RÔLE BIOLOGIQUE DES GLUCIDES.

DIGESTION ET ABSORPTION.

SYNTHÈSE ET DISSOLUTION DU GLYCOGÈNE.

Tâche individuelle

étudiant en biologie

groupes 4120-2(b)

Menadiev Ramazan Ismetovitch

Zaporizhia 2012

CONTENU
1. Brèves informations sur les glucides
2. Classification des glucides
3. Caractéristiques structurelles et fonctionnelles de l'organisation des mono- et disaccharides : structure ; être dans la nature; recevoir; caractéristiques des représentants individuels
4. Rôle biologique des biopolymères - polysaccharides
5. Propriétés chimiques des glucides
6. Digestion et absorption

7. Synthèse et dégradation du glycogène
8. Conclusions

9. Liste des références.

INTRODUCTION

Les composés organiques représentent en moyenne 20 à 30 % de la masse cellulaire d'un organisme vivant. Il s'agit notamment de polymères biologiques : protéines, acides nucléiques, glucides, ainsi que de graisses et d'un certain nombre de petites molécules - hormones, pigments, ATP, etc. Différents types de cellules contiennent différentes quantités de composés organiques. Les glucides et polysaccharides complexes prédominent dans les cellules végétales, tandis que dans les cellules animales, il y a plus de protéines et de graisses. Cependant, chacun des groupes de substances organiques dans tout type de cellule remplit des fonctions similaires : il fournit de l'énergie et est un matériau de construction.

BREVE INFORMATION SUR LES GLUCIDES

Les glucides sont des composés organiques constitués d’une ou plusieurs molécules de sucres simples. La masse molaire des glucides varie de 100 à 1 000 000 Da (masse de Dalton, approximativement égale à la masse d'un atome d'hydrogène). Leur formule générale s'écrit généralement Cn (H2O) n (où n vaut au moins trois). Pour la première fois en 1844, ce terme a été introduit par le scientifique national K. Schmid (1822-1894). Le nom « glucides » est né de l’analyse des premiers représentants connus de ce groupe de composés. Il s'est avéré que ces substances sont constituées de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, et que le rapport entre le nombre d'atomes d'hydrogène et d'oxygène qu'elles contiennent est le même que dans l'eau : pour deux atomes d'hydrogène - un atome d'oxygène. Ainsi, ils étaient considérés comme un composé de carbone et d’eau. Par la suite, de nombreux glucides sont devenus connus qui ne remplissaient pas cette condition, mais le nom « glucides » reste toujours généralement accepté. Dans une cellule animale, les glucides se trouvent en quantités ne dépassant pas 2 à 5 %. Les cellules végétales sont les plus riches en glucides, où leur teneur atteint dans certains cas 90 % du poids sec (par exemple, dans les tubercules de pomme de terre, les graines).

CLASSIFICATION DES GLUCIDES

Il existe trois groupes de glucides : les monosaccharides, ou sucres simples (glucose, fructose) ; oligosaccharides - composés constitués de 2 à 10 molécules de sucres simples connectées séquentiellement (saccharose, maltose); polysaccharides, dont plus de 10 molécules de sucre (amidon, cellulose).

3. CARACTÉRISTIQUES STRUCTURELLES ET FONCTIONNELLES DE L'ORGANISATION DES MONO- ET DISACCHARIDES : STRUCTURE ; ÊTRE DANS LA NATURE ; REÇU. CARACTÉRISTIQUES DES REPRÉSENTANTS INDIVIDUELS

Les monosaccharides sont des dérivés cétoniques ou aldéhydiques d'alcools polyhydriques. Les atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène qui les composent sont dans un rapport de 1:2:1. La formule générale des sucres simples est (CH2O) n. Selon la longueur du squelette carboné (le nombre d'atomes de carbone), ils se répartissent en : trioses-C3, tétroses-C4, pentoses-C5, hexoses-C6, etc. De plus, les sucres sont répartis en : - aldoses, qui contiennent un groupe aldéhyde, - C=O. Ceux-ci incluent | N-glucose :

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

Les cétoses contenant un groupe cétone sont C-. Par exemple, || fait référence au fructose. En solution, tous les sucres, à commencer par les pentoses, ont une forme cyclique ; sous forme linéaire, seuls les trioses et tétroses sont présents. Lorsque la forme cyclique se forme, l'atome d'oxygène du groupe aldéhyde est lié par une liaison covalente à l'avant-dernier atome de carbone de la chaîne, entraînant la formation d'hémiacétals (dans le cas des aldoses) et d'hémicétals (dans le cas des cétoses). ).

CARACTÉRISTIQUES DES MONOSACCHARIDES, REPRÉSENTANTS SÉLECTIONNÉS

Parmi les tétroses, l'érythrose est le plus important dans les processus métaboliques. Ce sucre est l'un des produits intermédiaires de la photosynthèse. Les pentoses se trouvent dans des conditions naturelles principalement en tant que composants de molécules de substances plus complexes, par exemple des polysaccharides complexes appelés pentosanes, ainsi que des gommes végétales. Les pentoses se trouvent en quantités importantes (10 à 15 %) dans le bois et la paille. L'arabinose se trouve principalement dans la nature. On le trouve dans la colle de cerise, les betteraves et la gomme arabique, d'où il est obtenu. Le ribose et le désoxyribose sont largement représentés dans le monde animal et végétal ; ce sont des sucres qui font partie des monomères des acides nucléiques ARN et ADN. Le ribose est obtenu par épimérisation de l'arabinose. Le xylose est formé par l'hydrolyse du polysaccharide xylosane contenu dans la paille, le son, le bois et la balle de tournesol. Les produits de divers types de fermentation du xylose sont les acides lactique, acétique, citrique, succinique et autres. Le xylose est mal absorbé par le corps humain. Les hydrolysats contenant du xylose sont utilisés pour cultiver certains types de levures ; ils sont utilisés comme source de protéines pour nourrir les animaux de ferme. Lorsque le xylose est réduit, on obtient de l'alcool xylitol ; il est utilisé comme substitut du sucre pour les diabétiques. Le xylitol est largement utilisé comme stabilisateur d’humidité et plastifiant (dans l’industrie du papier, la parfumerie et la production de cellophane). C'est l'un des principaux composants de la production d'un certain nombre de tensioactifs, de vernis et d'adhésifs. Les hexoses les plus courants sont le glucose, le fructose et le galactose ; leur formule générale est C6H12O6. Le glucose (sucre de raisin, dextrose) se trouve dans le jus de raisin et autres fruits sucrés et en petites quantités chez les animaux et les humains. Le glucose fait partie des disaccharides les plus importants - les sucres de canne et de raisin. Les polysaccharides de haut poids moléculaire, c'est-à-dire l'amidon, le glycogène (amidon animal) et les fibres, sont entièrement constitués de restes de molécules de glucose reliées les unes aux autres de diverses manières. Le glucose est la principale source d'énergie des cellules. Le sang humain contient 0,1 à 0,12 % de glucose ; une diminution du taux provoque une perturbation du fonctionnement des cellules nerveuses et musculaires, parfois accompagnée de convulsions ou d'évanouissements. Le taux de glucose dans le sang est régulé par un mécanisme complexe du système nerveux et des glandes endocrines. L'une des maladies endocriniennes graves les plus courantes - le diabète sucré - est associée à un hypofonctionnement des zones d'îlots du pancréas. Accompagné d'une diminution significative de la perméabilité de la membrane des cellules musculaires et adipeuses au glucose, ce qui entraîne une augmentation du taux de glucose dans le sang et l'urine. Le glucose à usage médical est obtenu par purification - recristallisation - de glucose technique à partir de solutions aqueuses ou hydroalcooliques. Le glucose est utilisé dans la production textile et dans certaines autres industries comme agent réducteur. En médecine, le glucose pur est utilisé sous forme de solutions injectables dans le sang pour un certain nombre de maladies et sous forme de comprimés. La vitamine C en est obtenue. Le galactose, avec le glucose, fait partie de certains glycosides et polysaccharides. Les résidus de molécules de galactose font partie des biopolymères les plus complexes - les gangliosides ou glycosphingolipides. On les trouve dans les ganglions nerveux des humains et des animaux, ainsi que dans les tissus cérébraux, dans la rate et dans les globules rouges. Le galactose est obtenu principalement par hydrolyse du sucre du lait. Le fructose (sucre des fruits) se trouve à l’état libre dans les fruits et le miel. C'est un composant de nombreux sucres complexes, comme le sucre de canne, à partir duquel il peut être obtenu par hydrolyse. L'inuline, un polysaccharide de haut poids moléculaire de construction complexe, se trouve dans certaines plantes. Le fructose est également obtenu à partir de l'inuline. Le fructose est un sucre alimentaire précieux ; il est 1,5 fois plus sucré que le saccharose et 3 fois plus sucré que le glucose. Il est bien absorbé par l'organisme. Lorsque le fructose est réduit, du sorbitol et du mannitol se forment. Le sorbitol est utilisé comme substitut du sucre dans l’alimentation des diabétiques ; De plus, il est utilisé pour produire de l’acide ascorbique (vitamine C). Lorsqu'il est oxydé, le fructose produit de l'acide tartrique et oxalique.

Les disaccharides sont des polysaccharides typiques de type sucre. Ce sont des sirops solides, ou non cristallisants, très solubles dans l’eau. Les disaccharides amorphes et cristallins fondent généralement dans une certaine plage de température et, en règle générale, avec décomposition. Les disaccharides sont formés par une réaction de condensation entre deux monosaccharides, généralement des hexoses. La liaison entre deux monosaccharides est appelée liaison glycosidique. Il se forme généralement entre le premier et le quatrième atomes de carbone d'unités monosaccharides adjacentes (liaison 1,4-glycosidique). Ce processus peut être répété d’innombrables fois, entraînant la formation de molécules géantes de polysaccharides. Une fois que les unités monosaccharides se combinent les unes aux autres, elles sont appelées résidus. Ainsi, le maltose est constitué de deux résidus glucose. Parmi les disaccharides, les plus répandus sont le maltose (glucose + glucose), le lactose (glucose + galactose) et le saccharose (glucose + fructose).

REPRÉSENTANTS SÉLECTIONNÉS DE DISACCHARIDES

Le maltose (sucre de malt) a la formule C12H22O11. Le nom est né en relation avec la méthode d'obtention du maltose : il est obtenu à partir d'amidon sous l'influence du malt (latin maltum - malt). Suite à l'hydrolyse, le maltose est divisé en deux molécules de glucose :

С12Н22О11 + Н2О = 2С6Н12О6

Le sucre de malt est un produit intermédiaire dans l'hydrolyse de l'amidon et est largement distribué dans les organismes végétaux et animaux. Le sucre de malt est nettement moins sucré que le sucre de canne (0,6 fois aux mêmes concentrations). Lactose (sucre du lait). Le nom de ce disaccharide est né de sa production à partir de lait (du latin lactum - lait). Lors de l'hydrolyse, le lactose est décomposé en glucose et galactose :

Le lactose est obtenu à partir du lait : le lait de vache en contient 4 à 5,5 %, le lait maternel en contient 5,5 à 8,4 %. Le lactose diffère des autres sucres en ce qu'il n'est pas hygroscopique : il ne mouille pas. Le sucre du lait est utilisé comme produit pharmaceutique et alimentaire pour les nourrissons. Le lactose est 4 à 5 fois moins sucré que le saccharose. Saccharose (sucre de canne ou de betterave). Le nom est né de son extraction à partir de betteraves sucrières ou de canne à sucre. Le sucre de canne était connu plusieurs siècles avant JC. Seulement au milieu du XVIIIe siècle. ce disaccharide a été découvert dans la betterave sucrière et seulement au début du 19ème siècle. il a été obtenu dans des conditions de production. Le saccharose est très répandu dans le monde végétal. Les feuilles et les graines contiennent toujours de petites quantités de saccharose. On le retrouve également dans les fruits (abricots, pêches, poires, ananas). Il y en a beaucoup dans les jus d’érable et de palme ainsi que dans le maïs. C’est le sucre le plus connu et le plus utilisé. Lors de l'hydrolyse, il se forme du glucose et du fructose :

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Un mélange de quantités égales de glucose et de fructose résultant de l'inversion du sucre de canne (en raison du changement du processus d'hydrolyse de la rotation droite de la solution vers la gauche) est appelé sucre inverti (inversion de rotation). Le sucre inverti naturel est du miel, composé principalement de glucose et de fructose. Le saccharose est obtenu en quantités énormes. Les betteraves sucrières contiennent 16 à 20 % de saccharose, la canne à sucre - 14 à 26 %. Les betteraves lavées sont broyées et le saccharose est extrait à plusieurs reprises dans des machines avec de l'eau à une température d'environ 80 degrés. Le liquide obtenu, qui contient, en plus du saccharose, un grand nombre d'impuretés diverses, est traité à la chaux. La chaux précipite un certain nombre d'acides organiques, ainsi que des protéines et d'autres substances sous forme de sels de calcium. Une partie de la chaux forme avec le sucre de canne des saccharates de calcium solubles dans l'eau froide, qui sont détruits par traitement au dioxyde de carbone.

Le précipité de carbonate de calcium est séparé par filtration, et le filtrat, après purification supplémentaire, est évaporé sous vide jusqu'à l'obtention d'une masse pâteuse. Les cristaux de saccharose libérés sont séparés à l'aide de centrifugeuses. C'est ainsi qu'on obtient du sucre brut cristallisé, qui présente une couleur jaunâtre, une liqueur mère brune et un sirop non cristallisant (mélasse de betterave, ou mélasse). Le sucre cristallisé est purifié (raffiné) et le produit fini est obtenu.

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Département de l'Éducation d'Astana

Collège Polytechnique

Travail créatif

Sujet : Chimie

Sujet : "Les glucides"

• Contenu: 1
• Introduction. 4
• 1 .Monosaccharides. 7
• Glucose. 7
• 7
• Propriétés physiques. 9
• Propriétés chimiques. 9
• Obtention du glucose. 10
• Utilisation de glucose. 10
• 11
• II. Disaccharides. 11
• Saccharose. 12
• 12
• Propriétés physiques. 12
• Propriétés chimiques. 12
• Obtention du saccharose. 13
• Utilisation de saccharose. 14
• Trouvé dans la nature et dans le corps humain. 14
• III. Polysaccharides. 14
• Amidon 14
• Notions de base. Structure moléculaire. 14
• Propriétés physiques. 15
• Propriétés chimiques. 15
• Obtention d'amidon. 15
• Application d'amidon. 15
• Trouvé dans la nature et dans le corps humain. 16
• Cellulose. 17
• Notions de base. Structure moléculaire. 17
• Propriétés physiques. 17
• Propriétés chimiques. 17
• Préparation de cellulose. 18
• Application de cellulose. 18
• Trouvé dans la nature et dans le corps humain. 19
• Conclusion 21
• Applications. 22
• Littérature utilisée 33

Introduction

Chaque jour, face à une variété d'articles ménagers, d'aliments, d'objets naturels, de produits industriels, nous ne pensons pas au fait qu'il existe des substances chimiques individuelles ou une combinaison de ces substances tout autour. Toute substance a sa propre structure et ses propres propriétés. Depuis son apparition sur Terre, l'homme a consommé pour ses besoins des aliments végétaux contenant de l'amidon, des fruits et légumes contenant du glucose, du saccharose et d'autres glucides, et a utilisé du bois et d'autres objets végétaux, constitués principalement d'un autre polysaccharide naturel - la cellulose. Et seulement au début du XIXe siècle. Il est devenu possible d'étudier la composition chimique des substances naturelles de haut poids moléculaire et la structure de leurs molécules. Les découvertes les plus importantes ont été faites dans ce domaine.

Dans le vaste monde de la matière organique, il existe des composés dont on peut dire qu’ils sont composés de carbone et d’eau. On les appelle glucides. Le terme « glucides » a été proposé pour la première fois par un chimiste russe de Dorpat (aujourd'hui Tartu) K. Schmidt en 1844. En 1811, le chimiste russe Konstantin Gottlieb Sigismond (1764-1833) fut le premier à obtenir du glucose par hydrolyse de l'amidon. Les glucides sont répandus dans la nature et jouent un rôle important dans les processus biologiques des organismes vivants et des humains.

Les glucides, selon leur structure, peuvent être divisés en monosaccharides, disaccharides et polysaccharides: (voir Annexe 1)

1. Monosaccharides :

- glucose C6H12O6

-fructose C6H12O6

- ribose C5H10O5

Parmi les monosaccharides à six carbones - les hexoses - les plus importants sont le glucose, le fructose et le galactose.

Si deux monosaccharides sont combinés en une seule molécule, le composé est appelé disaccharide.

2. Disaccharides :

-saccharose C12H22O11

Les glucides complexes formés à partir de nombreux monosaccharides sont appelés polysaccharides.

3. Polysaccharides :

- amidon(C 6 H 10 O 5)n

- cellulose(C 6 H 10 O 5)n

Les molécules de monosaccharides peuvent contenir de 4 à 10 atomes de carbone. Les noms de tous les groupes de monosaccharides, ainsi que les noms des représentants individuels, se terminent par - Oza. Par conséquent, en fonction du nombre d’atomes de carbone dans la molécule, les monosaccharides sont divisés en tétroses, pentoses, hexoses etc. Les hexoses et les pentoses sont de la plus haute importance.

Classification des glucides

Animaux et humains ne sont pas capables de synthétiser les sucres et de les obtenir à partir de divers produits alimentaires d'origine végétale.

Dans les plantes les glucides sont formés à partir de dioxyde de carbone et d'eau au cours d'une réaction de photosynthèse complexe réalisée par l'énergie solaire avec la participation du pigment vert des plantes - chlorophylle.

1. Monosaccharides

Parmi les monosaccharides à six carbones - les hexoses - le glucose, le fructose et le galactose sont importants.

Glucose

Concepts de base. Structure moléculaire. Pour établir la formule développée d’une molécule de glucose, il est nécessaire de connaître ses propriétés chimiques. Il a été prouvé expérimentalement qu'une mole de glucose réagit avec cinq moles d'acide acétique pour former un ester. Cela signifie qu'il y a cinq groupes hydroxyle dans une molécule de glucose. Étant donné que le glucose dans une solution ammoniacale d'oxyde d'argent (II) donne une réaction « miroir d'argent », sa molécule doit contenir un groupe aldéhyde.

Il a également été prouvé expérimentalement que le glucose possède une chaîne carbonée non ramifiée. Sur la base de ces données, la structure de la molécule de glucose peut être exprimée par la formule suivante :

Comme le montre la formule, le glucose est à la fois un alcool polyhydrique et un aldéhyde, c'est-à-dire un alcool aldéhydique.

Des recherches plus approfondies ont montré qu'en plus des molécules à chaîne ouverte, le glucose est caractérisé par des molécules à structure cyclique. Cela s'explique par le fait que les molécules de glucose, en raison de la rotation des atomes de carbone autour des liaisons, peuvent prendre une forme incurvée et que le groupe hydroxyle du carbone 5 peut se rapprocher du groupe hydroxyle. Dans ce dernier cas, sous l'influence du groupe hydroxyle, la liaison β est rompue. Un atome d'hydrogène est ajouté à la liaison libre et un cycle à six chaînons est formé dans lequel le groupe aldéhyde est absent. Il a été prouvé que dans une solution aqueuse, il existe deux formes de molécules de glucose - aldéhyde et cyclique, entre lesquelles un équilibre chimique s'établit :

Dans les molécules de glucose à chaîne ouverte, le groupe aldéhyde peut tourner librement autour de la liaison α, située entre le premier et le deuxième atomes de carbone. Dans les molécules cycliques, une telle rotation n’est pas possible. Pour cette raison, la forme cyclique d’une molécule peut avoir une structure spatiale différente :

un)?- forme de glucose- les groupes hydroxyle (-OH) au niveau du premier et du deuxième atomes de carbone sont situés d'un côté du cycle.

b)

c)b- forme de glucose- les groupes hydroxyle sont situés sur les côtés opposés du cycle de la molécule.

Propriétés physiques. Le glucose est une substance cristalline incolore au goût sucré, hautement soluble dans l’eau. Cristallise à partir d'une solution aqueuse. Moins sucré que le sucre de betterave.

Propriétés chimiques. Le glucose possède des propriétés chimiques caractéristiques des alcools (groupe hydroxyle (-OH)) et des aldéhydes (groupe aldéhyde (-CHO). De plus, il possède également certaines propriétés spécifiques.

1. Propriétés caractéristiques des alcools:

a) interaction avec l'oxyde de cuivre (II) :

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

alcoolate de cuivre(II)

b) interaction avec les acides carboxyliques pour former des esters (réaction d'estérification).

C 6 H 12 O 6 +5CH 3 COOH>C 6 H 7 O 6 (CH 3 CO) 5

2. Propriétés caractéristiques des aldéhydes

UN) interaction avec l'oxyde d'argent (I) dans une solution d'ammoniaque (réaction "miroir d'argent") :

C 6 H 12 O 6 + Ag2O > C 6 H 12 O 7 +2Agv

acide gluconique glucose

b) réduction (hydrogénation) - en alcool hexahydrique (sorbitol) :

C 6 H 12 O 6 + H 2 > C 6 H 14 O 6

glucose-sorbitol

3. Réactions spécifiques - fermentation:

a) fermentation alcoolique (sous l'influence des levures) :

C6H12O6 > 2C2H5OH + 2CO2

alcool éthylique de glucose

b) fermentation lactique (sous l'action de bactéries lactiques) :

С6Н12О6 > С3Н6О3

acide lactique et glucose

c) fermentation à l'acide butyrique :

C6H12O6 > C3H7COOH +2H2 +2CO2

acide glucose-butyrique

Obtention du glucose. La première synthèse des glucides les plus simples à partir du formaldéhyde en présence d'hydroxyde de calcium a été réalisée par A.M. Butlerov en 1861 :

sa(il)2

6HSON > C6H12O6

formaldéhyde glucose

En production, le glucose est le plus souvent obtenu par hydrolyse de l'amidon en présence d'acide sulfurique :

H 2 SO 4

(C6H10O5)n + nH2O > nC6H12O6

glucose d'amidon

Utilisation de glucose. Le glucose est un produit nutritionnel précieux. Dans le corps, il subit des transformations biochimiques complexes, à la suite desquelles l'énergie accumulée lors de la photosynthèse est libérée. Un processus simplifié d'oxydation du glucose dans le corps peut être exprimé par l'équation suivante :

С6Н12О6 + 6О2>6СО2+6H 2 O+Q

Le glucose étant facilement absorbé par l’organisme, il est utilisé en médecine comme remède fortifiant. Le glucose est largement utilisé en confiserie (fabrication de marmelade, caramel, pain d'épices).

Les processus de fermentation du glucose sont d'une grande importance. Ainsi, par exemple, lors de la fermentation de la choucroute, des concombres et du lait, une fermentation lactique du glucose se produit, tout comme lors de l'ensilage des aliments. Si la masse soumise à l'ensilage n'est pas suffisamment compactée, la fermentation de l'acide butyrique se produit sous l'influence de l'air pénétré et l'aliment devient impropre à l'utilisation.

En pratique, la fermentation alcoolique du glucose est également utilisée, par exemple dans la production de bière.

Apparition dans la nature et dans le corps humain. Dans le corps humain, le glucose se trouve dans les muscles, dans le sang et en faible quantité dans toutes les cellules. On trouve beaucoup de glucose dans les fruits, les baies, le nectar des fleurs, notamment dans les raisins.

Dans la nature Le glucose se forme dans les plantes à la suite de la photosynthèse en présence d'une substance verte - la chlorophylle, contenant un atome de magnésium. Le glucose se trouve sous forme libre dans presque tous les organes des plantes vertes. Il y en a surtout beaucoup dans le jus de raisin, c'est pourquoi le glucose est parfois appelé sucre de raisin. Le miel est principalement constitué d'un mélange de glucose et de fructose.

2. Disaccharides

Les disaccharides sont des glucides cristallins dont les molécules sont construites à partir des résidus interconnectés de deux molécules de monosaccharides.

Les représentants les plus simples des disaccharides sont le sucre de betterave ou de canne ordinaire - le saccharose, le sucre de malt - le maltose, le sucre du lait - le lactose et le cellobiose. Tous ces disaccharides ont la même formule C12H22O11.

Saccharose

Notions de base. Structure moléculaire. Il a été prouvé expérimentalement que la formule moléculaire du saccharose est C12 H22 O11. En étudiant les propriétés chimiques du saccharose, vous pouvez voir qu'il est caractérisé par la réaction des alcools polyhydriques : lors de l'interaction avec l'hydroxyde de cuivre (II), une solution bleu vif se forme. La réaction « miroir d’argent » avec le saccharose ne peut pas être réalisée. Par conséquent, sa molécule contient des groupes hydroxyles, mais pas d’aldéhyde.

Mais si une solution de saccharose est chauffée en présence d'acide chlorhydrique ou sulfurique, alors deux substances se forment, dont l'une, comme les aldéhydes, réagit à la fois avec une solution ammoniacale d'oxyde d'argent (I) et d'hydroxyde de cuivre (II). Cette réaction prouve qu'en présence d'acides minéraux, le saccharose subit une hydrolyse et aboutit à la formation de glucose et de fructose. Cela confirme que les molécules de saccharose sont constituées de résidus mutuellement liés de molécules de glucose et de fructose.

Propriétés physiques. Le saccharose pur est une substance cristalline incolore au goût sucré, hautement soluble dans l’eau.

Propriétés chimiques. La principale propriété des disaccharides, qui les distingue des monosaccharides, est la capacité de s'hydrolyser en milieu acide (ou sous l'action d'enzymes de l'organisme) :

C 12 H 22 O 11 +H2O> C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

saccharose glucose fructose

Le glucose formé lors de l'hydrolyse peut être détecté par la réaction « miroir d'argent » ou par réaction avec l'hydroxyde de cuivre (II).

Obtention du saccharose. Le saccharose C12 H22 O11 (sucre) est obtenu principalement à partir de betteraves sucrières et de canne à sucre. Lors de la production du saccharose, aucune transformation chimique ne se produit car il est déjà présent dans les produits naturels. Il n'est isolé de ces produits que sous une forme aussi pure que possible.

Le processus d’extraction du saccharose des betteraves sucrières :

Les betteraves sucrières pelées sont transformées en fines copeaux dans des coupe-betteraves mécaniques et placées dans des récipients spéciaux - des diffuseurs à travers lesquels passe de l'eau chaude. En conséquence, presque tout le saccharose est éliminé des betteraves, mais avec lui, divers acides, protéines et colorants qui doivent être séparés du saccharose passent dans la solution.

La solution formée dans les diffuseurs est traitée avec du lait de chaux.

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

L'hydroxyde de calcium réagit avec les acides contenus dans la solution. Les sels de calcium de la plupart des acides organiques étant peu solubles, ils précipitent. Le saccharose avec l'hydroxyde de calcium forme un saccharate soluble de type alcoolate - C 12 H 22 O 11 2CaO H 2 O

3. Pour décomposer le saccharate de calcium obtenu et neutraliser l'excès d'hydroxyde de calcium, du monoxyde de carbone (IV) est passé à travers leur solution. En conséquence, le calcium est précipité sous forme de carbonate :

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 solution obtenue après précipitation du carbonate de calcium est filtrée, puis évaporée dans un appareil à vide et les cristaux de sucre sont séparés par centrifugation.

Cependant, il n’est pas possible d’isoler tout le sucre de la solution. Il reste une solution brune (mélasse) qui contient encore jusqu'à 50 % de saccharose. La mélasse est utilisée pour produire de l'acide citrique et certains autres produits.

5. Le sucre cristallisé isolé a généralement une couleur jaunâtre, car il contient des substances colorantes. Pour les séparer, le saccharose est redissous dans l'eau et la solution obtenue est passée sur du charbon actif. Ensuite, la solution est à nouveau évaporée et soumise à une cristallisation. (voir Annexe 2)

Utilisation de saccharose. Le saccharose est principalement utilisé comme produit alimentaire et dans l’industrie de la confiserie. Le miel artificiel en est obtenu par hydrolyse.

Trouvé dans la nature et dans le corps humain. Le saccharose fait partie du jus de betterave sucrière (16 à 20 %) et de canne à sucre (14 à 26 %). On le trouve en petites quantités avec le glucose dans les fruits et les feuilles de nombreuses plantes vertes.

3. Polysaccharides

Certains glucides sont des polymères naturels constitués de plusieurs centaines, voire milliers d’unités monosaccharides qui constituent une macromolécule. Par conséquent, ces substances sont appelées polysaccharides. Les polysaccharides les plus importants sont l’amidon et la cellulose. Les deux sont produits dans les cellules végétales à partir du glucose, principal produit de la photosynthèse.

Amidon

Notions de base. Structure moléculaire. Il a été prouvé expérimentalement que la formule chimique de l'amidon est (C6 H10 O5)n, où n atteint plusieurs milliers. L'amidon est un polymère naturel dont les molécules sont constituées d'unités individuelles C6 H10 O5. Puisque seul du glucose se forme lors de l'hydrolyse de l'amidon, on peut conclure que ces unités sont des restes de molécules ? - glucose.

Les scientifiques ont pu prouver que les macromolécules d'amidon sont constituées de résidus de molécules de glucose cycliques. Le processus de formation de l’amidon peut être représenté comme suit :

De plus, il a été établi que l'amidon est constitué non seulement de molécules linéaires, mais également de molécules à structure ramifiée. Ceci explique la structure granulaire de l'amidon.

Propriétés physiques. L'amidon est une poudre blanche, insoluble dans l'eau froide. Dans l'eau chaude, il gonfle et forme une pâte. Contrairement aux mono- et oligosaccharides, les polysaccharides n'ont pas de goût sucré.

Propriétés chimiques.

1) Réaction qualitative à l'amidon.

Une réaction caractéristique de l'amidon est son interaction avecèmeouf. Si une solution d'iode est ajoutée à une pâte d'amidon refroidie, une couleur bleue apparaît. Lorsque la pâte est chauffée, elle disparaît et lorsqu'elle est refroidie, elle réapparaît. Cette propriété est utilisée pour déterminer l’amidon dans les produits alimentaires. Par exemple, si une goutte d’iode est déposée sur une pomme de terre coupée ou une tranche de pain blanc, une couleur bleue apparaît.

2) Réaction d'hydrolyse :

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

Obtention d'amidon. Industriellement, l’amidon est obtenu principalement à partir de pommes de terre, de riz ou de maïs.

Application d'amidon. L'amidon est un produit nutritif précieux. Pour faciliter son absorption, les féculents sont exposés à des températures élevées, c'est-à-dire que les pommes de terre sont bouillies, le pain est cuit. Dans ces conditions, une hydrolyse partielle de l'amidon se produit et la formation de les dextrines, soluble dans l'eau. Les dextrines présentes dans le tube digestif subissent une hydrolyse supplémentaire en glucose, qui est absorbé par l'organisme. L'excès de glucose est converti en glycogène(amidon animal). La composition du glycogène est la même que celle de l’amidon, mais ses molécules sont plus ramifiées. Le foie contient surtout beaucoup de glycogène (jusqu'à 10 %). Dans l’organisme, le glycogène est une substance de réserve qui se transforme en glucose au fur et à mesure de sa consommation dans les cellules.

DANS industrie l'amidon est transformé par hydrolyse en mélasse Et glucose. Pour ce faire, il est chauffé avec de l'acide sulfurique dilué dont l'excès est ensuite neutralisé à la craie. Le précipité de sulfate de calcium obtenu est filtré, la solution est évaporée et le glucose est isolé. Si l'hydrolyse de l'amidon n'est pas terminée, un mélange de dextrines et de glucose se forme - la mélasse, utilisée dans l'industrie de la confiserie. Les dextrines obtenues à partir de l'amidon sont utilisées comme colle pour épaissir les peintures lors de l'application de motifs sur du tissu.

L'amidon est utilisé pour amidonner le linge. Sous un fer chaud, l'amidon est partiellement hydrolysé et transformé en dextrines. Ces derniers forment un film dense sur le tissu, qui ajoute de la brillance au tissu et le protège de la contamination.

Trouvé dans la nature et dans le corps humain. L'amidon, étant l'un des produits de la photosynthèse, est répandu dans la nature. Pour divers plantes c'est une matière nutritive de réserve et se trouve principalement dans les fruits, les graines et les tubercules. Les grains des plantes céréalières sont les plus riches en amidon : le riz (jusqu'à 86 %), le blé (jusqu'à 75 %), le maïs (jusqu'à 72 %) et les tubercules de pomme de terre (jusqu'à 24 %). Dans les tubercules, les grains d'amidon flottent dans la sève cellulaire, les pommes de terre constituent donc la principale matière première pour la production d'amidon. Dans les céréales, les particules d’amidon sont étroitement collées entre elles par la substance protéique gluten.

Pour le corps humain l'amidon, avec le saccharose, constitue le principal fournisseur de glucides, l'un des composants les plus importants des aliments. Sous l'action d'enzymes, l'amidon est hydrolysé en glucose, qui est oxydé dans les cellules en dioxyde de carbone et en eau, libérant ainsi l'énergie nécessaire au fonctionnement d'un organisme vivant. Parmi les produits alimentaires, la plus grande quantité d'amidon se trouve dans le pain, les pâtes et autres produits à base de farine, les céréales et les pommes de terre.

Cellulose

Le deuxième polysaccharide le plus répandu dans la nature est la cellulose ou fibre (voir annexe 4).

Notions de base. Structure moléculaire.

La formule de la cellulose, comme l'amidon, est (C 6 H 10 O 5) n ; l'unité élémentaire de ce polymère naturel est également constituée de résidus de glucose. Le degré de polymérisation de la cellulose est bien supérieur à celui de l'amidon.

Les macromolécules de cellulose, contrairement à l'amidon, sont constituées de résidus moléculaires b-glucose et n'ont qu'une structure linéaire. Les macromolécules de cellulose sont localisées dans une seule direction et forment des fibres (lin, coton, chanvre).

Propriétés physiques. La cellulose pure est une substance solide blanche à structure fibreuse. Il est insoluble dans l'eau et les solvants organiques, mais se dissout bien dans une solution ammoniacale d'hydroxyde de cuivre (II). Comme vous le savez, la cellulose n’a pas de goût sucré.

Propriétés chimiques.

1) Combustion. La cellulose brûle facilement pour produire du dioxyde de carbone et de l'eau.

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

2) Hydrolyse. Contrairement à l’amidon, les fibres sont difficiles à hydrolyser. Seule une ébullition très longue dans des solutions aqueuses d'acides forts conduit à une dégradation notable de la macromolécule en glucose :

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

3) Formation d'esters. Chaque unité élémentaire de la molécule de cellulose possède trois groupes hydroxyles, qui peuvent participer à la formation d'esters avec des acides organiques et inorganiques.

Nitrates de cellulose. Lorsque la cellulose est traitée avec un mélange d'acides nitrique et sulfurique concentrés (mélange nitrant), des nitrates de cellulose se forment. Selon les conditions de réaction et le rapport des réactifs, un produit peut être obtenu avec deux (dinitrate) ou trois (trinitrate) groupes hydroxyles.

Préparation de cellulose. Un exemple de cellulose presque pure est le coton obtenu à partir de coton égrené. La majeure partie de la cellulose est isolée du bois, dans lequel elle est contenue avec d'autres substances. La méthode de production de cellulose la plus courante dans notre pays est la méthode dite au sulfite. Selon cette méthode, le bois broyé en présence d'une solution d'hydrosulfite de calcium ou d'hydrosulfite de sodium est chauffé dans des autoclaves à une pression de 0,5 à 0,6 MPa et à une température de 150 °C. Dans ce cas, toutes les autres substances sont détruites et la cellulose est libérée sous une forme relativement pure. Il est lavé à l'eau, séché et envoyé pour un traitement ultérieur, principalement pour la production de papier.

Application de cellulose. La cellulose est utilisée par l’homme depuis des temps très anciens. Son application est très diversifiée. De nombreuses fibres artificielles, films polymères, plastiques, poudres sans fumée et vernis sont fabriqués à partir de cellulose. Une grande quantité de cellulose est utilisée pour fabriquer du papier. Les produits d'estérification de la cellulose sont d'une grande importance. Ainsi, par exemple, de acétate de cellulose recevoir de la soie acétate. Pour ce faire, la triacétylcellulose est dissoute dans un mélange de dichlorométhane et d'éthanol. La solution visqueuse résultante est forcée à travers des filières - des capuchons métalliques percés de nombreux trous. De minces jets de solution sont descendus dans le puits, à travers lequel l'air chauffé passe à contre-courant. En conséquence, le solvant s'évapore et la triacétylcellulose est libérée sous forme de longs fils, à partir desquels la soie d'acétate est fabriquée par filage. L'acétate de cellulose est également utilisé dans la production de films ininflammables et de verre organique qui transmettent les rayons ultraviolets.

Trinitrocellulose(pyroxyline) est utilisée comme explosif et pour la production de poudre à canon sans fumée. Pour ce faire, la trinitrocellulose est dissoute dans de l'acétate d'éthyle ou de l'acétone. Une fois les solvants évaporés, la masse compacte est broyée et une poudre sans fumée est obtenue. Historiquement, c'était le premier polymère à partir duquel le plastique industriel – le celluloïd – était fabriqué. Auparavant, la pyroxyline était utilisée pour fabriquer des films et des vernis cinématographiques et photographiques. Son principal inconvénient est sa facilité d'inflammabilité avec formation d'oxydes d'azote toxiques.

Dinitrocellulose(colloxyline) est également utilisée pour obtenir collodion.À ces fins, il est dissous dans un mélange d'alcool et d'éther. Une fois les solvants évaporés, un film dense se forme - le collodion, utilisé en médecine. La dinitrocellulose est également utilisée dans la production de plastiques celluloïd. Il est produit en fusionnant de la di-nitrocellulose avec du camphre.

Trouvé dans la nature et dans le corps humain. La cellulose constitue l’essentiel des parois végétales. La cellulose relativement pure est constituée de fibres de coton, de jute et de chanvre. Le bois contient de 40 à 50 % de cellulose, la paille - 30 %. La cellulose végétale sert de nutriment aux herbivores, dont le corps contient des enzymes qui décomposent les fibres. La cellulose, comme l'amidon, se forme dans les plantes lors de la réaction de photosynthèse. C'est le composant principal de la membrane des cellules végétales ; C'est de là que vient son nom - cellulose ("cellulose" - cellule). La fibre de coton est constituée de cellulose presque pure (jusqu'à 98 %). Les fibres de lin et de chanvre sont également constituées principalement de cellulose. Le bois contient environ 50 %.

Conclusion

L'importance biologique des glucides est très grande :

1. Les glucides remplissent une fonction plastique, c'est-à-dire qu'ils participent à la construction des os, des cellules et des enzymes. Ils représentent 2 à 3 % du poids.

2. Les glucides remplissent deux fonctions principales : la construction et l’énergie. La cellulose forme les parois des cellules végétales. La chitine, un polysaccharide complexe, constitue le principal composant structurel de l'exosquelette des arthropodes. La chitine remplit également une fonction de construction chez les champignons.

3. Les glucides sont la principale matière énergétique (voir). Lorsqu'1 gramme de glucides est oxydé, 4,1 kcal d'énergie et 0,4 kcal d'eau sont libérés. L'amidon des plantes et le glycogène des animaux se déposent dans les cellules et servent de réserve d'énergie.

4. Le sang contient (0,1 à 0,12 %) de glucose. La pression osmotique du sang dépend de la concentration en glucose.

5. Les pentoses (ribose et désoxyribose) participent à la formation de l'ATP.

Les glucides prédominent dans l’alimentation quotidienne des humains et des animaux. Les animaux reçoivent de l'amidon, des fibres et du saccharose. Les carnivores obtiennent du glycogène à partir de la viande.

Besoin humain quotidien en sucres est d'environ 500 grammes, mais il est reconstitué principalement grâce à l'amidon contenu dans le pain, les pommes de terre et les pâtes. Avec une alimentation équilibrée, la dose quotidienne de saccharose ne doit pas dépasser 75 grammes (12 à 14 morceaux standards de sucre, y compris celui utilisé pour la cuisine).

De plus, les glucides jouent un rôle important dans l'industrie moderne - les technologies et les produits qui utilisent des glucides ne polluent pas l'environnement et ne lui causent pas de dommages.

Applications.

Annexe 1 :

Annexe 2

Histoire de la découverte et de la productionsucre de betterave

L'Inde est considérée comme le berceau de la canne à sucre (le mot « sucre » « vient » aussi de l'Inde : « sakhara » dans la langue de l'un des anciens peuples de la péninsule signifiait d'abord simplement « sable », puis « sucre cristallisé »). . De l'Inde, cette plante était exportée vers l'Egypte et la Perse ; De là, via Venise, le sucre arrivait dans les pays européens. Pendant longtemps, cela coûtait très cher et était considéré comme un luxe.

La betterave est cultivée depuis l’Antiquité. Dans l’Assyrie et à Babylone antiques, les betteraves étaient déjà cultivées 1,5 mille ans avant JC. Les formes cultivées de betteraves sont connues au Moyen-Orient depuis les VIIIe-VIe siècles. Colombie-Britannique Et en Égypte, les betteraves constituaient la nourriture principale des esclaves. Ainsi, à partir de formes sauvages de betteraves, grâce à une sélection adaptée, des variétés de betteraves fourragères, de table et blanches ont été progressivement créées. Les premières variétés de betteraves sucrières ont été développées à partir de variétés blanches de betteraves de table.

Les historiens des sciences associent l'apparition d'une nouvelle alternative à la canne à sucre, la plante sucrière, à la découverte historique du chimiste allemand, membre de l'Académie prussienne des sciences A.S. Marggrave (1705-1782). Dans un rapport lors d'une réunion de l'Académie des sciences de Berlin en 1747, il expose les résultats d'expériences visant à obtenir du sucre cristallin à partir de betteraves.

Le sucre obtenu, comme le prétendait Marggraf, n'avait pas un goût inférieur à celui du sucre de canne. Cependant, Marggraf ne voyait pas de grandes perspectives d'application pratique de sa découverte.

L'élève de Marggraf, F.K., est allé plus loin dans la recherche et l'étude de cette découverte. Achard (1753-1821). Depuis 1784, il entreprit activement l’amélioration, le développement et la mise en pratique des découvertes de son professeur.

Akhard a parfaitement compris que l'une des conditions les plus importantes pour le succès d'une nouvelle entreprise très prometteuse est l'amélioration des matières premières - les betteraves, c'est-à-dire augmentant sa teneur en sucre. Déjà en 1799, l'œuvre d'Achard était couronnée de succès. Une nouvelle branche de betterave cultivée est apparue : le sucre. En 1801, sur son domaine de Kuzern (Silésie), Achard construit l'une des premières sucreries d'Europe, où il maîtrise la production de sucre de betterave.

Une commission envoyée par l'Académie des sciences de Paris a mené une enquête sur l'usine d'Akhardov et est arrivée à la conclusion que la production de sucre à partir de betteraves n'était pas rentable.

Seuls les seuls industriels anglais de l'époque, monopolistiques dans la production et la vente du sucre de canne, considéraient la betterave sucrière comme un concurrent sérieux et proposèrent à plusieurs reprises à Achard de grosses sommes à condition qu'il refuse d'effectuer son travail et déclare publiquement le futilité de produire du sucre à partir de betteraves.

Mais Achard, qui croyait fermement aux promesses de la nouvelle sucrerie, ne fit aucun compromis. Depuis 1806, la France a abandonné la production de sucre de canne et s'est tournée vers le sucre de betterave, qui s'est progressivement répandu. Napoléon a apporté un grand soutien à ceux qui manifestaient le désir de cultiver des betteraves et d'en produire du sucre, car... voyait dans le développement d'une nouvelle industrie une opportunité pour le développement simultané de l'agriculture et de l'industrie

Une ancienne méthode russe pour obtenir du sucre à partir de plantes contenant du saccharose

Cette méthode simple d'obtention de sucre est spécialement conçue pour un usage domestique. La méthode contient des éléments d'anciennes recettes russes pour produire du sucre, y compris l'utilisation de méthodes proposées en 1850-1854 par l'ingénieur Tolpygin. Les matières premières pour la production de sucre sont des plantes sucrières contenant du saccharose. Pour obtenir du sucre, vous devez utiliser des baies, des fruits et des légumes ayant la plus forte teneur en sucre, c'est-à-dire le plus doux.

La séquence d'obtention du sucre est la suivante :

1. Broyage du produit ;

2. Obtenir du jus ;

3. Séparation des impuretés ;

4. Condensation du jus en sirop ;

5. Extraction du sucre cristallisé.

Première étape : Ainsi, la transformation d'un produit contenant du sucre en sucre repose sur l'extraction du jus de celui-ci.

Si vous utilisez des fruits tendres (fraises, fraises et autres baies), écrasez-les simplement. S'il s'agit, par exemple, d'abricots ou de pêches, il faut les casser et les noyaux retirés. Si de la pastèque ou du melon est utilisé, le contenu du fruit est retiré de la coque et débarrassé des graines. Il est également recommandé de cueillir les baies fraîchement cueillies ; de faire tremper les fruits 2 à 3 heures à l'avance pour augmenter le rendement en jus. S'il s'agit de betteraves sucrières, de pommes ou de carottes, etc., le produit est broyé en chips. Plus les chips sont fines et longues, plus il y a de facteurs favorisant leur désucrage. De bons copeaux sont recommandés avec une largeur de bande de 2 à 3 mm et une épaisseur de 1 à 1,5 mm.

Deuxième étape : Le produit broyé est rempli d'eau jusqu'à ce qu'il soit complètement recouvert et bouilli à une température de 70-72 °C. Si la température est inférieure à 70°C, les éventuels microbes ne sont pas tués ; si elle est supérieure à 72°C, les copeaux commencent à ramollir.

Le temps de cuisson est de 45 à 60 minutes en remuant avec une spatule en bois. Le sucre des copeaux passe dans l'eau, qui devient du jus. Les copeaux une fois le sucre extrait sont appelés pulpe. Le jus est extrait de la pulpe et la pulpe est retirée.

Troisième étape : Le jus obtenu est de couleur foncée et contient une forte teneur en impuretés. La couleur foncée, si elle n’est pas supprimée, est ensuite transférée aux cristaux de sucre. Si vous évaporez l'eau du jus à ce stade, vous obtiendrez du sucre, mais il aura le goût, la couleur et l'odeur du produit d'origine. Le jus est acide, une neutralisation est donc nécessaire. Si cela n'est pas fait, le jus moussera beaucoup lors de l'évaporation et compliquera ainsi ce processus. Le moyen le moins coûteux de nettoyer le jus est de le traiter avec de la chaux éteinte brûlée CA (OH) 2. Ajoutez de la chaux au jus chauffé à 80-90 °C (dans les cas extrêmes, vous pouvez utiliser de la chaux de construction). Pour 10 litres de jus, il faut environ 0,5 kg de citron vert. Le citron vert doit être ajouté progressivement, en remuant constamment le jus. Laissez la solution reposer pendant 10 minutes. Ensuite, afin de précipiter la chaux, il faut faire passer du dioxyde de carbone CO 2 à travers le jus. Vous pouvez utiliser le dioxyde de carbone provenant de bidons pour siphons domestiques (pour produire de l'eau gazeuse), de bouteilles de gaz industriels pour saturateurs ou d'extincteurs des séries OU et ORP. Le gaz de la cartouche est fourni par un tube jusqu'à la partie inférieure du récipient avec du jus chaud. Au bout du tube, un nébuliseur (diffuseur) comportant de nombreux petits trous doit être installé pour utiliser le gaz plus efficacement. Un résultat encore meilleur peut être obtenu en remuant simultanément la solution. Une bonne atomisation du gaz garantit un taux d'utilisation élevé du gaz et réduit le temps de processus (environ 10 minutes). La solution doit décanter puis filtrer. Les filtres utilisant du charbon actif ou du charbon d’os sont plus efficaces. Mais dans les cas extrêmes, vous pouvez utiliser un filtre en tissu.

Pour la clarification finale du jus et l'élimination de l'odeur des matières premières, je propose une méthode russe éprouvée. Le dioxyde de soufre SO2 doit passer à travers le jus. Il est important d'effectuer un traitement au dioxyde de soufre juste avant l'évaporation, car L'effet du gaz affecte également l'évaporation, ce qui contribue à moins noircir le sirop. Il faut du soufre. Lorsqu'il est chauffé, le soufre fond et lorsqu'il est mélangé à l'air, du dioxyde de soufre se forme. Les anciens maîtres utilisaient deux récipients scellés reliés par un tube. L’un contenait de l’eau, l’autre du soufre. Un deuxième tube sortait du récipient contenant du soufre vers le diffuseur situé au fond du récipient contenant du jus. Lorsque les deux récipients étaient chauffés, la vapeur d'eau, passant à travers le tube, chassait le dioxyde de soufre du deuxième récipient et pénétrait dans le diffuseur. Vous pouvez prendre le même diffuseur.

Ce schéma peut être quelque peu simplifié : prenez un seul récipient contenant du soufre, connectez un compresseur d'aquarium ou une autre pompe à son tube d'entrée et soufflez de l'air à travers le gaz qui s'accumule dans le récipient contenant du soufre. La purge des gaz doit être effectuée jusqu'à ce que le jus soit complètement clarifié. Pour accélérer le processus, il est préférable de mélanger le jus en même temps. Le dioxyde de soufre s'évapore sans laisser de trace de la solution dans un récipient ouvert, mais vous devez travailler dans un endroit bien ventilé.

Le dioxyde de soufre SO 2 est le meilleur antiseptique. Il corrode fortement les ustensiles en métal, il faut donc utiliser des ustensiles émaillés. Un très grand avantage de ce gaz, qui compense largement ses inconvénients, est sa capacité à l'éliminer complètement du produit. Lorsqu'un produit traité au dioxyde de soufre est chauffé, celui-ci s'évapore, ne laissant ni odeur ni goût. Le gaz est largement utilisé dans les conserveries pour conserver divers produits.

Le soufre peut être acheté dans une quincaillerie ou un magasin de jardinage, où il est vendu sous le nom de « Soufre de jardin » - il contient 99,9 % de soufre. Si vous n’avez pas réussi à trouver du soufre, ne vous découragez pas. Votre sucre ne sera pas si blanc, il conservera la teinte du produit d'origine, mais le goût ne sera pas pire que le blanc.

Quatrième étape : L'étape suivante consiste à épaissir le jus purifié et décoloré en sirop. Il est nécessaire de retirer une grande quantité d'eau du jus. Le mieux est de faire évaporer le jus sur une cuisinière russe, à feu doux sur la cuisinière, en ne portant en aucun cas le sirop à ébullition (pour éviter qu'il ne noircisse).

Au cours du processus d’évaporation, le sirop s’épaissit de plus en plus. Si une graine sous forme de plusieurs grammes de sucre en poudre est introduite dans une solution sursaturée ne contenant pas de cristaux de sucre, cela provoquera la formation de nouveaux cristaux. Déterminer le moment de l'introduction de la poudre dans une solution est très important et implique la méthode la plus simple suivante : une goutte de sirop, pressée entre les doigts, en les écartant, forme un fil fin (cheveux), puis vient le moment de l'amorçage. Pour 10 litres de sirop, la quantité de graines sera d'une demi-cuillère à café de poudre. Si vous ajoutez peu de poudre, les cristaux de sucre obtenus seront gros ; si vous en ajoutez trop, ils seront petits. Un nombre suffisant de cristaux se formeront environ 10 à 15 minutes après l'ensemencement. Une cristallisation ultérieure doit être effectuée avec refroidissement et agitation continus du produit,

Le produit obtenu est appelé « mascuite », il contient jusqu'à 7 à 10 % d'eau et 50 à 60 % de sucre cristallisé et de liquide intercristallin (mélasse).

Cinquième étape : L'opération suivante consiste à séparer les cristaux de la mélasse. Une fois la cristallisation terminée, la masse entière doit être déchargée dans un tissu d'un maillage de 0,3 mm, suspendu par les coins en un nœud au-dessus d'un récipient pour égoutter la mélasse. En même temps, essayez d'extraire la masse. Pour augmenter le pourcentage de rendement en sucre, il est préférable de réutiliser la mélasse comme additif au sirop.

Le sucre après égouttage de la mélasse devient jaunâtre. Ensuite, vous pouvez utiliser la méthode des écarts, qui a bien fonctionné en 1854 et a été proposée par l'ingénieur Tolpygin. Cette méthode, introduite en Russie, s'est rapidement répandue dans toute l'industrie sucrière mondiale et a été appelée « russe ». Aujourd’hui, la méthode est injustement oubliée. Elle consiste à cuire la masse cuite à la vapeur et permet d'obtenir un sucre blanc de grande qualité. Le tissu avec le sucre doit être étroitement attaché à une bassine avec une petite quantité d'eau bouillante. La vapeur, en montant, va traverser le sucre, le débarrassant de la mélasse blanche. Le sucre blanc obtenu, même mouillé au toucher, s'agglutinera pendant le stockage et se transformera en un morceau solide. Par conséquent, le sucre doit être séché avant un stockage à long terme.

Caractéristiques de la production de sucre

La production de sucre est une production mécanisée en flux continu avec un haut niveau d'automatisation des principaux processus.

Une particularité de la localisation territoriale des sucreries est leur lien étroit avec les zones ensemencées en betteraves sucrières, car le transport de betteraves sur de longues distances est économiquement inefficace. Dans certains cas, les sucreries disposent de leurs propres zones cultivées situées directement à proximité de l’entreprise. Les déchets de l’industrie sucrière (pâte, vinasse, boues de défécation) peuvent être utilisés comme engrais et, dans certains cas, comme aliment pour le bétail.

Annexe 3

Les glucides sont la source d’énergie la plus importante du corps

Parmi tous les nutriments consommés par l’homme, les glucides constituent sans aucun doute la principale source d’énergie. En moyenne, ils représentent 50 à 70 % de l’apport calorique de l’alimentation quotidienne. Malgré le fait qu'une personne consomme beaucoup plus de glucides que de graisses et de protéines, leurs réserves dans le corps sont faibles. Cela signifie que le corps doit en être approvisionné régulièrement.

Les principaux glucides contenus dans les aliments sont des sucres complexes, appelés polysaccharides : amidon et glycogène, construits à partir d'un grand nombre de résidus de glucose. Le glucose lui-même se trouve en grande quantité dans les raisins et les fruits sucrés. En plus du glucose, le miel et les fruits contiennent des quantités importantes de fructose. Le sucre ordinaire que nous achetons en magasin est un disaccharide, puisque sa molécule est constituée de résidus de glucose et de fructose. Le lait et les produits laitiers contiennent de grandes quantités de sucre de lait moins sucré - le lactose, qui, avec le glucose, contient également le monosaccharide galactose.

Le besoin en glucides dépend dans une très large mesure de la dépense énergétique de l’organisme. En moyenne, pour un homme adulte engagé principalement dans un travail mental ou physique léger, le besoin quotidien en glucides varie de 300 à 500 g. Pour les ouvriers et les sportifs, il est beaucoup plus élevé. Contrairement aux protéines et, dans une certaine mesure, aux graisses, la quantité de glucides dans l'alimentation peut être considérablement réduite sans nuire à la santé. Ceux qui veulent perdre du poids devraient y prêter attention: Les glucides ont principalement une valeur énergétique. Lorsque 1 g de glucides est oxydé, 4,0 à 4,2 kcal sont libérés dans le corps. Par conséquent, à leurs dépens, il est plus facile de réguler l'apport calorique.

Quels aliments doivent être considérés comme les principales sources de glucides ? De nombreux aliments végétaux sont les plus riches en glucides : pain, céréales, pâtes, pommes de terre. Le sucre est un glucide pur. Le miel, selon son origine, contient 70 à 80 % de mono- et disaccharides. Son goût sucré élevé est dû à la teneur importante en fructose, dont les propriétés sucrées sont environ 2,5 fois supérieures à celles du glucose et 1,5 fois supérieures à celles du saccharose. Les sucreries, pâtisseries, gâteaux, confitures, glaces et autres sucreries sont les sources de glucides les plus attractives et constituent un danger incontestable pour les personnes qui prennent du poids. Une caractéristique distinctive de ces produits est leur teneur élevée en calories et leur faible teneur en facteurs nutritionnels essentiels.

Les substances peu digestibles par le corps humain présentes dans la plupart des aliments végétaux sont étroitement liées au groupe des glucides - les fibres et les pectines.

Sources importantes de glucides

Annexe 4

Fibre est un polysaccharide qui fait partie des membranes massives des cellules végétales. On en trouve de grandes quantités dans de nombreux légumes, fruits, feuilles et tiges de plantes. Seule une petite partie des fibres peut être digérée dans le corps humain sous l’influence des micro-organismes présents dans les intestins. Par conséquent, les fibres et les pectines traversent le tractus gastro-intestinal sous forme inchangée. Mais ils jouent un rôle important : les masses alimentaires se déplacent plus rapidement le long des intestins. Pour cette raison, il est conseillé à ceux qui souhaitent perdre du poids de manger beaucoup de légumes et de fruits. De grandes quantités de substances de ballast sont contenues dans le pain complet, comme déjà mentionné, dans divers légumes et fruits, notamment les betteraves, les carottes et les pruneaux.

Littérature utilisée

1. Chimie organique : Publication pédagogique pour la 10e année. moy. école - Moscou, Lumières, 1993

2. Encyclopédie électronique de Cyrille et Méthode, 2004.

3. Manuel de l'élève, volume II, Amphora, 2002.

4. Sites Internet : moteurs de recherche www. négro. ru, www. randonneur. ru.

5. Biologie. Introduction à la biologie générale et à l'écologie. 9e année. (2003). "Outarde" A.A.

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Dans les temps anciens, l’humanité s’est familiarisée avec les glucides et a appris à les utiliser dans sa vie quotidienne. Le coton, le lin, le bois, l'amidon, le miel, le sucre de canne ne sont que quelques-uns des glucides qui ont joué un rôle important dans le développement de la civilisation. Les glucides font partie des composés organiques les plus courants dans la nature. Ils font partie intégrante des cellules de tout organisme, y compris les bactéries, les plantes et les animaux. Chez les plantes, les glucides représentent 80 à 90 % de la masse sèche, chez les animaux, environ 2 % du poids corporel. Leur synthèse à partir du dioxyde de carbone et de l'eau est réalisée par les plantes vertes en utilisant l'énergie du soleil ( photosynthèse ). L’équation stoechiométrique globale de ce processus est la suivante :

Le glucose et d’autres glucides simples sont ensuite convertis en glucides plus complexes comme l’amidon et la cellulose. Les plantes utilisent ces glucides pour libérer de l’énergie grâce au processus de respiration. Ce processus est essentiellement l’inverse de la photosynthèse :

Intéressant à savoir ! Les plantes vertes et les bactéries absorbent chaque année environ 200 milliards de tonnes de dioxyde de carbone de l’atmosphère grâce au processus de photosynthèse. Dans ce cas, environ 130 milliards de tonnes d'oxygène sont rejetées dans l'atmosphère et 50 milliards de tonnes de composés organiques carbonés, principalement des glucides, sont synthétisées.

Les animaux ne sont pas capables de synthétiser les glucides à partir du dioxyde de carbone et de l'eau. En consommant des glucides avec de la nourriture, les animaux utilisent l'énergie accumulée pour maintenir leurs processus vitaux. Nos aliments comme les pâtisseries, les pommes de terre, les céréales, etc. se caractérisent par une teneur élevée en glucides.

Le nom « glucides » est historique. Les premiers représentants de ces substances ont été décrits par la formule générale C m H 2 n O n ou C m (H 2 O) n. Un autre nom pour les glucides est Sahara – s’explique par le goût sucré des glucides les plus simples. En termes de structure chimique, les glucides constituent un groupe de composés complexe et diversifié. Parmi eux, il existe à la fois des composés assez simples avec un poids moléculaire d'environ 200 et des polymères géants dont le poids moléculaire atteint plusieurs millions. Outre les atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, les glucides peuvent contenir des atomes de phosphore, d'azote, de soufre et, plus rarement, d'autres éléments.

Classification des glucides

Tous les glucides connus peuvent être divisés en deux grands groupes : glucides simples Et glucides complexes. Un groupe distinct est constitué de polymères mixtes contenant des glucides, par exemple glycoprotéines– complexe avec une molécule protéique, glycolipides – complexe avec des lipides, etc.

Les glucides simples (monosaccharides ou monosaccharides) sont des composés polyhydroxycarbonyle qui ne sont pas capables de former des molécules de glucides plus simples lors de l'hydrolyse. Si les monosaccharides contiennent un groupe aldéhyde, alors ils appartiennent à la classe des aldoses (alcools aldéhydiques), s'ils contiennent un groupe cétone, ils appartiennent à la classe des cétoses (alcools céto). Selon le nombre d'atomes de carbone dans la molécule de monosaccharide, on distingue les trioses (C 3), les tétroses (C 4), les pentoses (C 5), les hexoses (C 6), etc.

Les composés les plus courants dans la nature sont les pentoses et les hexoses.

Complexe les glucides ( polysaccharides, ou poliose) sont des polymères construits à partir de résidus monosaccharides. Une fois hydrolysés, ils forment des glucides simples. Selon le degré de polymérisation, ils sont divisés en faible poids moléculaire ( oligosaccharides, dont le degré de polymérisation est généralement inférieur à 10) et poids moléculaire élevé. Les oligosaccharides sont des glucides semblables au sucre, solubles dans l'eau et au goût sucré. En fonction de leur capacité à réduire les ions métalliques (Cu 2+, Ag +), ils sont divisés en réparateur Et non réparateur. Les polysaccharides, selon leur composition, peuvent également être divisés en deux groupes : homopolysaccharides Et hétéropolysaccharides. Les homopolysaccharides sont construits à partir de résidus monosaccharides d'un type et les hétéropolysaccharides sont construits à partir de résidus de monosaccharides différents.

Ce qui précède avec des exemples des représentants les plus courants de chaque groupe de glucides peut être présenté dans le diagramme suivant :

Fonctions des glucides

Les fonctions biologiques des polysaccharides sont très diverses.

Fonction énergie et stockage

Les glucides contiennent la majeure partie des calories consommées par une personne via l'alimentation. Le principal glucide apporté par les aliments est l’amidon. On le trouve dans les produits de boulangerie, les pommes de terre et les céréales. L'alimentation humaine contient également du glycogène (dans le foie et la viande), du saccharose (comme additif dans divers plats), du fructose (dans les fruits et le miel) et du lactose (dans le lait). Les polysaccharides, avant d'être absorbés par l'organisme, doivent être hydrolysés à l'aide d'enzymes digestives en monosaccharides. Ce n'est que sous cette forme qu'ils sont absorbés dans le sang. Avec la circulation sanguine, les monosaccharides pénètrent dans les organes et les tissus, où ils sont utilisés pour synthétiser leurs propres glucides ou d'autres substances, ou sont décomposés pour en extraire de l'énergie.

L'énergie libérée suite à la dégradation du glucose est stockée sous forme d'ATP. Il existe deux processus de dégradation du glucose : anaérobie (en l'absence d'oxygène) et aérobie (en présence d'oxygène). À la suite du processus anaérobie, de l'acide lactique se forme

qui, lors d'une activité physique intense, s'accumule dans les muscles et provoque des douleurs.

À la suite du processus aérobie, le glucose est oxydé en monoxyde de carbone (IV) et en eau :

À la suite de la dégradation aérobie du glucose, beaucoup plus d'énergie est libérée qu'à la suite d'une dégradation anaérobie. En général, l'oxydation de 1 g de glucides libère 16,9 kJ d'énergie.

Le glucose peut subir une fermentation alcoolique. Ce processus est réalisé par la levure dans des conditions anaérobies :

La fermentation alcoolique est largement utilisée dans l'industrie pour la production de vins et d'alcool éthylique.

L'homme a appris à utiliser non seulement la fermentation alcoolique, mais a également découvert l'utilisation de la fermentation lactique, par exemple pour obtenir des produits à base d'acide lactique et des légumes marinés.

Il n'existe pas d'enzymes dans le corps humain ou animal capables d'hydrolyser la cellulose. Cependant, la cellulose est le principal composant de l'alimentation de nombreux animaux, en particulier les ruminants. L'estomac de ces animaux contient de grandes quantités de bactéries et de protozoaires qui produisent l'enzyme cellulase, catalysant l'hydrolyse de la cellulose en glucose. Ces derniers peuvent subir d'autres transformations, entraînant la formation d'acides butyrique, acétique et propionique, qui peuvent être absorbés dans le sang des ruminants.

Les glucides remplissent également une fonction de réserve. Ainsi, l'amidon, le saccharose, le glucose des plantes et glycogène chez les animaux, ils constituent la réserve énergétique de leurs cellules.

Fonctions structurelles, de support et de protection

Cellulose dans les plantes et chitine chez les invertébrés et les champignons, ils remplissent des fonctions de soutien et de protection. Les polysaccharides forment une capsule dans les micro-organismes, renforçant ainsi la membrane. Les lipopolysaccharides de bactéries et de glycoprotéines de la surface des cellules animales assurent la sélectivité des interactions intercellulaires et des réactions immunologiques de l'organisme. Le ribose sert de matériau de construction à l'ARN et le désoxyribose à l'ADN.

Remplit une fonction de protection héparine. Ce glucide, étant un inhibiteur de la coagulation sanguine, empêche la formation de caillots sanguins. On le trouve dans le sang et le tissu conjonctif des mammifères. Les parois cellulaires des bactéries, formées de polysaccharides, sont maintenues ensemble par de courtes chaînes d'acides aminés, protégeant les cellules bactériennes des effets indésirables. Chez les crustacés et les insectes, les glucides participent à la construction de l'exosquelette, qui remplit une fonction protectrice.

Fonction de régulation

Les fibres améliorent la motilité intestinale, améliorant ainsi la digestion.

La possibilité d’utiliser les glucides comme source de carburant liquide – l’éthanol – est intéressante. Depuis l’Antiquité, le bois est utilisé pour chauffer les maisons et cuire les aliments. Dans la société moderne, ce type de combustible est remplacé par d'autres types, le pétrole et le charbon, moins chers et plus pratiques à utiliser. Or les matières premières végétales, malgré quelques inconvénients d’usage, contrairement au pétrole et au charbon, constituent une source d’énergie renouvelable. Mais son utilisation dans les moteurs à combustion interne est difficile. A ces fins, il est préférable d'utiliser du combustible liquide ou du gaz. À partir de bois de qualité inférieure, de paille ou d'autres matières végétales contenant de la cellulose ou de l'amidon, vous pouvez obtenir un combustible liquide - l'alcool éthylique. Pour ce faire, il faut d'abord hydrolyser la cellulose ou l'amidon pour obtenir du glucose :

puis soumettre le glucose obtenu à une fermentation alcoolique pour produire de l'alcool éthylique. Une fois purifié, il peut être utilisé comme carburant dans les moteurs à combustion interne. Il convient de noter qu'au Brésil, à cet effet, des milliards de litres d'alcool sont produits chaque année à partir de canne à sucre, de sorgho et de manioc et utilisés dans les moteurs à combustion interne.

En fonction de leur capacité à s'hydrolyser, les glucides sont divisés en monosaccharides simples et polysaccharides complexes. Les monosaccharides ne s'hydrolysent pas pour former des glucides plus simples. Les polysaccharides capables d'hydrolyse peuvent être considérés comme des produits de polycondensation de monosaccharides. Les polysaccharides sont des composés de haut poids moléculaire dont les macromolécules contiennent des centaines et des milliers de résidus monosaccharides. Parmi eux, il existe un groupe d'oligosaccharides qui ont un poids moléculaire relativement faible et contiennent de 2 à 10 résidus monosaccharides.

Glucides simples

Ceux-ci comprennent le glucose, le galactose et le fructose (monosaccharides), ainsi que le saccharose, le lactose et le maltose (disaccharides).
Le glucose est le principal fournisseur d’énergie du cerveau. On le trouve dans les fruits et les baies et est nécessaire à l’approvisionnement énergétique et à la formation de glycogène dans le foie.

Le fructose ne nécessite presque pas l'hormone insuline pour son absorption, ce qui permet de l'utiliser pour le diabète, mais avec modération.

Le galactose ne se trouve pas sous forme libre dans les produits. Produit par la dégradation du lactose.

Le saccharose se trouve dans le sucre et les sucreries. Lorsqu'il pénètre dans l'organisme, il est décomposé en plusieurs composants : le glucose et le fructose.

Le lactose est un glucide présent dans les produits laitiers. En cas de déficit congénital ou acquis de l'enzyme lactase dans les intestins, la dégradation du lactose en glucose et galactose est altérée, ce qu'on appelle l'intolérance aux produits laitiers. Les produits laitiers fermentés contiennent moins de lactose que le lait, car lors de la fermentation du lait, de l'acide lactique se forme à partir du lactose.

Le maltose est un produit intermédiaire de la dégradation de l'amidon par les enzymes digestives. Le maltose est ensuite décomposé en glucose. On le trouve sous forme libre dans le miel, le malt (d'où le deuxième nom - sucre de malt) et la bière.

Glucides complexes

Ceux-ci comprennent l'amidon et le glycogène (glucides digestibles), ainsi que les fibres, les pectines et l'hémicellulose.

L'amidon représente 80 % de tous les glucides de l'alimentation. Ses principales sources sont le pain et les produits de boulangerie, les céréales, les légumineuses, le riz et les pommes de terre. L'amidon est digéré relativement lentement et se décompose en glucose.

Le glycogène, également appelé « amidon animal », est un polysaccharide constitué de chaînes hautement ramifiées de molécules de glucose. On le trouve en petites quantités dans les produits d'origine animale (dans le foie 2 à 10 % et dans les tissus musculaires - 0,3 à 1 %).

Les fibres sont un glucide complexe qui fait partie des membranes des cellules végétales. Dans le corps, les fibres ne sont pratiquement pas digérées ; seule une petite partie peut être influencée par les micro-organismes présents dans les intestins.

Les fibres, ainsi que les pectines, les lignines et l'hémicellulose, sont appelées substances de ballast. Ils améliorent le fonctionnement du système digestif, prévenant ainsi de nombreuses maladies. Les pectines et l'hémicellulose ont des propriétés hygroscopiques, ce qui leur permet d'absorber et d'emporter avec elles l'excès de cholestérol, l'ammoniac, les pigments biliaires et d'autres substances nocives. Un autre avantage important des fibres alimentaires est qu’elles aident à prévenir l’obésité. Bien qu’ils n’aient pas une grande valeur énergétique, les légumes, de par leur grande quantité de fibres alimentaires, contribuent à une sensation de satiété précoce.

Les fibres alimentaires se trouvent en grande quantité dans le pain complet, le son, les légumes et les fruits.

Monosaccharides (monoses)

Ce sont des composés hétérofonctionnels. Leurs molécules contiennent simultanément du carbonyle (aldéhyde ou cétone) et plusieurs groupes hydroxyle, c'est-à-dire les monosaccharides sont des composés polyhydroxycarbonyle - polyhydroxyaldéhydes et polyhydroxycétones. Ils se caractérisent par la présence d’une chaîne carbonée non ramifiée.

Grâce à l'analyse par diffraction des rayons X, il a été établi que parmi les deux conformations en forme de chaise du cycle pyranose du D-glucopyranose, celle dans laquelle tous les plus gros substituants, par exemple les groupes alcool primaire et hydroxyle, occupent des positions équatoriales est obtenue. . Dans ce cas, le groupe hémiacétal dans l'anomère bêta est en position équatoriale et dans l'anomère alpha en position axiale. Ainsi, dans l'anomère bêta, tous les substituants sont dans une position équatoriale plus favorable et prédomine donc dans le mélange de tautomères du D-glucose. Les anomères ne se forment pas en quantités égales, mais avec une prédominance du diastéréomère thermodynamiquement plus stable. La préférence pour la formation de l'un ou l'autre anomère est largement déterminée par leur structure conformationnelle. La structure conformationnelle du D-glucopyranose met en lumière le caractère unique de ce monosaccharide. Le bêta-D-glucopyranose est un monosaccharide avec un arrangement équatorial complet de substituants. La stabilité thermodynamique élevée qui en résulte est la principale raison de sa présence répandue dans la nature. Dans le lactopyranose, le groupe OH en C-4 est en position axiale. Le rapport des anomères alpha et bêta est approximativement le même que celui du glucopyranose.

Glycosides

Lorsque les monosaccharides interagissent avec des composés contenant des hydroxyles (alcools, phénols, etc.) sous catalyse acide, des dérivés de la forme cyclique se forment uniquement au niveau du groupe glycosidique OH - les acétals cycliques, appelés glycosides. Un moyen pratique d'obtenir des glycosides consiste à faire passer du chlorure d'hydrogène gazeux (catalyseur) à travers une solution du monosaccharide dans des alcools, tels que l'éthanol, le méthanol, etc. Cela produit respectivement des glycosides d'éthyle ou de méthyle. Les noms des glycosides indiquent d'abord le nom du radical introduit, puis la configuration du centre anomérique et le nom du résidu glucidique avec le suffixe -oside. Comme tous les acétals, les glycosides sont facilement hydrolysés par les acides dilués, mais résistent à l'hydrolyse dans un environnement légèrement alcalin. Pour la dégradation hydrolytique des glycosides, l'hydrolyse enzymatique est largement utilisée, dont l'avantage est sa spécificité. Par exemple, l'enzyme alpha-glucosidase de la levure clive uniquement la liaison alpha-glucosidique ; bêta-glucosidase d'amandes - uniquement liaison bêta-glucosidique. Sur cette base, l’hydrolyse enzymatique est souvent utilisée pour déterminer la configuration de l’atome de carbone anomère. L'hydrolyse des glycosides est à la base de la dégradation hydrolytique des polysaccharides dans l'organisme et est également utilisée dans de nombreux processus industriels. Une molécule de glycoside peut être formellement représentée comme étant constituée de deux parties : un glucide et un aglycone. Les monosaccharides eux-mêmes peuvent également agir comme des aglycones contenant des hydroxydes. Les glycosides formés avec des aglycones contenant des OH sont appelés O-glycosides. À leur tour, les glycosides formés avec des aglycones contenant du NH (par exemple des amines) sont appelés N-glycosides. Ceux-ci incluent les nucléosides, qui jouent un rôle important dans la chimie des acides nucléiques. On connaît des exemples de S-glycosides (thioglycosides), par exemple la sinigrine contenue dans la moutarde dont l'hydrolyse produit de l'huile de moutarde (principe actif des emplâtres à la moutarde).

Glucides sont des substances de formule générale C n (H 2 O) m, où n et m peuvent avoir des significations différentes. Le nom « glucides » reflète le fait que l'hydrogène et l'oxygène sont présents dans les molécules de ces substances dans les mêmes proportions que dans la molécule d'eau. En plus du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène, les dérivés glucidiques peuvent également contenir d’autres éléments, comme l’azote.

Les glucides constituent l’un des principaux groupes de substances organiques présentes dans les cellules. Ce sont les principaux produits de la photosynthèse et les premiers produits de la biosynthèse d'autres substances organiques des plantes (acides organiques, alcools, acides aminés, etc.), et se retrouvent également dans les cellules de tous les autres organismes. Dans une cellule animale, la teneur en glucides est comprise entre 1 et 2 % ; dans les cellules végétales, elle peut atteindre, dans certains cas, 85 à 90 % de la masse de matière sèche.

Il existe trois groupes de glucides :

• les monosaccharides ou sucres simples ;
• oligosaccharides - composés constitués de 2 à 10 molécules de sucres simples reliées en série (par exemple, disaccharides, trisaccharides, etc.).
• les polysaccharides sont constitués de plus de 10 molécules de sucres simples ou de leurs dérivés (amidon, glycogène, cellulose, chitine).

Monosaccharides (sucres simples)

Selon la longueur du squelette carboné (nombre d'atomes de carbone), les monosaccharides sont divisés en trioses (C 3), tétroses (C 4), pentoses (C 5), hexoses (C 6), heptoses (C 7).

Les molécules de monosaccharides sont soit des alcools aldéhydiques (aldoses), soit des alcools céto (cétoses). Les propriétés chimiques de ces substances sont déterminées principalement par les groupes aldéhyde ou cétone qui composent leurs molécules.

Les monosaccharides sont très solubles dans l'eau et ont un goût sucré.

Lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, les monosaccharides, à commencer par les pentoses, acquièrent une forme annulaire.

Les structures cycliques des pentoses et des hexoses sont des formes courantes : à un instant donné, seule une petite fraction des molécules existe sous la forme « chaîne ouverte ». Les oligo- et polysaccharides comprennent également les formes cycliques de monosaccharides.

Outre les sucres, dans lesquels tous les atomes de carbone sont reliés à des atomes d'oxygène, il existe des sucres partiellement réduits, dont le plus important est le désoxyribose.

Oligosaccharides

Lorsqu'ils sont hydrolysés, les oligosaccharides forment plusieurs molécules de sucres simples. Dans les oligosaccharides, les molécules de sucres simples sont reliées par des liaisons dites glycosidiques, reliant l'atome de carbone d'une molécule via l'oxygène à l'atome de carbone d'une autre molécule.

Les oligosaccharides les plus importants sont le maltose (sucre de malt), le lactose (sucre du lait) et le saccharose (sucre de canne ou de betterave). Ces sucres sont également appelés disaccharides. Selon leurs propriétés, les disaccharides sont des blocs des monosaccharides. Ils se dissolvent bien dans l'eau et ont un goût sucré.

Polysaccharides

Il s'agit de biomolécules polymères de haut poids moléculaire (jusqu'à 10 000 000 Da), constituées d'un grand nombre de monomères - sucres simples et leurs dérivés.

Les polysaccharides peuvent être constitués de monosaccharides de types identiques ou différents. Dans le premier cas, ils sont appelés homopolysaccharides (amidon, cellulose, chitine, etc.), dans le second, hétéropolysaccharides (héparine). Tous les polysaccharides sont insolubles dans l'eau et n'ont pas de goût sucré. Certains d'entre eux sont capables de gonfler et de produire du mucus.

Les polysaccharides les plus importants sont les suivants.

Cellulose- un polysaccharide linéaire constitué de plusieurs chaînes parallèles droites reliées par des liaisons hydrogène. Chaque chaîne est formée de résidus β-D-glucose. Cette structure empêche la pénétration de l'eau et est très extensible, ce qui assure la stabilité des membranes des cellules végétales, qui contiennent 26 à 40 % de cellulose.

La cellulose sert de nourriture à de nombreux animaux, bactéries et champignons. Cependant, la plupart des animaux, y compris les humains, ne peuvent pas digérer la cellulose car leur tractus gastro-intestinal est dépourvu de l'enzyme cellulase, qui décompose la cellulose en glucose. Dans le même temps, les fibres de cellulose jouent un rôle important dans la nutrition, car elles donnent aux aliments une consistance volumineuse et grossière et stimulent la motilité intestinale.

Amidon et glycogène. Ces polysaccharides constituent les principales formes de stockage du glucose chez les plantes (amidon), les animaux, les humains et les champignons (glycogène). Lorsqu'ils sont hydrolysés, du glucose se forme dans les organismes, ce qui est nécessaire aux processus vitaux.

Chitine formé de molécules de β-glucose, dans lesquelles le groupe alcool au niveau du deuxième atome de carbone est remplacé par un groupe azoté NHCOCH 3 . Ses longues chaînes parallèles, comme les chaînes cellulosiques, sont rassemblées en faisceaux.

La chitine est le principal élément structurel du tégument des arthropodes et des parois cellulaires des champignons.

Fonctions des glucides

Énergie. Le glucose est la principale source d'énergie libérée dans les cellules des organismes vivants lors de la respiration cellulaire (1 g de glucides libère 17,6 kJ d'énergie lors de l'oxydation).

De construction. La cellulose fait partie des parois cellulaires végétales ; La chitine est un composant structurel du tégument des arthropodes et des parois cellulaires des champignons.

Certains oligosaccharides font partie de la membrane cytoplasmique de la cellule (sous forme de glycoprotéines et de glycolipides) et forment le glycocalyx.

Métabolique. Les pentoses sont impliqués dans la synthèse des nucléotides (le ribose fait partie des nucléotides d'ARN, le désoxyribose fait partie des nucléotides d'ADN), de certaines coenzymes (par exemple, NAD, NADP, coenzyme A, FAD), de l'AMP ; participer à la photosynthèse (le diphosphate de ribulose est un accepteur de CO 2 dans la phase sombre de la photosynthèse).

Les pentoses et les hexoses participent à la synthèse des polysaccharides ; Le glucose est particulièrement important dans ce rôle.