Вуглеводи - будова та розподіл вуглеводів. Хімічні властивості моносахаридів - окисно-відновна реакція, складні ефіри моносахаридів, глікозиди. Складні вуглеводи та їх властивості. Біосинтез і метаболізм вуглеводів. Біологічне значення вуглеводів.

моносахаридних одиниць

Вуглеводи - це природні органічні речовини, що складаються з атомів С, Н і О. З хімічної точки зору це гідроксиальдегіди або гідроксикетони.

У природі вуглеводи мають велике значення:

Ø частина рослинних і тваринних тіл, клітин і тканин

Ø будівельний блок нуклеїнової кислоти (NK)

Ø джерело енергії
Ø резервні речовини в організмі

У природі вони утворюються в результаті складного біохімічного процесу - фотосинтез.

Фотосинтез виникає першим вуглеводи глюкоза, який перетворюється у рослин переважно на полісахариди крохмаль і целюлоза . Крохмаль - це запасна речовина, з якої рослина черпає енергію, необхідну для життєвих процесів, целюлоза потрібна рослині для її росту.

Вуглеводи отримують в організм тварин рослинною їжею . Шляхом травлення полісахариди розщеплюються до глюкоза, яка є джерелом енергії тіла . Глюкоза окислюється і перетворюється у воду та вуглекислий газ. Вуглекислий газ виділяється в повітря, а енергія, що виділяється під час цієї реакції, витрачається на життєві процеси.

Поділ вуглеводів:

1. За кількістю моносахаридних одиниць:

а) моносахариди - у них в молекулі від 3 до 9 атомів С, і при гідролізі вони більше не розкладаються на простіші вуглеводи

б) олігосахариди - вони складаються з 2-10 моносахаридів і при гідролізі розпадаються на простіші вуглеводи (моносахариди)

в) полісахариди - містять у молекулі більше 10 моносахаридних одиниць

2. відповідно до функціональної групи вони містять:

а) альдози - містять у молекулі альдегідну групу -СНО

б) кетоз - містять у молекулі кетогрупу -CO-

3. за кількістю атомів вуглецю:

а) триози - містять 3С

б) тетроз - містять 4С

в) пентози - містять 5С

г) гексози - містять 6С

д) гептози - містять 7С .

Властивості вуглеводів

Моносахариди та олігосахариди являють собою білі кристалічні речовини, що добре розчиняються у воді. Вони мають солодкуватий смак, тому їх називають цукрами. Полісахариди вони не розчиняються у воді і не мають солодкого смаку. Всі вуглеводи, які мають хіральний вуглець, є оптично активними речовинами (хіральний вуглець має інший атом або групу, приєднану до кожного з чотирьох одинарних зв’язків, і ми позначаємо його зірочкою).

Значні моносахариди:

Рибоза - належить до пентозів, входить до складу НК

Глюкоза - виноградний цукор

Ø біла, солодка, кристалічна речовина, добре розчинна у воді

Ø перетворюється в етанол та вуглекислий газ шляхом бродіння без доступу повітря

Ø знаходиться в овочеві соки, фрукти, мед (50%) та кров тварин

Ø промислово вироблений гідролізом крохмалю

Ø рівень цукру в крові позначається глікемією (у здорових людей він становить 3,3 - 5,6 ммоль/л)

Ø є легко засвоюється, тому його використовують у медицині як штучне харчування

Фруктоза - фруктовий цукор

Ø безбарвні кристали

Ø найсолодший з усіх цукрів

Ø знаходиться в фрукти та мед (50%)

Ø легко засвоюється і використовується на підсолоджування їжі для діабетиків

Значущі олігосахариди:

З олігосахаридів вони є найбільш важливими дисахариди . Молекули дисахаридів утворюються шляхом з’єднання двох молекул моносахаридів глікозидним зв’язком.

Сахароза - тростинний або буряковий цукор

ПРО найважливіший дисахарид, міститься майже у всіх плодах рослин і багатьох рослинних соках

Ø отримують із цукрових буряків або цукрової тростини

Ø безбарвні кристали при нагріванні змінюються на коричневі карамелі, вони добре розчиняються у воді

Ø складається з молекули глюкози та молекули фруктози

Ø Використовується як підсолоджувач у харчовій промисловості, а також у виробництві цукру

Мальтоза - солодовий цукор

Ø утворюється з крохмалю під дією ферментів у проростаючих насінні

Ø складається з двох молекул глюкози

Ø не піддається ферментації

Ø використовується у виробництві пива

Лактоза - молочний цукор

Ø міститься в молоці ссавців

Ø використовується для виробництва дитяче харчування та педіатрія

Значні полісахариди

Полісахариди - це природні високомолекулярні речовини, що складаються з великої кількості моносахаридних одиниць. Найголовнішими є крохмаль, целюлоза, глікоген . Полісахариди не кристалізуються, їх дуже важко розчинити у воді і не мають солодкого смаку.

ПРО запас рослинна речовина, він міститься переважно в бульбах і плодах

Ø має зернисту структуру

Ø промислове виробництво з картоплі та зерна

Ø складається з двох компонентів - амілози - складає приблизно п'яту частину крохмалю і розчиняється в гарячій воді

- амілопектин - не розчиняється у воді

Ø використовується для виробництво глюкози, етанолу, порошків для пилу, рідких порошків, клеїв у текстильній промисловості, при крохмаленні білизни тощо.

Ø у чистому вигляді - у бавовняних волокнах

Ø також отримується з дерева, льону, конопель, джуту тощо. .

Ø використовується для виробництво паперу, пряжі, лаків, пластмас, вибухових речовин

Ø Чиста целюлоза - це вата та фільтрувальний папір

Ø виробництво целюлози

ПРО тваринний запас

Ø міститься переважно в печінці

Ø при необхідності швидко розщеплюється до глюкози, яка переходить у кров