari termelés alapanyaga.

A cellulóz tiszta anyag, amely fehér por, hideg vagy meleg vízben nem oldódik. A keményítőtől eltérően a cellulóz nem képez pasztát. Szinte tiszta pépet tartalmaz szűrőpapírból, pamutból, nyárfa bolyhából. Mind a keményítő, mind a cellulóz növényi eredetű termékek. A növényi életben betöltött szerepük azonban más. A cellulóz főként építőanyag, különösen a növényi sejtek héjait képezi. Ezzel szemben a keményítő elsősorban tárolási, energiafüggvény.

A keményítő és a cellulóz kémiai tulajdonságai

égő

Valamennyi poliszacharid, beleértve a keményítőt és a cellulózot, oxigénben teljesen égve szén-dioxidot és vizet képez: t

Glükóz képződés

Mind a keményítő, mind a cellulóz teljes hidrolízisével azonos monoszacharid képződik - glükóz:

Keményítő minőségű reakció

Amikor a jód a keményítőre hat, kék festés jelenik meg. Fűtéskor a kék szín eltűnik, ismét lehűl, ha lehűlt.
Ha a cellulóz, különösen a fa száraz desztillációja részleges bomlását okozza, ilyen kis molekulatömegű termékek, például metil-alkohol, ecetsav, aceton stb.

Mivel mind a keményítőmolekulákban, mind a cellulózmolekulákban alkoholos hidroxilcsoportok vannak, ezek a vegyületek képesek mind szerves, mind szervetlen savakkal észterezési reakciókra:

Szénhidrátok: monoszacharidok, diszacharidok és poliszacharidok

Cukorbetegségű szénhidrátok

Jellemző funkcionális csoportok jelenléte szerint, kivéve az összes szacharid részét képező poliametikus (hidroxil) csoportokat, megkülönböztetjük az aldózokat - amelyekben aldehidcsoportok és ketózok vannak - ketoncsoportokkal.

További információ a szénhidrátok különböző típusairól az alábbi témakörökben gyűjtött cikkekben olvasható.

Szénhidrátok: monoszacharidok, diszacharidok, poliszacharidok

Szénhidrátok - szerves anyagok, amelyek leggyakrabban természetes eredetűek, kizárólag szénből, hidrogénből és oxigénből állnak. A szénhidrátok nagy szerepet játszanak minden élő szervezet életében. A szerves vegyületek e osztálya a nevét kapta, mert az emberek által tanulmányozott első szénhidrátok általános képlete a Cx (H2O) y.

Ie feltételesen szén- és vízvegyületeknek tekintették. Később azonban kiderült, hogy egyes szénhidrátok összetétele eltér ettől a képlettől. Például egy szénhidrát, mint például a dezoxiribóz a C5H10O4 képlettel rendelkezik. Ugyanakkor vannak olyan vegyületek, amelyek formálisan megfelelnek a Cx (H2O) y képletnek, de nem kapcsolódnak szénhidrátokhoz, például formaldehidhez (CH20) és ecetsavhoz (C2H4O2).

Azonban a „szénhidrátok” kifejezés történetileg a vegyületek ebbe a csoportjába került, ezért a korunkban széles körben használatos.

Szénhidrát osztályozás

Attól függően, hogy a szénhidrátok hidrolízissel szétoszthatók-e más, alacsonyabb molekulatömegű szénhidrátokba, ezek egyszerű (monoszacharidok) és komplex (diszacharidok, oligoszacharidok, poliszacharidok) között vannak felosztva. Könnyű kitalálni az egyszerű szénhidrátokból, azaz a monoszacharidokat nem lehet hidrolizálni, hogy még alacsonyabb molekulatömegű szénhidrátokat kapjunk.

Egyetlen diszacharid molekula hidrolízise során két monoszacharid molekulát képeznek, és egyetlen poliszacharid egyetlen molekulájának teljes hidrolízisével sok monoszacharid molekulát kapunk.

A monoszacharidok kémiai tulajdonságai a glükóz és a fruktóz esetében

Mint látható, a glükózmolekulában és a fruktózmolekulában mindegyikben 5 hidroxilcsoport található, és ezért ezek a poliaktikus alkoholok lehetnek. A glükózmolekula egy aldehidcsoportot tartalmaz, azaz valójában a glükóz egy többértékű aldehid-alkohol. A fruktóz esetében egy ketoncsoport található a molekulájában, vagyis a molekulákban a molekulákban található. A fruktóz egy többértékű ketoalkohol.

A glükóz és a fruktóz karbonilvegyületek kémiai tulajdonságai

Valamennyi monoszacharid katalizátor jelenlétében hidrogénnel reagálhat. Ebben az esetben a karbonilcsoport alkoholos hidroxilcsoportra redukálódik. A glükózmolekula aldehidcsoportot tartalmaz, és ezért logikus feltételezni, hogy vizes oldatai minőségi reakciókat adnak az aldehidekre.

A korábbi reakciótól eltérően azonban a glükonsav helyett sója képződik - az ammónium-glükonát oldott ammónia van jelen az oldatban. A fruktóz és más monoszacharidok, amelyek poliacatikus ketospiritek, nem lépnek kvalitatív reakcióba az aldehidekre.

A glükóz és a fruktóz kémiai tulajdonságai többértékű alkoholokként

Mivel a monoszacharidok, beleértve a glükózt és a fruktózt, a molekulák összetételében több hidroxilcsoportot tartalmaznak. Mindegyikük minőségi reakciót ad a többértékű alkoholokhoz. Különösen a frissen kicsapódott réz (II) -hidroxid oldódik a monoszacharidok vizes oldatában. Ebben az esetben a Cu (OH) 2 kék csapadék helyett összetett rézvegyületek sötétkék oldatát képezzük.

Diszacharidok. Kémiai tulajdonságok

A diszacharidok szénhidrátok, amelyek molekulái két monoszacharid maradékból állnak, amelyek két hemiacetál hidroxil kondenzációjával vannak összekapcsolva, vagy egy alkoholos hidroxil és egy hemiacetál. A monoszacharidok maradékai között ily módon kialakult kötéseket glükozidnak nevezzük. A legtöbb diszacharid képlete C12H22O11-ként írható.

A leggyakoribb diszacharid az ismerős cukor, a szacharóznak nevezett vegyészek. Ennek a szénhidrátnak a molekuláját egy glükóz molekula és egy fruktóz molekula ciklikus maradékai alkotják. A diszacharidcsoportok közötti kapcsolat ebben az esetben a víz két hemiacetális hidroxilből való eltávolításával valósítható meg.

Mivel a monoszacharidmaradékok közötti kötés két acetál-hidroxil kondenzációja során keletkezik, a cukormolekula nem nyitható meg a ciklusok bármelyikét, azaz a cukor-molekulát nem lehet megnyitni. nincs átmenet a karbonil formára. Ebben a tekintetben a szacharóz nem képes minőségi reakciókat adni az aldehidekre.

Az ilyen típusú diszacharidokat, amelyek nem adnak kvalitatív reakciókat az aldehidekre, nem redukáló cukroknak nevezik. Vannak azonban diszacharidok, amelyek minőségi reakciókat adnak az aldehid-csoportra. Ez a helyzet akkor lehetséges, ha a kiindulási monoszacharidok egyik aldehidcsoportjából származó fél-acetál-hidroxil marad a diszacharid molekulában.

Közelebbről, a maltóz reakcióba lép az ezüst-oxid ammóniaoldattal, valamint réz (II) -hidroxiddal, mint az aldehidek.

Diszacharidok többértékű alkoholokként

A diszacharidok, amelyek poliametikus alkoholok, megfelelő minőségi reakciót eredményeznek réz (II) -hidroxiddal, azaz a (II) általános képletű vegyületekkel. amikor a vizes oldatot frissen kicsapott réz (II) -hidroxidhoz adjuk, a vízben oldhatatlan Cu (OH) 2 csapadék feloldódik, hogy sötétkék oldatot kapjon.

Poliszacharidok. Keményítő és cellulóz

A poliszacharidok olyan komplex szénhidrátok, amelyek molekulái nagyszámú glikozidkötések által összekapcsolt monoszacharidmaradékból állnak. A poliszacharidok egy másik meghatározása is van. A poliszacharidokat komplex szénhidrátoknak nevezik, amelyek molekulái a teljes hidrolízis során nagyszámú monoszacharid molekulát képeznek.

A keményítő a szén-dioxidból és a vízből képződik a fotoszintézis folyamatában a növények zöld részében a napfény hatására. A keményítőt a burgonyagumók, a búza, a rizs és a kukorica magjainak legnagyobb mennyisége tartalmazza. Ebből kifolyólag ezek a keményítőforrások az ipari termelés alapanyaga.

A cellulóz tiszta anyag, amely fehér por, hideg vagy meleg vízben nem oldódik. A keményítőtől eltérően a cellulóz nem képez pasztát. Szinte tiszta pépet tartalmaz szűrőpapírból, pamutból, nyárfa bolyhából.

Mind a keményítő, mind a cellulóz növényi eredetű termékek. A növényi életben betöltött szerepük azonban más. A cellulóz főként építőanyag, különösen a növényi sejtek héjait képezi. Ezzel szemben a keményítő elsősorban tárolási, energiafüggvény.

A szénhidrátok típusai

Három fő típusú szénhidrát van:

• Egyszerű (gyors) szénhidrátok vagy cukrok: mono- és diszacharidok
• Komplex (lassú) szénhidrátok: oligo- és poliszacharidok
• A nem feltárható vagy rostos szénhidrátok diétás rostként vannak meghatározva.

Sahara

Kétféle cukor van:

• monoszacharidok - a monoszacharidok egy cukorcsoportot, például glükózt, fruktózt vagy galaktózt tartalmaznak.
• A diszacharidok - diszacharidok két monoszacharid maradványaiból képződnek, és különösen szacharóz (szokásos asztali cukor) és laktóz képviselik.

Komplex szénhidrátok

A poliszacharidok olyan szénhidrátok, amelyek három vagy több egyszerű szénhidrát molekulát tartalmaznak. Az ilyen típusú szénhidrátok közé tartoznak különösen a dextrinek, keményítők, glikogének és cellulóz. A poliszacharidok forrásai a gabonafélék, hüvelyesek, burgonya és más zöldségek.

Szénhidrátok, monoszacharidok, poliszacharidok, maltóz, glükóz, fruktóz

szénhidrátok

A szénhidrátok olyan szerves vegyületek széles csoportja, amelyek nagy szerepet játszanak a test működésében. A szénhidrátok főként a növényi világban oszlanak meg. Az emberi test napi 400-500 g szénhidrátot igényel (beleértve legalább 80 g cukrot). Ezek fontos energiaforrás.

Ezek az anyagok szénből, hidrogénből és oxigénből állnak. Ezenkívül az utolsó két elem aránya megegyezik a vízben, azaz két hidrogénatomnál egy oxigénatom van. Így a szénhidrátok szénből és vízből épülnek fel, így a nevük. A szénhidrátokat monoszacharidokra (pl. Glükóz) és poliszacharidokra osztják.

A poliszacharidok viszont kis molekulatömegűek, vagy oligoszacharidok (képviselőik cukorrépa-cukor) és nagy molekulatömegűek, például összeomlása - kicsi és cellulóz. A poliszacharid-molekulák a monoszacharid-molekulák maradványaiból épülnek fel, és a hidrolízis során egyszerűbb szénhidrátokra oszlanak.

monoszacharidok

A monoszacharidok, a glükóz, a fruktóz, a galaktóz, stb. Közül a legnagyobb érték az emberi test számára, mindegyik kristályos anyag, amely vízben oldódik. A szabad állapotban lévő glükóz gyakori sok növény gyümölcsében. A kötött állapotban a növényekben poliszacharidok (szacharóz, maltóz, keményítő, dextrin, cellulóz stb.) Formájában találhatók. Az iparban a glükózt keményítőből állítják elő.

A vízmentes glükóz 146 ° C hőmérsékleten olvad, vízben jól oldódik, a glükóz körülbelül 2-szer kevésbé édes, mint a szacharóz. Erős oxidálószerek hatására glükózon képződik cukorsav. A visszanyeréskor hexahidol-szorbitba kerül.

Az egyenlő mennyiségű fruktóz és glükóz keveréke a méz fő része (80%). A fruktóz sokkal édesebb, mint a szacharóz, a nádcukor és az inulin (poliszacharid) része. A cukrászati ​​iparban a fruktózt kevés formában használják tiszta formában, de szinte minden cukrászda összetevője, mivel az inverz szirup része.

A galaktóz a tejcukor (laktóz) része, amelyből hidrolízissel nyerik. Tiszta formában a galaktóz édes ízű kristályos anyag, amely 165 ° C hőmérsékleten olvad, és jól oldódik vízben. A tésztában a tejcukor szerves részét képezi. A monoszacharidok jellemző tulajdonsága, hogy az élesztő és az etil-alkohol (és a szén-dioxid CO2) hatására fermentálnak.

poliszacharidok

Ez egy szénhidrátcsoport, amelynek molekulái víz hozzáadásával monoszacharidokba vannak osztva. Az alacsony molekulatömegű poliszacharidok többnyire jól kristályosodnak, vízben oldódnak, édes ízük van. Ezek közül a legegyszerűbb a diszacharidok.

A diszacharidok közé tartozik a cukorrépa-cukor (szacharóz), malátacukor (maltóz), tejcukor (laktóz) stb. A szacharóz a növényi világban széles körben elterjedt. A cukorrépa és a cukornád gyümölcsléjében a tartalom elérte a 25% -ot. Ezekből a növényekből szacharózt kapunk cukor formájában.

A málta nem található szabad formában, malátában, csírázott és őrölt gabonafélékből származó termékben található. A hidrolízis során a maltóz két glükózmolekulává bomlik. Az iparban a maltozt enzimekkel és savakkal keményítő-szacharizálással állítják elő. A maltóz olvadáspontja 108 ° C. A maltoze számos édesipari termék része a melasz részeként.

A tejben (4-5%) laktóz (tejcukor) található. A tejsavbaktériumok ezt a cukrot tejsavvá fermentálják. A tej összetevőjeként a tejjel tartalmazó édesipari termékek közé tartozik a laktóz. Ha laktózoldatokat melegítünk, akkor lebomlik és növeli az oldat színét.

Az alacsony molekulatömegű poliszacharidok különböző mértékű édességgel rendelkeznek. Az édesség mértékét organoleptikusan határozzuk meg. Ha a szacharóz édességét 100 egységként vesszük, akkor más cukrok édességét a következő értékekkel fejezhetjük ki: fruktóz - 173, glükóz - 74, maltóz és galaktóz - 32, laktóz - 16.

Következésképpen ezek közül a legédesebb cukor a fruktóz, a legkevésbé a laktóz. A nagy molekulatömegű poliszacharidok széles körben eloszlanak a növényi szervezetekben. Némelyikük, például keményítő, inulin, glikogén, tartalék tápanyagok, mások, például cellulóz, képezik a növények csontvázát.

A poliszacharidok közé tartoznak a pektikus anyagok is. Az összes poliszacharid közös jellemzője, hogy nagy molekulatömegű vegyületek. A keményítő felhalmozódik tárolóanyagként a magokban, gumókban, izzókban és néha a növények szárában és leveleiben. Amilopektinből és amilózból áll. Az amilopektin pasztát ad, amilóz kolloid oldatot képez.

Víz hozzáadásával a keményítő fokozatosan egyszerűbb szénhidrátokba bontható. Először oldódó keményítővé válik (forró vízben oldódik, paszta képződése nélkül), majd dextrinekre - szilárd anyagokra, oldható inputra bomlik.

A cukrászati ​​iparban a keményítő nemcsak a cukrászda része, hanem széles körben használatos segédanyagként a cukorkák öntésekor. Glikogén található az állatok és az emberek májjában és különböző szövetében tartalékanyag formájában, ezért néha állati keményítőnek nevezik.

Az inulin számos növényi gumókban található. Könnyen oldódik vízben, kolloid oldatokat képezve. Ha az inulin sav vagy enzimatikus hidrolízise teljesen fruktózvá alakul. A cellulóz vagy a cellulóz a növényi sejtek membránjának fő összetevője.

A nagy mennyiségű pektikus anyag néhány növény (egres, eper, alma) gyümölcsében található. A pektikus anyagok a poligalakturonsav kalcium- és magnéziumsói; ezek protopektinre és pektinre vannak osztva.

A propektint főleg a sejtfalakba helyezik el, és a gyümölcsök és zöldségek érlelési folyamatában oldódó pektinré válnak, ami magyarázza a szövetek lágyulását. A pektikus anyagok jelenléte miatt a forrásig melegített, majd lehűtött cukor gyümölcs szirupok képesek zselatikus tömegek kialakítására. Ezt a pektikus anyagok tulajdonságát a lekvár, a zselé, a mályvacukrot gyártják.

Szénhidrátok: az élelmiszer típusai, előnyei és tartalma

A modern élet üteme, amelyben sajnos nincs elegendő idő sem a megfelelő pihenésre, sem a racionális táplálkozásra, érezte magát a szervezet munkájának zavarai. De jön egy idő, amikor a „fegyveres versenyben” még mindig figyelmet fordítunk az állandó fáradtságra, apátiara, rossz hangulatra. És ez csak a jéghegy csúcsa.

És az ilyen „csodálatos átalakulások” oka gyakran a rossz étrendben rejlik, nevezetesen a szénhidráthiányban. Hogy hogyan kell kitölteni ezt a hiányt, és pontosan mi a szénhidrát, és beszéljünk tovább.

Mit kell tudni a szénhidrátokról?

A szénhidrátok a szervezet fő energiaszolgáltatói: az energia 50-60% -át biztosítják a testnek. Agyunk különösen szénhidrátokat igényel. Fontos továbbá, hogy a szénhidrátok az enzimek és nukleinsavak képződésében részt vevő egyes aminosavak molekuláinak szerves részét képezik.

A szénhidrátok két csoportra oszthatók:

• komplex (vagy komplex) - természetes termékekben lévő poliszacharidok;
• egyszerű (könnyen emészthetőnek is nevezik) - monoszacharidok és diszacharidok, valamint a tejben jelen lévő izolált szénhidrátok, egyes gyümölcsök és termékek, amelyek kémiai feldolgozáson mentek keresztül (ezen kívül a csoport szénhidrátjai finomított cukor, valamint édességek).

Meg kell mondani, hogy az emberi test egésze és az agy különösen nagyrészt hasznos összetett szénhidrátok, amelyek fehérjetermékekből származnak. Az ilyen szénhidrátok hosszú molekuláris láncokkal rendelkeznek, így asszimilációjuk során sokáig tart. Ennek eredményeként a szénhidrátok nem lépnek be nagy mennyiségben a vérbe, ezáltal kiküszöbölik az inzulin erős felszabadulását, ami a vércukor koncentrációjának csökkenéséhez vezet.

Háromféle szénhidrát létezik:

• monoszacharidok;
• diszacharidok;
• poliszacharidok.

A fő monoszacharidok a glükóz és a fruktóz, amely egy molekulából áll, így ezek a szénhidrátok gyorsan megoszlanak, azonnal belépnek a vérbe. Az agysejteket glükóz okozta energiával „táplálják”: például az agyhoz szükséges napi glükózszint 150 g, ami az élelmiszerből napi egy adott szénhidrát teljes mennyiségének egynegyede.

Az egyszerű szénhidrátok sajátossága az, hogy nem könnyen átalakítható zsírokká, gyorsan feldolgozhatóak, míg a komplex szénhidrátok (ha túlzottan fogyasztanak) zsírként tárolhatók a szervezetben. A monoszacharidok nagy mennyiségben vannak jelen sok gyümölcsben és zöldségben, valamint mézben.

Ezeket a szénhidrátokat, amelyek magukban foglalják a szacharózt, a laktózt és a maltózt, nem nevezhetjük komplexnek, mivel ezek összetétele két monoszacharid maradékot tartalmaz. A diszacharidok emésztése hosszabb időt vesz igénybe, mint a monoszacharidok.

Fontos a friss zöldségek és gyümölcsök, hüvelyesek, diófélék, sajt fogyasztásának növelése. A diszacharidok tejtermékekben, tésztákban és finomított cukrot tartalmazó termékekben vannak jelen. A poliszacharid molekulák több tucat, több száz és néha ezer monoszacharidot tartalmaznak.

A poliszacharidok (nevezetesen keményítő, rost, cellulóz, pektin, inulin, kitin és glikogén) két okból a legfontosabbak az emberi test számára:

• hosszú ideig emésztik és felszívódnak (az egyszerű szénhidrátokkal szemben);
• tartalmaz sok tápanyagot, beleértve a vitaminokat, ásványi anyagokat és fehérjéket.

Sok poliszacharid van jelen a növényi szálakban, aminek következtében egyetlen táplálékbevitel, amelynek alapja a nyers vagy főtt zöldség, szinte teljes mértékben kielégítheti a szervezet napi adagját olyan anyagokban, amelyek energiaforrások.

A poliszacharidoknak köszönhetően először is megmarad a szükséges cukorszint, másrészt az agy rendelkezésére áll a szükséges táplálkozás, amelyet a figyelem fokozott koncentrációja, a jobb memória és a fokozott mentális aktivitás jelez. A poliszacharidokat zöldségekben, gyümölcsökben, szemekben, húsokban és állati májban találjuk.

Szénhidrát előnyei:

1. A gasztrointesztinális motilitás stimulálása.
2. Mérgező anyagok és koleszterin felszívódása és kiválasztása.
3. Optimális körülmények biztosítása a normális bél mikroflóra működéséhez.
4. Az immunitás erősítése.
5. Az anyagcsere normalizálása.
6. A máj teljes működésének biztosítása.
7. Folyamatos cukorellátás biztosítása a vérben.
8. A gyomorban és a belekben lévő tumorok kialakulásának megelőzése.
9. Vitaminok és ásványi anyagok feltöltése.
10. Energiaellátás az agynak, valamint a központi idegrendszernek.
11. Az „öröm hormonok” -nak nevezett endorfinok termelésének előmozdítása.
12. A premenstruációs szindróma enyhülése.

Napi szénhidrátigény

A szénhidrátok szükségessége közvetlenül függ a szellemi és fizikai terhelés intenzitásától, átlagosan 300-500 g / nap, amelyből legalább 20 százaléknak könnyen emészthető szénhidrátnak kell lennie. Az idősebb embereknek napi étrendjükben nem lehet több, mint 300 gramm szénhidrátot, míg a könnyen emészthetőek száma 15 és 20 százalék között változhat.

Az elhízással és más betegségekkel kapcsolatban szükség van a szénhidrátok mennyiségének korlátozására, és ezt fokozatosan kell elvégezni, ami lehetővé teszi a szervezet számára, hogy gond nélkül alkalmazkodjon a megváltozott anyagcseréhez. Javasoljuk, hogy a korlátozást 200-ról 250 g-ra indítsa el a hét folyamán, majd az élelmiszerrel ellátott szénhidrátok mennyisége naponta 100 g-ra emelkedik.

A szénhidrát-bevitel hosszú ideig tartó éles csökkenése (valamint a táplálkozás hiánya) a következő rendellenességek kialakulásához vezet:

• alacsonyabb vércukorszint;
• a szellemi és fizikai aktivitás jelentős csökkenése;
• gyengeség;
• fogyás;
• az anyagcsere-folyamatok megszakítása;
• állandó álmosság;
• szédülés;
• fejfájás;
• székrekedés;
• vastagbélrák kialakulása;
• kéz remegés;
• Az éhségérzetet.

Ezek a jelenségek eltűnnek a cukor vagy más édes ételek fogyasztása után, de az ilyen termékek bevitelét meg kell adni, ami megakadályozza a szervezet számára, hogy extra fontot szerezzen. Az étrendben a cukor növekedéséhez hozzájáruló szénhidrátok (különösen könnyen emészthető) feleslege is káros a szervezetre, aminek következtében bizonyos szénhidrátokat nem használnak, zsírt képeznek, ami ateroszklerózis, szív- és érrendszeri betegségek, duzzanat, cukorbetegség, elhízás és kariesz kialakulásához vezet.

Milyen élelmiszerek tartalmaznak szénhidrátokat?

Az alábbi szénhidrátok listájából mindenki képes lesz igen változatos étrendet készíteni (mivel ez nem teljes listája a szénhidrátokat tartalmazó termékeknek). A szénhidrátok az alábbi termékekben találhatók:

• gabonafélék;
• alma;
• hüvelyesek;
• banán;
• különböző fajtájú káposzta;
• teljes kiőrlésű gabonafélék;
• kocsmák;
• sárgarépa;
• zeller;
• kukorica;
• uborka;
• szárított gyümölcsök;
• padlizsán;
• teljes kiőrlésű kenyér;
• saláta levelek;
• alacsony zsírtartalmú joghurt;
• kukorica;
• durumbúza tészta;
• hagyma;
• narancs;
• burgonya;
• mosogató;
• spenót;
• eper
• paradicsom.

Csak a kiegyensúlyozott étrend biztosítja az energiát és az egészséget. Ehhez azonban meg kell rendezni az étrendet. És az egészséges táplálkozás első lépése a komplex szénhidrátokból álló reggeli. Így a teljes kiőrlésű gabonafélék egy része (kötszerek, hús és hal nélkül) legalább három órán át energiát biztosít a szervezet számára.

Az egyszerű szénhidrátok használatakor (édes sütésről, különböző finomított termékekről, édes kávéról és tearől beszélünk) azonnali teljességérzetet tapasztalunk, de a szervezetben a vércukorszint jelentősen emelkedik, majd gyors csökkenés következik. éhségérzet.

Miért történik ez? Az a tény, hogy a hasnyálmirigy nagyon túlterhelt, mert nagy mennyiségű inzulint kell választania a finomított cukrok feldolgozásához. Az ilyen túlterhelés eredménye a cukor szintjének csökkenése (néha a norma alatt) és az éhség megjelenése.

E jogsértések elkerülése érdekében minden egyes szénhidrátot külön-külön mérlegelünk, meghatározva annak előnyeit és szerepét a test energiaellátásában.

Diszacharidok és poliszacharidok

Csakúgy, mint a monoszacharidok, a diszacharidokat széles körben használják a természetben - a jól ismert szacharóz (cukornád vagy cukorrépa cukor), laktóz (tejcukor) és maltóz (malátacukor). A „diszacharid” kifejezés önmagában két monoszacharid maradékot tartalmaz, amelyek egymáshoz kapcsolódnak ezeknek a szerves vegyületeknek a molekuláiban, amelyek a diszacharid molekula hidrolízisével (vízbomlással) nyerhetők.

A diszacharidok szénhidrátok, amelyek molekulái két monoszacharid maradékból állnak, amelyek két hidroxilcsoport kölcsönhatása által összekapcsolódnak. A diszacharidmolekula kialakításakor egy vízmolekula szétválik:

vagy szacharózra:

Ezért a C12H22O11 diszacharidok molekuláris képlete. A szacharóz képződése növényi sejtekben történik enzimek hatására. De a kémikusok megtalálják a módját, hogy számos, a természetben előforduló folyamat részét képező reakciót végrehajtsák. 1953-ban R.

Először Lemieux szintetizált szacharózt, amelyet kortársai hívtak az "Everest szerves kémia meghódítására". Az iparban a szacharózt cukornádléból (14-16% tartalom), cukorrépából (16-21%), valamint más növényekből, például a kanadai juharból vagy a földi körteből nyerik.

Mindenki tudja, hogy a szacharóz kristályos anyag, amelynek édes íze van és jól oldódik vízben. A cukornádlé szénhidrát szacharózt tartalmaz, amelyet gyakran cukornak neveznek. A német vegyész és metallurgista A. Marggraf neve szorosan kapcsolódik a cukorrépa-termeléshez.

Most ismerkedjünk meg az összetettebb szerkezetű szénhidrátokkal - poliszacharidokkal. A poliszacharidok nagy molekulatömegű szénhidrátok, amelyek molekulái sok monoszacharidból állnak. Egyszerűsített formában az általános rendszer a következőképpen ábrázolható:

Most hasonlítsuk össze a keményítő és a cellulóz - a poliszacharidok legfontosabb képviselői - szerkezetét és tulajdonságait. Ezeknek a poliszacharidoknak a polimer láncainak szerkezeti egysége, amelynek képlete (C6H10O5) n glükózmaradék. A szerkezeti egység (С6H10O5) összetételének felírásához el kell távolítania a vízmolekulát a glükóz képletéből.

A cellulóz és a keményítő növényi eredetű. A polikondenzáció eredményeként glükózmolekulákból készülnek. A polikondenzációs reakció egyenletét, valamint a poliszacharidok hidrolízisének fordított eljárását szokásos módon a következőképpen írhatjuk le:

A keményítőmolekulák egyaránt lehetnek lineáris és elágazó szerkezetűek, cellulózmolekulák - csak lineárisak. A jóddal való interakció során a keményítő - a cellulóztól eltérően - kék színt ad. Ezeknek a poliszacharidoknak a különböző funkciói a növényi sejtben vannak. A keményítő tartalék tápanyagként szolgál, a cellulóz szerkezeti, építési funkciót lát el. A növényi sejtek falai cellulózból épülnek fel.

Szénhidrátok: monoszacharidok, diszacharidok, poliszacharidok - kémiai vegyületek

Szénhidrát osztályozás

A szénhidrátok olyan szerves anyagok, amelyek molekulái szénből, hidrogénből és oxigénből állnak, és a hidrogén és az oxigén általában ugyanolyan arányban vannak, mint a vízmolekulában (2: 1). A szénhidrátok általános képlete Cn (H2O) m, vagyis szénből és vízből áll, így az osztály neve, amelynek történeti gyökerei vannak.

Az első ismert szénhidrátok elemzése alapján jelent meg. Később kiderült, hogy vannak olyan szénhidrátok, amelyekben a jelzett arány (2: 1) nem figyelhető meg, például deoxiribóz - C5H10O4. Ismertek szerves vegyületek, amelyek összetétele megfelel az adott általános képletnek, de amelyek nem tartoznak a szénhidrátok osztályába.

A monoszacharidok olyan szénhidrátok, amelyek nem hidrolizálódnak (nem bomlanak le vízzel). A szénatomok számától függően a monoszacharidokat triózisokra (három szénatomot tartalmazó molekulákra), tetroszokra (négy szénatomra), pentózra (öt), hexózra (hat) stb.

A természetben a monoszacharidokat elsősorban pentózok és hexózok képviselik. A pentózok közé tartozik például a ribóz-C5H10O5 és a deoxiribóz (ribóz, amelyből egy oxigénatomot elvittünk) - C5H10O4. Ezek az RNS és a DNS részei, és meghatározzák a nukleinsavak nevének első részét.

A C6H12O6 általános molekuláris képlettel rendelkező hexózok közé tartozik például a glükóz, a fruktóz, a galaktóz. A diszacharidok olyan szénhidrátok, amelyek hidrolizálnak, hogy két monoszacharid molekulát képezzenek, például hexózokat. A diszacharidok túlnyomó többségének általános képlete könnyen leválasztható: két „hexóz” formulát kell hozzáadnia és „levonni” az eredményül kapott képletből egy vízmolekula - C 12 H 22 O 11.

A diszacharidok a következők:

1. Szacharóz (közönséges élelmiszercukor), amely hidrolízis után egyetlen molekulát képez glükózból és egy fruktózmolekulából. Nagy mennyiségben megtalálható cukorrépában, cukornádban (így a cukorrépa vagy cukornádcukorban), juhar (kanadai úttörők, bányászott juharcukor), cukorpálma, kukorica, stb.
2. Maltóz (malátacukor), amely két glükózmolekulát képez. A maltóz a keményítő hidrolízisével állítható elő a malátában található enzimek hatására - csíráztatott, szárított és őrölt árpa szemek.
3. Laktóz (tejcukor), amely glükóz- és galaktóz-molekulákat képez. Az emlősök tejében (legfeljebb 4-6%) van, alacsony édességű, és tablettákban és gyógyszerkészítményekben töltőanyagként alkalmazzák.

A különböző mono- és diszacharidok édes íze más. Tehát a legédesebb monoszacharid - fruktóz - 1,5-szer édesebb, mint a glükóz, ami a standardnak tekinthető. A szacharóz (diszacharid) viszont kétszer édesebb, mint a glükóz, és 4-5-szer laktóz, ami szinte íztelen.

A poliszacharidok - keményítő, glikogén, dextrinek, cellulóz stb. - olyan szénhidrátok, amelyek több monoszacharid molekulát képeznek, leggyakrabban glükóz. A poliszacharidok képletének levezetéséhez a glükózmolekulából ki kell venni a vízmolekulát, és az n: (C6H10O5) n indexszel kell írni az expressziót, mert a vízmolekulák a di- és a poliszacharidok szétválasztásának következménye.

Rendkívül nagy a szénhidrátok szerepe a természetben és az emberi élet szempontjából. A fotoszintézis eredményeként növényi sejtekben alakulnak ki, és az állati sejtek energiaforrásaként működnek. Először a glükózra vonatkozik. Sok szénhidrát (keményítő, glikogén, szacharóz) tárolási funkciót végez, a tápanyagok tartalékának szerepe.

Azok a savak, amelyek RNS-t és DNS-t tartalmaznak, amelyek néhány szénhidrátot (pentóz-ribóz és dezoxiribóz) tartalmaznak, a genetikai információ továbbítását végzik. A cellulóz - a növényi sejtek építőanyaga - szerepet játszik ezeknek a sejteknek a membránjai számára. Egy másik poliszacharid, kitin hasonló szerepet játszik egyes állatok sejtjeiben: az ízeltlábúak (rákfélék), rovarok és pókok külső vázát képezi.

A szénhidrátok végső soron táplálkozásunk forrása: a keményítőt tartalmazó gabonát fogyasztjuk, vagy az állatokat tápláljuk be a testben, amelynek keményítőjét fehérjékké és zsírokká alakítják. A higiénikusabb ruhák cellulózból vagy rajta alapuló termékekből készülnek: pamut és len, viszkóz rost, acetát selyem. A fából készült házak és bútorok ugyanabból a fafajtából épülnek fel.

A fényképészeti és filmgyártás alapja - ugyanaz a cellulóz. A könyvek, újságok, levelek és bankjegyek a cellulóz- és papíripar összes terméke. Tehát a szénhidrátok mindent biztosítanak az élethez: étel, ruházat, menedék.

Hangsúlyozni kell, hogy az egyetlen energiaforma a Földön (természetesen a nukleáris energia mellett) a Nap energiája, és az egyetlen módja annak, hogy minden élő szervezet létfontosságú tevékenységét biztosítsuk, az élő növények sejtjeiben bekövetkező fotoszintézis folyamat, és a szénhidrátok vízből és szén-dioxidból történő szintéziséhez vezet. Ez az átalakulás során oxigént képez, amely nélkül a bolygónk élete lehetetlen lenne.