Egenskaper av karbohydrater. Funksjoner og egenskaper av karbohydrater: bord

I levende natur, mangestoffer, hvor viktig det er vanskelig å overvurdere. For eksempel inkluderer disse karbohydrater. De er ekstremt viktige som energikilde for dyr og mennesker, og noen egenskaper av karbohydrater gjør dem til et uunnværlig råmateriale for industrien.

Hva er det

Disse er alle stoffer hvis struktur kan beskrives ved formelen Cn (H₂O) m. De har en stor biologisk betydning, spiller en viktig rolle i livet til mange levende vesener.

Navnet på denne gruppevitenskapsmannen kom opp med,hvordan den primære analysen av stoffene som inkluderte den ble laget. Da ble det funnet ut at deres hovedkomponenter er karbon og vann. Senere viste det sig at navnet viste seg å være ekstremt nøyaktig, da egenskapene til karbohydrater er slik at forholdet mellom hydrogen og oksygenatomer i dem er helt identisk med det i vann. Enkelt sagt, to atomer av hydrogen har ett oksygen. Den russiske versjonen av navnet ble først foreslått i 1844 av professor K. Schmidt.

Noen tillegg

Hvis du litt endrer formelen ovenfor, setter du "n" i parentes, blir uttrykket noe annerledes: Sm (H₂O) n. Kanskje gjenspeiler det selve essensen av navnet "kullvann" så godt som mulig.

Hittil har forskere nøyaktig bestemt detDet finnes en rekke stoffer som har egenskaper av karbohydrater, men stemmer ikke helt overens med formelen beskrevet av oss. Det er derfor i utenlandsk litteratur man ofte kan komme over ordet "glycider", som er et moderne synonym for begrepet 1844, som viste seg å være ikke helt nøyaktig.

Enkel klassifisering

Hele den store klassen av stoffer kan deles inn i to store grupper: enkle og komplekse glycider. Hva er egenskapene til karbohydrater som de inkluderer? Egentlig er de heller ikke veldig komplekse:

• Enkelt er de stoffene fra gruppen,som ikke kan hydrolyseres, etterfulgt av dannelse av andre karbohydrater. Men den største forskjellen er at antall oksygenatomer i deres struktur er lik det samme antall karbonatomer. De kalles monosakkarider.
• Følgelig, under definisjonen av "komplekse"alle de glykydene som brytes ned når de hydrolyseres for å danne flere enkle karbohydrater. Selvfølgelig er deres forhold mellom oksygenatomer og karbon forskjellig. De kalles disakkarider. Komplekse karbohydrater spiller en svært viktig rolle i naturen, en liste som vi delvis nevner i artikkelen.

I tillegg er det en annen klassifisering hvor karbohydrater er delt inn i tre typer. Her er de:

• Monosakkarider.
• Oligosakkarider.
• Polysakkarider.

Tabellen over karbohydrater under vil sikkert hjelpe deg med å forstå deres viktigste forskjeller.

mono- (1 molekyl)	oligo (<10 molekyler)	poly- (> 10 molekyler)
Aldozy, ketose	Dette er nøyaktig hva disakkarider, trisakkarider, etc., tilhører.	Det er to typer: Gomopolisaharidy. Heteropolysakkarider. Fra navnet kan det forstås at den indre molekylære strukturen til disse to artene er helt forskjellig.

Selvfølgelig ga vi et kort bord.karbohydrater, men i rammen er det rett og slett umulig å passe alle de spesifikke egenskapene som er karakteristiske for noen medlemmer av denne store klassen. Derfor vil vi analysere hovedgruppene hver for seg, og bo mer detaljert på egenskapene til enkelte, mest vanlige stoffer. Så, hva er klassene av karbohydrater?

monosakkarider

Det skal huskes at de alle refererer tilkategorier av faste stoffer er lett i stand til å passere inn i en krystallinsk tilstand. De er ekstremt hygroskopiske, helt løselig i vann, danner en sirup. Velg dem i form av krystaller derfra kan være svært vanskelig. Deres løsninger har en nøytral reaksjon, ofte søt i smak. Intensiteten av smaken er forskjellig: for eksempel er fruktose ca 3-3,5 ganger søtere enn den vanligste glukosen.

Om strukturell form

Alle disse stoffene er bifunksjonelle forbindelser.strukturer, som nødvendigvis innbefatter karbonskjelettet, en karbonylgruppe og flere hydroksyl. Hvis aldehydgruppen virker som en karbonylgruppe, kalles stoffet en aldose. Følgelig, i tilfelle av nærvær av et keton "hale" kalles de ketose.

Siden i naturen er disse stoffene vanligeekstremt, de kan bli funnet både i fri tilstand og i form av anhydridformer. Generelt er nesten alle komplekse karbohydrater i en eller annen grad anhydrider av enkle sukkerarter, som ganske enkelt oppnås ved å ta bort flere (eller en) vannmolekyler (prefikset "an" er fraværet).

Glukose som den mest typiske representanten

Formelen for denne mest typiske representanten for sin gruppe er C₆H₁₂Oh₆. Disse karbohydrater er svært vanlige i cellen.planter. Det er ikke bare utbredt, men også veldig viktig for kroppen, da det er den viktigste energikilden for det (snakker om dyr og mennesker selvfølgelig). I prinsippet er disse de generelle egenskapene til proteiner, karbohydrater og fett for alle animalske organismer. I tillegg er det mye brukt i medisin, veterinærmedisin, industri (inkludert mat).

Fysiske egenskaper

Hva er de generelle fysiske egenskapene til karbohydrater dettegruppe? Utseende - små hvite krystaller, smak søte, oppløs godt i vann. Oppløseligheten øker dramatisk når løsningen oppvarmes: glukosesirup oppnås på denne måten.

Kjemisk bakgrunn

Hvis du ser på den lineære formelen, såDette karbohydratet er tydelig synlig et aldehyd og fem hydroksylgrupper. Når et stoff er i krystallinsk tilstand, kan molekylene være i en av to mulige former (a- eller β-glukose). Faktum er at en hydroksylgruppe koblet til et femte karbonatom kan reagere med en karbonylrest.

Utbredelse i naturlige forhold

Siden det er usedvanlig mye i druejuice, er glukose ofte kalt "druesukker". Under dette navnet kjente våre forfedre henne. Du kan imidlertid finne den i noen annen søt grønnsak eller frukt, i plantens myke vev. I dyrsverdenen er forekomsten ikke lavere: ca 0,1% av blodet vårt er glukose. I tillegg kan du finne disse karbohydrater i cellen av nesten alle interne organer. Men spesielt er det mange av dem i leveren, siden det er der at glukose blir behandlet til glykogen.

Hun (som vi sa) er verdifullenergikilde for kroppen vår, er en del av nesten alle komplekse karbohydrater. Som andre enkle karbohydrater forekommer det i naturen etter reaksjonen av fotosyntese, som utelukkende forekommer i cellene av planteorganismer:

6SO₂ + 6H₂Om klorofyll C₆H₁₂Oh₆ + 6О₂ - Q

Planterne utfører samtidig en utrolig viktig forbiosfæren funksjon, akkumulere den energien de mottar fra solen. Med hensyn til industrielle forhold ble druesukker siden gammel tid oppnådd fra stivelse, som frembringer hydrolysen, og reaksjonskatalysatoren er konsentrert svovelsyre:

(C-₆H₁₀Oh₅) n + nH₂om H₂SO₄, t nC₆H₁₂Oh₆

Kjemiske egenskaper

Hva er de kjemiske egenskapene til karbohydrater av denne typen? De har alle de samme egenskapene som er særegne for rent alkoholer og aldehyder. I tillegg har de noen spesifikke funksjoner. Syntesen av enkle karbohydrater (inkludert glukose) ble først produsert av den mest talentfulle kjemikeren A. M. Butlerov i 1861, og han brukte formaldehyd som råmateriale og splittet det i nærvær av kalsiumhydroksyd. Her er formelen for denne prosessen:

6NSON -------> C6H₁₂Oh₆

Nå vurder noen egenskaper av de toAndre medlemmer av gruppen, den naturlige verdien av disse er ikke mindre bra, men fordi de studerer biologi. Karbohydrater av disse artene spiller en svært viktig rolle i vårt daglige liv.

fruktose

Formelen for denne glukoseisomeren er SeN.₁₂Oh_b. Som "forfader" kan eksistere ilineær og syklisk form. Den går inn i alle reaksjoner som er karakteristiske for polyatomiske alkoholer, men er dermed forskjellig fra glukose, ikke i samspill med ammoniak sølvoksid.

ribose

Av særlig interesse er ribose ogdeoksyribose. Hvis du husker et lite biologisk program, så er du selv klar over at disse karbohydrater i kroppen er en del av DNA og RNA, uten som selve eksistensen av livet på planeten er umulig. Navnet "deoxyribose" betyr at det er et mindre oksygenatom i molekylet (hvis vi sammenligner det med vanlig ribose). Å være lik i denne henseende til glukose, kan de også ha en lineær og syklisk struktur.

disakkarider

I prinsippet er disse stoffene i deres struktur ogFunksjonene gjentas i stor grad den forrige klassen, og det gir derfor ingen mening å dvele nærmere på dette. Hva er de kjemiske egenskapene til karbohydrater som tilhører denne gruppen? De viktigste medlemmene i familien er sukrose, maltose og laktose. Alle av dem kan beskrives med formelen C₁₂H₂₂Oh₁₁, siden de er isomerer, men dette avbryter ikke de store forskjellene i strukturen deres. Så hva er egenskapene til komplekse karbohydrater, en liste og beskrivelse som du kan se nedenfor?

sakkarose

Dens molekyl har to sykluser på en gang: en av dem er seks ledd (a-glukoserest), og den andre er femledd (p-fruktose rest). Alt denne konstruksjonen er forbundet med glukoseglykosidhydroksyl.

Kvittering og totalverdi

Ifølge den bevarte historiske informasjonenTre århundrer før Kristus ble sukkerrør sukker lært fra det gamle India. Det var bare i midten av 1800-tallet at det viste seg at mye mer sukrose kan fås fra sukkerroer med mindre innsats. Noen av dets varianter inneholder opptil 22% av dette karbohydratet, mens sukkerinnholdet kan være innen 26%, men dette er kun mulig under ideelle vekstforhold og et gunstig klima.

Vi har allerede sagt at karbohydrater løses godti vannet. Det er på dette prinsippet at produksjonen av sukrose er basert, når diffusorer brukes til dette formålet. For å utfelle mulige urenheter filtreres løsningen gjennom filtre, som inkluderer kalk. For å fjerne kalsiumhydroksyd fra den oppnådde løsningen, blir vanlig karbondioksid passert gjennom den. Bunnfallet frafiltreres, og sukkersirupen avdampes i spesielle ovner, hvilket gir den allerede kjente sukkeren ved utgangen.

laktose

Dette industrielle karbohydratet slippes utfra vanlig melk, som er rikelig i fett og karbohydrater. Den inneholder ganske mye av dette stoffet, for eksempel inneholder kumelk melk ca 4-5,5% laktose, og i kvinnemælk når volumfraksjonen 5,5-8,4%.

Hvert molekyl av dette glykidet består av 3-galaktose og a-glukose-rester i pyranoseform, som danner bindinger gjennom det første og fjerde karbonatomer.

I motsetning til andre sukkerarter har laktose eneksepsjonell eiendom. Det handler om det totale fraværet av hygroskopisitet, slik at selv i et våt rom ikke dette glykydet demper i det hele tatt. Denne egenskapen er mye brukt i farmasøytisk industri: hvis vanlig sukrose er en del av et stoff i pulverform, blir laktose nødvendigvis tilsatt den. Det er helt naturlig og ufarlig for menneskekroppen, i motsetning til mange kunstige tilsetningsstoffer som forhindrer kaking og fukting. Hva er funksjonene og egenskapene til karbohydrater av denne typen?

Den biologiske betydningen av laktose er ekstremflott, siden laktose er den viktigste næringsinnholdet i melk av alle dyr og mennesker. Når det gjelder maltose, er egenskapene noe annerledes.

maltose

Det er et mellomprodukt somoppnås ved stivelsehydrolyse. Navnet "maltose" skyldtes det faktum at det er dannet i stor grad under påvirkning av malt (i latin malt - maltum). Det distribueres ikke bare i planter, men også i dyr. I store mengder dannet i fordøyelseskanalen til drøvtyggere.

Kjemisk struktur og egenskaper

Molekylet av dette karbohydratet består av to delera-glukose i pyranoseform, som er sammenkoblet ved hjelp av det første og fjerde karbonatomer. Det ser ut som fargeløse hvite krystaller. Smaken er søtaktig, helt løselig i vann.

polysakkarider

Det skal huskes at alle polysakkarider kan betraktes ut fra det synspunkt at de er produktene av polykondensasjon av monosakkarider. Deres generelle kjemiske formel er (C_bH₁₀Oh₅) n. I denne artikkelen vurderer vi stivelsen, da den er den mest typiske representanten for familien.

stivelse

Det er dannet som et resultat av fotosyntese, i storemengder avsatt i røttene og frøene av planteorganismer. Hva er de fysiske egenskapene til karbohydrater av denne typen? Det ser ut som et hvitt pulver med dårlig uttalt krystallinitet, uoppløselig i kaldt vann. I en varm væske dannes det en kolloid struktur (pasta, gelé). I fordøyelseskanalen til dyr er det mange enzymer som bidrar til hydrolyse med dannelsen av glukose.

Er den vanligste naturligpolymer, som er dannet fra en rekke rester av a-glukose. I naturen er det samtidig to former for det: amylose og amshopectin. Amylose, som er en lineær polymer, kan oppløses i vann. Et molekyl består av alfa-glukose rester som er koblet gjennom det første og fjerde karbonatomer.

Vi må huske at det er den første stivelsensynlig produkt av plante fotosyntese. Hvete og andre kornblandinger inneholder opptil 60-80%, mens det i potetknoller er bare 15-20%. Forresten, etter type stivelseskorn under et mikroskop, er det mulig å bestemme plantens art nøyaktig, siden de er forskjellige.

Hvis karbohydratet raskt oppvarmes, er det stortmolekylet vil raskt dekomponere for å danne små polysakkarider, som er kjent som dextriner. De har en vanlig kjemisk formel med stivelse (C₆H₁₂Oh₅) x, men det er en forskjell i verdien av variabelen "x", som er mindre enn verdien av "n" i stivelse.

Til slutt presenterer vi et bord som reflekterer ikke bare hovedklassen av karbohydrater, men også deres egenskaper.

Grunnleggende grupper	Funksjoner av molekylær struktur	Karakteristiske egenskapene til karbohydrater
monosakkarider	Forskjellig i antall karbonatomer: Triozy (C3) Tetroses (C4) Pentose (C5) Hexose (C6)	Fargeløse eller hvite krystaller, helt løselig i vann, søt i smak.
oligosakkarider	Komplisert struktur. Avhengig av typen, inneholder 2-10 rester av enkle monosakkarider	Utseende er det samme, noe verre oppløses i vann, mindre søt smak
polysakkarider	Består av en meget stor mengde monosakkaridrester	Hvitt pulver, den krystallinske strukturen er svakt uttrykt, oppløses ikke i vann, men har en tendens til å svulme i den. Det smaker nøytral

Dette er funksjonene og egenskapene til karbohydrater i hovedklassen.