Углеводы

Углеводы являются продуктами фотосинтеза в зеленых частях растений. Простые сахара, такие как глюкоза и фруктоза, служат источниками энергии, а более сложные полисахариды служат строительными материалами (целлюлоза) или веществами для хранения (крахмалы).

Углеводы (лат. Saccharum = сахар), также углеводы, неточные сахара, устаревшие и ошибочно углеводы или углеводы - это органические соединения, относящиеся к группе полигидроксипроизводных карбонильных соединений (альдегидов или кетонов). Многие углеводы являются важными природными веществами, многие другие были получены синтетическим путем.


Растворимость и вкус

Низкомолекулярные углеводы растворимы в воде и имеют более или менее сладкий вкус: они упоминаются как сахара (моносахариды и олигосахариды упоминаются как «из которых сахара» в пищевых продуктах). Макромолекулярные полисахариды в основном безвкусны и слабо растворимы в воде (крахмал, агар) или полностью нерастворимы (целлюлоза и другие некрахмальные полисахариды из клетчатки).

структура

Основными строительными блоками всех углеводов являются так называемые сахарные единицы, которые представляют собой моносахариды, которые сами по себе являются самыми простыми сахарами. Они существуют в двух основных структурных формах, между которыми устанавливается химическое равновесие, а именно: линейная и циклическая. В циклической форме карбонильная группа (альдегид или кетоник) связана с одной из гидроксильных групп на дальнем конце цепи, образуя в основном шестичленную или пятичленную гетероциклическую структуру (пиранозный или фуранозный цикл).
Как линейные, так и циклические формы моносахаридов, отдельные атомы углерода (за исключением первого и последнего углерода в цепи и углерода, являющегося частью карбонильной группы) представляют собой асимметричные центры, вызывающие оптическую активность; это так называемые киральные центры. Благодаря этому существует большое количество стереоизомеров (пространственных изомеров) с одинаковой суммирующей формулой. Их максимальное число составляет 2n, где n - число киральных центров. Структурные формулы в так называемой проекции Фишера используются в химии углеводов для линейных форм молекул и структурных формул в проекции Хауорта в дополнение к этой графической записи. Пары стереоизомеров, которые являются просто зеркальным отображением друг друга, называются энантиомерами и обозначаются тем же именем, которому предшествует L- или D-. Пара стереоизомеров,

Основная классификация углеводов

При переходе основных единиц - моносахаридов - из циклической формы в линейную, полуацетальную, соответственно. полукетальный гидроксил. Связывая этот гидроксил с гидроксилом другой молекулы, моносахариды могут быть связаны. Связь, созданная этим процессом, называется гликозидной связью. Таким образом, единицы сахара могут быть по существу объединены в цепи в неограниченном количестве. Количество единиц сахара является одним из аспектов классификации углеводов.

моносахариды

Моносахариды состоят только из одной сахарной единицы, в зависимости от типа карбонильной группы, которую мы делим на:
  • альдозы, содержащие в линейной форме карбонильную группу на концевом углероде, представляют собой полигидроксиальдегиды, например глюкозу («виноградный сахар»).
  • кетозы, содержащие в линейной форме карбонильную группу с неконцевым углеродом, такие как полигидроксицетоны, например фруктоза («фруктовый сахар»).
В зависимости от количества атомов углерода в молекуле мы делим их на триозы (3 атома С), тетрозы (4 атома С), пентозы (5 атомов С) и гексозы (6 атомов С). Обе системы затем объединяются: например, альдогексозы получают из альдегидов с 6 атомами углерода.

олигосахариды

Олигосахариды состоят из двух-десяти единиц сахара.
  • Дисахариды - состоят из двух сахарных единиц - например, сахарозы («свекловичный сахар»), мальтозы («солодовый сахар») или лактозы («молочный сахар»).
  • Трисахариды - состоят из трех сахарных единиц - например, рафинозы.
  • Тетрасахариды - состоят из четырех сахарных единиц.
  • и т.д.

полисахариды

Полисахариды состоят из более чем десяти единиц сахара.
  • Низкомолекулярные полисахариды, образованные максимум несколькими десятками сахарных звеньев и образованные в основном из высокомолекулярных полисахаридов путем частичного гидролиза (например, растворимого крахмала).
  • Полисахариды с высокой молекулярной массой - это природные полимеры, состоящие из многих десятков и сотен единиц сахара; например, в живых организмах:
    • долговременное накопление энергии (например, крахмал, гликоген)
    • или имеют строительную функцию (например, целлюлоза, хитин).
Граница между олигосахаридами и полисахаридами (10 единиц сахара) является общепринятой; однако, он выбран произвольно и фактически не имеет физико-химического или биохимического значения.

смысл

Углеводы являются одним из основных природных веществ в растительных и животных организмах. Растения и другие аутофотрофные организмы могут производить их в процессе фотосинтеза из воды и углекислого газа с использованием солнечной энергии. Другие организмы зависят от их диетического потребления. В краткосрочной перспективе они могут быть синтезированы из аминокислот и глицерина.



Комментариев нет:

Отправить комментарий