Sifat-sifat karbohidrat. Fungsi dan ciri-ciri karbohidrat: Jadual

Hidupan liar adalah biasa, banyak bahan-bahan, kepentingan yang tidak boleh dipandang remeh. Sebagai contoh, ini termasuk karbohidrat. Mereka adalah sangat penting sebagai sumber tenaga untuk haiwan dan manusia, dan beberapa ciri-ciri karbohidrat membuat mereka bahan mentah yang amat diperlukan untuk industri.

Apa yang ia?

Ini semua struktur bahan-bahan yang boleh digambarkan oleh formula Cn _(H2O) m. Mereka mempunyai kepentingan biologi yang besar, memainkan peranan penting dalam kehidupan makhluk hidup banyak.

Nama kumpulan ini ahli sains telah datang selepas analisis awal bahan-bahan yang telah dibuat bahawa ia mengandungi. Maka ia telah mendapati bahawa komponen utama mereka adalah karbon dan air. Kemudian didapati bahawa tajuk telah bertukar menjadi sangat tepat, kerana sifat-sifat karbohidrat seperti bahawa nisbah hidrogen dan oksigen atom di dalamnya adalah sama dengan yang di dalam air. Dalam erti kata, ada satu oksigen, dua atom hidrogen. Kali pertama versi Rusia dengan nama yang telah dicadangkan pada tahun 1844 oleh Profesor K. Schmidt.

beberapa add-ons

Jika sedikit untuk mengubah formula di atas, menyebut «n» kurungan, ungkapan akan menjadi sedikit berbeza: Lihat (H ₂ O) n. Mungkin, ia tidak boleh menjadi lebih baik mencerminkan intipati "arang batu - air" nama.

Setakat ini, saintis telah kukuh bahawa terdapat beberapa bahan-bahan yang mempunyai ciri-ciri karbohidrat, tetapi tidak cukup sesuai dengan formula yang dinyatakan oleh kami. Dan kerana dalam kesusasteraan asing satu sering boleh mencari perkataan "glycidyl", yang sinonim dengan moden, 1844, yang tidak cukup tepat.

pengelasan mudah

Semua kelas besar bahan boleh dibahagikan kepada dua kumpulan: glycidyl mudah dan kompleks. Apakah ciri-ciri karbohidrat yang berlaku di dalamnya? Sebenarnya, mereka juga tidak begitu rumit:

• bahan-bahan yang mudah adalah dari kumpulan yang tidak bersetuju dengan hidrolisis dengan pembentukan berbangkit karbohidrat lain. Perbezaan utama adalah bahawa bilangan atom oksigen dalam struktur mereka masih nombor sama atom karbon. Mereka dipanggil monosakarida.
• Oleh itu, takrif "kompleks" termasuk semua glycidyl yang mengurai oleh hidrolisis untuk membentuk kejamakan karbohidrat ringkas. Sudah tentu, mereka mempunyai nisbah atom oksigen dan karbon dengan pelbagai. Mereka dipanggil disaccharide a. Satu peranan yang sangat penting dalam kegiatan-bermain adalah karbohidrat kompleks, senarai yang kami sebahagiannya di dalam artikel tersebut.

Di samping itu, adalah klasifikasi lain, di mana karbohidrat dibahagikan kepada tiga jenis. Di sini mereka adalah:

• Monosakarida.
• Oligosakarida.
• Polisakarida.

Karbohidrat Jadual berikut pasti akan membantu anda untuk berurusan dengan perbezaan utama mereka.

mono- (Molekul 1)	oligo (<10 molekul)	poly- (> 10 molekul)
Aldose, ketose	Ia hanya ada memasukkan disaccharides, trisaccharides, dan sebagainya. D.	Terdapat dua jenis: Gomopolisaharidy. Heteropolysaccharides. Dari nama yang anda boleh memahami bahawa struktur molekul dalaman kedua-dua spesies agak berbeza

Sudah tentu, kita mempunyai jadual pendek karbohidrat yang telah dibuktikan, tetapi skopnya hanya mustahil untuk memenuhi ciri-ciri tertentu yang khusus kepada beberapa ahli-ahli kelas ini luas. Oleh itu, kita menganalisis kumpulan utama setiap berasingan mengulas lanjut mengenai beberapa sifat-sifat individu, bahan-bahan yang paling biasa. Jadi, apakah karbohidrat kelas?

monosakarida

Perlu diingat bahawa semua mereka tergolong dalam kategori pepejal, mudah dapat masuk ke dalam negeri kristal. Mereka adalah sangat higroskopik, baik larut dalam air untuk membentuk sirap. Memilih mereka dalam bentuk kristal, ada yang sangat sukar. penyelesaian mereka mempunyai reaksi neutral, sering rasa agak manis. keamatan rasa adalah berbeza: contohnya, fruktosa kira-kira 3-3,5 kali lebih manis glukosa paling kerap.

Pada borang struktur

Semua bahan-bahan ini - sebatian struktur bifunctional, komposisi yang semestinya termasuk rangka karbon, kumpulan karbonil dan beberapa hidroksil. Jika peranan kumpulan karbonil bertindak kumpulan aldehid, bahan yang dipanggil aldose. Oleh itu, dalam kes ketone "ekor" dipanggil ketose.

Kerana sifat semula jadi bahan-bahan ini adalah sangat biasa, mereka boleh didapati dalam kedua-dua keadaan bebas mereka, dan dalam bentuk bentuk anhidrat. Secara umumnya, hampir semua karbohidrat kompleks dalam darjah yang berbeza-beza, adalah anhidrida gula ringkas, yang cukup hanya diperolehi dengan mengambil beberapa (atau satu) molekul air (awalan "en" - tidak).

Glukosa adalah wakil yang paling biasa

Formula wakil yang paling biasa kumpulan - C ₆ H ₁₂ O _6. Selalunya terdapat karbohidrat ini di dalam sel tumbuhan. Ia bukan sahaja semakin meluas, tetapi juga sangat penting untuk badan kerana ia adalah sumber utama tenaga untuk dia (bercakap tentang haiwan dan manusia, sudah tentu). Pada dasarnya, ini adalah sifat-sifat umum protein, karbohidrat dan lemak untuk semua organisma hidup. Ia juga digunakan secara meluas dalam bidang perubatan, perubatan veterinar, industri (termasuk makanan).

ciri-ciri fizikal

Apakah umum sifat fizikal karbohidrat dalam kumpulan ini? Rupa - kristal halus putih, rasa agak manis, mudah larut dalam air. Kelarutan meningkat secara mendadak jika penyelesaian panas semula: dengan cara ini yang sirap glukosa.

maklumat ringkas mengenai struktur kimia

Jika anda melihat formula linear, komposisi karbohidrat ini dapat dilihat dengan jelas satu aldehid dan lima kumpulan hidroksil. Apabila bahan itu berada dalam keadaan kristal, molekul yang boleh menjadi salah satu daripada dua bentuk mungkin (α- atau β-glukosa). Hakikat bahawa kumpulan hidroksil digandingkan kepada atom karbon kelima, boleh bertindak balas dengan moiety karbonil.

Kelaziman di hutan

Sejak beliau sangat banyak dalam jus anggur, glukosa sering dirujuk sebagai "gula anggur". Di bawah nama ini ia masih dikenali nenek moyang kami. Walau bagaimanapun, ia adalah mungkin untuk mencari dalam mana-mana buah-buahan manis yang lain atau sayur-sayuran, dalam tisu lembut kilang. Dalam dunia haiwan, kelaziman yang tidak lebih rendah: kira-kira 0.1% daripada darah kita - ini adalah glukosa. Selain itu, anda boleh mencari karbohidrat ini dalam sel hampir mana-mana organ dalaman. Tetapi terutama banyak daripada mereka di dalam hati, kerana itu adalah di mana pemprosesan dijalankan glukosa menjadi glikogen.

Ia (seperti yang telah kita berkata) adalah sumber bernilai tenaga untuk badan kita, sebahagian daripada hampir semua karbohidrat kompleks. Serta karbohidrat ringkas yang lain, dalam alam semula jadi ia berlaku selepas tindak balas fotosintesis yang berlaku semata-mata dalam sel-sel organisma tumbuhan:

6SO ₂ + 6H ₂ O klorofil C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6D ₂ - Q

Tumbuh-tumbuhan itu melaksanakan yang amat penting untuk fungsi biosfera, terkumpul tenaga, yang diperolehi oleh mereka dari matahari. Berhubung dengan keadaan industri, anggur gula sejak zaman purba yang diperolehi daripada kanji hidrolisis menghasilkan ia, di mana pemangkin tindak balas asid sulfurik pekat:

(C ₆ H ₁₀ O ₅₎ n + nH ₂ O H ₂ SO _4, t nC ₆ H ₁₂ O ₆

sifat kimia

Apakah ciri-ciri kimia karbohidrat jenis ini? Ia mempunyai semua ciri-ciri yang sama yang wujud dalam semata-mata alkohol dan aldehid. Di samping itu, mempunyai beberapa ciri-ciri tertentu. sintesis pertama karbohidrat ringkas (termasuk glukosa) telah dihasilkan oleh ahli kimia yang paling berbakat A. M. Butlerovym pada tahun 1861 tahun, dan sebagai bahan mentah ia digunakan formaldehid, membelahnya menjadi kehadiran kalsium hidroksida. Berikut adalah formula proses ini:

6NSON -------> S6N ₁₂ O ₆

Dan kini melihat beberapa sifat-sifat kedua-dua ahli-ahli kumpulan, makna semula jadi yang tidak kurang hebat, dan kerana biologi kajian mereka. Karbohidrat spesies ini memainkan peranan yang amat penting dalam kehidupan seharian kita.

fruktosa

Formula isomer ini glukosa - Sep _12, O _v. Seperti "leluhur" boleh wujud dalam bentuk linear dan kitaran. Datang dalam semua tindak balas yang merupakan ciri daripada alkohol polyhydric, tetapi, dengan itu berbeza daripada glukosa, ia tidak bertindak balas dengan larutan ammonia oksida perak.

ribose

ribose faedah yang sangat tinggi dan deoxyribose. Jika anda masih ingat program biologi sedikit, dan tahu bahawa karbohidrat dalam tubuh adalah sebahagian daripada DNA dan RNA, tanpa yang kewujudan kehidupan di planet ini mungkin. Nama "deoxyribose" bermaksud bahawa molekul sekurang-kurangnya satu atom oksigen (jika dibandingkan dengan ribose biasa). Sebagai sama dalam hal ini untuk glukosa, juga boleh mempunyai linear dan struktur yang berkitar.

disaccharides

Pada dasarnya, bahan-bahan ini dalam struktur dan fungsi sebahagian besarnya berulang kelas sebelumnya, tetapi kerana ia tidak masuk akal untuk kekal di atas ini dengan lebih terperinci. Apakah ciri-ciri kimia karbohidrat dalam kumpulan ini? Wakil-wakil yang paling penting dalam keluarga adalah sukrosa, maltosa dan laktosa. Kesemua mereka boleh digambarkan dengan formula C ₁₂ H ₂₂ O _11, begitu juga dengan isomer, tetapi ini tidak menafikan perbezaan yang luas dalam struktur mereka. Jadi apakah karbohidrat biasa kompleks, senarai dan perihalan yang anda lihat di bawah?

saccharose

molekul yang terdiri daripada dua kitaran segera: satu adalah enam ahli (sisa α-glukosa) dan lain - lima Members (β-fruktosa sisa). Ia menghubungkan semua pembinaan ini glukosa glycoside hidroksil.

Penyediaan dan jumlah nilai

Menurut data sejarah yang dipelihara, walaupun tiga abad sebelum Kristus gula dari tebu belajar bagaimana untuk mendapatkan dalam India Purba. Hanya pada pertengahan abad ke-19 ternyata bahawa banyak lagi sukrosa kurang untuk usaha ini boleh diekstrak dari bit gula. Dalam beberapa jenis ia mengandungi sehingga 22% daripada karbohidrat, manakala kandungan buluh yang berkenaan dalam tempoh 26%, tetapi ini hanya mungkin di bawah keadaan pertumbuhan selesa dan suasana yang bersesuaian.

Kami telah berkata bahawa karbohidrat adalah mudah larut dalam air. Ia adalah berdasarkan kepada prinsip ini untuk mendapatkan sukrosa apabila digunakan untuk ini peranti tujuan, peresap. kekotoran mungkin untuk mendakan, penyelesaian yang telah ditapis melalui penapis termasuk kapur. Untuk mengalih keluar dari larutan yang terhasil kalsium hidroksida, adalah melalui karbon dioksida konvensional. mendakan ditapis, dan sirap gula tersejat dalam relau khas, menghasilkan gula sudah biasa.

laktosa

karbohidrat ini dilepaskan dalam persekitaran industri daripada susu biasa, di mana mengandungi lemak yang berlebihan dan karbohidrat. Ia mengandungi bahan-bahan yang agak banyak: contohnya, susu lembu mengandungi kira-kira 4-5,5% daripada laktosa dalam susu wanita dan pecahan jumlah itu mencapai 5,5-8,4%.

Setiap molekul glycidol terdiri daripada sisa-sisa 3 dan borang pyranose galaktosa-glukosa, yang membentuk sambungan dengan yang pertama dan atom karbon keempat.

Tidak seperti gula lain dalam laktosa mempunyai satu sifat yang luar biasa. Ia adalah mengenai ketiadaan lengkap penyerapan air, supaya walaupun dalam persekitaran yang lembap yang glycine yang tidak mematahkan. Hartanah ini digunakan secara meluas dalam industri farmaseutikal: jika sebahagian daripada dadah dalam bentuk serbuk sebahagian daripada sukrosa konvensional, ia perlu untuk menambah laktosa. Ia adalah benar-benar semula jadi dan tidak merbahaya kepada tubuh manusia, tidak seperti banyak bahan tambahan tiruan yang menghalang caking dan basah. Apakah fungsi dan sifat-sifat karbohidrat jenis ini?

Biologi laktosa kepentingan yang sangat besar, kerana laktosa adalah komponen pemakanan yang paling penting haiwan susu dan manusia. Bagi maltosa, sifat-sifatnya adalah agak berbeza.

maltosa

Ia merupakan produk perantaraan yang diperolehi oleh hidrolisis kanji. Nama "maltosa" adalah disebabkan oleh hakikat bahawa, dalam banyak di bawah pengaruh malt (malt dalam Latin - maltum). Adalah meluas bukan sahaja di kilang tetapi juga pada haiwan. Dalam kuantiti yang besar, yang dihasilkan dalam saluran pencernaan ruminan.

Struktur kimia dan sifat

Ini molekul karbohidrat terdiri daripada dua unit α-glukosa dalam bentuk pyranose, yang saling berkaitan oleh atom karbon pertama dan keempat. Dalam penampilan tidak berwarna, kristal putih. Rasa - agak manis, baik larut dalam air.

polisakarida

Perlu diingat bahawa semua polisakarida boleh dipertimbangkan dari sudut pandangan bahawa mereka adalah produk pemeluwapan monosakarida. formula mereka umum kimia - (C _b H ₁₀ O ₅₎ n. Dalam artikel ini kita akan melihat kanji kerana ia adalah wakil yang paling biasa daripada keluarga.

kanji

Ia terbentuk hasil fotosintesis, dalam kuantiti yang besar yang disimpan di akar dan biji organisma tumbuhan. Apakah ciri-ciri fizikal karbohidrat jenis ini? Dalam penampilan adalah serbuk putih dengan penghabluran kurang ketara, tidak larut dalam air sejuk. Cecair panas membentuk struktur koloid (pes, agar-agar). Dalam saluran pencernaan haiwan, terdapat banyak enzim yang menyumbang kepada dihidrolisiskan kepada glukosa.

Adalah yang paling banyak polimer semula jadi, yang terbentuk daripada kepelbagaian sisa a-glukosa. Secara semula jadi, pada masa yang sama terdapat dua bentuk: amilosa dan amshopektin. Amilosa, sebagai polimer linear boleh larut dalam air. molekul terdiri daripada sisa alpha-glukosa yang dikaitkan melalui pertama dan atom karbon keempat.

Perlu diingat bahawa kanji ini adalah produk yang boleh dilihat pertama fotosintesis dalam tumbuhan. Dalam gandum dan bijirin lain ia mengandungi sehingga 60-80%, sedangkan pada kentang - hanya 15-20%. Melalui kemahiran bercakap, bermakna bijirin kanji bawah mikroskop tepat boleh menentukan spesies tumbuhan, kerana mereka adalah berbeza.

Jika karbohidrat adalah cepat dipanaskan, ia adalah molekul besar dengan cepat akan merosot kepada polisakarida yang lebih kecil yang dikenali sebagai dekstrin. Mereka dengan kanji sahaja formula kimia umum (C ₆ H ₁₂ O ₅₎ x, tetapi terdapat perbezaan dalam nilai pembolehubah "x" adalah kurang daripada nilai «n» dalam kanji.

Akhirnya kami membentangkan jadual, yang mencerminkan bukan sahaja kelas utama karbohidrat, tetapi juga sifat-sifat mereka.

Kumpulan utama	Ciri-ciri struktur molekul	sifat-sifat tersendiri karbohidrat
monosakarida	Mereka berbeza dari segi bilangan atom karbon: Triose (C 3) Tetroses (C4) Pentoses (C5) Hexose (C6)	Tidak berwarna atau putih kristal, sempurna larut dalam air, rasa manis
oligosakarida	Struktur kompleks. Bergantung kepada spesies, yang mengandungi 2-10 sisa gula ringkas	Kemunculan yang sama, sedikit kurang larut dalam air, rasa kurang manis
polisakarida	Mereka terdiri daripada sejumlah besar sisa monosakarida	serbuk putih, struktur kristal adalah lemah, tidak larut dalam air, tetapi ada di dalamnya keupayaan membengkak. rasa-neutral

Itulah apa fungsi dan sifat-sifat kelas utama karbohidrat.