Биологична роля на въглехидратите в растенията. Въглехидрати

Изпращането на вашата добра работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

добра работакъм сайта">

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

Въведение

Всеки ден, изправени пред множество битови предмети, храни, природни обекти, промишлени продукти, ние не се замисляме за факта, че всичко около нас е индивидуално. химикалиили комбинация от тези вещества. Всяко вещество има своя структура и свойства. От появата си на Земята човекът е консумирал растителни храни, съдържащи нишесте, плодове и зеленчуци, съдържащи глюкоза, захароза и други въглехидрати, и е използвал за своите нужди дърво и други растителни предмети, състоящи се предимно от друг естествен полизахарид - целулоза. И едва в началото на 19в. стана възможно да се учи химически съставприродни високомолекулни вещества, структурата на техните молекули. В тази област са направени най-важните открития.

В необятния свят на органичната материя има съединения, за които може да се каже, че са съставени от въглерод и вода. Те се наричат ​​въглехидрати. Терминът "въглехидрати" е предложен за първи път от руски химик от Дорпат (сега Тарту) К. Шмид през 1844 г. През 1811 г. руският химик Константин Готлиб Сигизмунд (1764-1833) пръв получава глюкоза чрез хидролиза на нишесте. Въглехидратите са широко разпространени в природата и играят важна роля в биологични процесиживи организми и хора.

1. История на развитието на въглехидратите

В самото начало на цивилизацията лежи първото практическо запознаване на човека с въглехидратите. Дървообработка, производство на хартия и памучни и ленени тъкани, печене, ферментация - всички тези процеси, известни от древни времена, са пряко свързани с преработката на въглехидратни суровини. Тръстиковата захар очевидно е първото органично вещество, получено от човека в химически чиста форма. Възникването на химията като наука през втората половина на 18 век е неразривно свързано с първата работа в областта на химията на въглехидратите.

След тръстиковата захар са изолирани първите отделни монозахариди - фруктоза (Lowitz, 1792) и глюкоза (Proulx, 1832). През 1811 г. Кирхоф, който по това време работи в Санкт Петербург, получава глюкоза чрез обработка на нишестето с киселина, като по този начин извършва първата химическа хидролиза на полизахарид, а през 1814 г. извършва първата ензимолиза на същия полизахарид. Накрая А.М. Бутлеров през 1861 г. извършва своя исторически синтез, като получава чрез третиране на воден разтвор на формалдехид с варна вода смес от захари (метилен етан), съдържаща някои естествени монозахариди.

Въпреки това, химията на въглехидратите в модерен смисълТази дума възниква естествено само с развитието на основите на органичната химия, на която тя е един от клоновете. Структурната теория предостави ключа към разбирането на структурата на въглехидратите и вече 10-15 години след нейното обявяване Килиани и Емил Фишер започнаха своето фундаментални изследвания, която завършва през 90-те години на миналия век с установяването на структурата на най-простите въглехидрати. Стереохимичните идеи на Вант Хоф оказаха решаващо влияние върху развитието на химията на въглехидратите, а развитието на стереохимията също беше неразривно свързано с химията на въглехидратите; експерименталният материал, извлечен от химията на въглехидратите, изигра много важна роля важна роляв развитието на основните принципи на стереохимичната теория.

В първия период на развитие на химията на въглехидратите са заложени основните понятия и принципи на този клон на органичната химия, създадени са класически аналитични техники и са разработени общи синтетични методи. Характерна особеностТози период е тясното и плодотворно взаимодействие на химията на въглехидратите с други клонове на бързо развиващата се органична химия. Химията на въглехидратите заимства от арсенала на органичната химия различни реакцииразграждане, необходимо за установяване на структурата на въглехидратите, и множество синтетични техники. На свой ред, напредъкът в химията на въглехидратите стимулира развитието на много общи клонове на органичната химия; В допълнение към влиянието върху развитието на стереохимията, което вече беше отбелязано по-горе, можем да споменем учението за тавтомерията, първите стъпки на полимерната химия и много други.

Една от повратните точки в химията на захарите е разработването от Хауърт през 20-те години на ХХ век на подходи за изследване на структурата на полизахаридите, които са създадени на базата на метода на метилиране и за първи път отварят пътя към експериментално решение на въпроса за структурата на полизахаридните вериги. Последицата от това беше бързото развитие на химията на полизахаридите.

Три обстоятелства предизвикаха истинска революция в областта на химията на въглехидратите в следвоенните години и осигуриха нейния последващ напредък.

На първо място, беше осъзната изключителната роля на биополимерите в жизнените процеси, което естествено постави нови предизвикателства пред химията на въглехидратите - най-важните компоненти на живата тъкан. Изследване на структурата и нейната връзка с биологична функцияв поредицата от въглехидрати вдъхна живот на нови идеи и постави основите на нови посоки. В същото време бързото развитие на полимерната индустрия и използването им в технологиите и ежедневиетобеше пряко свързано с широкото изследване на практически важни природни полимери и преди всичко с развитието на химията и технологията на целулозата, нейните сателити и нейните преработени продукти. Това отвори широк път за изследвания в химията на полизахаридите и изискваше развитието на много нови области на химията на захарта.

От друга страна, развитието на теорията на органичната химия и по-специално създаването на основите на конформационния анализ за първи път направи възможно обсъждането на реактивността на въглехидратната молекула въз основа на строго обосновани предпоставки. Използването на конформационни концепции в химията на въглехидратите направи истинска революция във възгледите за реактивността на сложна полифункционална захарна молекула и съвременната химия на захарта дължи най-добрите си постижения на това.

И накрая, последното, също толкова важно обстоятелство, което оказа решаващо влияние върху развитието на съвременната химия на въглехидратите, е въвеждането на нови експериментални техники. Въвеждането на аналитична и препаративна хроматография и електрофоретични методи направи възможно преосмислянето на работата по отделянето и индивидуализацията на въглехидратите и решаването на проблеми, които преди това изискваха наистина титаничен труд. Въвеждането на инфрачервената спектроскопия, а по-късно на ЯМР спектроскопията и масспектрометрията, предостави на изследователите инструменти, които коренно промениха цялата работа по установяване на структурата на най-сложните въглехидратни производни.

2. Структура на въглехидратите

Въглехидратите, в зависимост от тяхната структура, могат да бъдат разделени на монозахариди, дизахариди и полизахариди: (вижте Приложение 1)

1. Монозахариди:

Глюкоза C6H12O6

Фруктоза C6H12O6

Рибоза C5H10O5

От шествъглеродните монозахариди - хексози - най-важни са глюкозата, фруктозата и галактозата.

Ако два монозахарида са комбинирани в една молекула, съединението се нарича дизахарид.

2. Дизахариди:

Захароза С12Н22О11

Сложните въглехидрати, образувани от много монозахариди, се наричат ​​полизахариди.

3. Полизахариди:

Нишесте (C6H10O5)n

Целулоза (C6H10O5)n

Молекулите на монозахаридите могат да съдържат от 4 до 10 въглеродни атома. Имената на всички групи монозахариди, както и имената на отделни представители завършват на -ose. Следователно, в зависимост от броя на въглеродните атоми в молекулата, монозахаридите се делят на тетрози, пентози, хексози и др. най-висока стойностимат хексози и пентози.

3. Монозахариди

От шествъглеродните монозахариди - хексози - важни са глюкозата, фруктозата и галактозата.

Глюкоза. Основни понятия. Структура на молекулата.

За да се установи структурната формула на молекулата на глюкозата, е необходимо да се познават нейните химични свойства. Експериментално е доказано, че един мол глюкоза реагира с пет мола оцетна киселиназа образуване на естер. Това означава, че има пет хидроксилни групи в молекулата на глюкозата. Тъй като глюкозата в амонячен разтвор на сребърен (II) оксид дава реакция на „сребърно огледало“, нейната молекула трябва да съдържа алдехидна група.

Експериментално е доказано също, че глюкозата има неразклонена въглеродна верига. Въз основа на тези данни структурата на молекулата на глюкозата може да бъде изразена със следната формула:

Публикувано на http://www.allbest.ru/

Както се вижда от формулата, глюкозата е едновременно поливалентен алкохол и алдехид, т.е. алдехид с алкохол.

Допълнителни изследвания показват, че в допълнение към молекулите с отворена верига, глюкозата се характеризира с молекули с циклична структура. Това се обяснява с факта, че молекулите на глюкозата, поради въртенето на въглеродните атоми около връзките, могат да придобият извита форма и хидроксилната група на въглерод 5 може да се приближи до хидроксилната група. В последния, под влияние на хидроксилната група, р-връзката се разкъсва. Към свободната връзка се добавя водороден атом и се образува шестчленен пръстен, в който алдехидната група отсъства. Доказано е, че във воден разтвор има и двете форми на молекулите на глюкозата, алдехидна и циклична, между които се установява химично равновесие:

В глюкозните молекули с отворена верига алдехидната група може да се върти свободно около у-връзката, която е разположена между първия и втория въглероден атом. В цикличните молекули такова въртене не е възможно. Поради тази причина цикличната форма на една молекула може да има различна пространствена структура:

b-форма на глюкозата - хидроксилните групи (-OH) при първия и втория въглероден атом са разположени от едната страна на пръстена.

b - форма на глюкоза - хидроксилните групи са разположени от противоположните страни на пръстена на молекулата.

Физични свойства.

Глюкоза - безцветна кристално веществосъс сладък вкус, силно разтворим във вода. Кристализира от воден разтвор. По-малко сладък в сравнение със захарта от цвекло.

Химични свойства.

Глюкозата има химични свойства, характерни за алкохолите (хидроксилна (-OH) група) и алдехидите (алдехидна група (-CHO). Освен това тя има и някои специфични свойства.

1. Свойства, характерни за алкохолите:

а) взаимодействие с меден (II) оксид:

C6H12O6 + Cu(OH)2 > C6H10O6Cu + H2O - меден (II) алкоксид

б) взаимодействие с карбоксилни киселини за образуване на естери (реакция на естерификация).

C6H12O6+5CH3COOH>C6H7O6(CH3CO)5

2. Свойства, характерни за алдехидите

а) взаимодействие със сребърен (I) оксид в разтвор на амоняк (реакция на "сребърно огледало"):

C6H12O6 + Ag2O > C6H12O7 +2Agv - глюкоза, глюконова киселина

б) редукция (хидрогениране) - до шествалентен алкохол (сорбитол):

C6H12O6 + H2 > C6H14O6 - глюкоза, сорбитол

3. Специфични реакции - ферментация:

а) алкохолна ферментация (под въздействието на дрожди):

C6H12O6 > 2C2H5OH + 2CO2 - глюкоза, етилов алкохол

б) млечнокисела ферментация (под влияние млечнокисели бактерии):

С6Н12О6 > С3Н6О3 - глюкоза, млечна киселина

в) ферментация на маслена киселина:

C6H12O6 > C3H7COOH +2H2 +2CO2 - глюкоза, маслена киселина

Получаване на глюкоза.

Първият синтез на най-простите въглехидрати от формалдехид в присъствието на калциев хидроксид е извършен от А. М. Бутлеров през 1861 г.:

ca(on)2, 6HSON > C6H12O6 - формалдехид глюкоза

В производството глюкозата най-често се получава чрез хидролиза на нишесте в присъствието на сярна киселина:

(C6H10O5)n + nH2O > nC6H12O6 - нишесте, глюкоза

Използване на глюкоза.

Глюкозата е ценен хранителен продукт. В организма той претърпява сложни биохимични трансформации, в резултат на които се освобождава енергията, натрупана по време на фотосинтезата. Опростеният процес на окисление на глюкозата в тялото може да се изрази със следното уравнение:

С6Н12О6 + 6О2>6СО2+6H2O+Q

Тъй като глюкозата се усвоява лесно от тялото, тя се използва в медицината като укрепващо средство. средство за защита. Глюкозата се използва широко в сладкарството (приготвяне на мармалад, карамел, меденки).

Процесите на ферментация на глюкозата са от голямо значение. Така например при ферментация на кисело зеле, краставици и мляко се получава млечнокисела ферментация на глюкозата, точно както при силажирането на фуража. Ако масата, подложена на силажиране, не е достатъчно уплътнена, тогава под въздействието на проникнал въздух настъпва масленокисела ферментация и фуражът става негоден за употреба.

В човешкото тяло глюкозата се намира в мускулите, кръвта и големи количествавъв всички клетки. Много глюкоза се намира в плодовете, плодовете, цветния нектар, особено в гроздето.

В природата глюкозата се образува в растенията в резултат на фотосинтеза в присъствието на зелено вещество- хлорофил, съдържащ магнезиев атом. Глюкозата се намира в свободна форма в почти всички органи на зелените растения. Има особено много от него в гроздовия сок, поради което глюкозата понякога се нарича гроздова захар. Медът се състои главно от смес от глюкоза и фруктоза.

4. Дизахариди

Дизахаридите са кристални въглехидрати, чиито молекули са изградени от свързани помежду си остатъци на две монозахаридни молекули.

Най-простите представители на дизахаридите са обикновената захар от цвекло или тръстика - захароза, малцова захар - малтоза, млечна захар- лактоза и целобиоза. Всички тези дизахариди имат една и съща формула C12H22O11.

захароза. Основни понятия. Структура на молекулата

Експериментално е доказано, че молекулната формула на захарозата е C12H22O11. Когато изучавате химичните свойства на захарозата, можете да видите, че тя се характеризира с реакция на многовалентни алкохоли: при взаимодействие с меден (II) хидроксид се образува ярко син разтвор. Реакцията на "сребърно огледало" със захароза не може да се проведе. Следователно неговата молекула съдържа хидроксилни групи, но не и алдехид.

Но ако разтвор на захароза се нагрее в присъствието на солна или сярна киселина, тогава се образуват две вещества, едното от които, подобно на алдехидите, реагира както с амонячен разтвор на сребърен (I) оксид, така и с меден (II) хидроксид. Тази реакция доказва, че при наличие минерални киселиниЗахарозата претърпява хидролиза и води до образуването на глюкоза и фруктоза. Това потвърждава, че молекулите на захарозата се състоят от взаимно свързани остатъци от молекули на глюкоза и фруктоза.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

Физични свойства.

Чистата захароза е безцветно кристално вещество със сладък вкус, силно разтворимо във вода.

Химични свойства.

Основното свойство на дизахаридите, което ги отличава от монозахаридите, е способността да се хидролизират в кисела среда (или под действието на ензими в организма):

С12Н22О11+Н2О> С6Н12О6+ С6Н12О6

Глюкозата, образувана по време на хидролиза, може да бъде открита чрез реакцията на "сребърно огледало" или чрез взаимодействие с меден (II) хидроксид.

Получаване на захароза.

Захароза C12H22O11 (захар) се получава главно от захарно цвекло и захарна тръстика. По време на производството на захароза не се извършват химически трансформации, тъй като тя вече е налична в натурални продукти. Той се изолира от тези продукти само във възможно най-чиста форма.

Използване на захароза.

Захарозата се използва главно като хранителен продукт и в сладкарската промишленост. От него чрез хидролиза се получава изкуствен мед.

5. полизахариди

Някои въглехидрати са естествени полимери, състоящи се от много стотици и дори хиляди монозахаридни единици, които образуват една макромолекула. Следователно такива вещества се наричат ​​полизахариди. Най-важните сред полизахаридите са нишестето и целулозата. И двете се произвеждат в растителните клетки от глюкоза, основният продукт на фотосинтезата.

нишесте. Основни понятия. Структура на молекулата.

Експериментално е доказано, че химичната формула на нишестето е (C6H10O5)n, където n достига няколко хиляди. Нишестето е естествен полимер, чиито молекули се състоят от отделни C6H10O5 единици. Тъй като хидролизата на нишестето произвежда само глюкоза, можем да заключим, че тези единици са остатъци от β-глюкозни молекули.

Учените успяха да докажат, че макромолекулите на нишестето се състоят от остатъци от циклични молекули на глюкоза. Процесът на образуване на нишесте може да бъде представен по следния начин:

Освен това е установено, че нишестето се състои не само от линейни молекули, но и от молекули с разклонена структура. Това обяснява гранулираната структура на нишестето.

Физични свойства.

Нишестето е бял прах, неразтворим в студена вода. IN топла воданабъбва и образува паста. За разлика от моно- и олигозахаридите, полизахаридите нямат сладък вкус.

Химични свойства.

Качествена реакция към нишесте.

Характерна реакция на нишестето е взаимодействието му с йод. Ако към охладена нишестена паста се добави йоден разтвор, се появява син цвят. При нагряване пастата изчезва, а при охлаждане се появява отново. Това свойство се използва при определяне на нишестето в хранителни продукти. Например, ако капка йод се постави върху нарязан картоф или парче бял хляб, се появява син цвят.

Реакция на хидролиза:

(C6H6O5)n + nH2O > nC6H12O6

Получаване на нишесте.

Промишлено нишестето се получава главно от картофи, ориз или царевица.

Приложение на нишесте.

Нишестето е ценен хранителен продукт. За да се улесни усвояването му, нишестените храни се излагат на високи температури, т.е. картофите се варят, хлябът се пече. При тези условия настъпва частична хидролиза на нишестето и се образуват декстрини, разтворими във вода. Декстрини в храносмилателен трактпретърпяват допълнителна хидролиза до глюкоза, която се абсорбира от тялото. Излишната глюкоза се превръща в гликоген (животински нишесте). Съставът на гликогена е същият като този на нишестето, но молекулите му са по-разклонени. Черният дроб съдържа особено много гликоген (до 10%). В тялото гликогенът е резервно вещество, което се превръща в глюкоза, докато се консумира в клетките.

В промишлеността нишестето се превръща в меласа и глюкоза чрез хидролиза. За да направите това, той се нагрява с разредена сярна киселина, чийто излишък след това се неутрализира с креда. Получената утайка от калциев сулфат се филтрува, разтворът се изпарява и се отделя глюкоза. Ако хидролизата на нишестето не е завършена, се образува смес от декстрини и глюкоза - меласа, която се използва в сладкарската промишленост. Декстрините, получени от нишесте, се използват като лепило за сгъстяване на бои при нанасяне на дизайни върху плат.

Нишестето се използва за колосане на бельо. Под гореща ютия нишестето се хидролизира частично и се превръща в декстрини. Последните образуват плътен филм върху тъканта, който придава блясък на тъканта и я предпазва от замърсяване.

Среща се в природата и човешкото тяло.

Нишестето, като един от продуктите на фотосинтезата, е широко разпространено в природата. За различни растения той е резервен хранителен материал и се намира главно в плодовете, семената и грудките. Най-богато на нишесте зърно житни растения: ориз (до 86%), пшеница (до 75%), царевица (до 72%) и картофени клубени (до 24%). В клубените зърната на нишестето плуват в клетъчния сок, така че картофите са основната суровина за производството на нишесте. За човешкото тяло нишестето, заедно със захарозата, служи като основен доставчик на въглехидрати - един от най-важните компоненти на храната. .

въглехидратна химична молекула глюкоза

Заключение

Биологичното значение на въглехидратите е много голямо:

Въглехидратите изпълняват пластична функция, тоест участват в изграждането на костите, клетките и ензимите. Те съставляват 2-3% от теглото. Въглехидратите изпълняват две основни функции: строителна и енергийна. Целулозата образува стените растителни клетки. Сложният полизахарид хитин служи като основен структурен компонент на екзоскелета на членестоногите. Хитинът изпълнява и строителна функция при гъбите. Въглехидратите са основният енергиен материал (виж). При окисляване на 1 грам въглехидрати се освобождават 4,1 kcal енергия и 0,4 kcal вода. Нишестето в растенията и гликогенът в животните се отлагат в клетките и служат като енергиен резерв. Кръвта съдържа (0,1-0,12%) глюкоза. Зависи от концентрацията на глюкоза осмотично наляганекръв. Пентозата (рибоза и дезоксирибоза) участват в образуването на АТФ. В ежедневната диета на хората и животните преобладават въглехидратите. Животните получават нишесте, фибри и захароза. Месоядните получават гликоген от месото. Ежедневната нужда на човека от захари е около 500 грама, но се попълва главно от нишестето, съдържащо се в хляба, картофите, паста. При рационално храненеДневната доза захароза не трябва да надвишава 75 грама (12 - 14 стандартни парчета захар, включително тази, използвана за готвене). В допълнение, въглехидратите играят важна роля в съвременната индустриална технология и продуктите, които използват въглехидрати, не замърсяват среда, не й наранявайте.

Референции

1. А.М. Прохоров, Н.Р. Либерман. Химия: Органична химия: Учебник за 10. клас. средно училище - Москва, Образование - 1993г - С. 153-154 - ISBN 5-09-014413-3.

2. Електронна енциклопедия на Кирил и Методий, 2004г.

3. Василиев А. Наръчник за ученици, том II, Москва, издателство "Амфора", - 2002 г. - стр. 23 ISBN: 978-5-367-02141-7

4. Каменски А.А. Биология. Въведение в обща биологияи екология. Учебник за 11 клас. средно училище./ Каменски А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В.: Издателство Bustard - 2002. - 176-178 стр. - ISBN 5-7107-5287-8

5. Березин И.В. Основи на биохимията. Учебник за студенти. Москва, Издателство на Московския държавен университет - 1990 г. - С. 130-160 - ISBN 5-211-00407-8

6. Северин Е.С. Биохимия. Учебник за студенти: Издателство ГЕОТАР-МЕД, Серия: XXI век - 2004 г. - с. 26 - ISBN 5-9231-0390-7

Приложение 1.

Въглехидрати най-важният източникенергия в тялото.

От всички консумирани от хората хранителни веществавъглехидратите несъмнено са основният източник на енергия. Средно те съставляват 50 до 70% от калорийното съдържание на ежедневните диети. Въпреки факта, че човек консумира значително повече въглехидрати, отколкото мазнини и протеини, техните резерви в тялото са малки. Това означава, че тялото трябва да се снабдява редовно с тях.

Основните въглехидрати в храната са сложни захари, така наречените полизахариди: нишесте и гликоген, изградени от голям брой глюкозни остатъци. Самата глюкоза се намира в големи количества в гроздето и сладките плодове. Освен глюкоза, медът и плодовете съдържат значително количество фруктоза. Обикновената захар, която купуваме в магазините, е дизахарид, тъй като нейната молекула е изградена от остатъци от глюкоза и фруктоза. Млякото и млечните продукти съдържат големи количества по-малко сладки, млечна захарлактоза, която съдържа заедно с глюкозата и монозахарида галактоза.

Нуждата от въглехидрати зависи в много голяма степен от енергийния разход на организма. Средно възрастен мъж, ангажиран предимно с умствени или лесно физическотруд, дневната нужда от въглехидрати варира от 300 до 500 g. За работниците и спортистите тя е много по-висока. За разлика от протеините и до известна степен мазнините, количеството въглехидрати в диетите може да бъде значително намалено без вреда за здравето. Тези, които искат да отслабнат, трябва да обърнат внимание на това: въглехидратите имат главно енергийна стойност. При окисляване на 1 g въглехидрати в организма се отделят 4,0 - 4,2 kcal. Следователно за тяхна сметка е най-лесно да се регулира калорийният прием.

Кои храни трябва да се считат за основни източници на въглехидрати? Много от тях са най-богати на въглехидрати билкови продукти: хляб, зърнени храни, тестени изделия, картофи. Нетни въглехидратие захар. Медът, в зависимост от произхода си, съдържа 70-80% моно- и дизахариди. Високата му сладост се дължи на значителното съдържание на фруктоза, чиито сладки свойства са приблизително 2,5 пъти по-високи от глюкозата и 1,5 пъти по-високи от захарозата. Бонбони, сладкиши, торти, конфитюр, сладолед и други сладкиши са най-привлекателните източници на въглехидрати и представляват несъмнена опасност за хората, които наддават. Отличителна чертатези продукти са с високо съдържание на калории и ниско съдържаниеосновни хранителни фактори.

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Обща формулавъглехидрати, техните основни биохимично значение, разпространение в природата и роля в живота на човека. Видове въглехидрати по химична структура: прости и сложни (моно- и полизахариди). Синтезът на въглехидрати от формалдехид.

тест, добавен на 24.01.2011 г


Органични вещества, съдържащи въглерод, кислород и водород. Обща формула за химичния състав на въглехидратите. Строеж и химични свойства на монозахаридите, дизахаридите и полизахаридите. Основните функции на въглехидратите в човешкото тяло.

презентация, добавена на 23.10.2016 г


Класификация на алдехиди, структура, срещане в природата, биологичен ефект, приложение. Номенклатура на кетоните, история на откриването, физични и химични свойства. Реакции на нуклеофилно присъединяване. Химични методиидентифициране на алдехиди.

презентация, добавена на 13.05.2014 г


Определение и структура на глюкозата - монозахарид и шестатомна захар. Изомери. Фруктоза. Физични и химични свойства. Особености на производството: хидролиза на нишесте, фотосинтеза. Области на приложение. Разпространение в природата. Стойността на глюкозата за хората.

презентация, добавена на 09/11/2016


Структурата на РНК, нейният синтез и роля в предаването на наследствеността. Формула незаменими аминокиселини; структурата на холестерола, неговите източници и функции в организма. Разграждането и усвояването на въглехидратите в стомашно-чревния тракт; ензими. витамин B3; структурата на мазнините.

тест, добавен на 06/01/2012


Формула на въглехидратите, тяхната класификация. Основни функции на въглехидратите. Синтез на въглехидрати от формалдехид. Свойства на монозахаридите, дизахаридите, полизахаридите. Хидролиза на нишесте под действието на ензими, съдържащи се в малца. Алкохолна и млечнокисела ферментация.

презентация, добавена на 20.01.2015 г


Биологичната роля на въглехидратите, действието на ензимите на храносмилателния тракт върху въглехидратите. Процесът на хидролиза на целулоза (фибри), усвояване на продуктите от разпада на въглехидратите. Анаеробно смилане и реакция на гликолиза. Пентозофосфатен път на окисление на въглехидратите.

резюме, добавено на 22.06.2010 г


Въглехидратите са най-важните химични съединения на живите организми. IN флорасъставлява 70-80% на база сухо вещество. Функции на въглехидратите: енергия – основен изгледклетъчно гориво, функция на резервни хранителни вещества, защитна, регулаторна

резюме, добавено на 17.01.2009 г


Физични и химични свойства на халогените, тяхното място в периодичната таблица на елементите на Менделеев. Основни източници и биологично значениехлор, бром, йод, флуор. Намиране на халогени в природата, тяхното производство и промишлена употреба.

презентация, добавена на 12/01/2014


Класификация на въглехидратите (монозахариди, олигозахариди, полизахариди) като най-често срещаните органични съединения. Химични свойства на веществото, неговата роля в храненето като основен източник на енергия, характеристики и място на глюкозата в човешкия живот.

Въглехидратите са източници на енергия за хората. Освен това, за разлика от мазнините, тези вещества могат да освобождават енергия много по-бързо, което ги прави практически незаменими за спортисти и ръководни активно изображениеживот.

Класификация на въглехидратите

Всички захариди, в зависимост от сложността на молекулата, могат да бъдат разделени на две всеобхватни категории: прости и сложни. Представителите на първата група от своя страна се делят на монозахариди и олигозахариди.

Монозахариди

Както подсказва името, химическа структураот тези вещества се образува само от една молекула. Ето защо те се усвояват най-лесно от тялото ни. Най-ценни за хората са следните представители на тази група: глюкоза, галактоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза.

Глюкозата е може би най-известният представител на монозахаридите. Намира се в големи количества в плодовете на много растения, горски плодове: грозде, череши, череши, малини, ягоди и в най-голямото зрънце – динята. В допълнение, този захарид е крайния продуктхидролиза на по-сложни въглехидрати.

Веднъж попаднала в тялото, глюкозата се абсорбира много бързо, което е разбираемо, тъй като не изисква продължителни химични реакции. Тази функция изглежда много привлекателна за тези от нас, които спортуват интензивно. След тежка, изтощителна тренировка нищо няма да възстанови силата така, както сладка енергийна напитка.

Олигозахариди

Молекулите на тези вещества се състоят от няколко, два или три прости компонента. Тази група включва: захароза, малтоза, лактоза, изомалтоза, лактулоза. Най-известният представител на олигозахаридите е захарозата, която съдържа глюкоза в комбинация с фруктоза.

Лактозата е вторият по популярност представител на тази група. Това вещество се основава на два компонента: добре познатата глюкоза и галактоза. Този захарид е основният компонент на млякото.

Някои учени смятат, че с годините тялото ни губи способността си да ферментира мляко, тъй като биосинтезата на специфични ензими намалява. Много хора знаят, че след ядене на млечни продукти има усещане за тежест в стомаха. Вината е липсата на ензими.

полизахариди

Групата на полизахаридите включва вещества като нишесте, гликоген, растителни фибри и пектин. Тези вещества са много по-трудни за усвояване от тялото, тъй като изискват внимателно хидролизно третиране.

Най-известният полизахарид е нишестето. Намира се в големи количества в продукти като картофи, хляб, продукти от брашно и зърнени храни. Веднъж попаднал в храносмилателния ни тракт, той се абсорбира много бавно, което води до забавено, но доста дълготрайно повишаване на нивата на глюкозата в кръвта. Не без причина много специалисти диетолози препоръчват да започнете деня си със закуска, състояща се от каша.

Такава храна няма да доведе до рязък скокзахар в кръвта, но ще служи като неин източник за дълъг период от време. Наситеност отдясно сутрешна срещахраната не се появява веднага, а продължава няколко часа.

Вторият най-известен полизахарид е гликогенът. Това веществосинтезирани от черния дроб от продукти на хидролиза на други въглехидрати. Това е, което черният дроб „хвърля“ в кръвта, когато наистина се нуждаем от енергия.

Много спортисти познават ситуацията: след дълга пауза в тренировките е доста трудно да се адаптирате към натоварването. Причината за това е продължителността на използване на ендогенния гликоген.

Посоченият по-горе въглехидрат влиза в тялото в ограничени количества с храната и се намира в продукти от животински произход, предимно в черния дроб.

Характеристики на въглехидратите

Моно и олигозахаридите са така наречените източници на празни калории. Това е продиктувано преди всичко от факта, че тези вещества не съдържат нищо друго освен въглехидрати. В резултат на това прекомерният прием на захариди неизбежно води до натрупване на мастни депа. Ето защо трябва да сте умерени в приема на въглехидрати.

Заключение

Обсъдих класификацията и биологичната роля на въглехидратите. Основното биологично предназначение на веществата, които разгледах, е да снабдяват тялото с енергия. При постъпване достатъчно количествовъглехидрати, загубата на калории, например в резултат на изтощителна тренировка, се компенсира от захарите, получени от храната. В същото време мускулната тъкан, състояща се главно от протеини, се увеличава по обем и не отива за попълване на енергийните разходи.

Напротив, ако консумирате големи количества въглехидрати, особено моно и дизахариди, тези вещества ще се съхраняват като телесни мазнини.
Разбира се, не трябва да се отказвате изцяло от въглехидратите. Това са много важни и ценни вещества. Има значителен брой диети, чийто „крайъгълен камък“ са веществата, които обсъдих.

Само балансирана диета, която съдържа както протеини, така и мазнини и въглехидрати, може да се нарече правилна. По отношение на последното можем да кажем, че трябва да се наблегне на полизахаридите, което означава, че е за предпочитане да се ядат храни, богати на груби растителни фибриотколкото всякакви сладки напитки или сладкиши. Те са тези, които могат да ви „заредят“ с енергия за целия ден.

III. ЧРЕЗ КОНФИГУРАЦИЯ НА ПОСЛЕДНИЯ ХИРАЛЕН ВЪГЛЕРОДЕН Атом

D-серия въглехидрати

Въглехидрати от серия L

Разнообразието от монозахариди се дължи главно на стереохимични различия. Например, молекулите на пентози или хексози съдържат от 2 до 4 хирални (асиметрични) въглеродни атома, следователно еднакви структурна формуласъответстват няколко изомера.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Хирална (или асиметричен ) въглероден атом - въглероден атом в sp3sp3 хибридизация, който има четири различни заместителя. Съединенията с хирален въглероден атом (хирален център) имат оптична активност, т.е. способността на вещество в разтвор да върти равнината на поляризирана светлина.

Системата D,L исторически се използва за обозначаване на пространствената структура на монозахаридите.

Позицията на хидроксилната група в последния център на хиралност вдясно показва, че монозахаридът принадлежи към D-серията, вляво - към L-серията, напр.

Структура на въглехидратите

Монозахаридите могат да съществуват както в отворена форма, в който случай те се разглеждат като полихидроксикарбонилни съединения (HOCH2(CHOH)nCH=OHOCH2(CHOH)nCH=O), така и в циклична форма, т.е. под формата на циклични полуацетали на полихидроксикарбонилни съединения. Освен това всички монозахариди, както в кристално състояние, така и в разтвор, са не по-малко от 99,9% циклични по структура.

Ацикличната форма на въглехидратите обикновено се изобразява с помощта на проекция Формули на Фишер, а цикличните структури могат да се използват както с помощта на формули на Фишер, така и с помощта на Формули на Хюърт. Последната формула е по-предпочитана за циклични структури:

Възможността за циклизация се дължи на два фактора. Първо, въглеродната верига може да приеме конформация с форма на нокът, в резултат на което карбонилната група и хидроксилните групи при С-4 или С-5 ще бъдат близки в пространството. Второ, атаката на хидроксилната група върху въглеродния атом на карбонилната група възниква спонтанно и води до циклични полуацетали. Така за рибозата е възможно образуването на два цикъла: пираноза (шестчленна) или фураноза (петчленна):

В този случай се появяват нови хирални центрове както във фуранозния, така и в пиранозния пръстен (маркирани с червена звездичка) и съответно са възможни два изомера за всеки цикъл. IN в този случайтакива изомери се наричат аномери. В зависимост от местоположението на хидроксилната група спрямо пръстена се разграничават αα- и ββ-аномерите:

Ако хидроксилната група в полуацеталната част е под равнината на пръстена (както във фуранозната форма на фигурата), тогава това е αα аномер.

Ако хидроксилната група в полуацеталната част е над равнината на пръстена (както в пиранозната форма на фигурата), тогава това е ββ аномер.

Според биохимията въглехидратите се делят на 3 основни групи:

I. Полизахариди ( сложни въглехидрати)

1. Хетерополизахариди - състоящи се от различни монозахариди.

2. Хомополизахариди – състоят се от еднакви монозахариди.
Примери за полизахариди са: нишесте, инулин, гликоген, пектини, фибри.

II. Олигозахариди

Те се делят според броя на монозахаридите в молекулата на дизахариди, тризахариди, тетразахариди и др.
Примери за дизахариди са захароза, лактоза и малтоза.

III. Монозахариди (прости въглехидрати).

1. Алдози

В зависимост от броя на въглеродните атоми в молекулата алдозите и кетозите се делят на триози, тетрози, пентози, хексози и др.

Монозахаридите са глюкоза, фруктоза, галактоза.

Биологична роля на въглехидратите

1. Енергия.

Въглехидратите, като глюкозата, са способни да се окисляват както при аеробни, така и при анаеробни условия. Окисляването на въглехидратите осигурява на тялото 60% от цялата лесно използвана енергия.

2. Структурни.

Пример за това са гликозаминогликаните в състава на протеогликаните, например хондроитин сулфат, който е част от съединителната тъкан.

3. Защитни.

Хиалуроновата киселина и други гликозаминогликани са основният компонент на триещите се повърхности на ставите, влизат в състава на лигавиците и се намират в съдовата стена.

4. Кофактор.

Например, хепаринът е компонент на плазмената липопротеинова липаза и ензимите за съсирване на кръвта.

5. Хидроосмотичен.

Хетерополизахаридите имат отрицателен заряд и са силно хидрофилни. Това им позволява да задържат водни молекули, калциеви, магнезиеви и натриеви йони в междуклетъчното вещество, осигурявайки необходимата еластичност на тъканите.

6. Пластмаса.

В комбинация с протеините въглехидратите образуват хормони, ензими и секрети на слюнчените и лигавичните жлези.

Всички прости въглехидрати (глюкоза, фруктоза) се абсорбират бързо в стомашно-чревния тракт и се абсорбират добре. Захарозата, малтозата и лактозата могат да бъдат усвоени след усвояване от съответните им стомашно-чревни ензими. чревния тракткъм монозахаридите. Най-бавно се усвоява полизахаридното нишесте – след няколко етапа първо трябва да се разгради до глюкоза. Диетични фибри(фибри, пектини), частично усвоени, преминават главно през стомашно-чревния тракт транзитно.

Нека поговорим за стандартите за консумация на въглехидрати.

Според приетите хранителни стандарти въглехидратите трябва да осигуряват 50-60% дневна нуждав енергетиката.

Физиологичната нужда от въглехидрати при деца до 1 година е 13 g/kg телесно тегло.
За здрави мъже и жени на възраст от 18 до 29 години, занимаващи се предимно с умствен труд, дневна нормаконсумацията на всички видове въглехидрати е 5 g на kg нормално телесно тегло, което се равнява приблизително на 350-360 g на ден за мъжете и 290-300 g на ден за жените.

При тежък физически труд и активно спортуване нуждата от въглехидрати е 8 g/kg нормално телесно тегло.

Трапезната захар в чист вид е захароза, състояща се от молекули глюкоза и фруктоза. Трябва да се помни, че консумацията на захар от здрав възрастен не трябва да надвишава 10% от общите калории. дневна дажбахранене. Приблизително за възрастни жени и мъже възрастова групатези, които се занимават с умствен труд, тази цифра е 45-50 g захар на ден, а за младите жени и мъже с много висока физическа активност– 75-105 г захар на ден. Всички останали групи, съответно, са по средата.

Диетичните фибри трябва да се консумират най-малко 20 g на ден.

Намалява се количеството моно- и дизахариди:

1) в случай на нарушения метаболизма на мазнинитес повишаване на кръвното ниво на триглицеридите и липопротеините с много ниска плътност (можете да прочетете за ролята на липопротеините с много ниска плътност в статията Биологична роля на холестерола)

2) със захарен диабет;

3) за затлъстяване;

4) когато метаболитен синдром;

5) когато хроничен панкреатит;

6) с дъмпинг синдром след стомашна резекция.

Но трябва да помним, че рязкото ограничаване на въглехидратите по време на затлъстяване и други заболявания може да доведе до повишено разграждане на протеини и мазнини, за да се осигури енергийната функция на тялото. Това води до образуването в организма на голямо количество киселинни метаболитни продукти, което ще има много неблагоприятен ефект върху общо здравословно състояние. Ето защо се смята, че количеството на консумираните въглехидрати трябва да бъде най-малко 100 g на ден.

Ако има нужда от намаляване на количеството въглехидрати в диетата, това трябва да се прави постепенно, така че тялото да може спокойно да се адаптира към предложената метаболитна опция. Като начало количеството им се намалява до 200-250 г/ден и след 7 дни може да се премине към още по-малък обем на консумация.

Диетичните фибри, като фибри, ограничават:

1) при заболявания на стомашно-чревния тракт, когато се изисква механично щадяща диета;

2) предоперативна и следоперативни периоди;

3) остри инфекции;

4) циркулаторна недостатъчност.

Приемът на въглехидрати се увеличава:

1) с нарастваща функция щитовидна жлеза(при тиреотоксикоза);

2) с туберкулоза, когато няма съпътстващо затлъстяване;

3) за хронични бъбречна недостатъчност;

4) за тежки чернодробна недостатъчност. В този случай рязко намалените енергийни нужди на организма се осигуряват предимно от моно- и дизахариди.

1) за атеросклероза и коронарна болест на сърцето;

Биологична роля. Въглехидратите играят изключително важна роля в храненето.

1. Въглехидратите са добри източници на енергия.

2. Пластичната функция на въглехидратите е малка, но те влизат в състава на някои тъкани и телесни течности.

3. Регулаторната функция на въглехидратите е, че противодействат на натрупването кетонни телапо време на окисляването на мазнините (ако въглехидратният метаболизъм е нарушен (захарен диабет), се развива ацидоза).

4. Въглехидратите придават сладък вкус на храната и тонизират централната нервна система.

5. Въглехидратите имат биологична активност (хепаринът предотвратява съсирването на кръвта в кръвоносните съдове, хиалуронова киселинапредотвратява проникването на бактерии през клетъчната мембрана).

6. Ролята на въглехидратите в защитни реакции(особено в черния дроб): глюкуроновата киселина се комбинира с токсични вещества, образувайки нетоксични естери, разтворими във вода (отстранява се с урината).

Въглехидратите в храните се делят на прости и сложни.

Простите въглехидрати включват монозахариди (глюкоза, фруктоза) и дизахариди (захароза, лактоза, малтоза). Сложните въглехидрати включват полизахариди (нишесте, гликоген, пектин, фибри).

Простите захари се усвояват много бързо и бързо изгарят, освобождавайки енергия. Това свойство се използва успешно от спортисти за поддържане на високи, но краткосрочни резултати (например при бягане на кратки разстояния).

Биологична роля на монозахаридите.

Глюкозата е най-важната структурна единица, от които са изградени полизахаридите (нишесте, гликоген, фибри). Глюкозата е част от дизахаридите - захароза, лактоза, малтоза. Бързо се абсорбира в кръвта и при тежки физически натоварвания се използва като източник на енергия. Глюкозата участва в образуването на гликоген, храненето на мозъчната тъкан, работещите мускули (особено сърдечния мускул). Глюкозата лесно се превръща в мазнини в тялото, особено когато се приема в излишък от храната.

Източници на глюкоза: плодове и плодове (грозде, райска ябълка, банани, ябълки, праскови и др.), както и пчелен мед, където глюкозата съдържа до 37%.

Фруктозата има същите свойства като глюкозата, но се абсорбира по-бавно в червата и след като попадне в кръвта, бързо я напуска, без да предизвиква насищане със захар в кръвта. Това свойство на фруктозата се използва при заболявания захарен диабет. Фруктозата се превръща в гликоген много по-бързо от глюкозата. Отбелязано е, че се понася по-добре в сравнение с други захари. Фруктоза почти 2 пъти по-сладка от захарозата, 3 пъти по-сладка от глюкозата.

Ако вземем сладостта на захарозата като 100, тогава сладостта на фруктозата ще бъде 173, глюкозата - 74, ксилозата - 40, инвертната захар - 130, малтозата - 32,5, галактозата - 32,1, лактозата - 16. Високата сладост на фруктозата позволява употребата му в малки количества, което е от голямо значение при диети с ограничено съдържание на калории.

Източници на фруктоза: плодове и плодове (райска ябълка, банани, грозде, ябълки, круши, касис, праскови, малини, дини, пъпеши), пчелен мед. В динята, пъпеша, ябълката, крушата и касиса фруктозата преобладава над глюкозата.

Биологична роля на дизахаридите.

Захарозата в стомашно-чревния тракт се разпада на глюкоза и фруктоза. Захарозата е най-често срещаната захар. Източници на захароза: захарно цвекло (14-18%) и захарна тръстика (10-15%). Съдържание на захароза: в кристална захар- 99,75%, в рафинирана захар - 99,9%.

Захарозата има способността да се превръща в мазнини. Прекомерният прием на този въглехидрат в диетата води до нарушаване на метаболизма на мазнините и холестерола в човешкото тяло, има отрицателно въздействиевърху състояние и функция чревна микрофлора, увеличаване на специфичното тегло на гнилостната микрофлора, увеличаване на интензивността на гнилостните процеси в червата, води до развитие на чревен метеоризъм. Прекомерното количество захароза в диетата на децата води до развитие на зъбен кариес.

Лактозата е въглехидрат от животински произход. По време на хидролиза се разпада на глюкоза и галактоза. Хидролизата протича бавно, ограничавайки процеса на ферментация, което е от голямо значение в храненето на децата младенческа възраст. Постъпването на лактоза в организма спомага за развитието на млечнокисели бактерии, които потискат развитието на гнилостните микроорганизми. Лактозата се използва в най-малка степен за образуване на мазнини и в излишък не повишава холестерола в кръвта. Източник на лактоза: мляко и млечни продукти, в които съдържанието на този дизахарид може да достигне 4-6%.

Биологична роля на полизахаридите.

нишесте. Делът му в диетата представлява около 80% от общото количество консумирани въглехидрати. Нишестето е основният източник на глюкоза в човешкото тяло. Нишестето съставлява основната част от въглехидратите в хляба и хлебните изделия, брашното, различни зърнени култури и картофи.

Гликогенът е резервен въглехидрат в животинските тъкани. Излишните въглехидрати от храната се превръщат в гликоген, който се отлага в черния дроб, образувайки депо от въглехидрати, използвани за различни физиологични функции- важна роля в регулирането на нивата на кръвната захар. Общото съдържание на гликоген е около 500 g. Ако въглехидратите не се доставят с храната, тогава запасите му се изчерпват след 12-18 часа. Поради изчерпването на запасите от въглехидрати се засилват окислителните процеси мастни киселини. Изчерпването на гликоген в черния дроб води до мастна инфилтрация и след това до мастна чернодробна дегенерация.

Източници на гликоген: черен дроб, месо, риба.

Пектинови вещества. Има пектини и протопектини.

Протопектинът е комбинация от пектин и целулоза. Намира се в клетъчните стени на растенията и е неразтворим във вода. Твърдостта на неузрелите плодове се обяснява със значителното съдържание на протопектин в тях. В процеса на зреене протопектинът се разгражда и плодовете стават меки, като в същото време се обогатяват с пектин.

Пектинът е компонент на клетъчния сок и е лесно смилаем. Пектиновите вещества имат свойството да инхибират активността на гнилостната чревна микрофлора. Пектинът се използва в лечебното и профилактичното хранене на хора, работещи с олово и други токсични вещества.

Пектинови вещества се съдържат в кайсии, портокали, череши, сливи, ябълки, круши, дюли, тикви, моркови, репички.

Фибрите (целулоза) образуват клетъчните мембрани и са поддържащо вещество. Важната роля на фибрите като стимулатор на чревната подвижност, адсорбент на стероли, включително холестерол, предотвратява тяхната реабсорбция и екскреция от тялото. Фибрите играят роля за нормализиране на състава на чревната микрофлора, намаляване на гнилостните процеси и предотвратяване на абсорбцията на токсични вещества.

Фибрите се съдържат в: картофи (1%), плодове (0,5-1,3%), зеленчуци (0,7-2,8%), елда (2%).

Средната нужда от въглехидрати е 400-500 g/ден, което е 1:1:4 (за деца) и 1:1,25:5 (за възрастни) по отношение на протеини и мазнини. В същото време, в общ бройвъглехидратите за нишесте трябва да представляват 350 400 g, за моно- и дизахариди - 50-100 g, за хранителни баластни вещества (целулоза и пектинови вещества) -25 g.

Прекомерната консумация на захар допринася за развитието на зъбен кариес, уврежда нормално съотношениевъзбудни и инхибиращи процеси в нервната система, поддържа възпалителни процеси, насърчава алергизирането на тялото.

Необходимо е да се ограничат въглехидратите при следните заболявания:

1) захарен диабет;

2) затлъстяване;

3) алергии, кожни заболявания;

4) възпалителни процеси.

Въглехидрати или захари, - това са органични съединения, които едновременно се съдържат в една молекула карбонил (алдехид или кетон) и няколко хидроксилни (алкохол) групи. С други думи, въглехидратите са алдехидни алкохоли (полиоксиалдехиди) или кетонни алкохоли (полиоксикетони). Въглехидратите са неразделна част от клетките и тъканите на всички живи организми, представители на растителния и животински свят, съставляващи (по тегло) основната част органична материяна Земята. Източникът на въглехидрати за всички живи организми е процес на фотосинтеза, извършвани от растенията. Въглехидратите играят изключително важна роля в живата природа и са най-разпространените вещества в растителния свят, като съставляват до 80% от сухата маса на растенията. важновъглехидратите също са важни за промишлеността, тъй като се използват широко в дървесината в строителството, производството на хартия, мебели и други стоки.

Основни функции :

• енергия.Когато въглехидратите се разграждат, освободената енергия се разсейва като топлина или се съхранява в ATP молекули. Въглехидратите осигуряват около 50-60% от дневната енергийна консумация на тялото, а по време на мускулна издръжливост - до 70%.
• Пластмаса.Въглехидратите (рибоза, дезоксирибоза) се използват за изграждане на АТФ, АДФ и други нуклеотиди, както и нуклеинови киселини. Те са част от някои ензими. Индивидуалните въглехидрати са структурни компоненти на клетъчните мембрани. Въглехидратите се натрупват (съхраняват) в скелетни мускули, черния дроб и други тъкани под формата на гликоген.
• Специфични.Някои въглехидрати участват в осигуряването на специфичността на кръвните групи, играят ролята на антикоагуланти (причиняват съсирване), като рецептори за верига от хормони или фармакологични вещества, осигуряващи антитуморен ефект.
• Защитен. В компонентите са включени сложни въглехидрати имунната система; мукополизахаридите се намират в лигавичните вещества, които покриват повърхността на съдовете на носа, бронхите, храносмилателния и пикочно-половия тракт и предпазват от проникване на бактерии и вируси, както и от механични увреждания.
• Регулаторен. Фибрите в храната не могат да бъдат разградени в червата, но активират чревната подвижност и ензимите, използвани в храносмилателния тракт, подобрявайки храносмилането и усвояването на хранителните вещества.

Класификация на въглехидратите . Всички въглехидрати могат да бъдат разделени на две големи групи:

• прости въглехидрати (монозахариди или монозахариди),
• сложни въглехидрати (полизахариди или полиози).

Прости въглехидратине се подлагат на хидролиза, за да образуват други, още по-прости въглехидрати. Когато монозахаридните молекули се разрушат, могат да се получат молекули само от други класове химични съединения. В зависимост от броя на въглеродните атоми в молекулата се различават тетрози (четири атома), пентози (пет атома), хексози (шест атома) и др. Ако монозахаридите съдържат алдехидна група, те принадлежат към класа на алдозите (алдехидни алкохоли), ако съдържат кетонна група, те принадлежат към класа на кетозите (кетонни алкохоли).

Сложни въглехидрати или полизахариди, по време на хидролиза се разпадат на молекули прости въглехидрати. Сложните въглехидрати от своя страна се делят на:

• олигозахариди,
• полизахариди.

Олигозахариди- Това са нискомолекулни сложни въглехидрати, разтворими във вода и сладки на вкус. полизахариди- Това са високомолекулни въглехидрати, образувани от повече от 20 монозахаридни остатъка, неразтворими във вода и несладки на вкус.

В зависимост от композициятасложните въглехидрати могат да бъдат разделени на две групи:

• хомополизахариди, състоящи се от остатъци от същия монозахарид;
• хетерополизахариди, състоящи се от остатъци от различни монозахариди.

Монозахариди. Общата формула на монозахаридите е SpN2nOp. Имената на монозахаридите се образуват от гръцката цифра, съответстваща на броя на въглеродните атоми в дадена молекула, и окончанието -ose. Най-често срещани в природата са монозахаридите с пет и шест въглеродни атома - пентози и хексози. В зависимост от естеството на карбонилната група, включена в монозахаридите (алдехид или кетон), монозахаридите се разделят на:

• алдози (алдехидни алкохоли),
• кетози (кетонни алкохоли).

Най-често срещаните хексози са глюкоза (гроздова захар) и фруктоза (плодова захар). Глюкозата е представител на алдозите, а фруктозата е представител на кетозите. Глюкозата и фруктозата са изомери, т.е. те имат еднакъв атомен състав и тяхната молекулна формула е една и съща (C6H12O6). Пространствената структура на техните молекули обаче е различна:
CH2OH-CHON-CHON-CHON-CHON-CHO Глюкоза (алдохексоза)

CH2OH-CHON-CHON-CHON-CO-CH2OH Фруктоза (кетохексоза).

Е. Фишър разви пространствени формуликръстен на него. В тези формули въглеродните атоми са номерирани от края на веригата, до който е най-близо карбонилната група. По-специално, в алдозите първото число се приписва на въглерода от алдехидната група.
Но монозахаридите съществуват не само във формата отворени форми, но и под формата на цикли. Тези две форми - верижна и циклична - са тавтомерни и са способни спонтанно да се трансформират една в друга във водни разтвори. Представители на монозахаридите:

• D-рибозата е компонент на РНК и коензими с нуклеотидна природа.
• D-глюкоза (гроздова захар) - кристална бяло вещество, силно разтворим във вода, точка на топене е 146°C. Глюкозните полимери са предимно
• D-галактозата е кристално вещество, компонентмлечна захар, основен компонент на диетата. Разтваря се доста добре във вода, има сладък вкус и има точка на топене 165°C. Заедно с D-манозата, този монозахарид е част от много гликолипиди и гликопротеини.
• D-манозата е кристално вещество, сладко на вкус, силно разтворимо във вода, точка на топене е 132°C. В природата се среща под формата на полизахариди - манани, от които може да се получи чрез хидролиза.
• D-фруктозата (плодова захар) е кристално вещество с точка на топене 132°C. Той е силно разтворим във вода, сладък на вкус, сладостта е два пъти по-голяма от захарозата. Намира се в свободна форма в плодови сокове (плодова захар) и мед. Фруктозата присъства в свързана форма в захароза и растителни полизахариди (например инулин).

При окисляването на алдозите се получават три класа киселини: алдонова, алдарова и алдуронова.

Най-важното полизахаридиса следните:

• Целулоза- линеен полизахарид, състоящ се от няколко прави успоредни вериги, свързани с водородни връзки. Всяка верига е образувана от β-D-глюкозни остатъци. Тази структура предотвратява проникването на вода и е много издръжлива, което осигурява стабилността на растителните клетъчни мембрани, които съдържат 26-40% целулоза. Целулозата служи като храна за много животни, бактерии и гъбички. Въпреки това повечето животни, включително хората, не могат да усвояват целулозата, защото в стомашно-чревния им тракт липсва ензимът целулаза, който разгражда целулозата до глюкоза. В същото време целулозните влакна играят важна роля в храненето, тъй като придават обемна и груба консистенция на храната и стимулират чревната подвижност.
• Нишесте и гликоген.Тези полизахариди са основните форми на съхранение на глюкоза в растенията (нишесте), животните, хората и гъбите (гликоген). Когато се хидролизират, в организмите се образува глюкоза, която е необходима за жизнените процеси.
• Хитинобразувани от β-глюкозни молекули, в които алкохолната група при втория въглероден атом е заменена с азотсъдържаща група NHCOCH3. Неговите дълги успоредни вериги, подобно на целулозните вериги, са събрани в снопове. Хитин - основен структурен елементобвивки на членестоноги и клетъчни стени на гъби.