Disaccharide și polizaharide

• Hipoglicemie

Dizaharidele nereducătoare includ zaharoza (zahăr din sfeclă sau de trestie). Se găsește în trestia de zahăr, sfeclă de zahăr (până la 28% din materia uscată), sucuri de plante și fructe. Moleculă de zaharoză este construită din a, D-glucopiranoză și B, D-fructofuranoză.

Spre deosebire de maltoză, legătura glicozidică (1-2) dintre monozaharide este formată de hidroxilii glicozidici ai ambelor molecule, adică nu există hidroxil glicozidic liber. Ca rezultat, nu există nici o capacitate de reducere a zaharoză, nu dă reacția unei "oglinzi de argint", prin urmare este denumită dizaharide nereducătoare.

Zaharoza este o substanță cristalină albă, dulce în gust, bine solubilă în apă.

Pentru reacțiile caracteristice de zaharoză ale grupărilor hidroxil. Ca toate dizaharidele, sucroza este transformată în monozaharide prin hidroliză acidă sau enzimatică.

Polizaharidele sunt substanțe moleculare înalte. În polizaharide, reziduurile de monozaharide se leagă de legăturile glicozidice - glicozice. Prin urmare, ele pot fi considerate ca poliglicozide. Resturile de monozaharide care fac parte din molecula polizaharidică pot fi aceleași, dar ele pot fi diferite; în primul caz, acestea sunt homopolizaharide, în al doilea - heteropolozaharide.

Cele mai importante polizaharide sunt amidonul și celuloza (celuloza). Acestea sunt construite din reziduuri de glucoză. Formula generală a acestor polizaharide (C.₆H₁₀O₅)_n. În formarea moleculelor de polizaharidă, de obicei participă glicozidul (la C₁ -atom) și alcool (la C₄-atom) hidroxil, adică (1-4) -glicozidă.

Amidonul este un amestec de două polizaharide fabricate din unități de a, D-glucopiranoză: amiloză (10-20%) și amilopectină (80-90%). Amidonul se formează în plante în timpul fotosintezei și este depus ca un "carbohidrat de" rezervă în rădăcini, tuberculi și semințe. De exemplu, boabele de orez, grâu, secară și alte cereale conțin 60-80% amidon, tuberculii de cartofi - 15-20%. Un rol în lumea animală îl reprezintă glicogenul polizaharidic, care este "stocat" în principal în ficat.

Amidonul este o pulbere albă formată din granule fine, insolubilă în apă rece. In tratarea amidonului cu apă caldă posibil pentru a izola două fracțiuni: o fracțiune solubilă în apă caldă și constând din fracțiune polizaharidică amiloză și expandabiiă numai în apă caldă pentru a forma o pastă formată dintr-o polizaharidă și amilopectină.

Amiloza are o structură liniară, reziduurile α, D-glucopiranoză sunt legate prin legături de (1-4) -glicozidă. Celula elementară a amilozelor (și a amidonului în general) este reprezentată după cum urmează:

Molecula de amilopectină este construită în mod similar, dar are lanțuri de ramificație care creează o structură spațială. La punctele de ramificație, reziduurile de monozaharide sunt legate prin legături de (1-6) -glicozidă. Între punctele de ramificare sunt de obicei 20-25 de resturi de glucoză:

Amidonul este ușor supus hidrolizei: când este încălzit în prezența acidului sulfuric, se formează glucoză:

În funcție de condițiile de reacție, hidroliza poate fi realizată în etape cu formarea de produse intermediare:

Clasificarea carbohidraților - monozaharide, dizaharide și polizaharide

Una dintre soiurile de compuși organici necesari pentru funcționarea completă a corpului uman sunt carbohidrații.

Acestea sunt împărțite în mai multe tipuri în funcție de structura lor - monozaharide, dizaharide și polizaharide. Este necesar să se înțeleagă de ce sunt necesare și care sunt proprietățile lor chimice și fizice.

Clasificarea carbohidraților

Carbohidrații sunt compuși care conțin carbon, hidrogen și oxigen. Cel mai adesea acestea sunt de origine naturală, deși unele sunt create industrial. Rolul lor în activitatea vitală a organismelor vii este enorm.

Funcțiile lor principale sunt următoarele:

1. Energie. Acești compuși sunt principala sursă de energie. Majoritatea organelor pot funcționa pe deplin datorită energiei obținute prin oxidarea glucozei.
2. Structura. Carbohidrații sunt necesari pentru formarea aproape a tuturor celulelor corpului. Celuloza joacă rolul unui material de susținere, iar carbohidrații de tip complex se găsesc în oase și în țesutul cartilajului. Unul dintre componentele membranei celulare este acidul hialuronic. De asemenea, sunt necesari compuși carbohidrați în procesul de producere a enzimelor.
3. De protecție. Când funcționează corpul, glandele care secretă fluide secretoare sunt necesare pentru a proteja organele interne de expunerea patogenă. O parte semnificativă a acestor lichide este reprezentată de carbohidrați.
4. De reglementare. Această funcție se manifestă prin efectul asupra glucozei organismului uman (menținerea homeostaziei, controlul presiunii osmotice) și a fibrei (afectează peristaltismul gastrointestinal).
5. Caracteristici speciale. Sunt caracteristice anumitor tipuri de carbohidrați. Astfel de funcții speciale includ: participarea la procesul de transmitere a impulsurilor nervoase, formarea diferitelor grupuri de sânge etc.

Pe baza faptului că funcțiile carbohidraților sunt destul de diverse, se poate presupune că acești compuși ar trebui să difere în funcție de structura și caracteristicile lor.

Acest lucru este adevărat, iar clasificarea principală include astfel de soiuri precum:

1. Monozaharide. Acestea sunt considerate cele mai simple. Restul de tipuri de carbohidrați intră în procesul de hidroliză și se rup în componente mai mici. Monozaharidele nu au această capacitate, ele sunt produsul final.
2. Dizaharide. În unele clasificări, acestea sunt denumite oligozaharide. Acestea conțin două molecule de monozaharide. Este vorba despre faptul că dizaharida este împărțită în timpul hidrolizei.
3. Oligozaharidele. Compoziția acestui compus este de la 2 la 10 molecule de monozaharide.
4. Polizaharidele. Acești compuși sunt cea mai mare varietate. Acestea conțin mai mult de 10 molecule de monozaharide.

Fiecare tip de carbohidrat are propriile caracteristici. Trebuie să le analizăm pentru a înțelege modul în care fiecare dintre ele afectează corpul uman și care este beneficiul acestuia.

monozaharide

Acești compuși sunt cea mai simplă formă de carbohidrați. Există o moleculă în compoziția lor, prin urmare, în timpul hidrolizei, acestea nu sunt împărțite în blocuri mici. Atunci când monozaharidele sunt combinate, se formează dizaharide, oligozaharide și polizaharide.

Ele se disting printr-o stare solidă de agregare și gust dulce. Ei au capacitatea de a se dizolva în apă. Se pot dizolva, de asemenea, în alcooli (reacția este mai slabă decât cea cu apă). Monozaharidele aproape nu reacționează la amestecarea cu eteri.

Cel mai des menționăm monozaharidele naturale. Unii dintre acești oameni consumă alimente împreună. Acestea includ glucoză, fructoză și galactoză.

Ele se regăsesc în produse cum ar fi:

• miere;
• ciocolată;
• fructe;
• unele tipuri de vin;
• siropuri, etc.

Principala funcție a acestui tip de carbohidrați este energia. Nu se poate spune că organismul nu poate face fără ele, dar are proprietăți importante pentru funcționarea completă a organismului, de exemplu, participarea la procesele metabolice.

Corpul absoarbe monozaharidele mai repede decât orice se întâmplă în tractul digestiv. Procesul de asimilare a carbohidraților complexi, spre deosebire de compușii simpli, nu este atât de simplu. În primul rând, compușii complexi trebuie separați de monozaharide, numai după ce sunt absorbiți.

glucoză

Acesta este unul dintre tipurile comune de monozaharide. Este o substanță cristalină albă, care se formează în mod natural în timpul fotosintezei sau în timpul hidrolizei. Formula compusului este C6H12O6. Substanța este bine solubilă în apă, are un gust dulce.

Glucoza oferă țesutului muscular și cerebral cu energie. Când este ingerat, substanța este absorbită, intră în fluxul sanguin și se răspândește în organism. Există oxidarea sa cu eliberarea de energie. Aceasta este principala sursă de energie pentru creier.

Cu o lipsă de glucoză în organism se dezvoltă hipoglicemia, care afectează în primul rând funcționarea structurilor creierului. Cu toate acestea, conținutul său excesiv în sânge este, de asemenea, periculos, deoarece duce la apariția diabetului zaharat. De asemenea, atunci când consumați cantități mari de glucoză începe să crească greutatea corporală.

fructoză

Aceasta aparține numărului de monozaharide și este foarte asemănătoare cu cea a glucozei. Diferă într-un ritm mai lent de absorbție. Acest lucru rezultă din faptul că pentru mastering este necesar ca fructoza să fie mai întâi transformată în glucoză.

Prin urmare, acest compus nu este periculos pentru diabetici, deoarece consumul său nu duce la o schimbare dramatică a cantității de zahăr din sânge. Cu toate acestea, cu un astfel de diagnostic, este necesară prudență.

Această substanță poate fi obținută din fructe de padure și fructe, precum și din miere. Este de obicei acolo în combinație cu glucoză. Conexiunea are, de asemenea, o culoare albă. Gustul este dulce și această caracteristică este mai intensă decât în ​​cazul glucozei.

Alți compuși

Există alți compuși monozaharidici. Ele pot fi naturale și semi-artificiale.

Galactoza aparține naturii. Este de asemenea conținut în alimente, dar nu este găsit în forma sa pură. Galactoza este rezultatul hidrolizei lactozei. Principala sa sursă se numește lapte.

Alte monozaharide naturale sunt riboza, deoxiriboză și manoză.

Există, de asemenea, varietăți de astfel de carbohidrați, pentru care se utilizează tehnologii industriale.

Aceste substanțe sunt, de asemenea, în hrană și intră în corpul uman:

Fiecare dintre acești compuși are propriile caracteristici și funcții.

Dizaharide și utilizarea lor

Următorul tip de compuși carbohidrați este dizaharidele. Acestea sunt considerate substanțe complexe. Ca urmare a hidrolizei, din ele se formează două molecule de monozaharide.

Acest tip de carbohidrat are următoarele caracteristici:

• duritate;
• solubilitate în apă;
• solubilitate scăzută în alcooli concentrați;
• gust dulce;
• culoare - de la alb la maro.

Principalele proprietăți chimice ale dizaharidelor sunt reacțiile de hidroliză (ruperea legăturilor glicozidice și formarea de monozaharide) și condensarea (se formează polizaharide).

Există 2 tipuri de astfel de compuși:

1. Reducerea. Caracteristica lor este prezența unei grupări hidroxil hemiacetal libere. Datorită acesteia, astfel de substanțe au proprietăți de reducere. Acest grup de carbohidrați include celobioză, maltoză și lactoză.
2. Nereducătoare. Acești compuși nu au potențial de reducere, deoarece nu au o grupare hidroxil hemiacetal. Cele mai cunoscute substanțe de acest tip sunt zaharoza și trehaloza.

Acești compuși sunt larg răspândiți în natură. Ele pot fi găsite atât în ​​formă liberă, cât și ca parte a altor compuși. Disaccharidele sunt o sursă de energie, deoarece hidroliza produce glucoză.

Lactoza este foarte importantă pentru copii, deoarece este principala componentă a alimentelor pentru copii. O altă funcție a carbohidraților de acest tip este structurală, deoarece acestea fac parte din celuloză, care este necesară pentru formarea celulelor vegetale.

Caracteristicile și caracteristicile polizaharidelor

Un alt tip de carbohidrați sunt polizaharidele. Acesta este cel mai complex tip de compus. Ele constau dintr-un număr mare de monozaharide (componenta principală a acestora fiind glucoza). În tractul gastro-intestinal, polizaharidele nu sunt digerate - ele sunt scindate în prealabil.

Caracteristicile acestor substanțe sunt următoarele:

• insolubilitate (sau solubilitate redusă) în apă;
• culoare galbenă (sau fără culoare);
• ei nu au miros;
• aproape toate fără gust (unele au un gust dulce).

Proprietățile chimice ale acestor substanțe includ hidroliza, care se efectuează sub influența catalizatorilor. Rezultatul reacției este descompunerea compusului în elemente structurale - monozaharide.

O altă proprietate este formarea de derivate. Polizaharidele pot reacționa cu acizii.

Produsele formate în timpul acestor procese sunt foarte diverse. Acestea sunt acetați, sulfați, esteri, fosfați etc.

Material video educativ despre funcțiile și clasificarea carbohidraților:

Aceste substanțe sunt importante pentru funcționarea completă a corpului în ansamblu și a celulelor separat. Ei furnizează corpului energia, participă la formarea celulelor, protejează organele interne de daune și efecte adverse. Ele joacă, de asemenea, rolul de substanțe de rezervă pe care animalele și plantele au nevoie în cazul unei perioade dificile.

3.8.3. Carbohidrați (monozaharide, dizaharide, polizaharide).

Carbohidrații - compuși organici, de cele mai multe ori de origine naturală, constând doar din carbon, hidrogen și oxigen.

Carbohidrații joacă un rol imens în viața tuturor organismelor vii.

Această clasă de compuși organici și-a luat numele deoarece primii carbohidrați studiați de oameni au avut o formulă generală a formei C_x(H₂O)_y. Ie acestea au fost considerate în mod condiționat drept compuși de carbon și de apă. Cu toate acestea, mai târziu sa dovedit că compoziția unor carbohidrați se abate de la această formulă. De exemplu, un carbohidrat cum ar fi deoxiriboză are formula C₅H₁₀oh₄. În același timp, există și câțiva compuși care corespund formale formulei C_x(H₂O)_y, cu toate acestea, nu sunt legate de carbohidrați, cum ar fi formaldehidă (CH₂O) și acid acetic (C.₂H₄oh₂).

Cu toate acestea, termenul "carbohidrați" a fost înrădăcinat din punct de vedere istoric în această clasă de compuși și, prin urmare, este folosit pe scară largă în timpul nostru.

Clasificarea carbohidraților

În funcție de capacitatea carbohidraților de a fi împărțiți prin hidroliză în alți carbohidrați cu o greutate moleculară mai mică, ele sunt împărțite în simple (monozaharide) și complexe (dizaharide, oligozaharide, polizaharide).

Este ușor de ghicit din carbohidrații simpli, adică monozaharidele nu pot fi hidrolizate pentru a obține carbohidrați cu o greutate moleculară chiar mai mică.

În timpul hidrolizei unei singure molecule dizaharidice, se formează două molecule de monozaharidă și, cu hidroliza completă a unei singure molecule din orice polizaharidă, se obține o multitudine de molecule de monozaharide.

Proprietăți chimice ale monozaharidelor pe baza de glucoză și fructoză

Cele mai frecvente monozaharide sunt glucoza și fructoza, având următoarele formule structurale:

După cum puteți vedea, în molecula de glucoză și în molecula de fructoză există câte 5 grupări hidroxil și, prin urmare, ele pot fi considerate alcooli poliatomici.

Molecula de glucoză conține o grupă aldehidică, adică în fapt, glucoza este un alcool polihidric aldehidic.

În cazul fructozei, o grupă de cetonă poate fi găsită în molecula sa, adică fructoza este un cetoalcool polihidric.

Proprietăți chimice ale glucozei și fructozei ca compuși ai carbonilului

Toate monozaharidele pot reacționa în prezența catalizatorilor cu hidrogen. În acest caz, gruparea carbonil este redusă la hidroxilul alcoolic. Astfel, în special, prin hidrogenarea glucozei în industrie, se obține un îndulcitor artificial - sorbitol de acid hexaic:

Molecula de glucoză conține o grupă de aldehide și, prin urmare, este logic să se presupună că soluțiile sale apoase dau reacții calitative la aldehide. Într-adevăr, atunci când se încălzește o soluție apoasă de glucoză cu hidroxid de cupru proaspăt precipitat, ca în cazul oricărei alte aldehide, precipită un precipitat de oxid de cupru (I) din precipitatul roșu cărămiziu. În același timp, gruparea aldehidică de glucoză este oxidat în acid carboxil-gluconic:

De asemenea, glucoza intră în reacția "oglinzii de argint" sub acțiunea soluției de amoniac de oxid de argint pe ea. Totuși, spre deosebire de reacția anterioară, în loc de acid gluconic, sarea sa este formată - gluconat de amoniu, deoarece amoniac dizolvat este prezent în soluție:

Fructoza și alte monozaharide, care sunt cetopirite polatomice, nu introduc reacții calitative la aldehide.

Proprietăți chimice ale glucozei și fructozei ca alcooli polihidrici

Deoarece monozaharidele, inclusiv glucoza și fructoza, au câteva grupări hidroxil în compoziția moleculelor. Toate acestea dau o reacție calitativă la alcoolii polihidrici. În particular, hidroxidul de cupru proaspăt precipitat se dizolvă în soluții apoase de monozaharide. În acest caz, în loc de un precipitat albastru de Cu (OH)₂ se formează o soluție albastru închis de compuși complexi de cupru.

Reacțiile de fermentare a glucozei

Alimentarea cu alcool

Sub acțiunea anumitor enzime pe glucoză, glucoza este capabilă să devină alcool etilic și dioxid de carbon:

Fermentația lactică

În plus față de tipul de fermentație alcoolică, există și alte câteva. De exemplu, fermentația lactică, care apare în timpul umezelii laptelui, varzelor și castraveților:

Caracteristicile existenței monozaharidelor în soluții apoase

Monozaharidele există în soluție apoasă în trei forme - două ciclice (alfa și beta) și una non-ciclice (normale). De exemplu, într-o soluție de glucoză, există următorul echilibru:

După cum puteți vedea, în forme ciclice nu există nici un grup de aldehide, datorită faptului că participă la formarea unui ciclu. Pe baza sa, se formează o nouă grupare hidroxil, numită hidroxil acetal. Transversii similare între formele ciclice și cele ne-ciclice sunt observate pentru toate celelalte monozaharide.

Dizaharide. Proprietăți chimice

Descrierea generală a dizaharidelor

Disaccharidele sunt carbohidrați, moleculele cărora constau din două resturi de monozaharide legate prin condensarea a două hidroxil hemiacetal sau altfel un hidroxil alcoolic și unul hemiacetal. Legăturile formate în acest fel între resturile de monozaharide se numesc glicozidice. Formula celor mai multe dizaharide poate fi scrisă ca C₁₂H₂₂O₁₁.

Dizaharida cea mai comună este zahărul cunoscut, chimiștii numiți zaharoză. Molecula acestui carbohidrat se formează prin reziduuri ciclice ale unei molecule de glucoză și ale unei molecule de fructoză. Relația dintre resturile dizaharidice în acest caz se datorează îndepărtării apei din două hidroxil-hemiacetali:

Deoarece legătura dintre resturile de monozaharide se formează în timpul condensării a două hidroxiluri de acetal, este imposibil ca molecula de zahăr să deschidă oricare dintre cicluri, adică nici o tranziție la forma de carbonil. În acest sens, sucroza nu este capabilă să producă reacții calitative la aldehide.

Discaridele de acest tip, care nu dau reacții calitative la aldehide, se numesc zaharuri nereducătoare.

Cu toate acestea, există dizaharide care dau reacții calitative la grupul aldehidic. Această situație este posibilă atunci când o hidroxil de jumătate acetal din grupul aldehidic al uneia dintre monozaharidele inițiale rămâne în molecula dizaharidică.

În particular, maltoza intră într-o reacție cu o soluție de amoniac de oxid de argint, precum și cu hidroxid de cupru (II), ca aldehide. Acest lucru se datorează faptului că în soluțiile sale apoase există următorul echilibru:

După cum se poate observa, în soluții apoase, maltoza există sub forma a două forme - cu două cicluri în moleculă și un ciclu în moleculă și o grupă de aldehide. Din acest motiv, maltoza, spre deosebire de zaharoză, dă o reacție calitativă la aldehide.

Hidroliza dizaharidică

Toate dizaharidele sunt capabile să intre într-o reacție de hidroliză catalizată de acizi, precum și diferite enzime. În cursul unei astfel de reacții, se formează două molecule de monozaharide dintr-o moleculă de dizaharidă inițială, care poate fi fie aceeași, fie diferită, în funcție de compoziția monozaharidei inițiale.

De exemplu, hidroliza sucrozei duce la formarea de glucoză și fructoză în cantități egale:

Și în timpul hidrolizei maltozei se formează numai glucoză:

Dizaharide ca alcooli polihidrici

Disaccharidele, fiind alcooli poliatomici, dau o reacție calitativă adecvată cu hidroxidul de cupru (II), adică prin adăugarea soluției lor apoase la hidroxidul de cupru (II) proaspăt precipitat precipitatul alb, insolubil în apă, Cu (OH)₂ se dizolvă pentru a forma o soluție albastru închis.

Polizaharidele. Amidon și celuloză

Polizaharidele sunt carbohidrați complexi, ale căror molecule constau dintr-un număr mare de reziduuri de monozaharide legate prin legături glicozidice.

Există o altă definiție a polizaharidelor:

Polizaharidele se numesc carbohidrați complexi, moleculele cărora formează după hidroliza completă un număr mare de molecule de monozaharide.

În general, formula polizaharidică poate fi scrisă ca (C₆H₁₁O₅)_n.

Amidon - o substanță care este o pulbere amorfă albă, insolubilă în apă rece și parțial solubilă în fierbinte, cu formarea unei soluții coloidale, numită pastă de amidon din viața de zi cu zi.

Amidonul este format din dioxid de carbon și apă în procesul de fotosinteză în părțile verzi ale plantelor sub acțiunea energiei solare. Amidonul se găsește în cantități mari în tuberculii de cartofi, grâu, orez și miez de porumb. Din acest motiv, aceste surse de amidon și sunt materia primă pentru producția sa în industrie.

Celuloza este o substanță în stare pură, care este o pulbere albă, insolubilă în apă rece sau caldă. Spre deosebire de amidon, celuloza nu formează o pastă. Aproape pulpa pură constă din hârtie de filtru, vată de bumbac, puf de plop. Ambele amidon și celuloză sunt produse de origine vegetală. Cu toate acestea, rolurile pe care le joacă în viața plantelor sunt diferite. Celuloza este în principal un material de construcție, în special, în principal, formează în ea coji de celule vegetale. Amidonul, pe de altă parte, este în principal o funcție de stocare, energie.

Proprietăți chimice ale amidonului și celulozei

ardere

Toate polizaharidele, inclusiv amidonul și celuloza, atunci când sunt arse complet în oxigen, formează dioxid de carbon și apă:

Formarea glucozei

Cu hidroliza completă atât a amidonului cât și a celulozei, se formează aceeași monozaharidă - glucoză:

Amestecul de calitate a amidonului

Atunci când iodul acționează asupra amidonului, apare colorarea albastră. Când este încălzit, culoarea albastră dispare, apare din nou când este răcită.
Atunci când se obține o distilare uscată a celulozei, în special a lemnului, se descompune parțial prin formarea unor astfel de produse cu greutate moleculară mică, cum ar fi alcoolul metilic, acidul acetic, acetona etc.

Deoarece există grupări hidroxilice alcoolice atât în ​​molecule de amidon, cât și în molecule de celuloză, acești compuși sunt capabili să se supună reacțiilor de esterificare cu acizi organici și anorganici:

Carbohidrați: monozaharide, dizaharide și polizaharide

Carbohidrații cu diabet zaharat

În funcție de prezența grupărilor funcționale caracteristice, cu excepția grupurilor policatomice (hidroxil) care fac parte din toate zaharidele, se disting: aldoză - având grupe aldehidice și ketoză - având grupe cetone.

Citiți mai multe despre diferitele tipuri de carbohidrați citiți mai jos în articolele pe care le-am colectat pe această temă.

Carbohidrați: monozaharide, dizaharide, polizaharide

Carbohidrații - compuși organici, de cele mai multe ori de origine naturală, constând doar din carbon, hidrogen și oxigen. Carbohidrații joacă un rol imens în viața tuturor organismelor vii. Această clasă de compuși organici și-a luat numele deoarece primii carbohidrați studiați de oameni au avut o formulă generală de formă Cx (H2O) y.

Ie acestea au fost considerate în mod condiționat drept compuși de carbon și de apă. Cu toate acestea, mai târziu sa dovedit că compoziția unor carbohidrați se abate de la această formulă. De exemplu, un carbohidrat cum ar fi deoxiriboză are formula C5H10O4. În același timp, există și câțiva compuși care corespund formal formulei Cx (H2O) y, dar nu sunt legați de carbohidrați, cum ar fi formaldehidă (CH2O) și acid acetic (C2H4O2).

Cu toate acestea, termenul "carbohidrați" a fost înrădăcinat din punct de vedere istoric în această clasă de compuși și, prin urmare, este folosit pe scară largă în timpul nostru.

Clasificarea carbohidraților

În funcție de capacitatea carbohidraților de a fi împărțiți prin hidroliză în alți carbohidrați cu o greutate moleculară mai mică, ele sunt împărțite în simple (monozaharide) și complexe (dizaharide, oligozaharide, polizaharide). Este ușor de ghicit din carbohidrații simpli, adică monozaharidele nu pot fi hidrolizate pentru a obține carbohidrați cu o greutate moleculară chiar mai mică.

În timpul hidrolizei unei singure molecule dizaharidice, se formează două molecule de monozaharidă și, cu hidroliza completă a unei singure molecule din orice polizaharidă, se obține o multitudine de molecule de monozaharide.

Proprietăți chimice ale monozaharidelor pe baza de glucoză și fructoză

După cum puteți vedea, în molecula de glucoză și în molecula de fructoză există câte 5 grupări hidroxil și, prin urmare, ele pot fi considerate alcooli poliatomici. Molecula de glucoză conține o grupă aldehidică, adică în fapt, glucoza este un alcool polihidric aldehidic. În cazul fructozei, o grupă de cetonă poate fi găsită în molecula sa, adică fructoza este un cetoalcool polihidric.

Proprietăți chimice ale glucozei și fructozei ca compuși ai carbonilului

Toate monozaharidele pot reacționa în prezența catalizatorilor cu hidrogen. În acest caz, gruparea carbonil este redusă la hidroxilul alcoolic. Molecula de glucoză conține o grupă de aldehide și, prin urmare, este logic să se presupună că soluțiile sale apoase dau reacții calitative la aldehide.

Totuși, spre deosebire de reacția anterioară, în loc de acid gluconic, sarea sa este formată - gluconat de amoniu, deoarece amoniac dizolvat este prezent în soluție. Fructoza și alte monozaharide, care sunt cetopirite polatomice, nu introduc reacții calitative la aldehide.

Proprietăți chimice ale glucozei și fructozei ca alcooli polihidrici

Deoarece monozaharidele, inclusiv glucoza și fructoza, au câteva grupări hidroxil în compoziția moleculelor. Toate acestea dau o reacție calitativă la alcoolii polihidrici. În particular, hidroxidul de cupru proaspăt precipitat se dizolvă în soluții apoase de monozaharide. În acest caz, în loc de un precipitat albastru de Cu (OH) 2, se formează o soluție albastru închis de compuși complexi de cupru.

Dizaharide. Proprietăți chimice

Disaccharidele sunt carbohidrați, moleculele cărora constau din două resturi de monozaharide legate prin condensarea a două hidroxil hemiacetal sau altfel un hidroxil alcoolic și unul hemiacetal. Legăturile formate în acest fel între resturile de monozaharide se numesc glicozidice. Formula pentru cele mai multe dizaharide poate fi scrisă ca C12H22O11.

Dizaharida cea mai comună este zahărul cunoscut, chimiștii numiți zaharoză. Molecula acestui carbohidrat se formează prin reziduuri ciclice ale unei molecule de glucoză și ale unei molecule de fructoză. Legătura dintre resturile dizaharidice în acest caz este realizată prin îndepărtarea apei din două hidroxil-hemiacetali.

Deoarece legătura dintre resturile de monozaharide se formează în timpul condensării a două hidroxiluri de acetal, este imposibil ca molecula de zahăr să deschidă oricare dintre cicluri, adică nici o tranziție la forma de carbonil. În acest sens, sucroza nu este capabilă să producă reacții calitative la aldehide.

Discaridele de acest tip, care nu dau reacții calitative la aldehide, se numesc zaharuri nereducătoare. Cu toate acestea, există dizaharide care dau reacții calitative la grupul aldehidic. Această situație este posibilă atunci când o hidroxil de jumătate acetal din grupul aldehidic al uneia dintre monozaharidele inițiale rămâne în molecula dizaharidică.

În particular, maltoza intră într-o reacție cu o soluție de amoniac de oxid de argint, precum și cu hidroxid de cupru (II), ca aldehide.

Dizaharide ca alcooli polihidrici

Disaccharidele, fiind alcooli poliatomici, dau o reacție calitativă adecvată cu hidroxidul de cupru (II), adică atunci când se adaugă soluția lor apoasă la hidroxidul de cupru (II) proaspăt precipitat, precipitatul alb (Cu) OH (2) insolubil în apă se dizolvă pentru a forma o soluție albastru închis.

Polizaharidele. Amidon și celuloză

Polizaharidele sunt carbohidrați complexi, ale căror molecule constau dintr-un număr mare de reziduuri de monozaharide legate prin legături glicozidice. Există o altă definiție a polizaharidelor. Polizaharidele se numesc carbohidrați complexi, moleculele cărora formează după hidroliza completă un număr mare de molecule de monozaharide.

Amidonul este format din dioxid de carbon și apă în procesul de fotosinteză în părțile verzi ale plantelor sub acțiunea energiei solare. Amidonul se găsește în cantități mari în tuberculii de cartofi, grâu, orez și miez de porumb. Din acest motiv, aceste surse de amidon și sunt materia primă pentru producția sa în industrie.

Celuloza este o substanță în stare pură, care este o pulbere albă, insolubilă în apă rece sau caldă. Spre deosebire de amidon, celuloza nu formează o pastă. Aproape pulpa pură constă din hârtie de filtru, vată de bumbac, puf de plop.

Ambele amidon și celuloză sunt produse de origine vegetală. Cu toate acestea, rolurile pe care le joacă în viața plantelor sunt diferite. Celuloza este în principal un material de construcție, în special, în principal, formează în ea coji de celule vegetale. Amidonul, pe de altă parte, este în principal o funcție de stocare, energie.

Tipuri de carbohidrați

Există trei tipuri principale de carbohidrați:

• Carbohidrați sau zaharuri simple (rapide): mono- și dizaharide
• Carbohidrați complexi (lenți): oligo- și polizaharide
• Carbohidrații nedigerabili sau fibroși sunt definiți ca fibre dietetice.

Sahara

Există două tipuri de zaharuri:

• monozaharidele - monozaharide conțin un grup de zahăr, cum ar fi glucoza, fructoza sau galactoza.
• Disaccharide - Disacaridele sunt formate din rămășițele a două monozaharide și sunt reprezentate, în special, de zaharoză (zahăr obișnuit de masă) și de lactoză.

Carbohidrați complexi

Polizaharidele sunt carbohidrați care conțin trei sau mai multe molecule simple de carbohidrați. Acest tip de carbohidrați include, în special, dextrinele, amidonurile, glicogenii și celuloza. Surse de polizaharide sunt cerealele, leguminoasele, cartofii și alte legume.

Carbohidrați, monozaharide, polizaharide, maltoze, glucoză, fructoză

hidrati de carbon

Carbohidrații sunt un grup extins de compuși organici care joacă un rol important în funcționarea organismului. Carbohidrații sunt distribuiți în principal în lumea plantelor. Corpul uman necesită 400-500 g de carbohidrați pe zi (inclusiv cel puțin 80 g de zaharuri). Ele reprezintă o sursă importantă de energie.

Aceste substanțe sunt compuse din carbon, hidrogen și oxigen. Mai mult decât atât, raportul dintre ultimele două elemente este același ca în apă, adică pentru doi atomi de hidrogen există un atom de oxigen. Astfel, carbohidrații sunt construiți din carbon și apă, de unde și numele lor. Carbohidrații sunt împărțiți în monozaharide (de exemplu, glucoză) și polizaharide.

Polizaharidele, la rândul lor, sunt împărțite în greutate moleculară scăzută sau oligozaharide (reprezentantul lor este zahăr din sfeclă) și greutate moleculară ridicată, de exemplu colaps - mic și celuloză. Polizaharidele molecule sunt construite din resturile de molecule de monozaharide și sunt împărțite în carbohidrați mai simpli în timpul hidrolizei.

monozaharide

Dintre monozaharide, glucoza, fructoza, galactoza etc. au cea mai mare valoare pentru organismul uman, toate fiind substante cristaline solubile in apa. Glucoza într-o stare liberă este comună în fructele multor plante. În starea legată, se găsește în plante sub formă de polizaharide (zaharoză, maltoză, amidon, dextrină, celuloză, etc.). În industrie, glucoza este produsă din amidon.

Glucoza anhidră se topește la o temperatură de 146 ° C, este bine solubilă în apă. Glucoza este de aproximativ 2 ori mai puțin dulce decât zaharoza. Sub acțiunea agenților puternici de oxidare pe glucoză se formează acid zahăr. Când se recuperează, acesta se transformă în hexahidol - sorbitol.

Un amestec de cantități egale de fructoză și glucoză reprezintă partea predominantă (80%) a mierei. Fructoza este mult mai dulce decât sucroza, face parte din zahăr din trestie de zahăr și inulină (polizaharidă). În industria de cofetărie, fructoza este puțin folosită în forma sa pură, dar este o componentă a aproape tuturor produselor de cofetărie, deoarece face parte din siropul invertit.

Galactoza face parte din zahărul din lapte (lactoza), din care se obține prin hidroliză. În forma sa pură, galactoza este o substanță cristalină de gust dulce, se topește la o temperatură de 165 ° C și este bine solubilă în apă. Inclus în patiserie ca parte integrantă a zahărului din lapte. O caracteristică caracteristică a monozaharidelor este capacitatea lor de fermentare sub influența drojdiilor asupra alcoolului etilic (și a dioxidului de carbon CO2).

polizaharide

Acesta este un grup de carbohidrați, moleculele cărora, prin adăugarea apei, sunt împărțite în monozaharide. Polizaharidele cu greutate moleculară scăzută cristalizează foarte bine, sunt solubile în apă, au un gust dulce. Cele mai simple dintre acestea sunt dizaharidele.

Disaccaridele includ zahăr din sfeclă (zaharoză), zahăr malț (maltoză), zahăr din lapte (lactoză) etc. Sucroza este distribuită pe scară largă în lumea plantelor. În sucul de sfeclă de zahăr și trestie de zahăr conținutul său ajunge la 25%. Din aceste plante, sucroza se obține sub formă de zahăr.

Maltoza nu se găsește în forma sa liberă, se găsește în malț, un produs derivat din cereale încolțite și măcinate. În timpul hidrolizei, maltoza se descompune în două molecule de glucoză. În industrie, maltoza este produsă prin saccharificarea amidonului cu enzime și acid. Punctul de topire al maltozei este de 108 ° C. Maltoza face parte din multe produse de cofetărie ca parte a melasei.

Lactoza (zahăr din lapte) se găsește în lapte (4-5%). Lacurile cu acid lactic fermentează acest zahăr în acid lactic. Fiind o componentă a laptelui, lactoza este inclusă în toate produsele de cofetărie care conțin lapte. Când soluțiile de lactoză sunt încălzite, se descompune și crește culoarea soluției.

Polizaharidele cu greutate moleculară scăzută au diferite grade de dulciune. Gradul de dulceață este determinat organoleptic. Dacă luăm 100 de unități de zaharoză, atunci dulceața altor zaharuri poate fi exprimată prin următoarele valori: fructoza - 173, glucoza - 74, maltoza și galactoza - 32, lactoza - 16.

În consecință, cel mai dulce zahăr printre acestea este fructoza, iar cel mai mic este lactoza. Polizaharidele cu masă moleculară mare sunt distribuite pe scară largă în organismele din plante. Unele dintre ele, cum ar fi amidonul, inulina, glicogenul, sunt nutrienți de rezervă, alții, de exemplu celuloza, formează scheletul plantelor.

Polizaharidele includ, de asemenea, substanțe pectice. O caracteristică comună a tuturor polizaharidelor este că acestea sunt compuși cu conținut molecular ridicat. Amidonul se acumulează ca o substanță de depozitare în semințe, tuberculi, bulbi și uneori în tulpini și frunze de plante. Se compune din amilopectină și amiloză. Amilopectina dă o pastă, amiloza formează o soluție coloidală.

Prin adăugarea apei, amidonul este treptat împărțit în carbohidrați simpli. La început se transformă în amidon solubil (se dizolvă în apă fierbinte fără formarea de pastă), apoi se împarte în dextrine - solide, intrare solubilă.

În industria de cofetărie, amidonul nu este doar o parte a produselor de cofetărie, ci este de asemenea utilizat pe scară largă ca material auxiliar pentru fabricarea de forme de matriță în cazul turnării caselor de bomboane. Glicogenul se găsește în ficat și în diferite țesuturi ale animalelor și oamenilor sub forma unei substanțe de rezervă, prin urmare, uneori se numește amidon de animale.

Inulina se găsește în tuberculii unui număr de plante. Se dizolvă cu ușurință în apă, formând soluții coloidale. Când hidroliza acidă sau enzimatică a inulinei este complet transformată în fructoză. Celuloza sau celuloza este componenta principala a membranelor celulelor vegetale.

Substanțele pectice în cantități mari sunt conținute în fructele unor plante (agriș, căpșuni, mere). Substanțele pectice sunt sărurile de calciu și magneziu ale acidului poligalacturonic; acestea sunt subdivizate în protopectin și pectină.

Propectinul este depozitat în principal în pereții celulelor și în procesul de maturare a fructelor și legumelor se transformă în pectină solubilă, ceea ce explică înmuierea țesuturilor. Datorită prezenței substanțelor pectice, siropurile de zahăr din fructe, încălzite la fierbere și apoi răcite, sunt capabile să formeze mase gelatinoase. Această proprietate a substanțelor pectice este utilizată în producția de marmeladă, jeleu, marshmallow.

Carbohidrați: tipuri, beneficii și conținut în alimente

Ritmul vieții moderne, în care, din păcate, nu există suficient timp pentru odihnă adecvată și nici pentru o alimentație rațională, se simte perceput de perturbări ale activității organismului. Dar vine un moment în care în "cursa înarmărilor" ne acordăm încă atenție oboselii constante, apatiei, starea proastă. Și acesta este doar vârful aisbergului.

Iar motivul pentru astfel de "transformări uimitoare" se află adesea în dieta greșită, și anume în deficitul de carbohidrați. Despre cum să umplem acest deficit și ce anume carbohidrații și să vorbim mai departe.

Ce trebuie să știți despre carbohidrați

Carbohidrații sunt principalii furnizori de energie pentru organism: ei furnizează corpului cu 50 până la 60% din energie. Creierul nostru are nevoie în mod special de carbohidrați. De asemenea, este important ca carbohidrații să fie o parte integrantă a moleculelor unor aminoacizi implicați în formarea de enzime și acizi nucleici.

Carbohidrații sunt împărțiți în două grupe:

• complexe (sau complexe) - polizaharide conținute în produse naturale;
• simple (se numesc și ele ușor digerabile) - monozaharide și dizaharide, precum și carbohidrați izolați prezenți în lapte, unele fructe și produse care au fost supuse procesării chimice (în plus, carbohidrații din acest grup sunt conținute în zahăr rafinat, precum și dulciuri).

Trebuie spus că corpul uman, în ansamblu, și creierul în special, în cea mai mare parte, sunt carbohidrați complexi folositori proveniți din alimentele din proteine. Astfel de carbohidrați au lanțuri moleculare lungi, deci pentru asimilarea lor este nevoie de mult timp. Ca rezultat, carbohidrații nu intră în sânge în cantități mari, eliminând astfel eliberarea puternică de insulină, ceea ce duce la scăderea concentrației de zahăr din sânge.

Există trei tipuri de carbohidrați:

• monozaharide;
• dizaharide;
• polizaharide.

Principalele monozaharide sunt glucoza și fructoza, constând într-o singură moleculă, astfel încât acești carbohidrați sunt împrăștiați rapid, intră instantaneu în sânge. Celulele creierului sunt alimentate cu energie din cauza glucozei: de exemplu, rata zilnică de glucoză necesară creierului este de 150 g, ceea ce reprezintă o pătrime din volumul total al unui glucid dat administrat pe zi din alimente.

Particularitatea carbohidratilor simpli este aceea ca nu se transforma usor in grasimi, se proceseaza rapid, in timp ce carbohidratii complexi (daca sunt consumati excesiv) pot fi depozitati in organism ca grasime. Monozaharidele sunt prezente în cantități mari în multe fructe și legume, precum și în miere.

Aceste carbohidrați, care includ zaharoză, lactoză și maltoză, nu pot fi numite complexe, deoarece compoziția lor include reziduuri de două monozaharide. Digestia dizaharidelor durează mai mult timp decât monozaharidele.

Este important să creșteți consumul de legume și fructe proaspete, leguminoase, nuci, brânză. Disaccharidele sunt prezente în produsele lactate, pastele și produsele care conțin zahăr rafinat. Moleculele polizaharidice includ zeci, sute și, uneori, mii de monozaharide.

Polizaharidele (și anume, amidonul, fibrele, celuloza, pectina, inulina, chitina și glicogenul) sunt cele mai importante pentru corpul uman din două motive:

• ele sunt digerate și absorbite pentru o lungă perioadă de timp (spre deosebire de carbohidrații simpli);
• conțin multe substanțe nutritive, inclusiv vitamine, minerale și proteine.

Multe polizaharide sunt prezente în fibrele plantelor, ca urmare a faptului că un singur consum de alimente, al cărui bază este legumele crude sau fierte, poate satisface aproape în întregime rata zilnică a organismului în substanțe care sunt surse de energie.

Grație polizaharidelor, în primul rând, nivelul necesar de zahăr este menținut; în al doilea rând, creierul este dotat cu nutriția necesară, ceea ce se manifestă prin concentrarea crescută a atenției, memoria îmbunătățită și creșterea activității mentale. Polizaharidele se găsesc în legume, fructe, boabe, carne și ficat de animale.

Beneficii de carbohidrați:

1. Stimularea motilității gastrointestinale.
2. Absorbția și excreția substanțelor toxice și a colesterolului.
3. Asigurarea condițiilor optime pentru funcționarea microflorei intestinale normale.
4. Consolidarea imunității.
5. Normalizarea metabolismului.
6. Asigurarea funcționării complete a ficatului.
7. Furnizarea unei cantități constante de zahăr în sânge.
8. Prevenirea dezvoltării tumorilor în stomac și intestine.
9. Refacerea vitaminelor și a mineralelor.
10. Furnizarea de energie pentru creier, precum și pentru sistemul nervos central.
11. Promovarea producției de endorfine, numite "hormoni de bucurie".
12. Relieful sindromului premenstrual.

Consumul zilnic de carbohidrați

Nevoia de carbohidrați depinde în mod direct de intensitatea efortului mental și fizic, cu o medie de 300-500 g pe zi, dintre care cel puțin 20% ar trebui să fie carbohidrați ușor digerabili. Persoanele în vârstă ar trebui să includă în dieta lor zilnică nu mai mult de 300 de grame de carbohidrați, în timp ce numărul de digerabile ușor ar trebui să varieze între 15 și 20 procente.

În cazul obezității și a altor boli, este necesar să se limiteze cantitatea de carbohidrați, iar acest lucru trebuie făcut treptat, ceea ce va permite corpului să se adapteze la metabolismul modificat fără probleme. Se recomandă începerea restricției de la 200 la 250 g pe zi pe parcursul săptămânii, după care cantitatea de carbohidrați alimentată cu alimente este adusă la 100 g pe zi.

O scădere accentuată a consumului de carbohidrați pentru o lungă perioadă de timp (precum și lipsa lor de nutriție) duce la apariția următoarelor tulburări:

• scăderea glicemiei;
• o reducere semnificativă a activității mentale și fizice;
• slăbiciune;
• pierdere în greutate;
• întreruperea proceselor metabolice;
• somnolență constantă;
• amețeli;
• dureri de cap;
• constipație;
• dezvoltarea cancerului de colon;
• tremor de mână;
• Senzația de foame.

Aceste fenomene dispar după consumarea zahărului sau a altor alimente dulci, dar consumul de astfel de produse ar trebui să fie dozat, ceea ce va împiedica organismul să câștige kilograme în plus. Un exces de carbohidrați (care poate fi ușor digerabil) din dietă, contribuind la creșterea zahărului, este, de asemenea, dăunător organismului, ca urmare a faptului că unii carbohidrați nu sunt utilizați, formând grăsimi care cauzează dezvoltarea aterosclerozei, bolilor cardiovasculare, flatulenței, diabetului, obezității și cariilor.

Ce alimente conțin carbohidrați?

Din lista de carbohidrați de mai jos, toată lumea va putea să facă o dietă destul de variată (dat fiind faptul că aceasta nu este o listă completă a produselor care conțin carbohidrați). Carbohidrații se găsesc în produsele de mai jos:

• cereale;
• mere;
• leguminoase;
• banane;
• varză de diferite soiuri;
• cereale integrale;
• pub-uri;
• morcovi;
• țelină;
• porumb;
• castraveți;
• fructe uscate;
• vinete;
• pâine integrală;
• frunze de salata;
• iaurt cu conținut scăzut de grăsimi;
• porumb;
• paste de grau dur;
• ceapă;
• portocale;
• cartofi;
• chiuveta;
• spanac;
• căpșuni;
• roșii.

Doar o dietă echilibrată va oferi organismului energie și sănătate. Dar pentru aceasta trebuie să vă organizați în mod corespunzător dieta. Și primul pas către o dietă sănătoasă va fi micul dejun, format din carbohidrați complexi. Astfel, o porție de cereale integrale (fără pansamente, carne și pește) va furniza corpului energie cu cel puțin trei ore.

La rândul său, când folosim carbohidrați simpli (vorbim de coacere dulce, produse rafinate, cafea dulce și ceai), simțim o senzație de plinătate, dar există o creștere accentuată a zahărului din sânge, urmată de un declin rapid, după care sentiment de foame.

De ce se întâmplă acest lucru? Faptul este că pancreasul este foarte suprasolicitat deoarece trebuie să secrete cantități mari de insulină pentru a procesa zaharurile rafinate. Rezultatul acestei supraîncărcări este scăderea nivelului de zahăr (uneori sub normal) și apariția foametei.

Pentru a evita aceste încălcări, vom lua în considerare fiecare carbohidrat separat, determinând beneficiul și rolul său în asigurarea energiei corpului.

Disaccharide și polizaharide

La fel ca monozaharidele, dizaharidele sunt utilizate pe scară largă în natură - sucroza bine cunoscută (zahăr din trestie sau sfeclă), lactoză (zahăr din lapte) și maltoză (zahăr malț). Termenul "disaccharid" în sine ne spune despre două reziduuri de monozaharide legate între ele în moleculele acestor compuși organici, care pot fi obținute prin hidroliza (prin descompunerea apei) a moleculei dizaharidice.

Disacaridele sunt carbohidrați, moleculele cărora constau din două resturi de monozaharide care sunt legate între ele prin interacțiunea a două grupe hidroxil. În procesul de formare a unei molecule de dizaharidă, se separă o moleculă de apă:

sau pentru zaharoză:

Prin urmare, formula moleculară a dizaharidelor C12H22O11. Formarea de zaharoză are loc în celulele de plante sub influența enzimelor. Dar chimistii au gasit o modalitate de a face multe dintre reactiile care fac parte din procesele care apar in natura. În 1953, chimistul francez R.

Pentru prima dată, Lemieux sintetiza sucroza, numită de contemporanii săi "cucerirea chimiei organice de la Everest". În industrie, sucroza este obținută din suc de trestie de zahăr (conținutul de 14-16%), sfecla de zahăr (16-21%), precum și alte plante, cum ar fi arțarul canadian sau parul măcinat.

Toată lumea știe că sucroza este o substanță cristalină, care are un gust dulce și este bine solubilă în apă. Zahărul din trestia de zahăr conține zaharoză carbohidrată, denumită în mod obișnuit zahăr. Numele chimistului și metalurgistului german A. Marggraf este strâns legat de producția de zahăr din sfecla.

Acum să ne cunoaștem carbohidrații care au o structură mai complexă - polizaharide. Polizaharidele sunt carbohidrați cu înaltă moleculă, moleculele cărora constau din multe monozaharide. În formă simplificată, schema generală poate fi reprezentată după cum urmează:

Acum să comparăm structura și proprietățile amidonului și celulozei - cei mai importanți reprezentanți ai polizaharidelor. Unitatea structurală a lanțurilor polimerice ale acestor polizaharide, a cărei formulă (C6H10O5) n este resturile de glucoză. Pentru a scrie compoziția unității structurale (C6H10O5), trebuie să scoateți molecula de apă din formula de glucoză.

Celuloza și amidonul sunt de origine vegetală. Acestea sunt formate din moleculele de glucoză ca rezultat al policondensării. Ecuația reacției de policondensare, precum și procesul invers de hidroliză a polizaharidelor, pot fi convențional scrise după cum urmează:

Moleculele de amidon pot avea atât tip de structură liniară, cât și ramificată, molecule de celuloză - numai liniare. Atunci când interacționează cu iod, amidonul, spre deosebire de celuloză, dă o culoare albastră. Diferitele funcții ale acestor polizaharide sunt în celula plantei. Amidonul servește ca un nutrient de rezervă, celuloza are o funcție structurală, de construcție. Pereții celulelor de plante sunt construiți din celuloză.

Carbohidrați: monozaharide, dizaharide, polizaharide - compuși chimici

Clasificarea carbohidraților

Carbohidrații sunt substanțe organice ale căror molecule constau din atomi de carbon, hidrogen și oxigen, iar hidrogenul și oxigenul sunt, de regulă, în același raport ca în molecula de apă (2: 1). Formula generală a carbohidraților este Cn (H20) m, adică ele sunt compuse din carbon și apă, de aici numele clasei, care are rădăcini istorice.

A apărut pe baza analizei primilor carbohidrați cunoscuți. Mai târziu sa constatat că există carbohidrați, în moleculele cărora nu se observă raportul indicat (2: 1), de exemplu, deoxiriboză - C5H10O4. Sunt cunoscuți și compuși organici, a căror compoziție corespunde formulei generale date, dar care nu aparțin clasei de carbohidrați.

Monozaharidele sunt carbohidrați care nu hidrolizează (nu se descompun cu apă). La rândul lor, în funcție de numărul de atomi de carbon, monozaharidele sunt împărțite în trio (din care molecule conțin trei atomi de carbon), tetrozi (patru atomi de carbon), pentoze (cinci), hexoze (șase) etc.

În natură, monozaharidele sunt reprezentate în principal de pentoze și hexoze. Pentozele includ, de exemplu, riboza - C5H10O5 și deoxiriboză (riboza, din care un "atom de oxigen" a fost "luat") - C5H10O4. Ele fac parte din ARN și ADN și determină prima parte a numelor de acizi nucleici.

Hexozele având formula moleculară generală C6H12O6 includ, de exemplu, glucoză, fructoză, galactoză. Disacaridele sunt carbohidrați care hidrolizează pentru a forma două molecule de monozaharide, cum ar fi hexoză. Formula generală a majorității covârșitoare a dizaharidelor este ușor de dedus: trebuie să "adăugați" două formule de hexoză și să "scade" de formula rezultată o moleculă de apă - C 12 H 22 O 11.

Disaccharidele includ:

1. Zaharoza (zahăr alimentar comun), care prin hidroliză formează o singură moleculă de glucoză și o moleculă de fructoză. Se găsește în cantități mari în sfeclă de zahăr, trestie de zahăr (de aici numele de sfeclă sau zahăr din trestie de zahăr), arțar (pionieri canadieni minate de zahăr din arțar), palmier de zahăr, porumb etc.
2. Maltoza (zahăr malț), care hidrolizează pentru a forma două molecule de glucoză. Maltoza poate fi obținută prin hidroliza amidonului sub acțiunea enzimelor conținute în boabele de orz germinate, uscate și măcinate.
3. Lactoză (zahăr din lapte), care hidrolizează pentru a forma molecule de glucoză și galactoză. Este conținut în laptele mamiferelor (până la 4-6%), are o dulce scăzută și este utilizat ca umplutură în pastile și tablete farmaceutice.

Gustul dulce al diferitelor mono- și dizaharide este diferit. De aceea, cea mai dulce monozaharidă - fructoză - este de 1,5 ori mai dulce decât glucoza, care este luată ca standard. Zaharoza (dizaharidă), la rândul său, este de 2 ori mai dulce decât glucoza și de 4-5 ori lactoză, care este aproape fără gust.

Polizaharidele - amidon, glicogen, dextrine, celuloză etc. sunt carbohidrați care hidrolizează pentru a forma o varietate de molecule de monozaharide, cel mai adesea glucoză. Pentru a se deduce formula polizaharidelor, este necesar să se "scoată" o moleculă de apă din molecula de glucoză și să se scrie expresia cu indicele n: (C6H10O5) n, deoarece se datorează desprinderii moleculelor de apă în natură, formându-se di- și polizaharide.

Rolul carbohidratilor in natura si importanta lor pentru viata umana este extrem de mare. Formate în celulele de plante, ca rezultat al fotosintezei, ele acționează ca o sursă de energie pentru celulele animale. Mai întâi se referă la glucoză. Mulți carbohidrați (amidon, glicogen, zaharoză) îndeplinesc funcția de depozitare, rolul unei rezerve de nutrienți.

Acizii ARN și ADN, care includ unii carbohidrați (pentoză-riboză și deoxiriboză), îndeplinesc funcțiile de transmitere a informațiilor genetice. Celuloza - materialul de construcție al celulelor de plante - joacă rolul unui cadru pentru membranele acestor celule. O altă polizaharidă, chitina, are un rol similar în celulele unor animale: formează scheletul exterior al artropodelor (crustacee), al insectelor și al arachnidelor.

Carbohidrații sunt, în cele din urmă, sursa alimentației noastre: consumăm cereale care conțin amidon sau îl hrănim animalelor, în organismul cărora amidonul este transformat în proteine ​​și grăsimi. Cele mai igienice îmbrăcăminte sunt fabricate din celuloză sau produse pe bază de bumbac și in, fibre de viscoză, mătase de acetat. Casele din lemn și mobilierul sunt construite din aceeași pulpă care formează lemn.

Baza de producție de film și film - toate același pulpă. Cărțile, ziarele, scrisorile și bancnotele sunt produse ale industriei celulozei și hârtiei. Deci, carbohidrații ne oferă tot ceea ce este necesar pentru viață: hrană, îmbrăcăminte, adăpost.

Trebuie să subliniem faptul că singura formă de energie pe Pământ (în plus față de energia nucleară, desigur) este energia Soarelui și singura modalitate de a-l acumula pentru a asigura activitatea vitală a tuturor organismelor vii este procesul de fotosinteză care apare în celulele plantelor vii și conduce la sinteza carbohidraților din apă și dioxid de carbon. În timpul acestei transformări se formează oxigenul, fără de care viața de pe planeta noastră ar fi imposibilă.