Vlastnosti sacharidů. Funkce a vlastnosti sacharidů: tabulka

V živé přírodě je mnoho látek široce distribuováno, jejichž význam je obtížné přeceňovat. Jedná se například o uhlohydráty. Jsou nesmírně důležité jako zdroj energie pro zvířata a lidi, a některé vlastnosti sacharidů z nich činí nepostradatelnou surovinu pro průmysl.

Co to je?

Je to všechno látky, struktura který může být popsán vzorcem Cn (H₂O) m. Mají obrovský biologický význam, hrají zásadní roli v životě mnoha živých bytostí.

Jméno této skupiny vědců se objevilo po primární analýze látek, které ji obsahovaly. Pak bylo zjištěno, že jejich hlavními složkami jsou uhlík a voda. Později bylo zjištěno, že název se ukázalo být velmi přesné, protože vlastnosti sacharidů tak, že poměr atomů vodíku a kyslíku v něm je zcela identická s ve vodě. Jednoduše řečeno, dva atomy vodíku mají jeden kyslík. Ruská verze názvu byla poprvé navržena v roce 1844 profesorem K. Schmidtem.

Některé přírůstky

Pokud mírně upravíte výše uvedený vzorec a uvedete "n" do závorek, výraz se bude poněkud lišit: Sm (H₂O) n. Snad to odráží samu podstatu jména "uhlí - voda", jak je to možné.

Dosud vědci přesně zjistili, že existuje řada látek, které mají vlastnosti sacharidů, ale zcela neodpovídají vzoru, který jsme popsali. A protože v zahraniční literatuře lze často narazit na slovo „glycidyl“, který je synonymem pro moderní, 1844, která nebyla úplně přesná.

Jednoduchá klasifikace

Celá velká skupina látek může být rozdělena do dvou velkých skupin: jednoduchých a komplexních glycidů. Jaké jsou vlastnosti uhlohydrátů, které obsahují? Ve skutečnosti také nejsou příliš složité:

• Jednoduché jsou látky ze skupiny, které se nedají hydrolýzovat, následované tvorbou jiných sacharidů. Hlavní rozdíl však spočívá v tom, že počet atomů kyslíku v jejich struktuře se rovná stejnému počtu atomů uhlíku. Jsou nazývány monosacharidy.
• V souladu s tím spadají všechny tyto glycidy do definice "komplexu", která se při hydrolyzování rozkládá a tvoří několik jednoduchých sacharidů. Samozřejmě mají jiný poměr kyslíku a atomů uhlíku. Jsou nazývány disacharidy. Velkou roli v přírodě hrají složité sacharidy, jejichž seznam jsme částečně zmínili v článku.

Kromě toho existuje další klasifikace, podle níž jsou sacharidy rozděleny do tří typů. Zde jsou:

• Monosacharidy.
• Oligosacharidy.
• Polysacharidy.

Následující tabulka sacharidů jistě pomůže pochopit jejich nejdůležitější rozdíly.

Samozřejmě jsme dali krátkou tabulku sacharidů, ale je prostě nemožné, aby se do ní vešly všechny specifické rysy, které jsou charakteristické pro některé zástupce této obrovské třídy. Takže budeme analyzovat hlavní skupiny, každý zvlášť, s podrobnostmi o vlastnostech jednotlivých, nejčastějších látek. Takže, jaké jsou třídy sacharidů?

Monosacharidy

Je třeba si uvědomit, že všechny patří do kategorie pevných látek, jsou snadno schopné přechodu do krystalického stavu. Jsou extrémně hygroskopické, dokonale rozpustné ve vodě, tvoří sirup. Je velmi obtížné je odlišit ve formě krystalů odtud. Jejich řešení mají neutrální reakci, nejčastěji sladkou chuť. Intenzita chuti je odlišná: fruktóza je tedy asi 3-3,5krát sladší než nejčastěji nalezená glukosa.

Strukturální forma

Všechny tyto látky jsou sloučeniny bifunkční struktury, která nezbytně zahrnuje uhlíkový skelet, jednu karbonylovou skupinu a několik hydroxylových skupin. Pokud je úlohou karbonylové skupiny aldehydová skupina, je látka nazývána aldózou. Proto v případě přítomnosti ketonu "ocasu" se nazývají ketózy.

Vzhledem k tomu, že tyto látky jsou v přírodě extrémně distribuovány, lze je nalézt jak ve volném stavu, tak i ve formě anhydridových forem. Obecně platí, že téměř všechny komplexní sacharidy v různé míře, jsou anhydridy jednoduché cukry, které jsou jednoduše získány tím, že se ve vzdálenosti několika (nebo jeden) molekul vody (předponou „en“ - ne).

Glukóza jako nejtypičtější zástupce

Vzorec tohoto typického zástupce jeho skupiny je C_6.H_12.O_6.. Velmi často se tyto sacharidy nacházejí v rostlinné buňce. To má nejen rozšířené, ale také velmi důležité pro tělo, protože je hlavním zdrojem energie pro něj (mluví o zvířata a člověka, samozřejmě). V zásadě jde o běžné vlastnosti bílkovin, sacharidů a tuků pro všechny živočišné organismy. Kromě toho je široce používán v lékařství, veterinární medicíně, průmyslu (včetně potravin).

Fyzikální vlastnosti

Co jsou to obecné fyzikální vlastnosti sacharidy této skupiny? Vzhled - malé krystaly bílé barvy, chuťově sladké, ve vodě se dobře rozpouštějí. Rozpustnost se prudce zvyšuje, pokud se roztok zahřívá: glukózový sirup.

Stručné informace o chemické struktuře

Pokud se podíváme na lineární vzorec, v tomto sacharidu je jasně vidět jeden aldehyd a pět hydroxylových skupin. Když je látka v krystalickém stavu, její molekuly mohou být v jedné ze dvou možných forem (alfa - nebo beta-glukóza). Faktem je, že hydroxylová skupina spojená s pátým atomem uhlíku může interagovat s karbonylovým zbytkem.

Prevalence v přírodních podmínkách

Vzhledem k tomu, že je výjimečně bohatý na hroznovou šťávu, glukóza se často nazývá "hroznový cukr". Pod tímto jménem ji znali i její vzdálené předky. Nicméně, to může být nalezeno v jakékoli jiné sladké zeleniny nebo ovoce, v měkkých tkáních rostliny. Ve zvířecím světě není její prevalence nižší - asi 0,1% naší krve je glukóza. Kromě toho můžete najít tyto sacharidy v kleci téměř jakéhokoli vnitřního orgánu. Ale zejména jich je mnoho v játrech, protože tam se glukóza zpracovává na glykogen.

To, jak jsme již uvedli, je cenným zdrojem energie pro naše tělo, je součástí téměř všech složitých sacharidů. Stejně jako jiné jednoduché sacharidy, v přírodě se vyskytuje po fotosyntézy reakce, která probíhá výlučně v buňkách rostlinných organismů:

6CO₂ + 6H₂O chlorofylu C_6.H_12.O_6. + 6O₂ - Q

Rostliny tedy provést neuvěřitelně důležitý pro fungování biosféry, akumulaci energie, která se získává jimi před sluncem. Pokud jde o průmyslové podmínky, hroznového cukru byly čas od času získány ze škrobu a jeho hydrolýza byla reakčním katalyzátorem koncentrovaná kyselina sírová:

(C_6.H₁₀O₅) n + nH₂O H₂SO₄, t nC_6.H_12.O_6.

Chemické vlastnosti

Jaké jsou chemické vlastnosti uhlovodíků tohoto druhu? Mají stejné vlastnosti, které jsou charakteristické čistě alkoholu a aldehydu. Navíc mají také některé specifické rysy. První syntéza jednoduché sacharidy (včetně glukózy) se připravuje podle nejtalentovanějších chemika AM Butlerova v 1861 rok, a jako surovina se používá formaldehyd, rozdělením v přítomnosti hydroxidu vápenatého. Zde je vzorec pro tento proces:

6SONS -------> C6H_12.O_6.

A teď se podíváme na některé z vlastností dalších dvou členů skupiny, přirozený význam, který není méně velký, a protože jejich studijní biologie. Sacharidy těchto druhů hrají velmi důležitou roli v našem každodenním životě.

Fruktóza

Vzorec pro tento glukomerový izomer je CeH_12.O_b. Stejně jako "progenitor" může existovat v lineární a cyklické podobě. Zadejte všechny reakce, které jsou charakteristické pro vícesytné alkoholy, ale liší se od glukózy, nereaguje s amoniakálním roztokem oxidu stříbrného.

Ribose

Extrémně vysoký zájem představují ribóza a deoxyribóza. Pokud si pamatujete trochu biologie program a velmi dobře vědí, že tyto sacharidy v těle jsou součástí DNA a RNA, bez níž samotná existence života na této planetě je to možné. Název "deoxyribóza" znamená, že ve své molekule je jeden atom kyslíku menší (ve srovnání s běžnou ribózou). V tomto ohledu jsou podobná glukóze, mohou mít také lineární a cyklickou strukturu.

Disacharidy

V podstatě tyto látky ve své struktuře a funkce v mnoha ohledech opakují předchozí třídu, a proto není důvod podrobněji se zabývat tímto problémem. Jaké jsou chemické vlastnosti uhlovodíků patřících do této skupiny? Nejvýznamnějšími představiteli rodiny jsou sacharóza, maltóza a laktóza. Všechny jsou popsány vzorcem C_12.H₂₂O₁₁, protože jsou izomery, ale to nevylučuje obrovské rozdíly v jejich struktuře. Jaké jsou složité sacharidy, seznam a popis, které můžete vidět níže?

Sacharóza

Jeho molekula má ve svém složení jen dva cykly: jeden z nich je šestičlenný (zbytek alfa - glukóza) a druhý - pětičlenný (zbytek beta-fruktóza). Celá konstrukce je spojena glykosidovou hydroxyglukózou.

Získání a obecná hodnota

Podle přežívajících historických informací, dokonce tři staletí před narozením Krista, pochází z cukru cukrová třtina se naučil přijímat ve staré Indii. Teprve v polovině 19. století se ukázalo, že mnohem více sacharózy s méně energie pro tuto snahu lze získat z cukrové řepy. Některé z jejích stupňů obsahují až 22% tohoto sacharidu, zatímco v cukrové třtině může obsahovat až 26%, což je možné pouze za ideálních podmínek růstu a příznivého klimatu.

Již jsme řekli, že se sacharidy dobře rozpouštějí ve vodě. Právě z tohoto principu vychází výroba sacharózy, když se k tomuto účelu používají difuzní přístroje. K vysrážení možných nečistot se roztok filtruje přes filtry obsahující vápno. K odstranění hydroxidu vápenatého z výsledného roztoku se vede běžný oxid uhličitý. Sraženina se odfiltruje a cukrový sirup se odpaří ve speciálních pecích, čímž se získá cukr, který již známe.

Laktóza

Tento sacharid je za průmyslových podmínek extrahován z běžného mléka, ve kterém jsou bohaté tuky a sacharidy. Obsahuje látky, které poměrně hodně: například, kravské mléko, které obsahuje asi 4-5,5% z laktózy v mléce žen a její objem frakce točit 5,5-8,4%.

Každá molekula glycidolu ze zbytků 3 a pyranosové formě galaktóza-glukóza, které tvoří spojení s prvním a čtvrtém atomu uhlíku.

Na rozdíl od jiných cukrů má laktóza jednu mimořádnou vlastnost. Jedná se o úplný nedostatek hygroskopicity, takže i ve vlhké místnosti tento glycid vůbec neumírá. Tato vlastnost se aktivně používá v léčivých přípravcích: jestliže složení léčiva v práškové formě zahrnuje obvyklou sacharózu, pak je k ní nutně přidána laktóza. Je naprosto přirozené a neškodné pro lidské tělo, na rozdíl od mnoha umělých přísad, které zabraňují spekulace a zvlhčení. Jaké jsou funkce a vlastnosti sacharidů tohoto typu?

Biologický význam laktózy je extrémně vysoký, protože laktóza je nejdůležitější nutriční složkou mléka všech zvířat a lidí. Pokud jde o maltózu, její vlastnosti jsou poněkud odlišné.

Maltóza

Jedná se o meziprodukt získaný hydrolýzou škrobu. Jméno "maltóza" bylo získáno kvůli tomu, že se vytváří převážně pod vlivem sladu (maltum v latinském maltu). Je široce distribuován nejen v rostlině, ale iv živočišných organismech. Ve velkém množství se tvoří v zažívacím traktu přežvýkavců.

Chemická struktura a vlastnosti

Molekula tohoto sacharidu se skládá ze dvou částí alfa - glukosy ve formě pyranosy, které jsou navzájem propojeny prostřednictvím prvního a čtvrtého atomu uhlíku. Ve vzhledu jsou bezbarvé, bílé krystaly. Chuť je sladká, dokonale rozpustná ve vodě.

Polysacharidy

Je třeba si uvědomit, že všechny polysacharidy mohou být zváženy z pohledu, že jsou produkty polykondenzace monosacharidů. Jejich obecný chemický vzorec je (C_bH₁₀O₅) n. V rámci tohoto článku budeme zvažovat škrob, protože je to nejtypičtější zástupce rodiny.

Škrob

Vzniká jako výsledek fotosyntézy, ve velkém množství je uložen v kořenech a semenách rostlinných organismů. Jaké jsou fyzikální vlastnosti uhlovodíků tohoto druhu? Ve vzhledu je bílý prášek se špatnou krystalinitou, nerozpustný ve studené vodě. V horké kapalině tvoří koloidní strukturu (pasta, kissel). V trávicím traktu zvířat existuje mnoho enzymů, které podporují jeho hydrolýzu s tvorbou glukózy.

Je nejčastější přírodní polymer, který je tvořen z množiny a-glukózových zbytků. V přírodě existují současně dvě formy: amylóza a amfopectin. Amylóza, která je lineárním polymerem, může být rozpuštěna ve vodě. Molekula tvoří zbytky alfa-glukózy, které jsou spojeny prvním a čtvrtým atomem uhlíku.

Je třeba si uvědomit, že je to škrob, který je prvním viditelným produktem fotosyntézy rostlin. U pšenice a jiných obilovin obsahuje až 60-80%, zatímco u brambor je pouze 15-20%. Mimochodem mluvení, znamenalo škrobová zrna pod mikroskopem lze přesně určit druhy rostlin, protože jsou odlišné.

Pokud uhlohydrát rychle k ohřevu, jeho obrovská molekula se rychle rozloží s tvorbou malých polysacharidů, které jsou známé jako dextriny. Mají jeden společný chemický vzorec se škrobem (C_6.H_12.O₅) x, ale existuje rozdíl v hodnotě proměnné "x", která je menší než hodnota "n" ve škrobu.

Nakonec uvádíme tabulku, která odráží nejen hlavní skupiny sacharidů, ale i jejich vlastnosti.

Zde jsou funkce a vlastnosti sacharidů hlavních tříd.