Ako sa líšia vlastnosti monosacharidov a oligopolysacharidov? Modul II Lekcia „Biologicky aktívne mono-, di- a polysacharidy

1. Aké látky súvisiace so sacharidmi poznáte?

Glukóza, fruktóza, škrob, celulóza, chitín.

2. Akú úlohu zohrávajú sacharidy v živom organizme?

Sacharidy sú najdôležitejším zdrojom energie potrebnej pre život organizmov.

3. V dôsledku akého procesu vznikajú sacharidy v bunkách zelených rastlín?

V bunkách zelených rastlín sa v dôsledku fotosyntézy tvoria sacharidy.

Otázky

1. Aké zloženie a štruktúru majú molekuly sacharidov?

Sacharidy sú tvorené uhlíkom, vodíkom a kyslíkom. Väčšina z nich má v molekule rovnaký pomer vodíka a kyslíka ako v molekule vody.

Všetky sacharidy sa delia na jednoduché, čiže monosacharidy, a komplexné, čiže polysacharidy. Di- a polysacharidy vznikajú spojením dvoch alebo viacerých molekúl monosacharidov. Takže sacharóza ( trstinový cukor), maltóza (sladový cukor), laktóza (mliečny cukor) sú disacharidy, ktoré vznikajú fúziou dvoch molekúl monosacharidov.

2. Aké sacharidy sa nazývajú mono-, di- a polysacharidy? 3. Aké funkcie plnia sacharidy v živých organizmoch?

Všetky sacharidy sa delia na jednoduché, čiže monosacharidy, a komplexné, čiže polysacharidy. Z monosacharidov sú pre živé organizmy najdôležitejšie ribóza, deoxyribóza, glukóza, fruktóza a galaktóza.

Di- a polysacharidy vznikajú spojením dvoch alebo viacerých molekúl monosacharidov. Sacharóza (trstinový cukor), maltóza (sladový cukor), laktóza (mliečny cukor) sú teda disacharidy, ktoré vznikajú fúziou dvoch molekúl monosacharidov. Disacharidy majú podobné vlastnosti ako monosacharidy. Napríklad oba horóny sú rozpustné vo vode a majú sladkú chuť.

Polysacharidy pozostávajú z veľkého počtu monosacharidov. Patria sem škrob, glykogén, celulóza, chitín atď. S nárastom počtu monomérov klesá rozpustnosť polysacharidov a vytráca sa chuť na sladké.

Hlavnou funkciou sacharidov je energia. Pri rozklade a oxidácii sacharidových molekúl sa uvoľňuje energia (pri rozklade 1 g sacharidov - 17,6 kJ), ktorá zabezpečuje vitálne funkcie organizmu.

Pri nadbytku sacharidov sa hromadia v bunke ako rezervné látky (škrob, glykogén) a v prípade potreby sú telom využité ako zdroj energie.

Sacharidy sa používajú aj ako stavebný materiál.

Niektoré polysacharidy sú súčasťou bunkové membrány a slúžia ako receptory, ktoré zabezpečujú, že bunky sa navzájom rozpoznávajú a interagujú.

Úlohy

Analyzujte obrázok 6 „Štruktúrny diagram polysacharidov“ a text odseku. Aké predpoklady môžete urobiť na základe porovnania štrukturálnych vlastností molekúl a funkcií, ktoré v živom organizme vykonávajú škrob, glykogén a celulóza? Diskutujte o tomto probléme so svojimi spolužiakmi.

Štruktúra molekúl sacharidov znázornená na obrázku im umožňuje vykonávať určité funkcie.

Polymérne reťazce škrobu a glykogénu im umožňujú hromadiť sa v bunke ako rezervné látky (pretože sú kompaktné vďaka schopnosti ohýbať sa a stáčať) a v prípade potreby ich telo využiť ako zdroj energie.

Štruktúra molekúl celulózy (dlhé, rovné reťazce) ich robí ideálne vhodnými na použitie ako stavebný materiál (celulóza je dôležitá konštrukčný komponent bunkové steny mnohých jednobunkových organizmov, húb a rastlín).

Sacharidy sú viacsýtne aldehydy alebo ketóny. všeobecný vzorec Cm(H2O)n

Na základe ich schopnosti hydrolyzovať sa delia do troch skupín:

1) monosacharidy (aldózy, ketózy);

2) oligosacharidy (di, trisacharidy)

3) polysacharidy (homo a heteropolysacharidy)

Monosacharidy možno považovať za deriváty viacmocných alkoholov,

Keďže karbonylová skupina je na konci reťazca, monosacharid je

aldehyd a nazýva sa aldehyd; pre akúkoľvek inú pozíciu v tejto skupine

monosacharid je ketón a nazýva sa ketóza.

Najjednoduchšími predstaviteľmi monosacharidov sú tria: Glyceraldehyd a

Dioxyacetón:

Oligosacharidy sú sacharidy, ktorých molekuly obsahujú

2 až 10 monosacharidových zvyškov spojených glykozidickými väzbami. IN

Podľa toho sa rozlišujú disacharidy, trisacharidy atď.

Disacharidy sú komplexné cukry, ktorých každá molekula po hydrolýze

rozkladá sa na dve molekuly monosacharidov. Disacharidy spolu s

polysacharidy sú jedným z hlavných zdrojov sacharidov v potravinách

ľudí a zvierat. Štruktúrne sú disacharidy glykozidy, v ktorých sú 2

molekuly monosacharidov sú spojené glykozidickou väzbou.

Spomedzi disacharidov najrozšírenejšie

maltóza, laktóza a

sacharóza.

Homopolysacharidy

Podľa funkčného účelu možno homopolysacharidy rozdeliť

do dvoch skupín: štrukturálne a rezervné polysacharidy. Dôležité štrukturálne

Homopolysacharidom je celulóza a hlavnými zásobami sú glykogén a

škrob (u zvierat a rastlín).

Heteropolysacharidy

Pozostáva zo zvyškov D – glukózy, D – galaktózy a D – manózy

Najvýznamnejšími predstaviteľmi heteropolysacharidov v orgánoch a tkanivách sú

glykozaminoglykány (mukopolysacharidy)

Funkcie:1) Energia (s oxidáciou 1g ---- 16,9 kJ)

2) Štrukturálne (všetky organizmy používajú sacharidy na stavbu kostry:

chitín – u hmyzu, bunka – v rastlinách)

3) Regulačné (glukóza reguluje hladiny hormónov)

4) Ochranné (sacharidy zahrnuté v mukopolysacharidoch a glykoproteínoch,

poskytuje ochranu základných tkanív pred mechanickým namáhaním.

5) Anabolické (syntéza lipidov)

6) Rezerva (glykogén)

7) Receptor (väčšina bunkových receptorov zahŕňa sacharidy).

úlomky.

8) Imunologické (väčšina vytvorených protilátok zahŕňa

sacharidy)

9) enzymatické

10) ochranný (v zložení synoviálnej tekutiny a spojivového tkaniva)

11) rezervná funkcia (škrob, glykogén), podieľa sa na osmot

procesov, majú antikoagulačné vlastnosti (heparín), sú nevyhnutné

pre normálnu oxidáciu bielkovín a lipidov.

OLIGO- A POLYSACHARIDY

1. KLASIFIKÁCIA POLYSACHARIDOV; ICH BIOLOGICKÁ ÚLOHA.

Polysacharidy sa volajú komplexné sacharidy(polyglykozidy) schopné podstúpiť kyslú hydrolýzu za vzniku monosacharidov alebo ich derivátov. Na rozdiel od monosacharidov spravidla nemajú sladkú chuť, sú amorfné a nerozpustné vo vode (tvoria koloidné roztoky). Polysacharidy sa delia na oligosacharidy A vyššie homo- a heteropolysacharidy. Hydrolýzou oligosacharidov vzniká 2 až 10 monosacharidových zvyškov. Medzi vyššie polysacharidy patria sacharidy obsahujúce vo svojich molekulách stovky a tisíce monosacharidových zvyškov. Pri hydrolýze homopolysacharidov vznikajú zvyšky len jedného monosacharidu, pri hydrolýze heteropolysacharidov vzniká zmes rôznych monosacharidov a ich derivátov.

Podľa počtu monosacharidov vzniknutých pri kyslej hydrolýze oligosacharidov sa delia na di-, tri-, tetra-, penta- atď. (do 10) sacharidy.

Prírodné polysacharidy plnia hlavne také dôležité funkcie ako:

1) funkcia rezervnej zásoby energie a zdrojov uhlíka, napríklad glykogén v ľudských a živočíšnych tkanivách, škrob v rastlinných organizmoch; 2) štrukturálne, napríklad heteropolysacharidy spojivového tkaniva, chrupavky, kože atď. Okrem toho sacharidové zvyšky, najmä oligosacharidy, spojené s proteínmi bunkovej membrány, fungujú ako špecifické markery bunkových povrchov a biopolymérov, čo spôsobuje ich rozpoznanie inými bunkami.

2. OBNOVA DIsacharidov. ŠTRUKTÚRA, CYKLO-OXO-TAUTÓRIA, BIOLOGICKÝ VÝZNAM.

Disacharidy sú zvyčajne transportnou alebo zásobnou formou sacharidov a sú dôležité vo výžive. Sú postavené z hexóz a majú spoločné molekulový vzorec C12H22011. Podľa typu glykozidickej väzby spájajúcej monosacharidové zvyšky sa disacharidy delia na redukujúce a neredukujúce.

U obnovujúci disacharidov, vzniká glykozidická väzba za účasti hemiacetálového hydroxylu jedného monosacharidového zvyšku a alkoholového hydroxylu druhého monosacharidového zvyšku. Takýto disacharid si zachováva vo svojej štruktúre voľný poloacetálový hydroxyl a môže sa v alkalickom prostredí premeniť na aldehydovú formu a poskytnúť „strieborné zrkadlo“, Trommerove, Fehlingove reakcie, t.j. vykazujú regeneračné vlastnosti. Disacharidy s týmto typom glykozidickej väzby zahŕňajú maltózu, laktózu a celobiózu. Mutujú v roztoku a môžu vytvárať glykozidy s alkoholmi, amínmi a inými monosacharidmi.

U nereštauračné disacharidy, ktorých príkladom je sacharóza, vzniká glykozidická väzba za účasti poloacetálových hydroxylov oboch monosacharidových zvyškov. V dôsledku toho si disacharid nezachováva voľný poloacetálový hydroxyl, nemôže byť premenený na tautomérnu acyklickú (aldehydovú) formu a nevykazuje redukčné vlastnosti, nemetarotizuje v roztoku a nie je schopný ďalej vytvárať glykozidy.

maltóza- sladový cukor, vznikajúci pri scukorňovaní škrobu pôsobením sladových enzýmov alebo slín. Kyslá hydrolýza maltózy produkuje 2 molekuly, D-glukopyranózu:

Chemický názov disacharidov sa uvádza ako glykozidy: uvádza sa typ glykozidu (O alebo N), prvý zvyšok monosacharidu sa nazýva radikál s koncovkou „il“, potom sa uvádza typ glykozidickej väzby (14 ) a pridáva sa názov druhého monosacharidu s koncovkou „ose“, pretože maltóza môže stále tvoriť glykozidy na voľnom poloacetálovom hydroxyle.

Štruktúra maltózy podľa Colley-Tollensa:

Štruktúra maltózy podľa Hawortha:

Celobióza získaný neúplnou hydrolýzou polysacharidu celulózy. V celobióze sú zvyšky dvoch molekúl D-glukopyranózy spojené (14)-glykozidovou väzbou. Rozdiel medzi celobiózou a maltózou je v tom, že anomérny atóm uhlíka zapojený do tvorby glykozidickej väzby má konfiguráciu -. Roztoky celobiózy mutujú.

Celobiózu rozkladá enzým glukozidáza, ktorý v ľudskom tele chýba. Celobiózu a zodpovedajúcu polysacharidovú celulózu preto nemôžu štiepiť enzýmy gastrointestinálneho traktu a slúžia ako zdroje výživy pre ľudí.

Laktóza- mliečny cukor, nachádzajúci sa v mlieku (materské mlieko - do 8%, kravské mlieko - 4-5%). V syrárstve sa získava zo srvátky po oddelení tvarohu. Kyslá hydrolýza laktózy produkuje:

Zvyšky týchto monosacharidov v laktóze sú spojené (14)-glykozidickou väzbou, na tvorbe ktorej sa podieľa poloacetálový hydroxyl, D-galaktopyranóza. Zvyšok D-glukopyranózy si zachováva voľný hemiacetálový hydroxyl, takže laktóza má tiež redukčné vlastnosti.

Glykozidová väzba má inú konformačnú (priestorovú) štruktúru ako -glykozidová väzba v maltóze. Preto je laktóza menej rozpustná vo vode a menej hygroskopická. Používa sa vo farmaceutickom priemysle pri výrobe práškov a tabliet a tiež ako živina v umelých výživách pre dojčatá. Podporuje rozvoj mikroorganizmu Lactobacillus bifidus v tráviacom trakte, ktorý rozkladá laktózu za vzniku kyseliny mliečnej a octovej, ktoré zabraňujú množeniu patogénnych baktérií. Okrem toho ľudské materské mlieko obsahuje aj množstvo oligosacharidov (tri-, tetra- a pentasacharidov) obsahujúcich laktózu spojenú s aminocukrami a kyselinou sialovou (niekedy fukózou). Tieto oligosacharidy majú tiež veľký význam na tvorbu prirodzenej nepatogénnej mikroflóry v gastrointestinálnom trakte dojčiat.

3. SACHARÓZA AKO ZÁSTUPCA NEREDUKČNÝCH DIsacharidov. ŠTRUKTÚRA, HYDROLYZA SUCHARÓZY.

Sacharóza- repný (trstinový) cukor, nachádza sa v cukrovej repe (od 16 do 18 %), v cukrovej trstine (do 28 % sušiny), rastlinných šťavách a ovocí, používaný v potravinách (len cukor). Hydrolýzou sacharózy vzniká:

Sacharóza nemá redukčné vlastnosti a nemetarotizuje, pretože oba poloacetálové hydroxyly sa podieľajú na tvorbe (12)-glykozidovej väzby spájajúcej zvyšky týchto monosacharidov. V mene sacharózy dostáva druhá molekula monosacharidu koncovku „ozid“, ktorá je charakteristická pre glykozidy.

Sacharóza otáča rovinu polarizácie svetla doprava o +66,5. Pri kyslej alebo enzymatickej hydrolýze sacharózy (enzým invertáza) vzniká ekvimolekulárna zmes D-glukózy a D-fruktózy, ktorá má ľavotočivú rotáciu, keďže výsledná fruktóza otáča rovinu polarizácie svetla oveľa silnejšie smerom k vľavo ako glukóza vpravo. Pri hydrolýze sacharózy sa teda obráti smer rotácie roviny polarizácie svetla sprava doľava, t.j. inverzia, preto sa produkty hydrolýzy sacharózy nazývajú invertný cukor. Hlavným je invertný cukor neoddeliteľnou súčasťou včelí med.

4. ŠKROB. ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, HYDROLYZNÉ REAKCIE. BIOLOGICKÁ ÚLOHA ŠKROBU.

Škrob (C 6 H 10 O 5) n je hlavným zásobným homopolysacharidom rastlín. Tvorí sa v rastlinách počas procesu fotosyntézy a „ukladá sa“ v hľuzách, koreňoch a zrnách obilnín. Škrob je biela amorfná látka. IN studená voda nerozpustný; za horúca napučí a vytvorí pastu. S jódom dáva intenzívnu modrofialovú farbu, ktorá po zahriatí zmizne. Pri zahrievaní v kyslom prostredí sa škrob hydrolyzuje v etapách:

(C6H1005)n (C6H1005)x (C6H1005)m n/2 C12H22O11nC6H1206

škrob r-rim škrob dextríny maltóza, D-glukopyranóza

X< n m << n

Samotný škrob nemá regeneračné vlastnosti. Dextríny majú regeneračné vlastnosti, sú rozpustné vo vode a majú sladkú chuť. Najmä dextrinizácia škrobu sa vykonáva počas procesu pečenia chleba. Dextríny možno použiť na výrobu lepidla.

Škrob je heterogénny a pozostáva z dvoch frakcií: amylózy (10-20%) a amylopektínu (80-90%).

A) - Amylóza pozostáva z D-glukopyranózových zvyškov spojených v lineárnej sekvencii (1 4)-glykozidovými väzbami.

Makromolekula amylózy má tiež sekundárnu špirálovitú štruktúru, v ktorej je 6 monosacharidových jednotiek na každý závit špirály. Môže vytvárať inklúzne zlúčeniny. Ide o inklúznu zlúčeninu amylózy s jódom, ktorá má intenzívnu modrofialovú farbu.

b) Amylopektín má na rozdiel od amylózy rozvetvenú štruktúru. V reťazci sú zvyšky D-glukopyranózy spojené (1 4)-glykozidickými väzbami a v bodoch vetvenia (1 6) glykozidickými väzbami. Vetvy sa vyskytujú každých 20-25 zvyškov.

V ľudskom tráviacom trakte sa škrob hydrolyzuje pôsobením enzýmov, ktoré štiepia (14)- a (16)-glykozidové väzby. Konečnými produktmi hydrolýzy sú D-glukopyranóza a maltóza.

5. GLYKÓGÉN, JEHO ŠTRUKTÚRA. BIOLOGICKÝ VÝZNAM ŠTRUKTÚRY VETVENIA GLYKÓGÉNU.

Glykogén(C 6 H 10 O 5) n je rezervný polysacharid živočíšnych a ľudských buniek, nachádza sa však v hubách a niektorých rastlinách. U zvierat a ľudí je zvyčajne prítomný vo všetkých bunkách, najviac však v pečeni (do 20 %) a svaloch (do 4 %). Všetky životne dôležité procesy, predovšetkým práca svalov, sú sprevádzané rozkladom glykogénu s uvoľňovaním D-glukopyranózy. Glykogén je svojou štruktúrou podobný amylopektínu, ale má ešte viac vetiev (každých 6-10 zvyškov); Spolu s primárnymi existujú aj sekundárne vetvy. Kompaktná a vysoko rozvetvená štruktúra glykogénu umožňuje efektívne skladovať glukózu, ako aj rýchlo a efektívne ju oddeliť od každej z vetiev počas fyzického výkonu. Glykogén, na rozdiel od škrobu, dáva s jódom červenohnedú farbu.

6. VLÁKNO, ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI. ÚLOHA VO VÝŽIVE.

Celulóza alebo celulóza je lineárny homopolysacharid pozostávajúci z D-glukopyranózových zvyškov navzájom spojených (14)-glykozidovými väzbami.

Štrukturálnym opakujúcim sa fragmentom v celulóze je fragment biosy – celobióza. V tomto fragmente je druhý monosacharidový zvyšok, D-glukopyranóza, otočený o 180 vzhľadom na predchádzajúci. To umožňuje, aby celulóza mala lineárnu štruktúru, ďalej stabilizovanú vodíkovými väzbami. Vodíkové väzby sa môžu vytvárať medzi atómom kyslíka pyranózového kruhu a hydroxylom alkoholu 3. atómu uhlíka nasledujúceho kruhu, ako aj medzi susednými reťazcami. Toto reťazové balenie poskytuje vysokú mechanickú pevnosť, vláknitosť, nerozpustnosť vo vode a chemickú inertnosť, čo umožňuje celulóze vytvárať bunkovú stenu rastliny.

Vláknina nie je štiepená enzýmami v ľudskom gastrointestinálnom trakte, ale mala by byť nevyhnutnou zložkou potravy. Vykonáva nasledujúce funkcie:

vytvára pocit plnosti;

stimuluje peristaltiku gastrointestinálneho traktu;

je substrátom pre baktérie gastrointestinálneho traktu, ktoré syntetizujú vitamíny B;

podieľa sa na tvorbe výkalov;

podporuje adsorpciu toxických látok v hrubom čreve a ich elimináciu, čím sa znižuje riziko vzniku malígnych novotvarov hrubého čreva.

Dextrans- (C 6 H 10 O 5) n - polysacharidy bakteriálneho pôvodu, postavené zo zvyškov D-glukopyranózy. Ich makromolekuly sú vysoko rozvetvené. Hlavným typom väzby je (16) a na miestach vetvenia - (14), (13) a menej často (12) - glykozidické väzby.

Natívny dextrán má molekulovú hmotnosť približne 300 000 až 400 000 a používa sa na výrobu Sephadexu používaného pri gélovej filtrácii. Čiastočne hydrolyzovaný dextrán s molekulovou hmotnosťou 60 000 - 90 000 v izotonickom roztoku NaCl (0,85 %) sa používa ako roztoky nahrádzajúce plazmu (polyglucín, reopolyglucín atď.).

8. KONCEPCIA ŠTRUKTÚRY HETEROPOLYSACHARIDOV. ŠTRUKTÚRA PODĽA HAWORTHA, BIOLOGICKÁ ÚLOHA.

Heteropolysacharidy- vyššie polysacharidy, ktorých kyslou hydrolýzou vzniká zmes derivátov monosacharidov - aminocukrov a urónových kyselín. Existujú: 1) glykozaminoglykány a 2) proteoglykány (glykozaminoglykány kovalentne viazané na proteín).

Glykozaminoglykány heteropolysacharidy s dlhými, nerozvetvenými reťazcami, ktoré pozostávajú z opakujúcich sa disacharidových jednotiek. Nazývajú sa glykozaminoglykány, pretože jedným z dvoch zvyškov v opakujúcom sa disacharide je aminocukor (N-acetylglukózamín alebo N-acetylgalaktózamín). Vo väčšine prípadov je jeden z týchto aminocukrov sulfátovaný (esterifikovaný zvyškami kyseliny sírovej) a druhý je kyselina urónová. Prítomnosť ionizovaných sulfátových alebo karboxylových skupín v mnohých zvyškoch cukru dáva glykozaminoglykánom veľký negatívny náboj a schopnosť priťahovať veľa osmoticky aktívnych iónov, ako je Na+. Veľký počet polárnych hydrofilných skupín a vysoká osmotická koncentrácia iónov prispieva k hydratácii glykozaminoglykánov a matrice spojivového tkaniva ako celku. To vytvára napučiavací tlak (turgor), čo umožňuje matrici vytvoriť voľný, hydratovaný gél a odolávať tlakovým silám. Takto napríklad matrica chrupavky odoláva kompresii. Gélová štruktúra zároveň neinterferuje s rýchlou difúziou vo vode rozpustných molekúl a migráciou buniek.

Glykozaminoglykány zahŕňajú: kyselinu hyalurónovú, chondroitín sulfáty, heparín atď.

Kyselina hyalurónová je hlavnou zložkou spojivového tkaniva. Nachádza sa vo veľkých množstvách v synoviálnej tekutine kĺbov, sklovci oka, pupočnej šnúre a tiež v koži. Jeho opakujúca sa štruktúrna jednotka je disacharidový fragment pozostávajúci z kyseliny D-glukurónovej a N-acetyl-,D-glukozamínu, ktoré sú spojené (13) glykozidickou väzbou. Opakujúce sa disacharidové fragmenty sú navzájom spojené (14) glykozidickými väzbami vytvorenými medzi poloacetálovým hydroxylom N-acetylglukózamínu a alkoholovým hydroxylom na 4. atóme uhlíka glukurónovej kyseliny ďalšej jednotky.

Kyselina hyalurónová má molekulovú hmotnosť viac ako 10 miliónov a vyznačuje sa vysokou viskozitou. Kyselina hyalurónová hrá dôležitú úlohu v odolnosti organizmu voči bakteriálnej invázii. Množstvo baktérií, ktoré vylučujú hyaluronidázu (enzým, ktorý rozkladá kyselinu hyalurónovú), sa však môže v tele ľahko rozšíriť a odstrániť tak prekážku, ktorú vytvára viskózna kyselina hyalurónová. V spojivovom tkanive je kyselina hyalurónová zvyčajne viazaná na proteíny.

Chondroitín sulfátyštruktúrou, lokalizáciou v tkanivách a vykonávanými funkciami sa podobajú kyseline hyalurónovej s tým rozdielom, že hexozamín je zastúpený N-acetyl-, D-galaktozamínom a jednotlivými hydroxylovými skupinami v 4, 6 alebo oboch polohách N-acetyl-galaktozamínového zvyšku sú esterifikované zvyškami kyseliny sírovej:

Chondroitín-4-sulfát: R = S03, R = H; chondroitín-6-sulfát: R = H, R = S03

Chondroitín 4,6-disulfát: R = R = S03.

Chondroitín sulfáty sa zvyčajne nachádzajú iba vo forme viazanej na proteíny (proteoglykány). Proteoglykány– ide o skupinu sacharidovo-proteínových biopolymérov, v ktorých prevažuje podiel sacharidovej zložky. Vlastnosti proteoglykánov sú určené najmä ich polysacharidovými zložkami. Hlavným typom väzby medzi polysacharidovým a polypeptidovým reťazcom je O-glykozidická väzba.

V chrupavke a spojivovom tkanive sa chondroitín sulfáty pevne viažu na kyselinu hyalurónovú prostredníctvom väzbových proteínov a vytvárajú veľmi veľké agregáty.

Tieto agregáty možno pozorovať v elektrónovom mikroskope:

Schématická štruktúra proteoglykánového agregátu chrupavkového tkaniva.

V proteoglykánových agregátoch pôsobia molekuly proteoglykánu ako podjednotky nekovalentne spojené malými takzvanými proteínmi viažucimi kyselinu hyalurónovú s dlhým reťazcom. Takéto štruktúry dávajú chrupavke tvrdšiu konzistenciu a zároveň väčšiu elasticitu.

Glykoproteíny sú zmiešané biopolyméry pozostávajúce z proteínových molekúl, ku ktorým sú kovalentne pripojené oligosacharidové reťazce. V glykoproteínoch prevažuje podiel bielkovinovej zložky.

Glykoproteíny sú súčasťou všetkých tkanivových orgánov a buniek ľudského a zvieracieho tela; sú obsiahnuté v sekrečných tekutinách a krvnej plazme. Ich funkcie sú mimoriadne rôznorodé. Medzi nimi sú enzýmy, hormóny, proteíny imunitného systému, zložky krvnej plazmy, mucíny, receptory bunkových membrán atď.

Minimálny program

polysacharidy oligo- A polysacharidy. Štrukturálna analýza oligo- A polysacharidy. Funkcie oligo- A polysacharidy. Koncept lektínov...

1 história vývoja biotechnológie a jej hlavné aspekty

Minimálny program

Bunky (nukleové kyseliny, proteíny, polysacharidy, lipidy, nukleoproteíny, glykoproteíny, lipoproteíny... štruktúrne monomérne jednotky oligo- A polysacharidy. Štrukturálna analýza oligo- A polysacharidy. Funkcie oligo- A polysacharidy. Koncept lektínov...

» mne neznáme, asi ako testuje histológia

Testy

A glykoproteíny (mucín, mukoidy). Polysacharidy. Pri metabolických poruchách polysacharidy v bunkách možno pozorovať pokles.. hapténom. Patria sem mnohé mono-, oligo- A polysacharidy, lipidy, glykolipidy, umelé polyméry, ...

Zdravím vás moji pravidelní čitatelia a noví odberatelia. Túžba udržať si postavu či schudnúť nás často núti vzdať sa sacharidov. Je to však správne rozhodnutie? Strava je vyvážená len vtedy, keď obsahuje tuky, bielkoviny a sacharidy. Mnoho ľudí pod pojmom sacharidy myslí buchty, koláče a čokoládu. Mám na mysli predovšetkým polysacharidy. Táto tabuľka zoznamu komplexných sacharidových potravín s glykemickým indexom je uvedená nižšie.

Tieto potraviny sú pri chudnutí veľmi dôležité. A tiež pre dobrú výživu. Je nesprávne obmedzovať sa v polysacharidoch. A úplné opustenie tohto typu produktu je úplne škodlivé. Každý odborník na výživu vám povie, že komplexné sacharidy by ste mali zaradiť do svojho každodenného jedálnička. Poďme teda spoločne prísť na to, čo tieto produkty sú a prečo sú také dôležité.

Potraviny obsahujúce komplexné sacharidy

Druhy komplexných sacharidov

Komplexný uhľohydrát sa skladá z troch alebo viacerých jednoduchých molekúl uhľohydrátov. Nazývajú sa aj polysacharidy. Často môžete nájsť mená: „pomalé“, „užitočné“, „dlhé“ atď. Rozdiel od jednoduchých je v tom, že tieto látky nespôsobujú prudký nárast inzulínu. Keďže ich rozpad prebieha oveľa pomalšie ako. Telo musí vynaložiť energiu, aby ich absorbovalo. Preto saturácia pretrváva niekoľko hodín.

škrob

Táto látka nie je veľmi kalorická, no má veľkú energetickú hodnotu. Škrob je súčasťou mnohých diét. A to všetko preto, že dáva pocit sýtosti, ktorý trvá dlho. V tej slávnej môžete vidieť.

Okrem toho má produkt množstvo užitočných vlastností:

• normalizuje metabolizmus;
• reguluje hladinu glukózy v krvi;
• posilňuje imunitný systém;
• znižuje riziko rakoviny.

Najviac škrobu obsahuje hnedá ryža, zemiaky, sójové bôby, hrach, šošovica, ovsené vločky a pohánka.

Glykogén

Ide o komplexnú látku, ktorá pozostáva z reťazca molekúl glukózy. Pomáha udržiavať správnu hladinu cukru v krvi. Veľmi užitočná a potrebná látka pre športovcov, keďže obnovuje svalovú hmotu. Táto látka „zapína“ funkciu syntézy bielkovín. 3 hodiny po jedle sa glykogén aktívne spotrebuje. Ak cvičíte v posilňovni, jej rezervy sa minú do 30 minút.

Pre normálnu činnosť svalov je veľmi dôležité doplniť zásoby tejto látky. V potravinách, na ktoré sme zvyknutí, nie je glykogén obsiahnutý v dostatočnom množstve v čistej forme. Naše telo si ho najrýchlejšie syntetizuje z pečene zvierat. Navyše sa nachádza aj v rybách.

Pektíny

Asi pred dvoma storočiami objavil tento polysacharid v ovocnej šťave vedec Braconno. Vtedy boli identifikované a opísané prospešné vlastnosti pektínov. Sú schopné absorbovať škodlivé látky, ktoré k nám prichádzajú s jedlom. Predpokladá sa, že pravidelná konzumácia pektínov vám umožňuje udržať si mladosť dlhšie.

Pektíny sú hustá lepkavá látka. Veľmi často sa používa ako zahusťovadlo, želírovacie činidlo a stabilizátor. Hlavným zdrojom pektínov je ovocie. Najviac pektínu obsahujú jablká a pomaranče. Nachádza sa aj v marhuliach, slivkách, hruškách, duloch, čerešniach a datliach.

V priemyselnom meradle sa látka získava z rastlinného koláča. Prísada je označená ako E440. Nemali by ste sa ho báť - je to úplne prírodný a zdravý produkt.

Celulóza

Polysacharid, ktorý sa nachádza vo väčšine rastlinných potravín. Naše tráviace enzýmy ho nedokážu stráviť. Črevná mikroflóra ho ale spracuje dokonale. Zároveň sa stimuluje gastrointestinálny trakt a pomáha odstraňovať škodlivý cholesterol. Navyše vám vláknina dodá sýtosť a pocit plného žalúdka.

Na vlákninu sú bohaté ražné a pšeničné otruby, huby, mrkva, cvikla, brokolica, kapusta atď.

Prečo sú potrebné mono- a polysacharidy?

Sacharidy plnia v našom tele hlavnú funkciu – energiu. Telo syntetizuje asi 60% energie vďaka poly- a monosacharidom. A len 40 % pochádza z bielkovín a tukov. Teraz už chápete, aké dôležité sú tieto látky?

Jednoduché sacharidy veľmi rýchlo doplnia stratenú energiu. Ale tiež sa rýchlo spotrebuje a telo vyžaduje doplnky. Ak chcete pribrať, vaša strava obsahuje jednoduché aj zložité sacharidy. Sú tiež nevyhnutné, ak vediete aktívny životný štýl. Polysacharidy alebo komplexné sacharidy dodávajú telu energiu pomaly. Už nepociťujete hlad.

Pomer polysacharidov, monosacharidov a vlákniny v strave by mal byť 70 % / 25 % / 5 %

Tie. Predovšetkým musíte každý deň konzumovať komplexné sacharidy. Jednoduché sacharidy by mali tvoriť 1/3 denného príjmu sacharidov. Pre mnohých je to naopak: na občerstvenie v práci pijeme čaj s buchtami a sladkosťami. Preto tá nadváha.

Výhody polysacharidov na chudnutie

Je veľmi ľahké rozlíšiť jednoduchý sacharid od komplexného. Všetko, čo chutí sladko, je rýchly monosacharid. Toto je nepriateľ tých, ktorí schudnú. Preto sú počas diét takéto potraviny vylúčené. Pre udržanie postavy sú tiež obmedzené na minimum.

Ale polysacharidy nemajú výraznú sladkú chuť. Veľmi pomaly sa menia na energiu. Hladiny cukru nestúpajú prudko, pretože telo ich premieňa na cukor postupne.

Dlhé sacharidy vám nadlho odoberú chuť do jedla, preto sa nevylučujú z diét. Ich konzumáciou získate čistú energiu bez tuku. Okrem toho, že polysacharid umožňuje, aby ste dlho nepociťovali hlad, je veľmi užitočný. Produkty obsahujúce polysacharidy sú bohaté na vitamíny a mikroelementy. Posilňujú vlasy, nechty a zlepšujú stav pokožky.

Dôležité: Pri chudnutí je najlepšie konzumovať polysacharidy v prvej polovici dňa. Poobede dajte prednosť

Určite si dajte pozor na glykemický index. Čím vyššia je pre produkt, tým rýchlejšie sa tento produkt premieňa na glukózu. To znamená, že pri chudnutí je zbytočný a dokonca škodlivý. Vzťah medzi glykemickým indexom a typmi sacharidov.

Tento parameter je dôležitý najmä pre diabetikov. Pomalé sacharidy môžu mať aj vysoký GI. Medzi takéto produkty patria zemiaky. Napriek obsahu škrobu je GI veľmi vysoký. Jedenie zemiakov vám nepomôže schudnúť. Preto je v diétnych jedálnych lístkoch zakázaný. Na chudnutie je lepšie dať prednosť polysacharidom s nízkym glykemickým indexom.

Aké potraviny obsahujú polysacharidy?

Aby som vám uľahčil orientáciu, zozbieral som pomalé sacharidy do tabuľky. Mimochodom, môžete.

Potraviny obsahujúce komplexné sacharidy

Teraz poďme na konkrétne produkty. Pozrime sa, kde sú polysacharidy a kde len monosacharidy. Povieme si aj o tom, ako najlepšie pripraviť produkt.

Polysacharidy v zelenine a bylinkách

Zelenina a zelenina sú najbohatšie na polysacharidy. Ak budete venovať pozornosť tanieru s jedlom, uvidíte, že zelenina tvorí podstatnú časť. To je jasne viditeľné na fotografii.

Uvádzajú sa približne rovnaké údaje.

Pomalé sacharidy sa nachádzajú takmer vo všetkých druhoch zeleniny. Najzdravšia zelenina a zelenina:

• paradajky;
• Paprika;
• zelená fazuľa;
• pór;
• cuketa;
• kapusta;
• šalát;
• špenát;
• listový šalát.

Táto zelenina sa tiež často nazýva „“ produkty. Najlepšie je jesť surové potraviny alebo si z nich pripraviť smoothie. Varenie v pare je možné. Ale ak varenie, tak do polovice varené. Nezabudnite, že pri varení sa niektoré prospešné vlastnosti dostanú do odvaru. Čím vyššia je teplota spracovania a čím dlhší čas, tým menší prínos zostáva.

Pomalé uhľohydráty v bobuliach a ovocí

Ak sú plody konzervované vo vlastnej šťave, zachovávajú si svoje prospešné vlastnosti. Medzi sušené ovocie patria sušené marhule. Čerstvo vylisované šťavy môžete piť bez pridania cukru. To platí aj pre džem.

Mlieko

V mliečnych výrobkoch nie sú žiadne polysacharidy. Obsahuje najmä disacharidové sacharidy. Sú rýchle, no okrem nich mlieko obsahuje veľa fosforu a vápnika. Množstvo vitamínov obsahujú aj mliečne výrobky. Takéto výrobky musia byť zahrnuté do dennej stravy. Nenechajte sa však príliš uniesť.

Zdravé obilniny

Na báze celých zŕn, veľmi zdravé. Sú to pohánka, ovos, bulgur, pšenica, hnedá ryža. Müsli a krupicu radšej nejedzte. Čo sa týka varenia, optimálne je obilninu napariť alebo zaliať kefírom. Takto môžete variť pohánku a ovos. Táto kaša sa považuje za diétnu a veľmi zdravú.

Obilniny a strukoviny

Myslím, že ste sa stretli s tým, že celozrnné výrobky sú v diétach povolené. Nie je to náhoda, keďže sú bohaté na vlákninu. Je veľmi užitočný na udržanie kondície a tiež na chudnutie. Ide o celozrnný chlieb, akékoľvek celozrnné cestoviny. A tiež jačmenné vločky či ovsené vločky. Vláknina zlepšuje črevnú motilitu a čistí telo od škodlivých látok. Tlmí pocit hladu.

Čo sa týka strukovín, tie pomáhajú nielen udržiavať sacharidovú rovnováhu v tele. Sú dobrým zdrojom bielkovín. Zo strukovín dajte prednosť cíceru, hrachu a fazuli, ako aj šošovici. Samozrejme, budú musieť byť varené.

Polysacharidy v nápojoch

Ak použijete čerstvo vylisovanú šťavu, pomalé sacharidy budú určite prítomné. Môžete tiež piť ovocné šťavy. Paradajková šťava je obzvlášť bohatá na polysacharidy. Samozrejme, obsah polysacharidov v šťavách je nízky. Ak však chudnete, je lepšie vypiť pohár džúsu na občerstvenie, ako zjesť bochník chleba.

Pri výbere štiav, obilnín a zeleniny si samozrejme dávajte pozor na kalórie. Je lepšie opustiť vysokokalorické jedlá na prvú polovicu dňa. Ak sa veľa nehýbete, mali by ste tieto potraviny obmedziť.

Sacharidy- organické látky, ktorých molekuly pozostávajú z atómov uhlíka, vodíka a kyslíka a vodík a kyslík sa v nich spravidla nachádzajú v rovnakom pomere ako v molekule vody (2: 1).

Všeobecný vzorec sacharidov je Cn(H20) m, teda zdá sa, že pozostávajú z uhlíka a vody, odtiaľ názov triedy, ktorý má historické korene. Ukázalo sa to na základe analýzy prvých známych sacharidov. Neskôr sa zistilo, že v molekulách sú uhľohydráty, v ktorých nie je dodržaný špecifikovaný pomer (2: 1), napríklad deoxyribóza - C 5 H 10 O 4. Známe sú aj organické zlúčeniny, ktorých zloženie zodpovedá uvedenému všeobecnému vzorcu, ktoré však nepatria do triedy uhľohydrátov. Patria sem napríklad formaldehyd CH 2 O a kyselina octová CH 3 COOH.

Názov „sacharidy“ sa však udomácnil a v súčasnosti je pre tieto látky všeobecne akceptovaný.

Sacharidy podľa ich schopnosti hydrolyzovať možno rozdeliť do troch hlavných skupín: mono-, di- a polysacharidy.

Monosacharidy- sacharidy, ktoré nehydrolyzujú (nerozkladajú sa vodou). V závislosti od počtu atómov uhlíka sa monosacharidy delia na triózy (ktorých molekuly obsahujú tri atómy uhlíka), tetrózy (štyri atómy uhlíka), pentózy (päť), hexózy (šesť) atď.

V prírode sú prevažne zastúpené monosacharidy pentózy A hexózy.

TO pentózy zahŕňajú napríklad ribózu - C5H10O5 a deoxyribózu (ribóza, z ktorej bol „odstránený atóm kyslíka“) - C5H10O4. Sú súčasťou RNA a DNA a určujú prvú časť názvov nukleových kyselín.

TO hexózy ktoré majú všeobecný molekulový vzorec C6H1206 zahŕňajú napríklad glukózu, fruktózu, galaktózu.

Disacharidy- sacharidy, ktoré hydrolyzujú za vzniku dvoch molekúl monosacharidov, ako sú hexózy. Všeobecný vzorec veľkej väčšiny disacharidov nie je ťažké odvodiť: musíte „pridať“ dva vzorce hexózy a od výsledného vzorca „odčítať“ molekulu vody - C 12 H 22 O 11. Podľa toho môžeme napísať všeobecnú rovnicu hydrolýzy:

Disacharidy zahŕňajú:

1. Sacharóza(bežný stolový cukor), ktorý pri hydrolýze tvorí jednu molekulu glukózy a molekulu fruktózy. Vo veľkom množstve sa nachádza v cukrovej repe, cukrovej trstine (odtiaľ názvy repný alebo trstinový cukor), javore (kanadskí priekopníci ťažili javorový cukor), cukrovej palme, kukurici atď.

2. maltóza(sladový cukor), ktorý hydrolyzuje za vzniku dvoch molekúl glukózy. Maltózu možno získať hydrolýzou škrobu pôsobením enzýmov obsiahnutých v slade – naklíčených, sušených a mletých zrnách jačmeňa.

3. Laktóza(mliečny cukor), ktorý hydrolyzuje za vzniku molekúl glukózy a galaktózy. Nachádza sa v mlieku cicavcov (do 4-6 %), má nízku sladivosť a používa sa ako plnivo do dražé a farmaceutických tabliet.

Sladká chuť rôznych mono- a disacharidov je odlišná. Najsladší monosacharid – fruktóza – je teda 1,5-krát sladší ako glukóza, ktorá sa berie ako štandard. Sacharóza (disacharid) je zase 2-krát sladšia ako glukóza a 4-5-krát sladšia ako laktóza, ktorá je takmer bez chuti.

Polysacharidy- škrob, glykogén, dextríny, celulóza atď. - sacharidy, ktoré sa hydrolyzujú za vzniku mnohých molekúl monosacharidov, najčastejšie glukózy.

Na odvodenie vzorca polysacharidov je potrebné „odčítať“ molekulu vody od molekuly glukózy a zapísať výraz s indexom n: (C 6 H 10 O 5) n, pretože je to spôsobené elimináciou molekúl vody. že v prírode vznikajú di- a polysacharidy.

Úloha sacharidov v prírode a ich význam pre život človeka je mimoriadne veľký. Vznikajú v rastlinných bunkách v dôsledku fotosyntézy a pôsobia ako zdroj energie pre živočíšne bunky. Týka sa to predovšetkým glukózy.

Mnoho uhľohydrátov (škrob, glykogén, sacharóza) vykonáva zásobnú funkciu, úloha rezervy živín.

RNA a DNA kyseliny, ktoré obsahujú niektoré sacharidy (pentóza-ribóza a deoxyribóza), vykonávajú funkcie prenosu dedičných informácií.

Celulóza- stavebný materiál rastlinných buniek - zohráva úlohu rámu pre membrány týchto buniek. Ďalší polysacharid, chitín, plní podobnú úlohu v bunkách niektorých živočíchov: tvorí vonkajšiu kostru článkonožcov (kôrovcov), hmyzu a pavúkovcov.

Sacharidy v konečnom dôsledku slúžia ako náš zdroj výživy: konzumujeme obilniny, ktoré obsahujú škrob, alebo nimi kŕmime zvieratá, v ktorých telách sa škrob premieňa na bielkoviny a tuky. Najhygienickejšie oblečenie je vyrobené z celulózy alebo výrobkov na báze celulózy: bavlna a ľan, viskózové vlákno, acetát hodvábu. Drevené domy a nábytok sú postavené z rovnakej celulózy, ktorá tvorí drevo.

Výroba fotografických a filmových filmov je založená na rovnakej celulóze. Knihy, noviny, listy, bankovky, to všetko sú produkty celulózového a papierenského priemyslu. To znamená, že sacharidy nám poskytujú všetko potrebné pre život: jedlo, oblečenie, prístrešie.

Okrem toho sa sacharidy podieľajú na stavbe komplexných bielkovín, enzýmov a hormónov. Medzi sacharidy patria aj také životne dôležité látky ako heparín (hrá zásadnú úlohu pri prevencii zrážania krvi), agar-agar (získava sa z morských rias a používa sa v mikrobiologickom a cukrárenskom priemysle – spomeňte si na známy koláč z vtáčieho mlieka).

Je potrebné zdôrazniť, že jediným druhom energie na Zemi (samozrejme okrem jadrovej) je energia Slnka a jediný spôsob, ako ju akumulovať, aby sa zabezpečil život všetkých živých organizmov, je proces fotosyntéza, ktorý sa vyskytuje v bunkách živých rastlín a vedie k syntéze sacharidov z vody a oxidu uhličitého. Práve pri tejto premene vzniká kyslík, bez ktorého by život na našej planéte nebol možný:

Monosacharidy. Glukóza

Glukóza a fruktóza- pevné bezfarebné kryštalické látky. Glukóza, nachádzajúca sa v hroznovej šťave (odtiaľ názov „hroznový cukor“), spolu s fruktózou, ktorá sa nachádza v niektorých druhoch ovocia a ovocia (odtiaľ názov „ovocný cukor“), tvorí významnú časť medu. Krv ľudí a zvierat neustále obsahuje asi 0,1% glukózy (80-120 mg na 100 ml krvi). Väčšina z nich (asi 70%) prechádza v tkanivách pomalou oxidáciou s uvoľňovaním energie a tvorbou konečných produktov - oxidu uhličitého a vody (proces glykolýzy):

Energia uvoľnená pri glykolýze do značnej miery zabezpečuje energetické potreby živých organizmov.

Prekročenie hladiny glukózy v krvi 180 mg na 100 ml krvi naznačuje porušenie metabolizmu uhľohydrátov a vývoj nebezpečného ochorenia - diabetes mellitus.

Štruktúra molekuly glukózy

Štruktúru molekuly glukózy možno posúdiť na základe experimentálnych údajov. Reaguje s karboxylovými kyselinami za vzniku esterov obsahujúcich 1 až 5 zvyškov kyselín. Ak sa k čerstvo získanému hydroxidu meďnatému pridá roztok glukózy, zrazenina sa rozpustí a vytvorí sa svetlomodrý roztok zlúčeniny medi, t.j. dôjde ku kvalitatívnej reakcii na viacsýtne alkoholy. Preto je glukóza viacsýtny alkohol. Ak sa výsledný roztok zahreje, opäť sa vytvorí zrazenina, ale tentoraz bude mať červenkastú farbu, to znamená, že dôjde ku kvalitatívnej reakcii na aldehydy. Podobne, ak sa roztok glukózy zahrieva s roztokom amoniaku oxidu strieborného, ​​dôjde k reakcii „strieborného zrkadla“. V dôsledku toho je glukóza ako viacsýtny alkohol, tak aj aldehyd - aldehydalkohol. Skúsme odvodiť štruktúrny vzorec glukózy. V molekule C6H1206 je šesť atómov uhlíka. V kompozícii je zahrnutý jeden atóm aldehydová skupina:

Zvyšných päť atómov je spojených s piatimi hydroxyskupinami.

A nakoniec rozdeľujeme atómy vodíka v molekule, berúc do úvahy skutočnosť, že uhlík je štvormocný:

Zistilo sa však, že v roztoku glukózy sú okrem lineárnych (aldehydových) molekúl molekuly cyklickej štruktúry, ktoré tvoria kryštalickú glukózu. Transformáciu lineárnych molekúl na cyklické možno vysvetliť, ak si spomenieme, že atómy uhlíka sa môžu voľne otáčať okolo väzieb σ umiestnených pod uhlom 109° 28′. V tomto prípade sa aldehydová skupina (1. atóm uhlíka) môže priblížiť k hydroxylovej skupine piateho atómu uhlíka. V prvom prípade sa pod vplyvom hydroxyskupiny preruší π-väzba: k atómu kyslíka sa pridá atóm vodíka a kyslík hydroxyskupiny, ktorá tento atóm „stratila“, uzatvára cyklus:

V dôsledku tohto preskupenia atómov vzniká cyklická molekula. Cyklický vzorec ukazuje nielen poradie väzby atómov, ale aj ich priestorové usporiadanie. V dôsledku interakcie prvého a piateho atómu uhlíka sa na prvom atóme objaví nová hydroxylová skupina, ktorá môže zaberať dve polohy v priestore: nad a pod rovinou cyklu, a preto sú možné dve cyklické formy glukózy :

A) a-forma glukózy- hydroxylové skupiny na prvom a druhom atóme uhlíka sú umiestnené na jednej strane kruhu molekuly;

b) β-forma glukózy- hydroxylové skupiny sú umiestnené na opačných stranách kruhu molekuly:

Vo vodnom roztoku glukózy sú tri z jej izomérnych foriem v dynamickej rovnováhe – cyklická α-forma, lineárna (aldehydová) forma a cyklická β-forma:

V nastolenej dynamickej rovnováhe prevažuje β-forma (asi 63%), pretože je energeticky výhodnejšia - má OH skupiny na prvom a druhom atóme uhlíka na opačných stranách cyklu. V α-forme (asi 37%) sú OH skupiny na rovnakých uhlíkových atómoch umiestnené na jednej strane roviny, takže je energeticky menej stabilná ako β-forma. Podiel lineárnej formy v rovnováhe je veľmi malý (len asi 0,0026 %).

Dynamická rovnováha môže byť posunutá. Napríklad, keď je glukóza vystavená amoniakovému roztoku oxidu strieborného, ​​množstvo jej lineárnej (aldehydovej) formy, ktorá je v roztoku veľmi malé, sa neustále dopĺňa v dôsledku cyklických foriem a glukóza sa úplne oxiduje na glukónovú. kyselina.

Izomér aldehydalkoholu glukózy je ketónalkohol - fruktóza:

Chemické vlastnosti glukózy

Chemické vlastnosti glukózy, rovnako ako akejkoľvek inej organickej látky, sú určené jej štruktúrou. Glukóza má dvojakú funkciu, obe funkcie aldehyd, A viacsýtny alkohol, preto sa vyznačuje vlastnosťami viacsýtnych alkoholov aj aldehydov.

Reakcie glukózy ako viacsýtneho alkoholu.

Glukóza kvalitatívne reaguje na viacsýtne alkoholy (napríklad glycerol) s čerstvo pripraveným hydroxidom meďnatým, čím vzniká svetlomodrý roztok zlúčeniny medi (II).

Glukóza, podobne ako alkoholy, môže tvoriť estery.

Reakcie glukózy ako aldehydu

1. Oxidácia aldehydovej skupiny. Glukóza ako aldehyd môže byť oxidovaná na zodpovedajúcu (glukónovú) kyselinu a poskytovať kvalitatívne aldehydové reakcie.

Reakcia strieborného zrkadla:

Reakcia s čerstvo získanou Cu(OH) 2 pri zahrievaní:

Redukcia aldehydovej skupiny. Glukóza sa môže redukovať na zodpovedajúci alkohol (sorbitol):

Fermentačné reakcie

Tieto reakcie sa vyskytujú pod vplyvom špeciálnych biologických katalyzátorov proteínovej povahy - enzýmov.

1. Alkoholové kvasenie:

ľudia už dlho používajú na výrobu etylalkoholu a alkoholických nápojov.

2. Mliečna fermentácia:

ktorý tvorí základ životnej činnosti baktérií mliečneho kvasenia a vyskytuje sa pri kysnutí mlieka, nakladaní kapusty a uhoriek a silážovaní zeleného krmiva.\

Chemické vlastnosti glukózy - zhrnutie

Polysacharidy. Škrob a celulóza.

škrob- biely amorfný prášok, nerozpustný v studenej vode. V horúcej vode napučí a vytvorí koloidný roztok – škrobovú pastu.

Škrob je obsiahnutý v cytoplazme rastlinných buniek vo forme zŕn rezervnej živiny. Zemiakové hľuzy obsahujú asi 20% škrobu, pšeničné a kukuričné ​​zrná - asi 70% a ryžové zrná - takmer 80%.

Celulóza(z lat. cellula - bunka), izolovaná z prírodných materiálov (napríklad vata alebo filtračný papier), je tuhá vláknitá látka, nerozpustná vo vode.

Obidva polysacharidy sú rastlinného pôvodu, ale v rastlinných bunkách hrajú rôzne úlohy: celulóza má stavebnú, štrukturálnu funkciu a škrob má zásobnú funkciu. Preto je celulóza základným prvkom bunkovej steny rastlín. Bavlnené vlákna obsahujú až 95% celulózy, ľanové a konopné vlákna - až 80% a drevo obsahuje asi 50%.

Štruktúra škrobu a celulózy

Zloženie týchto polysacharidov môže byť vyjadrené všeobecným vzorcom (C6H1005)n. Počet opakujúcich sa jednotiek v makromolekule škrobu sa môže meniť od niekoľkých stoviek až po niekoľko tisíc. Celulóza má na druhej strane výrazne väčší počet jednotiek a teda aj molekulovú hmotnosť, ktorá dosahuje niekoľko miliónov.

Sacharidy sa líšia nielen molekulovou hmotnosťou, ale aj štruktúrou. Škrob sa vyznačuje dvoma typmi makromolekulárnych štruktúr: lineárnymi a rozvetvenými. Menšie makromolekuly tej časti škrobu, ktorá sa nazýva amylóza, majú lineárnu štruktúru a molekuly ďalšej zložky škrobu, amylopektínu, majú štruktúru rozvetvenú.

V škrobe je podiel amylózy 10-20% a podiel amylopektínu je 80-90%. Škrobová amylóza sa rozpúšťa v horúcej vode a amylopektín iba napučiava.

Štrukturálne jednotky škrobu a celulózy sú postavené inak. Ak jednotka škrobu obsahuje zvyšky a-glukóza celulóza je zvyšok β-glukóza orientované na prírodné vlákna:

Chemické vlastnosti polysacharidov

1. Tvorba glukózy.Škrob a celulóza podliehajú hydrolýze za vzniku glukózy v prítomnosti minerálnych kyselín, ako je kyselina sírová:

V tráviacom trakte zvierat podlieha škrob komplexnej postupnej hydrolýze:

Ľudské telo nie je prispôsobené na trávenie celulózy, pretože nemá enzýmy potrebné na prerušenie väzieb medzi zvyškami β-glukózy v makromolekule celulózy.

Len termity a prežúvavce (napríklad kravy) majú v tráviacom systéme mikroorganizmy, ktoré produkujú enzýmy na to potrebné.

2. Tvorba esterov. Škrob môže tvoriť estery vďaka hydroxylovým skupinám, ale tieto estery nenašli praktické využitie.

Každá celulózová jednotka obsahuje tri voľné alkoholové hydroxyskupiny. Preto je možné všeobecný vzorec celulózy zapísať takto:

Vďaka týmto alkoholovým hydroxyskupinám môže celulóza tvoriť estery, ktoré sú široko používané.

Keď sa na celulózu pôsobí zmesou kyseliny dusičnej a sírovej, získa sa mono-, di- a trinitrocelulóza v závislosti od podmienok:

Aplikácia sacharidov

Zmes mono- a dinitrocelulózy je tzv koloxylín. Roztok koloxylínu v zmesi alkoholu a dietyléteru - kolódium - sa v medicíne používa na utesňovanie drobných rán a na lepenie obväzov na kožu.

Keď sa roztok colloxylínu a gáfru v alkohole vysuší, ukáže sa celuloid- jeden z plastov, ktorý sa prvýkrát začal široko používať v každodennom živote človeka (vyrábajú sa z neho fotografie a filmové filmy, ako aj rôzny spotrebný tovar). Roztoky koloxylínu v organických rozpúšťadlách sa používajú ako nitrolaky. A keď sa k nim pridajú farbivá, získajú sa odolné a estetické nitro farby, široko používané v každodennom živote a technológii.

Rovnako ako iné organické látky obsahujúce vo svojich molekulách nitroskupiny, všetky druhy nitrocelulózy sú horľavé. V tomto ohľade obzvlášť nebezpečné trinitrocelulóza- najsilnejšia výbušnina. Pod názvom pyroxylín je široko používaný na výrobu nábojov do zbraní a trhacie operácie, ako aj na výrobu bezdymového prachu.

S kyselinou octovou (v priemysle sa na tieto účely používa silnejšia esterifikačná látka anhydrid kyseliny octovej) sa získavajú podobné (di- a tri-) estery celulózy a kyseliny octovej, ktoré sú tzv. acetát celulózy:

Acetát celulózy Vyrábajú sa z neho laky a farby, slúži aj ako surovina na výrobu umelého hodvábu. Na tento účel sa rozpustí v acetóne a potom sa tento roztok pretlačí cez tenké otvory matríc (kovové uzávery s mnohými otvormi). Prúdy roztoku sú fúkané teplým vzduchom. V tomto prípade sa acetón rýchlo odparí a sušiaci acetát celulózy vytvára tenké lesklé vlákna, ktoré sa používajú na výrobu priadze.

škrob na rozdiel od celulózy dáva pri reakcii s jódom modrú farbu. Táto reakcia je kvalitatívna pre škrob alebo jód, v závislosti od prítomnosti ktorej látky je potrebné dokázať.

Referenčný materiál na vykonanie testu:

Mendelejevov stôl

Tabuľka rozpustnosti