Egenskaperna hos kolhydrater. Funktionerna och egenskaperna hos kolhydrater: table

I vilda djur är vanliga, många ämnen, vars betydelse knappast kan överskattas. Till exempel, inkluderar dessa kolhydrater. De är oerhört viktigt som energikälla för djur och människor, och vissa egenskaper hos kolhydrater gör dem ett oumbärligt råmaterial för industrin.

Vad är det?

Detta alla ämnen struktur som kan beskrivas med formeln Cn _(H2O) m. De är av stor biologisk betydelse, spelar en avgörande roll i livet för många levande varelser.

Namnet på denna grupp av forskare har kommit fram efter den första analysen av de ämnen som har gjorts att det innehåller. Då konstaterades det att deras huvudkomponenter är kol och vatten. Senare fann man att titeln har visat sig vara ytterst exakt, eftersom egenskaperna hos kolhydrat så att förhållandet av väte och syreatomer däri är helt identisk med den i vatten. Enkelt uttryckt, det finns ett syre, två väteatomer. Första gången den ryska versionen av namnet föreslogs 1844 av professor K. Schmidt.

vissa tillägg

Om lite för att förändra den ovan angivna formeln, uttala «n» av konsolerna, kommer uttrycket vara lite annorlunda: Se (H ₂ O) n. Kanske kunde det inte vara bättre speglar kärnan i "kol - vatten" namn.

Hittills har forskare etablerat att det finns ett antal ämnen som har egenskaper av kolhydrater, men inte riktigt överensstämmer med formeln som beskrivs av oss. Och eftersom det i utländsk litteratur kan man ofta stöter på ordet "glycidyl", som är synonymt med modern, 1844, som inte var helt korrekt.

enkel klassificering

All den enorma klass av material kan delas in i två grupper: enkla och komplexa glycidyl. Vilka egenskaper av kolhydrater som förekommer i dem? Egentligen är de inte heller mycket komplicerat:

• Enkla ämnen är de med den grupp som inte är mottagliga för hydrolys med åtföljande bildning av andra kolhydrater. Den huvudsakliga skillnaden är att antalet syreatomer i sin struktur fortfarande liknande antal kolatomer. De kallade monosackarider.
• Följaktligen innefattar definitionen av "komplex" alla de glycidyl som sönderdelas genom hydrolys för att bilda ett flertal enkla kolhydrater. Naturligtvis har de förhållandet mellan syreatomer och kol omväxlande. De kallade en disackarid. En mycket viktig roll i den typ av spel är komplexa kolhydrater, en lista som vi delvis förekommer i artikeln.

Dessutom finns det en annan klassificering, i vilken kolhydrater är indelade i tre typer. Här är de:

• Monosackarider.
• Oligosackarider.
• Polysackarider.

Följande tabell kolhydrater kommer säkert att hjälpa dig att ta itu med sina stora skillnader.

mono- (Molekylen 1)	oligo (<10 molekyler)	poly- (> 10 molekyler)
Aldos, ketos	Det bara innehöll disackarider, trisackarider, och så vidare. D.	Det finns två typer: Gomopolisaharidy. Heteropolysackarider. Från namnet kan du förstå att den inre molekylära strukturen hos dessa två arter är helt olika

Naturligtvis har vi en kort tabell av kolhydrater har visat sig, men dess omfattning är helt enkelt omöjligt att passa alla specifika funktioner som är utmärkande för vissa medlemmar i denna breda klass. Så vi analyserar huvudgrupper var för sig för att utveckla några av egenskaperna hos den enskilde, de vanligaste ämnena. Så, vad är kolhydrater klasser?

monosackarider

Tänk på att alla av dem tillhör kategorin av fasta ämnen, lätt kunna passera in i kristallina tillståndet. De är extremt hygroskopisk, väl löslig i vatten för att bilda en sirap. Välj dem i form av kristaller, det är mycket svårt. Deras lösningar har en neutral reaktion, ofta sötaktig smak. Smak intensitet är annorlunda: till exempel, fruktos ungefär 3-3,5 gånger sötare mest frekventa glukos.

På den strukturella formen

Alla dessa ämnen - en förening med bifunktionen struktur, vars sammansättning innefattar nödvändigtvis kolskelettet, en karbonylgrupp och flera hydroxyl. Om rollen av karbonylgruppen agerar aldehydgrupp, en så kallad substans aldos. Följaktligen, vid keton "svans" kallas ketos.

Eftersom arten av dessa ämnen är mycket vanliga, kan man hitta både i fritt tillstånd och i form av anhydrit former. I allmänhet, nästan alla komplexa kolhydrater i varierande grad, är anhydrider av enkla sockerarter, vilka helt helt enkelt erhållits genom att ta bort ett fåtal (eller en) av vattenmolekyler (prefixet "sv" - nej).

Glukos är den mest typiska representant

Formeln för den mest typisk representant för gruppen - C ₆ H ₁₂ O _6. Ofta finns dessa kolhydrater i växtceller. Det har inte bara omfattande, men också mycket viktigt för kroppen eftersom det är den viktigaste energikällan för honom (talar om djur och människa, förstås). I princip är dessa de allmänna egenskaperna av proteiner, kolhydrater och fetter för alla levande organismer. Det är också allmänt används inom medicin, veterinärmedicin, industri (inklusive mat).

fysikaliska egenskaper

Vilka är de generella fysikaliska egenskaperna hos kolhydrater i denna grupp? Utseende - vita fina kristaller, sötaktig smak, lättlösligt i vatten. Löslighet ökar dramatiskt om återuppvärmning lösning: på detta sätt glukossirap.

Kortfattad information om den kemiska strukturen

Om man tittar på en linjär formel är sammansättningen av denna kolhydrat tydligt en aldehyd och fem hydroxylgrupper. När ämnet är i kristallint tillstånd, kan dess molekyler vara i ett av två möjliga former (a- eller β-glukos). Det faktum att hydroxylgruppen är kopplad till en femte kolatom, kan bringas att reagera med en karbonylgrupp.

Prevalensen i naturen

Eftersom hennes mycket i druvsaft är glukos ofta kallad "druvsocker". Under detta namn är det fortfarande känt våra förfäder. Det är dock möjligt att hitta i andra söta frukter eller grönsaker i de mjuka vävnaderna av växten. I djurvärlden, är dess förekomst inte är lägre: ca 0,1% av vårt blod - det är glukos. Dessutom kan du hitta dessa kolhydrater i cellen nästan alla inre organ. Men framför allt en hel del av dem i levern, eftersom det är där behandlingen utförs glukos till glykogen.

Det (som vi redan har sagt) är en värdefull energikälla för vår kropp, är en del av nästan alla komplexa kolhydrater. Såväl som andra enkla kolhydrater, i naturen det sker efter fotosyntes reaktion som sker uteslutande i cellerna hos växtorganismer:

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

Växter utför således en oerhört viktig för funktionen av biosfären, ackumulera energi, som erhålles genom dem från solen. Med hänsyn till industriella förhållanden, druvsocker sedan urminnes tider från stärkelse hydrolys producera den, varvid en reaktionskatalysator är koncentrerad svavelsyra:

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

kemiska egenskaper

Vilka är de kemiska egenskaperna hos kolhydrater av denna typ? Den har alla samma funktioner som är inneboende i en rent alkoholer och aldehyder. Dessutom har det vissa särdrag. Första syntes av enkla kolhydrater (inklusive glukos) framställdes genom den mest begåvade kemisten A.M. Butlerovym i 1861 år, och som ett råmaterial det används formaldehyd, dela upp det i närvaro av kalciumhydroxid. Här är formeln för denna process:

6NSON -------> S6N ₁₂ O ₆

Och nu titta på några av egenskaperna hos de två andra medlemmarna i gruppen, är den naturliga innebörden av som inte är mindre bra, och eftersom deras studie biologi. Kolhydrater dessa arter spelar en mycket viktig roll i vårt dagliga liv.

fruktos

Formeln av denna isomer av glukos - sep _12, O _v. Liksom "stamfader" kan existera i linjär och cyklisk form. Kommer i alla reaktioner som är karakteristiska för de flervärda alkohol, men, vilket sålunda skiljer sig från glukos, inte reagerar med en ammoniakalisk lösning av silveroxid.

ribos

Extremt hög ränta ribos och deoxiribos. Om du kommer ihåg lite biologi program och vet mycket väl att dessa kolhydrater i kroppen är en del av DNA och RNA, utan vilka själva existensen av liv på den här planeten möjligt. Namnet "deoxiribos" betyder att sin molekyl åtminstone en syreatom (i jämförelse med sin normala ribos). Är lika i detta avseende på glukos, kan också ha en linjär och en cyklisk struktur.

disackarider

I princip dessa ämnen i sin struktur och funktioner i stort sett upprepade tidigare klass, men eftersom det är meningslöst att bo på detta mer i detalj. Vilka är de kemiska egenskaperna hos kolhydrater i denna grupp? De viktigaste representanterna för familjen är sackaros, maltos och laktos. Alla av dem kan beskrivas med formel C ₁₂ H ₂₂ O _11, liksom de isomerer, men detta upphäver inte de stora skillnader i deras struktur. Så vad är typiska komplexa kolhydrater, en förteckning och beskrivning av vilken du kan se nedan?

sackaros

Dess molekyl är sammansatt av två cykler omedelbart: en är en sex-ledad (α-glukosrest) och den andra - en fem-ledad (β-fruktosrester). Den ansluter allt detta byggande av glykosid hydroxyl glukos.

Framställning och totalt värde

Enligt de bevarade historiska data, även för tre århundraden före Kristus socker från sockerrör lärt sig hur man får i forntida Indien. Endast i mitten av 19-talet visade det sig att mycket mer av sackaros mindre för detta arbete kan utvinnas ur sockerbetor. I vissa sorter innehåller upp till 22% av kolhydrater, medan vass innehåll kan vara inom 26%, men detta är möjligt endast under ideala tillväxtbetingelser och gynnsamt klimat.

Vi har redan sagt att kolhydrater är lättlösliga i vatten. Den är baserad på denna princip för att erhålla sackaros när de används för detta ändamål enheter, spridare. Eventuella föroreningar att fälla, filtrerades lösningen genom filter som inkluderar kalk. Att ta bort från den resulterande lösningen av kalciumhydroxid, får passera genom en konventionell koldioxid. Fällningen filtreras och sockerlag förångas i speciella ugnar, vilket ger redan är bekant socker.

laktos

Detta kolhydrat frisätts i en industriell miljö från vanlig mjölk, i vilken ingår i överskjutande fetter och kolhydrater. Den innehåller ämnen som en hel del, till exempel, innehåller komjölk omkring 4-5,5% av laktosen i mjölken av kvinnorna och dess volymfraktion når 5,5-8,4%.

Varje molekyl av glycidol består av resterna 3 och en galaktos-glukos pyranosform, vilka bildar en förbindelse av den första och den fjärde kolatomen.

Till skillnad från andra sockerarter i laktos har en exceptionell egenskap. Det handlar om den fullständiga frånvaron av vatten absorption, så att även i en fuktig miljö som glycin inte dämpa. Denna egenskap används ofta inom läkemedelsindustrin: om en del av läkemedlet i pulverform en del av en konventionell sackaros, är det nödvändigt att lägga laktos. Det är helt naturligt och ofarligt för människokroppen, till skillnad från många konstgjorda tillsatser som förhindrar klumpbildning och våt. Vilka är de funktioner och egenskaper hos kolhydrater av denna typ?

Biologisk laktos extremt stor betydelse, eftersom laktos är den viktigaste närings del av mjölk djur och människor. Som för maltos, dess egenskaper är något annorlunda.

maltos

Det är en mellanprodukt som erhålles genom hydrolys av stärkelse. Namnet "maltos" berodde på det faktum att i många under påverkan av malt (malt på latin - maltum). Är utbredd, inte bara i växter utan också i djur. I stora mängder, som produceras i mag-tarmkanalen hos idisslare.

Den kemiska strukturen och egenskaperna

Denna kolhydratmolekyl sammansatt av två α-glukosenheter i pyranosform, som är sammankopplade av det första och fjärde kolatomer. I utseende är färglösa, vita kristaller. Smaken - sötaktig, väl löslig i vatten.

polysackarider

Man bör komma ihåg att alla polysackarider kan betraktas ur synvinkeln att de är produkter av kondensation av monosackarider. Deras allmänna kemiska formeln - _(Cb H ₁₀ O ₅₎ n. I denna artikel kommer vi att titta på stärkelsen eftersom det är den mest typisk representant för familjen.

stärkelse

Det bildas som ett resultat av fotosyntes, i stora mängder deponeras i rötter och frön av växtorganismer. Vilka är de fysiska egenskaperna hos kolhydrater av denna typ? I utseende är ett vitt pulver med en dåligt uttalad kristallinitet, olösligt i kallt vatten. Den varma vätskan bildar en kolloidal struktur (pasta, gelé). I tarmkanalen hos djur, finns det många enzymer som bidrar till dess hydrolyserade till glukos.

Är den vanligast förekommande naturliga polymeren, som är bildad av ett flertal a-glukosrester. I naturen, samtidigt finns det två former: amylos och amshopektin. Amylos, som är en linjär polymer kan lösas i vatten. Molekylen består av alfa-glukosrester som är kopplade genom den första och den fjärde kolatomen.

Man måste komma ihåg att denna stärkelse är första synliga produkt av fotosyntesen i växter. I vete och andra spannmål innehåller upp till 60-80%, medan det i potatis - endast 15-20%. Förresten tala, menar stärkelsekornen under mikroskop kan noggrant bestämma arter av växter, eftersom de är olika.

Om kolhydrat är snabbt värms upp, är det en stor molekyl kommer snabbt nedbrytas till mindre polysackarider som är kända som dextriner. De med enbart stärkelse allmänna kemiska formeln (C ₆ H ₁₂ O ₅₎ x, men det finns en skillnad i värdet på variabeln "x" är mindre än värdet «n» i stärkelsen.

Slutligen presenterar vi en tabell, som återspeglar inte bara de viktigaste klasserna av kolhydrater, men även deras egenskaper.

Huvudgrupperna	Funktioner i molekylstruktur	Särskiljande egenskaper av kolhydrater
monosackarider	De skiljer sig i antalet kolatomer: Trios (C 3) Tetroser (C4) Pentoser (C5) Hexos (C6)	Färglösa eller vita kristaller, helt lösliga i vatten, söt smak
oligosackarider	Den komplexa strukturen. Beroende på art, innehållande 2-10 rester av enkla sockerarter	Utseendet på densamma, en lite mindre löslig i vatten, mindre söt smak
polysackarider	De består av ett mycket stort antal monosackaridåterstoder	Vitt pulver, kristallstruktur är svag, inte löser sig i vatten, men har i det förmåga att svälla. Den smakneutrala

Det är vad de funktioner och egenskaper hos de viktigaste klasserna av kolhydrater.