Szénhidrátok - a szénhidrátok szerkezete és eloszlása. A monoszacharidok kémiai tulajdonságai - redoxireakciók, monoszacharidok észterei, glikozidok. Komplex szénhidrátok és tulajdonságaik. Szénhidrát bioszintézis és anyagcsere. A szénhidrátok biológiai jelentősége.
Szénhidrátok - természetes szerves anyagok, amelyek C-, H- és O-atomokból állnak. Kémiai szempontból hidroxi-aldehidek vagy hidroxi-ketonok.
A természetben a szénhidrátok nagy jelentőséggel bírnak:
Ø a növényi és állati testek, sejtek és szövetek egy része
Ø nukleinsav építőelem (NK)
Ø energiaforrás
Ø tartalékanyagok a testben
A természetben egy komplex biokémiai eljárással alakulnak ki - fotoszintézis.
Fotoszintézis előbb felmerül szénhidrát glükóz, amely a növényekben főleg átalakul poliszacharidok keményítő és cellulóz . A keményítő egy olyan tárolóanyag, amelyből a növény az életfolyamatokhoz szükséges energiát meríti, a cellulózra a növénynek szüksége van a növekedéséhez.
A szénhidrátok egyre fogynak növényi táplálékkal az állatok testébe . Emésztéssel a poliszacharidok lehasadnak glükóz, amely a test energiaforrása . A glükóz oxidálódik és vízzé és szén-dioxiddá alakul. A szén-dioxid felszabadul a levegőbe, és a reakció során felszabaduló energiát az életfolyamatok során fogyasztják.
Szénhidrát-elválasztás:
1. A monoszacharid egységek száma szerint:
a) monoszacharidok - 3–9 C atom van a molekulában, és hidrolizálva már nem bomlanak egyszerűbb szénhidrátokká
b) oligoszacharidok - 2-10 monoszacharidból állnak, és hidrolízissel egyszerűbb szénhidrátokra (monoszacharidokra) bomlanak
c) poliszacharidok - több mint 10 monoszacharid egységet tartalmaznak a molekulában
2. a funkcionális csoport szerint tartalmazzák:
a) aldózisok - a molekulában tartalmaz -CHO aldehidcsoportot
b) ketózis - a molekulában tartalmaz egy -CO-ketocsoportot-
3. a szénatomok száma szerint:
a) triózisok - tartalmazzon 3C-ot
b) tetrosis - tartalmazzon 4C-t
c) pentózisok - 5C-t tartalmaz
d) hexózok - tartalmazzon 6C-ot
e) heptózisok - tartalmaz 7C-t .
A szénhidrátok tulajdonságai
Monoszacharidok és oligoszacharidok fehér kristályos anyagok, vízben jól oldódnak. Édes ízük van, ezért cukroknak hívják őket. Poliszacharidok vízben nem oldódnak és nincs édes íze. Az összes királis szénatomot tartalmazó szénhidrát optikailag aktív anyag (a királis szén különböző atomokkal vagy csoportokkal rendelkezik, amelyek mind a négy egyes kötéshez kapcsolódnak, és csillaggal jelöljük).
Jelentős monoszacharidok:
Ribóz - a pentózisokhoz tartozik, az NK része
Glükóz - glükóz
Ø fehér, édes, kristályos anyag, vízben jól oldódik
Ø a levegőhöz való hozzáférés nélkül fermentációval etanollá és szén-dioxiddá alakul
Ø található zöldséglé, gyümölcs, méz (50%) és állati vér
Ø iparilag keményítő hidrolízisével előállítva
Ø a vércukorszintet a glikémia jelzi (egészséges embereknél a 3,3 - 5,6 mmol/l tartományban van)
Ø van könnyen emészthető, ezért az orvostudományban mesterséges táplálékként használják
Fruktóz - gyümölcscukor
Ø színtelen kristályok
Ø az összes cukor közül a legédesebb
Ø található gyümölcs és méz (50%)
Az Ø könnyen emészthető és felhasználható édesítő étel cukorbetegeknek
Jelentős oligoszacharidok:
Az oligoszacharidok közül ezek a legfontosabbak diszacharidok . A diszacharid-molekulák két monoszacharid-molekula glikozidos kötéssel történő összekapcsolásával jönnek létre.
Szacharóz - nád- vagy répacukor
RÓL RŐL a legfontosabb diszacharid, a növények szinte minden gyümölcsében és sok növényi gyümölcslében megtalálható
Ø cukorrépából vagy cukornádból nyerik
Ø a színtelen kristályok melegítéssel barna karamellává válnak, vízben jól oldódnak
Az Ø egy glükózmolekulából és egy fruktózmolekulából áll
Ø Édesítőszerként használják az élelmiszeriparban és a cukortermelésben
Malátacukor - malátacukor
A Ø keményítőből képződik a csírázó magokban lévő enzimek hatására
Az Ø két glükózmolekulából áll
Ø nem fermentálható
Ø használt a sörgyártásban
Laktóz - tejcukor
Ø az emlősök tejében található
Ø gyártáshoz használt bébiétel és gyermekgyógyászat
Jelentős poliszacharidok
A poliszacharidok természetes makromolekuláris anyagok, amelyek nagyszámú monoszacharid egységből állnak. A legfontosabbak keményítő, cellulóz, glikogén . A poliszacharidok nem kristályosodnak, nagyon nehezen oldódnak fel vízben, és nincs édes ízük.
RÓL RŐL Készlet növényi anyag, főleg gumókban és gyümölcsökben található meg
Ø szemcsés szerkezetű
Ø iparilag burgonyából és gabonából előállítva
Ø két komponensből áll - az amilóz - a keményítő körülbelül ötödét teszi ki és forró vízben oldódik
- amilopektin - vízben nem oldódik
Ø használt glükóz, etanol, porporok, folyékony porok, ragasztók gyártása a textiliparban, amikor kemencét keményítenek stb.
Ø legtisztább formájában pamutszálakban van
Ø is megkapja fából, lenből, kenderből, jutából stb. .
Ø használatos papír, fonal, lakkok, műanyagok, robbanóanyagok gyártása
Ø A tiszta cellulóz vatta és szűrőpapír
Ø cellulózgyártás
RÓL RŐL állati állomány
Ø elsősorban a májban található
Ø ha szükséges gyorsan glükózra bomlik, amely átjut a vérbe