คุณสมบัติของโมโนแซ็กคาไรด์และโอลิโกโพลีแซ็กคาไรด์แตกต่างกันอย่างไร? โมดูลที่ 2 บทเรียน “โมโน- ได- และโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ

1. คุณรู้จักสารใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับคาร์โบไฮเดรต

กลูโคส ฟรุกโตส แป้ง เซลลูโลส ไคติน

2. คาร์โบไฮเดรตมีบทบาทอย่างไรในสิ่งมีชีวิต?

คาร์โบไฮเดรตเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญที่สุดที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต

3. คาร์โบไฮเดรตเกิดขึ้นในเซลล์ของพืชสีเขียวเป็นผลมาจากกระบวนการใด?

คาร์โบไฮเดรตเกิดขึ้นในเซลล์ของพืชสีเขียวอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสง

คำถาม

1. โมเลกุลคาร์โบไฮเดรตมีองค์ประกอบและโครงสร้างอะไรบ้าง?

คาร์โบไฮเดรตประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ส่วนใหญ่มีอัตราส่วนของไฮโดรเจนและออกซิเจนในโมเลกุลเท่ากันกับในโมเลกุลของน้ำ

คาร์โบไฮเดรตทั้งหมดแบ่งออกเป็นแบบง่ายหรือโมโนแซ็กคาไรด์ และเชิงซ้อนหรือโพลีแซ็กคาไรด์ Di- และโพลีแซ็กคาไรด์เกิดขึ้นจากการรวมโมเลกุลโมโนแซ็กคาไรด์ตั้งแต่สองโมเลกุลขึ้นไป ดังนั้นซูโครส ( น้ำตาลอ้อย), มอลโตส (น้ำตาลมอลต์), แลคโตส (น้ำตาลนม) เป็นไดแซ็กคาไรด์ที่เกิดจากการหลอมรวมของโมเลกุลโมโนแซ็กคาไรด์สองโมเลกุล

2. คาร์โบไฮเดรตชนิดใดที่เรียกว่าโมโน-, ได- และโพลีแซ็กคาไรด์? 3. คาร์โบไฮเดรตทำหน้าที่อะไรในสิ่งมีชีวิต?

คาร์โบไฮเดรตทั้งหมดแบ่งออกเป็นแบบง่ายหรือโมโนแซ็กคาไรด์ และเชิงซ้อนหรือโพลีแซ็กคาไรด์ โมโนแซ็กคาไรด์ที่สำคัญที่สุดสำหรับสิ่งมีชีวิตคือไรโบส ดีออกซีไรโบส กลูโคส ฟรุกโตส และกาแลคโตส

Di- และโพลีแซ็กคาไรด์เกิดขึ้นจากการรวมโมเลกุลโมโนแซ็กคาไรด์ตั้งแต่สองโมเลกุลขึ้นไป ดังนั้นซูโครส (น้ำตาลอ้อย) มอลโตส (น้ำตาลมอลต์) แลคโตส (น้ำตาลนม) จึงเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่เกิดจากการหลอมรวมของโมเลกุลโมโนแซ็กคาไรด์สองโมเลกุล ไดแซ็กคาไรด์มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับโมโนแซ็กคาไรด์ ตัวอย่างเช่น โฮโรนีทั้งสองละลายได้ในน้ำและมีรสหวาน

โพลีแซ็กคาไรด์ประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์จำนวนมาก ซึ่งรวมถึงแป้ง ไกลโคเจน เซลลูโลส ไคติน ฯลฯ เมื่อจำนวนโมโนเมอร์เพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของโพลีแซ็กคาไรด์จะลดลงและรสหวานจะหายไป

หน้าที่หลักของคาร์โบไฮเดรตคือพลังงาน ในระหว่างการสลายและออกซิเดชันของโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตพลังงานจะถูกปล่อยออกมา (โดยมีการสลายตัวของคาร์โบไฮเดรต 1 กรัม - 17.6 กิโลจูล) ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่สำคัญของร่างกาย

เมื่อมีคาร์โบไฮเดรตมากเกินไป คาร์โบไฮเดรตจะสะสมในเซลล์เป็นสารสำรอง (แป้ง ไกลโคเจน) และร่างกายจะใช้เป็นแหล่งพลังงานหากจำเป็น

คาร์โบไฮเดรตยังใช้เป็น วัสดุก่อสร้าง.

สารโพลีแซ็กคาไรด์บางชนิดเป็นส่วนประกอบของ เยื่อหุ้มเซลล์และทำหน้าที่เป็นตัวรับ เพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์จะจดจำกันและกันและมีปฏิสัมพันธ์กัน

งาน

วิเคราะห์รูปที่ 6 “แผนภาพโครงสร้างของโพลีแซ็กคาไรด์” และข้อความในย่อหน้า คุณสามารถตั้งสมมติฐานอะไรได้บ้างจากการเปรียบเทียบลักษณะโครงสร้างของโมเลกุลและการทำงานของแป้ง ไกลโคเจน และเซลลูโลสในสิ่งมีชีวิต หารือเกี่ยวกับปัญหานี้กับเพื่อนร่วมชั้นของคุณ

โครงสร้างของโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตที่แสดงในรูปช่วยให้พวกมันทำหน้าที่บางอย่างได้

สายโซ่โพลีเมอร์ของแป้งและไกลโคเจนช่วยให้พวกมันสะสมในเซลล์เป็นสารสำรอง (เนื่องจากมีขนาดกะทัดรัดเนื่องจากความสามารถในการโค้งงอและโค้งงอ) และหากจำเป็น ร่างกายก็นำไปใช้เป็นแหล่งพลังงาน

โครงสร้างของโมเลกุลเซลลูโลส (สายโซ่ยาวตรง) ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้เป็นวัสดุก่อสร้าง (เซลลูโลสเป็นสิ่งสำคัญ ส่วนประกอบโครงสร้างผนังเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เห็ดรา และพืชหลายชนิด)

คาร์โบไฮเดรตคือโพลีไฮดริกอัลดีไฮด์หรือคีโตน สูตรทั่วไป Cm(H2O)n

ขึ้นอยู่กับความสามารถในการไฮโดรไลซ์ พวกมันแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

1) โมโนแซ็กคาไรด์ (อัลโดส, คีโตส);

2) โอลิโกแซ็กคาไรด์ (ได ไตรแซ็กคาไรด์)

3) โพลีแซ็กคาไรด์ (โฮโมและเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์)

โมโนแซ็กคาไรด์ถือได้ว่าเป็นอนุพันธ์ของโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์

เนื่องจากหมู่คาร์บอนิลอยู่ที่ปลายสายโซ่ จึงมีโมโนแซ็กคาไรด์อยู่

อัลดีไฮด์ และเรียกว่าอัลดีไฮด์ สำหรับตำแหน่งอื่นของกลุ่มนี้

โมโนแซ็กคาไรด์เป็นคีโตนและเรียกว่าคีโตส

ตัวแทนที่ง่ายที่สุดของโมโนแซ็กคาไรด์คือไตรออส: กลีเซอรอลดีไฮด์และ

ไดออกซีอะซิโตน:

โอลิโกแซ็กคาไรด์เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลประกอบด้วย

โมโนแซ็กคาไรด์ตกค้าง 2 ถึง 10 เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก ใน

ดังนั้นไดแซ็กคาไรด์, ไตรแซ็กคาไรด์ ฯลฯ จึงมีความโดดเด่น

ไดแซ็กคาไรด์เป็นน้ำตาลเชิงซ้อน ซึ่งแต่ละโมเลกุลเมื่อถูกไฮโดรไลซ์

แตกตัวเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ได้เป็น 2 โมเลกุล ไดแซ็กคาไรด์ไปด้วย

โพลีแซ็กคาไรด์เป็นหนึ่งในแหล่งหลักของคาร์โบไฮเดรตในอาหาร

มนุษย์และสัตว์ โครงสร้างไดแซ็กคาไรด์คือไกลโคไซด์โดยที่ 2

โมเลกุลโมโนแซ็กคาไรด์เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก

ในบรรดาไดแซ็กคาไรด์อย่างกว้างขวางที่สุด

มอลโตส แลคโตส และ

ซูโครส

โฮโมโพลีแซ็กคาไรด์

ตามวัตถุประสงค์การใช้งานสามารถแบ่งโฮโมโพลีแซ็กคาไรด์ได้

ออกเป็นสองกลุ่ม: โครงสร้างและโพลีแซ็กคาไรด์สำรอง โครงสร้างที่สำคัญ

โฮโมโพลีแซ็กคาไรด์คือเซลลูโลส และสารสำรองหลักคือไกลโคเจนและ

แป้ง (ในสัตว์และพืช ตามลำดับ)

เฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์

ประกอบด้วยสารตกค้าง D - กลูโคส, D - กาแลคโตสและ D - mannose

ตัวแทนที่สำคัญที่สุดของเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ในอวัยวะและเนื้อเยื่อคือ

ไกลโคซามิโนไกลแคน (mucopolysaccharides)

ฟังก์ชัน:1) พลังงาน (โดยมีออกซิเดชัน 1 กรัม ---- 16.9 กิโลจูล)

2) โครงสร้าง (สิ่งมีชีวิตทุกชนิดใช้คาร์โบไฮเดรตเพื่อสร้างโครงกระดูก:

ไคตินในแมลง เซลล์ในพืช)

3) กฎระเบียบ (กลูโคสควบคุมระดับฮอร์โมน)

4) ป้องกัน (คาร์โบไฮเดรตรวมอยู่ใน mucopolysaccharides และ glycoproteins

ให้การปกป้องเนื้อเยื่อที่ซ่อนอยู่จากความเครียดทางกล

5) อะนาโบลิก (การสังเคราะห์ไขมัน)

6) สารสำรอง (ไกลโคเจน)

7) ตัวรับ (ตัวรับเซลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรต

เศษ

8) ภูมิคุ้มกัน (แอนติบอดีส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้น ได้แก่

คาร์โบไฮเดรต)

9) เอนไซม์

10) ป้องกัน (ในองค์ประกอบของของเหลวไขข้อและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน)

11) ฟังก์ชั่นสำรอง (แป้ง, ไกลโคเจน) มีส่วนร่วมในการดูดซึม

จำเป็นต้องมีกระบวนการที่มีคุณสมบัติต้านการแข็งตัวของเลือด (เฮปาริน)

สำหรับการเกิดออกซิเดชันตามปกติของโปรตีนและไขมัน

โอลิโก- และโพลีแซ็กคาไรด์

1. การจำแนกประเภทของโพลีแซ็กคาไรด์ บทบาททางชีววิทยาของพวกเขา

โพลีแซ็กคาไรด์ถูกเรียก คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน(โพลีไกลโคไซด์) ที่สามารถผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิสของกรดให้เกิดเป็นโมโนแซ็กคาไรด์หรืออนุพันธ์ของพวกมันได้ ต่างจากโมโนแซ็กคาไรด์ตรงที่พวกมันไม่มีรสหวาน ไม่มีรูปร่าง และไม่ละลายในน้ำ (พวกมันก่อตัวเป็นสารละลายคอลลอยด์) โพลีแซ็กคาไรด์แบ่งออกเป็น โอลิโกแซ็กคาไรด์และ สูงกว่าโฮโม- และเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ การไฮโดรไลซิสของโอลิโกแซ็กคาไรด์ทำให้เกิดโมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้างตั้งแต่ 2 ถึง 10 ตัว โพลีแซ็กคาไรด์ที่สูงขึ้น ได้แก่ คาร์โบไฮเดรตที่มีโมโนแซ็กคาไรด์ตกค้างนับร้อยนับพันในโมเลกุล ในระหว่างการไฮโดรไลซิสของโฮโมโพลีแซ็กคาไรด์จะเกิดการตกค้างของโมโนแซ็กคาไรด์เพียงชนิดเดียว ในระหว่างการไฮโดรไลซิสของเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์จะเกิดส่วนผสมของโมโนแซ็กคาไรด์หลายชนิดและอนุพันธ์ของพวกมัน

ขึ้นอยู่กับจำนวนของโมโนแซ็กคาไรด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการไฮโดรไลซิสของกรดของโอลิโกแซ็กคาไรด์ พวกมันจะถูกแบ่งออกเป็น ได-, ไตร-, เตตร้า-, เพนตา- ฯลฯ (ถึง 10) แซ็กคาไรด์.

โพลีแซ็กคาไรด์ธรรมชาติทำหน้าที่สำคัญเป็นหลัก เช่น:

1) หน้าที่ของคลังพลังงานสำรองและแหล่งคาร์บอน เช่น ไกลโคเจนในเนื้อเยื่อของมนุษย์และสัตว์ แป้งในสิ่งมีชีวิตในพืช 2) โครงสร้าง เช่น เฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน กระดูกอ่อน ผิวหนัง ฯลฯ นอกจากนี้ คาร์โบไฮเดรตตกค้าง โดยเฉพาะโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์ ทำหน้าที่เป็นเครื่องหมายเฉพาะของพื้นผิวเซลล์และโพลีเมอร์ชีวภาพ ทำให้เซลล์อื่นจดจำพวกมันได้

2. การฟื้นฟูไดแซ็กคาไรด์ โครงสร้าง ไซโคล-ออกโซ-เทาโทเมรี ความสำคัญทางชีวภาพ

ไดแซ็กคาไรด์มักเป็นรูปแบบการขนส่งหรือการเก็บรักษาคาร์โบไฮเดรตและมีความสำคัญในด้านโภชนาการ พวกมันถูกสร้างขึ้นจากเฮกโซสและมีส่วนร่วมกัน สูตรโมเลกุลค 12 H 22 O 11. ขึ้นอยู่กับชนิดของพันธะไกลโคซิดิกที่เชื่อมต่อกับโมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้าง ไดแซ็กคาไรด์จะถูกแบ่งออกเป็นแบบรีดิวซ์และไม่รีดิวซ์

ยู บูรณะไดแซ็กคาไรด์ พันธะไกลโคซิดิกเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของไฮดรอกซิลเฮมิอะซีทัลของโมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้างหนึ่งตัวและไฮดรอกซิลแอลกอฮอล์ของโมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้างอีกตัวหนึ่ง ไดแซ็กคาไรด์ดังกล่าวยังคงรักษาไฮดรอกซิลของเฮมิอะซีทัลอิสระไว้ในโครงสร้างและสามารถแปลงเป็นรูปแบบอัลดีไฮด์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างและให้ "กระจกสีเงิน", ทรอมเมอร์, ปฏิกิริยาเฟห์ลิง, เช่น แสดงคุณสมบัติการบูรณะ ไดแซ็กคาไรด์ที่มีพันธะไกลโคซิดิกประเภทนี้ ได้แก่ มอลโตส แลคโตส และเซลโลบีส พวกมันกลายพันธุ์ในสารละลายและสามารถสร้างไกลโคไซด์ร่วมกับแอลกอฮอล์ เอมีน และโมโนแซ็กคาไรด์อื่นๆ

ยู ไม่ใช่การบูรณะไดแซ็กคาไรด์ตัวอย่างคือซูโครสพันธะไกลโคซิดิกเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของไฮดรอกซิลเฮมิอะซีทัลของโมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้างทั้งสอง ผลก็คือ ไดแซ็กคาไรด์ไม่กักเก็บไฮดรอกซิลของเฮมิอะซีทัลอิสระ ไม่สามารถแปลงเป็นรูปแบบเทาโทเมอร์อะไซคลิก (อัลดีไฮด์) และไม่แสดงคุณสมบัติรีดิวซ์ ไม่กลายพันธุ์ในสารละลาย และไม่สามารถสร้างไกลโคไซด์เพิ่มเติมได้

มอลโตส- น้ำตาลมอลต์ เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเปลี่ยนเป็นน้ำตาลของแป้งภายใต้การกระทำของเอนไซม์มอลต์หรือน้ำลาย การไฮโดรไลซิสของกรดของมอลโตสทำให้เกิด 2 โมเลกุล D-glucopyranose:

ชื่อทางเคมีของไดแซ็กคาไรด์ได้รับเช่นเดียวกับไกลโคไซด์: ระบุประเภทของไกลโคไซด์ (O หรือ N) โมโนแซ็กคาไรด์ที่เหลือแรกเรียกว่าเป็นอนุมูลอิสระโดยลงท้ายด้วย "il" จากนั้นระบุประเภทของพันธะไกลโคซิดิก (14 ) และเพิ่มชื่อของโมโนแซ็กคาไรด์ตัวที่สองที่ลงท้ายด้วย "ose" เนื่องจากมอลโตสยังคงสามารถสร้างไกลโคไซด์ได้ที่ไฮดรอกซิลอิสระของเฮมิอะซีทัล

โครงสร้างของมอลโตสตาม Colley-Tollens:

โครงสร้างของมอลโตสตาม Haworth:

เชลโลบีสได้จากการไฮโดรไลซิสของเซลลูโลสโพลีแซ็กคาไรด์ที่ไม่สมบูรณ์ ในเชลโลบีส สารตกค้างของโมเลกุล D-glucopyranose สองตัวเชื่อมโยงกันด้วยพันธะ (14)-ไกลโคซิดิก ความแตกต่างระหว่างเซลโลไบโอสและมอลโตสก็คืออะตอมของคาร์บอนอะโนเมอร์ที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะไกลโคซิดิกนั้นมีโครงสร้างเป็น - สารละลายเซลโลไบโอสกลายพันธุ์

เซลโลบีสถูกย่อยโดยเอนไซม์กลูโคซิเดสซึ่งไม่มีอยู่ในร่างกายมนุษย์ ดังนั้นเซลโลไบโอสและโพลีแซ็กคาไรด์เซลลูโลสที่เกี่ยวข้องจึงไม่สามารถถูกทำลายด้วยเอนไซม์ของระบบทางเดินอาหารได้ และทำหน้าที่เป็นแหล่งโภชนาการสำหรับมนุษย์

แลคโตส- น้ำตาลนมที่พบในนม (นมแม่ - มากถึง 8%, นมวัว - 4-5%) ในอุตสาหกรรมชีสนั้นได้มาจากเวย์หลังจากแยกนมเปรี้ยวออกแล้ว การไฮโดรไลซิสของกรดแลคโตสทำให้เกิด:

สิ่งตกค้างของโมโนแซ็กคาไรด์เหล่านี้ในแลคโตสเชื่อมต่อกันด้วยพันธะ (14)-ไกลโคซิดิก ในรูปแบบที่ไฮดรอกซิลของเฮมิอะซีทัล D-กาแลคโตไพราโนส มีส่วนร่วม ส่วนที่เหลือของ D-glucopyranose ยังคงรักษาไฮดรอกซิลของ hemiacetal ไว้ ดังนั้นแลคโตสจึงมีคุณสมบัติลดลงเช่นกัน

พันธะไกลโคซิดิกมีโครงสร้างเชิงโครงสร้าง (เชิงพื้นที่) ที่แตกต่างจากพันธะ -ไกลโคซิดิกในมอลโตส ดังนั้นแลคโตสจึงละลายในน้ำได้น้อยกว่าและดูดความชื้นได้น้อยกว่า ใช้ในอุตสาหกรรมยาในการผลิตผงและยาเม็ด และยังใช้เป็นสารอาหารในสูตรเทียมสำหรับทารกอีกด้วย ส่งเสริมการพัฒนาของจุลินทรีย์ Lactobacillus bifidus ในระบบทางเดินอาหาร ซึ่งสลายแลคโตสให้กลายเป็นกรดแลคติกและกรดอะซิติก ซึ่งป้องกันการแพร่กระจายของแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค นอกจากนี้ น้ำนมแม่ยังมีโอลิโกแซ็กคาไรด์ (ไตร-, เตตร้า- และเพนตะแซ็กคาไรด์) จำนวนหนึ่ง ซึ่งมีแลคโตสที่เกี่ยวข้องกับน้ำตาลอะมิโนและกรดเซียลิก (บางครั้งก็เป็นฟูโคส) โอลิโกแซ็กคาไรด์เหล่านี้ก็มี ความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการก่อตัวของจุลินทรีย์ที่ไม่ทำให้เกิดโรคตามธรรมชาติในระบบทางเดินอาหารของทารก

3. ซูคาโรสเป็นตัวแทนของไดแซ็กคาไรด์ที่ไม่ลดขนาด โครงสร้างไฮโดรไลซิสของซูคาโรส

ซูโครส- น้ำตาลบีท (อ้อย) พบในหัวบีท (ตั้งแต่ 16 ถึง 18%) ในอ้อย (มากถึง 28% ของของแห้ง) น้ำผลไม้จากพืชและผลไม้ที่ใช้ในอาหาร (แค่น้ำตาล) การไฮโดรไลซิสของซูโครสทำให้เกิด:

ซูโครสไม่มีคุณสมบัติรีดิวซ์และไม่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ เนื่องจากไฮดรอกซิลทั้งสองชนิดมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะไกลโคซิดิก (12) ที่เชื่อมกับสิ่งตกค้างของโมโนแซ็กคาไรด์เหล่านี้ ในนามของซูโครส โมเลกุลที่สองของโมโนแซ็กคาไรด์จะได้รับการลงท้ายด้วย "โอไซด์" ซึ่งเป็นลักษณะของไกลโคไซด์

ซูโครสหมุนระนาบโพลาไรเซชันของแสงไปทางขวา +66.5 ในระหว่างการไฮโดรไลซิสของกรดหรือเอนไซม์ของซูโครส (เอนไซม์อินเวอร์เตส) จะเกิดส่วนผสมที่สมดุลของ D-กลูโคสและ D-ฟรุคโตสซึ่งมีการหมุนทางซ้ายเนื่องจากฟรุคโตสที่เกิดขึ้นจะหมุนระนาบของโพลาไรเซชันของแสงแรงกว่ามาก ซ้ายกว่ากลูโคสไปทางขวา ดังนั้นในระหว่างการไฮโดรไลซิสของซูโครสทิศทางการหมุนของระนาบโพลาไรเซชันของแสงจะกลับกันจากขวาไปซ้ายนั่นคือ การผกผัน ดังนั้นผลิตภัณฑ์จากการไฮโดรไลซิสของซูโครสจึงเรียกว่าน้ำตาลอินเวิร์ต น้ำตาลอินเวิร์ตเป็นหลัก ส่วนสำคัญน้ำผึ้งผึ้ง

4. แป้ง โครงสร้าง คุณสมบัติ ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส บทบาททางชีวภาพของแป้ง

แป้ง (C 6 H 10 O 5) n เป็นโฮโมโพลีแซ็กคาไรด์หลักในการเก็บรักษาพืช มันถูกสร้างขึ้นในพืชในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง และ "สะสม" ในหัว ราก และเมล็ดพืชธัญญาหาร แป้งเป็นสารอสัณฐานสีขาว ใน น้ำเย็นไม่ละลายน้ำ; เมื่อร้อนจะพองตัวและเป็นเนื้อครีม ด้วยไอโอดีนจะทำให้มีสีฟ้าม่วงเข้มซึ่งจะหายไปเมื่อถูกความร้อน เมื่อถูกความร้อนในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด แป้งจะถูกไฮโดรไลซ์เป็นระยะ:

(C 6 H 10 O 5)n (C 6 H 10 O 5)x (C 6 H 10 O 5)ม n/2 C 12 H 22 O 11 nC 6 H 12 O 6

แป้ง r-rime แป้งเดกซ์ทรินมอลโตส, D-glucopyranose

x< n m << n

แป้งเองไม่มีคุณสมบัติในการบูรณะ เดกซ์ทรินมีคุณสมบัติในการบูรณะ ละลายได้ในน้ำ และมีรสหวาน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง dextrinization ของแป้งจะดำเนินการในระหว่างกระบวนการอบขนมปัง เดกซ์ทรินสามารถใช้ทำกาวได้

แป้งมีความหลากหลายและประกอบด้วยสองส่วน: อะมิโลส (10-20%) และอะมิโลเพคติน (80-90%)

ก) -อะมิโลสประกอบด้วย D-glucopyranose ตกค้างที่เชื่อมโยงกันในลำดับเชิงเส้นโดยพันธะ (1 4) -glycosidic

โมเลกุลขนาดใหญ่ของอะมิโลสยังมีโครงสร้างขดลวดทุติยภูมิซึ่งมีหน่วยโมโนแซ็กคาไรด์ 6 หน่วยในแต่ละรอบของเกลียว สามารถสร้างสารประกอบรวมได้ เป็นสารประกอบรวมของอะมิโลสกับไอโอดีนซึ่งมีสีฟ้าม่วงเข้ม

b) อะมิโลเพคตินมีโครงสร้างแตกแขนงซึ่งแตกต่างจากอะมิโลส ในสายโซ่ เรซิดิว D-กลูโคปาราโนสเชื่อมโยงกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก (1 4) และที่จุดกิ่งก้านด้วยพันธะไกลโคซิดิก (1 6) กิ่งก้านเกิดขึ้นทุก ๆ 20-25 ตกค้าง

ในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์ แป้งจะถูกไฮโดรไลซ์ภายใต้การกระทำของเอนไซม์ที่แยกพันธะ (14)- และ (16)-ไกลโคซิดิก ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของไฮโดรไลซิสคือ D-glucopyranose และมอลโตส

5. ไกลโคเจน โครงสร้างของมัน ความสำคัญทางชีวภาพของโครงสร้างการแตกแขนงของไกลโคเจน

ไกลโคเจน(C 6 H 10 O 5)n เป็นโพลีแซ็กคาไรด์สำรองของเซลล์สัตว์และมนุษย์ แต่พบได้ในเชื้อราและพืชบางชนิด ในสัตว์และมนุษย์ มักพบในทุกเซลล์ แต่ส่วนใหญ่อยู่ในตับ (มากถึง 20%) และกล้ามเนื้อ (มากถึง 4%) กระบวนการสำคัญทั้งหมด โดยเฉพาะการทำงานของกล้ามเนื้อ จะมาพร้อมกับการสลายตัวของไกลโคเจนพร้อมกับการปล่อย D-glucopyranose ไกลโคเจนมีโครงสร้างคล้ายกับอะมิโลเพคติน แต่มีกิ่งก้านมากกว่า (ทุกๆ 6-10 ตกค้าง) นอกจากสาขาหลักแล้ว ยังมีสาขารองอีกด้วย โครงสร้างไกลโคเจนที่กะทัดรัดและแตกแขนงสูงทำให้สามารถกักเก็บกลูโคสได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมทั้งแยกออกจากแต่ละกิ่งได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพระหว่างการออกกำลังกาย ไกลโคเจนซึ่งแตกต่างจากแป้งให้สีน้ำตาลแดงกับไอโอดีน

6. ไฟเบอร์ โครงสร้าง คุณสมบัติ บทบาทในด้านโภชนาการ

เซลลูโลสหรือ เซลลูโลสเป็นโฮโมโพลีแซ็กคาไรด์เชิงเส้นที่ประกอบด้วย D-glucopyranose ตกค้างที่เชื่อมต่อถึงกันด้วยพันธะ (14) -ไกลโคซิดิก

ชิ้นส่วนที่เกิดซ้ำเชิงโครงสร้างในเซลลูโลสคือชิ้นส่วนไบโอส - เซลโลไบโอส ในส่วนนี้ D-กลูโคปราโนสที่ตกค้างจากมอนอแซ็กคาไรด์ตัวที่สองจะถูกหมุน 180 เมื่อเทียบกับส่วนก่อนหน้า ซึ่งช่วยให้เซลลูโลสมีโครงสร้างเชิงเส้นและมีความเสถียรยิ่งขึ้นด้วยพันธะไฮโดรเจน พันธะไฮโดรเจนสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างอะตอมออกซิเจนของวงแหวนไพราโนสกับแอลกอฮอล์ไฮดรอกซิลของอะตอมคาร์บอนตัวที่ 3 ของวงแหวนถัดไป รวมถึงระหว่างโซ่ที่อยู่ติดกัน การบรรจุแบบโซ่นี้มีความแข็งแรงเชิงกลสูง ความเป็นเส้นใย ละลายน้ำได้ และความเฉื่อยของสารเคมี ทำให้เซลลูโลสสร้างผนังเซลล์พืชได้

ไฟเบอร์ไม่ได้ถูกทำลายโดยเอนไซม์ในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์ แต่ควรเป็นส่วนประกอบสำคัญของอาหาร มันทำหน้าที่ดังต่อไปนี้:

สร้างความรู้สึกอิ่ม

กระตุ้นการบีบตัวของระบบทางเดินอาหาร

เป็นสารตั้งต้นสำหรับแบคทีเรียในระบบทางเดินอาหารที่สังเคราะห์วิตามินบี

มีส่วนร่วมในการก่อตัวของอุจจาระ;

ส่งเสริมการดูดซับสารพิษในลำไส้ใหญ่และการกำจัดซึ่งช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดเนื้องอกมะเร็งในลำไส้ใหญ่

เดกซ์ทรานส์- (C 6 H 10 O 5) n - โพลีแซ็กคาไรด์ที่มีต้นกำเนิดจากแบคทีเรีย สร้างขึ้นจากสารตกค้างของ D-glucopyranose โมเลกุลขนาดใหญ่ของพวกมันมีการแตกแขนงสูง พันธะหลักคือ (16) และที่บริเวณกิ่งก้าน - (14), (13) และน้อยกว่าปกติ (12) - พันธะไกลโคซิดิก

เดกซ์แทรนพื้นเมืองมีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 300,000-400,000 และใช้สำหรับการผลิตเซฟาเด็กซ์ที่ใช้ในการกรองเจล เดกซ์แทรนไฮโดรไลซ์บางส่วนที่มีน้ำหนักโมเลกุล 60,000-90,000 ในสารละลายไอโซโทนิกของ NaCI (0.85%) ใช้เป็นสารละลายทดแทนพลาสมา (polyglucin, rheopolyglucin ฯลฯ )

8. แนวคิดเรื่องโครงสร้างของเฮเทอโรโพลีแซคคาไรด์ โครงสร้างตาม HAWORTH บทบาททางชีววิทยา

เฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์- โพลีแซ็กคาไรด์ที่สูงขึ้นซึ่งเป็นกรดไฮโดรไลซิสซึ่งก่อให้เกิดส่วนผสมของอนุพันธ์โมโนแซ็กคาไรด์ - น้ำตาลอะมิโนและกรดยูโรนิก ประกอบด้วย: 1) ไกลโคซามิโนไกลแคน และ 2) โปรตีโอไกลแคน (ไกลโคซามิโนไกลแคนที่จับกับโปรตีนอย่างโควาเลนต์)

ไกลโคซามิโนไกลแคนเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีสายโซ่ยาวไม่แยกส่วนประกอบด้วยหน่วยไดแซ็กคาไรด์ซ้ำ พวกมันถูกเรียกว่าไกลโคซามิโนไกลแคน เพราะหนึ่งในสองสิ่งตกค้างในไดแซ็กคาไรด์ที่ทำซ้ำคือน้ำตาลอะมิโน (N-acetylglucosamine หรือ N-acetylgalactosamine) ในกรณีส่วนใหญ่ น้ำตาลอะมิโนตัวใดตัวหนึ่งคือซัลเฟต (ทำให้เอสเทอร์มีกรดซัลฟิวริกตกค้าง) และตัวที่สองคือกรดยูโรนิก การมีอยู่ของไอออไนซ์ซัลเฟตหรือหมู่คาร์บอกซิลในน้ำตาลตกค้างจำนวนมากทำให้ไกลโคซามิโนไกลแคนมีประจุลบขนาดใหญ่ และสามารถดึงดูดไอออนที่ออกฤทธิ์ออสโมติกจำนวนมาก เช่น Na + กลุ่มที่ชอบน้ำที่มีขั้วจำนวนมากและไอออนที่มีความเข้มข้นออสโมติกสูงมีส่วนทำให้เกิดความชุ่มชื้นของไกลโคซามิโนไกลแคนและเมทริกซ์ของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันโดยรวม สิ่งนี้จะสร้างแรงกดดันในการบวม (turgor) ทำให้เมทริกซ์เกิดเป็นเจลที่หลวมและมีน้ำและต้านทานแรงอัด นี่คือวิธีที่เมทริกซ์กระดูกอ่อนต้านทานการบีบอัด ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างเจลไม่รบกวนการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของโมเลกุลที่ละลายน้ำได้และการย้ายถิ่นของเซลล์

ไกลโคซามิโนไกลแคน ได้แก่ กรดไฮยาลูโรนิก คอนดรอยตินซัลเฟต เฮปาริน ฯลฯ

กรดไฮยาลูโรนิกเป็นส่วนประกอบหลักของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน พบในปริมาณมากในน้ำไขข้อของข้อต่อ น้ำแก้วตา สายสะดือ และในผิวหนังด้วย หน่วยโครงสร้างที่ทำซ้ำคือชิ้นส่วนไดแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยกรด D-กลูโคโรนิกและ N-acetyl-, D-กลูโคซามีน เชื่อมต่อกัน (13) ด้วยพันธะไกลโคซิดิก ชิ้นส่วนไดแซ็กคาไรด์ที่ทำซ้ำนั้นเชื่อมโยงถึงกัน (14) โดยพันธะไกลโคซิดิกที่เกิดขึ้นระหว่างไฮดรอกซิลเฮมิอะซีทัลของ N-acetylglucosamine และไฮดรอกซิลของแอลกอฮอล์ที่อะตอมคาร์บอนที่ 4 ของกรดกลูโคโรนิกของหน่วยถัดไป

กรดไฮยาลูโรนิกมีน้ำหนักโมเลกุลมากกว่า 10 ล้าน และมีลักษณะเป็นความหนืดสูง กรดไฮยาลูโรนิกมีบทบาทสำคัญในการต่อต้านการบุกรุกของแบคทีเรียในร่างกาย อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียจำนวนหนึ่งที่หลั่งไฮยาลูโรนิเดส (เอนไซม์ที่สลายกรดไฮยาลูโรนิก) สามารถแพร่กระจายในร่างกายได้อย่างง่ายดาย โดยกำจัดสิ่งกีดขวางที่เกิดจากกรดไฮยาลูโรนิกที่มีความหนืด ในเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน กรดไฮยาลูโรนิกมักจะจับกับโปรตีน

คอนโดรอิตินซัลเฟตในโครงสร้าง การแปลในเนื้อเยื่อและการทำงานมีลักษณะคล้ายกับกรดไฮยาลูโรนิก ยกเว้นว่าเฮกโซซามีนแสดงโดย N acetyl-, D-galactosamine และกลุ่มไฮดรอกซิลแต่ละกลุ่มใน 4, 6 หรือทั้งสองตำแหน่งของ N-acetyl-galactosamine ตกค้าง เอสเทอริฟายด์ด้วยกรดซัลฟิวริกตกค้าง:

คอนโดรอิติน-4-ซัลเฟต: R = SO 3, R = H; คอนโดรอิติน-6-ซัลเฟต: R = H, R = SO 3

คอนโดรอิติน 4,6-ไดซัลเฟต: R = R = SO 3

Chondroitin sulfates มักพบเฉพาะในรูปแบบที่จับกับโปรตีนเท่านั้น (โปรตีโอไกลแคน) โปรตีโอไกลแคน– นี่คือกลุ่มของโพลีเมอร์ชีวภาพคาร์โบไฮเดรต-โปรตีนซึ่งมีสัดส่วนของส่วนประกอบคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนใหญ่ คุณสมบัติของโปรตีโอไกลแคนถูกกำหนดโดยส่วนประกอบของโพลีแซ็กคาไรด์เป็นหลัก พันธะหลักระหว่างสายพอลิแซ็กคาไรด์และสายพอลิเปปไทด์คือพันธะ O-ไกลโคซิดิก

ในกระดูกอ่อนและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน ซัลเฟต chondroitin จับกับกรดไฮยาลูโรนิกอย่างแน่นหนาผ่านทางโปรตีนที่จับกัน ทำให้เกิดมวลรวมขนาดใหญ่มาก

มวลรวมเหล่านี้สามารถสังเกตได้ในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน:

โครงสร้างแผนผังของการรวมตัวของโปรตีโอไกลแคนของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน

ในการรวมตัวของโปรตีโอไกลแคน โมเลกุลของโปรตีโอไกลแคนทำหน้าที่เป็นหน่วยย่อยที่ไม่มีการเชื่อมโยงโควาเลนต์ด้วยโปรตีนขนาดเล็กที่เรียกว่าโปรตีนจับกรดไฮยาลูโรนิกสายโซ่ยาว โครงสร้างดังกล่าวทำให้กระดูกอ่อนมีความสม่ำเสมอมากขึ้นและในขณะเดียวกันก็มีความยืดหยุ่นมากขึ้น

ไกลโคโปรตีนเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพแบบผสมซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลโปรตีนซึ่งมีสายโอลิโกแซ็กคาไรด์ติดอยู่ด้วยโควาเลนต์ ในไกลโคโปรตีนสัดส่วนของส่วนประกอบโปรตีนจะมีอำนาจเหนือกว่า

ไกลโคโปรตีนเป็นส่วนหนึ่งของอวัยวะเนื้อเยื่อและเซลล์ทั้งหมดของร่างกายมนุษย์และสัตว์ มีอยู่ในของเหลวคัดหลั่งและพลาสมาในเลือด หน้าที่ของมันมีความหลากหลายมาก ในหมู่พวกเขามีเอนไซม์, ฮอร์โมน, โปรตีนของระบบภูมิคุ้มกัน, ส่วนประกอบในพลาสมาในเลือด, เมือก, ตัวรับเยื่อหุ้มเซลล์ ฯลฯ

โปรแกรมขั้นต่ำ

โพลีแซ็กคาไรด์ โอลิโก- และ โพลีแซ็กคาไรด์. การวิเคราะห์โครงสร้าง โอลิโก- และ โพลีแซ็กคาไรด์. ฟังก์ชั่น โอลิโก- และ โพลีแซ็กคาไรด์. แนวคิดของเลคติน...

1 ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพและประเด็นหลัก

โปรแกรมขั้นต่ำ

เซลล์ (กรดนิวคลีอิก โปรตีน โพลีแซ็กคาไรด์, ลิพิด, นิวคลีโอโปรตีน, ไกลโคโปรตีน, ไลโปโปรตีน... หน่วยโมโนเมอร์เชิงโครงสร้าง โอลิโก- และ โพลีแซ็กคาไรด์. การวิเคราะห์โครงสร้าง โอลิโก- และ โพลีแซ็กคาไรด์. ฟังก์ชั่น โอลิโก- และ โพลีแซ็กคาไรด์. แนวคิดของเลคติน...

» ฉันไม่รู้จัก อาจเป็นเพราะการทดสอบทางจุลพยาธิวิทยา

การทดสอบ

และไกลโคโปรตีน (เมือก, เมือก) โพลีแซ็กคาไรด์. สำหรับความผิดปกติของการเผาผลาญ โพลีแซ็กคาไรด์ในเซลล์สามารถสังเกตการลดลง...โดย haptens ซึ่งรวมถึงโมโน-, โอลิโก- และ โพลีแซ็กคาไรด์, ลิพิด, ไกลโคลิพิด, โพลีเมอร์สังเคราะห์, ...

ทักทายคุณผู้อ่านประจำและสมาชิกใหม่ของฉัน ความปรารถนาที่จะรักษารูปร่างหรือลดน้ำหนักมักบังคับให้เราเลิกคาร์โบไฮเดรต แต่นี่เป็นการตัดสินใจที่ถูกต้องหรือไม่? อาหารจะมีความสมดุลเมื่อมีไขมัน โปรตีน และคาร์โบไฮเดรตเท่านั้น หลายๆ คนหากพิจารณาจากคาร์โบไฮเดรตหมายถึงขนมปัง เค้ก และช็อคโกแลต ฉันหมายถึงโพลีแซ็กคาไรด์เป็นหลัก ตารางรายการอาหารคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่มีดัชนีระดับน้ำตาลในเลือดแสดงไว้ด้านล่าง

อาหารเหล่านี้มีความสำคัญมากในการลดน้ำหนัก และเพื่อโภชนาการที่ดีอีกด้วย เป็นการผิดที่จะจำกัดตัวเองให้อยู่ในโพลีแซ็กคาไรด์ และการละทิ้งผลิตภัณฑ์ประเภทนี้โดยสิ้นเชิงถือเป็นอันตรายอย่างยิ่ง นักโภชนาการจะบอกคุณว่าควรรวมคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนไว้ในอาหารประจำวันของคุณด้วย ลองมาดูกันว่าผลิตภัณฑ์เหล่านี้คืออะไรและเหตุใดจึงมีความสำคัญมาก

อาหารที่มีคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน

ประเภทของคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน

คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนประกอบด้วยโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวสามโมเลกุลขึ้นไป เรียกอีกอย่างว่าโพลีแซ็กคาไรด์ คุณมักจะพบชื่อ: "ช้า", "มีประโยชน์", "ยาว" ฯลฯ ความแตกต่างจากสิ่งธรรมดาคือสารเหล่านี้ไม่ทำให้อินซูลินเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากการสลายตัวเกิดขึ้นช้ากว่ามาก ร่างกายต้องใช้พลังงานเพื่อดูดซับสิ่งเหล่านี้ ดังนั้นความอิ่มตัวจึงคงอยู่เป็นเวลาหลายชั่วโมง

แป้ง

สารนี้มีแคลอรี่ไม่สูงมาก แต่มีคุณค่าทางพลังงานสูง แป้งรวมอยู่ในอาหารหลายชนิด และทั้งหมดเพราะมันให้ความรู้สึกอิ่มนาน ในอันโด่งดังที่คุณเห็น

นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ยังมีคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากมาย:

• ทำให้การเผาผลาญเป็นปกติ
• ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด
• เสริมสร้างระบบภูมิคุ้มกัน
• ลดความเสี่ยงของโรคมะเร็ง

แป้งส่วนใหญ่พบได้ในข้าวกล้อง มันฝรั่ง ถั่วเหลือง ถั่วลันเตา ถั่วเลนทิล ข้าวโอ๊ต และบัควีต

ไกลโคเจน

นี่เป็นสารที่ซับซ้อนที่ประกอบด้วยสายโซ่โมเลกุลกลูโคส ช่วยรักษาระดับน้ำตาลในเลือดให้เหมาะสม สารที่มีประโยชน์และจำเป็นมากสำหรับนักกีฬาเนื่องจากช่วยคืนมวลกล้ามเนื้อ สารนี้ "เปิด" การทำงานของการสังเคราะห์โปรตีน หลังรับประทานอาหาร 3 ชั่วโมง ไกลโคเจนจะถูกบริโภคอย่างแข็งขัน หากคุณออกกำลังกายในยิม เงินสำรองจะหมดภายใน 30 นาที

เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการทำงานของกล้ามเนื้อปกติในการเติมเต็มปริมาณของสารนี้ ในอาหารที่เราคุ้นเคย ไกลโคเจนไม่ได้อยู่ในปริมาณที่เพียงพอในรูปแบบบริสุทธิ์ ร่างกายของเราสังเคราะห์ได้เร็วที่สุดจากตับของสัตว์ แถมยังพบได้ในปลาอีกด้วย

เพคติน

ประมาณสองศตวรรษก่อน นักวิทยาศาสตร์ Braconno ค้นพบโพลีแซ็กคาไรด์นี้ในน้ำผลไม้ ตอนนั้นเองที่มีการระบุและอธิบายคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของเพคติน พวกเขาสามารถดูดซับสารอันตรายที่มาหาเราพร้อมกับอาหารได้ เชื่อกันว่าการบริโภคเพคตินเป็นประจำช่วยให้คุณคงความเยาว์วัยได้นานขึ้น

เพคตินเป็นสารเหนียวหนา มักใช้เป็นสารเพิ่มความข้น สารก่อเจล และสารทำให้คงตัว แหล่งที่มาหลักของเพคตินคือผลไม้ แอปเปิ้ลและส้มมีเพกตินมากที่สุด นอกจากนี้ยังพบในแอปริคอต พลัม ลูกแพร์ ควินซ์ เชอร์รี่ และอินทผลัม

ในระดับอุตสาหกรรม สารนี้ได้มาจากเค้กพืช สารเติมแต่งถูกกำหนดให้เป็น E440 คุณไม่ควรกลัวเพราะเป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติและดีต่อสุขภาพ

เซลลูโลส

โพลีแซ็กคาไรด์ที่พบในอาหารจากพืชส่วนใหญ่ เอนไซม์ย่อยอาหารของเราไม่สามารถย่อยได้ แต่จุลินทรีย์ในลำไส้จะประมวลผลได้อย่างสมบูรณ์แบบ ในขณะเดียวกันระบบทางเดินอาหารก็จะถูกกระตุ้นและช่วยขจัดคอเลสเตอรอลที่เป็นอันตราย นอกจากนี้ไฟเบอร์ยังช่วยให้คุณรู้สึกอิ่มและรู้สึกอิ่มท้องอีกด้วย

ข้าวไรย์และรำข้าวสาลี เห็ด แครอท หัวบีท บรอกโคลี กะหล่ำปลี ฯลฯ อุดมไปด้วยไฟเบอร์

เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้โมโนและโพลีแซ็กคาไรด์?

คาร์โบไฮเดรตทำหน้าที่หลักในร่างกายของเรานั่นคือพลังงาน ร่างกายสังเคราะห์พลังงานได้ประมาณ 60% ด้วยโพลีและโมโนแซ็กคาไรด์ และมีเพียง 40% เท่านั้นที่มาจากโปรตีนและไขมัน ตอนนี้คุณเข้าใจแล้วว่าสารเหล่านี้มีความสำคัญอย่างไร?

คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวจะช่วยเติมเต็มพลังงานที่สูญเสียไปอย่างรวดเร็ว แต่จะถูกบริโภคอย่างรวดเร็วและร่างกายต้องการอาหารเสริม ในการเพิ่มน้ำหนัก อาหารของคุณมีทั้งคาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวและคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน พวกเขายังขาดไม่ได้หากคุณมีไลฟ์สไตล์ที่กระตือรือร้น โพลีแซ็กคาไรด์หรือคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนช่วยให้ร่างกายได้รับพลังงานอย่างช้าๆ คุณไม่รู้สึกหิวอีกต่อไป

อัตราส่วนของโพลีแซ็กคาไรด์ โมโนแซ็กคาไรด์ และเส้นใยในอาหารควรเป็น 70% / 25% / 5%

เหล่านั้น. ที่สำคัญที่สุด คุณต้องบริโภคคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนทุกวัน แซ็กคาไรด์เชิงเดี่ยวควรคิดเป็น 1/3 ของปริมาณคาร์โบไฮเดรตที่ร่างกายได้รับในแต่ละวัน สำหรับหลาย ๆ คน มันเป็นอีกทางหนึ่ง: สำหรับของว่างในที่ทำงาน เราจะดื่มชาพร้อมซาลาเปาและขนมหวาน จึงมีน้ำหนักเกิน

ประโยชน์ของโพลีแซ็กคาไรด์ในการลดน้ำหนัก

มันง่ายมากที่จะแยกแยะคาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวจากคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน อะไรก็ตามที่รสหวานคือโมโนแซ็กคาไรด์ที่เร็ว นี่คือศัตรูของคนลดน้ำหนัก ดังนั้นในระหว่างการรับประทานอาหารจึงไม่รวมอาหารดังกล่าว เพื่อรักษารูปร่างของคุณ พวกเขาจะถูกเก็บไว้ให้น้อยที่สุดด้วย

แต่โพลีแซ็กคาไรด์ไม่มีรสหวานเด่นชัด พวกมันกลายเป็นพลังงานช้ามาก ระดับน้ำตาลไม่ได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากร่างกายจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นน้ำตาล

คาร์โบไฮเดรตปริมาณมากจะทำให้ความอยากอาหารของคุณหายไปเป็นเวลานาน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ว่าทำไมพวกมันจึงไม่ถูกแยกออกจากอาหาร การบริโภคจะทำให้คุณได้รับพลังงานสะอาดปราศจากไขมัน นอกจากความจริงที่ว่าโพลีแซ็กคาไรด์ช่วยให้คุณไม่รู้สึกหิวเป็นเวลานานแล้วยังมีประโยชน์มากอีกด้วย ผลิตภัณฑ์ที่มีโพลีแซ็กคาไรด์อุดมไปด้วยวิตามินและธาตุขนาดเล็ก ช่วยเสริมสร้างเส้นผม เล็บ และปรับปรุงสภาพผิว

สำคัญ:เมื่อลดน้ำหนัก ควรบริโภคโพลีแซ็กคาไรด์ในช่วงครึ่งแรกของวัน ในช่วงบ่ายให้การตั้งค่า

อย่าลืมใส่ใจกับดัชนีระดับน้ำตาลในเลือด ยิ่งผลิตภัณฑ์มีค่าสูงเท่าไร ผลิตภัณฑ์นี้ก็จะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคสได้เร็วยิ่งขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่ามันไม่มีประโยชน์และเป็นอันตรายเมื่อลดน้ำหนัก ความสัมพันธ์ระหว่างดัชนีน้ำตาลในเลือดกับประเภทของคาร์โบไฮเดรต

พารามิเตอร์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน คาร์โบไฮเดรตที่ช้าก็สามารถมีค่า GI สูงได้เช่นกัน ผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ได้แก่ มันฝรั่ง แม้จะมีปริมาณแป้ง แต่ค่า GI ก็สูงมาก การกินมันฝรั่งไม่ได้ช่วยให้คุณลดน้ำหนักได้ ด้วยเหตุนี้จึงห้ามใช้ในเมนูอาหาร สำหรับการลดน้ำหนัก ควรเลือกใช้โพลีแซ็กคาไรด์ที่มีดัชนีน้ำตาลในเลือดต่ำจะดีกว่า

อาหารอะไรบ้างที่มีโพลีแซ็กคาไรด์?

เพื่อให้ง่ายต่อการนำทาง ฉันจึงรวบรวมคาร์โบไฮเดรตช้าไว้ในตาราง โดยวิธีการที่คุณสามารถ

อาหารที่มีคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน

ตอนนี้เรามาดูผลิตภัณฑ์เฉพาะกัน มาดูกันว่าจุดไหนมีโพลีแซ็กคาไรด์ และจุดไหนมีแต่โมโนแซ็กคาไรด์ นอกจากนี้เรายังจะพูดถึงวิธีที่ดีที่สุดในการเตรียมผลิตภัณฑ์

โพลีแซ็กคาไรด์ในผักและสมุนไพร

ผักและผักใบเขียวอุดมไปด้วยโพลีแซ็กคาไรด์มากที่สุด หากสังเกตจานอาหารจะพบว่าผักถือเป็นส่วนสำคัญ สิ่งนี้มองเห็นได้ชัดเจนในภาพถ่าย

ให้ข้อมูลประมาณเดียวกัน

คาร์โบไฮเดรตช้าพบได้ในผักเกือบทั้งหมด ผักและผักใบเขียวที่ดีต่อสุขภาพ:

• มะเขือเทศ;
• พริกหยวก;
• ถั่วเขียว;
• กระเทียมหอม;
• บวบ;
• กะหล่ำปลี;
• ผักกาดหอม;
• ผักโขม;
• ผักกาดหอมใบ

ผักเหล่านี้มักถูกเรียกว่าผลิตภัณฑ์ "" ทางที่ดีควรกินอาหารดิบหรือทำสมูทตี้จากอาหารเหล่านั้น สามารถปรุงอาหารด้วยไอน้ำได้ แต่ถ้าปรุงก็ให้สุกครึ่งเดียว อย่าลืมว่าเมื่อปรุงอาหารคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์บางอย่างจะรวมอยู่ในยาต้ม ยิ่งอุณหภูมิการประมวลผลสูงขึ้นและใช้เวลานานขึ้น คุณประโยชน์ก็จะน้อยลง

คาร์โบไฮเดรตช้าในผลเบอร์รี่และผลไม้

หากเก็บผลไม้ไว้ในน้ำผลไม้ก็จะคงคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ไว้ ผลไม้แห้ง ได้แก่ แอปริคอตแห้ง คุณสามารถดื่มน้ำผลไม้คั้นสดโดยไม่ต้องเติมน้ำตาล นอกจากนี้ยังใช้กับกระดาษติดด้วย

น้ำนม

ไม่มีโพลีแซ็กคาไรด์ในผลิตภัณฑ์นม ประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรตไดแซ็กคาไรด์เป็นหลัก พวกมันเร็ว แต่นอกจากนมแล้วยังมีฟอสฟอรัสและแคลเซียมจำนวนมาก ผลิตภัณฑ์นมยังมีวิตามินจำนวนมาก ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวจะต้องรวมอยู่ในอาหารประจำวัน แต่อย่าประมาทจนเกินไป

ซีเรียลเพื่อสุขภาพ

ขึ้นอยู่กับธัญพืชมีสุขภาพดีมาก เหล่านี้คือบัควีท, ข้าวโอ๊ต, บัลเกอร์, ข้าวสาลี, ข้าวกล้อง เป็นการดีกว่าที่จะไม่กินมูสลีและเซโมลินา สำหรับการปรุงอาหารควรนึ่งหรือเท kefir ลงบนซีเรียล นี่คือวิธีที่คุณสามารถปรุงบัควีทและข้าวโอ๊ตได้ โจ๊กนี้ถือเป็นอาหารและดีต่อสุขภาพมาก

ธัญพืชและพืชตระกูลถั่ว

ฉันคิดว่าคุณคงได้เจอความจริงที่ว่าอนุญาตให้มีเมล็ดธัญพืชในอาหารได้ นี่ไม่ใช่เรื่องบังเอิญเนื่องจากมีไฟเบอร์สูง มันมีประโยชน์มากในการรักษาความฟิตและการลดน้ำหนัก นี่คือขนมปังโฮลวีต หรือพาสต้าโฮลเกรนใดๆ และยังมีเกล็ดข้าวบาร์เลย์หรือข้าวโอ๊ตอีกด้วย ไฟเบอร์ช่วยเพิ่มการเคลื่อนไหวของลำไส้และทำความสะอาดร่างกายจากสารที่เป็นอันตราย ทำให้รู้สึกหิวน้อยลง

สำหรับพืชตระกูลถั่วนั้นไม่เพียงแต่ช่วยรักษาสมดุลของคาร์โบไฮเดรตในร่างกายเท่านั้น เป็นแหล่งโปรตีนที่ดี สำหรับพืชตระกูลถั่ว ให้เลือกถั่วชิกพี ถั่วลันเตาและถั่วต่างๆ รวมถึงถั่วเลนทิล แน่นอนว่าจะต้องนำไปต้ม

สารโพลีแซ็กคาไรด์ในเครื่องดื่ม

หากคุณใช้น้ำผลไม้คั้นสด คาร์โบไฮเดรตช้าก็จะปรากฏขึ้นอย่างแน่นอน คุณยังสามารถดื่มน้ำผลไม้ได้ น้ำมะเขือเทศอุดมไปด้วยโพลีแซ็กคาไรด์เป็นพิเศษ แน่นอนว่าเนื้อหาของโพลีแซ็กคาไรด์ในน้ำผลไม้ยังน้อย แต่ถ้าคุณกำลังลดน้ำหนัก ควรดื่มน้ำผลไม้สักแก้วเป็นของว่างดีกว่ากินขนมปังสักก้อน

เมื่อเลือกน้ำผลไม้ซีเรียลและผักต้องคำนึงถึงแคลอรี่ด้วย ควรทิ้งอาหารแคลอรี่สูงไว้ในช่วงครึ่งแรกของวัน หากไม่เคลื่อนไหวมากนัก อาหารเหล่านี้ก็ควรจำกัด

คาร์โบไฮเดรต- สารอินทรีย์ที่มีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนไฮโดรเจนและออกซิเจนและพบไฮโดรเจนและออกซิเจนในอัตราส่วนเดียวกันกับในโมเลกุลของน้ำ (2: 1)

สูตรคาร์โบไฮเดรตโดยทั่วไปคือ C n (H 2 O) มกล่าวคือ ดูเหมือนว่าพวกมันจะประกอบด้วยคาร์บอนและน้ำ จึงเป็นชื่อของคลาสซึ่งมีรากฐานมาจากประวัติศาสตร์ ปรากฏตามการวิเคราะห์คาร์โบไฮเดรตชนิดแรกที่รู้จัก ต่อมาพบว่ามีคาร์โบไฮเดรตในโมเลกุลซึ่งไม่ได้สังเกตอัตราส่วนที่ระบุ (2: 1) เช่น deoxyribose - C 5 H 10 O 4 เป็นที่ทราบกันว่าสารประกอบอินทรีย์ซึ่งมีองค์ประกอบที่สอดคล้องกับสูตรทั่วไปที่ให้ไว้ แต่ไม่ได้อยู่ในกลุ่มคาร์โบไฮเดรต ซึ่งรวมถึงฟอร์มาลดีไฮด์ CH 2 O และกรดอะซิติก CH 3 COOH

อย่างไรก็ตาม ชื่อ "คาร์โบไฮเดรต" ได้หยั่งรากลึกและปัจจุบันเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปสำหรับสารเหล่านี้

คาร์โบไฮเดรตตามความสามารถในการไฮโดรไลซ์สามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่มหลัก: โมโน - ได - และโพลีแซ็กคาไรด์

โมโนแซ็กคาไรด์- คาร์โบไฮเดรตที่ไม่ไฮโดรไลซ์ (ไม่สลายตัวด้วยน้ำ) ในทางกลับกันขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของคาร์บอน โมโนแซ็กคาไรด์จะถูกแบ่งออกเป็นไตรโอส (โมเลกุลที่มีอะตอมของคาร์บอนสามอะตอม), เทโทรส (อะตอมของคาร์บอนสี่อะตอม), เพนโตส (ห้า), เฮกโซส (หก) เป็นต้น

ในธรรมชาติ โมโนแซ็กคาไรด์เป็นส่วนประกอบหลัก เพนโตสและ เฮกโซส.

ถึง เพนโตสรวมถึงตัวอย่างเช่นไรโบส - C 5 H 10 O 5 และดีออกซีไรโบส (น้ำตาลซึ่งอะตอมออกซิเจนถูก "กำจัด") - C 5 H 10 O 4 พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของ RNA และ DNA และกำหนดส่วนแรกของชื่อของกรดนิวคลีอิก

ถึง เฮกโซสมีสูตรโมเลกุลทั่วไป C 6 H 12 O 6 ได้แก่ กลูโคส ฟรุกโตส กาแลคโตส

ไดแซ็กคาไรด์- คาร์โบไฮเดรตที่ไฮโดรไลซ์เป็นโมเลกุลโมโนแซ็กคาไรด์ 2 โมเลกุล เช่น เฮกโซส สูตรทั่วไปของไดแซ็กคาไรด์ส่วนใหญ่นั้นได้มาไม่ยาก: คุณต้อง "เพิ่ม" สูตรเฮกโซสสองสูตรและ "ลบ" โมเลกุลของน้ำออกจากสูตรผลลัพธ์ - C 12 H 22 O 11 ดังนั้นเราจึงสามารถเขียนสมการไฮโดรไลซิสทั่วไปได้:

ไดแซ็กคาไรด์ได้แก่:

1. ซูโครส(น้ำตาลทรายทั่วไป) ซึ่งเมื่อไฮโดรไลซิสจะเกิดกลูโคสหนึ่งโมเลกุลและฟรุกโตสหนึ่งโมเลกุล พบในปริมาณมากในชูการ์บีท อ้อย (จึงได้ชื่อว่าบีทหรือน้ำตาลอ้อย) เมเปิ้ล (น้ำตาลเมเปิ้ลที่บุกเบิกโดยผู้บุกเบิกชาวแคนาดา) ต้นตาล ข้าวโพด ฯลฯ

2. มอลโตส(น้ำตาลมอลต์) ซึ่งไฮโดรไลซ์เป็นกลูโคส 2 โมเลกุล มอลโตสสามารถหาได้จากการไฮโดรไลซิสของแป้งภายใต้การกระทำของเอนไซม์ที่มีอยู่ในมอลต์ - เมล็ดข้าวบาร์เลย์ที่แตกหน่อ แห้ง และบด

3. แลคโตส(น้ำตาลนม) ซึ่งไฮโดรไลซ์เป็นโมเลกุลกลูโคสและกาแลคโตส พบในนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (มากถึง 4-6%) มีความหวานต่ำ และใช้เป็นสารตัวเติมใน Dragees และยาเม็ด

รสหวานของโมโนและไดแซ็กคาไรด์ต่างกันจะแตกต่างกัน ดังนั้นโมโนแซ็กคาไรด์ที่หวานที่สุด - ฟรุกโตส - จึงมีความหวานมากกว่ากลูโคส 1.5 เท่าซึ่งถือเป็นมาตรฐาน ในทางกลับกัน ซูโครส (ไดแซ็กคาไรด์) มีความหวานมากกว่ากลูโคส 2 เท่า และหวานกว่าแลคโตส 4-5 เท่า ซึ่งแทบไม่มีรสเลย

โพลีแซ็กคาไรด์- แป้ง ไกลโคเจน เดกซ์ทริน เซลลูโลส ฯลฯ - คาร์โบไฮเดรตที่ถูกไฮโดรไลซ์จนเกิดโมเลกุลโมโนแซ็กคาไรด์จำนวนมาก ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นกลูโคส

เพื่อให้ได้สูตรโพลีแซ็กคาไรด์คุณต้อง "ลบ" โมเลกุลของน้ำออกจากโมเลกุลกลูโคสและเขียนนิพจน์ด้วยดัชนี n: (C 6 H 10 O 5) n เนื่องจากเกิดจากการกำจัดโมเลกุลของน้ำ ได-และโพลีแซ็กคาไรด์นั้นก่อตัวขึ้นในธรรมชาติ

บทบาทของคาร์โบไฮเดรตในธรรมชาติและความสำคัญของคาร์โบไฮเดรตต่อชีวิตมนุษย์นั้นยิ่งใหญ่มาก สร้างขึ้นในเซลล์พืชอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเซลล์สัตว์ สิ่งนี้ใช้กับกลูโคสเป็นหลัก

คาร์โบไฮเดรตจำนวนมาก (แป้ง, ไกลโคเจน, ซูโครส) ทำหน้าที่กักเก็บ บทบาทของการสำรองสารอาหาร.

กรด RNA และ DNA ซึ่งมีคาร์โบไฮเดรตบางชนิด (เพนโตส-ไรโบสและดีออกซีไรโบส) ทำหน้าที่ส่งข้อมูลทางพันธุกรรม

เซลลูโลส- วัสดุก่อสร้างของเซลล์พืช - มีบทบาทเป็นกรอบสำหรับเยื่อหุ้มเซลล์เหล่านี้ ไคตินโพลีแซ็กคาไรด์อีกชนิดหนึ่งมีบทบาทคล้ายกันในเซลล์ของสัตว์บางชนิด โดยสร้างโครงกระดูกภายนอกของสัตว์ขาปล้อง (กุ้งกุลาดำ) แมลง และแมง

คาร์โบไฮเดรตทำหน้าที่เป็นแหล่งโภชนาการของเราในท้ายที่สุด เราบริโภคธัญพืชซึ่งมีแป้ง หรือให้อาหารสัตว์ โดยแป้งในร่างกายจะถูกเปลี่ยนเป็นโปรตีนและไขมัน เสื้อผ้าที่ถูกสุขลักษณะที่สุดทำจากเซลลูโลสหรือผลิตภัณฑ์ที่ใช้เซลลูโลส: ผ้าฝ้ายและผ้าลินิน, เส้นใยวิสโคส, ไหมอะซิเตท บ้านและเฟอร์นิเจอร์ไม้สร้างจากเซลลูโลสชนิดเดียวกับที่ทำเป็นไม้

การผลิตฟิล์มถ่ายรูปและฟิล์มใช้เซลลูโลสชนิดเดียวกัน หนังสือ หนังสือพิมพ์ จดหมาย ธนบัตรล้วนเป็นผลิตภัณฑ์ของอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ ซึ่งหมายความว่าคาร์โบไฮเดรตให้ทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับชีวิตแก่เรา เช่น อาหาร เสื้อผ้า ที่พักอาศัย

นอกจากนี้คาร์โบไฮเดรตยังเกี่ยวข้องกับการสร้างโปรตีนที่ซับซ้อน เอนไซม์ และฮอร์โมนอีกด้วย คาร์โบไฮเดรตยังรวมถึงสารสำคัญเช่นเฮปาริน (มีบทบาทสำคัญในการป้องกันการแข็งตัวของเลือด), วุ้น (ได้มาจากสาหร่ายทะเลและใช้ในอุตสาหกรรมจุลชีววิทยาและขนมหวาน - จำเค้กนมนกที่มีชื่อเสียง)

ต้องเน้นย้ำว่าพลังงานประเภทเดียวบนโลก (นอกเหนือจากนิวเคลียร์แน่นอน) คือพลังงานของดวงอาทิตย์และวิธีเดียวที่จะสะสมมันเพื่อให้แน่ใจว่าชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดคือกระบวนการ การสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งเกิดขึ้นในเซลล์ของพืชที่มีชีวิตและนำไปสู่การสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตจากน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงนี้เองที่ออกซิเจนเกิดขึ้น หากปราศจากชีวิตบนโลกของเราคงเป็นไปไม่ได้:

โมโนแซ็กคาไรด์ กลูโคส

กลูโคสและฟรุกโตส- สารผลึกไม่มีสีที่เป็นของแข็ง กลูโคสที่พบในน้ำองุ่น (จึงเรียกว่า "น้ำตาลองุ่น") ร่วมกับฟรุกโตสซึ่งพบได้ในผลไม้และผลไม้บางชนิด (จึงเรียกว่า "น้ำตาลผลไม้") ถือเป็นส่วนสำคัญของน้ำผึ้ง เลือดของมนุษย์และสัตว์มีกลูโคสประมาณ 0.1% อย่างต่อเนื่อง (80-120 มก. ต่อเลือด 100 มล.) ส่วนใหญ่ (ประมาณ 70%) ผ่านการเกิดออกซิเดชันช้าในเนื้อเยื่อโดยปล่อยพลังงานและการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย - คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ (กระบวนการไกลโคไลซิส):

พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างไกลโคไลซิสส่วนใหญ่ให้พลังงานแก่สิ่งมีชีวิตที่ต้องการ

เกินระดับน้ำตาลในเลือด 180 มก. ต่อ 100 มิลลิลิตรของเลือดบ่งชี้ว่ามีการละเมิดการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตและการพัฒนาของโรคที่เป็นอันตราย - โรคเบาหวาน

โครงสร้างของโมเลกุลกลูโคส

โครงสร้างของโมเลกุลกลูโคสสามารถตัดสินได้จากข้อมูลการทดลอง มันทำปฏิกิริยากับกรดคาร์บอกซิลิกเพื่อสร้างเอสเทอร์ที่มีกรดตกค้างตั้งแต่ 1 ถึง 5 ตัว หากเติมสารละลายกลูโคสลงในคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ที่เพิ่งได้มา ตะกอนจะละลายและเกิดสารละลายสีน้ำเงินสดใสของสารประกอบทองแดง กล่าวคือ เกิดปฏิกิริยาเชิงคุณภาพกับโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ ดังนั้นกลูโคสจึงเป็นโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ หากสารละลายที่ได้ได้รับความร้อนจะเกิดการตกตะกอนอีกครั้ง แต่คราวนี้จะเป็นสีแดงนั่นคือ ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่ออัลดีไฮด์จะเกิดขึ้น ในทำนองเดียวกัน ถ้าสารละลายกลูโคสถูกให้ความร้อนด้วยสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ จะเกิดปฏิกิริยา "กระจกสีเงิน" ดังนั้นกลูโคสจึงเป็นทั้งโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์และอัลดีไฮด์ซึ่งเป็นแอลกอฮอล์อัลดีไฮด์ เรามาลองหาสูตรโครงสร้างของกลูโคสกันดีกว่า มีคาร์บอนหกอะตอมในโมเลกุล C 6 H 12 O 6 มีหนึ่งอะตอมรวมอยู่ในองค์ประกอบ กลุ่มอัลดีไฮด์:

อะตอมที่เหลืออีก 5 อะตอมมีความสัมพันธ์กับหมู่ไฮดรอกซี 5 หมู่

และสุดท้าย เรากระจายอะตอมไฮโดรเจนในโมเลกุล โดยคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าคาร์บอนเป็นแบบเตตระวาเลนท์:

อย่างไรก็ตาม มีการพิสูจน์แล้วว่าในสารละลายกลูโคส นอกเหนือจากโมเลกุลเชิงเส้น (อัลดีไฮด์) แล้ว ยังมีโมเลกุลของโครงสร้างวงจรที่ประกอบเป็นผลึกกลูโคส การเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลเชิงเส้นไปเป็นวัฏจักรสามารถอธิบายได้หากเราจำได้ว่าอะตอมของคาร์บอนสามารถหมุนรอบพันธะ σ ได้อย่างอิสระซึ่งอยู่ที่มุม 109° 28′ ในกรณีนี้ หมู่อัลดีไฮด์ (อะตอมของคาร์บอนที่ 1) สามารถเข้าใกล้กลุ่มไฮดรอกซิลของอะตอมของคาร์บอนที่ห้าได้ ในตอนแรกภายใต้อิทธิพลของกลุ่มไฮดรอกซีพันธะ π จะแตก: อะตอมไฮโดรเจนจะถูกเติมเข้าไปในอะตอมออกซิเจนและออกซิเจนของกลุ่มไฮดรอกซีที่ "สูญเสีย" อะตอมนี้จะปิดวงจร:

จากการจัดเรียงอะตอมใหม่นี้ จึงเกิดโมเลกุลไซคลิกขึ้น สูตรวัฏจักรไม่เพียงแสดงลำดับพันธะของอะตอมเท่านั้น แต่ยังแสดงการจัดเรียงเชิงพื้นที่ด้วย อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของอะตอมคาร์บอนตัวแรกและตัวที่ห้ากลุ่มไฮดรอกซีใหม่จะปรากฏที่อะตอมแรกซึ่งสามารถครอบครองสองตำแหน่งในอวกาศ: ด้านบนและด้านล่างระนาบของวัฏจักรดังนั้นกลูโคสสองรูปแบบแบบไซคลิกจึงเป็นไปได้ : :

ก) กลูโคสรูปแบบα- หมู่ไฮดรอกซิลที่อะตอมของคาร์บอนตัวแรกและตัวที่สองอยู่ที่ด้านหนึ่งของวงแหวนของโมเลกุล

ข) กลูโคสในรูปแบบβ- หมู่ไฮดรอกซิลตั้งอยู่บนด้านตรงข้ามของวงแหวนของโมเลกุล:

ในสารละลายกลูโคสที่เป็นน้ำ รูปแบบไอโซเมอร์สามรูปแบบอยู่ในสมดุลไดนามิก ได้แก่ รูปแบบ α แบบไซคลิก รูปแบบเชิงเส้น (อัลดีไฮด์) และรูปแบบ β แบบไซคลิก:

ในสมดุลไดนามิกที่กำหนดไว้ รูปแบบ β มีอิทธิพลเหนือกว่า (ประมาณ 63%) เนื่องจากเป็นที่นิยมมากกว่า - มีหมู่ OH ที่อะตอมของคาร์บอนตัวแรกและตัวที่สองที่ด้านตรงข้ามของวงแหวน ในรูปแบบ α (ประมาณ 37%) หมู่ OH บนอะตอมของคาร์บอนเดียวกันจะอยู่ที่ด้านหนึ่งของระนาบ ดังนั้นจึงมีความเสถียรทางพลังงานน้อยกว่ารูปแบบ β ส่วนแบ่งของรูปแบบเชิงเส้นในสมดุลมีขนาดเล็กมาก (เพียงประมาณ 0.0026%)

สมดุลไดนามิกสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อกลูโคสสัมผัสกับสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ ปริมาณของรูปแบบเชิงเส้น (อัลดีไฮด์) ซึ่งมีขนาดเล็กมากในสารละลายนั้นจะถูกเติมเต็มตลอดเวลาเนื่องจากรูปแบบวงจร และกลูโคสจะถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์เป็นกลูโคนิก กรด.

ไอโซเมอร์ของอัลดีไฮด์แอลกอฮอล์ของกลูโคสคือคีโตนแอลกอฮอล์ - ฟรุกโตส:

คุณสมบัติทางเคมีของกลูโคส

คุณสมบัติทางเคมีของกลูโคสก็เหมือนกับสารอินทรีย์อื่นๆ ที่กำหนดโดยโครงสร้างของมัน กลูโคสมีฟังก์ชันคู่ คือ ทั้งสองอย่าง อัลดีไฮด์, และ โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ดังนั้นจึงมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติของทั้งโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์และอัลดีไฮด์

ปฏิกิริยาของกลูโคสในรูปของโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์

กลูโคสจะทำปฏิกิริยาเชิงคุณภาพกับโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ (ลองนึกถึงกลีเซอรอล) กับคอปเปอร์ไฮดรอกไซด์ที่เตรียมไว้ใหม่ ทำให้เกิดสารละลายสีน้ำเงินสดใสของสารประกอบคอปเปอร์ (II)

กลูโคสก็เหมือนกับแอลกอฮอล์ที่สามารถสร้างเอสเทอร์ได้

ปฏิกิริยาของกลูโคสในฐานะอัลดีไฮด์

1. ออกซิเดชันของหมู่อัลดีไฮด์. กลูโคสในฐานะอัลดีไฮด์สามารถออกซิไดซ์เป็นกรด (กลูโคนิก) ที่เกี่ยวข้องและให้ปฏิกิริยาอัลดีไฮด์เชิงคุณภาพ

ปฏิกิริยากระจกสีเงิน:

ปฏิกิริยากับ Cu(OH) 2 ที่ได้มาใหม่เมื่อถูกความร้อน:

การลดลงของหมู่อัลดีไฮด์. กลูโคสสามารถลดลงเป็นแอลกอฮอล์ที่เกี่ยวข้อง (ซอร์บิทอล):

ปฏิกิริยาการหมัก

ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพพิเศษของโปรตีนธรรมชาติ - เอนไซม์

1. การหมักแอลกอฮอล์:

มนุษย์ใช้มานานแล้วเพื่อผลิตเอทิลแอลกอฮอล์และเครื่องดื่มแอลกอฮอล์

2. การหมักกรดแลคติค:

ซึ่งเป็นพื้นฐานของกิจกรรมชีวิตของแบคทีเรียกรดแลคติคและเกิดขึ้นระหว่างการหมักนม กะหล่ำปลีดองและแตงกวา และอาหารสัตว์สีเขียว\

คุณสมบัติทางเคมีของกลูโคส – สรุป

โพลีแซ็กคาไรด์ แป้งและเซลลูโลส

แป้ง- ผงอสัณฐานสีขาว ไม่ละลายในน้ำเย็น ในน้ำร้อนจะพองตัวและเกิดเป็นสารละลายคอลลอยด์ - แป้งเพสต์

แป้งมีอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์พืชในรูปของเมล็ดพืชที่เป็นสารอาหารสำรอง หัวมันฝรั่งประกอบด้วยแป้งประมาณ 20% เมล็ดข้าวสาลีและข้าวโพด - ประมาณ 70% และเมล็ดข้าว - เกือบ 80%

เซลลูโลส(จากภาษาลาติน เซลลูลา - เซลล์) ที่แยกได้จากวัสดุธรรมชาติ (เช่น สำลีหรือกระดาษกรอง) เป็นสารเส้นใยแข็ง ไม่ละลายในน้ำ

พอลิแซ็กคาไรด์ทั้งสองมีต้นกำเนิดจากพืช แต่มีบทบาทที่แตกต่างกันในเซลล์พืช เซลลูโลสมีหน้าที่สร้าง หน้าที่ทางโครงสร้าง และแป้งมีหน้าที่กักเก็บ ดังนั้นเซลลูโลสจึงเป็นองค์ประกอบสำคัญของผนังเซลล์พืช เส้นใยฝ้ายประกอบด้วยเส้นใยเซลลูโลส ปอ และป่านมากถึง 95% มากถึง 80% และไม้มีประมาณ 50%

โครงสร้างของแป้งและเซลลูโลส

องค์ประกอบของโพลีแซ็กคาไรด์เหล่านี้สามารถแสดงได้ด้วยสูตรทั่วไป (C6H10O5)น. จำนวนหน่วยการทำซ้ำในโมเลกุลขนาดใหญ่ของแป้งอาจแตกต่างกันตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายพัน ในทางกลับกัน เซลลูโลสมีจำนวนหน่วยที่มากกว่าอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นจึงมีน้ำหนักโมเลกุลสูงถึงหลายล้านหน่วย

คาร์โบไฮเดรตแตกต่างกันไม่เพียงแต่ในน้ำหนักโมเลกุลเท่านั้น แต่ยังแตกต่างกันในโครงสร้างด้วย แป้งมีลักษณะเป็นโครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่สองประเภท: แบบเส้นตรงและแบบแยกแขนง โมเลกุลขนาดใหญ่ที่เล็กกว่าของแป้งส่วนนั้นเรียกว่าอะมิโลส มีโครงสร้างเชิงเส้น และโมเลกุลของส่วนประกอบอื่นของแป้งคืออะมิโลเพคติน มีโครงสร้างแตกแขนง

ในแป้งส่วนแบ่งของอะมิโลสคือ 10-20% และส่วนแบ่งของอะมิโลเพคตินคือ 80-90% แป้งอะมิโลสละลายในน้ำร้อน ส่วนอะมิโลเพคตินจะฟูเท่านั้น

หน่วยโครงสร้างของแป้งและเซลลูโลสถูกสร้างขึ้นแตกต่างกัน หากหน่วยแป้งมีสารตกค้าง แอลฟา-กลูโคสจึงมีเซลลูโลสตกค้างอยู่ β-กลูโคสมุ่งเน้นไปที่เส้นใยธรรมชาติ:

คุณสมบัติทางเคมีของโพลีแซ็กคาไรด์

1. การสร้างกลูโคสแป้งและเซลลูโลสผ่านการไฮโดรไลซิสเพื่อสร้างกลูโคสเมื่อมีกรดแร่ เช่น กรดซัลฟิวริก:

ในระบบทางเดินอาหารของสัตว์ แป้งจะต้องผ่านการไฮโดรไลซิสแบบขั้นตอนที่ซับซ้อน:

ร่างกายมนุษย์ไม่สามารถย่อยเซลลูโลสได้ เนื่องจากไม่มีเอนไซม์ที่จำเป็นในการทำลายพันธะระหว่างสารตกค้างของเบต้ากลูโคสในโมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลส

มีเพียงปลวกและสัตว์เคี้ยวเอื้อง (เช่น วัว) เท่านั้นที่มีจุลินทรีย์ในระบบย่อยอาหารที่ผลิตเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้

2. การก่อตัวของเอสเทอร์. แป้งสามารถสร้างเอสเทอร์ได้เนื่องจากหมู่ไฮดรอกซี แต่เอสเทอร์เหล่านี้ไม่พบการใช้งานจริง

แต่ละหน่วยเซลลูโลสประกอบด้วยกลุ่มไฮดรอกซีแอลกอฮอล์อิสระสามกลุ่ม ดังนั้นจึงสามารถเขียนสูตรทั่วไปของเซลลูโลสได้ดังนี้

เนื่องจากกลุ่มไฮดรอกซีของแอลกอฮอล์เหล่านี้ เซลลูโลสจึงสามารถสร้างเอสเทอร์ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลาย

เมื่อเซลลูโลสได้รับการบำบัดด้วยส่วนผสมของกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกจะได้โมโน - ได - และไตรไนโตรเซลลูโลสขึ้นอยู่กับเงื่อนไข:

การประยุกต์ใช้คาร์โบไฮเดรต

เรียกว่าส่วนผสมของโมโนและไดไนโตรเซลลูโลส คอลรอกซีลิน. สารละลายคอลลอกซิลินในส่วนผสมของแอลกอฮอล์และไดเอทิลอีเทอร์ - คอลโลเดียน - ใช้ในการแพทย์เพื่อปิดผนึกแผลเล็ก ๆ และสำหรับติดผ้าพันแผลบนผิวหนัง

เมื่อสารละลายคอลรอกซีลินและการบูรในแอลกอฮอล์แห้งปรากฎ เซลลูลอยด์- หนึ่งในพลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันของมนุษย์เป็นครั้งแรก (ทำจากพลาสติกภาพถ่ายและฟิล์มรวมถึงสินค้าอุปโภคบริโภคต่างๆ) สารละลายคอลรอกซีลินในตัวทำละลายอินทรีย์ถูกใช้เป็นสารเคลือบไนโตรวานิช และเมื่อเติมสีย้อมลงไป ก็จะได้สีไนโตรที่ทนทานและสวยงาม ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันและเทคโนโลยี

เช่นเดียวกับสารอินทรีย์อื่นๆ ที่มีหมู่ไนโตรอยู่ในโมเลกุล ไนโตรเซลลูโลสทุกชนิดสามารถติดไฟได้ อันตรายอย่างยิ่งในเรื่องนี้ ไตรไนโตรเซลลูโลส- ระเบิดที่แข็งแกร่งที่สุด ภายใต้ชื่อไพโรซิลิน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตกระสุนอาวุธและการระเบิด รวมถึงการผลิตผงไร้ควัน

ด้วยกรดอะซิติก (ในอุตสาหกรรมมีการใช้สารเอสเทอริฟายเออร์ที่ทรงพลังกว่าอะซิติกแอนไฮไดรด์เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้) จะได้เอสเทอร์เซลลูโลสและกรดอะซิติกที่คล้ายกัน (ไดและไตร) ซึ่งเรียกว่า เซลลูโลสอะซิเตต:

เซลลูโลสอะซิเตตใช้ในการผลิตวาร์นิชและสีและยังทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบในการผลิตผ้าไหมเทียมอีกด้วย เมื่อต้องการทำเช่นนี้ มันถูกละลายในอะซิโตน จากนั้นสารละลายนี้จะถูกบังคับผ่านรูเล็กๆ ของแม่พิมพ์ (ฝาโลหะที่มีรูจำนวนมาก) กระแสสารละลายที่ไหลถูกเป่าด้วยลมอุ่น ในกรณีนี้ อะซิโตนจะระเหยอย่างรวดเร็ว และเซลลูโลสอะซิเตตที่แห้งจะสร้างเส้นด้ายบาง ๆ เป็นมันเงาซึ่งใช้ทำเส้นด้าย

แป้งต่างจากเซลลูโลสตรงที่ให้สีฟ้าเมื่อทำปฏิกิริยากับไอโอดีน ปฏิกิริยานี้มีคุณภาพสำหรับแป้งหรือไอโอดีน ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของสารที่ต้องได้รับการพิสูจน์

เอกสารอ้างอิงสำหรับการทำแบบทดสอบ:

ตารางคะแนน เมนเดเลเยฟ

ตารางการละลาย