Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng mga katangian ng monosaccharides at oligo polysaccharides. Modyul II Aralin “Biologically active mono-, di- at ​​polysaccharides

1. Anong mga sangkap na may kaugnayan sa carbohydrates ang alam mo?

Glucose, fructose, starch, cellulose, chitin.

2. Ano ang papel na ginagampanan ng carbohydrates sa isang buhay na organismo?

Ang mga karbohidrat ay ang pinakamahalagang mapagkukunan ng enerhiya na kinakailangan para sa buhay ng mga organismo.

3. Bilang resulta ng anong proseso nabubuo ang carbohydrates sa mga selula ng berdeng halaman?

Ang mga karbohidrat ay nabuo sa mga selula ng berdeng halaman bilang resulta ng photosynthesis.

Mga tanong

1. Ano ang komposisyon at istraktura ng mga molekula ng carbohydrate?

Ang mga carbohydrate ay binubuo ng carbon, hydrogen at oxygen. Para sa karamihan sa kanila, ang ratio ng hydrogen at oxygen sa molekula ay kapareho ng sa molekula ng tubig.

Ang lahat ng carbohydrates ay nahahati sa simple, o monosaccharides, at complex, o polysaccharides. Ang di- at ​​polysaccharides ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng dalawa o higit pang monosaccharide molecule. Oo, sucrose asukal sa tubo), maltose (malt sugar), lactose (milk sugar) ay mga disaccharides na nabuo bilang resulta ng pagsasanib ng dalawang monosaccharide molecule.

2. Anong carbohydrates ang tinatawag na mono-, di- at ​​polysaccharides? 3. Anong mga tungkulin ang ginagawa ng carbohydrates sa mga buhay na organismo?

Ang lahat ng carbohydrates ay nahahati sa simple, o monosaccharides, at complex, o polysaccharides. Mula sa monosaccharides pinakamataas na halaga para sa mga buhay na organismo ay may ribose, deoxyribose, glucose, fructose, galactose.

Ang di- at ​​polysaccharides ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng dalawa o higit pang monosaccharide molecule. Kaya, ang sucrose (cane sugar), maltose (malt sugar), lactose (milk sugar) ay mga disaccharides na nabuo bilang resulta ng pagsasanib ng dalawang monosaccharide molecule. Ang disaccharides ay katulad ng mga katangian sa monosaccharides. Halimbawa, ang parehong hornyu ay natutunaw sa tubig at may matamis na lasa.

Ang polysaccharides ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga monosaccharides. Kabilang dito ang starch, glycogen, cellulose, chitin, atbp. Sa pagtaas ng dami ng monomer, bumababa ang solubility ng polysaccharides at nawawala ang matamis na lasa.

Ang pangunahing pag-andar ng carbohydrates ay enerhiya. Sa panahon ng pagkasira at oksihenasyon ng mga molekula ng karbohidrat, ang enerhiya ay inilabas (na may pagkasira ng 1 g ng carbohydrates - 17.6 kJ), na nagsisiguro sa mahahalagang aktibidad ng katawan.

Sa labis na carbohydrates, naipon sila sa cell bilang mga reserbang sangkap (starch, glycogen) at, kung kinakailangan, ay ginagamit ng katawan bilang isang mapagkukunan ng enerhiya.

Ginagamit din ang carbohydrates bilang materyales sa gusali.

Ang ilang mga polysaccharides ay bahagi ng mga lamad ng cell at nagsisilbing mga receptor, na tinitiyak ang pagkilala sa mga selula ng bawat isa at ang kanilang pakikipag-ugnayan.

Mga gawain

Pag-aralan ang Figure 6 "Skema ng istraktura ng polysaccharides" at ang teksto ng talata. Anong mga pagpapalagay ang maaari mong gawin batay sa isang paghahambing ng mga tampok na istruktura ng mga molekula at ang mga function na ginagawa ng starch, glycogen at cellulose sa isang buhay na organismo? Talakayin ang tanong na ito sa iyong mga kaklase.

Ang istraktura ng mga molecule ng carbohydrate na ipinapakita sa figure ay nagpapahintulot sa kanila na magsagawa ng ilang mga function.

Ang polymeric chain ng starch at glycogen ay nagpapahintulot sa kanila na maipon sa cell bilang mga reserbang sangkap (dahil sila ay compact dahil sa kakayahang yumuko at mag-coagulate) at, kung kinakailangan, gamitin ng katawan bilang isang mapagkukunan ng enerhiya.

Ang istraktura ng mga molekula ng selulusa (mahabang tuwid na kadena) ay ginagawang ganap na angkop ang mga ito para gamitin bilang isang materyal sa gusali (ang selulusa ay isang mahalagang bahagi ng istruktura mga pader ng selula ng maraming unicellular na organismo, fungi at halaman).

Ang mga carbohydrate ay polyhydric aldehydes o ketones. pangkalahatang formula Cm(H2O)n

Ayon sa kanilang kakayahang mag-hydrolyze, sila ay inuri sa tatlong grupo:

1) monosaccharides (aldoses, ketoses);

2) oligosaccharides (di, tri-saccharides)

3) polysaccharides (Homo at heteropolysaccharides)

Ang monosaccharides ay maaaring ituring bilang mga derivatives ng polyhydric alcohols,

ang pangkat ng carbonyl ay nasa dulo ng kadena, pagkatapos ay ang monosaccharide

aldehyde at tinatawag na ld o z o d; sa anumang iba pang posisyon ng grupong ito

ang monosaccharide ay isang ketone at tinatawag na ketose.

Ang pinakasimpleng kinatawan ng monosaccharides ay tr at o s: Glyceraldehyde at

Dihydroxyacetone:

Ang oligosaccharides ay mga karbohidrat na naglalaman ng mga molekula

2 hanggang 10 monosaccharide residues na konektado ng glycosidic bond. AT

ayon dito, nakikilala ang disaccharides, trisaccharides, atbp.

Ang disaccharides ay mga kumplikadong asukal, ang bawat molekula nito, sa hydrolysis,

nasira sa dalawang monosaccharide molecule. disaccharides kasama ang

Ang polysaccharides ay isa sa mga pangunahing pinagmumulan ng carbohydrates sa pagkain

tao at hayop. Sa pamamagitan ng istraktura, ang disaccharides ay glycosides, kung saan 2

Ang mga molekula ng monosaccharide ay konektado sa pamamagitan ng isang glycosidic bond.

Kabilang sa mga disaccharides, ang pinaka-malawak

maltose, lactose at

sucrose.

Homopolysaccharides

Ayon sa kanilang functional na layunin, ang homopolysaccharides ay maaaring hatiin

sa dalawang grupo: structural at reserve polysaccharides. Isang mahalagang istruktura

Ang selulusa ay isang homopolysaccharide, at glycogen at

starch (sa mga hayop at halaman, ayon sa pagkakabanggit).

Heteropolysaccharides

Binubuo ng D-glucose, D-galactose at D-mannose residues

Ang pinakamahalagang kinatawan ng heteropolysaccharides sa mga organo at tisyu ay

glycosaminoglycans (mucopolysaccharides)

Mga Pag-andar: 1) Enerhiya (kapag na-oxidize 1 g ---- 16.9 kJ)

2) Structural (lahat ng mga organismo ay gumagamit ng carbohydrates upang bumuo ng isang skelkt:

chitin - sa mga insekto, cell - sa mga halaman)

3) Regulatory (ang glucose ay nagreregula ng mga antas ng hormone)

4) Proteksiyon (carbohydrates na bahagi ng mucopolysaccharides at glycoproteins,

nagbibigay ng proteksyon sa pinagbabatayan na mga tisyu mula sa mekanikal na epekto.

5) Anabolic (lipid synthesis)

6) Reserve (glycogen)

7) Receptor (karamihan sa mga cell receptor ay kinabibilangan ng carbohydrate

mga fragment.

8) Immunological (kabilang ang karamihan sa mga nabuong antibodies

carbohydrates)

9) enzymatic

10) proteksiyon (sa komposisyon ng synovial fluid at connective tissue)

11) reserba function (almirol, glycogen), lumahok sa osmotic

mga proseso, may mga katangian ng anticoagulant (heparin), ay kinakailangan

para sa normal na oksihenasyon ng mga protina at lipid.

OLIGO AT POLYSACCHARIDES

1. CLASSIFICATION NG POLYSACCHARIDES; ANG KANILANG BIOLOGICAL ROLE.

Mga polysaccharides tinawag kumplikadong carbohydrates(polyglycosides) na may kakayahang sumailalim sa acid hydrolysis upang bumuo ng monosaccharides o mga derivatives nito. Hindi tulad ng monosaccharides, sila, bilang panuntunan, ay walang matamis na lasa, ay amorphous, hindi matutunaw sa tubig (bumubuo ng mga colloidal na solusyon). Ang polysaccharides ay inuri sa oligosaccharides at mas mataas homo- at heteropolysaccharides. Sa panahon ng hydrolysis ng oligosaccharides, mula 2 hanggang 10 monosaccharide residues ay nabuo. Ang mas mataas na polysaccharides ay mga carbohydrates na naglalaman ng daan-daan at libu-libong monosaccharide residues sa kanilang mga molecule. Sa panahon ng hydrolysis ng homopolysaccharides, ang mga labi ng isang monosaccharide lamang ay nabuo, sa panahon ng hydrolysis ng heteropolysaccharides - isang halo ng iba't ibang monosaccharides at ang kanilang mga derivatives.

Depende sa bilang ng mga monosaccharides na nabuo sa panahon ng acid hydrolysis ng oligosaccharides, nahahati sila sa di-, tri-, tetra-, penta- atbp. (hanggang 10) saccharides.

Ang mga likas na polysaccharides ay pangunahing gumaganap ng mga mahahalagang pag-andar tulad ng:

1) ang pag-andar ng isang reserbang depot ng enerhiya at mga mapagkukunan ng carbon, halimbawa, glycogen sa mga tisyu ng tao at hayop, starch sa mga organismo ng halaman; 2) istruktura, halimbawa, heteropolysaccharides ng connective tissue, cartilage, balat, atbp. Bilang karagdagan, ang mga residue ng carbohydrate, lalo na ang mga residue ng oligosaccharide na nauugnay sa mga protina ng cell membrane, ay kumikilos bilang mga tiyak na marker ng mga ibabaw ng cell at biopolymer, na nagiging sanhi ng kanilang pagkilala ng ibang mga cell.

2. PAGBAWAS NG DISACCHARIDE. STRUCTURE, CYCLO-OXO-TAUTOMERIA, BIOLOGICAL SIGNIFICANCE.

Ang disaccharides ay karaniwang isang transport o storage form ng carbohydrates at mahalaga sa nutrisyon. Ang mga ito ay binuo mula sa mga hexoses at may karaniwan molekular na formula C 12 H 22 O 11. Depende sa uri ng glycosidic bond na nagbubuklod sa mga residue ng monosaccharide, nahahati ang disaccharides sa pagbabawas at hindi pagbabawas.

Sa nagbabagong-buhay disaccharides, ang isang glycosidic bond ay nabuo na may partisipasyon ng hemiacetal hydroxyl ng isang monosaccharide residue at ang alcohol hydroxyl ng isa pang monosaccharide residue. Ang nasabing disaccharide ay nagpapanatili ng libreng hemiacetal hydroxyl sa istraktura nito at maaaring ma-convert sa isang aldehyde form sa isang alkaline medium at bigyan ang "silver mirror", Trommer, Fehling reactions, i.e. nagpapakita ng mga katangian ng pagpapanumbalik. Ang mga disaccharides na may ganitong uri ng glycosidic bond ay kinabibilangan ng maltose, lactose, at cellobiose. Ang mga ito ay mutarotate sa solusyon, maaaring bumuo ng mga glycoside na may mga alkohol, amin, at iba pang monosaccharides.

Sa hindi nagpapababa disaccharides, isang halimbawa ng kung saan ay sucrose, ang glycosidic bond ay nabuo sa pakikilahok ng hemiacetal hydroxyls ng parehong monosaccharide residues. Bilang isang resulta, ang disaccharide ay hindi nagpapanatili ng libreng hemiacetal hydroxyl, hindi maaaring ma-convert sa isang tautomeric acyclic (aldehyde) na anyo, at hindi nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian, hindi mutarotate sa solusyon, at hindi nagagawa pang bumuo ng mga glycoside.

Maltose- malt sugar, nabuo sa panahon ng saccharification ng starch sa ilalim ng pagkilos ng malt o laway enzymes. Ang acid hydrolysis ng maltose ay gumagawa ng 2 molekula, D-glucopyranose:

Ang kemikal na pangalan para sa disaccharides ay ibinigay bilang para sa glycosides: ang uri ng glycoside (O o N) ay ipinahiwatig, ang unang nalalabi ng monosaccharide ay tinatawag bilang isang radikal na may nagtatapos na "yl", pagkatapos ay ang uri ng glycosidic bond (14) ay ipinahiwatig at ang pangalan ng pangalawang monosaccharide ay idinagdag sa nagtatapos na "ose", dahil ang maltose ay maaari pa ring bumuo ng mga glycoside sa libreng hemiacetal hydroxyl.

Ang istraktura ng maltose ayon kay Colley-Tollens:

Ang istraktura ng maltose ayon kay Haworth:

Cellobiose nakuha sa pamamagitan ng hindi kumpletong hydrolysis ng cellulose polysaccharide. Sa cellobiose, ang mga nalalabi ng dalawang molekulang D-glucopyranose ay iniuugnay ng isang (14)-glycosidic bond. Ang pagkakaiba sa pagitan ng cellobiose at maltose ay ang anomeric carbon atom na kasangkot sa pagbuo ng isang glycosidic bond ay may isang -configuration. Ang mga solusyon sa cellobiose ay mutarotate.

Ang cellobiose ay pinuputol ng enzyme -glucosidase, na wala sa katawan ng tao. Samakatuwid, ang cellobiose at ang kaukulang polysaccharide cellulose ay hindi maaaring masira ng mga enzyme ng gastrointestinal tract at magsilbi bilang mga mapagkukunan ng pagkain para sa mga tao.

Lactose- asukal sa gatas, na nilalaman sa gatas (dibdib ng kababaihan - hanggang 8%, sa baka - 4-5%). Sa industriya ng keso, ito ay nakuha mula sa whey pagkatapos ng paghihiwalay ng curd. Ang acid hydrolysis ng lactose ay gumagawa ng:

Ang mga nalalabi ng mga monosaccharides na ito sa lactose ay iniuugnay ng isang (14)-glycosidic bond, sa pagbuo kung saan ang hemiacetal hydroxyl, D-galactopyranose, ay nakikibahagi. Bilang isang nalalabi, ang D-glucopyranose ay nagpapanatili ng isang libreng hemiacetal hydroxyl, kaya ang lactose ay mayroon ding mga nagpapababang katangian.

Ang glycosidic bond ay may ibang conformational (spatial) na istraktura kaysa sa -glycosidic bond sa maltose. Samakatuwid, ang lactose ay hindi gaanong natutunaw sa tubig, hindi gaanong hygroscopic. Ginagamit ito sa industriya ng parmasyutiko sa paggawa ng mga pulbos at tablet, at bilang isang sustansya sa mga artipisyal na formula para sa mga sanggol. Nag-aambag ito sa pag-unlad ng microorganism na Lactobacillus bifidus sa digestive tract, na sumisira sa lactose sa pagbuo ng lactic at acetic acids, na pumipigil sa paglago ng pathogenic bacteria. Bilang karagdagan, ang gatas ng ina ng tao ay naglalaman din ng isang bilang ng mga oligosaccharides (tri-, tetra-, at pentasaccharides) na naglalaman ng lactose na nauugnay sa mga amino sugar at sialic acid (kung minsan ay fucose). Ang mga oligosaccharides na ito ay may malaking kahalagahan din para sa pagbuo ng natural na non-pathogenic microflora sa gastrointestinal tract ng mga sanggol.

3. SUCHAROSE BILANG REPRESENTATIVE NG NON-REDUCING DISACCHARIDES. ISTRUKTURA, HYDROLYSIS NG SUCHAROSE.

sucrose- beet (cane) na asukal, na matatagpuan sa mga sugar beet (mula 16 hanggang 18%), sa tubo (hanggang sa 28% ng tuyong bagay), mga juice ng halaman at prutas, na ginagamit sa nutrisyon (asukal lamang). Ang hydrolysis ng sucrose ay gumagawa ng:

Ang sucrose ay walang nagpapababang katangian at hindi nagmu-mutate, dahil ang parehong hemiacetal hydroxyls ay nakikibahagi sa pagbuo ng (12)-glycosidic bond na nagkokonekta sa mga nalalabi ng mga monoses na ito. Sa pangalan ng sucrose, ang pangalawang molekula ng monosaccharide ay tumatanggap ng nagtatapos na "ozide" na katangian ng glycosides.

Pinaikot ng Sucrose ang plane ng polarization ng liwanag sa kanan ng +66.5. Sa panahon ng acidic o enzymatic hydrolysis ng sucrose (invertase enzyme), isang equimolecular mixture ng D-glucose at D-fructose ay nabuo, na may kaliwang pag-ikot, dahil ang nagreresultang fructose ay umiikot sa light polarization plane sa kaliwa nang higit pa kaysa sa glucose sa tama. Kaya, sa proseso ng sucrose hydrolysis, ang direksyon ng pag-ikot ng light polarization plane ay nababaligtad mula sa kanan papuntang kaliwa, i.e. inversion, samakatuwid ang mga produkto ng hydrolysis ng sucrose ay tinatawag na invert sugar. Baliktarin ang asukal ay ang pangunahing mahalaga bahagi pukyutan honey.

4. STARCH. STRUCTURE, PROPERTIES, HYDROLYSIS REACTIONS. BIOLOHIKAL NA PAPEL NG STARCH.

Ang starch (C 6 H 10 O 5) n ay ang pangunahing reserbang homopolysaccharide ng mga halaman. Ito ay nabuo sa mga halaman sa panahon ng photosynthesis at "naka-imbak" sa mga tubers, ugat, butil ng mga pananim ng cereal. Ang almirol ay isang puting amorphous substance. AT malamig na tubig hindi matutunaw; sa mainit ito ay namamaga at bumubuo ng isang paste. Sa yodo, nagbibigay ito ng matinding asul-lila na kulay, na nawawala kapag pinainit. Kapag pinainit sa isang acidic medium, ang staged hydrolysis ng starch ay nangyayari:

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

starch p-rimed starch dextrins maltose, D-glucopyranose

x< n m << n

Ang almirol mismo ay walang mga katangian ng pagbabawas. Ang mga dextrin ay may mga katangian ng pagpapanumbalik, natutunaw sa tubig, at may matamis na lasa. Sa partikular, ang dextrinization ng starch ay isinasagawa sa proseso ng pagluluto ng tinapay. Maaaring gamitin ang mga dextrin sa paggawa ng pandikit.

Ang starch ay heterogenous at binubuo ng dalawang fraction: amylose (10-20%) at amylopectin (80-90%).

a) -amylose ay binubuo ng mga residue ng D-glucopyranose na naka-link sa isang linear na sequence ng (1 4)-glycosidic bond.

Ang amylose macromolecule ay mayroon ding pangalawang helical na istraktura, kung saan mayroong 6 na unit ng monosaccharide para sa bawat pagliko ng helix. Maaaring bumuo ng mga inclusion compound. Ito ay ang inclusion compound ng amylose na may iodine na may matinding asul-lila na kulay.

b) Ang amylopectin, hindi katulad ng amylose, ay may branched na istraktura. Sa chain, ang mga residue ng D-glucopyranose ay iniuugnay ng (1 4)-glycosidic bond, at sa mga branch point (1 6) ng glycosidic bond. Nagaganap ang mga sanga tuwing 20-25 nalalabi.

Sa digestive tract ng tao, ang starch hydrolysis ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng mga enzyme na pumuputol sa (14)- at (16)-glycosidic bond. Ang mga huling produkto ng hydrolysis ay D-glucopyranose at maltose.

5. GLYCOGEN, ISTRUKTURA NITO. BIOLOGICAL SIGNIFICANCE NG GLYCOGEN BRAINED STRUCTURE.

Glycogen(C 6 H 10 O 5) n ay isang reserbang polysaccharide sa mga selula ng hayop at tao, ngunit matatagpuan sa fungi at ilang halaman. Sa mga hayop at tao, karaniwan itong naroroon sa lahat ng mga selula, ngunit higit sa lahat sa atay (hanggang 20%) at mga kalamnan (hanggang 4%). Ang lahat ng mahahalagang proseso, lalo na ang gawain ng kalamnan, ay sinamahan ng pagkasira ng glycogen sa pagpapalabas ng D-glucopyranose. Glycogen ay katulad sa istraktura sa amylopectin, ngunit may higit pang mga sanga (bawat 6-10 residues); kasama ang pangunahin, may mga pangalawang sangay. Ang compact at mataas na branched na istraktura ng glycogen ay ginagawang posible na epektibong magdeposito ng glucose, gayundin ang mabilis at mahusay na paghihiwalay nito mula sa bawat isa sa mga sanga sa panahon ng pisikal na pagsusumikap. Ang glycogen, hindi katulad ng almirol, ay nagbibigay ng pulang kayumanggi na kulay na may yodo.

6. FIBER, STRUCTURE, PROPERTIES. PAPEL SA NUTRITION.

Selulusa o selulusa ay isang linear homopolysaccharide na binubuo ng D-glucopyranose residues na magkakaugnay ng (14)-glycosidic bond.

Ang structural repeating fragment sa cellulose ay ang biose fragment - cellobiose. Sa fragment na ito, ang pangalawang monosaccharide residue, D-glucopyranose, ay pinaikot 180 na may paggalang sa nauna. Ito ay nagpapahintulot sa selulusa na magkaroon ng isang linear na istraktura na higit na nagpapatatag ng mga bono ng hydrogen. Maaaring mabuo ang mga hydrogen bond sa pagitan ng oxygen atom ng pyranose ring at ng alcohol hydroxyl ng 3rd carbon atom ng susunod na cycle, gayundin sa pagitan ng mga katabing chain. Ang chain packing na ito ay nagbibigay ng mataas na mekanikal na lakas, fiber, water insolubility at chemical inertness, na nagpapahintulot sa cellulose na mabuo ang plant cell wall.

Ang hibla ay hindi pinaghiwa-hiwalay ng mga enzyme ng gastrointestinal tract ng tao, ngunit dapat itong maging isang mahalagang bahagi ng pagkain. Ginagawa nito ang mga sumusunod na function:

lumilikha ng isang pakiramdam ng kapunuan;

pinasisigla ang peristalsis ng gastrointestinal tract;

ay isang substrate para sa bakterya ng gastrointestinal tract, synthesizing bitamina ng grupo B;

nakikilahok sa pagbuo ng mga feces;

nagtataguyod ng adsorption ng mga nakakalason na sangkap sa malaking bituka at ang kanilang paglabas, na binabawasan ang panganib na magkaroon ng malignant neoplasms ng malaking bituka.

Dextrans- (C 6 H 10 O 5) n - polysaccharides ng bacterial origin, na binuo mula sa residues, D-glucopyranose. Ang kanilang mga macromolecule ay lubos na branched. Ang pangunahing uri ng koneksyon ay (16), at sa mga lugar ng sumasanga - (14), (13) at mas madalas (12) - mga glycosidic bond.

Ang katutubong dextran ay may molekular na timbang na humigit-kumulang 300.000-400.000 at ginagamit upang gawing ginagamit ang Sephadex sa pagsasala ng gel. Ang bahagyang hydrolyzed dextran na may molekular na timbang na 60.000-90.000 sa isang isotonic na solusyon ng NaCl (0.85%) ay ginagamit bilang mga solusyon sa pagpapalit ng plasma (polyglucin, reopoliglyukin, atbp.).

8. ANG KONSEPTO NG ISTRUKTURA NG HETEROPOLYSACCHARIDES. ISTRUKTURA AYON SA HAWORS, BIOLOGICAL ROLE.

Heteropolysaccharides- mas mataas na polysaccharides, sa panahon ng acid hydrolysis kung saan nabuo ang isang halo ng monosaccharide derivatives - mga amino sugar at uronic acid. Mayroong: 1) glycosaminoglycans at 2) proteoglycans (glycosaminoglycans covalently bound sa isang protina).

Glycosaminoglycans heteropolysaccharides na may mahabang unbranched chain na binubuo ng paulit-ulit na disaccharide units. Tinatawag silang glycosaminoglycans dahil ang isa sa dalawang nalalabi sa paulit-ulit na disaccharide ay isang amino sugar (N-acetylglucosamine o N-acetylgalactosamine). Sa karamihan ng mga kaso, ang isa sa mga amino sugar na ito ay sulfated (esterified na may sulfuric acid residues) at ang isa ay uronic acid. Ang pagkakaroon ng ionized sulfate o carboxyl na mga grupo sa maraming nalalabi ng asukal ay nagbibigay sa mga glycosaminoglycans ng malaking negatibong singil at kakayahang makaakit ng maraming osmotically active ions tulad ng Na + . Ang isang malaking bilang ng mga polar hydrophilic group at isang mataas na osmotic na konsentrasyon ng mga ion ay nag-aambag sa hydration ng glycosaminoglycans at ang connective tissue matrix sa pangkalahatan. Lumilikha ito ng pamamaga ng presyon (turgor) na nagpapahintulot sa matrix na bumuo ng maluwag na hydrated gel at lumalaban sa mga puwersa ng compressive. Ito ay sa ganitong paraan na, halimbawa, ang cartilage matrix ay lumalaban sa compression. Kasabay nito, hindi pinipigilan ng istraktura ng gel ang mabilis na pagsasabog ng mga molekulang nalulusaw sa tubig at paglipat ng cell.

Kabilang sa mga glycosaminoglycans ang: hyaluronic acid, chondroitin sulfates, heparin, atbp.

Hyaluronic acid ay ang pangunahing bahagi ng connective tissue. Sa malalaking dami, ito ay matatagpuan sa synovial fluid ng joints, vitreous body ng mata, umbilical cord, at gayundin sa balat. Ang paulit-ulit na structural unit nito ay isang disaccharide fragment na binubuo ng, D-glucuronic acid at N-acetyl-, D-glucosamine na naka-link sa isa't isa (13) sa pamamagitan ng isang glycosidic bond. Ang paulit-ulit na mga fragment ng disaccharide ay konektado sa isa't isa (14) sa pamamagitan ng glycosidic bond na nabuo sa pagitan ng hemiacetal hydroxyl ng N-acetylglucosamine at ng alcohol hydroxyl sa ika-4 na carbon atom ng glucuronic acid ng susunod na yunit.

Ang hyaluronic acid ay may molekular na timbang na higit sa 10 milyon at napakalapot. Ang hyaluronic acid ay may mahalagang papel sa paglaban ng katawan sa bacterial invasion. Gayunpaman, ang isang bilang ng mga bakterya na naglalabas ng hyaluronidase (isang enzyme na sumisira sa hyaluronic acid) ay madaling kumalat sa katawan, na nag-aalis ng balakid na nilikha ng malapot na hyaluronic acid. Sa connective tissue, ang hyaluronic acid ay karaniwang nauugnay sa mga protina.

Chondroitin sulfates sa istraktura, lokalisasyon sa mga tisyu at mga pag-andar na ginanap, sila ay kahawig ng hyaluronic acid, maliban na ang hexosamine ay kinakatawan ng N acetyl-, D-galactosamine, at mga indibidwal na hydroxyl group sa 4, 6 o parehong posisyon ng N-acetyl-galactosamine residue ay esterified na may sulfuric acid residues:

Chondroitin-4-sulfate: R = SO 3 , R = H; chondroitin-6-sulfate: R = H, R = SO 3

Chondroitin-4,6-disulfate: R \u003d R \u003d SO 3.

Ang mga chondroitin sulfate ay kadalasang matatagpuan lamang sa protina-bound form (proteoglycans). Mga proteoglycan ay isang grupo ng carbohydrate-protein biopolymers kung saan nangingibabaw ang bahagi ng carbohydrate component. Ang mga katangian ng proteoglycans ay pangunahing tinutukoy ng mga polysaccharide constituents. Ang pangunahing uri ng mga bono sa pagitan ng polysaccharide at polypeptide chain ay ang O-glycosidic bond.

Sa cartilage at connective tissue, ang mga chondroitin sulfate ay malakas na nagbubuklod sa hyaluronic acid sa pamamagitan ng mga nagbubuklod na protina, na bumubuo ng napakalaking mga pinagsama-samang.

Ang mga pinagsama-samang ito ay maaaring maobserbahan gamit ang isang electron microscope:

Schematic na istraktura ng proteoglycan aggregate ng cartilage tissue.

Sa komposisyon ng mga pinagsama-samang proteoglycan, ang mga molekula ng proteoglycan ay kumikilos bilang mga subunit na di-covalent na nauugnay sa maliliit, tinatawag na mga nagbubuklod na protina na may mahabang kadena ng hyaluronic acid. Ang ganitong mga istraktura ay nagbibigay sa kartilago ng isang mas matatag na pagkakapare-pareho at, sa parehong oras, higit na pagkalastiko.

Ang mga glycoprotein ay halo-halong biopolymer na binubuo ng mga molekula ng protina kung saan ang mga oligosaccharide chain ay covalently na nakakabit. Sa glycoproteins, ang proporsyon ng bahagi ng protina ay nangingibabaw.

Ang mga glycoprotein ay bahagi ng lahat ng mga organo, tisyu at mga selula ng katawan ng tao at hayop; sila ay matatagpuan sa mga secretory fluid at plasma ng dugo. Ang kanilang mga pag-andar ay lubhang iba-iba. Kabilang sa mga ito ay may mga enzymes, hormones, immune system proteins, blood plasma components, mucins, cell membrane receptors, atbp.

Minimum na programa

polysaccharides oligo- at polysaccharides. Pagsusuri sa istruktura oligo- at polysaccharides. Mga pag-andar oligo- at polysaccharides. Ang konsepto ng lectin...

1 kasaysayan ng pag-unlad ng biotechnology at ang mga pangunahing aspeto nito

Minimum na programa

Mga selula (nucleic acid, protina, polysaccharides, lipids, nucleoproteins, glycoproteins, lipoproteins ... istruktura monomeric units oligo- at polysaccharides. Pagsusuri sa istruktura oligo- at polysaccharides. Mga pag-andar oligo- at polysaccharides. Ang konsepto ng lectin...

» hindi ko alam marahil bilang mga pagsusuri sa histolohiya

Mga pagsubok

At glycoproteins (mucin, mucoids). Mga polysaccharides. Para sa mga metabolic disorder polysaccharides sa mga cell, mapapansin ng isa ang pagbaba ng ... haptens. Kabilang dito ang maraming mono-, oligo- at polysaccharides, lipids, glycolipids, artipisyal na polimer, ...

Pagbati sa iyo aking mga regular na mambabasa at mga bagong tagasuskribi. Ang pagnanais na mapanatili ang isang figure o mawalan ng timbang ay madalas na nagbibigay sa atin ng mga carbohydrates. Ngunit ito ba ang tamang desisyon? Ang diyeta ay balanse lamang kapag naglalaman ito ng parehong taba, at protina, at carbohydrates. Ang ibig sabihin ng maraming tao ay mga buns, cake at tsokolate sa pamamagitan ng carbohydrates. Ibig kong sabihin, una sa lahat, polysaccharides. Ito ang listahan ng mga kumplikadong carbohydrates ng talahanayan ng pagkain na may glycemic index sa ibaba.

Ang mga pagkaing ito ay napakahalaga para sa pagbaba ng timbang. Oo, at para din sa mabuting nutrisyon. Mali ang paglilimita sa iyong sarili sa polysaccharides. At ito ay ganap na nakakapinsala upang tanggihan ang ganitong uri ng produkto. Sasabihin sa iyo ng sinumang nutrisyunista na ang mga kumplikadong carbohydrates ay dapat isama sa iyong pang-araw-araw na diyeta. Kaya, sabay nating alamin kung ano ang mga produktong ito at kung bakit napakahalaga ng mga ito.

Mga pagkaing naglalaman ng mga kumplikadong carbohydrates

Mga uri ng kumplikadong carbohydrates

Ang isang kumplikadong karbohidrat ay binubuo ng tatlo o higit pang mga simpleng molekula ng carbohydrate. Tinatawag din silang polysaccharides. Madalas mong mahahanap ang mga pangalan: "mabagal", "kapaki-pakinabang", "mahaba", atbp. Ang pagkakaiba sa mga simple ay ang mga sangkap na ito ay hindi nagiging sanhi ng matinding pagtaas sa insulin. Dahil ang kanilang pagkabulok ay mas mabagal kaysa. Ang katawan ay kailangang gumugol ng enerhiya upang makuha ang mga ito. Samakatuwid, ang saturation ay nagpapatuloy ng ilang oras.

almirol

Ang sangkap na ito ay hindi masyadong mataas sa calories, ngunit ito ay may isang mahusay na halaga ng enerhiya. Ang almirol ay kasama sa maraming mga diyeta. At lahat dahil nagbibigay ito ng pakiramdam ng kabusugan, na nagpapatuloy sa mahabang panahon. Sa sikat na makikita mo.

Bilang karagdagan, ang produkto ay may maraming mga kapaki-pakinabang na katangian:

• normalizes metabolismo;
• kinokontrol ang mga antas ng glucose sa dugo;
• nagpapalakas ng immune system;
• binabawasan ang panganib ng kanser.

Karamihan sa starch ay matatagpuan sa brown rice, patatas, soybeans, peas, lentils, oatmeal, buckwheat.

Glycogen

Ito ay isang kumplikadong sangkap na binubuo ng isang kadena ng mga molekula ng glucose. Tumutulong na mapanatili ang tamang antas ng asukal sa dugo. Isang napaka-kapaki-pakinabang at kinakailangang sangkap para sa mga atleta, dahil pinapanumbalik nito ang mass ng kalamnan. Ang sangkap na ito ay "i-on" ang pag-andar ng synthesis ng protina. 3 oras pagkatapos kumain, ang glycogen ay aktibong natupok. Kung mag-eehersisyo ka sa gym, mauubos ang mga reserba nito sa loob ng 30 minuto.

Napakahalaga para sa normal na paggana ng mga kalamnan upang mapunan ang suplay ng sangkap na ito. Sa aming karaniwang mga produkto, ang glycogen ay hindi nakapaloob sa purong anyo nito sa sapat na dami. Ang ating katawan ay nagsi-synthesize nito nang pinakamabilis mula sa atay ng mga hayop. Plus ito ay matatagpuan din sa isda.

Pectin

Mga dalawang siglo na ang nakalilipas, ang polysaccharide na ito ay natuklasan sa katas ng prutas ng siyentipikong si Braconno. Noon natukoy at inilarawan ang mga kapaki-pakinabang na katangian ng pectin. Nagagawa nilang sumipsip ng mga nakakapinsalang sangkap na dumarating sa atin kasama ng pagkain. Ito ay pinaniniwalaan na ang regular na paggamit ng mga pectin ay nagpapahintulot sa iyo na manatiling bata nang mas matagal.

Ang pectin ay isang makapal na malagkit na sangkap. Kadalasan ito ay ginagamit bilang isang pampalapot, gelling agent, stabilizer. Ang pangunahing pinagmumulan ng pectin ay mga prutas. Karamihan sa pectin ay nasa mansanas at dalandan. Ito ay matatagpuan din sa mga aprikot, plum, peras, halaman ng kwins, seresa, petsa.

Sa isang pang-industriya na sukat, ang sangkap ay nakuha mula sa cake ng gulay. Ang additive ay itinalaga bilang E440. Hindi ka dapat matakot dito - ito ay isang ganap na natural at malusog na produkto.

Selulusa

Isang polysaccharide na matatagpuan sa karamihan ng mga pagkaing halaman. Hindi ito matunaw ng ating digestive enzymes. Ngunit ang bituka microflora ay perpektong nagpoproseso. Kasama ang paraan, ang gawain ng digestive tract ay pinasigla, nag-aambag ito sa pag-alis ng nakakapinsalang kolesterol. Dagdag pa, ang hibla ay nagbibigay ng pagkabusog, isang pakiramdam ng isang buong tiyan.

Ang rye at wheat bran, mushroom, carrots, beets, broccoli, repolyo, atbp. ay mayaman sa fiber.

Bakit kailangan ang mono- at polysaccharides

Ang mga karbohidrat ay gumaganap ng pangunahing tungkulin sa ating katawan - enerhiya. Humigit-kumulang 60% ng enerhiya ng katawan ay na-synthesize salamat sa poly-at monosaccharides. At 40% lamang ang mga protina at taba. Ngayon naiintindihan mo ba kung gaano kahalaga ang mga sangkap na ito?

Ang mga simpleng carbohydrates ay palitan ang enerhiya na ginugol nang napakabilis. Ngunit mabilis din itong nauubos at nangangailangan ng supplement ang katawan. Para sa pagtaas ng timbang, isama ang parehong simple at kumplikadong carbohydrates sa iyong diyeta. Kailangan din ang mga ito kung mamuno ka sa isang aktibong pamumuhay. Ang mga polysaccharides o kumplikadong carbohydrates ay nagbibigay ng enerhiya sa katawan nang dahan-dahan. Hindi ka na nakakaramdam ng gutom.

Ang ratio ng polysaccharides, monosaccharides at fiber sa diyeta ay dapat na 70% / 25% / 5%

Yung. Higit sa lahat, kailangan mong ubusin ang mga kumplikadong carbohydrates araw-araw. Ang mga simpleng saccharides ay dapat na bumubuo ng 1/3 ng iyong pang-araw-araw na paggamit ng carbohydrate. Para sa marami, ang kabaligtaran ay totoo, sa isang meryenda sa trabaho ay umiinom kami ng tsaa na may mga buns at matamis. Kaya ang dagdag na timbang.

Ang mga benepisyo ng polysaccharides para sa pagbaba ng timbang

Ang pagkilala sa isang simpleng karbohidrat mula sa isang kumplikado ay napakadali. Ang anumang matamis na lasa ay isang mabilis na monosaccharide. Ito ang kalaban ng pagbabawas ng timbang. Samakatuwid, sa panahon ng mga diyeta, ang mga naturang produkto ay hindi kasama. Upang mapanatili ang pigura, pinaliit din ang mga ito.

Ngunit ang polysaccharides ay walang binibigkas na matamis na lasa. Napakabagal na nagiging enerhiya ang mga ito. Ang antas ng asukal ay hindi tumataas nang husto, habang ang katawan ay nagbabago sa kanila sa asukal nang paunti-unti.

Ang mahahabang carbohydrates ay magpapapahina sa iyong gana sa loob ng mahabang panahon, kaya naman hindi sila ibinukod sa mga diyeta. Sa pamamagitan ng pagkain sa kanila, nakakakuha ka ng malinis na enerhiya na walang taba. Bilang karagdagan sa katotohanan na ang polysaccharide ay nagpapahintulot sa iyo na hindi makaramdam ng gutom sa loob ng mahabang panahon, ito ay lubhang kapaki-pakinabang. Ang mga produktong naglalaman ng polysaccharides ay mayaman sa mga bitamina at microelement. Pinapalakas nila ang buhok, mga kuko, pinapabuti ang kondisyon ng balat.

Mahalaga: Ang mga polysaccharides para sa pagbaba ng timbang ay pinakamahusay na natupok sa unang kalahati ng araw. Mas gusto sa hapon

Siguraduhing bigyang-pansin ang glycemic index. Kung mas mataas ito sa isang produkto, mas mabilis na nagiging glucose ang produktong ito. Kaya kapag pumayat, ito ay walang silbi at nakakasama pa. Ang kaugnayan ng glycemic index sa mga uri ng carbohydrates.

Ang parameter na ito ay lalong mahalaga para sa mga diabetic. Ang mabagal na carbs ay maaari ding magkaroon ng mataas na GI. Ang patatas ay isa sa mga pagkaing ito. Sa kabila ng nilalaman ng almirol, ang GI ay napakataas. Sa pamamagitan ng pagkain ng patatas, hindi ka magpapayat. Iyon ang dahilan kung bakit ito ay ipinagbabawal sa mga menu ng diyeta. Para sa pagbaba ng timbang, mas mainam na bigyan ng kagustuhan ang polysaccharides na may mababang glycemic index.

Anong mga pagkain ang naglalaman ng polysaccharides

Upang gawing mas madali para sa iyo na mag-navigate, nakolekta ko ang mabagal na carbohydrates sa isang plato. Kaya mo pala.

Mga pagkaing naglalaman ng mga kumplikadong carbohydrates

Ngayon, dumaan tayo sa mga partikular na produkto. Isaalang-alang kung saan mayroong polysaccharides, at kung saan monosaccharides lamang. Pag-uusapan din natin kung paano pinakamahusay na ihanda ang produkto.

Polysaccharides sa mga gulay at halamang gamot

Ang mga gulay at gulay ay ang pinakamayaman sa polysaccharides. Kung bibigyan mo ng pansin ang plato ng pagkain, makikita mo na ang mga gulay ay bumubuo ng isang malaking proporsyon. Ito ay malinaw na nakikita sa larawan.

Tinatayang parehong data ang ibinigay at.

Ang mabagal na carbohydrates ay matatagpuan sa halos lahat ng mga gulay. Ang pinaka-kapaki-pakinabang na mga gulay at damo:

• mga kamatis;
• Bell pepper;
• sitaw;
• leek;
• zucchini;
• repolyo;
• litsugas;
• kangkong;
• dahon ng litsugas.

Ang mga gulay na ito ay madalas ding tinatawag na mga produkto na "". Pinakamainam na kumain ng mga hilaw na pagkain o gumawa ng mga smoothies mula sa mga ito. Posible ang pagluluto ng singaw. Ngunit kung nagluluto, pagkatapos ay hanggang kalahating luto. Huwag kalimutan na kapag nagluluto, ang ilan sa mga kapaki-pakinabang na katangian ay napupunta sa sabaw. Kung mas mataas ang temperatura ng paggamot at mas mahaba ang oras, mas kaunting benepisyo ang nananatili.

Mabagal na carbohydrates sa mga berry at prutas

Kung ang mga prutas ay naka-kahong sa kanilang sariling katas, napapanatili nila ang kanilang mga kapaki-pakinabang na katangian. Mula sa mga pinatuyong prutas, ang mga pinatuyong aprikot ay kapaki-pakinabang. Maaari kang gumamit ng mga sariwang kinatas na juice, nang walang idinagdag na asukal. Nalalapat din ito sa jam.

Gatas

Ang mga produkto ng pagawaan ng gatas ay hindi naglalaman ng polysaccharides. Pangunahing naglalaman ito ng disaccharide carbohydrates. Ang mga ito ay mabilis, ngunit bukod sa kanila, mayroong maraming posporus at kaltsyum sa gatas. Ang mga produkto ng pagawaan ng gatas ay naglalaman din ng maraming bitamina. Ang mga naturang produkto ay dapat isama sa pang-araw-araw na diyeta. Ngunit huwag masyadong madala.

Mga malulusog na cereal

Batay sa buong butil ay lubhang kapaki-pakinabang. Ito ay bakwit, oats, bulgur, trigo, brown rice. Ang muesli at semolina ay pinakamahusay na iwasan. Tulad ng para sa pagluluto, pinakamainam na mag-steam o magbuhos ng kefir sa cereal. Kaya maaari kang magluto ng bakwit at oats. Ang nasabing lugaw ay itinuturing na pandiyeta at lubhang kapaki-pakinabang.

Mga cereal at munggo

Sa tingin ko nalaman mo na ang buong butil ay pinapayagan sa mga diyeta. Hindi ito nagkataon, dahil mayaman sila sa hibla. Ito ay lubhang kapaki-pakinabang para sa pagpapanatili ng iyong sarili sa hugis, pati na rin para sa pagbaba ng timbang. Ito ay buong butil na tinapay, anumang pasta na gawa sa buong butil. Pati na rin ang barley flakes o oatmeal. Ang hibla ay nagpapabuti sa motility ng bituka, nililinis ang katawan ng mga nakakapinsalang sangkap. Binabawasan ang pakiramdam ng gutom.

Tulad ng para sa mga munggo, hindi lamang nila pinapayagan kang mapanatili ang balanse ng carbohydrate sa katawan. Ang mga ito ay isang mahusay na mapagkukunan ng protina. Para sa mga munggo, pumili ng mga chickpeas, gisantes, at beans, pati na rin ang mga lentil. Siyempre, kailangan nilang pakuluan.

polysaccharides sa mga inumin

Kung gagamit ka ng freshly squeezed juice, siguradong may mabagal na carbohydrates. Maaari ka ring uminom ng mga katas ng prutas. Ang tomato juice ay lalong mayaman sa polysaccharides. Siyempre, ang nilalaman ng polysaccharides sa mga juice ay mababa. Ngunit kung pumapayat ka, mas mainam na uminom ng isang basong juice para sa meryenda kaysa kumain ng tinapay.

Kapag pumipili ng mga juice, cereal at gulay, siyempre, bigyang-pansin ang kcal. Mas mainam na mag-iwan ng mataas na calorie na pagkain sa unang kalahati ng araw. Kung hindi ka gaanong gumagalaw, ang mga naturang produkto ay dapat na limitado.

Mga karbohidrat- mga organikong sangkap, ang mga molekula na binubuo ng carbon, hydrogen at oxygen atoms, at hydrogen at oxygen ay nasa kanila, bilang isang panuntunan, sa parehong ratio tulad ng sa molekula ng tubig (2: 1).

Ang pangkalahatang formula para sa carbohydrates ay C n (H 2 O) m, ibig sabihin, ang mga ito ay tila binubuo ng carbon at tubig, kaya ang pangalan ng klase, na may mga makasaysayang pinagmulan. Ito ay lumitaw sa batayan ng pagsusuri ng mga unang kilalang carbohydrates. Nang maglaon ay natagpuan na may mga karbohidrat sa mga molekula kung saan ang ipinahiwatig na ratio (2: 1) ay hindi sinusunod, halimbawa, deoxyribose - C 5 H 10 O 4. Ang mga organikong compound ay kilala rin, ang komposisyon nito ay tumutugma sa ibinigay na pangkalahatang pormula, ngunit hindi kabilang sa klase ng carbohydrates. Kabilang dito ang, halimbawa, formaldehyde CH 2 O at acetic acid CH 3 COOH.

Gayunpaman, ang pangalang "carbohydrates" ay nag-ugat at ngayon ay karaniwang tinatanggap para sa mga sangkap na ito.

Ang mga karbohidrat ayon sa kanilang kakayahang mag-hydrolyze ay maaaring nahahati sa tatlong pangunahing grupo: mono-, di- at ​​polysaccharides.

Monosaccharides- carbohydrates na hindi hydrolyzed (hindi nabubulok ng tubig). Sa turn, depende sa bilang ng mga carbon atom, ang mga monosaccharides ay nahahati sa mga trioses (ang mga molekula na naglalaman ng tatlong carbon atoms), tetroses (apat na carbon atoms), pentoses (lima), hexoses (anim), atbp.

Sa kalikasan, ang mga monosaccharides ay nakararami pentoses at hexoses.

Upang pentoses isama, halimbawa, ribose - C 5 H 10 O 5 at deoxyribose (ribose, kung saan ang oxygen atom ay "inalis") - C 5 H 10 O 4. Ang mga ito ay bahagi ng RNA at DNA at tinutukoy ang unang bahagi ng mga pangalan ng mga nucleic acid.

Upang hexoses ang pagkakaroon ng pangkalahatang molecular formula C 6 H 12 O 6 ay kinabibilangan, halimbawa, glucose, fructose, galactose.

disaccharides- carbohydrates na na-hydrolyzed upang bumuo ng dalawang molekula ng monosaccharides, tulad ng mga hexoses. Ang pangkalahatang pormula ng karamihan sa mga disaccharides ay hindi mahirap tukuyin: kailangan mong "magdagdag" ng dalawang mga formula ng hexoses at "ibawas" mula sa nagresultang pormula ang isang molekula ng tubig - C 12 H 22 O 11. Alinsunod dito, ang pangkalahatang hydrolysis equation ay maaaring isulat:

Kasama sa disaccharides ang:

1. sucrose(ordinaryong asukal sa pagkain), na, kapag na-hydrolyzed, ay bumubuo ng isang molekula ng glucose at isang molekula ng fructose. Ito ay matatagpuan sa maraming dami sa sugar beet, tubo (kaya ang pangalan - beet o cane sugar), maple (Canadian pioneer extracted maple sugar), sugar palm, mais, atbp.

2. Maltose(malt sugar), na hydrolyzed upang bumuo ng dalawang molekula ng glucose. Ang maltose ay maaaring makuha sa pamamagitan ng hydrolysis ng almirol sa ilalim ng pagkilos ng mga enzyme na nakapaloob sa malt - germinated, tuyo at ground barley grains.

3. Lactose(asukal sa gatas), na na-hydrolyzed upang bumuo ng mga molekula ng glucose at galactose. Ito ay matatagpuan sa gatas ng mga mammal (hanggang sa 4-6%), ay may mababang tamis at ginagamit bilang isang tagapuno sa mga tabletas at pharmaceutical tablet.

Iba ang matamis na lasa ng iba't ibang mono- at disaccharides. Kaya, ang pinakamatamis na monosaccharide - fructose - ay 1.5 beses na mas matamis kaysa sa glucose, na kinuha bilang isang pamantayan. Ang Sucrose (disaccharide), naman, ay 2 beses na mas matamis kaysa sa glucose at 4-5 beses na mas matamis kaysa sa lactose, na halos walang lasa.

Mga polysaccharides- starch, glycogen, dextrins, cellulose, atbp. - carbohydrates na hydrolyzed upang bumuo ng maraming monosaccharide molecule, kadalasang glucose.

Upang makuha ang formula ng polysaccharides, kailangan mong "ibawas" ang isang molekula ng tubig mula sa isang molekula ng glucose at magsulat ng isang expression na may index n: (C 6 H 10 O 5) n, dahil ito ay dahil sa pag-aalis ng mga molekula ng tubig na di- at ​​polysaccharides ay nabuo sa kalikasan.

Ang papel ng carbohydrates sa kalikasan at ang kahalagahan nito para sa buhay ng tao ay napakahusay. Nabuo sa mga selula ng halaman bilang resulta ng photosynthesis, kumikilos sila bilang pinagmumulan ng enerhiya para sa mga selula ng hayop. Una sa lahat, naaangkop ito sa glucose.

Maraming carbohydrates (starch, glycogen, sucrose) ang gumaganap ng isang function ng imbakan, ang papel ng nutrient reserve.

Ang mga RNA at DNA acid, na kinabibilangan ng ilang carbohydrates (pentose-ribose at deoxyribose), ay gumaganap ng mga function ng pagpapadala ng namamana na impormasyon.

Selulusa- ang materyal na gusali ng mga selula ng halaman - gumaganap ang papel ng isang balangkas para sa mga lamad ng mga selulang ito. Ang isa pang polysaccharide, chitin, ay gumaganap ng katulad na papel sa mga selula ng ilang mga hayop: ito ay bumubuo sa panlabas na balangkas ng mga arthropod (crustaceans), mga insekto, at mga arachnid.

Carbohydrates ay ang sukdulang pinagmumulan ng ating nutrisyon, kumain man tayo ng mga butil ng starchy o ipakain ang mga ito sa mga hayop na nagko-convert ng starch sa mga protina at taba. Ang pinakakalinisan na damit ay ginawa mula sa selulusa o mga produkto batay dito: koton at linen, viscose fiber, acetate silk. Ang mga kahoy na bahay at muwebles ay itinayo mula sa parehong pulp na bumubuo sa kahoy.

Sa puso ng paggawa ng photographic at pelikula ay ang parehong selulusa. Mga libro, pahayagan, liham, perang papel - lahat ng ito ay produkto ng industriya ng pulp at papel. Nangangahulugan ito na ang carbohydrates ay nagbibigay sa atin ng lahat ng kailangan para sa buhay: pagkain, damit, tirahan.

Bilang karagdagan, ang mga karbohidrat ay kasangkot sa pagtatayo ng mga kumplikadong protina, enzymes, hormones. Ang mga karbohidrat ay isa ring mahahalagang sangkap tulad ng heparin (ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel - pinipigilan nito ang pamumuo ng dugo), agar-agar (ito ay nakuha mula sa seaweed at ginagamit sa microbiological at confectionery na industriya - tandaan ang sikat na Bird's Milk cake).

Dapat itong bigyang-diin na ang tanging uri ng enerhiya sa Earth (bukod sa nuklear, siyempre) ay ang enerhiya ng Araw, at ang tanging paraan upang maipon ito upang matiyak ang mahahalagang aktibidad ng lahat ng nabubuhay na organismo ay ang proseso. potosintesis, na nangyayari sa mga selula ng buhay na mga halaman at humahantong sa synthesis ng carbohydrates mula sa tubig at carbon dioxide. Sa panahon ng pagbabagong ito na nabuo ang oxygen, kung wala ang buhay sa ating planeta ay magiging imposible:

Monosaccharides. Glucose

glucose at fructose- solidong walang kulay na mala-kristal na sangkap. Ang glucose, na matatagpuan sa katas ng mga ubas (kaya ang pangalang "asukal ng ubas"), kasama ang fructose, na matatagpuan sa ilang prutas at gulay (kaya ang pangalang "asukal sa prutas"), ay bumubuo ng isang malaking bahagi ng pulot. Ang dugo ng mga tao at hayop ay patuloy na naglalaman ng humigit-kumulang 0.1% na glucose (80-120 mg bawat 100 ml ng dugo). Karamihan sa mga ito (mga 70%) ay sumasailalim sa mabagal na oksihenasyon sa mga tisyu na may pagpapakawala ng enerhiya at pagbuo ng mga produkto ng pagtatapos - carbon dioxide at tubig (proseso ng glycolysis):

Ang enerhiya na inilabas sa panahon ng glycolysis ay higit na nagbibigay ng mga pangangailangan sa enerhiya ng mga buhay na organismo.

Ang paglampas sa antas ng glucose sa dugo na 180 mg sa 100 ML ng dugo ay nagpapahiwatig ng isang paglabag sa metabolismo ng karbohidrat at pag-unlad ng isang mapanganib na sakit - diabetes mellitus.

Ang istraktura ng molekula ng glucose

Ang istraktura ng molekula ng glucose ay maaaring hatulan batay sa pang-eksperimentong data. Ito ay tumutugon sa mga carboxylic acid upang bumuo ng mga ester na naglalaman ng 1 hanggang 5 acid residues. Kung ang isang solusyon ng glucose ay idinagdag sa bagong nakuha na tanso (II) hydroxide, pagkatapos ay ang precipitate ay natutunaw at isang maliwanag na asul na solusyon ng tanso na tambalan ay nabuo, ibig sabihin, isang husay na reaksyon sa polyhydric alcohols ay nangyayari. Samakatuwid, ang glucose ay isang polyhydric alcohol. Kung, gayunpaman, ang nagresultang solusyon ay pinainit, ang isang namuo ay muling bubuo, ngunit mayroon nang isang mapula-pula na kulay, i.e., isang husay na reaksyon sa aldehydes ay magaganap. Katulad nito, kung ang isang solusyon ng glucose ay pinainit gamit ang isang ammonia na solusyon ng pilak oksido, kung gayon ang isang "salamin na pilak" ay magaganap. Samakatuwid, ang glucose ay parehong polyhydric alcohol at isang aldehyde - isang aldehyde alcohol. Subukan nating makuha ang structural formula ng glucose. Mayroong anim na carbon atoms sa C 6 H 12 O 6 molecule. Ang isang atom ay bahagi ng pangkat ng aldehyde:

Ang natitirang limang atom ay nagbubuklod sa limang pangkat ng hydroxyl.

At sa wakas, ipamahagi namin ang mga atomo ng hydrogen sa molekula, na isinasaalang-alang ang katotohanan na ang carbon ay tetravalent:

Gayunpaman, itinatag na, bilang karagdagan sa mga linear (aldehyde) na molekula, sa isang solusyon ng glucose ay may mga molekula ng isang cyclic na istraktura na bumubuo ng mala-kristal na glucose. Ang pagbabagong-anyo ng mga molekula ng isang linear na anyo sa isang cyclic ay maaaring ipaliwanag kung naaalala natin na ang mga atomo ng carbon ay maaaring malayang umiikot sa paligid ng mga σ-bond na matatagpuan sa isang anggulo na 109° 28'. Sa kasong ito, ang pangkat ng aldehyde (1st carbon atom) ay maaaring lumapit sa hydroxyl group ng ikalimang carbon atom. Sa una, sa ilalim ng impluwensya ng hydroxy group, ang π-bond ay nasira: isang hydrogen atom ay nakakabit sa oxygen atom, at ang oxygen ng hydroxy group na "nawala" ang atom na ito ay nagsasara ng cycle:

Bilang resulta ng muling pagsasaayos ng mga atomo, nabuo ang isang paikot na molekula. Ipinapakita ng cyclic formula hindi lamang ang pagkakasunud-sunod ng pagbubuklod ng mga atomo, kundi pati na rin ang kanilang spatial arrangement. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng una at ikalimang carbon atoms, isang bagong pangkat ng hydroxyl ang lilitaw sa unang atom, na maaaring sakupin ang dalawang posisyon sa espasyo: sa itaas at ibaba ng cycle plane, at samakatuwid ay posible ang dalawang cyclic form ng glucose:

a) α-form ng glucose- Ang mga hydroxyl group sa una at pangalawang carbon atom ay matatagpuan sa isang gilid ng singsing ng molekula;

b) β-form ng glucose- Ang mga pangkat ng hydroxyl ay matatagpuan sa magkabilang panig ng singsing ng molekula:

Sa isang may tubig na solusyon ng glucose, tatlo sa mga isomeric na anyo nito ay nasa dynamic na equilibrium - ang cyclic α-form, ang linear (aldehyde) form at ang cyclic β-form:

Sa itinatag na dynamic na equilibrium, ang β-form ay nangingibabaw (mga 63%), dahil ito ay masigasig na mas gusto - mayroon itong mga pangkat ng OH sa una at pangalawang carbon atoms sa magkabilang panig ng cycle. Sa α-form (mga 37%), ang mga OH-group ng parehong carbon atoms ay matatagpuan sa isang gilid ng eroplano, samakatuwid ito ay masigasig na hindi gaanong matatag kaysa sa β-form. Ang bahagi ng linear na anyo sa ekwilibriyo ay napakaliit (mga 0.0026%) lamang.

Ang dynamic na balanse ay maaaring ilipat. Halimbawa, kapag ang isang ammonia solution ng silver oxide ay kumikilos sa glucose, ang dami ng linear (aldehyde) form nito, na napakaliit sa solusyon, ay napupunan sa lahat ng oras dahil sa mga cyclic form, at ang glucose ay ganap na na-oxidized sa gluconic acid.

Ang isang isomer ng glucose aldehyde alcohol ay keto alcohol - fructose:

Mga kemikal na katangian ng glucose

Ang mga kemikal na katangian ng glucose, tulad ng anumang iba pang organikong sangkap, ay tinutukoy ng istraktura nito. Ang glucose ay may dual function, pagiging at aldehyde, at polyhydric na alkohol, samakatuwid, ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga katangian ng parehong polyhydric alcohol at aldehydes.

Mga reaksyon ng glucose bilang polyhydric alcohol.

Ang glucose ay nagbibigay ng isang husay na reaksyon ng polyhydric alcohols (tandaan ang glycerol) na may sariwang inihanda na tanso (II) hydroxide, na bumubuo ng isang maliwanag na asul na solusyon ng isang tanso (II) na tambalan.

Ang glucose, tulad ng mga alkohol, ay maaaring bumuo ng mga ester.

Mga reaksyon ng glucose bilang isang aldehyde

1. Oksihenasyon ng pangkat ng aldehyde. Ang glucose bilang isang aldehyde ay maaaring ma-oxidized sa katumbas na (gluconic) acid at magbigay ng mga qualitative reactions ng aldehydes.

Ang reaksyon ng "salamin na pilak":

Reaksyon sa bagong nakuha na Cu(OH) 2 kapag pinainit:

Pagbawi ng pangkat ng aldehyde. Maaaring bawasan ang glucose sa kaukulang alkohol (sorbitol):

Mga reaksyon sa pagbuburo

Ang mga reaksyong ito ay nagpapatuloy sa ilalim ng pagkilos ng mga espesyal na biological catalysts ng likas na protina - mga enzyme.

1. Alcoholic fermentation:

matagal nang ginagamit ng tao sa paggawa ng ethyl alcohol at mga inuming nakalalasing.

2. Lactic fermentation:

na bumubuo sa batayan ng mahahalagang aktibidad ng lactic acid bacteria at nangyayari sa panahon ng pag-aasim ng gatas, ang pag-aatsara ng repolyo at mga pipino, at ang ensiling ng berdeng kumpay.

Mga kemikal na katangian ng glucose - compendium

Mga polysaccharides. almirol at selulusa.

almirol- puting amorphous powder, hindi matutunaw sa malamig na tubig. Sa mainit na tubig, ito ay namamaga at bumubuo ng isang koloidal na solusyon - isang starch paste.

Ang starch ay matatagpuan sa cytoplasm ng mga selula ng halaman sa anyo ng mga butil ng isang reserbang sustansya. Ang mga tubers ng patatas ay naglalaman ng mga 20% na almirol, mga butil ng trigo at mais - mga 70%, at bigas - halos 80%.

Selulusa(mula sa lat. cellula - cell), na nakahiwalay sa mga likas na materyales (halimbawa, cotton wool o filter na papel), ay isang solidong fibrous substance na hindi matutunaw sa tubig.

Ang parehong polysaccharides ay nagmula sa halaman, ngunit gumaganap sila ng iba't ibang mga tungkulin sa cell ng halaman: ang cellulose ay isang gusali, structural function, at ang starch ay isang imbakan. Samakatuwid, ang selulusa ay isang mahalagang elemento ng cell wall ng mga halaman. Ang mga hibla ng cotton ay naglalaman ng hanggang sa 95% na mga hibla ng selulusa, flax at abaka - hanggang sa 80%, at ang kahoy nito ay naglalaman ng mga 50%.

Ang istraktura ng almirol at selulusa

Ang komposisyon ng mga polysaccharides na ito ay maaaring ipahayag ng pangkalahatang formula (C 6 H 10 O 5) n. Ang bilang ng mga paulit-ulit na yunit sa isang macromolecule ng starch ay maaaring mag-iba mula sa ilang daan hanggang ilang libo. Ang selulusa, sa kabilang banda, ay nakikilala sa pamamagitan ng isang makabuluhang mas malaking bilang ng mga yunit at, dahil dito, sa isang molekular na timbang na umaabot sa ilang milyon.

Ang mga karbohidrat ay naiiba hindi lamang sa molekular na timbang, kundi pati na rin sa istraktura. Ang starch ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang uri ng macromolecular na istruktura: linear at branched. Ang mas maliliit na macromolecule ng bahaging iyon ng starch, na tinatawag na amylose, ay may linear na istraktura, at ang mga molekula ng isa pang constituent ng starch, amylopectin, ay may branched na istraktura.

Sa starch, ang amylose ay 10-20%, at ang amylopectin ay 80-90%. Ang starch amylose ay natutunaw sa mainit na tubig, habang ang amylopectin ay namamaga lamang.

Ang mga istrukturang yunit ng almirol at selulusa ay itinayo nang iba. Kung ang yunit ng almirol ay may kasamang mga nalalabi α-glucose, pagkatapos ay cellulose - residues β-glucose nakatuon sa natural na mga hibla:

Mga kemikal na katangian ng polysaccharides

1. Ang pagbuo ng glucose. Ang starch at cellulose ay sumasailalim sa hydrolysis upang bumuo ng glucose sa pagkakaroon ng mga mineral acid, tulad ng sulfuric:

Sa digestive tract ng mga hayop, ang starch ay sumasailalim sa isang kumplikadong stepwise hydrolysis:

Ang katawan ng tao ay hindi inangkop sa panunaw ng selulusa, dahil wala itong mga enzyme na kinakailangan upang masira ang mga bono sa pagitan ng mga residu ng β-glucose sa cellulose macromolecule.

Sa anay at ruminant lamang (halimbawa, mga baka) nabubuhay ang mga microorganism sa digestive system na gumagawa ng mga enzyme na kinakailangan para dito.

2. Pagbuo ng mga ester. Ang starch ay maaaring bumuo ng mga ester sa gastos ng mga hydroxy group, ngunit ang mga ester na ito ay hindi nakahanap ng praktikal na aplikasyon.

Ang bawat cellulose unit ay naglalaman ng tatlong libreng alcohol hydroxyl groups. Samakatuwid, ang pangkalahatang pormula para sa selulusa ay maaaring isulat bilang mga sumusunod:

Dahil sa mga grupong ito ng alkohol hydroxy, ang selulusa ay maaaring bumuo ng mga ester, na malawakang ginagamit.

Kapag nagpoproseso ng cellulose na may pinaghalong nitric at sulfuric acid, mono-, di- at ​​trinitrocellulose ay nakuha, depende sa mga kondisyon:

Ang paggamit ng carbohydrates

Ang isang pinaghalong mono- at dinitrocellulose ay tinatawag colloxylin. Ang isang solusyon ng colloxylin sa isang pinaghalong alkohol at diethyl ether - collodion - ay ginagamit sa gamot para sa pagtatatak ng maliliit na sugat at para sa pagdikit ng mga bendahe sa balat.

Kapag ang isang solusyon ng colloxylin at camphor sa alkohol ay natuyo, lumalabas ito seluloid- isa sa mga plastik, na sa unang pagkakataon ay nagsimulang malawakang ginagamit sa pang-araw-araw na buhay (larawan at pelikula, pati na rin ang iba't ibang mga kalakal ng mamimili ay ginawa mula dito). Ang mga solusyon ng colloxylin sa mga organikong solvent ay ginagamit bilang nitro-varnishes. At kapag ang mga tina ay idinagdag sa kanila, ang matibay at aesthetic na nitro-paints ay nakuha, na malawakang ginagamit sa pang-araw-araw na buhay at teknolohiya.

Tulad ng ibang mga organikong sangkap na naglalaman ng mga pangkat ng nitro sa kanilang mga molekula, lahat ng uri ng nitrocellulose ay nasusunog. Lalo na mapanganib sa bagay na ito trinitrocellulose- ang pinakamalakas na paputok. Sa ilalim ng pangalang "pyroxylin" ito ay malawakang ginagamit para sa paggawa ng mga shell ng armas at pagsabog, pati na rin para sa pagkuha ng walang usok na pulbos.

Sa acetic acid (sa industriya, ang isang mas malakas na esterifying agent, acetic anhydride, ay ginagamit para sa mga layuning ito), ang mga katulad (di- at ​​tri-) ester ng cellulose at acetic acid ay nakuha, na tinatawag na cellulose acetate:

cellulose acetate ginagamit upang makakuha ng mga barnis at pintura, nagsisilbi rin itong hilaw na materyal para sa paggawa ng artipisyal na sutla. Upang gawin ito, ito ay dissolved sa acetone, at pagkatapos ay ang solusyon na ito ay pinilit sa pamamagitan ng manipis na mga butas ng spinnerets (metal caps na may maraming mga butas). Ang mga umaagos na daloy ng solusyon ay tinatangay ng mainit na hangin. Kasabay nito, mabilis na sumingaw ang acetone, at ang pagpapatuyo ng cellulose acetate ay bumubuo ng manipis, makintab na mga sinulid na ginagamit sa paggawa ng sinulid.

almirol, hindi tulad ng selulusa, ay nagbibigay ng asul na kulay kapag nakikipag-ugnayan sa yodo. Ang reaksyong ito ay husay para sa almirol o yodo, depende sa kung aling sangkap ang dapat patunayan.

Sangguniang materyal para sa pagpasa sa pagsusulit:

periodic table

Talahanayan ng solubility