Mange kulhydrater er hvide faste stoffer, der smager sødt. Forskellige kulhydrater har varierende grader søde sager. Så fruktose er tre gange sødere end glucose. Honning er halvt fruktose, og derfor er den så sød. Andre kulhydrater har en mindre subtil sød smag.

Det mest kendte kulhydrat, glucose, er et af de vigtigste kulhydrater, som findes i fri form i plantesaft, især i frugter og blomsternektar. Kulhydrater er til stede i blod, lever, hjerne og andre organer hos dyr og mennesker. Således ophobes glykogen, et lagerkulhydrat af animalsk oprindelse, i den menneskelige lever.

Kulhydrater tjener som den vigtigste energikilde for kroppen. Når glukose nedbrydes, frigives det et stort antal af energi, som kroppen bruger på vitale processer. Kulhydrater udgør hoveddel menneskelig kost.

Glukose er et stof, hvori solens energi ophobes. Det kan man kalde link mellem den levende natur og Solen. Glukose syntetiseres i grønne planteblade fra kuldioxid og vand. Dette er en unik proces på Jorden, der sikrer eksistensen af ​​planter, dyr og mennesker.

Formlen C6H12O6 svarer til mange strukturer. Blandt dem vil vi fremhæve to - glucose og fruktose. Deres strukturer indeholder fem hydroxyl- og en carbonylgrupper. Dette er tilfældet, når et stof har forskellige funktionelle grupper. Afhænger af funktionelle grupper Kemiske egenskaber kulhydrater. Glucose er en aldehyd alkohol, og fruktose er en keton alkohol. Derfor har glukose egenskaberne polyvalente alkoholer og aldehyder og fructose - polyvalente alkoholer og ketoner.

Glucose- og fruktosemolekyler er i stand til at kombinere med hinanden ved at spalte vandmolekyler. To molekyler er forbundet gennem et oxygenatom. Når de kombineres på denne måde, danner de et disaccharid kaldet saccharose, eller sukker i hverdagen.

Fiber og stivelse

Når mange glukosemolekyler kombineres, dannes fibre (cellulose) og stivelse samt glykogen. Alle kender disse stoffer. Bomuld og hørfibre består af lange fibermolekyler. Fiber er en del af træ.

Fibermolekyler er placeret parallelt med hinanden og er fast forbundet med brintbindinger. De opstår mellem oxygenatomerne i nogle molekyler og hydrogenatomerne, der indgår i andres hydroxylgruppe. Der er mange sådanne forbindelser langs hele fiberens længde. Derfor er "pakken" af molekyler meget holdbar.

Når stivelse dannes, kombineres glukosemolekyler for at skabe lineære og forgrenede kæder. Stivelse er smuldrende Hvidt pulver. Det findes i kartofler, korn af forskellige kornsorter og grøntsager. Dette er en nødvendig bestanddel af vores mad.

I dyre- og menneskelige organismer kombineres glukosemolekyler for at danne animalsk stivelse - glykogen. Glykogenmolekyler er mere forgrenede end stivelsesmolekyler. Glykogen er et glukoselager: det forsyner kroppen med glukose under øget fysisk aktivitet.

Glucose, stivelse og fibre er af stor betydning ikke kun i naturen, men også i industrien. Glukose bruges i fødevareindustrien og medicin. Stivelse bruges til fremstilling af konfektureprodukter. Fiber bruges som et fibrøst materiale og til fremstilling af stoffer, lak og sprængstoffer.

Har du brug for hjælp til dit studie?

Tidligere emne: Estere: fedtstoffer
Næste emne:   Proteiner: proteinmolekyler og deres egenskaber

FORDØJELSE OG ABSORPTION.

SYNTESE OG OPPLØSNING AF GLYKOGEN.

Individuel opgave

biologistuderende

grupper 4120-2(b)

Menadiev Ramazan Ismetovich

Zaporizhia 2012

En hurtig note om kulhydrater
2. Klassificering af kulhydrater
3. Strukturelle og funktionelle træk ved organisationen af ​​mono- og disaccharider: struktur; at være i naturen; modtage; egenskab individuelle repræsentanter
4.

7. Syntese og nedbrydning af glykogen
8. Konklusioner

9. Liste over referencer.

INTRODUKTION

Organiske forbindelser udgør i gennemsnit 20-30 % af en levende organismes cellemasse.

Disse omfatter biologiske polymerer: proteiner, nukleinsyrer, kulhydrater samt fedtstoffer og en række små molekyler - hormoner, pigmenter, ATP osv. Forskellige typer celler indeholder forskellige mængder organiske forbindelser.

KORT INFORMATION OM KULHYDRATER

Kulhydrater er organiske forbindelser, der består af et eller flere molekyler af simple sukkerarter. Den molære masse af kulhydrater varierer fra 100 til 1.000.000 Da (Dalton-masse, ca. lig med masse et brintatom).

Deres generelle formel skrives normalt som Cn (H2O) n (hvor n er mindst tre). For første gang i 1844 blev dette udtryk introduceret af den indenlandske videnskabsmand K.

Schmid (1822-1894). Navnet "kulhydrater" opstod baseret på analysen af ​​den første berømte repræsentanter denne gruppe af forbindelser. Det viste sig, at disse stoffer består af kulstof, brint og oxygen, og forholdet mellem antallet af brint- og oxygenatomer i dem er det samme som i vand: for to brintatomer - et oxygenatom. Således blev de anset for at være en forbindelse af kulstof og vand. Efterfølgende blev mange kulhydrater kendt, som ikke opfyldte denne betingelse, men navnet "kulhydrater" er stadig almindeligt accepteret.

I en dyrecelle findes kulhydrater i mængder, der ikke overstiger 2-5%. Planteceller er de rigeste på kulhydrater, hvor deres indhold i nogle tilfælde når op på 90 % af tørvægten (f.eks. i kartoffelknolde, frø).

KLASSIFIKATION AF KULHYDRATER

Monosaccharider er keton- eller aldehydderivater af polyvalente alkoholer. Kulstof-, brint- og oxygenatomerne, der udgør dem, er i forholdet 1:2:1.

Den generelle formel for simple sukkerarter er (CH2O) n. Afhængig af længden af ​​kulstofskelettet (antal kulstofatomer) opdeles de i: trioser-C3, tetroser-C4, pentoser-C5, hexoser-C6 osv. Desuden opdeles sukkerarter i: - aldoser, som indeholder en aldehydgruppe, - C=O. Disse omfatter | N glukose:

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

I opløsninger har alle sukkerarter, begyndende med pentoser, en cyklisk form; i lineær form er kun trioser og tetroser til stede. Når den cykliske form dannes, bindes aldehydgruppens oxygenatom ved en kovalent binding til kædens næstsidste carbonatom, hvilket resulterer i dannelsen af ​​hemiacetaler (i tilfælde af aldoser) og hemiketaler (i tilfælde af ketoser) ).

Dette sukker er et af fotosyntesens mellemprodukter. Pentoser findes under naturlige forhold hovedsageligt som bestanddele af molekyler af mere komplekse stoffer, for eksempel komplekse polysaccharider kaldet pentosaner, såvel som plantegummier. Pentoser findes i betydelige mængder (10-15%) i træ og halm. Arabinose findes overvejende i naturen.

Den findes i kirsebærlim, rødbeder og gummi arabicum, hvorfra den er hentet. Ribose og deoxyribose er udbredt til stede i dyr og flora, disse er sukkerarter, der er en del af monomerer nukleinsyrer RNA og DNA. Ribose fremstilles ved epimerisering af arabinose.

Xylose dannes ved hydrolyse af xylosanpolysaccharid indeholdt i halm, klid, træ og solsikkeskaller. Produkter forskellige typer Gæringsmidlerne af xylose er mælkesyre, eddikesyre, citronsyre, ravsyre og andre syrer.

Xylose absorberes dårligt af den menneskelige krop. Hydrolysater indeholdende xylose bruges til at dyrke visse typer gær; de bruges som en proteinkilde til at fodre husdyr. Når xylose reduceres, opnås xylitol; det bruges som sukkererstatning for diabetikere.

Xylitol er meget brugt som fugtstabilisator og blødgører (i papirindustrien, parfumeri og cellofanproduktion).

Det er en af ​​hovedkomponenterne i produktionen af ​​en række overfladeaktive stoffer, lakker og klæbemidler. De mest almindelige hexoser er glucose, fructose, galactose og deres generel formel- C6H12O6. Glucose (druesukker, dextrose) findes i saften af ​​druer og andre søde frugter og i små mængder hos dyr og mennesker. Glukose er en del af de vigtigste disaccharider - rør- og druesukker.

Højmolekylære polysaccharider, dvs. stivelse, glykogen (animalsk stivelse) og fibre, er udelukkende bygget af rester af glucosemolekyler forbundet med hinanden forskellige veje. Glukose er den primære energikilde for celler. Menneskeblod indeholder 0,1-0,12% glukose; et fald i niveauet forårsager forstyrrelse af nerve- og muskelcellernes funktion, nogle gange ledsaget af kramper eller besvimelse. Niveauet af glukose i blodet reguleres af en kompleks mekanisme i nervesystemet og endokrine kirtler.

Glukose bruges i tekstilproduktion og i nogle andre industrier som et reduktionsmiddel. I medicin bruges ren glukose i form af opløsninger til injektion i blodet til en række sygdomme og i form af tabletter. C-vitamin fås fra det.

Galactose er sammen med glucose en del af nogle glykosider og polysaccharider. Rester af galactosemolekyler er en del af de mest komplekse biopolymerer - gangliosider eller glycosphingolipider. De findes i nerveganglierne hos mennesker og dyr og findes også i hjernevæv, i milten i røde blodlegemer. Galactose opnås hovedsageligt ved hydrolyse af mælkesukker. Fruktose (frugtsukker) findes i fri tilstand i frugt og honning.

Det er en komponent i mange komplekse sukkerarter, såsom rørsukker, hvorfra det kan opnås ved hydrolyse. Inulin, et komplekst konstrueret højmolekylært polysaccharid, findes i nogle planter. Fruktose fås også fra inulin. Fruktose er et værdifuldt fødevaresukker; det er 1,5 gange sødere end saccharose og 3 gange sødere end glucose. Det absorberes godt af kroppen. Når fructose reduceres, dannes sorbitol og mannitol. Sorbitol bruges som sukkererstatning i diabetikeres diæt; Derudover bruges det til at producere ascorbinsyre (C-vitamin).

Disaccharider er typiske sukkerlignende polysaccharider. Det her faste stoffer eller ikke-krystalliserende sirupper, meget opløselige i vand.

Både amorfe og krystallinske disaccharider smelter normalt over et bestemt temperaturområde og som regel med nedbrydning. Disaccharider dannes ved en kondensationsreaktion mellem to monosaccharider, normalt hexoser. Bindingen mellem to monosaccharider kaldes en glykosidbinding. Det danner sædvanligvis mellem det første og fjerde carbonatom i tilstødende monosaccharidenheder (1,4-glykosidbinding).

С12Н22О11 + Н2О = 2С6Н12О6

Maltsukker er væsentligt mindre sødt end rørsukker (0,6 gange ved samme koncentrationer). Laktose (mælkesukker).

Navnet på dette disaccharid opstod i forbindelse med dets produktion fra mælk (fra latin lactum - mælk). Under hydrolyse nedbrydes laktose til glucose og galactose:

Laktose adskiller sig fra andre sukkerarter ved, at den ikke er hygroskopisk: den dæmper ikke. Mælkesukker bruges som lægemiddel og mad til spædbørn. Laktose er 4 eller 5 gange mindre sød end saccharose. Saccharose (rør- eller roesukker). Navnet opstod i forbindelse med dets udvinding fra enten sukkerroer eller sukkerrør. Rørsukker var kendt mange århundreder f.Kr.

Kun i midten af ​​1700-tallet V. dette disaccharid blev opdaget i sukkerroer og først i begyndelsen af ​​det 19. århundrede. det blev opnået under produktionsbetingelser. Saccharose er meget almindeligt i planteverdenen. Blade og frø indeholder altid små mængder saccharose. Det findes også i frugter (abrikoser, ferskner, pærer, ananas). Der er meget af det i ahorn- og palmesaft og majs. Dette er det mest berømte og mest brugte sukker.

Ved hydrolyse dannes glucose og fructose fra det:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

En blanding af lige store mængder glukose og fructose som følge af inversion af rørsukker (på grund af ændringen i hydrolyseprocessen fra højre rotation af opløsningen til venstre) kaldes invertsukker (inversion af rotation). Naturligt invertsukker er honning, der hovedsageligt består af glukose og fruktose. Saccharose fås i enorme mængder.

KLASSIFIKATION AF KULHYDRATER

Sukkerroer indeholder 16-20% saccharose, sukkerrør - 14-26%. De vaskede roer knuses og saccharose ekstraheres gentagne gange i maskiner med vand ved en temperatur på omkring 80 grader. Den resulterende væske, som udover saccharose indeholder et stort antal forskellige urenheder, behandles med kalk.

Kalk udfældes i form af calciumsalte organiske syrer, samt proteiner og nogle andre stoffer. En del af kalken danner koldtvandsopløselige calciumsaccharater med rørsukker, som ødelægges ved behandling med kuldioxid.

Calciumcarbonatpræcipitatet fraskilles ved filtrering, og filtratet inddampes efter yderligere oprensning i vakuum, indtil der opnås en pastalignende masse.

De frigivne saccharosekrystaller separeres ved anvendelse af centrifuger. Sådan opnås råsukker, som har en gullig farve, en brunlig-farvet moderlud og ikke-krystalliserende sirup (roemelasse eller melasse). Granuleret sukker renses (raffineres), og det færdige produkt opnås.

1234Næste ⇒

Udgivelsesdato: 2015-11-01; Læst: 417 | Krænkelse af ophavsret på siden

Kapitel I. KULHYDRATTER

§ 1. KLASSIFIKATION OG FUNKTIONER AF KULHYDRATTER

Tilbage i oldtiden stiftede menneskeheden bekendtskab med kulhydrater og lærte at bruge dem i deres dagligdag.

Bomuld, hør, træ, stivelse, honning, rørsukker er blot nogle af de kulhydrater, der har spillet en rolle vigtig rolle i civilisationens udvikling. Kulhydrater er blandt de mest almindelige organiske forbindelser i naturen. De er integrerede komponenter i cellerne i alle organismer, herunder bakterier, planter og dyr. I planter udgør kulhydrater 80-90% af tørmassen, hos dyr - omkring 2% af kropsvægten.

Deres syntese fra kuldioxid og vand udføres af grønne planter, der bruger energi sollys (fotosyntese). Den overordnede støkiometriske ligning for denne proces er:

Glucose og andre simple kulhydrater omdannes derefter til mere komplekse kulhydrater såsom stivelse og cellulose.

Planter bruger disse kulhydrater til at frigive energi gennem respirationsprocessen. Denne proces er i bund og grund det omvendte af fotosyntese:

Interessant at vide! Grønne planter og bakterier absorberer årligt cirka 200 milliarder tons kuldioxid fra atmosfæren gennem fotosynteseprocessen. I dette tilfælde frigives omkring 130 milliarder tons ilt til atmosfæren, og 50 milliarder tons syntetiseres.

tons organiske kulstofforbindelser, hovedsageligt kulhydrater.

Dyr er ikke i stand til at syntetisere kulhydrater fra kuldioxid og vand.

Ved at indtage kulhydrater sammen med mad, bruger dyr den energi, der er akkumuleret i dem, til at opretholde vitale processer.

Navnet "kulhydrater" er historisk. De første repræsentanter for disse stoffer blev beskrevet med den overordnede formel CmH2nOn eller Cm(H2O)n. Et andet navn for kulhydrater er Sahara– forklares med den søde smag af de simpleste kulhydrater.

På sin egen måde kemisk struktur kulhydrater er en kompleks og forskelligartet gruppe af forbindelser. Blandt dem er der både ret simple forbindelser med en molekylvægt på omkring 200 og gigantiske polymerer, hvis molekylvægt når flere millioner. Sammen med kulstof-, brint- og oxygenatomer kan kulhydrater indeholde atomer af fosfor, nitrogen, svovl og, mindre almindeligt, andre grundstoffer.

Klassificering af kulhydrater

Alle kendte kulhydrater kan deles i to store grupper – simple kulhydrater og komplekse kulhydrater.

En separat gruppe består af kulhydratholdige blandede polymerer, for eksempel glykoproteiner - et kompleks med et proteinmolekyle, glykolipider - et kompleks med et lipid osv.

Simple kulhydrater (monosaccharider eller monosaccharider) er polyhydroxycarbonylforbindelser, der ikke er i stand til at danne simplere kulhydratmolekyler ved hydrolyse.

Hvis monosaccharider indeholder en aldehydgruppe, hører de til klassen af ​​aldoser (aldehydalkoholer), hvis de indeholder en ketongruppe, tilhører de klassen af ​​ketoser (ketoalkoholer). Afhængigt af antallet af kulstofatomer i monosaccharidmolekylet skelnes der mellem trioser (C3), tetroser (C4), pentoser (C5), hexoser (C6) osv.:

De mest almindelige forbindelser, der findes i naturen, er pentoser og hexoser.

Komplekse kulhydrater (polysaccharider eller polioser) er polymerer bygget af monosacchariderester.

Når de hydrolyseres, danner de simple kulhydrater. Afhængigt af polymerisationsgraden opdeles de i lavmolekylær vægt (oligosaccharider, hvis polymerisationsgrad normalt er mindre end 10) og højmolekylær vægt. Oligosaccharider er sukkerlignende kulhydrater, der er opløselige i vand og har en sød smag.

Baseret på deres evne til at reducere metalioner (Cu2+, Ag+), er de opdelt i reducerende og ikke-reducerende. Afhængigt af deres sammensætning kan polysaccharider også opdeles i to grupper: homopolysaccharider og heteropolysaccharider.

Homopolysaccharider er bygget af monosaccharider af samme type, og heteropolysaccharider er bygget af rester af forskellige monosaccharider.

Ovenstående med eksempler på de mest almindelige repræsentanter for hver gruppe af kulhydrater kan præsenteres i følgende diagram:

Funktioner af kulhydrater

De biologiske funktioner af polysaccharider er meget forskellige.

Energi- og lagringsfunktion

Kulhydrater indeholder hovedparten af ​​kalorier, som en person indtager gennem maden.

Det vigtigste kulhydrat, der tilføres mad, er stivelse.

Kulhydrater: Deres klassificering og sammensætning

Det er indeholdt i bageriprodukter, kartofler, som en del af korn. Den menneskelige kost indeholder også glykogen (i lever og kød), saccharose (som tilsætningsstoffer til forskellige retter), fructose (i frugt og honning) og laktose (i mælk).

Polysaccharider skal, før de absorberes af kroppen, hydrolyseres ved hjælp af fordøjelsesenzymer til monosaccharider. Kun i denne form optages de i blodet. Med blodbanen kommer monosaccharider ind i organer og væv, hvor de bruges til at syntetisere deres egne kulhydrater eller andre stoffer, eller nedbrydes for at udvinde energi fra dem.

Den energi, der frigives som følge af nedbrydningen af ​​glukose, lagres i form af ATP.

Der er to processer til nedbrydning af glukose: anaerob (i fravær af ilt) og aerob (i nærvær af ilt). Som et resultat af den anaerobe proces dannes mælkesyre

som ved hård fysisk aktivitet samler sig i musklerne og giver smerter.

Som et resultat af den aerobe proces oxideres glucose til kulilte (IV) og vand:

Som følge af aerob nedbrydning af glukose frigives meget mere energi end som følge af anaerob nedbrydning.

Generelt frigiver oxidationen af ​​1 g kulhydrater 16,9 kJ energi.

Glukose kan undergå alkoholisk gæring. Denne proces udføres af gær under anaerobe forhold:

Alkoholisk gæring bruges i vid udstrækning i industrien til fremstilling af vine og ethylalkohol.

Mennesket lærte at bruge ikke kun alkoholisk gæring, men fandt også brugen af ​​mælkesyregæring, for eksempel til at opnå mælkesyreprodukter og syltede grøntsager.

Der er ingen enzymer i menneske- eller dyrekroppen, der kan hydrolysere cellulose, men cellulose er hovedbestanddelen af ​​fødevarer for mange dyr, især drøvtyggere.

Disse dyrs maver indeholder store mængder bakterier og protozoer, der producerer enzymet cellulase, som katalyserer hydrolysen af ​​cellulose til glucose. Sidstnævnte kan undergå yderligere omdannelser, hvorved der dannes smørsyre, eddikesyre og propionsyre, som kan optages i drøvtyggeres blod.

Kulhydrater udfører også en reservefunktion.

Således er stivelse, saccharose, glucose i planter og glykogen hos dyr energireserven i deres celler.

Strukturelle, støttende og beskyttende funktioner

Cellulose i planter og kitin i hvirvelløse dyr og svampe udfører støttende og beskyttende funktioner.

Polysaccharider danner en kapsel i mikroorganismer og styrker derved membranen. Lipopolysaccharider af bakterier og glycoproteiner på overfladen af ​​dyreceller giver selektivitet af intercellulær interaktion og immunologiske reaktioner i kroppen. Ribose tjener som byggemateriale til RNA og deoxyribose til DNA.

Heparin udfører en beskyttende funktion. Dette kulhydrat, der er en blodkoagulationshæmmer, forhindrer dannelsen af ​​blodpropper. Det findes i blodet og bindevævet hos pattedyr.

Bakteriecellevægge dannet af polysaccharider, holdt sammen af ​​korte aminosyrekæder, beskytter bakterieceller mod negative virkninger. Hos krebsdyr og insekter deltager kulhydrater i konstruktionen af ​​eksoskeletet, som udfører en beskyttende funktion.

Regulerende funktion

Fiber forbedrer tarmens motilitet og forbedrer derved fordøjelsen.

Muligheden for at bruge kulhydrater som kilde til flydende brændstof – ethanol – er interessant.

Siden oldtiden er træ blevet brugt til at opvarme boliger og lave mad. I det moderne samfund bliver denne type brændstof erstattet af andre typer - olie og kul, som er billigere og mere bekvemme at bruge. Planteråvarer er dog på trods af nogle gener ved brug, i modsætning til olie og kul, en vedvarende energikilde. Men dets brug i motorer intern forbrænding svært. Til disse formål foretrækkes det at bruge flydende brændstof eller gas.

Fra lavkvalitets træ, halm eller andre plantematerialer indeholdende cellulose eller stivelse kan flydende brændsel fås - ethanol.

For at gøre dette skal du først hydrolysere cellulose eller stivelse for at opnå glukose:

og derefter udsætte den resulterende glucose for alkoholisk gæring til fremstilling af ethylalkohol. Når det er renset, kan det bruges som brændstof i forbrændingsmotorer. Det skal bemærkes, at i Brasilien til dette formål produceres milliarder af liter alkohol årligt fra sukkerrør, sorghum og kassava og bruges i forbrændingsmotorer.

KULHYDRATERS BIOLOGISKE ROLLE.

FORDØJELSE OG ABSORPTION.

SYNTESE OG OPPLØSNING AF GLYKOGEN.

Individuel opgave

biologistuderende

grupper 4120-2(b)

Menadiev Ramazan Ismetovich

Zaporizhia 2012

Biologisk rolle af biopolymerer - polysaccharider
5. Kulhydraters kemiske egenskaber
6. Fordøjelse og absorption

7. Syntese og nedbrydning af glykogen
8. Konklusioner

9. Liste over referencer.

INTRODUKTION

Organiske forbindelser udgør i gennemsnit 20-30 % af en levende organismes cellemasse. Disse omfatter biologiske polymerer: proteiner, nukleinsyrer, kulhydrater, samt fedtstoffer og en række små molekyler - hormoner, pigmenter, ATP osv. Forskellige typer celler indeholder forskellige mængder af organiske forbindelser.

Komplekse kulhydrater-polysaccharider dominerer i planteceller, mens der i dyreceller er flere proteiner og fedtstoffer. Men hver af grupperne af organiske stoffer i enhver type celle udfører lignende funktioner: det giver energi og er et byggemateriale.

KORT INFORMATION OM KULHYDRATER

Kulhydrater er organiske forbindelser, der består af et eller flere molekyler af simple sukkerarter.

Den molære masse af kulhydrater varierer fra 100 til 1.000.000 Da (Daltonmasse, omtrent lig med massen af ​​et brintatom). Deres generelle formel skrives normalt som Cn (H2O) n (hvor n er mindst tre). For første gang i 1844 blev dette udtryk introduceret af den indenlandske videnskabsmand K. Schmid (1822-1894). Navnet "kulhydrater" opstod fra analysen af ​​de første kendte repræsentanter for denne gruppe af forbindelser. Det viste sig, at disse stoffer består af kulstof, brint og oxygen, og forholdet mellem antallet af brint- og oxygenatomer i dem er det samme som i vand: for to brintatomer - et oxygenatom.

Således blev de anset for at være en forbindelse af kulstof og vand. Efterfølgende blev mange kulhydrater kendt, som ikke opfyldte denne betingelse, men navnet "kulhydrater" er stadig almindeligt accepteret. I en dyrecelle findes kulhydrater i mængder, der ikke overstiger 2-5%. Planteceller er de rigeste på kulhydrater, hvor deres indhold i nogle tilfælde når op på 90 % af tørvægten (f.eks. i kartoffelknolde, frø).

KLASSIFIKATION AF KULHYDRATER

Der er tre grupper af kulhydrater: monosaccharider eller simple sukkerarter (glucose, fructose); oligosaccharider - forbindelser bestående af 2-10 molekyler af simple sukkerarter forbundet i serie (saccharose, maltose); polysaccharider, herunder mere end 10 sukkermolekyler (stivelse, cellulose).

STRUKTURELLE OG FUNKTIONELLE FUNKTIONER I ORGANISATIONEN AF MONO- OG DISACCARIDER: STRUKTUR; AT VÆRE I NATUREN; KVITTERING. KARAKTERISTIKA FOR DE ENKELTE REPRÆSENTANTER

Monosaccharider er keton- eller aldehydderivater af polyvalente alkoholer. Kulstof-, brint- og oxygenatomerne, der udgør dem, er i forholdet 1:2:1. Den generelle formel for simple sukkerarter er (CH2O) n. Afhængig af længden af ​​kulstofskelettet (antallet af kulstofatomer) er de opdelt i: trioser-C3, tetroses-C4, pentoser-C5, hexoser-C6 osv.

d. Desuden opdeles sukkerarter i: - aldoser, som indeholder en aldehydgruppe, - C=O. Disse omfatter | N glukose:

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

Ketoser indeholdende en ketongruppe er C-. For eksempel || refererer til fruktose.

I opløsninger har alle sukkerarter, begyndende med pentoser, en cyklisk form; i lineær form er kun trioser og tetroser til stede.

Når den cykliske form dannes, bindes aldehydgruppens oxygenatom ved en kovalent binding til kædens næstsidste carbonatom, hvilket resulterer i dannelsen af ​​hemiacetaler (i tilfælde af aldoser) og hemiketaler (i tilfælde af ketoser) ).

KARAKTERISTIKA FOR MONOSAKKARIDER, UDVALGTE REPRÆSENTANTER

Af tetroserne er erythrose den vigtigste i metaboliske processer.

Dette sukker er et af fotosyntesens mellemprodukter. Pentoser findes under naturlige forhold hovedsageligt som bestanddele af molekyler af mere komplekse stoffer, for eksempel komplekse polysaccharider kaldet pentosaner, såvel som plantegummier.

Pentoser findes i betydelige mængder (10-15%) i træ og halm. Arabinose findes overvejende i naturen. Den findes i kirsebærlim, rødbeder og gummi arabicum, hvorfra den er hentet. Ribose og deoxyribose er bredt repræsenteret i dyre- og planteverdenen; disse er sukkerarter, der er en del af monomererne af RNA- og DNA-nukleinsyrer. Ribose fremstilles ved epimerisering af arabinose.

Xylose dannes ved hydrolyse af xylosanpolysaccharid indeholdt i halm, klid, træ og solsikkeskaller. Produkterne fra forskellige typer xylosefermentering er mælkesyre, eddikesyre, citronsyre, ravsyre og andre syrer. Xylose absorberes dårligt af den menneskelige krop.

Hydrolysater indeholdende xylose bruges til at dyrke visse typer gær; de bruges som en proteinkilde til at fodre husdyr. Når xylose reduceres, opnås xylitol; det bruges som sukkererstatning for diabetikere. Xylitol er meget brugt som fugtstabilisator og blødgører (i papirindustrien, parfumeri og cellofanproduktion). Det er en af ​​hovedkomponenterne i produktionen af ​​en række overfladeaktive stoffer, lakker og klæbemidler.

De mest almindelige hexoser er glucose, fructose og galactose; deres generelle formel er C6H12O6. Glucose (druesukker, dextrose) findes i saften af ​​druer og andre søde frugter og i små mængder hos dyr og mennesker. Glukose er en del af de vigtigste disaccharider - rør- og druesukker. Højmolekylære polysaccharider, dvs. stivelse, glykogen (animalsk stivelse) og fibre, er udelukkende bygget af rester af glucosemolekyler forbundet med hinanden på forskellige måder.

Glukose er den primære energikilde for celler. Menneskeblod indeholder 0,1-0,12% glukose; et fald i niveauet forårsager forstyrrelse af nerve- og muskelcellernes funktion, nogle gange ledsaget af kramper eller besvimelse. Niveauet af glukose i blodet reguleres af en kompleks mekanisme i nervesystemet og endokrine kirtler.

En af de mest almindelige alvorlige endokrine sygdomme - diabetes mellitus - er forbundet med hypofunktion af bugspytkirtlens ø-zoner. Ledsaget af et signifikant fald i muskel- og fedtcellemembranens permeabilitet for glukose, hvilket fører til en stigning i glukoseniveauet i blodet og urinen. Glucose til medicinske formål opnås ved rensning - omkrystallisation - af teknisk glukose fra vandige eller vandige-alkoholiske opløsninger.

Glukose bruges i tekstilproduktion og i nogle andre industrier som et reduktionsmiddel. I medicin bruges ren glukose i form af opløsninger til injektion i blodet til en række sygdomme og i form af tabletter.

Det får man C-vitamin i. Galactose er sammen med glukose en del af nogle glykosider og polysaccharider. Rester af galactosemolekyler er en del af de mest komplekse biopolymerer - gangliosider eller glycosphingolipider. De findes i nerveganglierne hos mennesker og dyr og findes også i hjernevæv, i milten i røde blodlegemer. Galactose opnås hovedsageligt ved hydrolyse af mælkesukker. Fruktose (frugtsukker) findes i fri tilstand i frugt og honning.

Det er en komponent i mange komplekse sukkerarter, såsom rørsukker, hvorfra det kan opnås ved hydrolyse. Inulin, et komplekst konstrueret højmolekylært polysaccharid, findes i nogle planter. Fruktose fås også fra inulin. Fruktose er et værdifuldt fødevaresukker; det er 1,5 gange sødere end saccharose og 3 gange sødere end glucose.

Det absorberes godt af kroppen. Når fructose reduceres, dannes sorbitol og mannitol. Sorbitol bruges som sukkererstatning i diabetikeres diæt; Derudover bruges det til at producere ascorbinsyre (C-vitamin).

Når den oxideres, producerer fructose vinsyre og oxalsyre.

Disaccharider er typiske sukkerlignende polysaccharider. Disse er faste stoffer eller ikke-krystalliserende sirupper, meget opløselige i vand. Både amorfe og krystallinske disaccharider smelter normalt over et bestemt temperaturområde og som regel med nedbrydning. Disaccharider dannes ved en kondensationsreaktion mellem to monosaccharider, normalt hexoser. Bindingen mellem to monosaccharider kaldes en glykosidbinding. Det danner sædvanligvis mellem det første og fjerde carbonatom i tilstødende monosaccharidenheder (1,4-glykosidbinding).

Denne proces kan gentages utallige gange, hvilket resulterer i dannelsen af ​​gigantiske polysaccharidmolekyler. Når først monosaccharidenhederne kombineres med hinanden, kaldes de rester. Maltose består således af to glukoserester. Blandt disacchariderne er de mest udbredte maltose (glukose + glucose), laktose (glukose + galactose) og saccharose (glukose + fructose).

UDVALGTE REPRÆSENTANTER FOR DISACCARIDER

Maltose (maltsukker) har formlen C12H22O11.

Kulhydrater. Klassifikation. Funktioner

Navnet opstod i forbindelse med metoden til fremstilling af maltose: det fås af stivelse under påvirkning af malt (latin maltum - malt). Som et resultat af hydrolyse opdeles maltose i to glukosemolekyler:

С12Н22О11 + Н2О = 2С6Н12О6

Maltsukker er et mellemprodukt i hydrolyse af stivelse og er vidt udbredt i plante- og dyreorganismer.

Maltsukker er væsentligt mindre sødt end rørsukker (0,6 gange ved samme koncentrationer). Laktose (mælkesukker). Navnet på dette disaccharid opstod i forbindelse med dets fremstilling fra mælk (fra lat.

lactum - mælk). Under hydrolyse nedbrydes laktose til glucose og galactose:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Laktose fås fra mælk: komælk indeholder 4-5,5%, modermælk - 5,5-8,4 %.

Laktose adskiller sig fra andre sukkerarter ved, at den ikke er hygroskopisk: den dæmper ikke. Mælkesukker bruges som lægemiddel og mad til spædbørn.

Laktose er 4 eller 5 gange mindre sød end saccharose. Saccharose (rør- eller roesukker). Navnet opstod i forbindelse med dets udvinding fra enten sukkerroer eller sukkerrør. Rørsukker var kendt mange århundreder f.Kr. Først i midten af ​​1700-tallet. dette disaccharid blev opdaget i sukkerroer og først i begyndelsen af ​​det 19. århundrede. det blev opnået under produktionsbetingelser.

Saccharose er meget almindeligt i planteverdenen. Blade og frø indeholder altid små mængder saccharose. Det findes også i frugter (abrikoser, ferskner, pærer, ananas). Der er meget af det i ahorn- og palmesaft og majs. Dette er det mest berømte og mest brugte sukker. Ved hydrolyse dannes glucose og fructose fra det:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

En blanding af lige store mængder glukose og fructose som følge af inversion af rørsukker (på grund af ændringen i hydrolyseprocessen fra højre rotation af opløsningen til venstre) kaldes invertsukker (inversion af rotation).

Naturligt invertsukker er honning, der hovedsageligt består af glukose og fruktose. Saccharose fås i enorme mængder. Sukkerroer indeholder 16-20% saccharose, sukkerrør - 14-26%. De vaskede roer knuses og saccharose ekstraheres gentagne gange i maskiner med vand ved en temperatur på omkring 80 grader.

Den resulterende væske, som udover saccharose indeholder et stort antal forskellige urenheder, behandles med kalk. Kalk udfælder en række organiske syrer samt proteiner og nogle andre stoffer i form af calciumsalte.

En del af kalken danner koldtvandsopløselige calciumsaccharater med rørsukker, som ødelægges ved behandling med kuldioxid.

Calciumcarbonatpræcipitatet fraskilles ved filtrering, og filtratet inddampes efter yderligere oprensning i vakuum, indtil der opnås en pastalignende masse. De frigivne saccharosekrystaller separeres ved anvendelse af centrifuger. Sådan opnås råsukker, som har en gullig farve, en brunlig-farvet moderlud og ikke-krystalliserende sirup (roemelasse eller melasse).

Granuleret sukker renses (raffineres), og det færdige produkt opnås.

1234Næste ⇒

Udgivelsesdato: 2015-11-01; Læst: 416 | Krænkelse af ophavsret på siden

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

Kulhydrater er stoffer med den generelle formel C n (H 2 O) m, hvor n og m kan have forskellige betydninger. Navnet "kulhydrater" afspejler det faktum, at brint og ilt er til stede i disse stoffers molekyler i samme forhold som i vandmolekylet. Ud over kulstof, brint og oxygen kan kulhydratderivater indeholde andre grundstoffer, såsom nitrogen.

Kulhydrater er en af ​​hovedgrupperne af organiske stoffer i celler. De er de primære produkter af fotosyntese og de første produkter af biosyntesen af ​​andre organiske stoffer i planter (organiske syrer, alkoholer, aminosyrer osv.), og findes også i cellerne i alle andre organismer. I en dyrecelle ligger kulhydratindholdet inden for 1-2 %, i planteceller kan det i nogle tilfælde nå op på 85-90 % af tørstofmassen.

Der er tre grupper af kulhydrater:

• monosaccharider eller simple sukkerarter;
• oligosaccharider - forbindelser bestående af 2-10 molekyler af simple sukkerarter forbundet i serie (for eksempel disaccharider, trisaccharider osv.).
• polysaccharider består af mere end 10 molekyler af simple sukkerarter eller deres derivater (stivelse, glykogen, cellulose, kitin).

Monosaccharider (enkle sukkerarter)

Afhængig af længden af ​​carbonskelettet (antallet af carbonatomer) opdeles monosaccharider i trioser (C 3), tetroser (C 4), pentoser (C 5), hexoser (C 6), heptoser (C 7).

Monosaccharidmolekyler er enten aldehydalkoholer (aldoser) eller ketoalkoholer (ketoser). Disse stoffers kemiske egenskaber bestemmes primært af de aldehyd- eller ketongrupper, der udgør deres molekyler.

Monosaccharider er meget opløselige i vand og har en sød smag.

Når de opløses i vand, får monosaccharider, startende med pentoser, en ringform.

Cykliske strukturer af pentoser og hexoser - deres sædvanlige former: i enhver dette øjeblik kun en lille brøkdel af molekyler eksisterer i "åben kæde" form. Oligo- og polysaccharider omfatter også cykliske former af monosaccharider.

Ud over sukkerarter, hvor alle kulstofatomer er forbundet med oxygenatomer, findes der delvist reducerede sukkerarter, hvoraf det vigtigste er deoxyribose.

Oligosaccharider

Når de hydrolyseres, danner oligosaccharider flere molekyler af simple sukkerarter. I oligosaccharider er molekyler af simple sukkerarter forbundet med såkaldte glykosidbindinger, der forbinder carbonatomet i et molekyle gennem oxygen til carbonatomet i et andet molekyle.

De vigtigste oligosaccharider omfatter maltose (maltsukker), laktose (mælkesukker) og saccharose (rør- eller roesukker). Disse sukkerarter kaldes også disaccharider. Ifølge deres egenskaber er disaccharider blokke til monosaccharider. De opløses godt i vand og har en sød smag.

Polysaccharider

Disse er højmolekylære (op til 10.000.000 Da) polymerbiomolekyler, der består af et stort antal monomerer - simple sukkerarter og deres derivater.

Polysaccharider kan bestå af monosaccharider af samme eller forskellige typer. I det første tilfælde kaldes de homopolysaccharider (stivelse, cellulose, kitin osv.), i det andet - heteropolysaccharider (heparin). Alle polysaccharider er uopløselige i vand og har ikke en sød smag. Nogle af dem er i stand til at hæve og slim.

De vigtigste polysaccharider er følgende.

Cellulose- et lineært polysaccharid bestående af flere lige parallelle kæder forbundet med hydrogenbindinger. Hver kæde er dannet af β-D-glucoserester. Denne struktur forhindrer indtrængning af vand og er meget trækfast, hvilket sikrer stabiliteten af ​​plantecellemembraner, som indeholder 26-40% cellulose.

Cellulose tjener som føde for mange dyr, bakterier og svampe. De fleste dyr, inklusive mennesker, kan dog ikke fordøje cellulose, fordi deres mave-tarmkanal mangler enzymet cellulase, som nedbryder cellulose til glukose. Samtidig spiller cellulosefibre en vigtig rolle i ernæringen, da de giver bulk og grov konsistens til maden og stimulerer tarmmotiliteten.

Stivelse og glykogen. Disse polysaccharider er de vigtigste former for glucoselagring i planter (stivelse), dyr, mennesker og svampe (glykogen). Når de hydrolyseres, dannes glukose i organismer, hvilket er nødvendigt for vitale processer.

Chitin dannet af β-glucosemolekyler, hvor alkoholgruppen ved det andet carbonatom er erstattet af en nitrogenholdig gruppe NHCOCH 3 . Dens lange parallelle kæder, som cellulosekæder, er samlet i bundter.

Chitin er det vigtigste strukturelle element i leddyrs integument og svampes cellevægge.

Funktioner af kulhydrater

Energi. Glucose er den vigtigste energikilde, der frigives i cellerne i levende organismer under cellulær respiration (1 g kulhydrater frigiver 17,6 kJ energi under oxidation).

Strukturel. Cellulose er inkluderet i cellemembraner planter; kitin er strukturel komponent integumenter af leddyr og cellevægge af svampe.

Nogle oligosaccharider findes i cytoplasmatisk membran celler (i form af glykoproteiner og glykolipider) og danner glykokalyxen.

Metabolisk. Pentoser er involveret i syntesen af ​​nukleotider (ribose er en del af RNA-nukleotider, deoxyribose er en del af DNA-nukleotider), nogle coenzymer (f.eks. NAD, NADP, coenzym A, FAD), AMP; deltage i fotosyntesen (ribulosediphosphat er en CO 2 -acceptor i den mørke fase af fotosyntesen).

Pentoser og hexoser er involveret i syntesen af ​​polysaccharider; Glucose er især vigtig i denne rolle.

Kulhydrater spiller en primær rolle i at give energi til hele kroppen; de deltager i omsætningen af ​​alle næringsstoffer. De er organiske forbindelser bestående af kulstof, brint og oxygen. Kulhydrater er på grund af deres lette tilgængelighed og absorptionshastighed den vigtigste energikilde for kroppen.

Kulhydrater kan komme ind i menneskekroppen fra mad (korn, grøntsager, bælgfrugter, frugter osv.), og kan også fremstilles af fedtstoffer og nogle aminosyrer.

Klassificering af kulhydrater

Strukturelt er kulhydrater opdelt i følgende grupper:

Simple kulhydrater. Disse omfatter glucose, galactose og fructose (monosaccharider), samt saccharose, lactose og maltose (disaccharider).

Glukose– hovedleverandøren af ​​energi til hjernen. Det findes i frugter og bær og er nødvendigt for energiforsyningen og dannelsen af ​​glykogen i leveren.

Fruktose Det kræver næsten ikke hormonet insulin til dets absorption, hvilket gør det muligt at bruge det til diabetes, men med måde.

Galaktose findes ikke i fri form i produkter. Fremstilles ved nedbrydning af laktose.

saccharose findes i sukker og slik. Når det kommer ind i kroppen, nedbrydes det i flere komponenter: glukose og fruktose.

Laktose– et kulhydrat, der findes i mejeriprodukter. Ved medfødt eller erhvervet mangel på laktoseenzymet i tarmen, forringes nedbrydningen af ​​laktose til glukose og galactose, hvilket er kendt som mælkeintolerance. Syrnede mælkeprodukter indeholder mindre laktose end mælk, da når mælk fermenteres, dannes mælkesyre af laktose.

Maltose- et mellemprodukt af nedbrydning af stivelse af fordøjelsesenzymer. Maltose nedbrydes efterfølgende til glukose. Det findes i fri form i honning, malt (deraf det andet navn - maltsukker) og øl.

Komplekse kulhydrater. Disse omfatter stivelse og glykogen (fordøjelige kulhydrater), samt fibre, pektiner og hemicellulose.

Stivelse– udgør 80 % af alle kulhydrater i kosten. Dens vigtigste kilder er brød og bagværk, korn, bælgfrugter, ris og kartofler. Stivelse fordøjes relativt langsomt og nedbrydes til glukose.

Glykogen, også kaldet "animalsk stivelse", er et polysaccharid, der består af stærkt forgrenede kæder af glukosemolekyler. Det findes i små mængder i animalske produkter (i leveren 2-10% og i muskelvæv - 0,3-1%).

Cellulose er et komplekst kulhydrat, der er en del af plantecellernes membraner. I kroppen fordøjes fiber praktisk talt ikke, kun en lille del kan påvirkes af mikroorganismer i tarmene.

Fiber kaldes sammen med pektiner, ligniner og hemicellulose ballaststoffer. De forbedrer ydeevnen fordøjelsessystemet, der er en forebyggelse af mange sygdomme. Pektiner og hemicellulose har hygroskopiske egenskaber, som gør det muligt for dem at sorbere og medbringe overskydende kolesterol, ammoniak, galdepigmenter og andre skadelige stoffer. En anden vigtig fordel ved kostfibre er, at det hjælper med at forhindre fedme. Selvom de ikke har høj energiværdi, bidrager grøntsager på grund af deres store mængde af kostfibre til en tidlig mæthedsfornemmelse.

Kostfibre findes i store mængder i fuldkornsbrød, klid, grøntsager og frugter.

Glykæmisk indeks

Nogle kulhydrater (enkle) optages af kroppen næsten øjeblikkeligt, hvilket fører til en kraftig stigning i blodsukkerniveauet, mens andre (komplekse) optages gradvist og ikke forårsager en kraftig stigning i blodsukkerniveauet. På grund af langsom absorption giver det at spise fødevarer, der indeholder sådanne kulhydrater, en længere mæthedsfornemmelse. Denne egenskab bruges i diætetik til vægttab.

Og for at vurdere hastigheden af ​​et bestemt produkt, der nedbrydes i kroppen, bruges det glykæmiske indeks (GI). Denne indikator bestemmer den hastighed, hvormed produktet nedbrydes i kroppen og omdannes til glukose. Jo hurtigere et produkt nedbrydes, jo højere er dets glykæmiske indeks (GI). Glucose, hvis glykæmiske indeks (GI) er 100, blev taget som standard Alle andre indikatorer sammenlignes med glykæmisk indeks(GI) glucose. Alle GI-værdier i forskellige fødevarer kan ses i en speciel tabel over fødevarers glykæmiske indeks.

Kulhydraternes funktioner i kroppen

I kroppen udfører kulhydrater følgende funktioner:

De er den vigtigste energikilde i kroppen.

Forsyner alle hjernens energiforbrug (hjernen absorberer ca. 70% af den glukose, der frigives af leveren)

Deltage i syntesen af ​​ATP, DNA og RNA molekyler.

Regulerer metabolismen af ​​proteiner og fedtstoffer.

I kombination med proteiner danner de nogle enzymer og hormoner, sekreter fra spyt og andre slimdannende kirtler samt andre forbindelser.

Kostfibre forbedrer fordøjelsessystemets funktion og fjerner skadelige stoffer fra kroppen, pektin stimulerer fordøjelsen.

Lipider- fedtlignende organiske forbindelser, uopløselige i vand, men meget opløselige i ikke-polære opløsningsmidler (ether, benzin, benzen, chloroform osv.). Vilde hører til de simpleste biologiske molekyler.

Kemisk er de fleste lipider estere af højere carboxylsyrer og en række alkoholer. Den mest berømte blandt dem fedtstoffer. Hvert fedtmolekyle er dannet af et molekyle af triatomisk alkohol glycerol og esterbindingerne af tre molekyler af højere carboxylsyrer knyttet til det. Ifølge den accepterede nomenklatur kaldes fedtstoffer triacylglyceroler.

Når fedtstoffer hydrolyseres (det vil sige nedbrydes ved indføring af H + og OH - til esterbindinger), nedbrydes de til glycerol og frie højere carboxylsyrer, der hver indeholder et lige antal carbonatomer.

Kulstofatomer i molekyler af højere carboxylsyrer kan forbindes med hinanden med både simple og dobbeltbindinger. Blandt de mættede (mættede) højere carboxylsyrer, der oftest findes i fedtstoffer, er:

palmitin-CH3-(CH2)14-COOH eller C15H31COOH;

stearisk CH3-(CH2)16-COOH eller C17H35COOH;

arachin CH3-(CH2)18-COOH eller C19H39COOH;

blandt de ubegrænsede:

oliesyre-CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH eller C17H33COOH;

linolsyre-CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH-(CH2)7-COOH eller C17H31COOH;

linolenisk CH 3 - CH 2 - CH = CH - CH 2 - CH = CH - CH 2 - CH = CH - (CH 2) 7 - COOH eller C 17 H 29 COOH.

Graden af ​​umættethed og længden af ​​kæder af højere carboxylsyrer (dvs. antallet af kulstofatomer) bestemmer de fysiske egenskaber af et bestemt fedtstof.

Fedtstoffer med korte og umættede syrekæder har et lavt smeltepunkt. Ved stuetemperatur er disse væsker (olier) eller salvelignende stoffer. Omvendt er fedtstoffer med lange og mættede kæder af højere carboxylsyrer faste stoffer ved stuetemperatur. Det er derfor, når hydrogenering (mætning af syrekæder med hydrogenatomer ved dobbeltbindinger), flydende jordnøddesmør, for eksempel, bliver til et homogent, smørbart jordnøddesmør, og solsikkeolie til margarine. Kroppen af ​​dyr, der lever i kolde klimaer, såsom fisk fra de arktiske have, indeholder normalt flere umættede triacylglyceroler end dem, der lever på sydlige breddegrader. Af denne grund forbliver deres krop fleksibel selv ved lave temperaturer.

Der er:

Fosfolipider- amfifile forbindelser, dvs. de har polære hoveder og ikke-polære haler. Grupperne, der danner den polære hovedgruppe, er hydrofile (opløselige i vand), mens de ikke-polære halegrupper er hydrofobe (uopløselige i vand).

Den dobbelte natur af disse lipider gør dem nøglerolle i organiseringen af ​​biologiske membraner.

Voks- estere af adnoatomiske (med én hydroxylgruppe) højmolekylære (med et langt kulstofskelet) alkoholer og højere carboxylsyrer.

En anden gruppe af lipider består af steroider. Disse stoffer er baseret på kolesterol alkohol. Steroider er meget dårligt opløselige i vand og indeholder ikke højere carboxylsyrer.

Disse omfatter galdesyrer, kolesterol, kønshormoner, D-vitamin osv.

Tæt på steroider terpener(plantevækststoffer - gibberelliner; phytol, som er en del af klorofyl; carotenoider - fotosyntetiske pigmenter; planteæteriske olier - menthol, kamfer osv.).

Lipider kan danne komplekser med andre biologiske molekyler.

Lipoproteiner- komplekse formationer indeholdende triacylglyceroler, kolesterol og proteiner, hvor sidstnævnte ikke har kovalente bindinger med lipider.

Glycolipider er en gruppe af lipider bygget på basis af alkoholen sphingosin og indeholder, udover rester af højere carboxylsyrer, et eller flere sukkermolekyler (oftest glucose eller galactose).

Lipiders funktioner

Strukturel. Fosfolipider danner sammen med proteiner biologiske membraner. Membranerne indeholder også steroler.

Energi. Når 1 g fedt oxideres, frigives 38,9 kJ energi, som går mod dannelsen af ​​ATP. En betydelig del af kroppens energireserver lagres i form af lipider, som indtages, når der er mangel på næringsstoffer. Dvaledyr og planter ophober fedtstoffer og olier og bruger dem til at opretholde vitale processer. Det høje lipidindhold i frø giver energi til udviklingen af ​​embryonet og frøplanten, indtil det begynder at brødføde sig selv. Frøene fra mange planter (kokospalme, ricinusbønner, solsikke, sojabønner, rapsfrø osv.) tjener som råmateriale til industriel produktion af olie.

Beskyttende og termisk isolering. Ophobes i det subkutane fedtvæv og omkring nogle organer (nyrer, tarme), beskytter fedtlaget kroppen mod mekanisk skade. Derudover hjælper laget af subkutant fedt på grund af lav varmeledningsevne med at holde på varmen, hvilket gør det muligt for for eksempel mange dyr at leve i kolde klimaer. Hos hvaler spiller den desuden en anden rolle - den fremmer opdrift.

Smøremiddel og vandafvisende. Voks dækker hud, uld, fjer, gør dem mere elastiske og beskytter dem mod fugt. Bladene og frugterne af planter er dækket med en voksagtig belægning; voks bruges af bier til konstruktion af honningkager.

Regulatorisk. Mange hormoner er derivater af kolesterol, såsom kønshormoner (testosteron hos mænd og progesteron hos kvinder) og kortikosteroider (aldosteron).

Metabolisk. Kolesterolderivater, D-vitamin spiller en nøglerolle i metabolismen af ​​calcium og fosfor. Galdesyrer er involveret i processerne med fordøjelse (emulgering af fedtstoffer) og absorption af højere carboxylsyrer.

Lipider er en kilde til metabolisk vand. Oxidationen af ​​fedt giver cirka 105 g vand. Dette vand er meget vigtigt for nogle ørkenbeboere, især for kameler, som kan klare sig uden vand i 10-12 dage: fedtet, der er lagret i pukkelen, bruges netop til dette formål. Bjørne, murmeldyr og andre dvaledyr får det vand, de har brug for til livet som følge af fedtoxidation.

Kemisk sammensætning

Plantecellers cellevæg består hovedsageligt af polysaccharider. Alle komponenter, der udgør cellevæggen, kan opdeles i 4 grupper:

Strukturel komponenter repræsenteret af cellulose i de fleste autotrofe planter.

Komponenter matrix, dvs. hovedstoffet, skalfyldstof - hemicelluloser, proteiner, lipider.

Komponenter, indkapsling cellevæg (dvs. aflejret og beklædt den indefra) - lignin og suberin.

Komponenter, adcrusting væg, dvs. aflejret på dens overflade - cutin, voks.

Den vigtigste strukturelle komponent i skallen er cellulose er repræsenteret af uforgrenede polymermolekyler bestående af 1000-11000 rester - D glucose, forbundet med glykosidbindinger. Tilstedeværelsen af ​​glykosidbindinger skaber muligheden for dannelse af tværbindinger. På grund af dette kombineres lange og tynde cellulosemolekyler til elementære fibriller eller miceller. Hver micelle består af 60-100 parallelle cellulosekæder. Hundredvis af miceller er grupperet i micellære rækker og danner mikrofibriller med en diameter på 10-15 nm. Cellulose har krystallinske egenskaber på grund af det ordnede arrangement af miceller i mikrofibriller. Mikrofibriller flettes til gengæld sammen med hinanden som tråde i et reb og kombineres til makrofibriller. Makrofibriller er omkring 0,5 µm tykke. og kan nå en længde på 4 mikron. Cellulose har hverken surt eller alkaliske egenskaber. Den er ret modstandsdygtig over for forhøjede temperaturer og kan opvarmes uden nedbrydning til en temperatur på 200 o C. Mange af vigtige egenskaber cellulose skyldes dets høje modstandsdygtighed over for enzymer og kemiske reagenser. Det er uopløseligt i vand, alkohol, ether og andre neutrale opløsningsmidler; opløses ikke i syrer og baser. Cellulose er måske den mest almindelige type organisk makromolekyle på Jorden.

Skalmikrofibrillerne er nedsænket i en amorf plastgel - matrix. Matrixen er skallens fyldstof. Matrixen af ​​planteskaller omfatter heterogene grupper af polysaccharider kaldet hemicelluloser og pektinstoffer.

Hemicelluloser er forgrenede polymerkæder bestående af forskellige hexoserester (D-glucose, D-galactose, mannose),

pentose (L-xylose, L-arabinose) og urinsyrer (glucuron og galacturon). Disse komponenter af hemicelluloser kombinerer med hinanden i forskellige kvantitative forhold og danner forskellige kombinationer.

Hemicellulosekæder består af 150-300 monomermolekyler. De er meget kortere. Derudover krystalliserer kæderne ikke og danner ikke elementære fibriller.

Derfor kaldes hemicellulose ofte halvfibre. De tegner sig for omkring 30-40% af tørvægten af ​​cellevægge.

I forhold til kemiske reagenser er hemicelluloser meget mindre modstandsdygtige end cellulose: de opløses i svage alkalier uden opvarmning; hydrolyser for at danne sukker i svage syreopløsninger; Halvfibre opløses også i glycerin ved en temperatur på 300 o C.

Hemicellulose spiller en rolle i plantekroppen:

Mekanisk rolle, der deltager sammen med cellulose og andre stoffer i konstruktionen af ​​cellevægge.

Rollen af ​​reservestoffer, deponeres og derefter forbruges. I dette tilfælde udføres funktionen af ​​reservemateriale overvejende af hexoser; og hemicelluloser med mekanisk funktion er sædvanligvis sammensat af pentoser. Hemicelluloser aflejres også i frøene af mange planter som reservenæringsstoffer.

Pektiske stoffer har en ret kompleks kemisk sammensætning og struktur. Dette er en heterogen gruppe, der inkluderer forgrenede polymerer, der bærer negative ladninger på grund af overfloden af ​​galacturonsyrerester. Karakteristisk træk: pektinstoffer svulmer kraftigt i vand, og nogle opløses i det. De ødelægges let ved virkningen af ​​alkalier og syrer.

Alle cellevægge på et tidligt udviklingsstadium består næsten udelukkende af pektinstoffer. Mellempladens intercellulære stof, som om den cementerede skallerne på de tilstødende vægge, består også af disse stoffer, hovedsagelig calciumpektat. Pectiske stoffer er, selvom de er i små mængder, til stede i hovedtykkelsen af ​​voksne celler.

Ud over kulhydratkomponenter omfatter cellevægsmatrixen også et strukturelt protein kaldet extensin. Det er et glykoprotein, hvis kulhydratdel er repræsenteret af arabinosesukkerrester.

Klassificeringen af ​​vitaminer er baseret på princippet om deres opløselighed i vand og fedt.

Vandopløselige vitaminer: B1 (thiamin), B2 (riboflavin), PP (nikotinsyre), B3 (pantothensyre), B6 ​​(pyridoxin), B12 (zincobalamin), Bc (folinsyre), H (biotin), N (liponsyre) , P (bioflavonoider), C (ascorbinsyre) - deltager i enzymernes struktur og funktion.

Fedtopløselige vitaminer: A (retinol), provitamin A (caroten), D (calceferoler), E (tocopheroler), K (phylloquinoner).

Fedtopløselige vitaminer er inkluderet i strukturen af ​​membransystemer, hvilket sikrer deres optimale funktionelle tilstand.

Der er også vitaminlignende stoffer: B13 (orotinsyre), B15 (pangaminsyre), B4 (cholin), B8 (inositol), B (carnitin), H1 (paraminbenzoesyre), F (flerumættede fedtsyrer), U (S=methylmethioninsulfatchlorid) .

Kulhydrater er klassificeret efter størrelsen af ​​deres molekyler i 3 grupper:

Monosaccharider– indeholder 1 kulhydratmolekyle (aldose eller ketose).

Trioser (glyceraldehyd, dihydroxyacetone).

Tetroser (erythrose).

Pentoser (ribose og deoxyribose).

Hexoser (glukose, fructose, galactose).

Oligosaccharider- indeholder 2-10 monosaccharider.

Disaccharider (saccharose, maltose, lactose).

Trisaccharider osv.

Polysaccharider- indeholder mere end 10 monosaccharider.

Homopolysaccharider - indeholder de samme monosaccharider (stivelse, fiber, cellulose består kun af glucose).

Heteropolysaccharider - indeholder monosaccharider forskellige typer deres dampafledte og ikke-kulhydratkomponenter (heparin, hyaluronsyre, chondroitinsulfater).

Skema nr. 1. K klassificering af kulhydrater.

Kulhydrater Monosaccharider Oligosaccharider Polysaccharider

1. Trioser 1. Disaccharider 1. Homopolysaccharider

2. Tetroser 2. Trisaccharider 2. Heteropolysaccharider

3. Pentoser 3. Tetrasaccharider

4. Hexoser

3. 4. Kulhydraters egenskaber.

Kulhydrater - fast krystallinsk hvidt stof, næsten alt smager sødt.

Næsten alle kulhydrater er meget opløselige i vand, og der dannes ægte opløsninger. Opløseligheden af ​​kulhydrater afhænger af massen (end mere masse, jo mindre opløseligt stof, for eksempel saccharose og stivelse) og struktur (jo mere forgrenet strukturen af ​​kulhydratet, jo dårligere er opløseligheden i vand, for eksempel stivelse og fibre).

Monosaccharider kan findes i to stereoisomere former: L-form (leavus - venstre) og D-form (dexter - højre). Disse former har de samme kemiske egenskaber, men adskiller sig i hydroxidgruppernes placering i forhold til molekylets akse og optisk aktivitet, dvs. rotere planet af polariseret lys, der passerer gennem deres opløsning gennem en bestemt vinkel. Desuden roterer planet af polariseret lys med en mængde, men ind modsatte retning. Lad os overveje dannelsen af ​​stereoisomerer ved at bruge eksemplet med glyceraldehyd:

Sno sno

MEN-S-N N-S- HAN

CH2OH CH2OH

L – form D – form

Ved fremstilling af monosaccharider under laboratorieforhold dannes stereoisomerer i forholdet 1:1; i kroppen sker syntese under påvirkning af enzymer, der nøje skelner mellem L-formen og D-formen. Da kun D-sukkere gennemgår syntese og nedbrydning i kroppen, forsvandt L-stereoisomerer gradvist i evolutionen (bestemmelsen af ​​sukkerarter i biologiske væsker ved hjælp af et polarimeter er baseret på dette).

Monosaccharider i vandige opløsninger kan interkonvertere, kaldes denne egenskab mutation.

HO-CH20=C-H

S O NEJ-S-N

N N N N-S-OH

S S NEJ-S-N

MEN HAN N HAN MEN-S-N

C CH2-OH

Alfaform Åben form af hexose

N N HAN

MEN HAN N N

Betta form.

I vandige opløsninger kan monomerer bestående af 5 eller flere atomer findes i cykliske (ring) alfa- eller betaformer og åbne (åbne) former, og deres forhold er 1:1. Oligo- og polysaccharider består af monomerer i cyklisk form. I den cykliske form er kulhydrater stabile og moloaktive, og i den åbne form er de meget reaktive.

Monosaccharider kan reduceres til alkoholer.

I åben form kan interagere med proteiner, lipider og nukleotider uden deltagelse af enzymer. Disse reaktioner kaldes glycation. Klinikken bruger en undersøgelse af niveauet af glykosyleret hæmoglobin eller fructosamin til at diagnosticere diabetes mellitus.

Monosaccharider kan danne estere. Af størst betydning er kulhydraters egenskab til at danne estere med fosforsyre, fordi for at indgå i stofskiftet skal kulhydratet blive til en fosforester, fx omdannes glucose til glucose-1-fosfat eller glucose-6-fosfat før oxidation.

Aldolaser har evnen til at reducere alkalisk miljø metaller fra deres oxider til oxid eller i fri tilstand. Denne egenskab bruges i laboratoriepraksis til at påvise aldoloser (glukose) i biologiske væsker. Oftest brugt Trommers reaktion hvor aldolose reducerer kobberoxid til oxid og i sig selv oxideres til gluconsyre (1 kulstofatom er oxideret).

CuSO4 + NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

Blå

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

Mursten rød farve

Monosaccharider kan ikke kun oxideres til syrer i Trommer-reaktionen. For eksempel, når det 6. kulstofatom i glucose oxideres, dannes der glucuronsyre i kroppen, som kombineres med giftig og dårlig opløselige stoffer, neutraliserer dem og gør dem opløselige, i denne form udskilles disse stoffer fra kroppen i urinen.

Monosaccharider kan kombineres med hinanden og danne polymerer. Den forbindelse, der opstår i dette tilfælde, kaldes glykosid, er den dannet af OH-gruppen i det første carbonatom i et monosaccharid og OH-gruppen i det fjerde (1,4-glykosidbinding) eller sjette carbonatom (1,6-glycosidbinding) af et andet monosaccharid. Derudover kan der dannes en alfa-glykosidbinding (mellem to alfa-former af et kulhydrat) eller en beta-glykosidbinding (mellem alfa- og beta-formerne af et kulhydrat).

Oligo- og polysaccharider kan undergå hydrolyse for at danne monomerer. Reaktionen sker på stedet for glykosidbindingen, og denne proces accelereres i et surt miljø. Enzymer i den menneskelige krop kan skelne mellem alfa- og beta-glykosidbindinger, så stivelse (har alfa-glykosidbindinger) fordøjes i tarmene, men fiber (har beta-glykosidbindinger) er det ikke.

Mono- og oligosaccharider kan undergå gæring: alkohol, mælkesyre, citronsyre, smørsyre.

Send dit gode arbejde i videnbasen er enkel. Brug formularen nedenfor

Godt arbejde til webstedet">

Studerende, kandidatstuderende, unge forskere, der bruger videnbasen i deres studier og arbejde, vil være dig meget taknemmelig.

Institut for Uddannelse i Astana

Polyteknisk Højskole

Kreativt arbejde

Emne: Kemi

Emne: "Kulhydrater"

• Indhold: 1
• Introduktion. 4
• 1 .Monosakkarider. 7
• Glukose. 7
• 7
• Fysiske egenskaber. 9
• Kemiske egenskaber. 9
• At opnå glukose. 10
• Brug af glukose. 10
• 11
• II. Disaccharider. 11
• saccharose. 12
• 12
• Fysiske egenskaber. 12
• Kemiske egenskaber. 12
• At opnå saccharose. 13
• Brug af saccharose. 14
• Findes i naturen og den menneskelige krop. 14
• III. Polysaccharider. 14
• Stivelse 14
• Basale koncepter. Molekyle struktur. 14
• Fysiske egenskaber. 15
• Kemiske egenskaber. 15
• At opnå stivelse. 15
• Anvendelse af stivelse. 15
• Findes i naturen og den menneskelige krop. 16
• Cellulose. 17
• Basale koncepter. Molekyle struktur. 17
• Fysiske egenskaber. 17
• Kemiske egenskaber. 17
• Fremstilling af cellulose. 18
• Anvendelse af cellulose. 18
• Findes i naturen og den menneskelige krop. 19
• Konklusion 21
• Ansøgninger. 22
• Referencer 33

Introduktion

Hver dag konfronteret med mange husholdningsartikler, mad, naturlige genstande, Produkter industriel produktion, tænker vi ikke over, at der er enkelte kemiske stoffer eller en kombination af disse stoffer rundt omkring. Ethvert stof har sin egen struktur og egenskaber. Siden sin optræden på Jorden har mennesket indtaget plantefødevarer indeholdende stivelse, frugter og grøntsager indeholdende glukose, saccharose og andre kulhydrater og brugt træ og andre plantegenstande, der hovedsageligt består af et andet naturligt polysaccharid - cellulose, til sine behov. Og først i begyndelsen af ​​det 19. århundrede. Det blev muligt at studere den kemiske sammensætning af naturlige højmolekylære stoffer og strukturen af ​​deres molekyler. De vigtigste opdagelser blev gjort i dette område.

I den enorme verden af ​​organisk stof er der forbindelser, der kan siges at være sammensat af kulstof og vand. De kaldes kulhydrater. Udtrykket "kulhydrater" blev først foreslået af en russisk kemiker fra Dorpat (nu Tartu) K. Schmidt i 1844. I 1811 var den russiske kemiker Konstantin Gottlieb Sigismund (1764-1833) den første til at opnå glucose ved hydrolyse af stivelse. Kulhydrater er udbredt i naturen og legen stor rolle i biologiske processer af levende organismer og mennesker.

Kulhydrater, afhængigt af deres struktur, kan opdeles i monosaccharider, disaccharider og polysaccharider: (se bilag 1)

1. Monosaccharider:

- glukose C6H12O6

-fruktose C6H12O6

- ribose C5H10O5

Af de seks-carbon monosaccharider er hexoser de fleste vigtig har glucose, fruktose og galactose.

Hvis to monosaccharider kombineres i et molekyle, kaldes forbindelsen et disaccharid.

2. Disakkarider:

-saccharose C12H22O11

Komplekse kulhydrater dannet af mange monosaccharider kaldes polysaccharider.

3. Polysaccharider:

- stivelse(C6H10O5)n

- cellulose(C6H10O5)n

Molekyler af monosaccharider kan indeholde fra 4 til 10 carbonatomer. Navnene på alle grupper af monosaccharider, såvel som navnene på individuelle repræsentanter, ender på - Oza. Derfor, afhængigt af antallet af kulstofatomer i molekylet, opdeles monosaccharider i tetroser, pentoser, hexoser etc. højeste værdi har hexoser og pentoser.

Klassificering af kulhydrater

Pentoser	Hexoser	Disaccharider	Polysaccharider
Glukose Ribose Deoxyribose Arabinose Xylose Lyxose Ribulose Xylulose	Glukose Galaktose Mannose Gulosa Idose Talosa Alloza Altroza Fruktose Sorbose Takatose Psykose Fucose Ramnoza	saccharose Laktose Trehalose Maltose Cellobiose Allolactose Gentiobiose Xylobiose Melibiose	Glykogen Stivelse Cellulose Chitin Amylose Amylopectin Stachylose Inulin Dextrin Pektiner

Dyr og mennesker er ikke i stand til at syntetisere sukker og få dem fra forskellige fødevarer af vegetabilsk oprindelse.

I planter kulhydrater dannes af kuldioxid og vand i processen kompleks reaktion fotosyntese udført af solenergi med deltagelse af grønt plantepigment - klorofyl.

1. Monosaccharider

Af de seks-carbon monosaccharider - hexoser - er glucose, fructose og galactose vigtige.

Glukose

Basale koncepter. Molekyle struktur. At etablere strukturformel glukosemolekyler, skal du kende dens kemiske egenskaber. Det er eksperimentelt bevist, at et mol glucose reagerer med fem mol eddikesyre at danne en ester. Det betyder, at der er fem hydroxylgrupper i et glukosemolekyle. Da glucose i en ammoniakopløsning af sølv(II)oxid giver en "sølvspejl"-reaktion, skal dets molekyle indeholde en aldehydgruppe.

Det er også eksperimentelt bevist, at glucose har en uforgrenet kulstofkæde. Baseret på disse data kan strukturen af ​​glukosemolekylet udtrykkes med følgende formel:

Som det kan ses af formlen, er glucose både en polyvalent alkohol og et aldehyd, dvs. en aldehyd alkohol.

Yderligere forskning viste, at ud over åbne kæder molekyler er glukose karakteriseret ved molekyler med en cyklisk struktur. Dette forklares ved, at glukosemolekyler, på grund af kulstofatomers rotation omkring bindinger, kan antage en buet form, og hydroxylgruppen i kulstof 5 kan nærme sig hydroxylgruppen. I sidstnævnte, under indflydelse af hydroxylgruppen, brydes β-bindingen. Et hydrogenatom tilsættes til den frie binding, og der dannes en seksleddet ring, hvori aldehydgruppen er fraværende. Det er blevet bevist, at der i en vandig opløsning er begge former for glucosemolekyler - aldehyd og cyklisk, mellem hvilke der etableres en kemisk ligevægt:

I åbenkædede glukosemolekyler kan aldehydgruppen rotere frit omkring α-bindingen, som er placeret mellem det første og det andet carbonatom. I cykliske molekyler er en sådan rotation ikke mulig. Af denne grund kan den cykliske form af et molekyle have en anden rumlig struktur:

en)?- form for glukose- hydroxylgrupper (-OH) ved det første og andet carbonatom er placeret på den ene side af ringen.

b)

c)b- form for glukose- Hydroxylgrupper er placeret på modsatte sider af molekylets ring.

Fysiske egenskaber. Glucose er et farveløst krystallinsk stof med en sød smag, meget opløseligt i vand. Krystalliserer fra en vandig opløsning. Mindre sødt sammenlignet med roesukker.

Kemiske egenskaber. Glucose har kemiske egenskaber, der er karakteristiske for alkoholer (hydroxyl (-OH) gruppe) og aldehyder (aldehyd gruppe (-CHO). Derudover har det også nogle specifikke egenskaber.

1. Egenskaber, der er karakteristiske for alkoholer:

a) interaktion med kobber(II)oxid:

C 6 H 12 O 6 + Cu(OH) 2 > C 6 H 10 O 6 C u + H 2 O

kobber(II)alkoxid

b) interaktion med carboxylsyrer til dannelse af estere (esterificeringsreaktion).

C 6 H 12 O 6 + 5CH 3 COOH> C 6 H 7 O 6 (CH 3 CO) 5

2. Egenskaber, der er karakteristiske for aldehyder

EN) interaktion med sølv(I)oxid i ammoniakopløsning ("sølvspejlreaktion") :

C 6 H 12 O 6 + Ag2O > C 6 H 12 O 7 + 2 Agv

glucose gluconsyre

b) reduktion (hydrogenering) - til hexavalent alkohol (sorbitol):

C6H12O6 + H2 > C6H14O6

glucosesorbitol

3. Specifikke reaktioner - gæring:

a) alkoholisk gæring (under påvirkning af gær) :

C6H12O6 > 2C2H5OH + 2CO2

glucose ethylalkohol

b) mælkesyregæring (under påvirkning af mælkesyrebakterier) :

С6Н12О6 > С3Н6О3

glukose mælkesyre

c) smørsyregæring :

C6H12O6 > C3H7COOH +2H2 +2CO2

glucose smørsyre

At opnå glukose. Den første syntese af de enkleste kulhydrater fra formaldehyd i nærværelse af calciumhydroxid blev udført af A.M. Butlerov i 1861:

sa(han)2

6HSON > C6H12O6

formaldehyd glucose

I produktionen opnås glucose oftest ved hydrolyse af stivelse i nærværelse af svovlsyre:

H 2 SO 4

(C6H10O5)n + nH2O > nC6H12O6

stivelse glucose

Brug af glukose. Glukose er et værdifuldt ernæringsprodukt. I kroppen gennemgår den komplekse biokemiske transformationer, som et resultat af hvilke den energi, der akkumuleres under fotosyntesen, frigives. En forenklet proces med glucoseoxidation i kroppen kan udtrykkes ved følgende ligning:

С6Н12О6 + 6О2>6СО2+6H 2 O+Q

Da glukose let optages af kroppen, bruges det i medicin som et styrkende middel. Glukose er meget udbredt i konfekture (fremstilling af marmelade, karamel, honningkager).

Glucosefermenteringsprocesser er af stor betydning. Så når fx surkål, agurker og mælk fermenteres, sker der mælkesyregæring af glukose ligesom ved ensilering af foder. Hvis massen, der udsættes for ensilering, ikke er tilstrækkelig komprimeret, sker smørsyregæringen under påvirkning af indtrængt luft, og foderet bliver uegnet til brug.

I praksis anvendes også alkoholisk gæring af glukose, for eksempel ved fremstilling af øl.

Forekomst i naturen og den menneskelige krop. I den menneskelige krop findes glukose i musklerne, i blodet og i små mængder i alle celler. Meget glukose findes i frugter, bær, blomsternektar, især i druer.

I naturen Glukose dannes i planter som et resultat af fotosyntese i nærvær af et grønt stof - klorofyl, der indeholder et magnesiumatom. Glukose findes i fri form i næsten alle organer af grønne planter. Det er der især meget af i druesaft, hvorfor glukose nogle gange kaldes for druesukker. Honning består hovedsageligt af en blanding af glukose og fructose.

2. Disaccharider

Disaccharider er krystallinske kulhydrater, hvis molekyler er bygget af de indbyrdes forbundne rester af to monosaccharidmolekyler.

De enkleste repræsentanter for disaccharider er almindeligt sukkerroer eller rørsukker - saccharose, maltsukker - maltose, mælkesukker - laktose og cellobiose. Alle disse disaccharider har den samme formel C12H22O11.

saccharose

Basale koncepter. Molekyle struktur. Det er blevet eksperimentelt bevist, at molekylformlen for saccharose er C12 H22 O11. Når du studerer saccharoses kemiske egenskaber, kan du se, at den er karakteriseret ved reaktionen af ​​polyvalente alkoholer: når den interagerer med kobber(II)hydroxid, dannes en lys blå opløsning. "Sølvspejl"-reaktionen med saccharose kan ikke udføres. Følgelig indeholder dets molekyle hydroxylgrupper, men intet aldehyd.

Men hvis en opløsning af saccharose opvarmes i nærværelse af salt- eller svovlsyre, så dannes der to stoffer, hvoraf det ene, ligesom aldehyder, reagerer med både en ammoniakopløsning af sølv(I)oxid og kobber(II)hydroxid. Denne reaktion beviser, at i nærvær af mineralsyrer undergår saccharose hydrolyse og resulterer i dannelsen af ​​glucose og fructose. Dette bekræfter, at saccharosemolekyler består af indbyrdes forbundne rester af glucose- og fructosemolekyler.

Fysiske egenskaber. Ren saccharose er et farveløst krystallinsk stof med en sød smag, meget opløseligt i vand.

Kemiske egenskaber. Den vigtigste egenskab ved disaccharider, som adskiller dem fra monosaccharider, er evnen til at hydrolysere i et surt miljø (eller under påvirkning af enzymer i kroppen):

C 12 H 22 O 11 + H2O> C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

saccharose glucose fructose

Glucosen dannet under hydrolyse kan detekteres ved "sølvspejl"-reaktionen eller ved at reagere med kobber(II)hydroxid.

At opnå saccharose. Saccharose C12 H22 O11 (sukker) fås hovedsagelig fra sukkerroer og sukkerrør. Under produktionen af ​​saccharose sker der ingen kemiske omdannelser, fordi det allerede er tilgængeligt i naturlige produkter. Det er kun isoleret fra disse produkter i en så ren form som muligt.

Processen med at udvinde saccharose fra sukkerroer:

Skrællede sukkerroer forvandles til tynde spåner i mekaniske roeskærere og anbringes i specielle beholdere - diffusorer, hvorigennem varmt vand ledes. Som et resultat vaskes næsten al saccharose ud af roerne, men sammen med det passerer forskellige syrer, proteiner og farvestoffer, der skal adskilles fra saccharose, ind i opløsningen.

Opløsningen dannet i diffusorerne behandles med kalkmælk.

C 12 H 22 O 11 + Ca(OH) 2 > C 12 H 22 O 11 2CaO H 2 O

Calciumhydroxid reagerer med de syrer, der er indeholdt i opløsningen. Da calciumsalte af de fleste organiske syrer er dårligt opløselige, udfældes de. Saccharose med calciumhydroxid danner et opløseligt saccharat af alkoholattypen - C 12 H 22 O 11 2CaO H 2 O

3. For at nedbryde det resulterende calciumsaccharat og neutralisere overskydende calciumhydroxid ledes carbonmonoxid (IV) gennem deres opløsning. Som et resultat udfældes calcium som carbonat:

C 12 H 22 O 11 2CaO H 2 O + 2CO 2 > C 12 H 22 O 11 + 2CaСO 3 v 2H 2 O

4. Opløsningen opnået efter udfældning af calciumcarbonat filtreres, inddampes derefter i et vakuumapparat, og sukkerkrystallerne adskilles ved centrifugering.

Det er dog ikke muligt at isolere alt sukkeret fra opløsningen. Tilbage er en brun opløsning (melasse), som stadig indeholder op til 50 % saccharose. Melasse bruges til at fremstille citronsyre og nogle andre produkter.

5. Det isolerede perlesukker har normalt en gullig farve, da det indeholder farvestoffer. For at adskille dem genopløses saccharose i vand, og den resulterende opløsning ledes gennem aktivt kul. Derefter inddampes opløsningen igen og udsættes for krystallisation. (se bilag 2)

Brug af saccharose. Saccharose bruges hovedsageligt som fødevareprodukt og i konfektureindustrien. Kunstig honning opnås fra det gennem hydrolyse.

Findes i naturen og den menneskelige krop. Saccharose er en del af saften af ​​sukkerroer (16 - 20%) og sukkerrør (14 - 26%). Det findes i små mængder sammen med glukose i frugterne og bladene af mange grønne planter.

3. Polysaccharider

Nogle kulhydrater er naturlige polymerer, der består af mange hundrede og endda tusindvis af monosaccharidenheder, der er en del af et makromolekyle. Derfor kaldes sådanne stoffer polysaccharider. De vigtigste blandt polysacchariderne er stivelse og cellulose. Begge produceres i planteceller fra glukose, hovedproduktet af fotosyntese.

Stivelse

Basale koncepter. Molekyle struktur. Det er eksperimentelt bevist, at den kemiske formel for stivelse er (C6 H10 O5)n, hvor P når op på flere tusinde. Stivelse er en naturlig polymer, hvis molekyler består af individuelle C6 H10 O5-enheder. Da der kun dannes glukose under hydrolysen af ​​stivelse, kan vi konkludere, at disse enheder er rester af molekyler ? - glukose.

Forskere var i stand til at bevise, at stivelsesmakromolekyler består af rester af cykliske glucosemolekyler. Processen med stivelsesdannelse kan repræsenteres som følger:

Derudover er det fastslået, at stivelse ikke kun består af lineære molekyler, men også af molekyler med en forgrenet struktur. Dette forklarer den granulære struktur af stivelse.

Fysiske egenskaber. Stivelse er et hvidt pulver, uopløseligt i koldt vand. I varmt vand svulmer det op og danner en pasta. I modsætning til mono- og oligosaccharider har polysaccharider ikke en sød smag.

Kemiske egenskaber.

1) Kvalitativ reaktion på stivelse.

En karakteristisk reaktion af stivelse er dens interaktion medthod. Hvis en jodopløsning tilsættes til en afkølet stivelsespasta, vises en blå farve. Når pastaen opvarmes, forsvinder den, og når den er afkølet, dukker den op igen. Denne egenskab bruges ved bestemmelse af stivelse i madvarer. For eksempel, hvis en dråbe jod lægges på en skåret kartoffel eller en skive hvidt brød, vises en blå farve.

2) Hydrolysereaktion:

(C 6 H 6 O 5) n + nH 2 O > nC 6 H 12 O 6

At opnå stivelse. Industrielt opnås stivelse hovedsageligt fra kartofler, ris eller majs.

Anvendelse af stivelse. Stivelse er et værdifuldt nærende produkt. For at lette dets absorption udsættes stivelsesholdige fødevarer for høje temperaturer, dvs. kartofler koges, brød bages. Under disse forhold sker der delvis hydrolyse af stivelse og dannelsen af dextriner, opløseligt i vand. Dextriner i fordøjelseskanalen undergår yderligere hydrolyse til glukose, som absorberes af kroppen. Overskydende glukose omdannes til glykogen(animalsk stivelse). Sammensætningen af ​​glykogen er den samme som stivelses, men dens molekyler er mere forgrenede. Leveren indeholder især meget glykogen (op til 10%). I kroppen er glykogen et reservestof, der omdannes til glukose, når det indtages i celler.

I industri stivelse omdannes ved hydrolyse til melasse Og glukose. For at gøre dette opvarmes det med fortyndet svovlsyre, hvis overskud derefter neutraliseres med kridt. Det resulterende bundfald af calciumsulfat frafiltreres, opløsningen inddampes, og glucose isoleres. Hvis stivelseshydrolyse ikke afsluttes, dannes en blanding af dextriner og glucose - melasse, som bruges i konfektureindustrien. Dextriner opnået fra stivelse bruges som lim til at fortykke maling, når der påføres design på stof.

Stivelse bruges til stivning af linned. Under et varmt jern hydrolyseres stivelse delvist og omdannes til dextriner. Sidstnævnte danner en tæt film på stoffet, som tilføjer glans til stoffet og beskytter det mod forurening.

Findes i naturen og den menneskelige krop. Stivelse, som er et af produkterne fra fotosyntese, er udbredt i naturen. Til forskellige planter det er et reservenæringsstof og findes hovedsageligt i frugter, frø og knolde. De rigeste kerner i stivelse er korn: ris (op til 86%), hvede (op til 75%), majs (op til 72%) og kartoffelknolde (op til 24%). I knolde flyder stivelseskorn i cellesaft, så kartofler er det vigtigste råmateriale til stivelsesproduktion. I korn er stivelsespartikler tæt limet sammen af ​​proteinstoffet gluten.

For den menneskelige krop stivelse, sammen med saccharose, fungerer som hovedleverandøren af ​​kulhydrater - en af væsentlige komponenter mad. Under påvirkning af enzymer hydrolyseres stivelse til glucose, som i cellerne oxideres til kuldioxid og vand, hvilket frigiver den energi, der er nødvendig for en levende organismes funktion. Blandt fødevareprodukter findes den største mængde stivelse i brød, pasta og andre melprodukter, korn og kartofler.

Cellulose

Det næstmest almindelige polysaccharid i naturen er cellulose eller fiber (se bilag 4).

Basale koncepter. Molekyle struktur.

Formlen for cellulose er ligesom stivelse (C 6 H 10 O 5) n; den elementære enhed af denne naturlige polymer er også glucoserester. Graden af ​​polymerisation af cellulose er meget større end for stivelse.

Cellulosemakromolekyler består i modsætning til stivelse af molekylære rester b-glukose og har kun en lineær struktur. Cellulosemakromolekyler er placeret i én retning og danner fibre (hør, bomuld, hamp).

Fysiske egenskaber. Ren cellulose er et fast hvidt stof med en fibrøs struktur. Det er uopløseligt i vand og organiske opløsningsmidler, men opløses godt i en ammoniakopløsning af kobber(II)hydroxid. Cellulose har som bekendt ikke en sød smag.

Kemiske egenskaber.

1) Forbrænding. Cellulose brænder let for at producere kuldioxid og vand.

(C 6 H 10 O 5) n + 6nO 2 > nCO 2 + nH 2 O + Q

2) Hydrolyse. I modsætning til stivelse er fiber svære at hydrolysere. Kun meget lang kogning i vandige opløsninger af stærke syrer fører til en mærkbar nedbrydning af makromolekylet til glucose:

(C6H10O5)n + nH2O > nC6H12O6

3) Dannelse af estere. Hver elementær enhed i cellulosemolekylet har tre hydroxylgrupper, som kan deltage i dannelsen af ​​estere med både organiske og uorganiske syrer.

Cellulosenitrater. Når cellulose behandles med en blanding af koncentreret salpetersyre og svovlsyre (nitreringsblanding), dannes cellulosenitrater. Afhængig af reaktionsbetingelserne og forholdet mellem de reagerende stoffer kan et produkt opnås med to (dinitrat) eller tre (trinitrat) hydroxylgrupper

Fremstilling af cellulose. Et eksempel på næsten ren cellulose er vat fremstillet af egreneret bomuld. Størstedelen af ​​cellulose er isoleret fra træ, hvori det er indeholdt sammen med andre stoffer. Den mest almindelige metode til fremstilling af cellulose i vores land er den såkaldte sulfitmetode. Ifølge denne metode opvarmes knust træ i nærværelse af en opløsning af calciumhydrosulfit eller natriumhydrosulfit i autoklaver ved et tryk på 0,5-0,6 MPa og en temperatur på 150 °C. I dette tilfælde ødelægges alle andre stoffer, og cellulose frigives i en forholdsvis ren form. Det vaskes med vand, tørres og sendes til videre behandling, mest til papirproduktion.

Anvendelse af cellulose. Cellulose er blevet brugt af mennesker siden meget oldtiden. Dens anvendelse er meget forskelligartet. Talrige kunstige fibre, polymerfilm, plast, røgfrit pulver og lakker er lavet af cellulose. En stor mængde cellulose bruges til at fremstille papir. Cellulose-esterificeringsprodukter er af stor betydning. Altså fx fra celluloseacetat modtage acetatsilke. For at gøre dette opløses triacetylcellulose i en blanding af dichlormethan og ethanol. Den resulterende viskøse opløsning tvinges gennem matricer - metalhætter med adskillige huller. Tynde stråler af opløsning sænkes ned i akslen, hvorigennem opvarmet luft passerer i modstrøm. Det resulterer i, at opløsningsmidlet fordamper, og triacetylcellulose frigives i form af lange tråde, som acetatsilke fremstilles af ved spinding.Celluloseacetat bruges også til fremstilling af ikke-brændbar film og organisk glas, der transmitterer ultraviolette stråler.

Trinitrocellulose(pyroxylin) bruges som sprængstof og til fremstilling af røgfrit krudt. For at gøre dette opløses trinitrocellulose i ethylacetat eller acetone. Efter at opløsningsmidlerne er fordampet, knuses den kompakte masse, og der opnås røgfrit pulver. Historisk set var det den første polymer, som industriel plastik - celluloid - blev fremstillet af. Tidligere blev pyroxylin brugt til at lave film og fotografiske film og lakker. Dens største ulempe er dens let antændelighed med dannelse af giftige nitrogenoxider.

Dinitrocellulose(colloxylin) bruges også til at opnå kollosion. Til disse formål opløses det i en blanding af alkohol og ether. Efter at opløsningsmidlerne er fordampet, dannes der en tæt film - collodion, der bruges i medicin. Dinitrocellulose bruges også til fremstilling af plast celluloid. Det fremstilles ved at fusionere di-nitrocellulose med kamfer.

Findes i naturen og den menneskelige krop. Cellulose er hoveddelen af ​​plantevægge. Relativt ren cellulose er fibre fra bomuld, jute og hamp. Træ indeholder fra 40 til 50% cellulose, halm - 30%. Plantecellulose tjener næringsstof for planteædere, hvis kroppe indeholder enzymer, der nedbryder fibre. Cellulose, ligesom stivelse, dannes i planter under reaktionen af ​​fotosyntese. Det er hovedkomponenten i membranen af ​​planteceller; Det er her navnet kommer fra - cellulose ("cellulose" - celle). Bomuldsfibre er næsten ren cellulose (op til 98%). Hør- og hampefibre består også hovedsageligt af cellulose. Træ indeholder cirka 50 %.

Konklusion

Kulhydraters biologiske betydning er meget stor:

1. Kulhydrater udfører en plastisk funktion, det vil sige, at de deltager i konstruktionen af ​​knogler, celler og enzymer. De udgør 2-3 % af vægten.

2. Kulhydrater udfører to hovedfunktioner: konstruktion og energi. Cellulose danner væggene i planteceller. Det komplekse polysaccharid chitin tjener som den vigtigste strukturelle komponent i leddyrs eksoskelet. Kitin udfører også en konstruktionsfunktion i svampe.

3. Kulhydrater er det vigtigste energisk materiale(cm.). Når 1 gram kulhydrater oxideres, frigives 4,1 kcal energi og 0,4 kcal vand. Stivelse i planter og glykogen i dyr aflejres i celler og tjener som energireserve.

4. Blodet indeholder (0,1-0,12%) glukose. Det osmotiske tryk i blodet afhænger af koncentrationen af ​​glukose.

5. Pentose (ribose og deoxyribose) er involveret i dannelsen af ​​ATP.

Kulhydrater er fremherskende i menneskers og dyrs daglige kost. Dyr modtager stivelse, fibre og saccharose. Kødædere får glykogen fra kød.

Daglige menneskelige behov i sukkerarter er omkring 500 gram, men det genopfyldes hovedsageligt på grund af stivelse indeholdt i brød, kartofler og pasta. Med en afbalanceret kost bør den daglige dosis af saccharose ikke overstige 75 gram (12 - 14 standard stykker sukker, inklusive det der bruges til madlavning).

Derudover spiller kulhydrater en væsentlig rolle i moderne industri - teknologier og produkter, der bruger kulhydrater, forurener ikke miljøet eller forårsager skade på det.

Ansøgninger.

Bilag 1:

Bilag 2

Historie om opdagelse og produktionroesukker

Indien betragtes som fødestedet for sukkerrør (ordet "sukker" "kommer også" fra Indien: "sakhara" på sproget fra et af de gamle folk på halvøen betød først blot "sand" og derefter "granuleret sukker") . Fra Indien blev denne plante eksporteret til Egypten og Persien; Derfra, gennem Venedig, kom sukker til europæiske lande. I lang tid det var meget dyrt og blev betragtet som en luksus.

Rødbeder er blevet dyrket siden oldtiden. I det gamle Assyrien og Babylon blev roer dyrket allerede 1,5 tusind år f.Kr. Kultiverede former for roer har været kendt i Mellemøsten siden det 8.-6. århundrede. f.Kr. Og i Egypten tjente roer som hovedføde for slaver. Ja, fra vilde former roer, takket være passende udvælgelse, blev sorter af foder, bord- og hvidroer gradvist skabt. De første sorter af sukkerroer blev udviklet fra hvide sorter af spiseroer.

Videnskabshistorikere forbinder udseendet af et nyt alternativ til sukkerrør, sukkerplante, med den epokegørende opdagelse af den tyske kemiker, medlem af det preussiske videnskabsakademi A.S. Marggraf (1705-1782). I en rapport på et møde i Berlins Videnskabsakademi i 1747 skitserede han resultaterne af eksperimenter med at opnå krystallinsk sukker fra roer.

Det resulterende sukker, som Marggraf hævdede, var ikke ringere i smag end rørsukker. Marggraf så dog ikke brede perspektiver for den praktiske anvendelse af hans opdagelse.

Videre i forskning og studier denne opdagelse Marggrafs elev gik - F.K. Achard (1753-1821). Siden 1784 tog han aktivt fat på forbedring, videreudvikling og implementering af sin lærers opdagelse i praksis.

Achard forstod udmærket, at en af ​​de de vigtigste forhold Succesen for en ny, meget lovende virksomhed er forbedring af råvarer - roer, dvs. øge dets sukkerindhold. Allerede i 1799 blev Achards værk kronet med succes. En ny gren af ​​dyrkede roer er dukket op - sukker. I 1801 byggede Achard på sin ejendom i Kuzern (Schlesien) en af ​​de første sukkerfabrikker i Europa, hvor han mestrede produktionen af ​​sukker fra roer.

En kommission sendt af Paris Academy of Sciences gennemførte en undersøgelse af Akhardov-anlægget og kom til den konklusion, at produktionen af ​​sukker fra roer var urentabel.

Kun de eneste engelske industrifolk på det tidspunkt, som var monopolister i produktion og salg af rørsukker, så sukkerroer som en alvorlig konkurrent og tilbød flere gange Achard store beløb på betingelse af, at han nægtede at udføre sit arbejde og offentligt erklærede nytteløst at producere sukker fra roer.

Men Achard, der troede fuldt og fast på løftet om den nye sukkerfabrik, gik ikke på kompromis.Siden 1806 har Frankrig opgivet produktionen af ​​sukker fra rør og gået over til roesukker, som med tiden blev mere og mere udbredt. Napoleon ydede stor støtte til dem, der viste et ønske om at dyrke roer og producere sukker fra dem, fordi... så i udviklingen af ​​et nyt erhverv en mulighed for en samtidig udvikling af landbrug og industri

En gammel russisk metode til at opnå sukker fra planter, der indeholder saccharose

Denne enkle metode til at opnå sukker er designet specielt til hjemmebrug. Metoden indeholder elementer af gamle russiske opskrifter til fremstilling af sukker, herunder brugen af ​​metoder, der blev foreslået tilbage i 1850-1854 af ingeniør Tolpygin. Råvarerne til fremstilling af sukker er sukkerholdige planter, der indeholder saccharose. For at få sukker skal du bruge bær, frugt, grøntsager med det største indhold sukker, dvs. den sødeste.

Sekvensen for at opnå sukker er som følger:

1. Produktslibning;

2. At få juice;

3. Adskillelse fra urenheder;

4. Kondensation af juice til sirup;

5. Ekstraktion af krystallinsk sukker.

Første fase: Så omdannelsen af ​​et sukkerholdigt produkt til sukker er baseret på at udvinde juice fra det.

Hvis du bruger møre frugter (jordbær, jordbær og andre bær), så skal du bare mos dem. Hvis det for eksempel er abrikoser eller ferskner, så skal de knækkes og gruberne fjernes. Hvis der bruges vandmelon eller melon, fjernes frugtens indhold fra skallen og frigøres fra frøene. Det anbefales også at friskplukke bær; læg frugterne i blød i 2-3 timer i forvejen for at øge juiceudbyttet. Er det sukkerroer, æbler eller gulerødder osv., knuses produktet til chips. Jo tyndere og længere chipsene er, desto flere faktorer fremmer deres afsugning. Gode ​​spåner anbefales med en strimmelbredde på 2-3 mm og en tykkelse på 1-1,5 mm.

Anden fase: Det knuste produkt fyldes med vand, indtil det er helt dækket og kogt ved en temperatur på 70-72 °C. Hvis temperaturen er under 70°C, dræbes mulige mikrober ikke; hvis den er over 72°C, begynder chipsene at blive bløde.

Tilberedningstid er 45-60 minutter under omrøring med en træspatel. Sukker fra spånerne går i vand, som bliver til saft. Spånerne efter sukkeret er udvundet af dem kaldes pulp. Saften presses ud af frugtkødet og frugtkødet fjernes.

Tredje fase: Den resulterende juice er mørk i farven og har et højt indhold af urenheder. Den mørke farve, hvis den ikke fjernes, overføres derefter til sukkerkrystaller. Hvis du fordamper vandet fra saften på dette tidspunkt, får du sukker, men det vil have smag, farve og lugt som det originale produkt. Saften er sur, så neutralisering er nødvendig. Hvis dette ikke gøres, vil saften skumme meget ved inddampning og derved komplicere denne proces. Den billigste måde at rense saften på er at behandle den med brændt læsket lime CA (OH) 2. Tilsæt lime til saften, opvarmet til 80-90 °C (i ekstreme tilfælde kan du bruge byggelime). Til 10 liter juice kræves cirka 0,5 kg lime. Lime skal tilsættes gradvist under konstant omrøring i saften. Lad opløsningen sidde i 10 minutter. Derefter skal kuldioxid CO 2 ledes gennem saften for at udfælde kalken. Du kan bruge kuldioxid fra dåser til husholdningssifoner (til fremstilling af kulsyreholdigt vand), industrielle gasflasker til saturatorer eller fra ildslukkere i OU- og ORP-serien. Gas fra en dåse tilføres gennem et rør til nederste del kar med varm juice. En sprøjte (diffusor) med mange små huller bør installeres for enden af ​​røret for mere effektiv brug gas Mere bedste resultat kan opnås ved samtidig omrøring af opløsningen. God gasforstøvning garanterer en høj gasudnyttelsesgrad og reducerer procestiden (ca. 10 minutter). Opløsningen skal bundfældes og derefter filtreres. Filtre, der bruger aktivt kul eller knoglekul, er mere effektive. Men i ekstreme tilfælde kan du bruge et stoffilter.

Til endelig afklaring af juice og fjernelse af lugten af ​​råvarer foreslår jeg en dokumenteret russisk metode. Svovldioxid SO2 skal ledes gennem saften. Det er vigtigt at udføre behandling med svovldioxid lige før fordampning, pga Gassens virkning påvirker også fordampningen, hvilket bidrager til mindre mørkfarvning af siruppen. Det er nødvendigt at have svovl. Ved opvarmning smelter svovl, og når det blandes med luft, dannes svovldioxid. De gamle mestre brugte to forseglede kar forbundet med et rør. Den ene indeholdt vand, den anden indeholdt svovl. Et andet rør kom ud af beholderen med svovl til diffusoren i bunden af ​​beholderen med juice. Når begge beholdere var opvarmede, fortrængte vanddamp, der passerede gennem røret, svovldioxid fra den 2. beholder og kom ind i diffusoren. Du kan tage den samme diffuser.

Denne ordning kan forenkles noget: Tag kun en beholder med svovl, tilslut en akvariekompressor eller en anden pumpe til dens indløbsrør og blæs luft gennem den gas, der akkumuleres i beholderen med svovl. Gasrensning skal udføres, indtil saften er fuldstændig klaret. For at fremskynde processen er det bedre at blande saften på samme tid. Svovldioxid fordamper uden spor fra opløsningen i en åben beholder, men du bør arbejde i et godt ventileret område.

Svovldioxid SO 2 er det bedste antiseptisk middel. Det korroderer stærkt metalredskaber, så emaljerede bør bruges. En meget stor fordel ved denne gas, som stort set opvejer dens ulemper, er evnen til helt at fjerne den fra produktet. Når et produkt behandlet med svovldioxid opvarmes, fordamper sidstnævnte og efterlader hverken lugt eller smag. Gas bruges i vid udstrækning i konservesfabrikker til konservering af forskellige produkter.

Svovl kan købes hos isenkræmmer eller i en havebutik sælges den der som "Garden Sulphur" - den indeholder 99,9% svovl. Hvis du ikke var i stand til at finde svovl, skal du ikke blive afskrækket. Dit sukker vil ikke være så hvidt, det vil bevare skyggen af ​​det originale produkt, men smagen bliver ikke værre end hvid.

Fjerde fase: Det næste trin er at tykne den rensede og affarvede juice til sirup. Det er nødvendigt at fjerne en stor mængde vand fra saften. Dette gøres bedst ved at inddampe saften på et russisk komfur, ved lav varme på komfuret, under ingen omstændigheder bringe siruppen i kog (for at undgå, at den bliver mørk).

Under fordampningsprocessen tykner siruppen mere og mere. Hvis et frø i form af flere gram indføres i en overmættet opløsning, der ikke har sukkerkrystaller flormelis, så vil det forårsage dannelsen af ​​nye krystaller. At bestemme tidspunktet for indføring af pulver i en opløsning er meget vigtigt og involverer følgende enkleste metode: en dråbe sirup, klemt mellem dine fingre, når du flytter dem fra hinanden, danner en tynd tråd (hår), så kommer tidspunktet for priming. For 10 liter sirup vil mængden af ​​frø være en halv teskefuld pulver. Hvis du tilføjer lidt pulver, bliver de resulterende sukkerkrystaller store; hvis du tilføjer for meget, bliver de små. Der dannes et tilstrækkeligt antal krystaller ca. 10-15 minutter efter podning. Yderligere krystallisation bør udføres med kontinuerlig afkøling og omrøring af produktet,

Det resulterende produkt kaldes "mascuite", det indeholder op til 7-10% vand og 50-60% krystalliseret sukker og interkrystallinsk væske (melasse).

Femte etape: Den næste operation er at adskille krystallerne fra melassen. Efter endt krystallisation skal hele massen tømmes i et klæde med en maskestørrelse på 0,3 mm, hængt i hjørnerne i en knude over en beholder til dræning af melassen. Prøv samtidig at presse massen ud. For at øge procentdelen af ​​sukkerudbyttet er det bedre at genbruge melasse som tilsætningsstof til sirup.

Sukker efter afdrypning af melassen opnås gullig farve. Dernæst kan du bruge gap-metoden, som fungerede godt i 1854 og blev foreslået af ingeniøren Tolpygin. Denne metode, der blev introduceret i Rusland, spredte sig hurtigt over hele verdens sukkerindustri og blev kaldt "russisk". Nu er metoden ufortjent glemt. Den består af dampning af massecuiten og giver dig mulighed for at opnå hvidt sukker af høj kvalitet. Kluden med sukker skal bindes tæt til et bassin med en lille mængde kogende vand. Dampen, der stiger, vil passere gennem sukkeret og rense det for hvid melasse. Det resulterende hvide sukker, selvom det er vådt at røre ved, vil klumpe under opbevaring og blive til en fast klump. Derfor bør sukker tørres inden langtidsopbevaring.

Egenskaber ved sukkerproduktion

Sukkerproduktion refererer til kontinuerlig mekaniseret produktion med en høj grad af automatisering af hovedprocesserne.

En særegenhed ved sukkerfabrikkernes territoriale placering er deres strenge forbindelse til de områder, der er sået med sukkerroer, da transport af roer over lange afstande er økonomisk ineffektivt. I nogle tilfælde, sukkerfabrikker har deres egne dyrkede arealer beliggende direkte i nærheden af ​​virksomheden. Affald fra sukkerindustrien (pulp, destillation, afføringsmudder) kan bruges som gødning og i nogle tilfælde som foder til husdyr.

Bilag 3

Kulhydrater er den vigtigste energikilde i kroppen

Af alle de næringsstoffer, som mennesker indtager, er kulhydrater uden tvivl den vigtigste energikilde. I gennemsnit tegner de sig for 50 til 70 % af kalorieindholdet i daglige diæter. På trods af det faktum, at en person indtager betydeligt flere kulhydrater end fedt og proteiner, er deres reserver i kroppen små. Det betyder, at kroppen skal forsynes med dem regelmæssigt.

De vigtigste kulhydrater i fødevarer er komplekse sukkerarter, de såkaldte polysaccharider: stivelse og glykogen, bygget af et stort antal glukoserester. Glukose i sig selv findes i store mængder i druer og søde frugter. Ud over glukose indeholder honning og frugt betydelige mængder fructose. Det almindelige sukker, som vi køber i butikkerne, er et disaccharid, da dets molekyle er opbygget af glucose og fruktoserester. Mælk og mejeriprodukter indeholder store mængder mindre sødt mælkesukker - laktose, som sammen med glukose også indeholder monosaccharidet galactose.

Kulhydratbehovet er meget i høj grad afhænger af kroppens energiforbrug. I gennemsnit for en voksen mand, der primært er engageret i mentalt eller let fysisk arbejde, varierer det daglige behov for kulhydrater fra 300 til 500 g. For manuelle arbejdere og atleter er det meget højere. I modsætning til proteiner og i et vist omfang fedt, kan mængden af ​​kulhydrater i kosten reduceres markant uden skade på helbredet. De, der ønsker at tabe sig, bør være opmærksomme på dette: Kulhydrater har hovedsageligt energiværdi. Når 1 g kulhydrater oxideres, frigives 4,0 - 4,2 kcal i kroppen. Derfor er det på deres bekostning nemmest at regulere kalorieindtaget.

Hvilke fødevarer bør betragtes som de vigtigste kilder til kulhydrater? Mange vegetabilske fødevarer er rigest på kulhydrater: brød, korn, pasta, kartofler. Sukker er et rent kulhydrat. Honning, afhængigt af dens oprindelse, indeholder 70-80% mono- og disaccharider. Dens høje sødme skyldes det betydelige indhold af fructose, hvis søde egenskaber er cirka 2,5 gange højere end glucose og 1,5 gange højere end saccharose. Slik, kager, kager, marmelade, is og andet slik er de mest attraktive kilder til kulhydrater og udgør en utvivlsom fare for mennesker, der tager på i vægt. Et karakteristisk træk ved disse produkter er deres høje kalorieindhold og lave indhold af essentielle ernæringsfaktorer.

Nært beslægtet med gruppen af ​​kulhydrater er dem, der findes i de fleste planteprodukter, stoffer, der absorberes dårligt af den menneskelige krop - fibre og pektiner.

Vigtige kilder til kulhydrater

Produkter
rugbrød
Hvedebrød
Boghvede
Semulje
Kartoffel
Hvidkål
Drue

Bilag 4

Cellulose er et polysaccharid, der er en del af plantecellernes massive membraner. Store mængder findes i mange grøntsager, frugter, blade og stængler af planter. Kun en lille del af fibre kan fordøjes i menneskekroppen under påvirkning af mikroorganismer i tarmene. Derfor passerer fibre og pektiner for det meste uændret gennem mave-tarmkanalen. Men de spiller en vigtig rolle - madmasser bevæger sig hurtigere langs tarmene. På grund af dette rådes dem, der ønsker at tabe sig, til at spise masser af grøntsager og frugter. Store mængder ballaststoffer er indeholdt i fuldkornsbrød, som allerede nævnt, i forskellige grøntsager og frugter, især rødbeder, gulerødder og svesker.

Referencer

1. Organisk kemi: Pædagogisk publikation for 10. klasse. gns. skole - Moskva, oplysning, 1993

2. Elektronisk encyklopædi af Cyril og Methodius, 2004.

3. Skoleelevs håndbog, bind II, Amphora, 2002.

4. Internetsider: søgemaskiner www. nigma. ru, www. vandrer. ru.

5. Biologi. Introduktion til generel biologi og økologi. 9. klasse. (2003). "Bustard" A.A.

Lignende dokumenter

Organisk stof, som omfatter kulstof, oxygen og brint. Generel formel for den kemiske sammensætning af kulhydrater. Struktur og kemiske egenskaber af monosaccharider, disaccharider og polysaccharider. De vigtigste funktioner af kulhydrater i den menneskelige krop.

præsentation, tilføjet 23.10.2016


Formel for kulhydrater, deres klassificering. Grundlæggende funktioner af kulhydrater. Syntese af kulhydrater fra formaldehyd. Egenskaber af monosaccharider, disaccharider, polysaccharider. Hydrolyse af stivelse under påvirkning af enzymer indeholdt i malt. Alkohol og mælkesyregæring.

præsentation, tilføjet 20/01/2015


generelle karakteristika, klassificering og nomenklatur af monosaccharider, strukturen af ​​deres molekyler, stereoisomerisme og konformation. Fysiske og kemiske egenskaber, oxidation og reduktion af glucose og fructose. Dannelse af oximer, glycosider og chelatkomplekser.

kursusarbejde, tilføjet 24/08/2014


Opbygningen af ​​kulhydrater. Mekanismen for transmembran transport af glucose og andre monosaccharider i cellen. Monosaccharider og oligosaccharider. Mekanismen for absorption af monosaccharider i tarmen. Fosforylering af glucose. Dephosphorylering af glucose-6-phosphat. Glykogensyntese.

præsentation, tilføjet 22.12.2014


Klassificering af kulhydrater (monosaccharider, oligosaccharider, polysaccharider) som de mest almindelige organiske forbindelser. Stoffets kemiske egenskaber, dets rolle i ernæring som hovedkilden til energi, egenskaber og sted for glukose i menneskelivet.

abstract, tilføjet 20/12/2010


Den generelle formel for kulhydrater, deres primære biokemiske betydning, udbredelse i naturen og rolle i menneskets liv. Typer af kulhydrater efter kemisk struktur: simple og komplekse (mono- og polysaccharider). Syntese af kulhydrater fra formaldehyd.

test, tilføjet 24/01/2011


Kulhydrater er kulhydrater. De enkleste kulhydrater kaldes monosaccharider, og hvis hydrolyse producerer to molekyler af monosaccharider, kaldes disaccharider. Et almindeligt monosaccharid er D-glucose. Omdannelsen af ​​kulhydrater sker ved epimerisering.

abstrakt, tilføjet 02/03/2009


abstrakt, tilføjet 21/02/2009


Begrebet heterocykliske forbindelser, deres essens og karakteristika, grundlæggende kemiske egenskaber og generel formel. Klassificering af heterocykliske forbindelser, sorter, karakteristiske træk og fremstillingsmetoder. Elektrofile substitutionsreaktioner.

abstrakt, tilføjet 21/02/2009


Undersøgelse af struktur, klassificering og fysiske og kemiske egenskaber kulhydrater. Monosacchariders rolle i respirationsprocessen og fotosyntesen. Fructoses og galactoses biologiske rolle. Fysiologisk rolle af aldose eller ketose. Fysiske og kemiske egenskaber af monosaccharider.