PAPEL BIOLÓGICO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO.

DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN.

SÍNTESIS Y DISOLUCIÓN DEL GLUCÓGENO.

tarea individual

estudiante de biologia

grupos 4120-2(b)

Menadiev Ramazán Ismetovich

Zaporizhia 2012

CONTENIDO
1. Breve información sobre los carbohidratos
2. Clasificación de los carbohidratos
3. Características estructurales y funcionales de la organización de mono y disacáridos: estructura; estar en la naturaleza; recepción; características de los representantes individuales
4. Papel biológico de los biopolímeros: polisacáridos.
5. Propiedades químicas de los carbohidratos.
6. Digestión y absorción

7. Síntesis y descomposición del glucógeno.
8. Conclusiones

9. Lista de referencias.

INTRODUCCIÓN

Los compuestos orgánicos constituyen en promedio entre el 20 y el 30% de la masa celular de un organismo vivo. Estos incluyen polímeros biológicos: proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, así como grasas y una serie de moléculas pequeñas: hormonas, pigmentos, ATP, etc. Los diferentes tipos de células contienen diferentes cantidades de compuestos orgánicos. En las células vegetales predominan los carbohidratos-polisacáridos complejos, mientras que en las células animales hay más proteínas y grasas. Sin embargo, cada uno de los grupos de sustancias orgánicas en cualquier tipo de célula realiza funciones similares: proporciona energía y es material de construcción.

BREVE INFORMACIÓN SOBRE LOS HIDRATOS DE CARBONO

Los carbohidratos son compuestos orgánicos formados por una o varias moléculas de azúcares simples. La masa molar de los carbohidratos oscila entre 100 y 1.000.000 Da (masa Dalton, aproximadamente igual a la masa de un átomo de hidrógeno). Su fórmula general suele escribirse como Cn(H2O)n (donde n es al menos tres). Por primera vez en 1844, este término fue introducido por el científico ruso K. Schmid (1822-1894). El nombre "carbohidratos" surgió del análisis de los primeros representantes conocidos de este grupo de compuestos. Resultó que estas sustancias consisten en carbono, hidrógeno y oxígeno, y la proporción entre el número de átomos de hidrógeno y oxígeno en ellas es la misma que en el agua: para dos átomos de hidrógeno, un átomo de oxígeno. Por tanto, se los consideraba un compuesto de carbono y agua. Posteriormente, se conocieron muchos carbohidratos que no cumplían esta condición, pero el nombre "carbohidratos" sigue siendo generalmente aceptado. En una célula animal, los carbohidratos se encuentran en cantidades que no superan el 2-5%. Las células vegetales son las más ricas en carbohidratos, donde su contenido en algunos casos alcanza el 90% del peso seco (por ejemplo, en tubérculos y semillas de patata).

CLASIFICACIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS

Hay tres grupos de carbohidratos: monosacáridos o azúcares simples (glucosa, fructosa); oligosacáridos: compuestos que constan de 2 a 10 moléculas de azúcares simples conectadas en serie (sacarosa, maltosa); polisacáridos, incluidas más de 10 moléculas de azúcar (almidón, celulosa).

3. CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE LA ORGANIZACIÓN DE MONO Y DISACÁRIDOS: ESTRUCTURA; ESTAR EN LA NATURALEZA; RECIBO. CARACTERÍSTICAS DE LOS REPRESENTANTES INDIVIDUALES

Los monosacáridos son derivados cetónicos o aldehídos de alcoholes polihídricos. Los átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno que los componen están en una proporción de 1:2:1. La fórmula general de los azúcares simples es (CH2O)n. Dependiendo de la longitud del esqueleto carbonado (número de átomos de carbono), se dividen en: triosas-C3, tetrosas-C4, pentosas-C5, hexosas-C6, etc. Además, los azúcares se dividen en: - aldosas, que contienen un grupo aldehído, - C=O. Estos incluyen | N glucosa:

H H H H H
CH2OH - C - C - C - C - C
| | | | \\
OH OH OH OH OH

Las cetosas que contienen un grupo cetona son C-. Por ejemplo, || se refiere a la fructosa. En soluciones, todos los azúcares, empezando por las pentosas, tienen forma cíclica; en forma lineal sólo están presentes triosas y tetrosas. Cuando se forma la forma cíclica, el átomo de oxígeno del grupo aldehído se une mediante un enlace covalente al penúltimo átomo de carbono de la cadena, dando como resultado la formación de hemiacetales (en el caso de las aldosas) y hemicetales (en el caso de las cetosas). ).

CARACTERÍSTICAS DE LOS MONOSACÁRIDOS, REPRESENTANTES SELECCIONADOS

De las tetrosas, la eritrosa es la más importante en los procesos metabólicos. Este azúcar es uno de los productos intermedios de la fotosíntesis. Las pentosas se encuentran en condiciones naturales principalmente como componentes de moléculas de sustancias más complejas, por ejemplo, polisacáridos complejos llamados pentosanos, así como gomas vegetales. Las pentosas se encuentran en cantidades significativas (10-15%) en la madera y la paja. La arabinosa se encuentra predominantemente en la naturaleza. Se encuentra en la cola de cereza, la remolacha y la goma arábiga, de donde se obtiene. La ribosa y la desoxirribosa están ampliamente representadas en el mundo animal y vegetal; son azúcares que forman parte de los monómeros de los ácidos nucleicos de ARN y ADN. La ribosa se obtiene por epimerización de arabinosa. La xilosa se forma por hidrólisis del polisacárido xilosano contenido en la paja, el salvado, la madera y la cáscara de girasol. Los productos de varios tipos de fermentación de xilosa son los ácidos láctico, acético, cítrico, succínico y otros. El cuerpo humano absorbe mal la xilosa. Los hidrolizados que contienen xilosa se utilizan para cultivar ciertos tipos de levadura y como fuente de proteínas para alimentar a los animales de granja. Cuando se reduce la xilosa se obtiene el alcohol xilitol; se utiliza como sustituto del azúcar para los diabéticos. El xilitol se utiliza ampliamente como estabilizador de humedad y plastificante (en la industria papelera, perfumería y producción de celofán). Es uno de los componentes principales en la producción de varios tensioactivos, barnices y adhesivos. Las hexosas más comunes son la glucosa, la fructosa y la galactosa; su fórmula general es C6H12O6. La glucosa (azúcar de uva, dextrosa) se encuentra en el jugo de uvas y otras frutas dulces y en pequeñas cantidades en animales y humanos. La glucosa forma parte de los disacáridos más importantes: los azúcares de caña y uva. Los polisacáridos de alto peso molecular, es decir, el almidón, el glucógeno (almidón animal) y la fibra, se construyen íntegramente a partir de restos de moléculas de glucosa conectadas entre sí de diversas formas. La glucosa es la principal fuente de energía para las células. La sangre humana contiene entre un 0,1 y un 0,12% de glucosa; una disminución del nivel provoca una alteración del funcionamiento de las células nerviosas y musculares, a veces acompañada de convulsiones o desmayos. El nivel de glucosa en sangre está regulado por un complejo mecanismo del sistema nervioso y las glándulas endocrinas. Una de las enfermedades endocrinas graves más comunes, la diabetes mellitus, se asocia con una hipofunción de las zonas de los islotes del páncreas. Acompañado de una disminución significativa en la permeabilidad de la membrana de las células grasas y musculares a la glucosa, lo que conduce a un aumento de los niveles de glucosa en la sangre y la orina. La glucosa para uso médico se obtiene mediante purificación (recristalización) de glucosa técnica a partir de soluciones acuosas o hidroalcohólicas. La glucosa se utiliza en la producción textil y en algunas otras industrias como agente reductor. En medicina, la glucosa pura se utiliza en forma de soluciones inyectables en la sangre para diversas enfermedades y en forma de comprimidos. De ella se obtiene la vitamina C. La galactosa, junto con la glucosa, forma parte de algunos glucósidos y polisacáridos. Los residuos de moléculas de galactosa forman parte de los biopolímeros más complejos: gangliósidos o glicoesfingolípidos. Se encuentran en los ganglios nerviosos de humanos y animales y también en el tejido cerebral, en el bazo y en los glóbulos rojos. La galactosa se obtiene principalmente por hidrólisis del azúcar de la leche. La fructosa (azúcar de la fruta) se encuentra libre en las frutas y la miel. Es un componente de muchos azúcares complejos, como el azúcar de caña, del que se puede obtener mediante hidrólisis. La inulina, un polisacárido de alto peso molecular de estructura compleja, se encuentra en algunas plantas. La fructosa también se obtiene de la inulina. La fructosa es un valioso azúcar alimentario; es 1,5 veces más dulce que la sacarosa y 3 veces más dulce que la glucosa. Es bien absorbido por el cuerpo. Cuando se reduce la fructosa, se forman sorbitol y manitol. El sorbitol se utiliza como sustituto del azúcar en la dieta de los diabéticos; Además, se utiliza para producir ácido ascórbico (vitamina C). Cuando se oxida, la fructosa produce ácido tartárico y oxálico.

Los disacáridos son polisacáridos típicos similares al azúcar. Se trata de sólidos, o jarabes no cristalizables, muy solubles en agua. Tanto los disacáridos amorfos como los cristalinos suelen fundirse en un determinado rango de temperatura y, por regla general, con descomposición. Los disacáridos se forman por una reacción de condensación entre dos monosacáridos, normalmente hexosas. El enlace entre dos monosacáridos se llama enlace glicosídico. Suele formarse entre el primer y el cuarto átomo de carbono de unidades de monosacáridos adyacentes (enlace 1,4-glucosídico). Este proceso puede repetirse innumerables veces, dando como resultado la formación de moléculas de polisacáridos gigantes. Una vez que las unidades de monosacáridos se combinan entre sí, se denominan residuos. Por tanto, la maltosa consta de dos residuos de glucosa. Entre los disacáridos, los más extendidos son la maltosa (glucosa + glucosa), la lactosa (glucosa + galactosa) y la sacarosa (glucosa + fructosa).

REPRESENTANTES ESPECÍFICOS DE DISACÁRIDOS

La maltosa (azúcar de malta) tiene la fórmula C12H22O11. El nombre surgió en relación con el método de producción de maltosa: se obtiene del almidón bajo la influencia de la malta (del latín maltum - malta). Como resultado de la hidrólisis, la maltosa se divide en dos moléculas de glucosa:

С12Н22О11 + Н2О = 2С6Н12О6

El azúcar de malta es un producto intermedio en la hidrólisis del almidón y se distribuye ampliamente en organismos vegetales y animales. El azúcar de malta es significativamente menos dulce que el azúcar de caña (0,6 veces en las mismas concentraciones). Lactosa (azúcar de la leche). El nombre de este disacárido surgió en relación con su producción a partir de la leche (del latín lactum - leche). Durante la hidrólisis, la lactosa se descompone en glucosa y galactosa:

La lactosa se obtiene de la leche: la leche de vaca contiene entre un 4% y un 5,5%, la leche humana contiene entre un 5,5% y un 8,4%. La lactosa se diferencia de otros azúcares en que no es higroscópica: no humedece. El azúcar de la leche se utiliza como producto farmacéutico y alimento para bebés. La lactosa es 4 o 5 veces menos dulce que la sacarosa. Sacarosa (azúcar de caña o de remolacha). El nombre surgió en relación con su extracción de la remolacha azucarera o de la caña de azúcar. El azúcar de caña se conocía muchos siglos antes de Cristo. Recién a mediados del siglo XVIII. Este disacárido se descubrió en la remolacha azucarera y recién a principios del siglo XIX. se obtuvo en condiciones de producción. La sacarosa es muy común en el mundo vegetal. Las hojas y semillas siempre contienen pequeñas cantidades de sacarosa. También se encuentra en frutas (albaricoques, melocotones, peras, piñas). Hay mucho en los jugos de arce y palma y en el maíz. Este es el azúcar más famoso y utilizado. Cuando se hidroliza, a partir de él se forman glucosa y fructosa:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Una mezcla de cantidades iguales de glucosa y fructosa resultante de la inversión del azúcar de caña (debido al cambio en el proceso de hidrólisis de la rotación de derecha a izquierda de la solución) se llama azúcar invertido (inversión de rotación). El azúcar invertido natural es la miel y se compone principalmente de glucosa y fructosa. La sacarosa se obtiene en grandes cantidades. La remolacha azucarera contiene entre un 16 y un 20% de sacarosa, la caña de azúcar, entre un 14 y un 26%. Las remolachas lavadas se trituran y se extrae repetidamente la sacarosa en máquinas con agua a una temperatura de unos 80 grados. El líquido resultante, que contiene, además de sacarosa, una gran cantidad de diversas impurezas, se trata con cal. La cal precipita varios ácidos orgánicos, así como proteínas y algunas otras sustancias en forma de sales de calcio. Parte de la cal forma sacaratos de calcio solubles en agua fría con azúcar de caña, que se destruyen mediante el tratamiento con dióxido de carbono.

El precipitado de carbonato de calcio se separa por filtración; el filtrado, después de una purificación adicional, se evapora al vacío hasta obtener una masa pastosa. Los cristales de sacarosa liberados se separan mediante centrífugas. Así se obtiene el azúcar cruda granulada, que tiene un color amarillento, una licor madre marrón y un almíbar que no cristaliza (melaza de remolacha, o melaza). El azúcar granulada se purifica (refina) y se obtiene el producto terminado.

Enviar su buen trabajo en la base de conocimientos es sencillo. Utilice el siguiente formulario

Los estudiantes, estudiantes de posgrado y jóvenes científicos que utilicen la base de conocimientos en sus estudios y trabajos le estarán muy agradecidos.

Departamento de Educación de Astaná

Colegio Politécnico

Trabajo creativo

Asunto: Química

Tema: "Carbohidratos"

• Contenido: 1
• Introducción. 4
• 1 .Monosacáridos. 7
• Glucosa. 7
• 7
• Propiedades físicas. 9
• Propiedades químicas. 9
• Obtención de glucosa. 10
• Uso de glucosa. 10
• 11
• II. Disacáridos. 11
• Sacarosa. 12
• 12
• Propiedades físicas. 12
• Propiedades químicas. 12
• Obtención de sacarosa. 13
• Uso de sacarosa. 14
• Se encuentra en la naturaleza y el cuerpo humano. 14
• III. Polisacáridos. 14
• Almidón 14
• Conceptos básicos. estructura de la molécula. 14
• Propiedades físicas. 15
• Propiedades químicas. 15
• Obtención de almidón. 15
• Aplicación de almidón. 15
• Se encuentra en la naturaleza y el cuerpo humano. 16
• Celulosa. 17
• Conceptos básicos. Estructura de la molécula. 17
• Propiedades físicas. 17
• Propiedades químicas. 17
• Preparación de celulosa. 18
• Aplicación de celulosa. 18
• Se encuentra en la naturaleza y el cuerpo humano. 19
• Conclusión 21
• Aplicaciones. 22
• Referencias 33

Introducción

Todos los días nos topamos con una variedad de artículos para el hogar, alimentos, objetos naturales, productos industriales, no pensamos en el hecho de que hay sustancias químicas individuales o una combinación de estas sustancias por todas partes. Cualquier sustancia tiene su propia estructura y propiedades. Desde su aparición en la Tierra, el hombre ha consumido alimentos vegetales que contienen almidón, frutas y verduras que contienen glucosa, sacarosa y otros carbohidratos, y para sus necesidades ha utilizado madera y otros objetos vegetales, compuestos principalmente de otro polisacárido natural: la celulosa. Y sólo a principios del siglo XIX. Fue posible estudiar la composición química de sustancias naturales de alto peso molecular y la estructura de sus moléculas. Los descubrimientos más importantes se realizaron en esta zona.

En el vasto mundo de la materia orgánica existen compuestos que se puede decir que están compuestos por carbono y agua. Se llaman carbohidratos. El término "carbohidratos" fue propuesto por primera vez por un químico ruso de Dorpat (ahora Tartu) K. Schmidt en 1844. En 1811, el químico ruso Konstantin Gottlieb Sigismund (1764-1833) fue el primero en obtener glucosa mediante hidrólisis del almidón. Los carbohidratos están muy extendidos en la naturaleza y desempeñan un papel importante en los procesos biológicos de los organismos vivos y los humanos.

Los carbohidratos, según su estructura, se pueden dividir en monosacáridos, disacáridos y polisacáridos: (ver Apéndice 1)

1. Monosacáridos:

- glucosa C6H12O6

-fructosa C6H12O6

- ribosa C5H10O5

De los monosacáridos de seis carbonos (hexosas), los más importantes son la glucosa, la fructosa y la galactosa.

Si dos monosacáridos se combinan en una molécula, el compuesto se llama disacárido.

2. Disacáridos:

-sacarosa C12H22O11

Los carbohidratos complejos formados a partir de muchos monosacáridos se denominan polisacáridos.

3. Polisacáridos:

- almidón(C6H10O5)n

- celulosa(C6H10O5)n

Las moléculas de monosacáridos pueden contener de 4 a 10 átomos de carbono. Los nombres de todos los grupos de monosacáridos, así como los nombres de los representantes individuales, terminan en - Oza. Por tanto, dependiendo del número de átomos de carbono de la molécula, los monosacáridos se dividen en tetrosas, pentosas, hexosas etc. Las hexosas y pentosas son las de mayor importancia.

Clasificación de carbohidratos

Animales y humanos no son capaces de sintetizar azúcares y obtenerlos de diversos productos alimenticios de origen vegetal.

en plantas Los carbohidratos se forman a partir de dióxido de carbono y agua en el proceso de una compleja reacción de fotosíntesis llevada a cabo por energía solar con la participación de un pigmento vegetal verde. clorofila.

1. Monosacáridos

De los monosacáridos de seis carbonos, las hexosas, son importantes la glucosa, la fructosa y la galactosa.

Glucosa

Conceptos básicos. Estructura de la molécula. Para establecer la fórmula estructural de una molécula de glucosa es necesario conocer sus propiedades químicas. Se ha demostrado experimentalmente que un mol de glucosa reacciona con cinco moles de ácido acético para formar un éster. Esto significa que hay cinco grupos hidroxilo en una molécula de glucosa. Dado que la glucosa en una solución de amoníaco de óxido de plata (II) produce una reacción de "espejo de plata", su molécula debe contener un grupo aldehído.

También se demostró experimentalmente que la glucosa tiene una cadena de carbonos no ramificada. Con base en estos datos, la estructura de la molécula de glucosa se puede expresar mediante la siguiente fórmula:

Como puede verse en la fórmula, la glucosa es a la vez un alcohol polihídrico y un aldehído, es decir, un alcohol aldehído.

Investigaciones posteriores demostraron que, además de las moléculas de cadena abierta, la glucosa se caracteriza por moléculas con una estructura cíclica. Esto se explica por el hecho de que las moléculas de glucosa, debido a la rotación de los átomos de carbono alrededor de los enlaces, pueden adoptar una forma curva y el grupo hidroxilo del carbono 5 puede acercarse al grupo hidroxilo. En este último, bajo la influencia del grupo hidroxilo, se rompe el enlace β. Se añade un átomo de hidrógeno al enlace libre y se forma un anillo de seis miembros en el que el grupo aldehído está ausente. Se ha demostrado que en una solución acuosa existen ambas formas de moléculas de glucosa: aldehído y cíclica, entre las cuales se establece un equilibrio químico:

En las moléculas de glucosa de cadena abierta, el grupo aldehído puede girar libremente alrededor del enlace α, que se encuentra entre el primer y segundo átomo de carbono. En las moléculas cíclicas tal rotación no es posible. Por esta razón, la forma cíclica de una molécula puede tener una estructura espacial diferente:

a)?- forma de glucosa- Los grupos hidroxilo (-OH) en el primer y segundo átomo de carbono están ubicados en un lado del anillo.

b)

C)b- forma de glucosa- Los grupos hidroxilo están ubicados en lados opuestos del anillo de la molécula.

Propiedades físicas. La glucosa es una sustancia cristalina incolora y de sabor dulce, muy soluble en agua. Cristaliza en una solución acuosa. Menos dulce en comparación con el azúcar de remolacha.

Propiedades químicas. La glucosa tiene propiedades químicas características de los alcoholes (grupo hidroxilo (-OH)) y de los aldehídos (grupo aldehído (-CHO). Además, también tiene algunas propiedades específicas.

1. Propiedades características de los alcoholes.:

a) interacción con óxido de cobre (II):

C 6 H 12 O 6 + Cu (OH) 2 > C 6 H 10 O 6 Cu + H 2 O

alcóxido de cobre (II)

b) interacción con ácidos carboxílicos para formar ésteres (reacción de esterificación).

C6H12O6+5CH3COOH>C6H7O6(CH3CO)5

2. Propiedades características de los aldehídos.

A) interacción con óxido de plata (I) en solución de amoníaco (reacción "espejo de plata") :

C6H12O6 + Ag2O > C6H12O7 +2Agv

glucosa ácido glucónico

b) reducción (hidrogenación) - a alcohol hexahídrico (sorbitol):

C6H12O6 + H2 > C6H14O6

sorbitol de glucosa

3. Reacciones específicas - fermentación:

a) fermentación alcohólica (bajo la influencia de la levadura) :

C6H12O6 > 2C2H5OH + 2CO2

alcohol etílico de glucosa

b) fermentación del ácido láctico (bajo la acción de bacterias del ácido láctico) :

С6Н12О6 > С3Н6О3

ácido láctico glucosa

c) fermentación del ácido butírico :

C6H12O6 > C3H7COOH +2H2 +2CO2

ácido butírico de glucosa

Obtención de glucosa. La primera síntesis de los carbohidratos más simples a partir de formaldehído en presencia de hidróxido de calcio la llevó a cabo A.M. Butlerov en 1861:

sa(él)2

6HSON > C6H12O6

glucosa formaldehído

En la producción, la glucosa se obtiene con mayor frecuencia mediante hidrólisis de almidón en presencia de ácido sulfúrico:

H2SO4

(C6H10O5)n + nH2O > nC6H12O6

glucosa almidon

Uso de glucosa. La glucosa es un valioso producto nutricional. En el cuerpo sufre complejas transformaciones bioquímicas, como resultado de lo cual se libera la energía acumulada durante la fotosíntesis. Un proceso simplificado de oxidación de glucosa en el cuerpo se puede expresar mediante la siguiente ecuación:

С6Н12О6 + 6О2>6СО2+6H 2 O+Q

Dado que el cuerpo absorbe fácilmente la glucosa, se utiliza en medicina como remedio fortalecedor. La glucosa se utiliza mucho en repostería (haciendo mermelada, caramelo, pan de jengibre).

Los procesos de fermentación de la glucosa son de gran importancia. Así, por ejemplo, cuando se fermentan chucrut, pepinos y leche, se produce una fermentación de la glucosa con ácido láctico, al igual que cuando se ensila el pienso. Si la masa sometida a ensilaje no está suficientemente compactada, se produce una fermentación del ácido butírico bajo la influencia del aire penetrado y el pienso se vuelve inadecuado para su uso.

En la práctica, la fermentación alcohólica de la glucosa también se utiliza, por ejemplo en la producción de cerveza.

Ocurrencia en la naturaleza y el cuerpo humano.. En el cuerpo humano, la glucosa se encuentra en los músculos, en la sangre y en pequeñas cantidades en todas las células. Mucha glucosa se encuentra en frutas, bayas y néctar de flores, especialmente en las uvas.

En naturaleza La glucosa se forma en las plantas como resultado de la fotosíntesis en presencia de una sustancia verde: la clorofila, que contiene un átomo de magnesio. La glucosa se encuentra libre en casi todos los órganos de las plantas verdes. Especialmente hay mucho en el jugo de uva, por lo que a la glucosa a veces se le llama azúcar de uva. La miel se compone principalmente de una mezcla de glucosa y fructosa.

2. Disacáridos

Los disacáridos son carbohidratos cristalinos, cuyas moléculas se forman a partir de residuos interconectados de dos moléculas de monosacáridos.

Los representantes más simples de los disacáridos son el azúcar de caña o remolacha común: sacarosa, azúcar de malta: maltosa, azúcar de la leche: lactosa y celobiosa. Todos estos disacáridos tienen la misma fórmula C12H22O11.

sacarosa

Conceptos básicos. estructura de la molécula. Se ha demostrado experimentalmente que la fórmula molecular de la sacarosa es C12 H22 O11. Al estudiar las propiedades químicas de la sacarosa, se puede ver que se caracteriza por la reacción de alcoholes polihídricos: al interactuar con el hidróxido de cobre (II), se forma una solución azul brillante. La reacción del “espejo de plata” con sacarosa no se puede realizar. En consecuencia, su molécula contiene grupos hidroxilo, pero no aldehído.

Pero si se calienta una solución de sacarosa en presencia de ácido clorhídrico o sulfúrico, se forman dos sustancias, una de las cuales, como los aldehídos, reacciona tanto con una solución de amoníaco de óxido de plata (I) como con hidróxido de cobre (II). Esta reacción demuestra que en presencia de ácidos minerales, la sacarosa sufre hidrólisis y da como resultado la formación de glucosa y fructosa. Esto confirma que las moléculas de sacarosa están formadas por residuos mutuamente unidos de moléculas de glucosa y fructosa.

Propiedades físicas. La sacarosa pura es una sustancia cristalina incolora de sabor dulce, muy soluble en agua.

Propiedades químicas. La principal propiedad de los disacáridos, que los distingue de los monosacáridos, es la capacidad de hidrolizarse en un ambiente ácido (o bajo la acción de enzimas del cuerpo):

C12H22O11 +H2O>C6H12O6 + C6H12O6

sacarosa glucosa fructosa

La glucosa formada durante la hidrólisis se puede detectar mediante la reacción del “espejo de plata” o reaccionando con hidróxido de cobre (II).

Obtención de sacarosa. La sacarosa C12 H22 O11 (azúcar) se obtiene principalmente de la remolacha azucarera y de la caña de azúcar. Durante la producción de sacarosa no se producen transformaciones químicas, porque ya está disponible en productos naturales. De estos productos sólo se aísla en la forma más pura posible.

El proceso de extracción de sacarosa de la remolacha azucarera:

Las remolachas azucareras peladas se convierten en finas astillas en cortadores mecánicos de remolachas y se colocan en recipientes especiales, difusores a través de los cuales pasa agua caliente. Como resultado, casi toda la sacarosa se elimina de las remolachas, pero junto con ella pasan a la solución varios ácidos, proteínas y sustancias colorantes que deben separarse de la sacarosa.

La solución formada en los difusores se trata con lechada de cal.

C 12 H 22 O 11 +Ca(OH) 2 > C 12 H 22 O 11 2CaO H 2 O

El hidróxido de calcio reacciona con los ácidos contenidos en la solución. Dado que las sales de calcio de la mayoría de los ácidos orgánicos son poco solubles, precipitan. La sacarosa con hidróxido de calcio forma un sacarato soluble del tipo alcoholato - C 12 H 22 O 11 2CaO H 2 O

3. Para descomponer el sacarato de calcio resultante y neutralizar el exceso de hidróxido de calcio, se pasa monóxido de carbono (IV) a través de su solución. Como resultado, el calcio precipita en forma de carbonato:

C 12 H 22 O 11 2CaO H 2 O + 2CO 2 > C 12 H 22 O 11 + 2CaСO 3 v 2H 2 O

4. La solución obtenida después de la precipitación del carbonato de calcio se filtra, luego se evapora en un aparato de vacío y los cristales de azúcar se separan por centrifugación.

Sin embargo, no es posible aislar todo el azúcar de la solución. Lo que queda es una solución marrón (melaza), que todavía contiene hasta un 50% de sacarosa. La melaza se utiliza para producir ácido cítrico y algunos otros productos.

5. El azúcar granulado aislado suele tener un color amarillento, ya que contiene sustancias colorantes. Para separarlos, se redisuelve sacarosa en agua y la solución resultante se pasa a través de carbón activado. Luego la solución se evapora nuevamente y se somete a cristalización. (ver Apéndice 2)

Uso de sacarosa. La sacarosa se utiliza principalmente como producto alimenticio y en la industria de la confitería. De ella se obtiene miel artificial mediante hidrólisis.

Se encuentra en la naturaleza y el cuerpo humano. La sacarosa forma parte del jugo de la remolacha azucarera (16 - 20%) y de la caña de azúcar (14 - 26%). Se encuentra en pequeñas cantidades junto con la glucosa en los frutos y hojas de muchas plantas verdes.

3. Polisacáridos

Algunos carbohidratos son polímeros naturales que constan de cientos e incluso miles de unidades de monosacáridos que forman parte de una macromolécula. Por lo tanto, estas sustancias se denominan polisacáridos. Los más importantes entre los polisacáridos son el almidón y la celulosa. Ambos se producen en las células vegetales a partir de la glucosa, el principal producto de la fotosíntesis.

Almidón

Conceptos básicos. estructura de la molécula. Se ha demostrado experimentalmente que la fórmula química del almidón es (C6 H10 O5)n, donde PAG alcanza varios miles. El almidón es un polímero natural cuyas moléculas constan de unidades individuales C6 H10 O5. Dado que durante la hidrólisis del almidón solo se forma glucosa, podemos concluir que estas unidades son restos de moléculas. ? - glucosa.

Los científicos pudieron demostrar que las macromoléculas de almidón están formadas por residuos de moléculas de glucosa cíclicas. El proceso de formación del almidón se puede representar de la siguiente manera:

Además, se ha descubierto que el almidón se compone no sólo de moléculas lineales, sino también de moléculas con estructura ramificada. Esto explica la estructura granular del almidón.

Propiedades físicas. El almidón es un polvo blanco, insoluble en agua fría. En agua caliente se hincha y forma una pasta. A diferencia de los mono y oligosacáridos, los polisacáridos no tienen un sabor dulce.

Propiedades químicas.

1) Reacción cualitativa al almidón..

Una reacción característica del almidón es su interacción conthsobredosis. Si se agrega una solución de yodo a una pasta de almidón enfriada, aparece un color azul. Cuando la pasta se calienta desaparece y cuando se enfría vuelve a aparecer. Esta propiedad se utiliza para determinar el almidón en productos alimenticios. Por ejemplo, si se coloca una gota de yodo sobre una patata cortada o una rebanada de pan blanco, aparece un color azul.

2) Reacción de hidrólisis:

(C 6 H 6 O 5) n + nH 2 O > nC 6 H 12 O 6

Obtención de almidón. Industrialmente, el almidón se obtiene principalmente de patatas, arroz o maíz.

Aplicación de almidón. El almidón es un valioso producto nutritivo. Para facilitar su absorción, los alimentos ricos en almidón se exponen a altas temperaturas, es decir, se hierven las patatas y se hornea el pan. En estas condiciones, se produce la hidrólisis parcial del almidón y la formación de dextrinas, soluble en agua. Las dextrinas en el tracto digestivo sufren una mayor hidrólisis a glucosa, que es absorbida por el cuerpo. El exceso de glucosa se convierte en glucógeno(almidón animal). La composición del glucógeno es la misma que la del almidón, pero sus moléculas son más ramificadas. El hígado contiene especialmente mucho glucógeno (hasta un 10%). En el cuerpo, el glucógeno es una sustancia de reserva que se convierte en glucosa a medida que se consume en las células.

EN industria El almidón se convierte por hidrólisis en melaza Y glucosa. Para ello, se calienta con ácido sulfúrico diluido, cuyo exceso luego se neutraliza con tiza. El precipitado de sulfato de calcio resultante se filtra, la solución se evapora y se aísla la glucosa. Si la hidrólisis del almidón no se completa, se forma una mezcla de dextrinas y glucosa, la melaza, que se utiliza en la industria de la confitería. Las dextrinas obtenidas del almidón se utilizan como pegamento para espesar pinturas al aplicar diseños a telas.

El almidón se utiliza para almidonar la ropa. Bajo una plancha caliente, el almidón se hidroliza parcialmente y se convierte en dextrinas. Estos últimos forman una película densa sobre el tejido, que le da brillo y lo protege de la contaminación.

Se encuentra en la naturaleza y el cuerpo humano. El almidón, uno de los productos de la fotosíntesis, está muy extendido en la naturaleza. Para varios plantas es un material nutritivo de reserva y se encuentra principalmente en frutos, semillas y tubérculos. Los granos de las plantas de cereales son los más ricos en almidón: arroz (hasta un 86%), trigo (hasta un 75%), maíz (hasta un 72%) y tubérculos de patata (hasta un 24%). En los tubérculos, los granos de almidón flotan en la savia celular, por lo que las patatas son la principal materia prima para la producción de almidón. En los cereales, las partículas de almidón están fuertemente pegadas entre sí gracias a la sustancia proteica gluten.

Para el cuerpo humano El almidón, junto con la sacarosa, es el principal proveedor de carbohidratos, uno de los componentes más importantes de los alimentos. Bajo la acción de las enzimas, el almidón se hidroliza a glucosa, que se oxida en las células a dióxido de carbono y agua, liberando la energía necesaria para el funcionamiento de un organismo vivo. Entre los productos alimenticios, la mayor cantidad de almidón se encuentra en el pan, la pasta y otros productos de harina, los cereales y las patatas.

Celulosa

El segundo polisacárido más común en la naturaleza es la celulosa o fibra (ver Apéndice 4).

Conceptos básicos. Estructura de la molécula.

La fórmula de la celulosa, como la del almidón, es (C 6 H 10 O 5) n; la unidad elemental de este polímero natural son también los residuos de glucosa. El grado de polimerización de la celulosa es mucho mayor que el del almidón.

Las macromoléculas de celulosa, a diferencia del almidón, están formadas por residuos moleculares. b-glucosa y tienen sólo una estructura lineal. Las macromoléculas de celulosa se ubican en una dirección y forman fibras (lino, algodón, cáñamo).

Propiedades físicas. La celulosa pura es una sustancia sólida de color blanco con una estructura fibrosa. Es insoluble en agua y disolventes orgánicos, pero se disuelve bien en una solución amoniacal de hidróxido de cobre (II). Como sabes, la celulosa no tiene un sabor dulce.

Propiedades químicas.

1) Combustión. La celulosa se quema fácilmente para producir dióxido de carbono y agua.

(C 6 H 10 O 5)n + 6nO 2 > nCO 2 + nH 2 O + Q

2) Hidrólisis. A diferencia del almidón, la fibra es difícil de hidrolizar. Sólo una ebullición muy prolongada en soluciones acuosas de ácidos fuertes conduce a una notable degradación de la macromolécula en glucosa:

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O > nC 6 H 12 O 6

3) Formación de ésteres. Cada unidad elemental de la molécula de celulosa tiene tres grupos hidroxilo, que pueden participar en la formación de ésteres con ácidos tanto orgánicos como inorgánicos.

Nitratos de celulosa. Cuando la celulosa se trata con una mezcla de ácidos nítrico y sulfúrico concentrados (mezcla nitrante), se forman nitratos de celulosa. Dependiendo de las condiciones de reacción y de la proporción de las sustancias que reaccionan, se puede obtener un producto con dos (dinitrato) o tres (trinitrato) grupos hidroxilo.

Preparación de celulosa. Un ejemplo de celulosa casi pura es el algodón obtenido del algodón desmotado. La mayor parte de la celulosa se aísla de la madera, que la contiene junto con otras sustancias. El método más común de producción de celulosa en nuestro país es el llamado método del sulfito. Según este método, la madera triturada en presencia de una solución de hidrosulfito de calcio o hidrosulfito de sodio se calienta en autoclaves a una presión de 0,5-0,6 MPa y una temperatura de 150 °C. En este caso, todas las demás sustancias se destruyen y la celulosa se libera en una forma relativamente pura. Se lava con agua, se seca y se envía para su posterior procesamiento, principalmente para la producción de papel.

Aplicación de celulosa. La celulosa ha sido utilizada por el hombre desde tiempos muy antiguos. Su aplicación es muy diversa. De la celulosa se fabrican numerosas fibras artificiales, películas poliméricas, plásticos, polvos sin humo y barnices. Se utiliza una gran cantidad de celulosa para fabricar papel. Los productos de esterificación de celulosa son de gran importancia. Así, por ejemplo, desde acetato de celulosa recibir acetato de seda. Para ello, se disuelve triacetilcelulosa en una mezcla de diclorometano y etanol. La solución viscosa resultante se fuerza a través de matrices: tapas de metal con numerosos orificios. Se introducen finos chorros de solución en el eje, a través del cual pasa aire caliente en contracorriente. Como resultado, el disolvente se evapora y la triacetilcelulosa se libera en forma de hilos largos, a partir de los cuales se fabrica seda de acetato. El acetato de celulosa también se utiliza en la producción de películas no inflamables y vidrio orgánico que transmite los rayos ultravioleta.

trinitrocelulosa(piroxilina) se utiliza como explosivo y para la producción de pólvora sin humo. Para ello, se disuelve trinitrocelulosa en acetato de etilo o acetona. Una vez evaporados los disolventes, se tritura la masa compacta y se obtiene un polvo sin humo. Históricamente, fue el primer polímero a partir del cual se fabricó el plástico industrial: el celuloide. Anteriormente, la piroxilina se utilizaba para fabricar películas y barnices y películas fotográficas. Su principal desventaja es su fácil inflamabilidad con formación de óxidos de nitrógeno tóxicos.

dinitrocelulosa(coloxilina) también se utiliza para obtener colodión. Para estos fines, se disuelve en una mezcla de alcohol y éter. Después de que los disolventes se evaporan, se forma una película densa: el colodión, utilizado en medicina. La dinitrocelulosa también se utiliza en la producción de plásticos. celuloide. Se produce fusionando dinitrocelulosa con alcanfor.

Se encuentra en la naturaleza y el cuerpo humano. La celulosa es la parte principal de las paredes de las plantas. La celulosa relativamente pura son fibras de algodón, yute y cáñamo. La madera contiene del 40 al 50% de celulosa, la paja, el 30%. La celulosa vegetal sirve como nutriente para los herbívoros, cuyos cuerpos contienen enzimas que descomponen la fibra. La celulosa, como el almidón, se forma en las plantas durante la reacción de la fotosíntesis. Es el componente principal de la membrana de las células vegetales; De ahí proviene su nombre - celulosa ("celulosa" - celúla). La fibra de algodón es celulosa casi pura (hasta un 98%). Las fibras de lino y cáñamo también se componen principalmente de celulosa. La madera contiene aproximadamente 50 %.

Conclusión

El significado biológico de los carbohidratos es muy grande:

1. Los carbohidratos cumplen una función plástica, es decir, participan en la construcción de huesos, células y enzimas. Constituyen el 2-3% del peso.

2. Los carbohidratos realizan dos funciones principales: construcción y energía. La celulosa forma las paredes de las células vegetales. El complejo polisacárido quitina sirve como principal componente estructural del exoesqueleto de los artrópodos. La quitina también desempeña una función constructora en los hongos.

3. Los carbohidratos son el principal material energético (ver). Cuando se oxida 1 gramo de carbohidratos se liberan 4,1 kcal de energía y 0,4 kcal de agua. El almidón en las plantas y el glucógeno en los animales se depositan en las células y sirven como reserva de energía.

4. La sangre contiene (0,1-0,12%) glucosa. La presión osmótica de la sangre depende de la concentración de glucosa.

5. Las pentosas (ribosa y desoxirribosa) participan en la formación de ATP.

Los carbohidratos predominan en la dieta diaria de humanos y animales. Los animales reciben almidón, fibra y sacarosa. Los carnívoros obtienen glucógeno de la carne.

Necesidad humana diaria en azúcares es de unos 500 gramos, pero se repone principalmente gracias al almidón que contienen el pan, las patatas y la pasta. Con una dieta equilibrada, la dosis diaria de sacarosa no debe exceder los 75 gramos (12 a 14 trozos de azúcar estándar, incluido el que se usa para cocinar).

Además, los carbohidratos desempeñan un papel importante en la industria moderna: las tecnologías y productos que utilizan carbohidratos no contaminan el medio ambiente ni lo dañan.

Aplicaciones.

Anexo 1:

Apéndice 2

Historia del descubrimiento y la producción.azúcar de remolacha

La India es considerada la cuna de la caña de azúcar (la palabra "azúcar" también "proviene" de la India: "sakhara" en el idioma de uno de los pueblos antiguos de la península al principio significaba simplemente "arena" y luego "azúcar granulada") . Desde la India se exportaba esta planta a Egipto y Persia; Desde allí, a través de Venecia, llegó el azúcar a los países europeos. Durante mucho tiempo fue muy caro y se consideró un lujo.

La remolacha se cultiva desde la antigüedad. En la antigua Asiria y Babilonia, la remolacha ya se cultivaba hace 1,5 mil años antes de Cristo. Las formas cultivadas de remolacha se conocen en Oriente Medio desde los siglos VIII-VI. ANTES DE CRISTO. Y en Egipto, la remolacha sirvió como alimento principal para los esclavos. Así, a partir de formas silvestres de remolacha, gracias a una selección adecuada, se fueron creando gradualmente variedades de forraje, remolacha de mesa y remolacha blanca. Las primeras variedades de remolacha azucarera se desarrollaron a partir de variedades blancas de remolacha de mesa.

Los historiadores de la ciencia asocian la aparición de una nueva alternativa a la caña, la planta de azúcar, con el descubrimiento trascendental del químico alemán, miembro de la Academia de Ciencias de Prusia A.S. Marggrave (1705-1782). En un informe en una reunión de la Academia de Ciencias de Berlín en 1747, describió los resultados de experimentos para obtener azúcar cristalino a partir de remolacha.

El azúcar resultante, como afirmó Marggraf, no era inferior en sabor al azúcar de caña. Sin embargo, Marggraf no veía amplias perspectivas para la aplicación práctica de su descubrimiento.

El alumno de Marggraf, F.K., fue más allá en la investigación y el estudio de este descubrimiento. Achard (1753-1821). Desde 1784 se dedicó activamente a mejorar, desarrollar y poner en práctica el descubrimiento de su maestro.

Akhard entendió perfectamente que una de las condiciones más importantes para el éxito de un negocio nuevo y muy prometedor es la mejora de las materias primas: la remolacha, es decir. aumentando su contenido en azúcar. Ya en 1799, el trabajo de Achard se vio coronado por el éxito. Ha aparecido una nueva rama de la remolacha cultivada: el azúcar. En 1801, en su finca de Kuzern (Silesia), Achard construyó una de las primeras fábricas de azúcar de Europa, donde dominó la producción de azúcar a partir de remolacha.

Una comisión enviada por la Academia de Ciencias de París realizó un estudio en la planta de Akhardov y llegó a la conclusión de que la producción de azúcar a partir de remolacha no era rentable.

Sólo los únicos industriales ingleses de aquella época, que eran monopolistas en la producción y venta de azúcar de caña, vieron en la remolacha azucarera un competidor serio y en varias ocasiones ofrecieron a Achard grandes sumas de dinero con la condición de que se negara a realizar su trabajo y declarara públicamente el Inutilidad de producir azúcar a partir de remolacha.

Pero Achard, que creía firmemente en la promesa de la nueva planta azucarera, no cedió. Desde 1806, Francia abandonó la producción de azúcar de caña y pasó al azúcar de remolacha, que con el tiempo se fue generalizando. Napoleón brindó un gran apoyo a quienes mostraron el deseo de cultivar remolachas y producir azúcar a partir de ellas, porque... Vio en el desarrollo de una nueva industria una oportunidad para el desarrollo simultáneo de la agricultura y la industria.

Un antiguo método ruso para obtener azúcar de plantas que contienen sacarosa.

Este sencillo método de obtención de azúcar está diseñado específicamente para uso doméstico. El método contiene elementos de antiguas recetas rusas para producir azúcar, incluido el uso de métodos propuestos en 1850-1854 por el ingeniero Tolpygin. La materia prima para la producción de azúcar son plantas azucareras que contienen sacarosa. Para obtener azúcar, conviene utilizar bayas, frutas y verduras con mayor contenido de azúcar, es decir, el mas dulce.

La secuencia de obtención del azúcar es la siguiente:

1. Molienda del producto;

2. Obtener jugo;

3. Separación de impurezas;

4. Condensación del jugo en almíbar;

5. Extracción de azúcar cristalino.

Primera etapa: Entonces, la transformación de un producto que contiene azúcar en azúcar se basa en extraerle jugo.

Si está utilizando frutas tiernas (fresas, fresas y otras bayas), simplemente tritúrelas. Si se trata, por ejemplo, de albaricoques o melocotones, hay que partirlos y quitarles los huesos. Si se utiliza sandía o melón, el contenido de la fruta se retira de la cáscara y se liberan las semillas. También se recomienda recoger las bayas frescas; remojar las frutas durante 2-3 horas antes para aumentar el rendimiento del jugo. Si se trata de remolacha azucarera, manzanas o zanahorias, etc., el producto se tritura en trozos. Cuanto más finas y largas sean las virutas, más factores favorecerán su desazucarificación. Se recomiendan buenas virutas con un ancho de tira de 2-3 mm y un espesor de 1-1,5 mm.

Segunda fase: El producto triturado se vierte con agua hasta que esté completamente cubierto y se hierve a una temperatura de 70-72 °C. Si la temperatura es inferior a 70°C, los posibles microbios no mueren; si es superior a 72°C, las virutas comienzan a ablandarse.

El tiempo de cocción es de 45 a 60 minutos, revolviendo con una espátula de madera. El azúcar de las virutas pasa al agua, que se convierte en jugo. Las virutas después de extraerles el azúcar se llaman pulpa. Se exprime el jugo de la pulpa y se retira la pulpa.

Tercera etapa: El jugo resultante es de color oscuro y tiene un alto contenido de impurezas. El color oscuro, si no se elimina, se transfiere a cristales de azúcar. Si evaporas el agua del jugo en esta etapa, obtendrás azúcar, pero tendrá el sabor, color y olor del producto original. El jugo es ácido, por lo que es necesaria la neutralización. Si no se hace esto, el jugo formará mucha espuma al evaporarse y complicará así este proceso. La forma más económica de limpiar el jugo es tratarlo con cal apagada quemada CA (OH) 2. Agregue lima al jugo calentado a 80-90 °C (en casos extremos, puede usar cal de construcción). Para 10 litros de zumo se necesitan aproximadamente 0,5 kg de lima. La lima se debe agregar gradualmente, revolviendo constantemente el jugo. Deje reposar la solución durante 10 minutos. Luego, para precipitar la cal, se debe pasar dióxido de carbono CO 2 a través del jugo. Puede utilizar dióxido de carbono de latas para sifones domésticos (para producir agua carbonatada), cilindros de gas industriales para saturadores o de extintores de incendios de las series OU y ORP. El gas del recipiente se suministra a través de un tubo a la parte inferior del recipiente con jugo caliente. Al final del tubo se debe instalar un nebulizador (difusor) con muchos orificios pequeños para utilizar el gas de manera más eficiente. Se puede lograr un resultado aún mejor agitando simultáneamente la solución. Una buena atomización del gas garantiza una alta tasa de utilización y reduce el tiempo del proceso (aproximadamente 10 minutos). La solución debe sedimentarse y luego filtrarse. Los filtros que utilizan carbón activado o carbón de huesos son más efectivos. Pero en casos extremos, puedes utilizar un filtro de tela.

Para la clarificación final del jugo y la eliminación del olor de las materias primas, propongo un método ruso probado. El dióxido de azufre SO2 debe pasar a través del jugo. Es importante realizar el tratamiento con dióxido de azufre justo antes de la evaporación, porque La acción del gas también afecta a la evaporación, lo que contribuye a un menor oscurecimiento del almíbar. Es necesario tener azufre. Cuando se calienta, el azufre se derrite y, cuando se mezcla con el aire, se forma dióxido de azufre. Los viejos maestros utilizaban dos vasijas selladas conectadas por un tubo. Uno contenía agua y el otro azufre. Un segundo tubo salía del recipiente con azufre hasta el difusor en el fondo del recipiente con jugo. Cuando ambos recipientes se calentaron, el vapor de agua, que pasaba a través del tubo, desplazó el dióxido de azufre del segundo recipiente y entró en el difusor. Puedes llevar el mismo difusor.

Este esquema se puede simplificar un poco: tome solo un recipiente con azufre, conecte un compresor de acuario u otra bomba a su tubo de entrada y sople aire a través del gas que se acumula en el recipiente con azufre. Se debe realizar una purga de gas hasta que el jugo esté completamente clarificado. Para acelerar el proceso, es mejor mezclar el jugo al mismo tiempo. El dióxido de azufre se evapora sin dejar rastro de la solución en un recipiente abierto, pero se debe trabajar en un área bien ventilada.

El dióxido de azufre SO 2 es el mejor antiséptico. Corroe fuertemente los utensilios metálicos, por lo que conviene utilizar los esmaltados. Una gran ventaja de este gas, que supera con creces sus desventajas, es la posibilidad de eliminarlo por completo del producto. Cuando se calienta un producto tratado con dióxido de azufre, este último se evapora sin dejar olor ni sabor. El gas se utiliza mucho en las fábricas de conservas para conservar diversos productos.

El azufre se puede comprar en una ferretería o en una tienda de jardinería, donde se vende como "Garden Sulphur": contiene un 99,9% de azufre. Si no pudo encontrar azufre, no se desanime. Su azúcar no será tan blanca, conservará el tono del producto original, pero el sabor no será peor que el blanco.

Cuarta etapa: El siguiente paso es espesar el jugo purificado y decolorado hasta convertirlo en almíbar. Es necesario retirar una gran cantidad de agua del jugo. Esto se hace mejor evaporando el jugo en una estufa rusa, a fuego lento en la estufa, sin llevar el almíbar bajo ninguna circunstancia a ebullición (para evitar que se oscurezca).

Durante el proceso de evaporación, el almíbar se espesa cada vez más. Si se introduce una semilla en forma de varios gramos de azúcar glass en una solución sobresaturada que no tenga cristales de azúcar, provocará la formación de nuevos cristales. Determinar el momento de introducir el polvo en una solución es muy importante e implica el siguiente método más simple: una gota de almíbar, exprimida entre los dedos, al separarlos forma un hilo fino (pelo), luego llega el momento de la imprimación. Para 10 litros de almíbar, la cantidad de semilla será media cucharadita de polvo. Si agregas poco polvo, los cristales de azúcar resultantes serán grandes; si agregas demasiado, serán pequeños; Se formará una cantidad suficiente de cristales aproximadamente entre 10 y 15 minutos después de la siembra. La cristalización adicional debe llevarse a cabo enfriando y agitando continuamente el producto.

El producto resultante se llama “mascuite”, contiene hasta un 7-10% de agua y un 50-60% de azúcar cristalizado y líquido intercristalino (melaza).

Quinta etapa: La siguiente operación es separar los cristales de la melaza. Una vez completada la cristalización, se debe descargar toda la masa en un paño con una malla de 0,3 mm, colgado por las esquinas formando un nudo encima de un recipiente para escurrir la melaza. Al mismo tiempo, intenta exprimir la masa. Para aumentar el porcentaje de rendimiento de azúcar, es mejor reutilizar la melaza como aditivo para el almíbar.

El azúcar después de escurrir la melaza se vuelve amarillenta. A continuación, puede utilizar el método de la brecha, que funcionó bien en 1854 y fue propuesto por el ingeniero Tolpygin. Este método, introducido en Rusia, se extendió rápidamente por toda la industria azucarera mundial y se llamó "ruso". Ahora el método está inmerecidamente olvidado. Consiste en cocer la masa cocida al vapor y permite obtener azúcar blanco de gran calidad. Se debe atar bien el paño con azúcar a un recipiente con una pequeña cantidad de agua hirviendo. El vapor, al subir, atravesará el azúcar, limpiándolo de melaza blanca. El azúcar blanco resultante, incluso si está húmedo al tacto, se acumulará durante el almacenamiento y se convertirá en un bulto sólido. Por lo tanto, el azúcar debe secarse antes de un almacenamiento prolongado.

Características de la producción de azúcar.

La producción de azúcar se refiere a una producción mecanizada de flujo continuo con un alto nivel de automatización de los procesos principales.

Una peculiaridad de la ubicación territorial de las fábricas de azúcar es su estrecha conexión con las zonas sembradas de remolacha azucarera, ya que el transporte de remolacha a largas distancias es económicamente ineficaz. En algunos casos, las fábricas de azúcar tienen sus propias áreas de cultivo ubicadas directamente cerca de la empresa. Los residuos de la industria azucarera (pulpa, vinaza, lodo de defecación) pueden utilizarse como fertilizante y, en algunos casos, como alimento para el ganado.

Apéndice 3

Los carbohidratos son la fuente de energía más importante del cuerpo.

De todos los nutrientes que consume el ser humano, los carbohidratos son sin duda la principal fuente de energía. En promedio, representan entre el 50 y el 70% del contenido calórico de la dieta diaria. A pesar de que una persona consume muchos más carbohidratos que grasas y proteínas, sus reservas en el cuerpo son pequeñas. Esto significa que el cuerpo debe recibirlos con regularidad.

Los principales carbohidratos de los alimentos son los azúcares complejos, los llamados polisacáridos: almidón y glucógeno, formados a partir de una gran cantidad de residuos de glucosa. La glucosa misma se encuentra en grandes cantidades en las uvas y las frutas dulces. Además de glucosa, la miel y las frutas contienen cantidades importantes de fructosa. El azúcar común que compramos en las tiendas es un disacárido, ya que su molécula se construye a partir de residuos de glucosa y fructosa. La leche y los productos lácteos contienen grandes cantidades del azúcar de la leche menos dulce: la lactosa, que, junto con la glucosa, también contiene el monosacárido galactosa.

La necesidad de carbohidratos depende en gran medida del gasto energético del organismo. En promedio, para un hombre adulto que realiza principalmente trabajo mental o físico ligero, la necesidad diaria de carbohidratos oscila entre 300 y 500 g. Para los trabajadores manuales y los deportistas, es mucho mayor. A diferencia de las proteínas y, en cierta medida, de las grasas, la cantidad de carbohidratos en la dieta se puede reducir significativamente sin perjudicar la salud. Quienes quieran adelgazar deben prestar atención a esto.: Los carbohidratos tienen principalmente valor energético. Cuando se oxida 1 g de carbohidratos, se liberan en el cuerpo entre 4,0 y 4,2 kcal. Por tanto, a su costa es más fácil regular la ingesta calórica.

¿Qué alimentos deben considerarse las principales fuentes de carbohidratos? Muchos alimentos vegetales son los más ricos en carbohidratos: pan, cereales, pasta, patatas. El azúcar es un carbohidrato puro. La miel, según su origen, contiene entre un 70 y un 80% de mono y disacáridos. Su elevado dulzor se debe al importante contenido de fructosa, cuyas propiedades dulces son aproximadamente 2,5 veces superiores a las de la glucosa y 1,5 veces superiores a las de la sacarosa. Los dulces, bollería, tartas, mermeladas, helados y otros dulces son las fuentes de carbohidratos más atractivas y suponen un peligro indudable para las personas que están ganando peso. Una característica distintiva de estos productos es su alto contenido calórico y su bajo contenido de factores nutricionales esenciales.

Estrechamente relacionados con el grupo de los carbohidratos están las sustancias que se encuentran en la mayoría de los alimentos vegetales y que son poco digeribles para el cuerpo humano: la fibra y las pectinas.

Fuentes importantes de carbohidratos.

Apéndice 4

Celulosa es un polisacárido que forma parte de las membranas masivas de las células vegetales. Se encuentran grandes cantidades en muchas verduras, frutas, hojas y tallos de plantas. Sólo una pequeña parte de la fibra se puede digerir en el cuerpo humano bajo la influencia de microorganismos en los intestinos. Por lo tanto, la fibra y las pectinas pasan en su mayoría sin cambios por el tracto gastrointestinal. Pero juegan un papel importante: las masas de alimentos se mueven más rápido a lo largo de los intestinos. Por este motivo, a quienes quieran perder peso se les recomienda comer muchas verduras y frutas. El pan integral contiene grandes cantidades de sustancias de lastre, como ya se mencionó, en diversas verduras y frutas, especialmente en la remolacha, la zanahoria y las ciruelas pasas.

Referencias

1. Química orgánica: Publicación educativa para 10° grado. promedio escuela - Moscú, Ilustración, 1993

2. Enciclopedia electrónica de Cirilo y Metodio, 2004.

3. Manual del estudiante escolar, volumen II, Amphora, 2002.

4. Sitios de Internet: motores de búsqueda www. nigma. ru, www. excursionista. ru.

5. Biología. Introducción a la biología general y la ecología. Noveno grado. (2003). "Avutarda" A.A.

Documentos similares

Sustancias orgánicas que contienen carbono, oxígeno e hidrógeno. Fórmula general para la composición química de los carbohidratos. Estructura y propiedades químicas de monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. Las principales funciones de los carbohidratos en el cuerpo humano.

presentación, añadido el 23/10/2016


Fórmula de carbohidratos, su clasificación. Funciones básicas de los carbohidratos. Síntesis de carbohidratos a partir de formaldehído. Propiedades de monosacáridos, disacáridos, polisacáridos. Hidrólisis del almidón bajo la acción de enzimas contenidas en la malta. Fermentación alcohólica y láctica.

presentación, agregado 20/01/2015


Características generales, clasificación y nomenclatura de monosacáridos, estructura de sus moléculas, estereoisomerismo y conformación. Propiedades físicas y químicas, oxidación y reducción de glucosa y fructosa. Formación de oximas, glucósidos y complejos quelatos.

trabajo del curso, añadido el 24/08/2014


La estructura de los carbohidratos. El mecanismo de transporte transmembrana de glucosa y otros monosacáridos en la célula. Monosacáridos y oligosacáridos. El mecanismo de absorción de monosacáridos en el intestino. Fosforilación de la glucosa. Desfosforilación de glucosa-6-fosfato. Síntesis de glucógeno.

presentación, añadido el 22/12/2014


Clasificación de los carbohidratos (monosacáridos, oligosacáridos, polisacáridos) como compuestos orgánicos más comunes. Propiedades químicas de la sustancia, su papel en la nutrición como principal fuente de energía, características y lugar de la glucosa en la vida humana.

resumen, añadido el 20/12/2010


La fórmula general de los carbohidratos, su principal importancia bioquímica, prevalencia en la naturaleza y papel en la vida humana. Tipos de carbohidratos por estructura química: simples y complejos (mono y polisacáridos). La síntesis de carbohidratos a partir de formaldehído.

prueba, agregada el 24/01/2011


Los carbohidratos son hidratos de carbono. Los carbohidratos más simples se llaman monosacáridos y cuya hidrólisis produce dos moléculas de monosacáridos se llama disacáridos. Un monosacárido común es la D-glucosa. La transformación de los carbohidratos es por epimerización.

resumen, añadido el 03/02/2009


resumen, añadido el 21/02/2009


El concepto de compuestos heterocíclicos, su esencia y características, propiedades químicas básicas y fórmula general. Clasificación de compuestos heterocíclicos, variedades, características distintivas y métodos de preparación. Reacciones de sustitución electrofílica.

resumen, añadido el 21/02/2009


Estudio de la estructura, clasificación y propiedades fisicoquímicas de los carbohidratos. El papel de los monosacáridos en el proceso de respiración y fotosíntesis. Papel biológico de la fructosa y la galactosa. Papel fisiológico de la aldosa o cetosa. Propiedades físicas y químicas de los monosacáridos.

En la antigüedad, la humanidad conoció los carbohidratos y aprendió a utilizarlos en su vida diaria. Algodón, lino, madera, almidón, miel, azúcar de caña son sólo algunos de los carbohidratos que desempeñaron un papel importante en el desarrollo de la civilización. Los carbohidratos se encuentran entre los compuestos orgánicos más comunes en la naturaleza. Son componentes integrales de las células de cualquier organismo, incluidas bacterias, plantas y animales. En las plantas, los carbohidratos representan entre el 80% y el 90% de la masa seca, en los animales, aproximadamente el 2% del peso corporal. Su síntesis a partir de dióxido de carbono y agua la llevan a cabo las plantas verdes utilizando la energía de la luz solar ( fotosíntesis ). La ecuación estequiométrica general para este proceso es:

Luego, la glucosa y otros carbohidratos simples se convierten en carbohidratos más complejos, como el almidón y la celulosa. Las plantas utilizan estos carbohidratos para liberar energía a través del proceso de respiración. Este proceso es esencialmente lo contrario de la fotosíntesis:

¡Interesante saberlo! Las plantas verdes y las bacterias absorben anualmente aproximadamente 200 mil millones de toneladas de dióxido de carbono de la atmósfera mediante el proceso de fotosíntesis. En este caso, se liberan a la atmósfera alrededor de 130 mil millones de toneladas de oxígeno y se sintetizan 50 mil millones de toneladas de compuestos orgánicos de carbono, principalmente carbohidratos.

Los animales no son capaces de sintetizar carbohidratos a partir de dióxido de carbono y agua. Al consumir carbohidratos con los alimentos, los animales utilizan la energía acumulada en ellos para mantener procesos vitales. Nuestros alimentos como bollería, patatas, cereales, etc. se caracterizan por un alto contenido en hidratos de carbono.

El nombre "carbohidratos" es histórico. Los primeros representantes de estas sustancias fueron descritos por la fórmula general C m H 2 n O n o C m (H 2 O) n. Otro nombre para los carbohidratos es Sáhara – se explica por el sabor dulce de los carbohidratos más simples. En cuanto a su estructura química, los carbohidratos son un grupo de compuestos complejo y diverso. Entre ellos se encuentran tanto compuestos bastante simples con un peso molecular de aproximadamente 200 como polímeros gigantes cuyo peso molecular alcanza varios millones. Además de los átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno, los carbohidratos pueden contener átomos de fósforo, nitrógeno, azufre y, con menos frecuencia, otros elementos.

Clasificación de carbohidratos

Todos los carbohidratos conocidos se pueden dividir en dos grandes grupos: carbohidratos simples Y hidratos de carbono complejos. Un grupo separado está formado por polímeros mixtos que contienen carbohidratos, por ejemplo, glicoproteínas– complejo con una molécula de proteína, glicolípidos – complejo con lípidos, etc.

Los carbohidratos simples (monosacáridos o monosacáridos) son compuestos de polihidroxicarbonilo que no son capaces de formar moléculas de carbohidratos más simples tras la hidrólisis. Si los monosacáridos contienen un grupo aldehído, entonces pertenecen a la clase de aldosas (aldehído alcoholes), si contienen un grupo cetona, pertenecen a la clase de cetosas (ceto alcoholes). Dependiendo del número de átomos de carbono en la molécula de monosacárido, se distinguen triosas (C 3), tetrosas (C 4), pentosas (C 5), hexosas (C 6), etc.:

Los compuestos más comunes que se encuentran en la naturaleza son las pentosas y las hexosas.

Complejo carbohidratos ( polisacáridos, o poliosis) son polímeros construidos a partir de residuos de monosacáridos. Cuando se hidrolizan, forman carbohidratos simples. Dependiendo del grado de polimerización, se dividen en de bajo peso molecular ( oligosacáridos, cuyo grado de polimerización suele ser inferior a 10) y alto peso molecular. Los oligosacáridos son carbohidratos similares al azúcar que son solubles en agua y tienen un sabor dulce. Según su capacidad para reducir iones metálicos (Cu 2+, Ag +), se dividen en restaurativo Y no restaurador. Los polisacáridos, según su composición, también se pueden dividir en dos grupos: homopolisacáridos Y heteropolisacáridos. Los homopolisacáridos se forman a partir de residuos de monosacáridos de un tipo y los heteropolisacáridos se forman a partir de residuos de diferentes monosacáridos.

Lo anterior con ejemplos de los representantes más comunes de cada grupo de carbohidratos se puede presentar en el siguiente diagrama:

Funciones de los carbohidratos

Las funciones biológicas de los polisacáridos son muy diversas.

Función de energía y almacenamiento.

Los carbohidratos contienen la mayor parte de las calorías que una persona consume a través de los alimentos. El principal carbohidrato proveniente de los alimentos es el almidón. Se encuentra en productos horneados, patatas y cereales. La dieta humana también contiene glucógeno (en el hígado y la carne), sacarosa (como aditivo en diversos platos), fructosa (en frutas y miel) y lactosa (en la leche). Los polisacáridos, antes de ser absorbidos por el cuerpo, deben hidrolizarse con la ayuda de enzimas digestivas a monosacáridos. Sólo de esta forma se absorben en la sangre. Con el torrente sanguíneo, los monosacáridos ingresan a los órganos y tejidos, donde se utilizan para sintetizar sus propios carbohidratos u otras sustancias, o se descomponen para extraer energía de ellos.

La energía liberada como resultado de la descomposición de la glucosa se almacena en forma de ATP. Existen dos procesos para la descomposición de la glucosa: anaeróbico (en ausencia de oxígeno) y aeróbico (en presencia de oxígeno). Como resultado del proceso anaeróbico, se forma ácido láctico.

que, durante la actividad física intensa, se acumula en los músculos y provoca dolor.

Como resultado del proceso aeróbico, la glucosa se oxida a monóxido de carbono (IV) y agua:

Como resultado de la descomposición aeróbica de la glucosa, se libera mucha más energía que como resultado de la descomposición anaeróbica. En general, la oxidación de 1 g de carbohidratos libera 16,9 kJ de energía.

La glucosa puede sufrir fermentación alcohólica. Este proceso lo lleva a cabo la levadura en condiciones anaeróbicas:

La fermentación alcohólica se utiliza mucho en la industria para la producción de vinos y alcohol etílico.

El hombre aprendió a utilizar no solo la fermentación alcohólica, sino que también descubrió el uso de la fermentación del ácido láctico, por ejemplo, para obtener productos con ácido láctico y encurtir vegetales.

No existen enzimas en el cuerpo humano o animal que puedan hidrolizar la celulosa; sin embargo, la celulosa es el componente principal de la alimentación de muchos animales, en particular de los rumiantes. Los estómagos de estos animales contienen grandes cantidades de bacterias y protozoos que producen la enzima. celulasa, catalizando la hidrólisis de la celulosa a glucosa. Este último puede sufrir más transformaciones, como resultado de lo cual se forman ácidos butírico, acético y propiónico, que pueden ser absorbidos por la sangre de los rumiantes.

Los carbohidratos también realizan una función de reserva. Así, el almidón, la sacarosa, la glucosa en las plantas y glucógeno en los animales son la reserva de energía de sus células.

Funciones estructurales, de soporte y protectoras.

Celulosa en plantas y quitina en invertebrados y hongos desempeñan funciones de soporte y protección. Los polisacáridos forman una cápsula en los microorganismos, fortaleciendo así la membrana. Los lipopolisacáridos de bacterias y las glicoproteínas de la superficie de las células animales proporcionan selectividad de interacción intercelular y reacciones inmunológicas del cuerpo. La ribosa sirve como material de construcción para el ARN y la desoxirribosa para el ADN.

Realiza una función protectora. heparina. Este carbohidrato, al ser un inhibidor de la coagulación sanguínea, previene la formación de coágulos sanguíneos. Se encuentra en la sangre y el tejido conectivo de los mamíferos. Las paredes celulares bacterianas formadas por polisacáridos, unidas por cadenas cortas de aminoácidos, protegen a las células bacterianas de los efectos adversos. En crustáceos e insectos, los carbohidratos participan en la construcción del exoesqueleto, que cumple una función protectora.

Función reguladora

La fibra mejora la motilidad intestinal, mejorando así la digestión.

Es interesante la posibilidad de utilizar carbohidratos como fuente de combustible líquido (etanol). Desde la antigüedad, la madera se ha utilizado para calentar las casas y cocinar alimentos. En la sociedad moderna, este tipo de combustible está siendo reemplazado por otros tipos: el petróleo y el carbón, que son más baratos y cómodos de usar. Sin embargo, las materias primas vegetales, a pesar de algunos inconvenientes de uso, a diferencia del petróleo y el carbón, son una fuente de energía renovable. Pero su uso en motores de combustión interna resulta complicado. Para estos fines, es preferible utilizar combustible líquido o gas. A partir de madera de baja calidad, paja u otros materiales vegetales que contengan celulosa o almidón, se puede obtener combustible líquido: el alcohol etílico. Para ello, primero debes hidrolizar la celulosa o el almidón para obtener glucosa:

y luego someter la glucosa resultante a fermentación alcohólica para producir alcohol etílico. Una vez purificado, puede utilizarse como combustible en motores de combustión interna. Cabe señalar que en Brasil, para este fin, se producen anualmente miles de millones de litros de alcohol a partir de caña de azúcar, sorgo y yuca y se utilizan en motores de combustión interna.

Según su capacidad de hidrolizarse, los carbohidratos se dividen en monosacáridos simples y polisacáridos complejos. Los monosacáridos no se hidrolizan para formar carbohidratos más simples. Los polisacáridos capaces de hidrólisis pueden considerarse productos de policondensación de monosacáridos. Los polisacáridos son compuestos de alto peso molecular cuyas macromoléculas contienen cientos y miles de residuos de monosacáridos. Entre ellos hay un grupo de oligosacáridos que tienen un peso molecular relativamente pequeño y contienen de 2 a 10 residuos de monosacáridos.

carbohidratos simples

Estos incluyen glucosa, galactosa y fructosa (monosacáridos), así como sacarosa, lactosa y maltosa (disacáridos).
La glucosa es el principal proveedor de energía del cerebro. Se encuentra en frutas y bayas y es necesario para el suministro de energía y la formación de glucógeno en el hígado.

La fructosa casi no requiere la hormona insulina para su absorción, lo que permite su uso en la diabetes, pero con moderación.

La galactosa no se encuentra libre en los productos. Producido por la descomposición de la lactosa.

La sacarosa se encuentra en el azúcar y los dulces. Cuando ingresa al cuerpo, se descompone en más componentes: glucosa y fructosa.

La lactosa es un carbohidrato que se encuentra en los productos lácteos. Con una deficiencia congénita o adquirida de la enzima lactasa en el intestino, se altera la descomposición de la lactosa en glucosa y galactosa, lo que se conoce como intolerancia a los lácteos. Los productos lácteos fermentados contienen menos lactosa que la leche, ya que cuando la leche se fermenta, se forma ácido láctico a partir de la lactosa.

La maltosa es un producto intermedio de la degradación del almidón por las enzimas digestivas. Posteriormente la maltosa se descompone en glucosa. Se encuentra libre en la miel, la malta (de ahí el segundo nombre: azúcar de malta) y la cerveza.

Hidratos de carbono complejos

Estos incluyen almidón y glucógeno (carbohidratos digeribles), así como fibra, pectinas y hemicelulosa.

El almidón constituye el 80% de todos los carbohidratos de la dieta. Sus principales fuentes son el pan y productos de panadería, cereales, legumbres, arroz y patatas. El almidón se digiere con relativa lentitud y se descompone en glucosa.

El glucógeno, también llamado “almidón animal”, es un polisacárido que consta de cadenas muy ramificadas de moléculas de glucosa. Se encuentra en pequeñas cantidades en productos animales (en el hígado, entre un 2% y un 10% y en el tejido muscular, entre un 0,3% y un 1%).

La fibra es un carbohidrato complejo que forma parte de las membranas de las células vegetales. En el cuerpo, la fibra prácticamente no se digiere; solo una pequeña parte puede ser influenciada por los microorganismos del intestino.

La fibra, junto con las pectinas, ligninas y hemicelulosa, se denominan sustancias de lastre. Mejoran el funcionamiento del sistema digestivo, previniendo muchas enfermedades. Las pectinas y la hemicelulosa tienen propiedades higroscópicas, lo que les permite absorber y transportar el exceso de colesterol, amoníaco, pigmentos biliares y otras sustancias nocivas. Otro beneficio importante de la fibra dietética es que ayuda a prevenir la obesidad. Aunque no tienen un alto valor energético, las verduras, por su gran cantidad de fibra dietética, contribuyen a una temprana sensación de saciedad.

La fibra dietética se encuentra en grandes cantidades en el pan integral, el salvado, las verduras y las frutas.

Monosacáridos (monosas)

Son compuestos heterofuncionales. Sus moléculas contienen simultáneamente carbonilo (aldehído o cetona) y varios grupos hidroxilo, es decir, los monosacáridos son compuestos de polihidroxicarbonilo: polihidroxialdehídos y polihidroxicetonas. Se caracterizan por la presencia de una cadena carbonada no ramificada.

Mediante análisis de difracción de rayos X se demostró que de las dos conformaciones en forma de silla del anillo de piranosa en la D-glucopiranosa, se consigue aquella en la que todos los sustituyentes más grandes, por ejemplo el alcohol primario y los grupos hidroxilo, ocupan posiciones ecuatoriales. . En este caso, el grupo hemiacetal en el anómero beta está en posición ecuatorial y en el anómero alfa en posición axial. Así, en el anómero beta, todos los sustituyentes se encuentran en una posición ecuatorial más favorable y, por tanto, predomina en la mezcla de tautómeros de D-glucosa. Los anómeros no se forman en cantidades iguales, sino con predominio del diastereómero termodinámicamente más estable. La preferencia por la formación de uno u otro anómero está determinada en gran medida por su estructura conformacional. La estructura conformacional de la D-glucopiranosa arroja luz sobre la singularidad de este monosacárido. La beta-D-glucopiranosa es un monosacárido con una disposición ecuatorial completa de sustituyentes. La alta estabilidad termodinámica resultante es la razón principal de su amplia presencia en la naturaleza. En la lactopiranosa, el grupo OH en C-4 está en posición axial. La proporción de anómeros alfa y beta es aproximadamente la misma que la de la glucopiranosa.

Glucósidos

Cuando los monosacáridos interactúan con compuestos que contienen hidroxilo (alcoholes, fenoles, etc.) bajo catálisis ácida, se forman derivados de la forma cíclica solo en el grupo OH glicosídico: acetales cíclicos, llamados glucósidos. Una forma conveniente de obtener glucósidos es hacer pasar cloruro de hidrógeno gaseoso (catalizador) a través de una solución del monosacárido en alcoholes, como etanol, metanol, etc. Esto produce etil o metil glucósidos, respectivamente. Los nombres de los glucósidos indican primero el nombre del radical introducido, luego la configuración del centro anomérico y el nombre del residuo de carbohidrato con el sufijo -ósido. Como todos los acetales, los glucósidos se hidrolizan fácilmente con ácidos diluidos, pero son resistentes a la hidrólisis en un ambiente ligeramente alcalino. Para la descomposición hidrolítica de los glucósidos se utiliza ampliamente la hidrólisis enzimática, cuya ventaja es su especificidad. Por ejemplo, la enzima alfa-glucosidasa de la levadura escinde sólo el enlace alfa-glucosídico; beta-glucosidasa de almendras: solo enlace beta-glucosídico. Sobre esta base, la hidrólisis enzimática se utiliza a menudo para determinar la configuración del átomo de carbono anomérico. La hidrólisis de glucósidos es la base de la descomposición hidrolítica de los polisacáridos en el cuerpo y también se utiliza en muchos procesos industriales. Una molécula de glucósido se puede representar formalmente como compuesta de dos partes: carbohidrato y aglicona. Los propios monosacáridos también pueden actuar como agliconas que contienen hidróxidos. Los glucósidos formados con agliconas que contienen OH se denominan O-glucósidos. A su vez, los glucósidos formados con agliconas que contienen NH (por ejemplo, aminas) se denominan N-glucósidos. Estos incluyen nucleósidos, que son importantes en la química de los ácidos nucleicos. Se conocen ejemplos de S-glucósidos (tioglucósidos), por ejemplo la sinigrina contenida en la mostaza, cuya hidrólisis produce aceite de mostaza (el ingrediente activo de los emplastos de mostaza).

carbohidratos son sustancias con la fórmula general C n (H 2 O) m, donde n y m pueden tener diferentes significados. El nombre "carbohidratos" refleja el hecho de que el hidrógeno y el oxígeno están presentes en las moléculas de estas sustancias en la misma proporción que en la molécula de agua. Además de carbono, hidrógeno y oxígeno, los derivados de carbohidratos pueden contener otros elementos, como nitrógeno.

Los carbohidratos son uno de los principales grupos de sustancias orgánicas en las células. Son los productos primarios de la fotosíntesis y los productos iniciales de la biosíntesis de otras sustancias orgánicas en las plantas (ácidos orgánicos, alcoholes, aminoácidos, etc.), y también se encuentran en las células de todos los demás organismos. En una célula animal, el contenido de carbohidratos está entre el 1 y el 2%, en las células vegetales puede alcanzar en algunos casos el 85-90% de la masa de materia seca.

Hay tres grupos de carbohidratos:

• monosacáridos o azúcares simples;
• oligosacáridos: compuestos que constan de 2 a 10 moléculas de azúcares simples conectadas en serie (por ejemplo, disacáridos, trisacáridos, etc.).
• Los polisacáridos están formados por más de 10 moléculas de azúcares simples o sus derivados (almidón, glucógeno, celulosa, quitina).

Monosacáridos (azúcares simples)

Dependiendo de la longitud del esqueleto de carbono (número de átomos de carbono), los monosacáridos se dividen en triosas (C 3), tetrosas (C 4), pentosas (C 5), hexosas (C 6), heptosas (C 7).

Las moléculas de monosacáridos son alcoholes aldehídos (aldosas) o cetoalcoholes (cetosis). Las propiedades químicas de estas sustancias están determinadas principalmente por los grupos aldehído o cetona que forman sus moléculas.

Los monosacáridos son muy solubles en agua y tienen un sabor dulce.

Cuando se disuelven en agua, los monosacáridos, comenzando por las pentosas, adquieren forma de anillo.

Las estructuras cíclicas de pentosas y hexosas son formas comunes: en un momento dado, sólo una pequeña fracción de las moléculas existe en la forma de "cadena abierta". Los oligo y polisacáridos también incluyen formas cíclicas de monosacáridos.

Además de los azúcares, en los que todos los átomos de carbono están unidos a átomos de oxígeno, existen azúcares parcialmente reducidos, el más importante de los cuales es la desoxirribosa.

oligosacáridos

Cuando se hidrolizan, los oligosacáridos forman varias moléculas de azúcares simples. En los oligosacáridos, las moléculas de azúcares simples están conectadas mediante los llamados enlaces glicosídicos, que conectan el átomo de carbono de una molécula a través del oxígeno con el átomo de carbono de otra molécula.

Los oligosacáridos más importantes incluyen la maltosa (azúcar de malta), lactosa (azúcar de la leche) y sacarosa (azúcar de caña o de remolacha). Estos azúcares también se llaman disacáridos. Según sus propiedades, los disacáridos son bloques de los monosacáridos. Se disuelven bien en agua y tienen un sabor dulce.

Polisacáridos

Se trata de biomoléculas poliméricas de alto peso molecular (hasta 10.000.000 Da), que constan de una gran cantidad de monómeros: azúcares simples y sus derivados.

Los polisacáridos pueden consistir en monosacáridos del mismo o diferente tipo. En el primer caso se denominan homopolisacáridos (almidón, celulosa, quitina, etc.), en el segundo, heteropolisacáridos (heparina). Todos los polisacáridos son insolubles en agua y no tienen sabor dulce. Algunos de ellos son capaces de hincharse y producir mucosidad.

Los polisacáridos más importantes son los siguientes.

Celulosa- un polisacárido lineal que consta de varias cadenas rectas paralelas conectadas por enlaces de hidrógeno. Cada cadena está formada por residuos de β-D-glucosa. Esta estructura impide la penetración de agua y es muy resistente a la tracción, lo que garantiza la estabilidad de las membranas de las células vegetales, que contienen entre un 26 y un 40% de celulosa.

La celulosa sirve de alimento a muchos animales, bacterias y hongos. Sin embargo, la mayoría de los animales, incluidos los humanos, no pueden digerir la celulosa porque su tracto gastrointestinal carece de la enzima celulasa, que descompone la celulosa en glucosa. Al mismo tiempo, las fibras de celulosa desempeñan un papel importante en la nutrición, ya que dan volumen y consistencia gruesa a los alimentos y estimulan la motilidad intestinal.

Almidón y glucógeno. Estos polisacáridos son las principales formas de almacenamiento de glucosa en plantas (almidón), animales, humanos y hongos (glucógeno). Cuando se hidrolizan, se forma glucosa en el organismo, que es necesaria para los procesos vitales.

quitina formado por moléculas de β-glucosa, en las que el grupo alcohol en el segundo átomo de carbono se reemplaza por un grupo que contiene nitrógeno NHCOCH 3 . Sus largas cadenas paralelas, como las cadenas de celulosa, están recogidas en haces.

La quitina es el principal elemento estructural del tegumento de los artrópodos y de las paredes celulares de los hongos.

Funciones de los carbohidratos

Energía. La glucosa es la principal fuente de energía liberada en las células de los organismos vivos durante la respiración celular (1 g de carbohidratos libera 17,6 kJ de energía durante la oxidación).

Estructural. La celulosa forma parte de las paredes celulares de las plantas; La quitina es un componente estructural del tegumento de los artrópodos y de las paredes celulares de los hongos.

Algunos oligosacáridos forman parte de la membrana citoplasmática de la célula (en forma de glicoproteínas y glicolípidos) y forman el glicocálix.

Metabólico. Las pentosas participan en la síntesis de nucleótidos (la ribosa es parte de los nucleótidos de ARN, la desoxirribosa es parte de los nucleótidos de ADN), algunas coenzimas (por ejemplo, NAD, NADP, coenzima A, FAD), AMP; participar en la fotosíntesis (la ribulosa difosfato es un aceptor de CO 2 en la fase oscura de la fotosíntesis).

Las pentosas y hexosas participan en la síntesis de polisacáridos; La glucosa es especialmente importante en esta función.