Apibūdinkite ir klasifikuokite angliavandenius. Angliavandeniai

Dar senovėje žmonija susipažino su angliavandeniais ir išmoko juos naudoti savo gamyboje kasdienybė. Medvilnė, linai, mediena, krakmolas, medus, cukranendrių cukrus yra tik dalis angliavandenių, kurie suvaidino tam tikrą vaidmenį svarbus vaidmuo civilizacijos raidoje. Angliavandeniai yra vieni iš labiausiai paplitusių organinių junginių gamtoje. Jie yra neatskiriami bet kokių organizmų, įskaitant bakterijas, augalus ir gyvūnus, ląstelių sudedamosios dalys. Augaluose angliavandeniai sudaro 80–90% sausos masės, gyvūnams – apie 2% kūno masės. Jų sintezė iš anglies dvideginio o vandenį išneša žali augalai, naudodami energiją saulės šviesa (fotosintezė ). Bendra šio proceso stechiometrinė lygtis yra tokia:

Tada gliukozė ir kiti paprasti angliavandeniai paverčiami daugiau kompleksiniai angliavandeniai pvz., krakmolas ir celiuliozė. Augalai naudoja šiuos angliavandenius, kad išlaisvintų energiją per kvėpavimo procesą. Šis procesas iš esmės yra atvirkštinis fotosintezei:

Įdomu žinoti! Žalieji augalai ir bakterijos kasmet fotosintezės proceso metu iš atmosferos sugeria apie 200 milijardų tonų anglies dioksido. Šiuo atveju į atmosferą išleidžiama apie 130 milijardų tonų deguonies ir susintetinama 50 milijardų tonų organinių anglies junginių, daugiausia angliavandenių.

Gyvūnai nesugeba sintetinti angliavandenių iš anglies dioksido ir vandens. Vartodami angliavandenius su maistu, gyvūnai juose sukauptą energiją naudoja gyvybiniams procesams palaikyti. Mūsų maisto produktai, tokie kaip kepiniai, bulvės, dribsniai ir kt., pasižymi dideliu angliavandenių kiekiu.

Pavadinimas „angliavandeniai“ yra istorinis. Buvo aprašyti pirmieji šių medžiagų atstovai suvestinė formulė C m H 2 n O n arba C m (H 2 O) n. Kitas angliavandenių pavadinimas yra Sachara – paaiškinama saldžiu paprasčiausių angliavandenių skoniu. Savaip cheminė struktūra angliavandeniai yra sudėtinga ir įvairi junginių grupė. Tarp jų yra ir gana paprastų junginių, kurių molekulinė masė yra apie 200, ir milžiniškų polimerų, molekulinė masė kuri siekia kelis milijonus. Kartu su anglies, vandenilio ir deguonies atomais angliavandeniuose gali būti fosforo, azoto, sieros ir, rečiau, kitų elementų atomų.

Angliavandenių klasifikacija

Visus žinomus angliavandenius galima suskirstyti į dvi dalis didelės grupės – paprasti angliavandeniai Ir kompleksiniai angliavandeniai. Atskira grupė sudaro angliavandenių turinčius mišrius polimerus, pvz. glikoproteinai- kompleksas su baltymų molekule, glikolipidai - kompleksas su lipidais ir kt.

Paprastieji angliavandeniai (monosacharidai arba monosacharidai) yra polihidroksikarbonilo junginiai, kurie hidrolizės metu nesugeba sudaryti paprastesnių angliavandenių molekulių. Jei monosachariduose yra aldehido grupė, tai jie priklauso aldozių (aldehido alkoholių) klasei, jei juose yra ketonų grupė, jie priklauso ketozių (keto alkoholių) klasei. Priklausomai nuo anglies atomų skaičiaus monosacharido molekulėje, išskiriamos triozės (C 3), tetrozės (C 4), pentozės (C 5), heksozės (C 6) ir kt.

Dažniausiai gamtoje randami junginiai yra pentozė ir heksozė.

Sudėtingas angliavandeniai ( polisacharidai, arba poliozė) yra polimerai, pagaminti iš monosacharidų likučių. Hidrolizuodami jie sudaro paprastus angliavandenius. Priklausomai nuo polimerizacijos laipsnio, jie skirstomi į mažos molekulinės masės ( oligosacharidai, kurio polimerizacijos laipsnis paprastai yra mažesnis nei 10) ir didelės molekulinės masės. Oligosacharidai yra į cukrų panašūs angliavandeniai, kurie tirpsta vandenyje ir yra saldaus skonio. Pagal gebėjimą redukuoti metalų jonus (Cu 2+, Ag +) jie skirstomi į atkuriamoji Ir neatstatomasis. Polisacharidai, atsižvelgiant į jų sudėtį, taip pat gali būti suskirstyti į dvi grupes: homopolisacharidai Ir heteropolisacharidai. Homopolisacharidai gaminami iš to paties tipo monosacharidų likučių, o heteropolisacharidai – iš skirtingų monosacharidų likučių.

Aukščiau su dažniausiai pasitaikančių kiekvienos angliavandenių grupės atstovų pavyzdžiais galima pateikti šioje diagramoje:

Angliavandenių funkcijos

Biologinės polisacharidų funkcijos yra labai įvairios.

Energijos ir saugojimo funkcija

Angliavandeniuose yra didžioji dalis kalorijų, kurias žmogus suvartoja su maistu. Pagrindinis su maistu tiekiamas angliavandenis yra krakmolas. Jis yra įtrauktas į duonos gaminiai, bulvės, kaip grūdų dalis. Žmogaus racione taip pat yra glikogeno (kepenyse ir mėsoje), sacharozės (kaip įvairių patiekalų priedai), fruktozės (vaisiuose ir meduje), laktozės (piene). Polisacharidai, prieš įsisavinami organizme, virškinimo fermentų pagalba turi būti hidrolizuoti iki monosacharidų. Tik tokia forma jie absorbuojami į kraują. Su kraujotaka monosacharidai patenka į organus ir audinius, kur jie naudojami sintetinti savo angliavandenius ar kitas medžiagas arba suskaidomi išgaunant iš jų energiją.

Energija, išsiskirianti dėl gliukozės skilimo, yra saugoma ATP pavidalu. Gliukozei skaidomi du procesai: anaerobinis (kai nėra deguonies) ir aerobinis (esant deguoniui). Dėl anaerobinio proceso susidaro pieno rūgštis

kuri esant sunkiam fizinis aktyvumas kaupiasi raumenyse ir sukelia skausmą.

Dėl aerobinio proceso gliukozė oksiduojama į anglies monoksidą (IV) ir vandenį:

Dėl aerobinio gliukozės skaidymosi išsiskiria žymiai daugiau energijos nei dėl anaerobinio skaidymo. Apskritai oksiduojant 1 g angliavandenių išsiskiria 16,9 kJ energijos.

Gliukozė gali būti alkoholiškai fermentuojama. Šį procesą mielės atlieka anaerobinėmis sąlygomis:

Alkoholinė fermentacija plačiai naudojama pramonėje vynų ir etilo alkoholio gamyboje.

Žmogus išmoko naudoti ne tik alkoholinę fermentaciją, bet ir pieno rūgšties fermentaciją, pavyzdžiui, gauti pieno rūgšties produktus ir rauginti daržoves.

Žmonių ar gyvūnų organizme nėra fermentų, galinčių hidrolizuoti celiuliozę, tačiau celiuliozė yra pagrindinė daugelio gyvūnų, ypač atrajotojų, maisto sudedamoji dalis. Šių gyvūnų skrandyje dideli kiekiai yra bakterijų ir pirmuonių, gaminančių fermentą celiuliazė, katalizuojantis celiuliozės hidrolizę į gliukozę. Pastarosios gali patirti tolesnių transformacijų, dėl kurių susidaro sviesto, acto, propiono rūgštys, kurios gali būti absorbuojamos į atrajotojų kraują.

Angliavandeniai atlieka ir rezervinę funkciją. Taigi, krakmolas, sacharozė, gliukozė augaluose ir glikogeno gyvūnams jie yra jų ląstelių energijos rezervas.

Konstrukcinės, atraminės ir apsauginės funkcijos

Celiuliozė augaluose ir chitinas bestuburiuose ir grybuose jie atlieka atramines ir apsaugines funkcijas. Polisacharidai mikroorganizmuose sudaro kapsulę, taip sustiprindami membraną. Bakterijų lipopolisacharidai ir gyvūnų ląstelių paviršiaus glikoproteinai užtikrina tarpląstelinės sąveikos ir organizmo imunologinių reakcijų selektyvumą. Ribozė yra RNR statybinė medžiaga, o dezoksiribozė - DNR.

Atlieka apsauginę funkciją heparino. Šis angliavandenis, kaip kraujo krešėjimo inhibitorius, neleidžia susidaryti kraujo krešuliams. Jis randamas kraujyje ir jungiamojo audiniožinduoliai. Bakterijų ląstelių sienelės, kurias sudaro polisacharidai, kurias kartu laiko trumpos aminorūgščių grandinės, apsaugo bakterijų ląsteles nuo neigiamo poveikio. Vėžiagyviuose ir vabzdžiuose angliavandeniai dalyvauja kuriant egzoskeletą, kuris atlieka apsauginę funkciją.

Reguliavimo funkcija

Skaidulos gerina žarnyno judrumą, taip pagerindamos virškinimą.

Įdomi galimybė naudoti angliavandenius kaip skystojo kuro – etanolio – šaltinį. Nuo seniausių laikų mediena buvo naudojama namams šildyti ir maistui gaminti. IN šiuolaikinė visuomenėšios rūšies kurą keičia kitos rūšys – nafta ir anglis, kurios yra pigesnės ir patogesnės naudoti. Tačiau augalinės žaliavos, nepaisant kai kurių naudojimo nepatogumų, skirtingai nei nafta ir anglis, yra atsinaujinantis energijos šaltinis. Tačiau jo naudojimas varikliuose vidaus degimas sunku. Šiems tikslams geriau naudoti skystąjį kurą arba dujas. Iš žemos kokybės medienos, šiaudų ar kitų augalinių medžiagų, turinčių celiuliozės ar krakmolo, galima gauti skystą kurą - etanolis. Norėdami tai padaryti, pirmiausia turite hidrolizuoti celiuliozę arba krakmolą, kad gautumėte gliukozę:

o po to gautą gliukozę paduoda alkoholiniam fermentavimui, kad susidarytų etilo alkoholis. Išvalytas jis gali būti naudojamas kaip kuras vidaus degimo varikliuose. Pažymėtina, kad Brazilijoje šiam tikslui kasmet iš cukranendrių, sorgo ir maniokos pagaminama milijardai litrų alkoholio, kuris naudojamas vidaus degimo varikliuose.

Daugelis angliavandenių yra baltos kietos medžiagos, kurių skonis saldus. Skirtingi angliavandeniai turi įvairaus laipsnio saldainiai. Taigi, fruktozė tris kartus saldesnė už gliukozę. Medus yra pusė fruktozės, todėl jis toks saldus. Kiti angliavandeniai turi ne tokį subtilų saldų skonį.

Labiausiai žinomas angliavandenis – gliukozė – vienas svarbiausių angliavandenių, kurio laisvos formos yra augalų sultyse, ypač vaisiuose ir gėlių nektare. Angliavandenių yra gyvūnų ir žmonių kraujyje, kepenyse, smegenyse ir kituose organuose. Taigi žmogaus kepenyse kaupiasi glikogenas – gyvulinės kilmės angliavandenių saugykla.

Angliavandeniai yra pagrindinis kūno energijos šaltinis. Kai gliukozė suskaidoma, ji išsiskiria didelis skaičius energijos, kurią organizmas išleidžia gyvybiniams procesams. Angliavandeniai sudaro pagrindinė dalisžmogaus dieta.

Gliukozė yra medžiaga, kurioje kaupiasi Saulės energija. Ją galima pavadinti gyvosios gamtos ir Saulės grandimi. Gliukozė sintetinama žaliuose augalų lapuose iš anglies dioksido ir vandens. Tai unikalus procesas Žemėje, užtikrinantis augalų, gyvūnų ir žmonių egzistavimą.

Formulė C6H12O6 atitinka daugybę struktūrų. Iš jų išskirsime du – gliukozę ir fruktozę. Jų struktūrose yra penkios hidroksilo ir viena karbonilo grupės. Taip yra, kai medžiaga turi skirtingas funkcines grupes. Iš funkcines grupes Priklauso nuo angliavandenių cheminės savybės. Gliukozė yra aldehido alkoholis, o fruktozė yra ketoninis alkoholis. Todėl gliukozė turi savybių polihidroksiliai alkoholiai ir aldehidai, ir fruktozė – polihidroksiliai alkoholiai ir ketonai.

Gliukozės ir fruktozės molekulės gali jungtis viena su kita, atskirdamos vandens molekules. Dvi molekulės yra sujungtos per deguonies atomą. Tokiu būdu susijungę jie sudaro disacharidą, vadinamą sacharoze arba cukrumi kasdieniame gyvenime.

Pluoštas ir krakmolas

Kai susijungia daug gliukozės molekulių, susidaro skaidulos (celiuliozė) ir krakmolas, taip pat glikogenas. Visi yra susipažinę su šiomis medžiagomis. Medvilnės ir linų pluoštai susideda iš ilgo pluošto molekulių. Pluoštas yra medienos dalis.

Skaidulų molekulės yra lygiagrečios viena kitai ir yra tvirtai sujungtos vandeniliniais ryšiais. Jie atsiranda tarp kai kurių molekulių deguonies atomų ir į jas įtrauktų vandenilio atomų hidroksilo grupė, kiti. Tokių jungčių per visą pluošto ilgį yra labai daug. Todėl molekulių „paketas“ yra labai patvarus.

Kai susidaro krakmolas, gliukozės molekulės susijungia ir sukuria linijines ir šakotas grandines. Krakmolas yra trupinis balti milteliai. Jo yra bulvėse, įvairių javų grūduose, daržovėse. Tai būtinas komponentas mūsų maistas.

Gyvūnų ir žmonių organizmuose gliukozės molekulės susijungia ir sudaro gyvulinį krakmolą – glikogeną. Glikogeno molekulės yra labiau šakotos nei krakmolo molekulės. Glikogenas yra gliukozės saugykla: jis aprūpina organizmą gliukoze padidėjusio fizinio krūvio metu.

Gliukozė, krakmolas, skaidulos turi didelę reikšmę ne tik gamtoje, bet ir pramonėje. Gliukozė naudojama maisto pramonė, medicinoje. Krakmolas naudojamas konditerijos gaminiams gaminti. Pluoštas naudojamas kaip pluoštinė medžiaga ir audiniams, lakams bei sprogmenims gaminti.

Reikia pagalbos studijuojant?

Ankstesnė tema: Esteriai: riebalai
Kita tema: Baltymai: baltymų molekulės ir jų savybės

VIRŠKINIMAS IR ABSORBIJIMAS.

GLIKOGENO SINTEZĖ IR TIRPINIMAS.

Individuali užduotis

biologijos studentas

4120-2(b) grupės

Menadjevas Ramazanas Ismetovičius

Zaporožė 2012 m

Greita pastaba apie angliavandenius
2. Angliavandenių klasifikacija
3. Mono- ir disacharidų organizavimo struktūriniai ir funkciniai ypatumai: struktūra; buvimas gamtoje; gavimas; charakteristika atskiri atstovai
4.

7. Glikogeno sintezė ir skaidymas
8. Išvados

9. Literatūros sąrašas.

ĮVADAS

Organiniai junginiai sudaro vidutiniškai 20-30% gyvo organizmo ląstelių masės.

Tai biologiniai polimerai: baltymai, nukleino rūgštys, angliavandeniai, taip pat riebalai ir daugybė mažų molekulių – hormonai, pigmentai, ATP ir kt. Skirtingų tipų ląstelėse yra nevienodo kiekio organinių junginių.

TRUMPA INFORMACIJA APIE ANGLIAVANDENIUS

Angliavandeniai yra organiniai junginiai, susidedantys iš vienos ar kelių paprastų cukrų molekulių. Molinė masė angliavandenių svyruoja nuo 100 iki 1 000 000 Da (Daltono masė, apytiksliai. lygus masei vienas vandenilio atomas).

Jų bendroji formulė dažniausiai rašoma Cn (H2O) n forma (kur n yra bent trys). Pirmą kartą 1844 m. šį terminą įvedė vietinis mokslininkas K.

Šmidas (1822-1894). Pavadinimas „angliavandeniai“ atsirado remiantis pirmojo analize garsūs atstovaiši junginių grupė. Paaiškėjo, kad šios medžiagos susideda iš anglies, vandenilio ir deguonies, o vandenilio ir deguonies atomų skaičiaus santykis jose yra toks pat kaip ir vandenyje: dviem vandenilio atomams – vienas deguonies atomas. Taigi jie buvo laikomi anglies ir vandens junginiu. Vėliau tapo žinoma daug angliavandenių, kurie neatitiko šios sąlygos, tačiau pavadinimas „angliavandeniai“ vis dar yra visuotinai priimtas.

IN gyvūnų ląstelė angliavandenių yra ne daugiau kaip 2-5%. Turtingiausias angliavandenių augalų ląstelės, kur jų kiekis kai kuriais atvejais siekia 90 % sausos masės (pavyzdžiui, bulvių gumbuose, sėklose).

ANGLIAVANDENIŲ KLASIFIKACIJA

Monosacharidai yra daugiahidročių alkoholių ketoniniai arba aldehidiniai dariniai. Jas sudarančių anglies, vandenilio ir deguonies atomų santykis yra 1:2:1.

Bendroji formulė paprastiems cukrams – (CH2O) n. Priklausomai nuo anglies skeleto ilgio (anglies atomų skaičiaus), jie skirstomi į: triozes-C3, tetrozes-C4, pentozes-C5, heksozes-C6 ir tt Be to, cukrūs skirstomi į: - aldozes, kuriose yra aldehido grupė, - C=O. Tai apima | N gliukozė:

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

Tirpaluose visi cukrūs, pradedant pentoze, turi ciklinę formą; tiesine forma yra tik triozės ir tetrozės. Susidarius ciklinei formai, jungiasi aldehido grupės deguonies atomas kovalentinis ryšys su priešpaskutiniu grandinės anglies atomu, todėl susidaro pusacetaliai (aldozių atveju) ir hemiketaliai (ketozių atveju).

Šis cukrus yra vienas iš tarpinių fotosintezės produktų. Pentozės randamos gamtinės sąlygos daugiausia kaip sudėtingesnių medžiagų molekulių komponentai, pavyzdžiui, sudėtingi polisacharidai, vadinami pentozanais, taip pat augalų dervos. Pentozės reikšminga suma(10-15%) randama medienoje ir šiauduose. Arabinozė daugiausia randama gamtoje.

Jo yra vyšnių klijuose, burokėliuose ir guma arabike, iš kur jis gaunamas. Ribozė ir dezoksiribozė yra plačiai paplitusios gyvūnų ir flora, tai yra cukrūs, kurie yra monomerų dalis nukleino rūgštys RNR ir DNR. Ribozė gaunama epimerizuojant arabinozę.

Ksilozė susidaro hidrolizuojant ksilozano polisacharidą, esantį šiauduose, sėlenose, medienoje ir saulėgrąžų lukštuose. Produktai įvairių tipų Ksilozės fermentacijos agentai yra pieno, acto, citrinų, gintaro ir kitos rūgštys.

Ksilozę žmogaus organizmas pasisavina prastai. Hidrolizatai, kurių sudėtyje yra ksilozės, naudojami tam tikrų rūšių mielėms auginti, jie naudojami kaip baltymų šaltinis ūkio gyvūnams šerti. Kai ksilozė redukuojama, gaunamas ksilitolio alkoholis, jis naudojamas kaip cukraus pakaitalas diabetikams.

Ksilitolis plačiai naudojamas kaip drėgmės stabilizatorius ir plastifikatorius (in popieriaus pramonė, parfumerijos, celofano gamyba).

Tai vienas iš pagrindinių komponentų gaminant daugybę paviršinio aktyvumo medžiagų, lakų ir klijų. Dažniausios heksozės yra gliukozė, fruktozė ir galaktozė, jų bendra formulė yra C6H12O6. Gliukozės (vynuogių cukraus, dekstrozės) randama vynuogių ir kitų saldžių vaisių sultyse bei nedideliais kiekiais gyvūnams ir žmonėms. Gliukozė yra dalis svarbiausių disacharidų – cukranendrių ir vynuogių cukrų.

Didelės molekulinės masės polisacharidai, t. y. krakmolas, glikogenas (gyvulinis krakmolas) ir skaidulos, yra sudaryti iš viena su kita sujungtų gliukozės molekulių liekanų. įvairiais būdais. Gliukozė yra pagrindinis ląstelių energijos šaltinis. Žmogaus kraujyje yra 0,1-0,12% gliukozės kiekio sumažėjimas sukelia nervų ir raumenų ląstelių veikimo sutrikimus, kartais kartu su traukuliais ar alpimu. Gliukozės kiekį kraujyje reguliuoja sudėtingas mechanizmas nervų sistema ir endokrininės liaukos.

Gliukozė naudojama tekstilės gamyboje ir kai kuriose kitose pramonės šakose kaip reduktorius. Medicinoje gryna gliukozė naudojama injekcinių tirpalų pavidalu į kraują nuo daugelio ligų ir tablečių pavidalu. Iš jo gaunamas vitaminas C.

Galaktozė kartu su gliukoze yra kai kurių glikozidų ir polisacharidų dalis. Galaktozės molekulių liekanos yra sudėtingiausių biopolimerų – gangliozidų arba glikosfingolipidų – dalis. Jų randama žmonių ir gyvūnų nervų ganglijose, taip pat smegenų audinyje, blužnyje – raudonuosiuose kraujo kūneliuose. Galaktozė daugiausia gaminama hidrolizės būdu pieno cukraus. Fruktozė (vaisių cukrus) laisvoje būsenoje yra vaisiuose ir meduje.

Tai yra daugelio sudėtingų cukrų, tokių kaip cukranendrių cukrus, komponentas, iš kurio jį galima gauti hidrolizės būdu. Kai kuriuose augaluose randamas inulinas, sudėtingos konstrukcijos didelės molekulinės masės polisacharidas. Fruktozė taip pat gaunama iš inulino. Fruktozė yra vertingas maisto cukrus; jis yra 1,5 karto saldesnis už sacharozę ir 3 kartus saldesnis už gliukozę. Jį organizmas gerai pasisavina. Sumažėjus fruktozės kiekiui, susidaro sorbitolis ir manitolis. Sorbitolis vartojamas kaip cukraus pakaitalas sergančiųjų diabetu mityboje; Be to, iš jo gaminama askorbo rūgštis (vitaminas C).

Disacharidai yra tipiški į cukrų panašūs polisacharidai. Tai kietosios medžiagos, arba nesikristalizuojantys sirupai, gerai tirpūs vandenyje.

Tiek amorfiniai, tiek kristaliniai disacharidai paprastai tirpsta tam tikrame temperatūros intervale ir, kaip taisyklė, irdami. Disacharidai susidaro vykstant kondensacijos reakcijai tarp dviejų monosacharidų, dažniausiai heksozių. Ryšys tarp dviejų monosacharidų vadinamas glikozidiniu ryšiu. Paprastai jis susidaro tarp pirmojo ir ketvirtojo gretimų monosacharido vienetų anglies atomų (1,4-glikozidinė jungtis).

С12Н22О11 + Н2О = 2С6Н12О6

Salyklo cukrus yra žymiai mažiau saldus nei cukranendrių cukrus (0,6 karto tos pačios koncentracijos). Laktozė (pieno cukrus).

Šio disacharido pavadinimas atsirado dėl jo gamybos iš pieno (iš lotynų kalbos lactum - pienas). Hidrolizės metu laktozė suskaidoma į gliukozę ir galaktozę:

Laktozė nuo kitų cukrų skiriasi tuo, kad nėra higroskopiška: nesudrėkina. Pieno cukrus naudojamas kaip vaistas ir kūdikių maistas. Laktozė yra 4 ar 5 kartus mažiau saldi nei sacharozė. Sacharozė (cukranendrių arba runkelių cukrus). Pavadinimas atsirado dėl jo išgavimo iš cukrinių runkelių arba cukranendrių. Cukranendrių cukrus buvo žinomas daugelį amžių prieš Kristų.

Tik į vidurio XVIII a V. šio disacharido buvo rasta cukriniuose runkeliuose ir tik pradžios XIX V. jis buvo gautas gamybos sąlygas. Sacharozė yra labai paplitusi augalų pasaulyje. Lapuose ir sėklose visada yra mažas kiekis sacharozės. Jo taip pat yra vaisiuose (abrikosuose, persikuose, kriaušėse, ananasuose). Daug jo yra klevų ir palmių sultyse, kukurūzuose. Tai garsiausias ir plačiausiai naudojamas cukrus.

Hidrolizės metu iš jo susidaro gliukozė ir fruktozė:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Vienodų kiekių gliukozės ir fruktozės mišinys, susidarantis dėl cukranendrių cukraus inversijos (dėl hidrolizės proceso pasikeitimo nuo tirpalo sukimosi dešinėje į kairę), vadinamas invertuotu cukrumi (sukimosi inversija). Natūralus invertuotas cukrus yra medus, kurį daugiausia sudaro gliukozė ir fruktozė. Sacharozė gaunama iš didžiuliais kiekiais.

ANGLIAVANDENIŲ KLASIFIKACIJA

Cukriniuose runkeliuose sacharozės yra 16-20%, cukranendrių - 14-26%. Nuplauti burokėliai susmulkinami ir sacharozė pakartotinai ekstrahuojama mašinose su maždaug 80 laipsnių temperatūros vandeniu. Gautas skystis, kuriame, be sacharozės, yra daug įvairių priemaišų, apdorojamas kalkėmis.

Kalkės nusodina daugybę organinių rūgščių, taip pat baltymų ir kai kurių kitų medžiagų kalcio druskų pavidalu. Dalis kalkių susidaro su tirpiu cukranendrių cukrumi šaltas vanduo kalcio sacharatų, kurie sunaikinami apdorojant anglies dioksidu.

Kalcio karbonato nuosėdos atskiriamos filtruojant, o filtratas, papildomai išvalius, garinamas vakuume, kol gaunama pastos pavidalo masė.

Išsiskyrę sacharozės kristalai atskiriami naudojant centrifugas. Taigi būkite žalias granuliuoto cukraus, gelsvos spalvos, rudas motininis tirpalas, nesikristalizuojantis sirupas (burokėlių melasa, arba melasa). Granuliuotas cukrus išvalomas (rafinuojamas) ir gaunamas gatavas produktas.

1234Kitas ⇒

Paskelbimo data: 2015-11-01; Skaityti: 417 | Puslapio autorių teisių pažeidimas

I skyrius. ANGLIAVANDENIAI

§ 1. ANGLIAVANDENIŲ KLASIFIKACIJA IR FUNKCIJOS

Dar senovėje žmonija susipažino su angliavandeniais ir išmoko juos naudoti kasdieniame gyvenime.

Medvilnė, linai, mediena, krakmolas, medus, cukranendrių cukrus – tai tik dalis angliavandenių, suvaidinusių svarbų vaidmenį civilizacijos raidoje. Angliavandeniai yra vieni iš labiausiai paplitusių organinių junginių gamtoje. Jie yra neatskiriami bet kokių organizmų, įskaitant bakterijas, augalus ir gyvūnus, ląstelių sudedamosios dalys. Augaluose angliavandeniai sudaro 80–90% sausos masės, gyvūnams – apie 2% kūno masės.

Jų sintezę iš anglies dioksido ir vandens vykdo žalieji augalai, naudodami saulės šviesos energiją ( fotosintezė). Bendra šio proceso stechiometrinė lygtis yra tokia:

Tada gliukozė ir kiti paprasti angliavandeniai paverčiami sudėtingesniais angliavandeniais, tokiais kaip krakmolas ir celiuliozė.

Augalai naudoja šiuos angliavandenius, kad išlaisvintų energiją per kvėpavimo procesą. Šis procesas iš esmės yra atvirkštinis fotosintezei:

tonų organinių anglies junginių, daugiausia angliavandenių.

Gyvūnai nesugeba sintetinti angliavandenių iš anglies dioksido ir vandens.

Vartodami angliavandenius su maistu, gyvūnai juose sukauptą energiją naudoja gyvybiniams procesams palaikyti.

Pavadinimas „angliavandeniai“ yra istorinis. Pirmieji šių medžiagų atstovai buvo apibūdinti bendra formule CmH2nOn arba Cm(H2O)n. Kitas angliavandenių pavadinimas yra Sachara– paaiškinama saldžiu paprasčiausių angliavandenių skoniu.

Pagal savo cheminę struktūrą angliavandeniai yra sudėtinga ir įvairi junginių grupė. Tarp jų yra ir gana paprastų junginių, kurių molekulinė masė yra apie 200, ir milžiniškų polimerų, kurių molekulinė masė siekia kelis milijonus. Kartu su anglies, vandenilio ir deguonies atomais angliavandeniuose gali būti fosforo, azoto, sieros ir, rečiau, kitų elementų atomų.

Angliavandenių klasifikacija

Visus žinomus angliavandenius galima suskirstyti į dvi dideles grupes – paprastus angliavandenius ir sudėtinius angliavandenius.

Atskirą grupę sudaro mišrūs polimerai, kurių sudėtyje yra angliavandenių, pavyzdžiui, glikoproteinai - kompleksas su baltymo molekule, glikolipidai - kompleksas su lipidu ir kt.

Paprastieji angliavandeniai (monosacharidai arba monosacharidai) yra polihidroksikarbonilo junginiai, kurie hidrolizės metu nesugeba sudaryti paprastesnių angliavandenių molekulių.

Jei monosachariduose yra aldehido grupė, tai jie priklauso aldozių (aldehido alkoholių) klasei, jei juose yra ketonų grupė, jie priklauso ketozių (keto alkoholių) klasei. Priklausomai nuo anglies atomų skaičiaus monosacharido molekulėje, išskiriamos triozės (C3), tetrozės (C4), pentozės (C5), heksozės (C6) ir kt.

Dažniausiai gamtoje randami junginiai yra pentozė ir heksozė.

Sudėtiniai angliavandeniai (polisacharidai arba poliozai) yra polimerai, pagaminti iš monosacharidų likučių.

Hidrolizuodami jie sudaro paprastus angliavandenius. Priklausomai nuo polimerizacijos laipsnio, jie skirstomi į mažos molekulinės masės (oligosacharidus, kurių polimerizacijos laipsnis paprastai yra mažesnis nei 10) ir didelės molekulinės masės. Oligosacharidai yra į cukrų panašūs angliavandeniai, kurie tirpsta vandenyje ir yra saldaus skonio.

Pagal gebėjimą redukuoti metalų jonus (Cu2+, Ag+) jie skirstomi į redukuojančius ir neredukuojančius. Priklausomai nuo jų sudėties, polisacharidus taip pat galima suskirstyti į dvi grupes: homopolisacharidus ir heteropolisacharidus.

Homopolisacharidai gaminami iš to paties tipo monosacharidų likučių, o heteropolisacharidai – iš skirtingų monosacharidų likučių.

Aukščiau su dažniausiai pasitaikančių kiekvienos angliavandenių grupės atstovų pavyzdžiais galima pateikti šioje diagramoje:

Angliavandenių funkcijos

Biologinės polisacharidų funkcijos yra labai įvairios.

Energijos ir saugojimo funkcija

Angliavandeniuose yra didžioji dalis kalorijų, kurias žmogus suvartoja su maistu.

Pagrindinis su maistu tiekiamas angliavandenis yra krakmolas.

Angliavandeniai: jų klasifikacija ir sudėtis

Jo yra kepiniuose, bulvėse ir grūduose. Žmogaus racione taip pat yra glikogeno (kepenyse ir mėsoje), sacharozės (kaip įvairių patiekalų priedai), fruktozės (vaisiuose ir meduje), laktozės (piene).

Polisacharidai, prieš įsisavinami organizme, virškinimo fermentų pagalba turi būti hidrolizuoti iki monosacharidų. Tik tokia forma jie absorbuojami į kraują. Su kraujotaka monosacharidai patenka į organus ir audinius, kur jie naudojami sintetinti savo angliavandenius ar kitas medžiagas arba suskaidomi išgaunant iš jų energiją.

Energija, išsiskirianti dėl gliukozės skilimo, yra saugoma ATP pavidalu.

Gliukozei skaidomi du procesai: anaerobinis (kai nėra deguonies) ir aerobinis (esant deguoniui). Dėl anaerobinio proceso susidaro pieno rūgštis

kuri, esant dideliam fiziniam krūviui, kaupiasi raumenyse ir sukelia skausmą.

Dėl aerobinio proceso gliukozė oksiduojama į anglies monoksidą (IV) ir vandenį:

Dėl aerobinio gliukozės skaidymosi išsiskiria žymiai daugiau energijos nei dėl anaerobinio skaidymo.

Apskritai oksiduojant 1 g angliavandenių išsiskiria 16,9 kJ energijos.

Gliukozė gali būti alkoholiškai fermentuojama. Šį procesą mielės atlieka anaerobinėmis sąlygomis:

Alkoholinė fermentacija plačiai naudojama pramonėje vynų ir etilo alkoholio gamyboje.

Žmogus išmoko naudoti ne tik alkoholinę fermentaciją, bet ir pieno rūgšties fermentaciją, pavyzdžiui, gauti pieno rūgšties produktus ir rauginti daržoves.

Žmonių ar gyvūnų organizme nėra fermentų, galinčių hidrolizuoti celiuliozę, tačiau celiuliozė yra pagrindinė daugelio gyvūnų, ypač atrajotojų, maisto sudedamoji dalis.

Šių gyvūnų skrandžiuose yra daug bakterijų ir pirmuonių, kurie gamina fermentą celiulazę, kuri katalizuoja celiuliozės hidrolizę į gliukozę. Pastarosios gali patirti tolesnių transformacijų, dėl kurių susidaro sviesto, acto, propiono rūgštys, kurios gali būti absorbuojamos į atrajotojų kraują.

Angliavandeniai atlieka ir rezervinę funkciją.

Taigi, krakmolas, sacharozė, gliukozė augaluose ir glikogenas gyvūnuose yra jų ląstelių energijos rezervas.

Konstrukcinės, atraminės ir apsauginės funkcijos

Augaluose esanti celiuliozė ir bestuburių bei grybų chitinas atlieka pagalbines ir apsaugines funkcijas.

Polisacharidai mikroorganizmuose sudaro kapsulę, taip sustiprindami membraną. Bakterijų lipopolisacharidai ir gyvūnų ląstelių paviršiaus glikoproteinai užtikrina tarpląstelinės sąveikos ir organizmo imunologinių reakcijų selektyvumą. Ribozė yra RNR statybinė medžiaga, o dezoksiribozė - DNR.

Heparinas atlieka apsauginę funkciją. Šis angliavandenis, kaip kraujo krešėjimo inhibitorius, neleidžia susidaryti kraujo krešuliams. Jis randamas žinduolių kraujyje ir jungiamajame audinyje.

Bakterijų ląstelių sienelės, kurias sudaro polisacharidai, kurias kartu laiko trumpos aminorūgščių grandinės, apsaugo bakterijų ląsteles nuo neigiamo poveikio. Vėžiagyviuose ir vabzdžiuose angliavandeniai dalyvauja kuriant egzoskeletą, kuris atlieka apsauginę funkciją.

Reguliavimo funkcija

Skaidulos gerina žarnyno judrumą, taip pagerindamos virškinimą.

Įdomi galimybė naudoti angliavandenius kaip skystojo kuro – etanolio – šaltinį.

Nuo seniausių laikų mediena buvo naudojama namams šildyti ir maistui gaminti. Šiuolaikinėje visuomenėje šią kuro rūšį keičia kitos rūšys – nafta ir anglis, kurios yra pigesnės ir patogesnės naudoti. Tačiau augalinės žaliavos, nepaisant kai kurių naudojimo nepatogumų, skirtingai nei nafta ir anglis, yra atsinaujinantis energijos šaltinis. Tačiau jį naudoti vidaus degimo varikliuose sunku. Šiems tikslams geriau naudoti skystąjį kurą arba dujas.

Iš žemos kokybės medienos, šiaudų ar kitų augalinių medžiagų, turinčių celiuliozės ar krakmolo, galite gauti skysto kuro – etilo alkoholio.

Norėdami tai padaryti, pirmiausia turite hidrolizuoti celiuliozę arba krakmolą, kad gautumėte gliukozę:

BIOLOGINIS ANGLIAVANDENIŲ VAIDMUO.

VIRŠKINIMAS IR ABSORBIJIMAS.

GLIKOGENO SINTEZĖ IR TIRPINIMAS.

Individuali užduotis

biologijos studentas

4120-2(b) grupės

Menadjevas Ramazanas Ismetovičius

Zaporožė 2012 m

Biologinis biopolimerų – polisacharidų vaidmuo
5. Cheminės angliavandenių savybės
6. Virškinimas ir įsisavinimas

7. Glikogeno sintezė ir skaidymas
8. Išvados

9. Literatūros sąrašas.

ĮVADAS

Organiniai junginiai sudaro vidutiniškai 20-30% gyvo organizmo ląstelių masės. Tai biologiniai polimerai: baltymai, nukleino rūgštys, angliavandeniai, taip pat riebalai ir daugybė mažų molekulių – hormonai, pigmentai, ATP ir kt. Skirtingų tipų ląstelėse yra nevienodo kiekio organinių junginių.

Augalų ląstelėse vyrauja kompleksiniai angliavandeniai-polisacharidai, o gyvūnų ląstelėse daugiau baltymų ir riebalų. Tačiau kiekviena iš organinių medžiagų grupių bet kokio tipo ląstelėse veikia panašias funkcijas: suteikia energijos, yra statybinė medžiaga.

TRUMPA INFORMACIJA APIE ANGLIAVANDENIUS

Angliavandeniai yra organiniai junginiai, susidedantys iš vienos ar kelių paprastų cukrų molekulių.

Angliavandenių molinė masė svyruoja nuo 100 iki 1 000 000 Da (Daltono masė, maždaug lygi vieno vandenilio atomo masei). Jų bendroji formulė dažniausiai rašoma Cn (H2O) n forma (kur n yra bent trys). Pirmą kartą 1844 m. šį terminą įvedė šalies mokslininkas K. Schmidas (1822-1894). Pavadinimas „angliavandeniai“ atsirado analizuojant pirmuosius žinomus šios junginių grupės atstovus. Paaiškėjo, kad šios medžiagos susideda iš anglies, vandenilio ir deguonies, o vandenilio ir deguonies atomų skaičiaus santykis jose yra toks pat kaip ir vandenyje: dviem vandenilio atomams – vienas deguonies atomas.

Taigi jie buvo laikomi anglies ir vandens junginiu. Vėliau tapo žinoma daug angliavandenių, kurie neatitiko šios sąlygos, tačiau pavadinimas „angliavandeniai“ vis dar yra visuotinai priimtas. Gyvūnų ląstelėje angliavandenių randama ne daugiau kaip 2-5%. Augalų ląstelės yra turtingiausios angliavandenių, kur jų kiekis kai kuriais atvejais siekia 90% sausos masės (pavyzdžiui, bulvių gumbuose, sėklose).

ANGLIAVANDENIŲ KLASIFIKACIJA

Yra trys angliavandenių grupės: monosacharidai arba paprasti cukrūs(gliukozė, fruktozė); oligosacharidai – junginiai, susidedantys iš 2-10 nuosekliai sujungtų paprastųjų cukrų (sacharozės, maltozės) molekulių; polisacharidai, įskaitant daugiau nei 10 cukraus molekulių (krakmolo, celiuliozės).

MONO- IR DISACHARIDŲ ORGANIZACIJOS STRUKTŪRINĖS IR FUNKCINĖS YPATUMAI: STRUKTŪRA; BŪTI GAMTOJE; KAVIMAS. ATSKIRŲ ATSTOVŲ CHARAKTERISTIKA

Monosacharidai yra daugiahidročių alkoholių ketoniniai arba aldehidiniai dariniai. Jas sudarančių anglies, vandenilio ir deguonies atomų santykis yra 1:2:1. Bendroji paprastųjų cukrų formulė yra (CH2O) n. Pagal anglies skeleto ilgį (anglies atomų skaičių) jie skirstomi į: triozes-C3, tetrozes-C4, pentozes-C5, heksozes-C6 ir kt.

d Be to, cukrus skirstomas į: - aldozes, kuriose yra aldehido grupė, - C=O. Tai apima | N gliukozė:

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

Ketozės, turinčios ketonų grupę, yra C-. Pavyzdžiui, || reiškia fruktozę.

Tirpaluose visi cukrūs, pradedant pentoze, turi ciklinę formą; tiesine forma yra tik triozės ir tetrozės.

Susidarius ciklinei formai, aldehido grupės deguonies atomas kovalentiniu ryšiu susijungia su priešpaskutiniu grandinės anglies atomu, todėl susidaro pusacetaliai (aldozės atveju) ir hemiketaliai (ketozių atveju). ).

MONOSACHARIDŲ SAVYBĖS, ATRINKTI ATSTOVAI

Iš tetrozių eritrozė yra svarbiausia medžiagų apykaitos procesuose.

Šis cukrus yra vienas iš tarpinių fotosintezės produktų. Pentozės natūraliomis sąlygomis randamos daugiausia kaip sudėtingesnių medžiagų molekulių komponentai, pavyzdžiui, sudėtingi polisacharidai, vadinami pentozanais, taip pat augalų dervos.

Nemažai pentozių (10-15%) randama medienoje ir šiauduose. Arabinozė daugiausia randama gamtoje. Jo yra vyšnių klijuose, burokėliuose ir guma arabike, iš kur jis gaunamas. Ribozė ir dezoksiribozė yra plačiai paplitusios gyvūnų ir augalų pasaulyje. Ribozė gaunama epimerizuojant arabinozę.

Ksilozė susidaro hidrolizuojant ksilozano polisacharidą, esantį šiauduose, sėlenose, medienoje ir saulėgrąžų lukštuose. Įvairių rūšių ksilozės fermentacijos produktai yra pieno, acto, citrinų, gintaro ir kitos rūgštys. Ksilozę žmogaus organizmas pasisavina prastai.

Hidrolizatai, kurių sudėtyje yra ksilozės, naudojami tam tikrų rūšių mielėms auginti, jie naudojami kaip baltymų šaltinis ūkio gyvūnams šerti. Kai ksilozė redukuojama, gaunamas ksilitolio alkoholis, jis naudojamas kaip cukraus pakaitalas diabetikams. Ksilitolis plačiai naudojamas kaip drėgmės stabilizatorius ir plastifikatorius (popieriaus pramonėje, parfumerijoje ir celofano gamyboje). Tai vienas iš pagrindinių komponentų gaminant daugybę paviršinio aktyvumo medžiagų, lakų ir klijų.

Dažniausios heksozės yra gliukozė, fruktozė ir galaktozė, jų bendra formulė yra C6H12O6. Gliukozės (vynuogių cukraus, dekstrozės) randama vynuogių ir kitų saldžių vaisių sultyse bei nedideliais kiekiais gyvūnams ir žmonėms. Gliukozė yra dalis svarbiausių disacharidų – cukranendrių ir vynuogių cukrų. Didelės molekulinės masės polisacharidai, t. y. krakmolas, glikogenas (gyvulinis krakmolas) ir skaidulos, yra visiškai sudaryti iš įvairiais būdais tarpusavyje sujungtų gliukozės molekulių liekanų.

Gliukozė yra pagrindinis ląstelių energijos šaltinis. Žmogaus kraujyje yra 0,1-0,12% gliukozės kiekio sumažėjimas sukelia nervų ir raumenų ląstelių veikimo sutrikimus, kartais kartu su traukuliais ar alpimu. Gliukozės kiekį kraujyje reguliuoja sudėtingas nervų sistemos ir endokrininių liaukų mechanizmas.

Viena iš labiausiai paplitusių sunkių endokrininių ligų – cukrinis diabetas – yra susijusi su kasos salelių zonų hipofunkcija. Kartu su žymiai sumažėjęs raumenų ir riebalų ląstelių membranos pralaidumas gliukozei, dėl kurio padidėja gliukozės kiekis kraujyje ir šlapime. Medicinos reikmėms skirta gliukozė gaunama gryninant – perkristalizuojant – techninę gliukozę iš vandeninių arba vandeninių-alkoholinių tirpalų.

Iš jo gaunamas vitaminas C, kartu su gliukoze, yra kai kurių glikozidų ir polisacharidų dalis. Galaktozės molekulių liekanos yra sudėtingiausių biopolimerų – gangliozidų arba glikosfingolipidų – dalis. Jų randama žmonių ir gyvūnų nervų ganglijose, taip pat smegenų audinyje, blužnyje – raudonuosiuose kraujo kūneliuose. Galaktozė daugiausia gaunama hidrolizės būdu pieno cukrui. Fruktozė (vaisių cukrus) laisvoje būsenoje yra vaisiuose ir meduje.

Jį organizmas gerai pasisavina. Sumažėjus fruktozės kiekiui, susidaro sorbitolis ir manitolis. Sorbitolis vartojamas kaip cukraus pakaitalas sergančiųjų diabetu mityboje; Be to, iš jo gaminama askorbo rūgštis (vitaminas C).

Oksiduota fruktozė gamina vyno ir oksalo rūgštis.

Disacharidai yra tipiški į cukrų panašūs polisacharidai. Tai kietos medžiagos arba nesikristalizuojantys sirupai, gerai tirpūs vandenyje. Tiek amorfiniai, tiek kristaliniai disacharidai paprastai tirpsta tam tikrame temperatūros intervale ir, kaip taisyklė, irdami. Disacharidai susidaro vykstant kondensacijos reakcijai tarp dviejų monosacharidų, dažniausiai heksozių. Ryšys tarp dviejų monosacharidų vadinamas glikozidiniu ryšiu. Paprastai jis susidaro tarp pirmojo ir ketvirtojo gretimų monosacharido vienetų anglies atomų (1,4-glikozidinė jungtis).

Šis procesas gali būti kartojamas daugybę kartų, todėl susidaro milžiniškos polisacharidų molekulės. Kai monosacharidų vienetai susijungia vienas su kitu, jie vadinami likučiais. Taigi maltozė susideda iš dviejų gliukozės likučių. Iš disacharidų labiausiai paplitusi maltozė (gliukozė + gliukozė), laktozė (gliukozė + galaktozė) ir sacharozė (gliukozė + fruktozė).

ATRINKTI DISACHARIDŲ ATSTOVAI

Maltozės (salyklo cukraus) formulė yra C12H22O11.

Angliavandeniai. Klasifikacija. Funkcijos

Pavadinimas atsirado dėl maltozės gamybos metodo: ji gaunama iš krakmolo, veikiant salyklui (lot. maltum – salyklas). Dėl hidrolizės maltozė suskaidoma į dvi gliukozės molekules:

С12Н22О11 + Н2О = 2С6Н12О6

Salyklo cukrus yra tarpinis krakmolo hidrolizės produktas, plačiai paplitęs augalų ir gyvūnų organizmuose.

Salyklo cukrus yra žymiai mažiau saldus nei cukranendrių cukrus (0,6 karto tos pačios koncentracijos). Laktozė (pieno cukrus). Šio disacharido pavadinimas atsirado dėl jo paruošimo iš pieno (iš lot.

lactum – pienas). Hidrolizės metu laktozė suskaidoma į gliukozę ir galaktozę:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Laktozė gaunama iš pieno: karvės piene yra 4-5,5%, motinos piene - 5,5-8,4%.

Laktozė nuo kitų cukrų skiriasi tuo, kad nėra higroskopiška: nesudrėkina. Pieno cukrus naudojamas kaip vaistas ir kūdikių maistas.

Laktozė yra 4 ar 5 kartus mažiau saldi nei sacharozė. Sacharozė (cukranendrių arba runkelių cukrus). Pavadinimas atsirado dėl jo išgavimo iš cukrinių runkelių arba cukranendrių. Cukranendrių cukrus buvo žinomas daugelį amžių prieš Kristų. Tik XVIII amžiaus viduryje. šis disacharidas buvo aptiktas cukriniuose runkeliuose ir tik XIX amžiaus pradžioje. jis buvo gautas gamybos sąlygomis.

Sacharozė yra labai paplitusi augalų pasaulyje. Lapuose ir sėklose visada yra nedidelis kiekis sacharozės. Jo taip pat yra vaisiuose (abrikosuose, persikuose, kriaušėse, ananasuose). Daug jo yra klevų ir palmių sultyse, kukurūzuose. Tai garsiausias ir plačiausiai naudojamas cukrus. Hidrolizės metu iš jo susidaro gliukozė ir fruktozė:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Natūralus invertuotas cukrus yra medus, kurį daugiausia sudaro gliukozė ir fruktozė. Sacharozės gaunama dideliais kiekiais. Cukriniuose runkeliuose sacharozės yra 16-20%, cukranendrių - 14-26%. Nuplauti burokėliai susmulkinami ir sacharozė pakartotinai ekstrahuojama mašinose su maždaug 80 laipsnių temperatūros vandeniu.

Gautas skystis, kuriame, be sacharozės, yra daug įvairių priemaišų, apdorojamas kalkėmis. Kalkės nusodina daugybę organinių rūgščių, taip pat baltymų ir kai kurių kitų medžiagų kalcio druskų pavidalu.

Dalis kalkių su cukranendrių cukrumi sudaro šaltame vandenyje tirpius kalcio sacharatus, kurie sunaikinami apdorojant anglies dioksidu.

Kalcio karbonato nuosėdos atskiriamos filtruojant, o filtratas, papildomai išvalius, garinamas vakuume, kol gaunama pastos pavidalo masė. Išsiskyrę sacharozės kristalai atskiriami naudojant centrifugas. Taip gaunamas žalias granuliuotas cukrus, kuris yra gelsvos spalvos, rudas motininis tirpalas ir nesikristalizuojantis sirupas (burokėlių melasa, arba melasa).

Granuliuotas cukrus išvalomas (rafinuojamas) ir gaunamas gatavas produktas.

1234Kitas ⇒

Paskelbimo data: 2015-11-01; Skaityti: 416 | Puslapio autorių teisių pažeidimas

studopedia.org – Studopedia.Org – 2014–2018 (0,002 s)…

Pagrindinis žmogaus energijos šaltinis yra angliavandeniai. Kūnas apie 60% energijos gauna iš angliavandenių, likusią dalį iš baltymų ir riebalų. Dažniausiai augaliniame maiste gausu angliavandenių.

Priklauso nuo struktūros sudėtingumo, tirpumo, angliavandenių įsisavinimo greičio maisto produktai skirstomi į: paprastus ir sudėtingus. Paprastieji angliavandeniai greitai absorbuojami į kraują ir absorbuojami organizme, taip pat lengvai ištirpsta skystyje. Jie yra saldaus skonio ir priskiriami cukrui.

Kai mums reikia daug energijos ir greitai, naudojama gliukozė (angliavandeniai)! Jei mums reikia greitai šokinėti ar bėgti, tai šis veiksmas atliekamas dėl anaerobinės glikolizės (gliukozės molekulės suskaidymo į piruvo ir pieno rūgštį).

Angliavandenių klasifikacija.

Angliavandeniai skirstomi į 3 kategorijas: mono- ir disacharidus, oligosacharidus, polisacharidus.

1) Cukrus (sudėtyje yra 1-2 gliukozės monomerai):

Monosacharidai yra paprasti junginiai: gliukozė, fruktozė, galaktozė.

Disacharidai – daugiau sudėtingi ryšiai: sacharozė (cukrus, dekstrozė), laktozė (pieno cukrus – gyvulinės kilmės angliavandeniai), maltozė (salyklo cukrus).

2) Oligosacharidai (turi 3-9 gliukozės monomerus). Tai yra maltodekstrinas (nevisiško fermentinio krakmolo skilimo produktas).

3) Polisacharidai (sudėtyje yra daugiau nei 9 monomerai): augalinis krakmolas, glikogenas ("gyvulinis" krakmolas, randamas mėsoje ir kepenyse).

Nekrakmolo arba maistinės skaidulos taip pat priskiriamos polisacharidams. Jie skirstomi į:

1) tirpūs vandenyje (virškinami virškinimo trakte) – pektinai, dantenos ir gleivės,

2) netirpi vandenyje (nevirškinama virškinamajame trakte) – celiuliozė arba skaidulos, hemiceliuliozė.

Angliavandeniai maisto produktuose.

Maistas, kuriame gausu maistinių skaidulų šaltinių: vaisiai, daržovės, uogos, grūdai, sėlenos, ankštiniai augalai, riešutai.

Produktai, kuriuose yra „krakmolo“ polisacharidų šaltinių: grūdai, bulvės, makaronai, miltiniai gaminiai iš aukščiausios kokybės miltų.

Produktai yra „cukraus“ šaltiniai: cukrus, medus, šokoladas, marmeladas, džiovinti vaisiai.

Skaidulos ir jos vaidmuo žmogaus organizme.

Skaidulos yra maisto komponentas, kurio nevirškina žmogaus organizmo virškinimo fermentai, o apdoroja naudinga žarnyno mikroflora.

Pluoštas (in siaurąja prasme) - celiuliozė, atsparus krakmolas, polisacharidas, kuris visiškai hidrolizės metu suteikia gliukozę; yra daugumos augalų organizmų dalis, yra ląstelių sienelių pagrindas.

Paprasčiau tariant, kai girdite žodį „pluoštas“, pagalvokite apie augalus, būtent daržoves, vaisius ir nesmulkintus grūdus.

Kodėl pluoštas yra toks naudingas?

1) Maisto kiekio ir jo vartojimo laikotarpio didinimas

2) Skrandžio ištuštinimo slopinimas

3) Sutrumpinti žarnyno gleivinės kontakto su toksinais, kancerogenais, tulžies rūgštimis laiką

4) Tulžies sekrecijos procesų stimuliavimas

5) Krakmolo hidrolizės slopinimas

6) Sumažėjęs cukraus kiekis kraujyje po valgio

7) Sumažėjusi maisto energinė vertė

8) Žarnyno valymas ir žarnyno mikrofloros sudėties normalizavimas

9) Padidėjęs vandens kiekis išmatose

10) Sumažina širdies ir kraujagyslių ligų riziką.

Angliavandenių glikemijos indeksas.

Glikemijos indeksas (GI) yra angliavandenių poveikio cukraus kiekiui kraujyje (jo padidėjimui) ir hidrolizinių fermentų prieinamumo rodiklis.

Glikemijos indeksas lygina organizmo reakciją į maistą su organizmo atsaku į gryną gliukozę, kurios glikemijos indeksas yra 100. Visų kitų maisto produktų glikemijos indeksai lyginami su gliukozės glikemijos indeksu, atsižvelgiant į tai, kaip greitai jie pasisavinami.

Produkto GI priklauso nuo kelių faktorių – angliavandenių rūšies ir jame esančio skaidulų kiekio, terminio apdorojimo būdo, baltymų ir riebalų kiekio.

Pagal GI vertę angliavandeniai skirstomi į aukšto ir žemo GI angliavandenius. Taigi glikemijos indeksas, didesnis nei 50, laikomas „dideliu“, o mažesnis nei 50 – „mažu“. Aukštas GI yra: cukrūs, oligosacharidai, „krakmolo“ augalų polisacharidai. Žemas GI yra: maistinės skaidulos – dauguma pektinų (vaisių), netirpi vandenyje (ląsteliena).

Angliavandenių struktūros sudėtingumas NEĮTAIKOS JŲ virsmo gliukoze greičiui (ir organizmo absorbcijos greičiui)!!!

GI yra angliavandenių gebėjimas padidinti cukraus kiekį kraujyje. Tai kiekybinis, o ne greičio rodiklis!

GI priklauso nuo produkto paruošimo laiko ir būdo.

Pavyzdžiui, žalios bulvės – GI65, keptos bulvės – GI95.

Kuo labiau perdirbtas angliavandenis, tuo labiau jis padidina cukraus kiekį (daugiau GI). Kuo daugiau skaidulų angliavandeniuose, tuo mažiau jis kelia cukraus kiekį (mažiau GI).

Pavyzdžiui: baltos bandelės - GI90, balta duona - GI70, kepalas - GI50, sėlenų duona - GI30.

Angliavandenių vartojimo struktūra.

- 65-70% - „krakmolo“ polisacharidai;

— 25-30% — „maistinės skaidulos“;

- 5-10% - „cukrus“.

Kasdienis angliavandenių poreikis yra: 4-5 g/kg kūno svorio arba 300-500 g per dieną ir priklauso nuo organizmo energijos suvartojimo.

Kai maiste yra didelio GI angliavandenių perteklius (ypač „lengvai virškinamų“), angliavandeniai virsta riebalais, o tai prisideda prie nutukimo, diabeto, širdies ir kraujagyslių bei kitų ligų išsivystymo.

Deginant 1 g. angliavandenių gamina energijos, atitinkančią 4 kcal.

Apie Jau rašiau anksčiau ir norėdami sukurti išsamų angliavandenių vaizdą, taip pat galite su juo susipažinti. Na, o jei nuspręsite išsiaiškinti, kam žmogui reikalingi baltymai, kokias funkcijas atlieka baltymai, kruopos, dribsniai ir sužinosite mitybos rekomendacijas, tada spustelėkite ir aš mielai tau pasakysiu.

Angliavandeniai arba cukrus, - tai organiniai junginiai, kurie tuo pačiu metu yra molekulėje karbonilo (aldehido arba ketono) ir kelių hidroksilo (alkoholio) grupių. Kitaip tariant, angliavandeniai yra aldehidiniai alkoholiai (polioksialdehidai) arba ketoniniai alkoholiai (polioksiketonai). Angliavandeniai yra neatskiriama visų gyvų organizmų, augalų ir gyvūnų pasaulio atstovų, ląstelių ir audinių sudedamoji dalis, sudaro (pagal svorį) didžiąją dalį. organinės medžiagosžemėje. Angliavandenių šaltinis visiems gyviems organizmams yra fotosintezės procesas, atlieka augalai. Angliavandeniai gyvojoje gamtoje atlieka nepaprastai svarbų vaidmenį, yra labiausiai paplitusios augalų pasaulyje medžiagos, kurios sudaro iki 80% sausos augalų masės. Svarbu angliavandeniai svarbūs ir pramonei, nes plačiai naudojami statyboje, popieriaus gamyboje, balduose ir kitose prekėse.

Pagrindinės funkcijos :

Energija. Kai angliavandeniai skyla, išsiskirianti energija išsisklaido kaip šiluma arba kaupiama ATP molekulėse. Angliavandeniai suteikia apie 50–60% organizmo paros energijos suvartojimo, o raumenų ištvermės metu - iki 70%.
Plastikiniai. Angliavandeniai (ribozė, dezoksiribozė) naudojami ATP, ADP ir kitiems nukleotidams, taip pat nukleino rūgštims gaminti. Jie yra kai kurių fermentų dalis. Atskiri angliavandeniai yra konstrukciniai komponentai ląstelių membranosAngliavandeniai kaupiasi (saugomi) viduje griaučių raumenys, kepenys ir kiti audiniai glikogeno pavidalu.
Specifinis. Atskiri angliavandeniai dalyvauja užtikrinant kraujo grupių specifiškumą, atlieka antikoaguliantų vaidmenį (sukelia krešėjimą), yra hormonų grandinės receptoriai arba farmakologinės medžiagos, suteikiantis priešnavikinį poveikį.
Apsauginis. Sudėtingi angliavandeniai yra įtraukti į komponentus imuninė sistema; mukopolisacharidai randami gleivinėse medžiagose, kurios dengia nosies, bronchų, virškinamojo trakto, urogenitalinių takų kraujagyslių paviršių ir apsaugo nuo bakterijų ir virusų įsiskverbimo, taip pat nuo mechaninių pažeidimų.
Reguliavimo. Maiste esančios skaidulos nepadeda irimo žarnyne procesui, tačiau suaktyvina žarnyno trakto peristaltiką, fermentus, naudojamus virškinamojo trakto, gerina virškinimą ir maistinių medžiagų įsisavinimą.

Angliavandenių klasifikacija . Visus angliavandenius galima suskirstyti į dvi dideles grupes:

paprasti angliavandeniai (monosacharidai arba monosacharidai),
sudėtiniai angliavandeniai (polisacharidai arba poliozė).

Paprasti angliavandeniai nehidrolizuojamas, kad susidarytų kiti, net daugiau paprasti angliavandeniai. Sunaikinus monosacharidų molekules, galima gauti tik kitų klasių molekules cheminiai junginiai. Priklausomai nuo anglies atomų skaičiaus molekulėje, išskiriamos tetrozės (keturi atomai), pentozės (penki atomai), heksozės (šeši atomai) ir kt. Jei monosachariduose yra aldehido grupė, tai jie priklauso aldozių (aldehido alkoholių) klasei, jei juose yra ketonų grupė, jie priklauso ketozių (ketoninių alkoholių) klasei.

Sudėtingi angliavandeniai arba polisacharidai, hidrolizės metu jie skyla į paprastų angliavandenių molekules. Sudėtiniai angliavandeniai savo ruožtu skirstomi į:

oligosacharidai,
polisacharidai.

Oligosacharidai– Tai mažos molekulinės masės kompleksiniai angliavandeniai, tirpūs vandenyje ir saldaus skonio. Polisacharidai– Tai didelės molekulinės masės angliavandeniai, susidarę iš daugiau nei 20 monosacharidų likučių, netirpūs vandenyje ir nesaldaus skonio.

Priklausomai iš kompozicijos, sudėtinius angliavandenius galima suskirstyti į dvi grupes:

homopolisacharidai, sudaryti iš to paties monosacharido liekanų;
heteropolisacharidai, susidedantys iš įvairių monosacharidų liekanų.

Monosacharidai. Bendra monosacharidų formulė yra SpN2nOp. Monosacharidų pavadinimai sudaromi iš graikiško skaičiaus, atitinkančio anglies atomų skaičių tam tikroje molekulėje, ir galūnės -ose. Dažniausiai gamtoje randami monosacharidai su penkiais ir šešiais anglies atomais – pentozės ir heksozės. Priklausomai nuo karbonilo grupės, esančios monosachariduose (aldehido arba ketono), pobūdžio, monosacharidai skirstomi į:

aldozės (aldehido alkoholiai),
ketozės (ketonų alkoholiai).

Dažniausios heksozės yra gliukozė (vynuogių cukrus) ir fruktozė (vaisių cukrus). Gliukozė yra aldozės, o fruktozė - ketozės atstovas. Gliukozė ir fruktozė yra izomerai, t.y. jų atominė sudėtis yra tokia pati, o jų molekulinė formulė yra tokia pati (C6H12O6). Tačiau jų molekulių erdvinė struktūra skiriasi:
CH2OH-CHON-CHON-CHON-CHON-CHO Gliukozė (aldoheksozė)

CH2OH-CHON-CHON-CHON-CO-CH2OH Fruktozė (ketoheksozė).

E. Fisher sukūrė erdvines formules pavadintas jo vardu. Šiose formulėse anglies atomai numeruojami nuo grandinės galo, kuriam arčiausiai yra karbonilo grupė. Visų pirma, aldozėse pirmasis skaičius priskiriamas aldehido grupės anglies atomui.
Tačiau monosacharidai egzistuoja ne tik atvirų formų, bet ir ciklų pavidalu. Šios dvi formos – grandininė ir ciklinė – yra tautomerinės ir gali spontaniškai transformuotis viena į kitą. vandeniniai tirpalai. Monosacharidų atstovai:

D-ribozė yra RNR ir nukleotidinio pobūdžio kofermentų komponentas.
D-gliukozė (vynuogių cukrus) yra kristalinė balta medžiaga, gerai tirpi vandenyje, lydymosi temperatūra yra 146 ° C. Gliukozės polimerai pirmiausia yra
D-galaktozė - kristalinė medžiaga, komponentas pieno cukraus, esminis komponentas maisto davinys. Jis gana gerai tirpsta vandenyje, yra saldaus skonio, lydymosi temperatūra siekia 165°C. Kartu su D-mannoze šis monosacharidas yra daugelio glikolipidų ir glikoproteinų dalis.
D-mannozė yra kristalinė medžiaga, saldaus skonio, gerai tirpi vandenyje, lydymosi temperatūra 132°C. Gamtoje jis randamas polisacharidų – mananų pavidalu, iš kurių galima gauti hidrolizės būdu.
D-fruktozė (vaisių cukrus) yra kristalinė medžiaga, kurios lydymosi temperatūra yra 132°C. Jis gerai tirpsta vandenyje, saldaus skonio, saldumas dvigubai didesnis nei sacharozės. IN laisva forma randama vaisių sultyse (vaisių cukruje) ir meduje. IN susijusi forma fruktozės yra sacharozėje ir augalų polisachariduose (pavyzdžiui, inuline).

Oksiduojant aldozes, susidaro trys rūgščių klasės: aldono, aldaro ir aldurono.

Svarbiausia polisacharidai yra šie:

Celiuliozė- linijinis polisacharidas, susidedantis iš kelių tiesių lygiagrečių grandinių, sujungtų vandeniliniais ryšiais. Kiekvieną grandinę sudaro β-D-gliukozės likučiai. Tokia struktūra neleidžia prasiskverbti vandeniui ir yra labai tempianti, o tai užtikrina augalų ląstelių membranų, kuriose yra 26-40 % celiuliozės, stabilumą. Celiuliozė yra daugelio gyvūnų, bakterijų ir grybelių maistas. Tačiau dauguma gyvūnų, įskaitant žmones, negali virškinti celiuliozės, nes joje yra virškinamojo trakto Nėra fermento celiuliozės, kuri skaidytų celiuliozę į gliukozę. Tuo pačiu metu celiuliozės skaidulos vaidina svarbų vaidmenį mityboje, nes suteikia maistui tūrinės ir rupios konsistencijos bei skatina žarnyno motoriką.
Krakmolas ir glikogenas.Šie polisacharidai yra pagrindinės augalų (krakmolo), gyvūnų, žmonių ir grybų (glikogeno) gliukozės saugojimo formos. Jiems hidrolizuojant, organizmuose susidaro gliukozė, būtina gyvybiniams procesams.
Chitinas susidaro iš β-gliukozės molekulių, kuriose alkoholio grupė prie antrojo anglies atomo yra pakeista azoto turinčia grupe NHCOCH3. Jo ilgos lygiagrečios grandinės, kaip ir celiuliozės grandinės, surenkamos į ryšulius. Chitinas – pagrindinis konstrukcinis elementas nariuotakojų sluoksniai ir grybų ląstelių sienelės.

Angliavandeniai skirstomi į 3 grupes pagal jų molekulių dydį:

Monosacharidai– turi 1 angliavandenių molekulę (aldozę arba ketozę).

Triozės (gliceraldehidas, dihidroksiacetonas).

Tetrozė (eritrozė).

Pentozės (ribozė ir dezoksiribozė).

Heksozės (gliukozė, fruktozė, galaktozė).

Oligosacharidai- turi 2-10 monosacharidų.

Disacharidai (sacharozė, maltozė, laktozė).

Trisacharidai ir kt.

Polisacharidai- turi daugiau nei 10 monosacharidų.

Homopolisacharidai – turi tų pačių monosacharidų (krakmolas, skaidulos, celiuliozė susideda tik iš gliukozės).

Heteropolisacharidai – turi įvairių tipų monosacharidų, jų garų darinių ir ne angliavandenių komponentų (heparino, hialurono rūgšties, chondroitino sulfatų).

Schema Nr. 1. K angliavandenių klasifikacija.

Angliavandeniai Monosacharidai Oligosacharidai Polisacharidai

1. Triozės 1. Disacharidai 1. Homopolisacharidai

2. Tetrozės 2. Trisacharidai 2. Heteropolisacharidai

3. Pentozės 3. Tetrasacharidai

4. Heksozės

3. 4. Angliavandenių savybės.

Angliavandeniai yra kietos, baltos kristalinės medžiagos, kurių skonis beveik visas yra saldus.

Beveik visi angliavandeniai gerai tirpsta vandenyje, susidaro tikri tirpalai. Angliavandenių tirpumas priklauso nuo masės (nei daugiau masės

, kuo mažiau tirpi medžiaga, pavyzdžiui, sacharozė ir krakmolas) ir struktūra (kuo šakotesnė angliavandenių struktūra, tuo blogesnis tirpumas vandenyje, pavyzdžiui, krakmolas ir ląsteliena). Monosacharidų galima rasti dviem stereoizomerinės formos : L formos (leavus - kairėn) ir D formos (dexter - dešinėn). Šios formos turi tą patį cheminės savybės , bet skiriasi hidroksido grupių išsidėstymu molekulės ašies atžvilgiu ir optiniu aktyvumu, t.y. pasukite plokštumą tam tikru kampu poliarizuota šviesa , kuris praeina per jų sprendimą. Be to, poliarizuotos šviesos plokštuma sukasi vienu kiekiu, bet į

priešinga kryptimi

. Panagrinėkime stereoizomerų susidarymą naudodami gliceraldehido pavyzdį: Sno sno BET

-S-N N-S-

JIS

CH2OH CH2OH

L – forma D – forma Gaminant monosacharidus laboratorinėmis sąlygomis, organizme susidaro stereoizomerai santykiu 1:1, sintezė vyksta veikiant fermentams, kurie griežtai skiria L formą ir D formą. Kadangi organizme sintezuojamas ir skaidomas tik D cukrus, evoliucijos metu L-stereoizomerai palaipsniui išnyko (tuo pagrįstas cukrų nustatymas biologiniuose skysčiuose naudojant poliarimetrą).

Monosacharidai vandeniniuose tirpaluose gali būti tarpusavyje konvertuojami, ši savybė vadinama

mutacija.

HO-CH2 O=C-H S O NE-S-N N N

N-S-OH BET S S NE-S-N

BET JIS N

BET-S-N

HO-CH2 O=C-H BET

N-S-OH S O NE-S-N

C CH2-OH

Alfa forma Atvira heksozės forma

Betta forma.

Atviroje formoje jie gali sąveikauti su baltymais, lipidais ir nukleotidais nedalyvaudami fermentams. Šios reakcijos vadinamos glikacija. Diabetui diagnozuoti klinikoje naudojamas glikozilinto hemoglobino arba fruktozamino kiekio tyrimas.

Monosacharidai gali sudaryti esterius. Didžiausią reikšmę turi angliavandenių savybė sudaryti esterius su fosforo rūgštimi, nes kad būtų įtrauktas į medžiagų apykaitą, angliavandeniai turi virsti fosforo esteriu, pavyzdžiui, prieš oksidaciją gliukozė paverčiama gliukozės-1-fosfatu arba gliukozės-6-fosfatu.

Aldolazės šarminėje aplinkoje turi galimybę redukuoti metalus iš oksidų į oksidą arba laisvą būseną. Ši savybė naudojama laboratorinėje praktikoje, norint aptikti aldolozes (gliukozę) biologiniuose skysčiuose. Dažniausiai naudojamas Tromerio reakcija

kurioje aldolozė redukuoja vario oksidą į oksidą, o pati oksiduojasi iki gliukono rūgšties (oksiduojamas 1 anglies atomas).

CuSO4 + NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

Mėlyna

C5H11COH + 2Cu(OH)2 C5H11COOH + H2O + 2CuOH

Plytų raudona spalva

Monosacharidai gali būti oksiduojami iki rūgščių ne tik Trommer reakcijos metu. Pavyzdžiui, oksiduojantis 6-ajam gliukozės anglies atomui, organizme susidaro gliukurono rūgštis, kuri jungiasi su nuodingomis ir sunkiai tirpiomis medžiagomis, jas neutralizuoja ir paverčia tirpiomis, tokiu pavidalu šios medžiagos išsiskiria iš organizmo su šlapimu. . Monosacharidai gali jungtis vienas su kitu ir sudaryti polimerus. Ryšys, kuris atsiranda šiuo atveju, vadinamas glikozidinis

, jį sudaro vieno monosacharido pirmojo anglies atomo OH grupė ir kito monosacharido ketvirtojo (1,4-glikozidinė jungtis) arba šeštojo anglies atomo OH grupė (1,6-glikozidinė jungtis). Be to, gali susidaryti alfa glikozidinė jungtis (tarp dviejų angliavandenių alfa formų) arba beta glikozidinė jungtis (tarp angliavandenių alfa ir beta formų). Oligo- ir polisacharidai gali būti hidrolizuojami, sudarydami monomerus.

Reakcija ateina