Вуглеводи

Зміст Визначення вуглеводів. Класифікація. Моносахариди (глюкоза, фруктоза). Їх фізичні та хімічні властивості. (сахароза, лактоза, мальтоза). Їх фізичні та хімічні властивості. Дисахариди (сахароза, лактоза, мальтоза). Їх фізичні та хімічні властивості. Полісахариди (крохмаль, целюлоза, хітин). Їх фізичні та хімічні властивості. Полісахариди (крохмаль, целюлоза, хітин). Їх фізичні та хімічні властивості. Функції вуглеводів. Функції вуглеводів.

Вуглеводи - речовини з загальною формулою C x (H 2 O) y, де x і y - натуральні числа, більші за 3. Назва «вуглеводи» говорить про те, що в їх молекулах водень і кисень знаходяться в тому ж відношенні, що і у воді. У тваринних клітинах міститься невелика кількість вуглеводів, а в рослинних - майже 70% від загальної кількості органічних речовин.

КЛАСИФІКАЦІЯ ВУГЛЕВОДІВ ПРОСТІ моносахариди СКЛАДНІ дисахариди, полісахариди

М О Н О С А Х А Р И Д И тетрози С 4 Н 8 О 4 пентози С 5 Н 10 О 5 (арабіноза, ксилоза, рибоза) гексози С 6 Н 12 О 6 (глюкоза, маноза, галактоза, фруктоза) Моносахариди прості вуглеводи, вони не піддаються гідролізу не розщеплюються водою на простіші вуглеводи, у них число атомів вуглецю дорівнює кількості атомів кисню С n Н 2n О n. До моносахаридів відносяться:

Глюкозу називають також виноградним цукром, так як вона міститься у великій кількості у виноградному соку. Крім винограду глюкоза знаходиться і в інших солодких плодах і навіть у різних частинах рослин. Поширена глюкоза і в тваринному світі: 0,1%. Глюкозу знаходять в крові. Глюкоза розноситься по всьому тілу і служить джерелом енергії для організму. Вона також входить до складу сахарози, лактози, целюлози, крохмалю.

У рослинному світі широко поширена фруктоза або фруктовий (плодовий) цукор. Фруктоза міститься в солодких плодах, меді. Витягуючи з кольорових солодких плодів соки, бджоли готують мед, який за хімічним складом являє собою в основному суміш глюкози і фруктози. Також фруктоза входить до складу складних цукрів, наприклад тростинного та бурякового.

Хімічні властивості глюкози 1) Повне окиснення глюкози C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + H 2 O 2) Реагує як альдегід а) Окиснення, реакція срібного дзеркала СН 2 ОН – (СНОН) 4 – СОН + Ag 2 O СН 2 ОН – (СНОН) 4 – СООН + 2Ag б) Окиснення Cu(OH) 2 при нагріванні: СН 2 ОН–(СНОН) 4 –СОН +2Сu(ОН) 2 СН 2 ОН–(СНОН) 4 –СООН +Сu 2 О +2Н 2 О 3) Реакція бродіння а) спиртове бродіння: С 6 Н 12 О 6 2 С 2 Н 5 ОН + 2СО 2 б) молочно-кисле бродіння: в) масляне бродіння: С 6 Н 12 О 6 С 3 Н 7 СООН + 2Н 2 +2СО 2

Д И С А Х А Р И Д И Дисахариди - вуглеводи, які при нагріванні з водою в присутності мінеральних кислот чи під дією ферментів піддаються гідролізу, розкладаючись на дві молекули моносахаридів. Легко розчиняються у воді, добре кристалізуються, солодкі на смак. Як у вільному стані, так і в складі ін. молекул дуже поширені в тваринних і рослинних організмах. Найпоширеніші дисахариди: сахароза (цукор), лактоза, мальтоза. Дисахариди – цінні харчові й смакові речовини; деякі дисахариди застосовують у мікробіології та фармакології.

Мальтоза Лактоза Сахароза

Хімічні властивості сахарози 1. Реакція гідролізу: С 12 Н 22 О 11 + Н 2 О С 6 Н 12 O 6 + С 6 Н 12 O Реакція повного окиснення: C 12 H 22 O O 2 12CO H 2 O 3. Якісна реакція на сахарозу (з додаванням Сu(ОН) 2 без нагрівання) C 12 H 22 O 11 + Cu(OH) 2 утворюється розчин яскраво синього кольору C 12 H 22 O 11 + Cu(OH) 2 утворюється розчин яскраво синього кольору

Найважливіша з дисахаридів – сахароза – дуже поширена у природі. Це хімічна назва звичайного цукру, його називають ще тростинним чи буряковим. Буряковий цукор широко застосовується в харчовій промисловості, кулінарії, приготуванні вин, пива і т.д.

Лактоза, що виражається формулою C 12 H 22 O 11, є вуглеводом, який міститься в молоці ссавців, вона присутня в ньому в кількості близько 2% - 8%. Вперше лактоза була виявлена Фабріціо Бартолетті в 1619 році. Лактоза відрізняється від інших цукрів відсутністю гігроскопічності. Значення лактози дуже велике, тому що вона є важливою живильною речовиною, особливо для організму людини і тварин.

Мальтозний сироп Мальтоза - солодовий цукор, природний дисахарид, що складається з двох залишків глюкози; міститься у великих кількостях в пророслих зернах (солоді) ячменю, жита та інших зернових; виявлена також у томатах, в пилку та нектарі ряду рослин. Входить до складу деяких марок пива.

П О Л І С А Х А Р И Д И Полісахариди вуглеводи, які багато в чому відрізняються від моносахаридів і дисахаридів, не мають солодкого смаку і майже не розчинні в воді. Важливі представники полісахаридів крохмаль і целюлоза. Їх молекули побудовані з ланок (С 6 Н 10 О 5 ), є залишками шестичленних циклічних форм молекул глюкози, що втратили молекулу води, тому склад крохмалю та целюлози виражається однією формулою (С 6 Н 10 О 5 ).

Крохмаль (C 6 Н 10 О 5 ) n - це біополімер, що складається із залишків глюкози – перший видимий продукт фотосинтезу. При фотосинтезі крохмаль утворюється в рослинах і відкладається в коренях, бульбах, насінні. Крохмаль – це біла речовина, що складається з найдрібніших зерен, які нагадують борошно, тому його друга назва «картопляне борошно».

ЗНАЧЕННЯ КРОХМАЛЮ в якості харчового продукту (хліб, картопля, крупи і т. д.) для виготовлення канцелярського клею у медицині для приготування присипок, паст (густих мазей), а також при виробництві таблеток.

Целюлоза (С 6 Н 10 О 5 ) n Целюлоза полісахарид; головна складова частина клітинних оболонок рослин. Майже чистою клітковиною є бавовна, яка йде на виготовлення тканини. Із целюлози деревини одержують папір. Целюлозу та її ефіри використовують для отримання штучного волокна (віскозний, ацетатний, мідно-аміачний шовк, штучна шерсть), пластмас, кіно і фотоплівок, лаків, бездимного пороху і т. д. Целюлоза стійка речовина, не руйнується при нагріванні до 200°C. Не розчиняється у воді та слабких кислотах. Володіє міцністю, але еластична. Зареєстрована як харчова добавка E460.

Целюлоза є полімером глюкози. У ній вміщено близько 50% вуглецю, що міститься в рослинах. За загальною масою на Землі, целюлоза займає перше місце серед органічних сполук.

Хімічні властивості полісахаридів 1) Реакція повного окиснення (С 6 Н 10 О 5 ) n + 6nO 2 6nCO 2 + 5nH 2 O 2) Реакція гідролізу (C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O nC 6 H 12 O 6 3) Якісна реакція на крохмаль йодокрохмальна реакція з утворення синього розчину 4) Реакція естерифікації целюлози (C 6 H 10 O 5 ) n + CH 3 COOH C 6 H 7 O 2 (OCOCH 3 ) n + H 2 O

Хітин близький до целюлози, він зустрічається у деяких формах грибів, а також як важливий компонент зовнішнього скелету деяких тварин.

Функціїї вуглеводів Захисна. Секрети, що виділяються різноманітними залозами багаті на вуглеводи та їхні похідні, в основному глікопротеїни. Вони оберігають стінки порожнистих органів: шлунок, кишечник, бронхи від механічних, хімічних впливів та проникнення інфекції. Рецепторна. Звязуючись з інтегральними мембран- ними білками, вуглеводи у складі рецепторів беруть участь у розпізнаванні сигнальних молекул: гормонів, нейромедіаторів.

Пластична або структурна. В усіх без винятку тканинах і органах наявні вуглеводи або їх похідні. Вони є основними структурними компонентами клітин, які утворюють опорні тканини (целюлоза, хітин). Вуглеводи беруть участь у побудові кісток, клітин, ферментів. Використовуються для синтезу глікогену, амінокислот, жирів, АТФ… Рибоза і дезоксирибоза беруть участь у побудові АТФ. Отже, вуглеводи є складовими синтезу багатьох важливих речовин організму.

Запасна. У клітинах організмів вуглеводи мають здатність накопичуватися у вигляді крохмалю (у рослин) і глікогену (у тварин). Відкладаючись у тканинах, вуглеводи можуть забезпечити організм енергією під час голодування, тобто використовуються у міру потреби в енергії. У крові міститься мг глюкози. Від концентрації глюкози залежить осмотичний тиск крові. У печінці може зберігатися до 10% глікогену.