Karbonhidratları karakterize edin ve sınıflandırın. Karbonhidratlar

Antik çağlarda bile insanlık karbonhidratlarla tanışmış ve bunları yemeklerinde kullanmayı öğrenmiştir. günlük yaşam. Pamuk, keten, odun, nişasta, bal, şeker kamışı rol oynayan karbonhidratlardan sadece birkaçıdır. önemli rol medeniyetin gelişmesinde. Karbonhidratlar doğadaki en yaygın organik bileşikler arasındadır. Bakteriler, bitkiler ve hayvanlar da dahil olmak üzere herhangi bir organizmanın hücrelerinin ayrılmaz bileşenleridirler. Bitkilerde karbonhidratlar kuru kütlenin %80-90'ını, hayvanlarda ise vücut ağırlığının yaklaşık %2'sini oluşturur. Bunların sentezi karbondioksit ve su, enerji kullanılarak yeşil bitkiler tarafından gerçekleştirilir güneş ışığı (fotosentez ). Bu prosesin genel stokiyometrik denklemi şöyledir:

Glikoz ve diğer basit karbonhidratlar daha sonra daha fazlasına dönüştürülür. karmaşık karbonhidratlarörneğin nişasta ve selüloz. Bitkiler bu karbonhidratları solunum süreci boyunca enerji açığa çıkarmak için kullanırlar. Bu süreç aslında fotosentezin tam tersidir:

Bilmek ilginç! Yeşil bitkiler ve bakteriler, fotosentez yoluyla yılda yaklaşık 200 milyar ton karbondioksiti atmosferden emerler. Bu durumda atmosfere yaklaşık 130 milyar ton oksijen salınır ve başta karbonhidratlar olmak üzere 50 milyar ton organik karbon bileşiği sentezlenir.

Hayvanlar karbondioksit ve sudan karbonhidrat sentezleme yeteneğine sahip değildir. Hayvanlar karbonhidratları yiyeceklerle tüketerek içlerinde biriken enerjiyi hayati süreçleri sürdürmek için kullanırlar. Unlu mamuller, patates, tahıllar vb. gıdalarımız yüksek karbonhidrat içeriğine sahiptir.

"Karbonhidratlar" adı tarihseldir. Bu maddelerin ilk temsilcileri tanımlandı özet formülü CmH2nOn veya Cm(H2O)n. Karbonhidratların diğer adı Sahra – En basit karbonhidratların tatlı tadı ile açıklanmaktadır. Kendi yolunda kimyasal yapı Karbonhidratlar karmaşık ve çeşitli bileşiklerden oluşan bir gruptur. Bunların arasında hem moleküler ağırlığı yaklaşık 200 olan oldukça basit bileşikler hem de dev polimerler vardır. moleküler ağırlık birkaç milyona ulaşıyor. Karbonhidratlar, karbon, hidrojen ve oksijen atomlarının yanı sıra fosfor, nitrojen, kükürt ve daha az yaygın olarak diğer elementlerin atomlarını da içerebilir.

Karbonhidratların sınıflandırılması

Bilinen tüm karbonhidratlar ikiye ayrılabilir büyük gruplar – basit karbonhidratlar Ve karmaşık karbonhidratlar. Ayrı bir grupörneğin karbonhidrat içeren karışık polimerler oluştururlar, glikoproteinler– bir protein molekülü ile kompleks, glikolipitler – lipit vb. ile kompleks

Basit karbonhidratlar (monosakaritler veya monosakaritler), hidroliz üzerine daha basit karbonhidrat molekülleri oluşturamayan polihidroksikarbonil bileşikleridir. Monosakkaritler bir aldehit grubu içeriyorsa aldoz sınıfına (aldehit alkoller), bir keton grubu içeriyorsa ketoz sınıfına (keto alkoller) aittir. Monosakarit molekülündeki karbon atomlarının sayısına bağlı olarak triozlar (C3), tetrozlar (C4), pentozlar (C5), heksozlar (C6), vb. ayırt edilir:

Doğada en yaygın olarak bulunan bileşikler pentozlar ve heksozlardır.

Karmaşık karbonhidratlar ( polisakkaritler, veya çocuk felci) monosakkarit kalıntılarından oluşan polimerlerdir. Hidrolize edildiklerinde basit karbonhidratlar oluştururlar. Polimerizasyon derecesine bağlı olarak düşük moleküler ağırlığa ayrılırlar ( oligosakkaritler polimerizasyon derecesi genellikle 10'dan azdır) ve yüksek moleküler ağırlık. Oligosakkaritler, suda çözünen ve tatlı bir tada sahip olan şeker benzeri karbonhidratlardır. Metal iyonlarını (Cu 2+, Ag +) azaltma yeteneklerine göre aşağıdakilere ayrılırlar: onarıcı Ve onarıcı olmayan. Polisakkaritler bileşimlerine bağlı olarak iki gruba ayrılabilir: homopolisakkaritler Ve heteropolisakkaritler. Homopolisakkaritler aynı tipteki monosakkarit kalıntılarından, heteropolisakkaritler ise farklı monosakkarit kalıntılarından oluşturulur.

Her bir karbonhidrat grubunun en yaygın temsilcilerinin örnekleriyle birlikte yukarıdakiler aşağıdaki şemada sunulabilir:

Karbonhidratların fonksiyonları

Polisakkaritlerin biyolojik fonksiyonları çok çeşitlidir.

Enerji ve depolama fonksiyonu

Karbonhidratlar, bir kişinin yiyecek yoluyla tükettiği kalorilerin çoğunu içerir. Yiyeceklerle sağlanan ana karbonhidrat nişastadır. İçinde bulunur unlu mamuller, patates, tahılların bir parçası olarak. İnsan beslenmesinde ayrıca glikojen (karaciğerde ve ette), sükroz (çeşitli yemeklere katkı maddesi olarak), fruktoz (meyvelerde ve balda) ve laktoz (sütte) bulunur. Polisakkaritlerin vücut tarafından emilmeden önce sindirim enzimleri yardımıyla monosakkaritlere hidrolize edilmesi gerekir. Sadece bu formda kana emilirler. Monosakkaritler kan dolaşımıyla organlara ve dokulara girerler ve burada kendi karbonhidratlarını veya diğer maddelerini sentezlemek için kullanılırlar veya onlardan enerji elde etmek için parçalanırlar.

Glikozun parçalanması sonucu açığa çıkan enerji ATP formunda depolanır. Glikozun parçalanması için iki süreç vardır: anaerobik (oksijen yokluğunda) ve aerobik (oksijen varlığında). Anaerobik işlem sonucunda laktik asit oluşur

hangisi şiddetli fiziksel aktivite kaslarda birikerek ağrıya neden olur.

Aerobik işlemin bir sonucu olarak glikoz, karbon monoksite (IV) ve suya oksitlenir:

Glikozun aerobik parçalanmasının bir sonucu olarak, anaerobik parçalanmaya göre çok daha fazla enerji açığa çıkar. Genel olarak 1 g karbonhidratın oksidasyonu 16,9 kJ enerji açığa çıkarır.

Glikoz alkolik fermantasyona uğrayabilir. Bu işlem maya tarafından anaerobik koşullar altında gerçekleştirilir:

Alkolik fermantasyon, endüstride şarap ve etil alkol üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

İnsan sadece alkolik fermantasyonu kullanmayı öğrenmekle kalmadı, aynı zamanda laktik asit fermantasyonunu örneğin laktik asit ürünleri ve turşu sebzeleri elde etmek için kullanmayı da buldu.

İnsan veya hayvan vücudunda selülozu hidrolize edebilecek hiçbir enzim yoktur; ancak selüloz, başta geviş getiren hayvanlar olmak üzere birçok hayvanın gıdasının ana bileşenidir. Bu hayvanların midesinde büyük miktarlar enzim üreten bakteri ve protozoa içerir selülaz selülozun glikoza hidrolizini katalize eder. İkincisi, geviş getiren hayvanların kanına emilebilen bütirik, asetik ve propiyonik asitlerin oluşması sonucunda daha fazla dönüşüme uğrayabilir.

Karbonhidratlar ayrıca bir rezerv işlevi de yerine getirir. Böylece bitkilerde nişasta, sakkaroz, glikoz ve glikojen hayvanlarda hücrelerinin enerji rezervidirler.

Yapısal, destekleyici ve koruyucu işlevler

Bitkilerde bulunan selüloz ve kitin omurgasızlarda ve mantarlarda destekleyici ve koruyucu işlevler. Polisakkaritler mikroorganizmalarda bir kapsül oluşturarak zarı güçlendirir. Bakterilerin lipopolisakkaritleri ve hayvan hücrelerinin yüzeyindeki glikoproteinler, hücreler arası etkileşimin ve vücudun immünolojik reaksiyonlarının seçiciliğini sağlar. Riboz, RNA için bir yapı malzemesi, deoksiriboz ise DNA için bir yapı malzemesi görevi görür.

Koruyucu bir işlev gerçekleştirir heparin. Kan pıhtılaşmasını engelleyici olan bu karbonhidrat, kanın pıhtılaşmasını engeller. Kanda bulunur ve bağ dokusu memeliler. Bakterilerin polisakkaritlerden oluşan hücre duvarları, kısa amino asit zincirleriyle bir arada tutularak bakteri hücrelerini olumsuz etkilerden korur. Kabuklularda ve böceklerde, koruyucu bir işlevi yerine getiren dış iskeletin yapımına karbonhidratlar katılır.

Düzenleme işlevi

Lif bağırsak hareketliliğini arttırır, böylece sindirimi iyileştirir.

Karbonhidratların sıvı yakıt (etanol) kaynağı olarak kullanılma olasılığı ilginçtir. Antik çağlardan beri ahşap evleri ısıtmak ve yemek pişirmek için kullanılmıştır. İÇİNDE modern toplum bu tür yakıtın yerini daha ucuz ve kullanımı daha uygun olan diğer türler (petrol ve kömür) alıyor. Ancak bitkisel hammaddeler, kullanımdaki bazı sakıncalara rağmen, petrol ve kömürden farklı olarak yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Ancak motorlarda kullanımı içten yanmalı zor. Bu amaçlar için sıvı yakıt veya gaz kullanılması tercih edilir. Düşük dereceli ahşap, saman veya selüloz veya nişasta içeren diğer bitki materyallerinden sıvı yakıt elde edilebilir - etanol. Bunu yapmak için önce selülozu veya nişastayı hidrolize ederek glikoz elde etmeniz gerekir:

ve daha sonra ortaya çıkan glikozu, etil alkol üretmek için alkolik fermantasyona tabi tutun. Saflaştırıldıktan sonra içten yanmalı motorlarda yakıt olarak kullanılabilir. Brezilya'da bu amaçla şeker kamışı, sorgum ve manyoktan yılda milyarlarca litre alkol üretildiğini ve içten yanmalı motorlarda kullanıldığını da belirtmek gerekir.

Birçok karbonhidrat, tadı tatlı olan beyaz katılardır. Farklı karbonhidratlar var değişen dereceler tatlılar. Yani fruktoz glikozdan üç kat daha tatlıdır. Bal yarı fruktozdur, bu yüzden çok tatlıdır. Diğer karbonhidratların daha az tatlı bir tadı vardır.

En bilinen karbonhidrat olan glikoz, bitki sularında, özellikle meyvelerde ve çiçek nektarında serbest formda bulunan en önemli karbonhidratlardan biridir. Karbonhidratlar hayvanların ve insanların kanında, karaciğerinde, beyninde ve diğer organlarında bulunur. Böylece hayvansal kökenli bir depo karbonhidratı olan glikojen insan karaciğerinde birikir.

Karbonhidratlar vücudun ana enerji kaynağı olarak görev yapar. Glikoz parçalandığında açığa çıkar büyük sayı Vücudun hayati süreçlere harcadığı enerji. Karbonhidratlar oluşur ana kısım insan diyeti.

Glikoz, Güneş enerjisinin biriktiği bir maddedir. Canlı doğa ile Güneş arasındaki bağlantı halkası denilebilir. Glikoz yeşil bitki yapraklarında karbondioksit ve sudan sentezlenir. Bu, Dünya üzerinde bitkilerin, hayvanların ve insanların varlığını sağlayan eşsiz bir süreçtir.

C6H12O6 formülü birçok yapıya karşılık gelir. Bunların arasında iki tanesini vurgulayacağız: glikoz ve fruktoz. Yapıları beş hidroksil ve bir karbonil grubu içerir. Bir maddenin farklı fonksiyonel gruplara sahip olduğu durum budur. İtibaren fonksiyonel gruplar Karbonhidratların kimyasal özellikleri bağlıdır. Glikoz bir aldehit alkolü, fruktoz ise bir keton alkolüdür. Bu nedenle glikozun özellikleri vardır polihidrik alkoller ve aldehitler ve fruktoz - polihidrik alkoller ve ketonlar.

Glikoz ve fruktoz molekülleri, su moleküllerini bölerek birbirleriyle birleşebilirler. İki molekül bir oksijen atomu aracılığıyla bağlanır. Bu şekilde bir araya geldiklerinde sakaroz veya günlük yaşamda kullanılan şeker adı verilen bir disakkarit oluştururlar.

Lif ve nişasta

Birçok glikoz molekülü birleştiğinde glikojenin yanı sıra lif (selüloz) ve nişasta da oluşur. Herkes bu maddelere aşinadır. Pamuk ve keten lifleri uzun lif moleküllerinden oluşur. Lif ahşabın bir parçasıdır.

Lif molekülleri birbirine paralel olarak yerleştirilmiştir ve hidrojen bağlarıyla sıkı bir şekilde bağlanmıştır. Bazı moleküllerin oksijen atomları ile içerdiği hidrojen atomları arasında ortaya çıkarlar. hidroksil grubu, diğerleri. Fiberin tüm uzunluğu boyunca bu tür birçok bağlantı vardır. Bu nedenle moleküllerin “paketi” oldukça dayanıklıdır.

Nişasta oluştuğunda glikoz molekülleri birleşerek doğrusal ve dallanmış zincirler oluşturur. Nişasta ufalanıyor beyaz toz. Patateslerde, çeşitli tahılların tanelerinde ve sebzelerde bulunur. Bu gerekli bileşen bizim yemeğimiz.

Hayvan ve insan organizmalarında, glikoz molekülleri hayvan nişastası - glikojeni oluşturmak üzere birleşir. Glikojen molekülleri nişasta moleküllerine göre daha dallıdır. Glikojen bir glikoz deposudur: artan fiziksel aktivite sırasında vücuda glikoz sağlar.

Glikoz, nişasta ve lif sadece doğada değil endüstride de büyük önem taşımaktadır. Glikoz kullanılır gıda endüstrisi, tıpta. Nişasta şekerleme ürünlerinin yapımında kullanılır. Lif, lifli bir malzeme olarak ve kumaş, vernik ve patlayıcı üretiminde kullanılır.

Çalışmalarınızda yardıma mı ihtiyacınız var?

Önceki konu: Esterler: yağlar
Sonraki konu: Proteinler: protein molekülleri ve özellikleri

SİNDİRİM VE EMİLİM.

GLİKOJENİN SENTEZİ VE ÇÖZÜNMESİ.

Bireysel görev

biyoloji öğrencisi

gruplar 4120-2(b)

Menadiev Ramazan İsmetoviç

Zaporijya 2012

Karbonhidratlar hakkında kısa bir not
2. Karbonhidratların sınıflandırılması
3. Mono ve disakkaritlerin organizasyonunun yapısal ve fonksiyonel özellikleri: yapı; doğada olmak; alma; karakteristik bireysel temsilciler
4.

7. Glikojenin sentezi ve parçalanması
8. Sonuçlar

9. Referans listesi.

GİRİİŞ

Organik bileşikler canlı bir organizmanın hücre kütlesinin ortalama %20-30'unu oluşturur.

Bunlar biyolojik polimerleri içerir: proteinler, nükleik asitler, karbonhidratların yanı sıra yağlar ve bir dizi küçük molekül (hormonlar, pigmentler, ATP vb.). Farklı hücre türleri, farklı miktarlarda organik bileşik içerir.

KARBONHİDRATLAR HAKKINDA KISA BİLGİ

Karbonhidratlar, bir veya daha fazla basit şeker molekülünden oluşan organik bileşiklerdir. Molar kütle karbonhidratlar 100 ile 1.000.000 Da arasında değişir (Dalton kütlesi, yakl. kütleye eşit bir hidrojen atomu).

Genel formülleri genellikle Cn (H2O)n (n'nin en az üç olduğu) biçiminde yazılır. Bu terim ilk kez 1844 yılında yerli bilim adamı K.

Schmid (1822-1894). "Karbonhidratlar" adı ilkinin analizine dayanarak ortaya çıktı. ünlü temsilciler bu bileşik grubu. Bu maddelerin karbon, hidrojen ve oksijenden oluştuğu ve içlerindeki hidrojen ve oksijen atomu sayısının oranının sudakiyle aynı olduğu ortaya çıktı: iki hidrojen atomu için - bir oksijen atomu. Bu nedenle bunların karbon ve sudan oluşan bir bileşik olduğu düşünülüyordu. Daha sonra, bu koşulu karşılamayan birçok karbonhidrat biliniyordu, ancak "karbonhidratlar" adı hala genel olarak kabul görmeye devam ediyor.

İÇİNDE hayvan hücresi karbonhidratlar %2-5'i aşmayan miktarlarda bulunur. Karbonhidratlar açısından en zengin bitki hücreleri bazı durumlarda içerikleri kuru ağırlığın% 90'ına ulaşır (örneğin patates yumrularında, tohumlarda).

KARBONHİDRATLARIN SINIFLANDIRILMASI

Monosakkaritler, polihidrik alkollerin keton veya aldehit türevleridir. Bunları oluşturan karbon, hidrojen ve oksijen atomları 1:2:1 oranındadır.

Genel formül basit şekerler için - (CH2O) Karbon iskeletinin uzunluğuna (karbon atomu sayısı) bağlı olarak ayrılırlar: triozlar-C3, tetrozlar-C4, pentozlar-C5, heksozlar-C6, vb. Ek olarak, şekerler aşağıdakilere ayrılır: - aldozlar, hangileri bir aldehit grubu içerir - C=O. Bunlar arasında | N glikoz:

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

Çözeltilerde pentozlardan başlayarak tüm şekerler siklik bir forma sahiptir; doğrusal formda yalnızca triozlar ve tetrozlar mevcuttur. Döngüsel form oluştuğunda aldehit grubunun oksijen atomu bağlanır kovalent bağ zincirin sondan bir önceki karbon atomu ile hemiasetallerin (aldoz durumunda) ve hemiketallerin (ketoz durumunda) oluşumuyla sonuçlanır.

Bu şeker fotosentezin ara ürünlerinden biridir. Pentozlar bulunur doğal koşullar esas olarak daha karmaşık maddelerin moleküllerinin bileşenleri olarak, örneğin pentozanlar adı verilen karmaşık polisakkaritlerin yanı sıra bitki sakızları. Pentozlar önemli miktar(%10-15) ağaç ve samanda bulunur. Arabinoz ağırlıklı olarak doğada bulunur.

Elde edildiği kiraz tutkalı, pancar ve arap zamkında bulunur. Riboz ve deoksiriboz hayvanlarda yaygın olarak bulunur ve flora bunlar monomerlerin parçası olan şekerlerdir nükleik asitler RNA ve DNA. Riboz, arabinozun epimerizasyonuyla elde edilir.

Ksiloz, saman, kepek, odun ve ayçiçeği kabuğunda bulunan ksilosan polisakkaritinin hidrolizi ile oluşur. Ürünler çeşitli türler Ksilozun fermantasyon maddeleri laktik, asetik, sitrik, süksinik ve diğer asitlerdir.

Ksiloz insan vücudu tarafından zayıf bir şekilde emilir. Ksiloz içeren hidrolizatlar belirli maya türlerini yetiştirmek için kullanılır; çiftlik hayvanlarını beslemek için protein kaynağı olarak kullanılırlar. Ksiloz indirgendiğinde ksilitol elde edilir; şeker hastalarında şeker yerine kullanılır.

Ksilitol, nem stabilizatörü ve plastikleştirici olarak yaygın şekilde kullanılır ( kağıt endüstrisi, parfümeri, selofan üretimi).

Bir dizi yüzey aktif maddenin, verniklerin ve yapıştırıcıların üretimindeki ana bileşenlerden biridir. En yaygın heksozlar glikoz, fruktoz ve galaktozdur; genel formülleri C6H12O6'dır. Glikoz (üzüm şekeri, dekstroz), üzüm ve diğer tatlı meyvelerin suyunda, hayvanlarda ve insanlarda ise az miktarda bulunur. Glikoz en önemli disakkaritlerin (kamış ve üzüm şekeri) bir parçasıdır.

Yüksek moleküler ağırlıklı polisakkaritler, yani nişasta, glikojen (hayvan nişastası) ve lif, tamamen birbirine bağlı glikoz moleküllerinin kalıntılarından oluşur. çeşitli şekillerde. Glikoz hücrelerin birincil enerji kaynağıdır. İnsan kanı %0,1-0,12 oranında glikoz içerir; seviyedeki bir azalma, bazen kasılmalar veya bayılmanın eşlik ettiği sinir ve kas hücrelerinin işleyişinin bozulmasına neden olur. Kan şekeri seviyeleri karmaşık bir mekanizma tarafından düzenlenir sinir sistemi ve endokrin bezleri.

Glikoz tekstil üretiminde ve diğer bazı endüstrilerde indirgeyici madde olarak kullanılır. Tıpta saf glikoz, bir dizi hastalık için kana enjeksiyon için çözeltiler halinde ve tablet şeklinde kullanılır. Ondan C vitamini elde edilir.

Galaktoz, glikozla birlikte bazı glikozitlerin ve polisakkaritlerin bir parçasıdır. Galaktoz moleküllerinin kalıntıları, en karmaşık biyopolimerlerin (gangliositler veya glikosfingolipidler) bir parçasıdır. İnsanların ve hayvanların sinir ganglionlarında bulunurlar ve ayrıca beyin dokusunda, dalakta, kırmızı kan hücrelerinde de bulunurlar. Galaktoz esas olarak hidroliz yoluyla üretilir süt şekeri. Fruktoz (meyve şekeri) meyvelerde ve balda serbest halde bulunur.

Hidroliz yoluyla elde edilebilen, şeker kamışı gibi birçok karmaşık şekerin bir bileşenidir. Karmaşık yapılı, yüksek moleküllü bir polisakkarit olan inülin, bazı bitkilerde bulunur. Fruktoz da inülinden elde edilir. Fruktoz değerli bir gıda şekeridir; sakarozdan 1,5 kat, glikozdan 3 kat daha tatlıdır. Vücut tarafından iyi emilir. Fruktoz azaltıldığında sorbitol ve mannitol oluşur. Sorbitol, şeker hastalarının beslenmesinde şeker yerine kullanılır; Ayrıca askorbik asit (C vitamini) üretiminde de kullanılır.

Disakkaritler tipik şeker benzeri polisakkaritlerdir. Bu katılar veya kristalleşmeyen şuruplar, suda yüksek oranda çözünür.

Hem amorf hem de kristal disakkaritler genellikle belirli bir sıcaklık aralığında ve kural olarak ayrışmayla erir. Disakkaritler, genellikle heksoz olmak üzere iki monosakkarit arasındaki yoğunlaşma reaksiyonuyla oluşur. İki monosakkarit arasındaki bağa glikosidik bağ denir. Genellikle bitişik monosakkarit birimlerinin (1,4-glikosidik bağ) birinci ve dördüncü karbon atomları arasında oluşur.

С12Н22О11 + Н2О = 2С6Н12О6

Malt şekeri, şeker kamışından önemli ölçüde daha az tatlıdır (aynı konsantrasyonlarda 0,6 kat). Laktoz (süt şekeri).

Bu disakkaritin adı sütten (Latince laktum - sütten) üretimiyle bağlantılı olarak ortaya çıkmıştır. Hidroliz sırasında laktoz glikoz ve galaktoza parçalanır:

Laktoz higroskopik olmamasıyla diğer şekerlerden farklıdır: nemlenmez. Süt şekeri bebekler için ilaç ve gıda olarak kullanılır. Laktoz sakarozdan 4 veya 5 kat daha az tatlıdır. Sükroz (kamış veya pancar şekeri). Adı, şeker pancarından veya şeker kamışından çıkarılmasıyla bağlantılı olarak ortaya çıktı. Şeker kamışı M.Ö. yüzyıllarca biliniyordu.

Yalnızca 18. yüzyılın ortaları V. bu disakkarit şeker pancarında bulundu ve sadece XIX'in başı V. içinde alındı üretim koşulları. Sükroz bitki dünyasında çok yaygındır. Yapraklar ve tohumlar her zaman içerir küçük miktar sakaroz. Ayrıca meyvelerde de bulunur (kayısı, şeftali, armut, ananas). Akçaağaç ve palmiye sularında ve mısırda bol miktarda bulunur. Bu en ünlü ve en yaygın kullanılan şekerdir.

Hidroliz üzerine ondan glikoz ve fruktoz oluşur:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Kamış şekerinin ters çevrilmesi sonucu ortaya çıkan eşit miktarda glikoz ve fruktoz karışımına (çözeltinin sağa dönmesinden sola hidroliz sürecindeki değişiklik nedeniyle) invert şeker (dönüşün ters çevrilmesi) adı verilir. Doğal invert şeker, esas olarak glikoz ve fruktozdan oluşan baldır. Sükroz aşağıdakilerden elde edilir: büyük miktarlar.

KARBONHİDRATLARIN SINIFLANDIRILMASI

Şeker pancarı %16-20 sakkaroz, şeker kamışı ise %14-26 oranında içerir. Yıkanan pancarlar ezilir ve yaklaşık 80 derece sıcaklıktaki suyla makinelerde tekrar tekrar sakaroz çıkarılır. Sükrozun yanı sıra çok sayıda çeşitli safsızlıklar içeren elde edilen sıvı kireçle işlenir.

Kireç, bir dizi organik asidin yanı sıra proteinleri ve kalsiyum tuzları formundaki diğer bazı maddeleri çökeltir. Kirecin bir kısmı, içinde çözünebilen şeker kamışı ile oluşur. soğuk su karbondioksit ile muamele edilerek yok edilen kalsiyum sakkaratlar.

Kalsiyum karbonat çökeltisi süzülerek ayrılır; süzüntü, ilave saflaştırmadan sonra macun benzeri bir kütle elde edilinceye kadar vakumda buharlaştırılır.

Açığa çıkan sakaroz kristalleri santrifüjler kullanılarak ayrılır. Öyleyse çiğ ol toz şeker sarımsı renkte, kahverengi ana likörlü, kristalleşmeyen şuruplu (pancar pekmezi veya pekmezi). Toz şeker saflaştırılarak (rafine edilerek) nihai ürün elde edilir.

1234Sonraki ⇒

Yayın tarihi: 2015-11-01; Oku: 417 | Sayfa telif hakkı ihlali

Bölüm I. KARBONHİDRATLAR

§ 1. KARBONHİDRATLARIN SINIFLANDIRILMASI VE FONKSİYONLARI

Antik çağlarda insanlık karbonhidratlarla tanışmış ve onları günlük yaşamlarında kullanmayı öğrenmiştir.

Pamuk, keten, odun, nişasta, bal, şeker kamışı uygarlığın gelişmesinde önemli rol oynayan karbonhidratlardan sadece birkaçıdır. Karbonhidratlar doğadaki en yaygın organik bileşikler arasındadır. Bakteriler, bitkiler ve hayvanlar da dahil olmak üzere herhangi bir organizmanın hücrelerinin ayrılmaz bileşenleridirler. Bitkilerde karbonhidratlar kuru kütlenin %80-90'ını, hayvanlarda ise vücut ağırlığının yaklaşık %2'sini oluşturur.

Karbondioksit ve sudan sentezleri yeşil bitkiler tarafından güneş ışığının enerjisini kullanarak gerçekleştirilir ( fotosentez). Bu prosesin genel stokiyometrik denklemi şöyledir:

Glikoz ve diğer basit karbonhidratlar daha sonra nişasta ve selüloz gibi daha karmaşık karbonhidratlara dönüştürülür.

Bitkiler bu karbonhidratları solunum süreci boyunca enerji açığa çıkarmak için kullanırlar. Bu süreç aslında fotosentezin tam tersidir:

tonlarca organik karbon bileşiği, çoğunlukla karbonhidratlar.

Hayvanlar karbondioksit ve sudan karbonhidrat sentezleme yeteneğine sahip değildir.

Hayvanlar karbonhidratları yiyeceklerle tüketerek içlerinde biriken enerjiyi hayati süreçleri sürdürmek için kullanırlar.

"Karbonhidratlar" adı tarihseldir. Bu maddelerin ilk temsilcileri CmH2nOn veya Cm(H2O)n genel formülüyle tanımlandı. Karbonhidratların diğer adı Sahra– en basit karbonhidratların tatlı tadı ile açıklanmaktadır.

Karbonhidratlar kimyasal yapıları bakımından karmaşık ve çeşitli bileşiklerden oluşan bir gruptur. Bunların arasında hem moleküler ağırlığı yaklaşık 200 olan oldukça basit bileşikler hem de moleküler ağırlığı birkaç milyona ulaşan dev polimerler vardır. Karbonhidratlar, karbon, hidrojen ve oksijen atomlarının yanı sıra fosfor, nitrojen, kükürt ve daha az yaygın olarak diğer elementlerin atomlarını da içerebilir.

Karbonhidratların sınıflandırılması

Bilinen tüm karbonhidratlar iki büyük gruba ayrılabilir: basit karbonhidratlar ve karmaşık karbonhidratlar.

Ayrı bir grup, karbonhidrat içeren karışık polimerlerden, örneğin glikoproteinlerden - bir protein molekülü içeren bir kompleks, glikolipitler - bir lipit içeren bir kompleks, vb.'den oluşur.

Basit karbonhidratlar (monosakaritler veya monosakaritler), hidroliz üzerine daha basit karbonhidrat molekülleri oluşturamayan polihidroksikarbonil bileşikleridir.

Monosakkaritler bir aldehit grubu içeriyorsa aldoz sınıfına (aldehit alkoller), bir keton grubu içeriyorsa ketoz sınıfına (keto alkoller) aittir. Monosakarit molekülündeki karbon atomlarının sayısına bağlı olarak triozlar (C3), tetrozlar (C4), pentozlar (C5), heksozlar (C6), vb. ayırt edilir:

Doğada en yaygın olarak bulunan bileşikler pentozlar ve heksozlardır.

Kompleks karbonhidratlar (polisakkaritler veya poliozlar), monosakkarit kalıntılarından oluşturulan polimerlerdir.

Hidrolize edildiklerinde basit karbonhidratlar oluştururlar. Polimerizasyon derecesine bağlı olarak, düşük moleküler ağırlığa (polimerizasyon derecesi genellikle 10'dan az olan oligosakkaritler) ve yüksek moleküler ağırlığa ayrılırlar. Oligosakkaritler, suda çözünen ve tatlı bir tada sahip olan şeker benzeri karbonhidratlardır.

Metal iyonlarını (Cu2+, Ag+) indirgeme yeteneklerine göre indirgeyici ve indirgeyici olmayan olarak ikiye ayrılırlar. Bileşimlerine bağlı olarak polisakkaritler iki gruba da ayrılabilir: homopolisakkaritler ve heteropolisakkaritler.

Homopolisakkaritler aynı tipteki monosakkarit kalıntılarından, heteropolisakkaritler ise farklı monosakkarit kalıntılarından oluşturulur.

Her bir karbonhidrat grubunun en yaygın temsilcilerinin örnekleriyle birlikte yukarıdakiler aşağıdaki şemada sunulabilir:

Karbonhidratların fonksiyonları

Polisakkaritlerin biyolojik fonksiyonları çok çeşitlidir.

Enerji ve depolama fonksiyonu

Karbonhidratlar, bir kişinin yiyecek yoluyla tükettiği kalorilerin çoğunu içerir.

Yiyeceklerle sağlanan ana karbonhidrat nişastadır.

Karbonhidratlar: Sınıflandırılması ve bileşimi

Unlu mamullerde, patateslerde ve tahıllarda bulunur. İnsan beslenmesinde ayrıca glikojen (karaciğerde ve ette), sükroz (çeşitli yemeklere katkı maddesi olarak), fruktoz (meyvelerde ve balda) ve laktoz (sütte) bulunur.

Polisakkaritlerin vücut tarafından emilmeden önce sindirim enzimleri yardımıyla monosakkaritlere hidrolize edilmesi gerekir. Sadece bu formda kana emilirler. Monosakkaritler kan dolaşımıyla organlara ve dokulara girerler ve burada kendi karbonhidratlarını veya diğer maddelerini sentezlemek için kullanılırlar veya onlardan enerji elde etmek için parçalanırlar.

Glikozun parçalanması sonucu açığa çıkan enerji ATP formunda depolanır.

Glikozun parçalanması için iki süreç vardır: anaerobik (oksijen yokluğunda) ve aerobik (oksijen varlığında). Anaerobik işlem sonucunda laktik asit oluşur

ağır fiziksel aktivite sırasında kaslarda birikerek ağrıya neden olur.

Aerobik işlemin bir sonucu olarak glikoz, karbon monoksite (IV) ve suya oksitlenir:

Glikozun aerobik parçalanmasının bir sonucu olarak, anaerobik parçalanmaya göre çok daha fazla enerji açığa çıkar.

Genel olarak 1 g karbonhidratın oksidasyonu 16,9 kJ enerji açığa çıkarır.

Glikoz alkolik fermantasyona uğrayabilir. Bu işlem maya tarafından anaerobik koşullar altında gerçekleştirilir:

Alkolik fermantasyon, endüstride şarap ve etil alkol üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

İnsan veya hayvan vücudunda selülozu hidrolize edebilecek hiçbir enzim yoktur; ancak selüloz, başta geviş getiren hayvanlar olmak üzere birçok hayvanın gıdasının ana bileşenidir.

Bu hayvanların mideleri, selülozun glikoza hidrolizini katalize eden selülaz enzimini üreten büyük miktarlarda bakteri ve protozoa içerir. İkincisi, geviş getiren hayvanların kanına emilebilen bütirik, asetik ve propiyonik asitlerin oluşması sonucunda daha fazla dönüşüme uğrayabilir.

Karbonhidratlar ayrıca bir rezerv işlevi de yerine getirir.

Böylece bitkilerde nişasta, sakaroz, glikoz, hayvanlarda ise glikojen hücrelerinin enerji rezervini oluşturur.

Yapısal, destekleyici ve koruyucu işlevler

Bitkilerde selüloz, omurgasızlarda ve mantarlarda ise kitin destekleyici ve koruyucu işlevler yerine getirir.

Polisakkaritler mikroorganizmalarda bir kapsül oluşturarak zarı güçlendirir. Bakterilerin lipopolisakkaritleri ve hayvan hücrelerinin yüzeyindeki glikoproteinler, hücreler arası etkileşimin ve vücudun immünolojik reaksiyonlarının seçiciliğini sağlar. Riboz, RNA için bir yapı malzemesi, deoksiriboz ise DNA için bir yapı malzemesi görevi görür.

Heparin koruyucu bir işlev görür. Kan pıhtılaşmasını engelleyici olan bu karbonhidrat, kanın pıhtılaşmasını engeller. Memelilerin kanında ve bağ dokusunda bulunur.

Bakterilerin polisakkaritlerden oluşan hücre duvarları, kısa amino asit zincirleriyle bir arada tutularak bakteri hücrelerini olumsuz etkilerden korur. Kabuklularda ve böceklerde, koruyucu bir işlevi yerine getiren dış iskeletin yapımına karbonhidratlar katılır.

Düzenleme işlevi

Lif bağırsak hareketliliğini arttırır, böylece sindirimi iyileştirir.

Karbonhidratların sıvı yakıt (etanol) kaynağı olarak kullanılma olasılığı ilginçtir.

Antik çağlardan beri ahşap evleri ısıtmak ve yemek pişirmek için kullanılmıştır. Modern toplumda, bu tür yakıtın yerini daha ucuz ve kullanımı daha uygun olan diğer türler (petrol ve kömür) alıyor. Ancak bitkisel hammaddeler, kullanımdaki bazı sakıncalara rağmen, petrol ve kömürden farklı olarak yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Ancak içten yanmalı motorlarda kullanımı zordur. Bu amaçlar için sıvı yakıt veya gaz kullanılması tercih edilir.

Düşük dereceli ahşap, saman veya selüloz veya nişasta içeren diğer bitki materyallerinden sıvı yakıt - etil alkol elde edebilirsiniz.

Bunu yapmak için önce selülozu veya nişastayı hidrolize ederek glikoz elde etmeniz gerekir:

KARBONHİDRATLARIN BİYOLOJİK ROLÜ.

SİNDİRİM VE EMİLİM.

GLİKOJENİN SENTEZİ VE ÇÖZÜNMESİ.

Bireysel görev

biyoloji öğrencisi

gruplar 4120-2(b)

Menadiev Ramazan İsmetoviç

Zaporijya 2012

Biyopolimerlerin biyolojik rolü - polisakkaritler
5. Karbonhidratların kimyasal özellikleri
6. Sindirim ve emilim

7. Glikojenin sentezi ve parçalanması
8. Sonuçlar

9. Referans listesi.

GİRİİŞ

Organik bileşikler canlı bir organizmanın hücre kütlesinin ortalama %20-30'unu oluşturur. Bunlar biyolojik polimerleri içerir: proteinler, nükleik asitler, karbonhidratların yanı sıra yağlar ve bir dizi küçük molekül (hormonlar, pigmentler, ATP vb.). Farklı hücre türleri, farklı miktarlarda organik bileşik içerir.

Bitki hücrelerinde kompleks karbonhidratlar-polisakkaritler baskınken, hayvan hücrelerinde daha fazla protein ve yağ bulunur. Ancak herhangi bir hücre tipindeki organik madde gruplarının her biri, benzer işlevler: Enerji verir, yapı malzemesidir.

KARBONHİDRATLAR HAKKINDA KISA BİLGİ

Karbonhidratlar, bir veya daha fazla basit şeker molekülünden oluşan organik bileşiklerdir.

Karbonhidratların molar kütlesi 100 ila 1.000.000 Da arasında değişir (Dalton kütlesi, yaklaşık olarak bir hidrojen atomunun kütlesine eşittir). Genel formülleri genellikle Cn (H2O)n (n'nin en az üç olduğu) biçiminde yazılır. Bu terim ilk kez 1844 yılında yerli bilim adamı K. Schmid (1822-1894) tarafından tanıtıldı. “Karbonhidratlar” adı, bu bileşik grubunun bilinen ilk temsilcilerinin analizinden ortaya çıkmıştır. Bu maddelerin karbon, hidrojen ve oksijenden oluştuğu ve içlerindeki hidrojen ve oksijen atomu sayısının oranının sudakiyle aynı olduğu ortaya çıktı: iki hidrojen atomu için - bir oksijen atomu.

Bu nedenle bunların karbon ve sudan oluşan bir bileşik olduğu düşünülüyordu. Daha sonra, bu koşulu karşılamayan birçok karbonhidrat biliniyordu, ancak "karbonhidratlar" adı hala genel olarak kabul görmeye devam ediyor. Bir hayvan hücresinde karbonhidratlar %2-5'i geçmeyen miktarlarda bulunur. Bitki hücreleri karbonhidratlar açısından en zengin olanlardır ve bazı durumlarda içerikleri kuru ağırlığın% 90'ına ulaşır (örneğin patates yumrularında, tohumlarda).

KARBONHİDRATLARIN SINIFLANDIRILMASI

Üç grup karbonhidrat vardır: monosakkaritler veya basit şekerler(glikoz, fruktoz); oligosakaritler - ardışık olarak bağlanmış 2-10 basit şeker molekülünden (sakkaroz, maltoz) oluşan bileşikler; 10'dan fazla şeker molekülü (nişasta, selüloz) içeren polisakkaritler.

MONO- VE DİSAKARİTLERİN ORGANİZASYONUNUN YAPISAL VE İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ: YAPI; DOĞANIN İÇİNDE OLMAK; FİŞ. BİREYSEL TEMSİLCİLERİN ÖZELLİKLERİ

Monosakkaritler, polihidrik alkollerin keton veya aldehit türevleridir. Bunları oluşturan karbon, hidrojen ve oksijen atomları 1:2:1 oranındadır. Basit şekerlerin genel formülü (CH2O)n'dir. Karbon iskeletinin uzunluğuna (karbon atomlarının sayısı) bağlı olarak ayrılırlar: triozlar-C3, tetrozlar-C4, pentozlar-C5, heksozlar-C6, vb.

d. Ayrıca şekerler şu şekilde ayrılır: - aldehit grubu içeren aldozlar, - C=O. Bunlar arasında | N glikoz:

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

Keton grubu içeren ketozlar C-'dir. Örneğin, || fruktoz anlamına gelir.

Çözeltilerde pentozlardan başlayarak tüm şekerler siklik bir forma sahiptir; doğrusal formda yalnızca triozlar ve tetrozlar mevcuttur.

Döngüsel form oluştuğunda, aldehit grubunun oksijen atomu zincirin sondan bir önceki karbon atomuna kovalent bir bağ ile bağlanır, bu da hemiasetallerin (aldoz durumunda) ve hemiketallerin (ketoz durumunda) oluşmasına neden olur. ).

MONOSAKARİTLERİN ÖZELLİKLERİ, SEÇİLMİŞ TEMSİLCİLER

Tetrozlardan eritroz metabolik süreçlerde en önemli olanıdır.

Bu şeker fotosentezin ara ürünlerinden biridir. Pentozlar doğal koşullarda esas olarak daha karmaşık maddelerin moleküllerinin bileşenleri olarak bulunur; örneğin pentozanlar adı verilen karmaşık polisakkaritlerin yanı sıra bitki sakızları.

Pentozlar odun ve samanda önemli miktarlarda (%10-15) bulunur. Arabinoz ağırlıklı olarak doğada bulunur. Elde edildiği kiraz tutkalı, pancar ve arap zamkında bulunur. Riboz ve deoksiriboz, hayvan ve bitki dünyasında yaygın olarak temsil edilir; bunlar, RNA ve DNA nükleik asitlerinin monomerlerinin bir parçası olan şekerlerdir. Riboz, arabinozun epimerizasyonuyla elde edilir.

Ksiloz, saman, kepek, odun ve ayçiçeği kabuğunda bulunan ksilosan polisakkaritinin hidrolizi ile oluşur. Çeşitli ksiloz fermantasyon türlerinin ürünleri laktik, asetik, sitrik, süksinik ve diğer asitlerdir. Ksiloz insan vücudu tarafından zayıf bir şekilde emilir.

Ksiloz içeren hidrolizatlar belirli maya türlerini yetiştirmek için kullanılır; çiftlik hayvanlarını beslemek için protein kaynağı olarak kullanılırlar. Ksiloz indirgendiğinde ksilitol elde edilir; şeker hastalarında şeker yerine kullanılır. Ksilitol, nem dengeleyici ve plastikleştirici olarak yaygın şekilde kullanılır (kağıt endüstrisinde, parfümeride ve selofan üretiminde). Bir dizi yüzey aktif maddenin, verniklerin ve yapıştırıcıların üretimindeki ana bileşenlerden biridir.

En yaygın heksozlar glikoz, fruktoz ve galaktozdur; genel formülleri C6H12O6'dır. Glikoz (üzüm şekeri, dekstroz), üzüm ve diğer tatlı meyvelerin suyunda, hayvanlarda ve insanlarda ise az miktarda bulunur. Glikoz en önemli disakkaritlerin (kamış ve üzüm şekeri) bir parçasıdır. Yüksek moleküler ağırlıklı polisakkaritler, yani nişasta, glikojen (hayvan nişastası) ve lif, tamamen birbirine çeşitli yollarla bağlanan glikoz moleküllerinin kalıntılarından oluşur.

Glikoz hücrelerin birincil enerji kaynağıdır. İnsan kanı %0,1-0,12 oranında glikoz içerir; seviyedeki bir azalma, bazen kasılmalar veya bayılmanın eşlik ettiği sinir ve kas hücrelerinin işleyişinin bozulmasına neden olur. Kandaki glikoz seviyesi, sinir sistemi ve endokrin bezlerinin karmaşık bir mekanizması tarafından düzenlenir.

En yaygın ciddi endokrin hastalıklarından biri olan diyabet, pankreasın adacık bölgelerinin hipofonksiyonu ile ilişkilidir. Kas ve yağ hücresi zarının glikoza geçirgenliğinde önemli bir azalmaya eşlik eder, bu da kan ve idrardaki glikoz seviyelerinde artışa yol açar. Tıbbi amaçlı glikoz, teknik glikozun sulu veya sulu alkollü çözeltilerden saflaştırılması - yeniden kristalleştirilmesi - yoluyla elde edilir.

C vitamini ondan elde edilir. Galaktoz, glikoz ile birlikte bazı glikozitlerin ve polisakkaritlerin bir parçasıdır. Galaktoz moleküllerinin kalıntıları, en karmaşık biyopolimerlerin (gangliositler veya glikosfingolipidler) bir parçasıdır. İnsanların ve hayvanların sinir ganglionlarında bulunurlar ve ayrıca beyin dokusunda, dalakta, kırmızı kan hücrelerinde de bulunurlar. Galaktoz esas olarak süt şekerinin hidrolizi ile elde edilir. Fruktoz (meyve şekeri) meyvelerde ve balda serbest halde bulunur.

Vücut tarafından iyi emilir. Fruktoz azaltıldığında sorbitol ve mannitol oluşur. Sorbitol, şeker hastalarının beslenmesinde şeker yerine kullanılır; Ayrıca askorbik asit (C vitamini) üretiminde de kullanılır.

Fruktoz oksitlendiğinde tartarik ve oksalik asit üretir.

Disakkaritler tipik şeker benzeri polisakkaritlerdir. Bunlar suda yüksek oranda çözünen katı maddeler veya kristalleşmeyen şuruplardır. Hem amorf hem de kristal disakkaritler genellikle belirli bir sıcaklık aralığında ve kural olarak ayrışmayla erir. Disakkaritler, genellikle heksoz olmak üzere iki monosakkarit arasındaki yoğunlaşma reaksiyonuyla oluşur. İki monosakkarit arasındaki bağa glikosidik bağ denir. Genellikle bitişik monosakkarit birimlerinin (1,4-glikosidik bağ) birinci ve dördüncü karbon atomları arasında oluşur.

Bu işlem sayısız kez tekrarlanabilir ve dev polisakkarit moleküllerinin oluşmasına neden olabilir. Monosakkarit birimleri birbirleriyle birleştiğinde bunlara kalıntı adı verilir. Böylece maltoz iki glikoz kalıntısından oluşur. Disakkaritler arasında en yaygın olanları maltoz (glikoz + glikoz), laktoz (glikoz + galaktoz) ve sükrozdur (glikoz + fruktoz).

DİSKAKARİTLERİN SEÇİLMİŞ TEMSİLCİLERİ

Maltoz (malt şekeri) C12H22O11 formülüne sahiptir.

Karbonhidratlar. Sınıflandırma. Fonksiyonlar

İsim, maltoz elde etme yöntemiyle bağlantılı olarak ortaya çıkmıştır: maltın (Latince maltum - malt) etkisi altındaki nişastadan elde edilir. Hidroliz sonucunda maltoz iki glikoz molekülüne ayrılır:

С12Н22О11 + Н2О = 2С6Н12О6

Malt şekeri, nişastanın hidrolizinde bir ara üründür ve bitki ve hayvan organizmalarında yaygın olarak dağılır.

Malt şekeri, şeker kamışından önemli ölçüde daha az tatlıdır (aynı konsantrasyonlarda 0,6 kat). Laktoz (süt şekeri). Bu disakkaritin adı sütten hazırlanmasıyla bağlantılı olarak ortaya çıkmıştır (Lat.

laktum - süt). Hidroliz sırasında laktoz glikoz ve galaktoza parçalanır:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Laktoz sütten elde edilir: İnek sütünde %4-5,5, insan sütünde %5,5-8,4 bulunur.

Laktoz higroskopik olmamasıyla diğer şekerlerden farklıdır: nemlenmez. Süt şekeri bebekler için ilaç ve gıda olarak kullanılır.

Laktoz sakarozdan 4 veya 5 kat daha az tatlıdır. Sükroz (kamış veya pancar şekeri). Adı, şeker pancarından veya şeker kamışından çıkarılmasıyla bağlantılı olarak ortaya çıktı. Şeker kamışı M.Ö. yüzyıllarca biliniyordu. Sadece 18. yüzyılın ortalarında. bu disakkarit şeker pancarında ve ancak 19. yüzyılın başında keşfedildi. üretim koşullarında elde edilmiştir.

Sükroz bitki dünyasında çok yaygındır. Yapraklar ve tohumlar her zaman az miktarda sakkaroz içerir. Ayrıca meyvelerde de bulunur (kayısı, şeftali, armut, ananas). Akçaağaç ve palmiye sularında ve mısırda bol miktarda bulunur. Bu en ünlü ve en yaygın kullanılan şekerdir. Hidroliz üzerine ondan glikoz ve fruktoz oluşur:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Doğal invert şeker, esas olarak glikoz ve fruktozdan oluşan baldır. Sükroz büyük miktarlarda elde edilir. Şeker pancarı %16-20 sakkaroz, şeker kamışı ise %14-26 oranında içerir. Yıkanan pancarlar ezilir ve yaklaşık 80 derece sıcaklıktaki suyla makinelerde tekrar tekrar sakaroz çıkarılır.

Sükrozun yanı sıra çok sayıda çeşitli safsızlıklar içeren elde edilen sıvı kireçle işlenir. Kireç, bir dizi organik asidin yanı sıra proteinleri ve kalsiyum tuzları formundaki diğer bazı maddeleri çökeltir.

Kirecin bir kısmı, şeker kamışı ile soğuk, suda çözünebilen kalsiyum sakkaratlar oluşturur ve bunlar, karbondioksit ile işlenerek yok edilir.

Kalsiyum karbonat çökeltisi süzülerek ayrılır; süzüntü, ilave saflaştırmadan sonra macun benzeri bir kütle elde edilinceye kadar vakumda buharlaştırılır. Açığa çıkan sakaroz kristalleri santrifüjler kullanılarak ayrılır. Sarımsı renkte, kahverengimsi renkli bir ana liköre sahip ve kristalleşmeyen şurup (pancar pekmezi veya pekmezi) olan ham toz şeker bu şekilde elde edilir.

Toz şeker saflaştırılarak (rafine edilerek) nihai ürün elde edilir.

1234Sonraki ⇒

Yayın tarihi: 2015-11-01; Oku: 416 | Sayfa telif hakkı ihlali

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0,002 sn)…

İnsan enerjisinin ana kaynağı karbonhidratlardır. Vücut enerjisinin yaklaşık %60'ını karbonhidratlardan, geri kalanını protein ve yağlardan alır. Çoğunlukla bitkisel besinler karbonhidrat bakımından zengindir.

Yapının karmaşıklığına, çözünürlüğüne, karbonhidratların emilim hızına bağlı olarak gıda ürünleri ikiye ayrılır: basit ve karmaşık. Basit karbonhidratlar hızla kana karışarak vücut tarafından emilir ve ayrıca sıvı içinde kolayca çözünür. Tadı tatlıdır ve şeker olarak sınıflandırılırlar.

Çok fazla enerjiye ve hızlı bir şekilde ihtiyacımız olduğunda glikoz (karbonhidratlar) kullanılır! Hızlı atlamamız veya koşmamız gerekiyorsa, bu eylem anaerobik glikoliz (glikoz molekülünün piruvik ve laktik asite parçalanması) nedeniyle gerçekleştirilir.

Karbonhidratların sınıflandırılması.

Karbonhidratlar 3 kategoriye ayrılır: mono ve disakkaritler, oligosakkaritler, polisakkaritler.

1) Şekerler (1-2 glikoz monomeri içerir):

Monosakkaritler basit bileşiklerdir: glikoz, fruktoz, galaktoz.

Disakkaritler – daha fazlası karmaşık bağlantılar: sakkaroz (şeker, dekstroz), laktoz (süt şekeri - hayvansal kökenli karbonhidrat), maltoz (malt şekeri).

2) Oligosakkaritler (3-9 glikoz monomeri içerir). Bunlara maltodekstrin (nişastanın eksik enzimatik parçalanmasının bir ürünü) dahildir.

3) Polisakkaritler (9'dan fazla monomer içerir): bitki nişastası, glikojen (et ve karaciğerde bulunan “hayvan” nişastası).

Nişasta olmayan veya diyet lifleri de polisakkaritler olarak sınıflandırılır. Onlar ayrılır:

1) suda çözünür (gastrointestinal sistemde sindirilir) - pektinler, diş etleri ve mukus,

2) suda çözünmez (gastrointestinal sistemde sindirilmez) - selüloz veya lif, hemiselüloz.

Gıdalardaki karbonhidratlar.

Diyet lifi kaynakları açısından zengin besinler: meyveler, sebzeler, meyveler, tahıllar, kepek, baklagiller, kuruyemişler.

“Nişasta” polisakkarit kaynakları içeren ürünler: tahıllar, patates, makarna, birinci sınıf undan yapılan un ürünleri.

Ürünler “şeker” kaynağıdır: şeker, bal, çikolata, marmelat, kurutulmuş meyveler.

Lif ve insan vücudundaki rolü.

Lif, insan vücudunun sindirim enzimleri tarafından sindirilmeyen, ancak faydalı bağırsak mikroflorası tarafından işlenen bir gıda bileşenidir.

Elyaf (içinde dar anlamda) - tam hidroliz üzerine glikoz veren selüloz, dirençli nişasta, polisakarit; Hücre duvarlarının temeli olan çoğu bitki organizmasının bir parçasıdır.

Basitçe söylemek gerekirse, “lif” kelimesini duyduğunuzda bitkileri, yani sebzeleri, meyveleri ve tam tahılları düşünün.

Lif neden bu kadar faydalı?

1) Yiyecek hacmini ve alım süresini arttırmak

2) Mide boşalmasının inhibisyonu

3) Bağırsak mukozasının toksinler, kanserojenler, safra asitleri ile temas süresinin azaltılması

4) Safra salgılama süreçlerinin uyarılması

5) Nişasta hidrolizinin inhibisyonu

6) Yemeklerden sonra kan şekeri seviyesinin düşmesi

7) Gıdanın enerji değerinin azalması

8) Bağırsakların temizlenmesi ve bağırsak mikroflorasının bileşiminin normalleştirilmesi

9) Dışkıda artan su içeriği

10) Kalp-damar hastalıkları riskini azaltır.

Karbonhidratların glisemik indeksi.

Glisemik indeks (GI), karbonhidratların tüketilmesinden sonra kan şekeri seviyeleri (artışı) ve hidrolitik enzimlerin kullanılabilirlik derecesi üzerindeki etkisinin bir göstergesidir.

Glisemik indeks, vücudun bir gıdaya verdiği tepkiyi, vücudun glisemik indeksi 100 olan saf glikoza verdiği tepkiyle karşılaştırır. Diğer tüm gıdaların glisemik indeksleri, ne kadar hızlı emildiklerine bağlı olarak glikozun glisemik indeksi ile karşılaştırılır.

Bir ürünün GI'si çeşitli faktörlere bağlıdır - karbonhidrat türü ve içerdiği lif miktarı, ısıl işlem yöntemi, protein ve yağ içeriği.

GI değerine göre karbonhidratlar yüksek ve düşük GI karbonhidratlara ayrılır. Bu nedenle, glisemik indeksin 50'den fazla olması "yüksek", 50'nin altında olması ise "düşük" olarak kabul edilir. Yüksek GI şunlardır: şekerler, oligosakkaritler, “nişasta” bitki polisakkaritleri. Düşük GI şunlardır: diyet lifi - çoğu pektin (meyve), suda çözünmez (lif).

Bir karbonhidratın yapısının karmaşıklığı, glikoza dönüşüm oranını (ve vücut tarafından emilme oranını) ETKİLEMEZ!!!

GI, bir karbonhidratın kan şekeri seviyesini yükseltme yeteneğidir. Bu niceliksel bir göstergedir, hız göstergesi değil!

GI, ürünün hazırlanma zamanına ve yöntemine bağlıdır.

Örneğin çiğ patatesler - GI65, kızarmış patatesler - GI95.

Bir karbonhidrat ne kadar çok işlenirse şeker seviyenizi o kadar artırır (daha fazla GI). Bir karbonhidratta ne kadar fazla lif varsa şeker seviyesini o kadar az yükseltir (daha az GI).

Örneğin: beyaz çörekler - GI90, beyaz ekmek - GI70, somun - GI50, kepek ekmeği - GI30.

Karbonhidrat tüketiminin yapısı.

- %65-70 - “nişasta” polisakkaritleri;

— %25-30 — “diyet lifi”;

- %5-10 - “şeker”.

Günlük karbonhidrat ihtiyacı: 4-5 gr/kg vücut ağırlığı veya 300-500 gr/gün olup vücudun enerji tüketimine bağlıdır.

Diyette aşırı miktarda yüksek GI karbonhidrat (özellikle "sindirilebilir") olduğunda, karbonhidratlar yağlara dönüştürülür ve bu da obezite, diyabet, kardiyovasküler ve diğer hastalıkların gelişmesine katkıda bulunur.

1 g yanarken. Karbonhidratlar 4 kcal'a eşdeğer enerji üretir.

Hakkında Daha önce zaten yazmıştım ve tam bir karbonhidrat resmi oluşturmak için siz de ona aşina olabilirsiniz. Peki, bir kişinin neden proteine ihtiyaç duyduğunu, proteinin, tahılların, tahılların hangi işlevleri yerine getirdiğini anlamaya ve beslenme önerilerini öğrenmeye karar verirseniz, o zaman tıklayın ve size söylemekten mutluluk duyacağım.

Karbonhidratlar veya şekerler, - bunlar aynı anda bir molekülde bulunan organik bileşiklerdir karbonil (aldehit veya keton) ve birkaç hidroksil (alkol) grubu. Başka bir deyişle, karbonhidratlar aldehit alkollerdir (polioksialdehitler) veya keton alkollerdir (polioksiketonlar). Karbonhidratlar, bitki ve hayvan dünyasının temsilcileri olan tüm canlı organizmaların hücrelerinin ve dokularının ayrılmaz bir bileşenidir ve (ağırlıkça) büyük bir kısmını oluşturur. organik madde Dünya'da. Tüm canlı organizmaların karbonhidrat kaynağı fotosentez süreci, bitkiler tarafından gerçekleştirilir. Karbonhidratlar canlı doğada son derece önemli bir rol oynar ve bitki dünyasında en yaygın maddelerdir ve bitkilerin kuru kütlesinin %80'ini oluşturur. Önemli Karbonhidratlar aynı zamanda inşaat, kağıt üretimi, mobilya ve diğer ürünlerde ahşapta yaygın olarak kullanıldıkları için endüstri açısından da önemlidir.

Temel işlevler :

Enerji. Karbonhidratlar parçalandığında açığa çıkan enerji ısı olarak dağılır veya ATP moleküllerinde depolanır. Karbonhidratlar vücudun günlük enerji tüketiminin yaklaşık %50-60'ını sağlar ve kas dayanıklılığı aktivitesi sırasında bu oran %70'e kadar çıkar.
Plastik. Karbonhidratlar (riboz, deoksiriboz), ATP, ADP ve diğer nükleotidlerin yanı sıra nükleik asitleri oluşturmak için kullanılır. Bazı enzimlerin bir parçasıdırlar. Bireysel karbonhidratlar yapısal bileşenler hücre zarlarıKarbonhidratlar hücre zarlarında birikir (depolanır) iskelet kasları, karaciğer ve diğer dokular glikojen formundadır.
Özel. Bireysel karbonhidratlar, kan gruplarının özgüllüğünün sağlanmasında rol oynar, antikoagülanların (pıhtılaşmaya neden olan), bir hormon zincirinin reseptörleri olarak rol oynar veya farmakolojik maddeler antitümör etkisi sağlar.
Koruyucu. Bileşenlere karmaşık karbonhidratlar dahildir bağışıklık sistemi; mukopolisakkaritler burun damarlarının, bronşların, sindirim sisteminin ve genitoüriner sistemin yüzeyini kaplayan ve bakteri ve virüslerin nüfuzuna ve ayrıca mekanik hasara karşı koruyan mukoza maddelerinde bulunur.
Düzenleyici. Gıdadaki lif, bağırsaklardaki parçalanma sürecine uygun değildir, ancak bağırsak kanalının peristaltizmini, kullanılan enzimleri harekete geçirir. sindirim kanalı Besinlerin sindirimini ve emilimini iyileştirir.

Karbonhidratların sınıflandırılması . Tüm karbonhidratlar iki büyük gruba ayrılabilir:

basit karbonhidratlar (monosakaritler veya monosakaritler),
karmaşık karbonhidratlar (polisakkaritler veya poliozlar).

Basit karbonhidratlar daha fazlasını oluşturmak için hidrolize uğramaz basit karbonhidratlar. Monosakkarit molekülleri yok edildiğinde yalnızca diğer sınıflara ait moleküller elde edilebilir. kimyasal bileşikler. Moleküldeki karbon atomu sayısına bağlı olarak tetrozlar (dört atom), pentozlar (beş atom), heksozlar (altı atom) vb. Monosakkaritler bir aldehit grubu içeriyorsa aldoz sınıfına (aldehit alkoller), bir keton grubu içeriyorsa ketoz sınıfına (keton alkoller) aittir.

Karmaşık karbonhidratlar veya polisakkaritler Hidroliz sırasında basit karbonhidrat moleküllerine ayrılırlar. Kompleks karbonhidratlar ise şu şekilde ayrılır:

oligosakkaritler,
polisakkaritler.

Oligosakkaritler- Bunlar suda çözünen ve tadı tatlı olan düşük molekül ağırlıklı kompleks karbonhidratlardır. Polisakkaritler- Bunlar, 20'den fazla monosakkarit kalıntısından oluşan, suda çözünmeyen ve tadı tatlı olmayan yüksek molekül ağırlıklı karbonhidratlardır.

bağlı olarak kompozisyondan karmaşık karbonhidratlar iki gruba ayrılabilir:

aynı monosakarit kalıntılarından oluşan homopolisakkaritler;
çeşitli monosakkaritlerin kalıntılarından oluşan heteropolisakkaritler.

Monosakkaritler. Monosakkaritlerin genel formülü SpN2nOp'tur. Monosakkaritlerin isimleri, belirli bir moleküldeki karbon atomlarının sayısına karşılık gelen Yunan rakamından ve -oz ekinden oluşur. Doğada en sık bulunanlar, beş ve altı karbon atomlu monosakkaritler - pentozlar ve heksozlardır. Monosakkaritler (aldehit veya keton) içindeki karbonil grubunun doğasına bağlı olarak, monosakkaritler aşağıdakilere ayrılır:

aldozlar (aldehit alkoller),
ketozlar (keton alkoller).

En yaygın heksozlar glikoz (üzüm şekeri) ve fruktozdur (meyve şekeri). Glikoz aldozların bir temsilcisidir ve fruktoz ketozların bir temsilcisidir. Glikoz ve fruktoz izomerler yani aynı atomik bileşime sahiptirler ve moleküler formülleri aynıdır (C6H12O6). Ancak moleküllerinin uzaysal yapısı farklıdır:
CH2OH-CHON-CHON-CHON-CHON-CHO Glikoz (aldoheksoz)

CH2OH-CHON-CHON-CHON-CO-CH2OH Fruktoz (ketoheksoz).

E. Fisher geliştirildi uzaysal formüller onun adını aldı. Bu formüllerde karbon atomları, karbonil grubunun en yakın olduğu zincirin ucundan itibaren numaralandırılır. Özellikle aldozlarda ilk sayı aldehit grubunun karbonuna atanır.
Ancak monosakkaritler sadece açık formda değil aynı zamanda döngü formunda da mevcuttur. Bu iki form (zincirli ve siklik) tautomeriktir ve kendiliğinden birbirine dönüşme yeteneğine sahiptir. sulu çözeltiler. Monosakaritlerin temsilcileri:

D-riboz, RNA'nın ve nükleotid niteliğindeki koenzimlerin bir bileşenidir.
D-glikoz (üzüm şekeri) kristalimsi beyaz bir maddedir, suda oldukça çözünür, erime noktası 146°C'dir. Glikoz polimerleri öncelikle
D-galaktoz - kristal madde, bileşen süt şekeri, temel bileşen yiyecek payı. Suda oldukça iyi çözünür, tatlı bir tada sahiptir ve erime noktası 165°C'dir. Bu monosakarit, D-mannoz ile birlikte birçok glikolipit ve glikoproteinin bir parçasıdır.
D-mannoz kristalimsi bir maddedir, tadı tatlıdır, suda oldukça çözünür, erime noktası 132°C'dir. Doğada hidroliz yoluyla elde edilebildiği polisakkaritler - mannanlar formunda bulunur.
D-fruktoz (meyve şekeri) kristal bir maddedir, erime noktası 132°C'dir. Suda oldukça çözünür, tadı tatlıdır, tatlılığı sakarozun iki katıdır. İÇİNDE serbest biçim meyve sularında (meyve şekeri) ve balda bulunur. İÇİNDE ilgili form fruktoz sakkarozda ve bitki polisakkaritlerinde (örneğin inülin) bulunur.

Aldozların oksidasyonu üç sınıf asit üretir: aldonik, aldarik ve alduronik.

En önemli polisakkaritlerşunlar:

Selüloz- hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanan birkaç düz paralel zincirden oluşan doğrusal bir polisakarit. Her zincir β-D-glikoz kalıntılarından oluşur. Bu yapı suyun içeri girmesini engeller ve oldukça gergindir, bu da %26-40 oranında selüloz içeren bitki hücre zarlarının stabilitesini sağlar. Selüloz birçok hayvan, bakteri ve mantar için besin görevi görür. Ancak insanlar dahil çoğu hayvan selülozu sindiremez çünkü selülozu sindiremez. gastrointestinal sistem Selülozun glikoza dönüşmesini sağlayan selülaz enzimi yoktur. Selüloz lifleri aynı zamanda gıdalara hacimsel ve kaba bir kıvam kazandırdığı ve bağırsak hareketliliğini uyardığı için beslenmede önemli bir rol oynar.
Nişasta ve glikojen. Bu polisakkaritler bitkilerde (nişasta), hayvanlarda, insanlarda ve mantarlarda (glikojen) glikoz depolamanın ana formlarıdır. Hidrolize edildiklerinde organizmalarda hayati süreçler için gerekli olan glikoz oluşur.
Kitinİkinci karbon atomundaki alkol grubunun nitrojen içeren bir NHCOCH3 grubu ile değiştirildiği β-glikoz molekülleri tarafından oluşturulur. Uzun paralel zincirleri, selüloz zincirleri gibi demetler halinde toplanır. Kitin - ana yapısal eleman Eklembacaklıların kabukları ve mantarların hücre duvarları.

Karbonhidratlar molekül boyutlarına göre 3 gruba ayrılır:

Monosakkaritler– 1 karbonhidrat molekülü (aldoz veya ketoz) içerir.

Triozlar (gliseraldehit, dihidroksiaseton).

Tetrozlar (eritroz).

Pentozlar (riboz ve deoksiriboz).

Heksozlar (glikoz, fruktoz, galaktoz).

Oligosakkaritler- 2-10 monosakkarit içerir.

Disakkaritler (sakkaroz, maltoz, laktoz).

Trisakaritler vb.

Polisakkaritler- 10'dan fazla monosakkarit içerir.

Homopolisakaritler - aynı monosakaritler içerir (nişasta, lif, selüloz yalnızca glikozdan oluşur).

Heteropolisakaritler - farklı türde monosakaritleri, bunların buhar türevlerini ve karbonhidrat olmayan bileşenleri (heparin, hyaluronik asit, kondroitin sülfatlar) içerir.

Şema No. 1.K Karbonhidratların sınıflandırılması.

Karbonhidratlar Monosakkaritler Oligosakkaritler Polisakkaritler

1. Triozlar 1. Disakkaritler 1. Homopolisakkaritler

2. Tetrozlar 2. Trisakkaritler 2. Heteropolisakkaritler

3. Pentozlar 3. Tetrasakkaritler

4. Heksozlar

3. 4. Karbonhidratların özellikleri.

Karbonhidratlar katı, kristalimsi beyaz maddelerdir ve neredeyse hepsinin tadı tatlıdır.

Hemen hemen tüm karbonhidratlar suda yüksek oranda çözünür ve gerçek çözeltiler oluşur. Karbonhidratların çözünürlüğü kütleye bağlıdır (daha daha fazla kütle

madde ne kadar az çözünürse, örneğin sakaroz ve nişasta) ve yapı (karbonhidratın yapısı ne kadar dallıysa, örneğin nişasta ve lif gibi sudaki çözünürlük o kadar kötü olur). Monosakkaritler iki şekilde bulunabilir stereoizomerik formlar : L şekli (leavus - sol) ve D şekli (dexter - sağ). Bu formlar aynı kimyasal özellikler , ancak molekülün eksenine ve optik aktiviteye göre hidroksit gruplarının konumu bakımından farklılık gösterir, yani. uçağı belirli bir açıyla döndürün polarize ışık , onların çözümünden geçer. Dahası, polarize ışığın düzlemi bir miktar döner, ancak

ters yön

. Gliseraldehit örneğini kullanarak stereoizomerlerin oluşumunu ele alalım: Hayır, hayır ANCAK

-S-N N-S-

CH2OH CH2OH

L – şekli D – şekli Laboratuvar koşullarında monosakkaritler üretilirken vücutta 1:1 oranında stereoizomerler oluşur, L-formu ile D-formunu kesin olarak ayıran enzimlerin etkisi altında sentez meydana gelir. Vücutta yalnızca D-şekerler sentezlenip parçalandığından, L-stereoizomerler evrimde yavaş yavaş ortadan kayboldu (biyolojik sıvılardaki şekerlerin bir polarimetre kullanılarak belirlenmesi buna dayanmaktadır).

Sulu çözeltilerdeki monosakkaritler birbirine dönüşebilir, bu özelliğe denir.

mutasyon.

HO-CH2 O=C-H S Ç HAYIR-S-N N N

N-S-OH ANCAK S S HAYIR-S-N

AMA O N

AMA-S-N

HO-CH2 O=C-H ANCAK

N-S-OH S Ç HAYIR-S-N

C CH2-OH

Alfa formu Heksozun açık formu

Beta formu.

Açık formda enzimlerin katılımı olmadan proteinler, lipitler ve nükleotidlerle etkileşime girebilirler. Bu reaksiyonlara glikasyon denir. Klinik, diyabeti teşhis etmek için glikosile edilmiş hemoglobin veya fruktozamin düzeyine ilişkin bir çalışma kullanır.

Monosakkaritler esterler oluşturabilir. Karbonhidratların fosforik asitle ester oluşturma özelliği en büyük öneme sahiptir, çünkü Karbonhidratın metabolizmaya dahil olabilmesi için fosfor ester haline gelmesi gerekir, örneğin glikozun oksidasyondan önce glikoz-1-fosfata veya glikoz-6-fosfata dönüştürülmesi gerekir.

Aldolazlar, alkali ortamda metalleri oksitlerinden oksit veya serbest duruma indirgeme yeteneğine sahiptir. Bu özellik laboratuvar uygulamalarında biyolojik sıvılardaki aldolozları (glikoz) tespit etmek için kullanılır. En sık kullanılan Trommer'ın tepkisi

burada aldoloz bakır oksidi okside indirger ve kendisi de glukonik asite oksitlenir (1 karbon atomu oksitlenir).

CuSO4 + NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

Mavi

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

Tuğla kırmızısı rengi

Monosakkaritler yalnızca Trommer reaksiyonunda asitlere oksitlenemez. Örneğin glikozun 6. karbon atomu vücutta oksitlendiğinde, toksik ve az çözünen maddelerle birleşen, bunları nötralize eden ve çözünür olanlara dönüştüren glukuronik asit oluşur ve bu maddeler vücuttan atılır. idrar. Monosakkaritler birbirleriyle birleşerek polimerler oluşturabilir. Bu durumda ortaya çıkan bağlantıya denir glikosidik

bir monosakkaritin birinci karbon atomunun OH grubu ve başka bir monosakkaritin dördüncü (1,4-glikosidik bağ) veya altıncı karbon atomunun (1,6-glikosidik bağ) OH grubu tarafından oluşturulur. Ayrıca bir alfa glikosidik bağ (bir karbonhidratın iki alfa formu arasında) veya bir beta glikosidik bağ (bir karbonhidratın alfa ve beta formları arasında) oluşturulabilir. Oligo ve polisakkaritler monomerler oluşturmak için hidrolize uğrayabilir.

Tepki geliyor