Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Odeljenje za obrazovanje, Astana

Politehnički fakultet

kreativni rad

Predmet: Hemija

Tema: "Ugljeni hidrati"

• sadržaj: 1
• Uvod. 4
• 1 .Monosaharidi. 7
• Glukoza. 7
• 7
• fizička svojstva. 9
• Hemijska svojstva. 9
• Dobijanje glukoze. 10
• Upotreba glukoze. 10
• 11
• II. Disaharidi. 11
• Saharoza. 12
• 12
• fizička svojstva. 12
• Hemijska svojstva. 12
• Dobivanje saharoze. 13
• Upotreba saharoze. 14
• Nalazi se u prirodi i ljudskom tijelu. 14
• III. Polisaharidi. 14
• Škrob 14
• Osnovni koncepti. Struktura molekula. 14
• fizička svojstva. 15
• Hemijska svojstva. 15
• Dobivanje skroba. 15
• Primjena škroba. 15
• Nalazi se u prirodi i ljudskom tijelu. 16
• Celuloza. 17
• Osnovni koncepti. Struktura molekula. 17
• fizička svojstva. 17
• Hemijska svojstva. 17
• Dobivanje celuloze. 18
• Upotreba celuloze. 18
• Nalazi se u prirodi i ljudskom tijelu. 19
• Zaključak 21
• Prijave. 22
• Reference 33

Uvod

Svakodnevno suočeni sa raznim kućnim potrepštinama, hranom, prirodnim predmetima, industrijskim proizvodima, ne razmišljamo o tome da su pojedinačne hemikalije ili kombinacija ovih supstanci svuda unaokolo. Svaka tvar ima svoju strukturu i svojstva. Čovjek je od trenutka svog pojavljivanja na Zemlji konzumirao biljnu hranu koja sadrži škrob, voće i povrće koje sadrži glukozu, saharozu i druge ugljikohidrate, koristio je drvo i druge biljne predmete za svoje potrebe, uglavnom od drugog prirodnog polisaharida - celuloze. I to tek početkom XIX veka. postalo je moguće proučavati hemijski sastav prirodnih makromolekularnih supstanci, strukturu njihovih molekula. U ovoj oblasti su napravljena važna otkrića.

U ogromnom svijetu organske tvari postoje jedinjenja za koja se može reći da se sastoje od ugljika i vode. Zovu se ugljikohidrati. Termin "ugljikohidrati" prvi je predložio ruski hemičar iz Dorpata (sada Tartu) K. Schmidt 1844. godine. Godine 1811. ruski hemičar Konstantin Gottlieb Sigismund (1764-1833) prvi je dobio glukozu hidrolizom skroba. Ugljikohidrati su široko rasprostranjeni u prirodi i igraju važnu ulogu u biološkim procesima živih organizama i ljudi.

Ugljikohidrati se, ovisno o strukturi, mogu podijeliti na monosaharidi, disaharidi i polisaharidi: (vidi Dodatak 1)

1. Monosaharidi:

- glukoze C 6 H 12 O 6

-fruktoza C 6 H 12 O 6

- riboza C 5 H 10 O 5

Od šestougljičnih monosaharida - heksoze - najvažnije su glukoza, fruktoza i galaktoza.

Ako se dva monosaharida spoje u jednu molekulu, takav spoj se naziva disaharid.

2. Disaharidi:

-saharoza C 12 H 22 O 11

Složeni ugljikohidrati formirani od mnogih monosaharida nazivaju se polisaharidi.

3. Polisaharidi:

- skrob(C 6 H 10 O 5) n

- celuloza(C 6 H 10 O 5) n

Molekuli monosaharida mogu sadržavati od 4 do 10 atoma ugljika. Imena svih grupa monosaharida, kao i imena pojedinih predstavnika, završavaju se na - oz. Prema tome, ovisno o broju atoma ugljika u molekuli, monosaharidi se dijele na tetroze, pentoze, heksoze itd. heksoze i pentoze su od najveće važnosti.

Klasifikacija ugljikohidrata

Pentoze	Heksoze	disaharidi	Polisaharidi
Glukoza Riboza Deoksiriboza arabinoze Ksiloza Lixose ribuloza ksiluloza	Glukoza Galaktoza Manoza Guloza Idoza Talosa Alloza Altroza Fruktoza Sorbosa Takatosa Psikoza fucose Rhamnoza	saharoza Laktoza Trehaloza Maltoza Cellobiose alolaktoza Gentiobiosis Ksilobioza melibiosa	Glikogen Škrob Celuloza Chitin amiloza amilopektin stahiloza Inulin Dekstrin Pektini

Životinje i čovjek nisu u stanju sintetizirati šećere i dobiti ih raznim prehrambenim proizvodima biljnog porijekla.

U biljkama ugljikohidrati nastaju iz ugljičnog dioksida i vode u procesu složene reakcije fotosinteze koju provodi sunčeva energija uz sudjelovanje zelenog pigmenta biljaka - hlorofil.

1. Monosaharidi

Od šestougljičnih monosaharida - heksoza - važne su glukoza, fruktoza i galaktoza.

Glukoza

Osnovni koncepti. Struktura molekula. Za utvrđivanje strukturne formule molekule glukoze potrebno je poznavati njena hemijska svojstva. Eksperimentalno je dokazano da jedan mol glukoze reaguje sa pet molova octene kiseline da nastane estar. To znači da postoji pet hidroksilnih grupa u molekulu glukoze. Budući da glukoza u amonijačnom rastvoru srebrnog oksida (II) daje reakciju „srebrnog ogledala“, njen molekul mora sadržavati aldehidnu grupu.

Empirijski je također pokazano da glukoza ima nerazgranati ugljikov lanac. Na osnovu ovih podataka, struktura molekula glukoze može se izraziti sljedećom formulom:

Kao što se može vidjeti iz formule, glukoza je i polihidrični alkohol i aldehid, odnosno aldehidni alkohol.

Dalja istraživanja su pokazala da su pored molekula s otvorenim lancem, za glukozu karakteristični i molekuli ciklične strukture. To je zbog činjenice da molekuli glukoze, zbog rotacije atoma ugljika oko veza, mogu poprimiti savijeni oblik i hidroksilna grupa od 5 ugljika može se približiti hidroksilnoj grupi. U potonjem, pod djelovanjem hidroksilne grupe dolazi do prekida α-veze. Slobodnoj vezi se dodaje atom vodika i formira se šestočlani prsten u kojem aldehidna grupa nema. Dokazano je da u vodenom rastvoru postoje oba oblika molekula glukoze - aldehidni i ciklični, između kojih se uspostavlja hemijska ravnoteža:

U molekulama glukoze otvorenog lanca, aldehidna grupa može slobodno rotirati oko α-veze, koja se nalazi između prvog i drugog atoma ugljika. U cikličkim molekulima takva rotacija nije moguća. Iz tog razloga, ciklički oblik molekula može imati drugačiju prostornu strukturu:

a)?- oblik glukoze- hidroksilne grupe (-OH) na prvom i drugom atomu ugljika nalaze se na jednoj strani prstena.

b)

c)b- oblik glukoze- hidroksilne grupe se nalaze na suprotnim stranama prstena molekule.

Fizička svojstva. Glukoza je bezbojna kristalna supstanca slatkog ukusa, veoma rastvorljiva u vodi. Kristalizira iz vodenog rastvora. Manje slatko od šećera od cvekle.

Hemijska svojstva. Glukoza ima hemijska svojstva alkohola (hidroksilna (-OH) grupa) i aldehida (aldehidna grupa (-CHO)) Osim toga, ima i neka specifična svojstva.

1. Svojstva karakteristična za alkohole:

a) interakcija sa bakar (II) oksidom:

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

bakar(II) alkoholat

b) interakcija sa karboksilnim kiselinama za stvaranje estera (reakcija esterifikacije).

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

2. Svojstva karakteristična za aldehide

a) interakcija sa srebrnim oksidom (I) u otopini amonijaka (reakcija "srebrnog ogledala") :

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

glukoza glukonska kiselina

b) redukcija (hidrogenacija) - do šestohidričnog alkohola (sorbitola):

C 6 H 12 O 6 + H 2 > C 6 H 14 O 6

glukoza sorbitol

3. Specifične reakcije - fermentacija:

a) alkoholno vrenje (djelovanjem kvasca) :

C6H12O6 > 2C2H5OH + 2CO2

glukoza etil alkohol

b) mliječna fermentacija (pod djelovanjem bakterija mliječne kiseline) :

S6N12O6 > S3N6O3

glukoza mliječna kiselina

c) maslačna fermentacija :

S6N12O6 > S3N7SOON + 2N2 + 2SO2

glukoza maslačna kiselina

Dobijanje glukoze. Prvu sintezu najjednostavnijih ugljikohidrata iz formaldehida u prisustvu kalcijum hidroksida izveo je A.M. Butlerov 1861.

sa(he)2

6HSON > C6H12O6

lukoza formaldehid

U proizvodnji se glukoza najčešće dobija hidrolizom škroba u prisustvu sumporne kiseline:

H 2 SO 4

(S6N10O5)n + nN2O > nC6H12O6

glukozni skrob

Upotreba glukoze. Glukoza je vrijedan nutritivni proizvod. U tijelu se podvrgava složenim biohemijskim transformacijama, uslijed čega se oslobađa energija koja se nakupila u procesu fotosinteze. Pojednostavljeno, proces oksidacije glukoze u tijelu može se izraziti sljedećom jednadžbom:

C6H12O6 + 6O2> 6CO2 + 6H 2 O + Q

Budući da se glukoza lako apsorbira u tijelu, koristi se u medicini kao sredstvo za jačanje. Glukoza se široko koristi u slastičarstvu (marmelada, karamela, medenjaci).

Od velikog značaja su procesi fermentacije glukoze. Tako, na primjer, kod kiseljenja kupusa, krastavaca, mlijeka dolazi do mliječne fermentacije glukoze, baš kao i kod siliranja hrane. Ako masa koja se silira nije dovoljno zbijena, dolazi do maslačne fermentacije pod uticajem infiltriranog vazduha i hrana postaje neprikladna za upotrebu.

U praksi se koristi i alkoholna fermentacija glukoze, na primjer, u proizvodnji piva.

Boravak u prirodi i ljudskom tijelu. U ljudskom tijelu, glukoza se nalazi u mišićima, u krvi iu malim količinama u svim stanicama. Mnogo glukoze se nalazi u voću, bobičastom voću, cvjetnom nektaru, posebno u grožđu.

U prirodi Glukoza nastaje u biljkama kao rezultat fotosinteze u prisustvu zelene tvari - klorofila, koja sadrži atom magnezija. U slobodnom obliku, glukoza se nalazi u gotovo svim organima zelenih biljaka. Posebno ga ima u soku od grožđa, zbog čega se glukoza ponekad naziva grožđanim šećerom. Med se uglavnom sastoji od mješavine glukoze i fruktoze.

2. Disaharidi

Disaharidi su kristalni ugljikohidrati, čiji su molekuli izgrađeni od ostataka dva molekula monosaharida spojenih zajedno.

Najjednostavniji predstavnici disaharida su obični šećer od repe ili trske - saharoza, sladni šećer - maltoza, mliječni šećer - laktoza i celobioza. Svi ovi disaharidi imaju istu formulu C12H22O11.

saharoza

Osnovni koncepti. Struktura molekula. Eksperimentalno je dokazano da je molekulska formula saharoze C12 H22 O11. Prilikom proučavanja kemijskih svojstava saharoze, može se uvjeriti da je karakterizira reakcija polihidričnih alkohola: pri interakciji s bakar (II) hidroksidom nastaje svijetloplava otopina. Reakcija "srebrnog ogledala" sa saharozom ne uspijeva. Dakle, njegova molekula sadrži hidroksilne grupe, ali ne sadrži aldehid.

Ali ako se otopina saharoze zagrije u prisutnosti klorovodične ili sumporne kiseline, tada nastaju dvije tvari, od kojih jedna, poput aldehida, reagira i s amonijačnom otopinom srebrnog (I) oksida i s bakrenim (II) hidroksidom. Ova reakcija dokazuje da u prisustvu mineralnih kiselina saharoza prolazi kroz hidrolizu i kao rezultat nastaju glukoza i fruktoza. Ovo potvrđuje da se molekule saharoze sastoje od međusobno povezanih ostataka molekula glukoze i fruktoze.

fizička svojstva. Čista saharoza je bezbojna kristalna supstanca slatkog ukusa, veoma rastvorljiva u vodi.

Hemijska svojstva. Glavno svojstvo disaharida, koje ih razlikuje od monosaharida, je sposobnost hidrolize u kiseloj sredini (ili pod djelovanjem enzima u tijelu):

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

saharoza glukoza fruktoza

Glukoza nastala tokom hidrolize može se detektovati reakcijom "srebrnog ogledala" ili njenom interakcijom sa bakar (II) hidroksidom.

Dobivanje saharoze. Saharoza C12 H22 O11 (šećer) se uglavnom dobija iz šećerne repe i šećerne trske. U proizvodnji saharoze ne dolazi do hemijskih transformacija, jer je već prisutna u prirodnim proizvodima. Izoluje se samo od ovih proizvoda što je moguće čistije.

Proces izolacije saharoze iz šećerne repe:

Oguljena šećerna repa se u mehaničkim rezačima za repu pretvara u tanke strugotine i stavlja u posebne posude - difuzore kroz koje prolazi topla voda. Kao rezultat toga, gotovo sva saharoza se ispere iz repe, ali s njom u otopinu prelaze različite kiseline, proteini i tvari za bojenje, koje se moraju odvojiti od saharoze.

Rastvor formiran u difuzorima tretira se krečnim mlijekom.

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

Kalcijum hidroksid reaguje sa kiselinama sadržanim u rastvoru. Pošto su kalcijeve soli većine organskih kiselina slabo rastvorljive, one se talože. Saharoza, s druge strane, sa kalcijum hidroksidom stvara rastvorljivu saharozu tipa alkoholata - C 12 H 22 O 11 2 CaO H 2 O

3. Za razgradnju nastale kalcijum saharoze i neutralizaciju viška kalcijum hidroksida, ugljični monoksid (IV) se propušta kroz njihov rastvor. Kao rezultat, kalcij se taloži u obliku karbonata:

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

4. Rastvor dobijen nakon taloženja kalcijum karbonata se filtrira, zatim upari u vakuum aparatu i kristali šećera se odvajaju centrifugiranjem.

Međutim, nije moguće izolovati sav šećer iz otopine. Ostaje smeđi rastvor (melasa) koji sadrži do 50% saharoze. Melasa se koristi za proizvodnju limunske kiseline i nekih drugih proizvoda.

5. Izolirani granulirani šećer obično ima žućkastu boju, jer sadrži boju. Da bi se odvojili, saharoza se ponovno otopi u vodi i dobivena otopina se propušta kroz aktivni ugalj. Zatim se rastvor ponovo ispari i podvrgne kristalizaciji. (vidi aneks 2)

Upotreba saharoze. Saharoza se uglavnom koristi kao prehrambeni proizvod i u konditorskoj industriji. Od njega se hidrolizom dobija veštački med.

Nalazi se u prirodi i ljudskom tijelu. Saharoza je sastojak soka šećerne repe (16-20%) i šećerne trske (14-26%). U malim količinama nalazi se zajedno sa glukozom u plodovima i listovima mnogih zelenih biljaka.

3. Polisaharidi

Neki ugljikohidrati su prirodni polimeri, koji se sastoje od stotina, pa čak i hiljada monosaharidnih jedinica koje su dio jedne makromolekule. Stoga se ove tvari nazivaju polisaharidi. Najvažniji polisaharidi su škrob i celuloza. Oba se formiraju u biljnim stanicama iz glukoze, glavnog proizvoda procesa fotosinteze.

Škrob

Osnovni koncepti. Struktura molekula. Eksperimentalno je dokazano da je hemijska formula škroba (C6 H10 O5)n, pri čemu je P dostiže nekoliko hiljada. Škrob je prirodni polimer čiji se molekuli sastoje od pojedinačnih C6 H10 O5 jedinica. Kako se prilikom hidrolize škroba stvara samo glukoza, može se zaključiti da su ove karike ostaci molekula ? - glukoze.

Naučnici su uspjeli dokazati da se makromolekule škroba sastoje od ostataka cikličkih molekula glukoze. Proces stvaranja škroba se može predstaviti na sljedeći način:

Osim toga, utvrđeno je da se škrob sastoji ne samo od linearnih molekula, već i od molekula razgranate strukture. Ovo objašnjava granularnu strukturu škroba.

fizička svojstva. Škrob je bijeli prah, nerastvorljiv u hladnoj vodi. U vrućoj vodi nabubri i formira pastu. Za razliku od mono- i oligosaharida, polisaharidi nemaju sladak ukus.

Hemijska svojstva.

1) Kvalitativna reakcija na skrob.

Karakteristična reakcija škroba je njegova interakcija sathode. Ako se u ohlađenu škrobnu pastu doda otopina joda, pojavljuje se plava boja. Kada se pasta zagreje, ona nestaje, a kada se ohladi, pojavljuje se ponovo. Ovo svojstvo se koristi za određivanje škroba u prehrambenim proizvodima. Tako, na primjer, ako se kap joda stavi na krišku krompira ili krišku bijelog kruha, tada se pojavljuje plava boja.

2) Reakcija hidrolize:

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

Dobivanje skroba. U industriji skrob se uglavnom dobija iz krompira, pirinča ili kukuruza.

Primjena škroba. Škrob je vrijedan nutritivni proizvod. Da bi se olakšala njegova apsorpcija, hrana koja sadrži škrob se izlaže visokim temperaturama, odnosno krompir se kuva, hleb peče. U ovim uslovima dolazi do delimične hidrolize skroba i dekstrini, rastvorljiv u vodi. Dekstrini u probavnom traktu podliježu daljnjoj hidrolizi do glukoze, koju tijelo apsorbira. Višak glukoze se pretvara u glikogen(životinjski skrob). Sastav glikogena je isti kao i škrob, ali su njegovi molekuli razgranatiji. Posebno puno glikogena nalazi se u jetri (do 10%). U tijelu je glikogen rezervna tvar koja se pretvara u glukozu dok se troši u stanicama.

AT industrija skrob se pretvara u melasa i glukoze. Da bi se to učinilo, zagrijava se razrijeđenom sumpornom kiselinom, čiji se višak zatim neutralizira kredom. Nastali precipitat kalcijum sulfata se odfiltrira, rastvor se ispari i izoluje glukoza. Ako hidroliza škroba nije završena, tada nastaje mješavina dekstrina s glukozom - melasa, koja se koristi u konditorskoj industriji. Dekstrini koji se dobijaju iz skroba koriste se kao lepak za zgušnjavanje boja prilikom crtanja šara na tkanini.

Škrob se koristi za škrobljenje odjeće. Pod vrućim gvožđem dolazi do djelomične hidrolize škroba i on se pretvara u dekstrine. Potonji stvaraju gust film na tkanini, koji tkanini daje sjaj i štiti je od kontaminacije.

Nalazi se u prirodi i ljudskom tijelu. Škrob, kao jedan od proizvoda fotosinteze, široko je rasprostranjen u prirodi. Za razne biljke to je rezervni hranljivi materijal i nalazi se uglavnom u plodovima, sjemenkama i krtolama. Zrno žitarica je najbogatije skrobom: pirinča (do 86%), pšenice (do 75%), kukuruza (do 72%), kao i krtola krompira (do 24%). U krtolama zrna škroba plutaju u ćelijskom soku, pa je krompir glavna sirovina za proizvodnju škroba. U žitaricama, čestice škroba su čvrsto zalijepljene proteinskom tvari koja se zove gluten.

Za ljudski organizamškrob, zajedno sa saharozom, služi kao glavni dobavljač ugljikohidrata - jedne od najvažnijih komponenti hrane. Pod djelovanjem enzima škrob se hidrolizira do glukoze, koja se u stanicama oksidira u ugljični dioksid i vodu uz oslobađanje energije potrebne za funkcioniranje živog organizma. Od prehrambenih proizvoda, najveća količina škroba se nalazi u kruhu, tjestenini i drugim proizvodima od brašna, žitaricama i krompiru.

Celuloza

Drugi najčešći polisaharid u prirodi je celuloza ili vlakna (vidi Dodatak 4).

Osnovni koncepti. Struktura molekula.

Formula celuloze, kao i škroba, je (C 6 H 10 O 5) n, elementarna karika ovog prirodnog polimera su i ostaci glukoze. Stepen polimerizacije celuloze je mnogo veći nego kod škroba.

Makromolekule celuloze, za razliku od škroba, sastoje se od ostataka molekula b-glukoze i imaju samo linearnu strukturu. Makromolekule celuloze nalaze se u jednom smjeru i formiraju vlakna (lan, pamuk, konoplja).

fizička svojstva. Čista celuloza je bijela čvrsta tvar vlaknaste strukture. Nerastvorljiv je u vodi i organskim rastvaračima, ali je lako rastvorljiv u amonijačnom rastvoru bakar (II) hidroksida. Kao što znate, celuloza nema sladak ukus.

Hemijska svojstva.

1) Sagorijevanje. Celuloza se lako sagorijeva stvarajući ugljični dioksid i vodu.

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

2) Hidroliza. Za razliku od škroba, vlakna se teško hidroliziraju. Samo vrlo dugo ključanje u vodenim otopinama jakih kiselina dovodi do zamjetnog cijepanja makromolekule do glukoze:

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O > nC 6 H 12 O 6

3) Formiranje estera. Svaka elementarna jedinica molekule celuloze ima tri hidroksilne grupe koje mogu učestvovati u formiranju estera sa organskim i neorganskim kiselinama.

Celuloza nitrati. Prilikom obrade celuloze mješavinom koncentrirane dušične i sumporne kiseline (smjesa za nitraciju) nastaju nitrati celuloze. Ovisno o uvjetima reakcije i omjeru reaktanata, proizvod se može dobiti s dvije (dinitrat) ili tri (trinitrat) hidroksilne grupe

Dobivanje celuloze. Primjer gotovo čiste celuloze je pamučna vuna, dobivena od rafiniranog pamuka. Najveći dio celuloze je izoliran iz drveta, u kojem se nalazi zajedno s drugim tvarima. Najčešća metoda za proizvodnju celuloze u našoj zemlji je tzv. sulfitna metoda. Prema ovoj metodi, usitnjeno drvo u prisustvu rastvora kalcijum hidrosulfita ili natrijum hidrosulfita zagreva se u autoklavu pri pritisku od 0,5-0,6 MPa i temperaturi od 150 °C. U tom slučaju se uništavaju sve ostale tvari, a celuloza se oslobađa u relativno čistom obliku. Ispere se vodom, suši i šalje na dalju obradu, uglavnom za proizvodnju papira.

Upotreba celuloze. Celuloza se koristi od strane ljudi od davnina. Njegova primjena je vrlo raznolika. Od celuloze se izrađuju brojna umjetna vlakna, polimerne folije, plastika, bezdimni prah, lakovi. Velika količina celuloze ide za proizvodnju papira. Proizvodi esterifikacije celuloze su od velikog značaja. Tako, na primjer, iz celulozni acetat primiti acetatnu svilu. Da bi se to postiglo, triacetilceluloza se otopi u mješavini dihlorometana i etanola. Rezultirajuća viskozna otopina probija se kroz spinere - metalne kapice s brojnim rupama. Tanke mlaznice rastvora spuštaju se u okno, kroz koje zagrejani vazduh prolazi protivstrujno. Kao rezultat, rastvarač isparava i oslobađa se triacetilceluloza u obliku dugih niti, od kojih se predenjem proizvodi acetatna svila.Celulozni acetat se također koristi u proizvodnji negorivog filma i organskog stakla koje propušta ultraljubičaste zrake.

Trinitroceluloza(piroksilin) ​​se koristi kao eksploziv i za proizvodnju bezdimnog baruta. Da bi se to postiglo, trinitroceluloza se otopi u etil acetatu ili acetonu. Nakon isparavanja rastvarača, kompaktna masa se drobi i dobija se bezdimni prah. Istorijski gledano, to je bio prvi polimer od kojeg je napravljena industrijska plastika, celuloid. Ranije se piroksilin koristio za izradu filmova i fotografskih filmova i lakova. Njegov glavni nedostatak je laka zapaljivost sa stvaranjem toksičnih dušikovih oksida.

Dinitroceluloza(koloksilin) ​​se takođe koristi za dobijanje kolodij. U te svrhe se rastvara u mješavini alkohola i etra. Nakon isparavanja otapala, formira se gusti film - kolodij, koji se koristi u medicini. Dnitroceluloza se također koristi u proizvodnji plastike celuloida. Dobija se spajanjem di-nitroceluloze sa kamforom.

Nalazi se u prirodi i ljudskom tijelu. Celuloza je glavni dio zidova biljaka. Relativno čista celuloza su vlakna pamuka, jute i konoplje. Drvo sadrži 40 do 50% celuloze, slama - 30%. Biljna celuloza služi kao nutrijent za biljojede, koji imaju enzime za cijepanje vlakana u svom tijelu. Celuloza, kao i skrob, nastaje u biljkama tokom fotosinteze. To je glavna komponenta ljuske biljnih ćelija; otuda i njen naziv - celuloza ("cellulus" - ćelija). Pamučna vlakna su gotovo čista celuloza (do 98%). Vlakna lana i konoplje se takođe sastoje uglavnom od celuloze. Njegovo drvo sadrži oko 50 %.

Zaključak

Biološki značaj ugljenih hidrata je veoma visok:

1. Ugljikohidrati obavljaju plastičnu funkciju, odnosno učestvuju u izgradnji kostiju, ćelija, enzima. Oni čine 2-3% mase.

2. Ugljikohidrati obavljaju dvije glavne funkcije: izgradnju i energiju. Celuloza formira zidove biljnih ćelija. Kompleksni polisaharid hitin je glavna strukturna komponenta egzoskeleta artropoda. Hitin također ima funkciju izgradnje u gljivama.

3. Ugljikohidrati su glavni energetski materijal (vidi). Prilikom oksidacije 1 grama ugljikohidrata oslobađa se 4,1 kcal energije i 0,4 vode. Škrob u biljkama i glikogen u životinjama skladište se u ćelijama i služe kao rezerva energije.

4. Krv sadrži (0,1-0,12%) glukozu. Osmotski tlak u krvi ovisi o koncentraciji glukoze.

5. Pentoza (riboza i deoksiriboza) su uključene u formiranje ATP-a.

Ugljikohidrati prevladavaju u svakodnevnoj prehrani ljudi i životinja. Životinje primaju škrob, vlakna, saharozu. Mesojedi dobijaju glikogen iz mesa.

dnevne ljudske potrebe u šećerima je oko 500 grama, ali se nadoknađuje uglavnom zahvaljujući škrobu sadržanom u kruhu, krumpiru, tjestenini. Uz uravnoteženu prehranu, dnevna doza saharoze ne smije prelaziti 75 grama (12 - 14 standardnih komada šećera, uključujući i onaj koji se koristi za kuhanje).

Osim toga, ugljikohidrati igraju značajnu ulogu u modernoj industriji - tehnologije i proizvodi koji koriste ugljikohidrate ne zagađuju okoliš, ne štete mu.

Prijave.

Prilog 1:

Aneks 2

Istorija otkrića i proizvodnješećer od cvekle

Indija se smatra rodnim mjestom šećerne trske (riječ "šećer" također je "rođena" iz Indije: "sakhara" na jeziku jednog od drevnih naroda poluotoka značila je prvo jednostavno "pijesak", a zatim - "granulirani šećer"). Iz Indije je ova biljka odnesena u Egipat i Perziju; odatle je preko Venecije šećer dolazio u evropske zemlje. Dugo vremena je bio veoma skup i smatran je luksuzom.

Cvekla se uzgaja od davnina. U drevnoj Asiriji i Babilonu, cvekla se uzgajala već 1,5 hiljada godina pre nove ere. Uzgajani oblici cvekle poznati su na Bliskom istoku od 8. do 6. vijeka. BC. A u Egiptu je repa služila kao glavna hrana robova. Tako su od divljih oblika repe, zahvaljujući odgovarajućoj selekciji, postepeno nastale sorte stočne i bijele repe. Od bijelih sorti stone repe oplemenjene su prve sorte šećerne repe.

Pojavu nove alternative trskoj, saharozi, istoričari nauke povezuju sa značajnim otkrićem njemačkog naučnika-hemičara, člana Pruske akademije nauka A.S. Margraf (1705-1782). U izvještaju na sastanku Berlinske akademije nauka 1747. izložio je rezultate eksperimenata za dobijanje kristalnog šećera iz repe.

Dobiveni šećer, prema Marggrafu, nije bio inferioran po ukusu šećeru od trske. Međutim, Marggraf nije vidio široke izglede za praktičnu primjenu svog otkrića.

Dalje u proučavanje i proučavanje ovog otkrića otišao je Marggrafov učenik - F.K. Achard (1753-1821). Od 1784. godine aktivno se bavi usavršavanjem, daljim razvojem i implementacijom otkrića svog učitelja.

Achard je savršeno shvatio da je jedan od najvažnijih uslova za uspjeh novog, vrlo perspektivnog posla unapređenje sirovine - repe, tj. povećavajući sadržaj šećera. Već 1799. godine Achardova djela su okrunjena uspjehom. Pojavila se nova grana gajene repe - šećerna repa. Achard je 1801. godine na svom imanju u Kučernu (Šlezija) izgradio jednu od prvih šećerana u Evropi, gde je ovladao proizvodnjom šećera od repe.

Komisija koju je poslala Pariška akademija nauka izvršila je istraživanje fabrike Akhard i došla do zaključka da je proizvodnja šećera od repe neisplativa.

Jedino su jedini engleski industrijalci u to vrijeme, koji su bili monopolisti u proizvodnji i prodaji šećera od šećerne trske, vidjeli ozbiljnog konkurenta u šećernoj repi i nekoliko puta ponudili Achardu velike iznose pod uslovom da odbije obavljati svoj posao i javno proglasi beskorisnost proizvodnje šećera iz repe.

Ali Achard, koji je čvrsto vjerovao u izglede nove šećerane, nije napravio kompromis. Od 1806. Francuska je napustila proizvodnju šećera iz trske i prešla na šećer od repe, koji je vremenom postajao sve rašireniji. Napoleon je dao veliku podršku onima koji su pokazali želju da uzgajaju repu i od nje proizvode šećer, jer. u razvoju nove industrije vidio mogućnost istovremenog razvoja poljoprivrede i industrije

Stara ruska metoda za dobijanje šećera iz biljaka koje sadrže saharozu

Ova jednostavna metoda dobivanja šećera dizajnirana je posebno za kućnu upotrebu. Metoda sadrži elemente starih ruskih recepata za dobivanje šećera, uključujući metode koje je 1850-1854 predložio inženjer Tolpygin. Sirovine za proizvodnju šećera su biljke - saharoze koje sadrže saharozu. Za dobijanje šećera treba koristiti bobičasto voće, voće, povrće sa najvećim sadržajem šećera, tj. najslađe.

Redoslijed dobijanja šećera je sljedeći:

1. mljevenje proizvoda;

2. Dobijanje soka;

3. Odvajanje od nečistoća;

4. Kondenzacija soka u sirup;

5. Ekstrakcija kristalnog šećera.

prva faza: Dakle, pretvaranje proizvoda koji sadrži šećer u šećer temelji se na izdvajanju soka iz njega.

Ako koristite nježno voće (divlje jagode, jagode i ostalo bobičasto voće), dovoljno je da ih umijesite. Ako su, na primjer, kajsije, breskve, onda ih treba razbiti, odstraniti kosti. Ako se koristi lubenica ili dinja, tada se sadržaj ploda uklanja iz ljuske i oslobađa od sjemenki. Preporučuje se i svježe ubrano bobičasto voće, plodove je potrebno prethodno držati 2-3 sata kako bi se povećao prinos soka. Ako je u pitanju šećerna repa, jabuka ili mrkva itd., proizvod se drobi u strugotine. Što je čips tanji i duži, to je više faktora koji pogoduju njegovoj desaharizaciji. Preporučuju se dobri čipovi sa širinom trake od 2-3 mm i debljinom od 1-1,5 mm.

druga faza: Zdrobljeni proizvod se puni vodom dok se potpuno ne pokrije i kuha na temperaturi od 70-72 ° C. Ako je temperatura ispod 70°C, onda se mogući mikrobi ne ubijaju, ako je iznad 72°C, čips počinje da omekšava.

Vreme kuvanja 45-60 minuta uz mešanje drvenom lopaticom. Šećer iz čipsa pretvara se u vodu, koja postaje sok. Strugotine nakon vađenja šećera iz njega nazivaju se pulpa. Iz pulpe se istiskuje sok i pulpa se uklanja.

Treća faza: Dobijeni sok ima tamnu boju i visok sadržaj nečistoća. Tamna boja, ako se ne tretira, prenosi se na kristale šećera. Ako u ovoj fazi isparite vodu iz soka, dobićete šećer, ali će imati ukus originalnog proizvoda, svoju boju i miris. Sok je kiseo pa ga je potrebno neutralisati. Ako se to ne učini, sok će se prilikom isparavanja jako zapjeniti i tako otežati ovaj proces. Najjeftiniji način čišćenja soka je tretiranje gašenim vapnom SA (OH) 2 . U sok, zagrijan na 80-90 °C, dodajte limetu (u ekstremnim slučajevima možete koristiti i građevinsko vapno). Za 10 litara soka potrebno je otprilike 0,5 kg limete. Limetu treba dodavati postepeno, uz stalno miješanje soka. Ostavite rastvor da odstoji 10 minuta. Zatim, da bi se istaložio vapno, ugljični dioksid CO 2 mora proći kroz sok. Ugljični dioksid možete koristiti iz kanistera za kućne sifone (za dobivanje gazirane vode), industrijskih plinskih boca za saturatore ili iz aparata za gašenje požara serije OU i OVP. Plin iz kanistera se kroz cijev dovodi do donjeg dijela posude sa vrućim sokom. Na kraju cijevi treba ugraditi raspršivač (difuzor) sa mnogo malih rupa za efikasnije korištenje plina. Još bolji rezultat može se postići istovremenim miješanjem otopine. Dobra atomizacija gasa garantuje visok stepen iskorišćenja gasa i skraćuje vreme procesa (oko 10 minuta). Otopina se mora istaložiti, a zatim filtrirati. Efikasniji su filteri koji koriste aktivni ugalj ili koštani ugalj. Ali u ekstremnim slučajevima možete koristiti filter od tkanine.

Za konačno bistrenje soka i uklanjanje mirisa sirovina, predlažem rusku dokazanu metodu. Sumpor dioksid SO 2 treba proći kroz sok. Važno je tretirati sumpor dioksidom neposredno prije isparavanja, jer. djelovanje plina utječe i na isparavanje, što doprinosi manjem potamnjivanju sirupa. Neophodno je imati sumpor. Sumpor se topi kada se zagrije i pomiješa sa zrakom, stvara se sumpor dioksid. Stari majstori su koristili dvije hermetičke posude povezane cijevi. U jednom - voda, u drugom je položen sumpor. Iz posude sa sumporom došla je 2. cijev do difuzora na dnu posude sa sokom. Kada su obje posude zagrijane, vodena para je, prolazeći kroz cijev, istisnula sumpor dioksid iz 2. posude i ušla u difuzor. Difuzor se može uzeti isto.

Ova shema se može donekle pojednostaviti: uzmite samo jednu posudu sa sumporom, spojite akvarijski kompresor ili drugu pumpu na njenu ulaznu cijev i ispuhnite zrakom plin koji se nakuplja u posudi sa sumporom. Pročišćavanje plinom treba izvoditi dok se sok potpuno ne razbistri. Da biste ubrzali proces, bolje je istovremeno miješati sok. Sumpor dioksid izlazi bez traga iz rastvora u otvorenoj posudi, ali rad treba obavljati u dobro provetrenom prostoru.

Sumpor dioksid SO 2 je najbolji antiseptik. Snažno korodira metalni pribor, pa ga treba koristiti emajlirano. Vrlo velika prednost ovog plina, koja u velikoj mjeri pokriva njegove nedostatke, je mogućnost njegovog potpunog uklanjanja iz proizvoda. Kada se proizvod tretiran sumpor-dioksidom zagrije, ovaj ispari, ne ostavljajući miris ili okus. Plin se široko koristi u tvornicama konzervi za konzerviranje različitih proizvoda.

Sumpor se može kupiti u željezari ili vrtlarskoj radnji i tamo se prodaje kao "Garden Sumpor" - sadrži 99,9% sumpora. Ako niste uspjeli pronaći sumpor, nemojte se obeshrabriti. Vaš šećer neće biti tako bijel, zadržat će nijansu originalnog proizvoda, ali neće biti ništa lošiji od bijelog okusa.

Četvrta faza: Sljedeća faza je zgušnjavanje pročišćenog i obojenog soka u sirup. Potrebno je ukloniti veliku količinu vode iz soka. Najbolji način da to učinite je isparavanjem soka na ruskoj šporetu, na laganoj vatri na šporetu, ni u kom slučaju ne dovodeći sirup do ključanja (da ne bi potamnilo).

U procesu isparavanja, sirup se sve više zgušnjava. Ako se prezasićena otopina koja nema kristale šećera zasija sa nekoliko grama šećera u prahu, to će uzrokovati stvaranje novih kristala. Određivanje momenta umotavanja u rastvor praha je veoma važno i sastoji se u sledećoj najjednostavnijoj metodi: kap sirupa, stisnuta između prstiju, kada se razdvoje formira tanku nit (dlaku), tada nastupa trenutak zasijavanja. Za 10 litara sirupa količina sjemena je pola kašičice praha. Ako počnete s malo praha, tada će kristali dobivenog šećera biti veliki, ako puno - mali. Dovoljna količina kristala se formira otprilike 10-15 minuta nakon zasijavanja. Dalju kristalizaciju treba vršiti uz kontinuirano hlađenje i miješanje proizvoda,

Dobijeni proizvod se naziva “mascupressure”, sadrži do 7-10% vode i 50-60% kristaliziranog šećera i interkristalnu tekućinu (melasu).

peta faza: Sljedeća operacija je odvajanje kristala od melase. Nakon završetka kristalizacije, cijela masa se mora istovariti u tkaninu sa ćelijom od 0,3 mm, obješena uglovima u jedan čvor preko posude za odvod melase. U isto vrijeme pokušajte istisnuti masu. Da bi se povećao procenat prinosa šećera, melasu je najbolje ponovo koristiti kao dodatak sirupu.

Šećer nakon oceđivanja melase dobija žućkastu boju. Tada možete koristiti metodu razmaknice, koja se pokazala odličnom 1854. godine, a koju je predložio inženjer Tolpygin. Ova metoda, uvedena u Rusiji, brzo se proširila u svjetskoj industriji šećera i nazvana je "ruskom". Sada je metoda nezasluženo zaboravljena. Sastoji se od kuhanja masecuita na pari i omogućava vam da dobijete visokokvalitetni bijeli šećer. Krpa sa šećerom mora se čvrsto vezati na lavor s malom količinom kipuće vode. Para, koja se diže, proći će kroz šećer, čisteći ga od bijele melase. Dobijeni bijeli šećer, čak i kada je mokar na dodir, će se tokom skladištenja zgrušati i pretvoriti u čvrstu grudvicu. Stoga, prije dugotrajnog skladištenja, šećer treba osušiti.

Karakteristike proizvodnje šećera

Proizvodnja šećera se odnosi na kontinualnu mehanizovanu proizvodnju sa visokim stepenom automatizacije glavnih procesa.

Posebnost teritorijalnog položaja šećerana je njihova čvrsta veza sa površinama šećerne repe, budući da je transport šećerne repe na velike udaljenosti ekonomski neefikasan. U nekim slučajevima, šećerane imaju svoje zasejane površine koje se nalaze neposredno u blizini preduzeća. Otpad industrije šećera (pulpa, bard, blato za defekaciju) može se koristiti kao đubrivo, u nekim slučajevima - kao hrana za stoku.

Aneks 3

Ugljikohidrati su najvažniji izvor energije za tijelo

Od svih prehrambenih supstanci koje ljudi konzumiraju, ugljikohidrati su nesumnjivo glavni izvor energije. U prosjeku, oni čine 50 do 70% dnevnog kalorijskog unosa. Uprkos činjenici da osoba konzumira znatno više ugljikohidrata nego masti i proteina, njihove rezerve u tijelu su male. To znači da njihovo snabdevanje organizma mora biti redovno.

Glavni ugljikohidrati u hrani su složeni šećeri, takozvani polisaharidi: škrob i glikogen, izgrađeni od velikog broja ostataka glukoze. Sama glukoza se nalazi u velikim količinama u grožđu i slatkom voću. Osim glukoze, med i voće sadrže značajne količine fruktoze. Obični šećer, koji kupujemo u prodavnicama, odnosi se na disaharide, jer je njegova molekula izgrađena od ostataka glukoze i fruktoze. Mlijeko i mliječni proizvodi sadrže velike količine manje slatkog, mliječnog šećera - laktoze, koja uz glukozu uključuje i monosaharid galaktozu.

Potreba za ugljikohidratima u velikoj mjeri ovisi o energetskoj potrošnji tijela. U prosjeku, kod odraslog muškarca koji se bavi uglavnom mentalnim ili laganim fizičkim radom, dnevna potreba za ugljikohidratima kreće se od 300 do 500 g, a kod fizičkih radnika i sportista znatno je veća. Za razliku od proteina i, u određenoj mjeri, masti, količina ugljikohidrata u ishrani može se značajno smanjiti bez štete po zdravlje. Oni koji žele smršaviti trebaju obratiti pažnju na to: Ugljikohidrati su uglavnom energetske vrijednosti. Prilikom oksidacije 1 g ugljikohidrata u tijelu oslobađa se 4,0 - 4,2 kcal. Stoga je na njihov račun najlakše regulisati unos kalorija.

Koje namirnice treba smatrati glavnim izvorima ugljikohidrata? Ugljikohidratima su najbogatije mnoge biljne namirnice: hljeb, žitarice, tjestenina, krompir. Neto ugljeni hidrat je šećer. Med, zavisno od porekla, sadrži 70-80% mono- i disaharida. Njegova visoka slatkoća je zbog značajnog sadržaja fruktoze, čija su slatka svojstva oko 2,5 puta veća od glukoze i 1,5 puta veća od saharoze. Slatkiši, kolači, kolači, džemovi, sladoledi i drugi slatkiši su najatraktivniji izvori ugljikohidrata i predstavljaju nesumnjivu opasnost za osobe koje se debljaju. Posebnost ovih proizvoda je njihov visok sadržaj kalorija i nizak sadržaj esencijalnih nutritivnih faktora.

Grupa ugljikohidrata usko je susjedna tvarima koje se nalaze u većini biljnih proizvoda, a koje ljudsko tijelo slabo apsorbira - vlaknima i pektinama.

Najvažniji izvori ugljikohidrata

Proizvodi
ražani hljeb
pšenični hljeb
Heljda
Griz
Krompir
Bijeli kupus
Grejp

Dodatak 4

Celuloza je polisaharid koji je dio masivnih membrana biljnih stanica. Velike količine nalaze se u velikom broju povrća, voća, listova i stabljika biljaka. Samo mali dio vlakana može se probaviti u ljudskom tijelu pod utjecajem mikroorganizama u crijevima. Zbog toga vlakna i pektini uglavnom prolaze kroz gastrointestinalni trakt nepromijenjeni. Ali oni igraju važnu ulogu - mase hrane se brže kreću duž crijeva. Zbog toga se onima koji žele smršati savjetuje da jedu puno povrća i voća. Velike količine balastnih materija nalaze se u integralnom hlebu, kao što je već pomenuto, u raznom povrću, voću, posebno cvekli, šargarepi i suvim šljivama.

Reference

1. Organska hemija: Edukativno izdanje za 10 ćelija. avg. škola - Moskva, Prosvjeta, 1993

2. Elektronska enciklopedija Ćirila i Metodija, 2004

3. Priručnik za školarce, tom II, Amfora, 2002

4. Internet stranice: pretraživači www. nigma. en, www. rambler. en.

5. Biologija. Uvod u opću biologiju i ekologiju. 9. razred (2003). Bustard A.A.

Slični dokumenti

Organska tvar koja sadrži ugljik, kisik i vodonik. Opća formula za hemijski sastav ugljikohidrata. Struktura i hemijska svojstva monosaharida, disaharida i polisaharida. Glavne funkcije ugljikohidrata u ljudskom tijelu.

prezentacija, dodano 23.10.2016


Formula ugljikohidrata, njihova klasifikacija. Glavne funkcije ugljikohidrata. Sinteza ugljikohidrata iz formaldehida. Svojstva monosaharida, disaharida, polisaharida. Hidroliza škroba djelovanjem enzima sadržanih u sladu. Alkoholna i mliječno kiselinska fermentacija.

prezentacija, dodano 20.01.2015


Opće karakteristike, klasifikacija i nomenklatura monosaharida, struktura njihovih molekula, stereoizomerija i konformacije. Fizička i hemijska svojstva, oksidacija i redukcija glukoze i fruktoze. Formiranje oksima, glikozida i helatnih kompleksa.

seminarski rad, dodan 24.08.2014


Struktura ugljikohidrata. Mehanizam transmembranskog transporta glukoze i drugih monosaharida u ćeliji. Monosaharidi i oligosaharidi. Mehanizam apsorpcije monosaharida u crijevima. Fosforilacija glukoze. Defosforilacija glukoza-6-fosfata. Sinteza glikogena.

prezentacija, dodano 22.12.2014


Klasifikacija ugljikohidrata (monosaharidi, oligosaharidi, polisaharidi) kao najčešći organski spojevi. Hemijska svojstva supstance, njena uloga u ishrani kao glavnog izvora energije, karakteristike i mesto glukoze u životu čoveka.

sažetak, dodan 20.12.2010


Opća formula ugljikohidrata, njihov primarni biohemijski značaj, rasprostranjenost u prirodi i uloga u životu čovjeka. Vrste ugljikohidrata po hemijskoj strukturi: jednostavni i složeni (mono- i polisaharidi). Proizvod sinteze ugljikohidrata iz formaldehida.

test, dodano 24.01.2011


Ugljikohidrati su ugljični hidrati. Najjednostavniji ugljikohidrati nazivaju se monosaharidi, a hidrolizom kojih nastaju dva molekula monosaharida nazivaju se disaharidi. Uobičajeni monosaharid je D-glukoza. Transformacija ugljikohidrata - epimerizacija.

sažetak, dodan 03.02.2009


sažetak, dodan 21.02.2009


Pojam heterocikličkih jedinjenja, njihova suština i karakteristike, osnovna hemijska svojstva i opšta formula. Klasifikacija heterocikličkih jedinjenja, sorte, karakteristike i načini pripreme. Reakcije elektrofilne supstitucije.

sažetak, dodan 21.02.2009


Proučavanje strukture, klasifikacije i fizičko-hemijskih svojstava ugljikohidrata. Uloga monosaharida u procesu disanja i fotosinteze. Biološka uloga fruktoze i galaktoze. Fiziološka uloga aldoze ili ketoze. Fizička i hemijska svojstva monosaharida.

Klasifikacija ugljikohidrata.

Ugljikohidrati

Monosaharidi Disaharidi Polisaharidi

Glukoza Saharoza Celuloza

Fruktoza Maltoza Škrob

Riboza laktoza glikogen

Deoksiriboza

I. Monosaharidi- jednostavni ugljikohidrati, sa formulom (O)n.

Ovisno o broju atoma ugljika u molekuli, monosaharidi se nazivaju trioze (3 atoma), tetroze (4 atoma); pentoze (5 atoma) - riboza, deoksiriboza; i heksoze (6 C atoma) - glukoza, fruktoza, galaktoza.

Glukoza se nalazi u krvi (0,1-0,12%) i služi kao glavni izvor energije za ćelije i tkiva tela. Riboza i deoksiriboza su komponente nukleinskih kiselina i ATP-a.

II. disaharidi(oligosaharidi) - šećeri nastali kao rezultat kombinacije dva monosaharida (heksoza), uz gubitak molekula vode.

Najvažnije iz ove grupe su: saharoza (šećer iz repe) i maltoza (sladni šećer) u biljkama, te laktoza u životinjama (mliječni šećer).

Disaharidi uključuju jestivi šećer dobijen iz repe. Sastoji se od 1 molekula glukoze i 1 molekula fruktoze.

Monosaharidi i disaharidi su visoko rastvorljivi u vodi i slatkog su ukusa.

III. Polisaharidi- složeni ugljikohidrati formirani od mnogih monosaharida.

Opća formula ()n. Biološki najvažniji su: skrob, glikogen, celuloza, hitin. Polisaharidi su biopolimeri, nerastvorljivi u vodi, nemaju sladak ukus.

Pored polisaharida koji se sastoje od heksoza, postoje mnogo složenije duge molekule koje sadrže amin N (na primjer: glukozamin), koji se može acetilirati (acetilglukozamin) ili zamijeniti ostacima sumporne ili fosforne kiseline.

Ovi kompleksni polisaharidi predstavljaju sljedeća jedinjenja:

ü neutralni polisaharidi koji sadrže samo acetilglukozamin. Primjer: hitin je potporna supstanca insekata i rakova.

ü kiseli mukopolisaharidi koji sadrže ostatke sumporne i drugih kiselina u molekulima. Primjer: heparin.

ü mukoproteini(mukoidi) i glikoproteini, su kompleksi acetilglukozamina i drugih ugljikohidrata sa proteinima. Primer: u glikoproteine ​​spadaju i supstance koje su deo pljuvačke i sekreta želučane sluzokože, albumini jaja i seruma.

Svojstva i funkcije ugljikohidrata:

1. Izgradnja (konstrukcija) -

ü dio su ljuski biljnih stanica (celuloza čini zidove biljnih stanica) i čine noseći skelet biljaka;

ü Hitin je glavna strukturna komponenta vanjskog skeleta artropoda. Hitin također ima funkciju izgradnje u gljivama.

2. Energetska funkcija (rezerva) -

ü Ugljikohidrati su glavni izvor energije u stanicama. Kada se oksidira, oslobađa se 1 g glukoze 17,6 kJ energija;

ü skrob je glavna rezervna tvar u biljkama, glikogen - u životinjama; služe kao rezerva energije.

Lipidi.

Lipidi su estri nastali kao rezultat kondenzacije između masnih kiselina i neke vrste alkohola.

Reakcija kondenzacije je reakcija u kojoj se dvije tvari spajaju kako bi se oslobodila molekula vode.

Lipidi se ponekad nazivaju masti i masnoće slična organska jedinjenja, koja su, zajedno sa proteinima i ugljenim hidratima, nužno prisutna u ćelijama. Svi su oni hidrofobna jedinjenja, tj. nerastvorljiv u vodi, ali topiv u nepolarnim organskim rastvaračima (hloroform, benzen, eter, benzin, aceton, itd.)

Ulazak lipida u ćeliju:

ü u biljkama se sintetiziraju u ER kanalima.

ü kod životinja dolaze s hranom, razgrađuju se i ponovo sintetiziraju u vlastite masti.

Rice. Struktura jednostavnog lipida

Masnoća se nalazi u mlijeku svih sisara, kod nekih i do 40% (kod ženke delfina). U nekim biljkama velika količina masti se nalazi u sjemenkama i plodovima (suncokret, orah).

Rice. Struktura oleinske kiseline

Lipidi ne su polimeri, jer ne sastoje se od ponavljajućih jedinica (monomera).

lipidne komponente.

Masna kiselina nazivaju "masnim" jer su neki članovi ove serije dio masti. Opšta formula ima oblik R-COOH, gdje je R atom vodonika ili radikal tipa - CH 3, -C 2 H 5, itd.

Dugačak lanac atoma ugljika i vodika je hidrofobni ugljikovodični rep.

Ponekad masne kiseline imaju jednu ili više dvostrukih veza (C=C). U ovom slučaju se nazivaju masne kiseline nezasićeni . Ako nema dvostrukih veza, kiseline se nazivaju bogat .

Nezasićene masne kiseline se tope na niskim temperaturama. Oleinska kiselina, glavna komponenta maslinovog ulja, tečna je na uobičajenim temperaturama (T pl = 13,4 o C), dok palmitinska i stearinska kiselina (T pl = 63,1 o ​​C i T pl = 69,6 o C) ostaju čvrste na ovim temperaturama. .

Alkoholi. Većina lipida su trigliceridi. Sadrže alkohol glicerol.

Osim masti, ćelije sadrže tvari koje, poput masti, imaju hidrofobna svojstva. Ovo su lipoidi.

Lipoidi(grčki "lipos" - mast, "eidos" - pogled) - supstance slične mastima u kojima je 1 molekul masne kiseline zamijenjen.

Klasifikacija lipida

Esteri masnih kiselina i glicerol Steroidi

(uključuje holesterol kolesterol)

Simple Complex

Trigliceridi vosak fosfolipidi

Glikolipidi

Trigliceridi su najčešći lipidi koji se nalaze u prirodi. Obično se dijele na masti i ulja, ovisno o tome da li ostaju čvrsti na sobnoj temperaturi (masti) ili su u tekućem stanju (ulja). Tačka topljenja lipida je niža, što je veći udio nezasićenih masnih kiselina u njemu.

Životinje koje žive u hladnoj klimi, kao što su ribe iz arktičkih mora, obično sadrže više nezasićenih triacilglicerola od onih koje žive u južnim geografskim širinama. Stoga njihovo tijelo ostaje fleksibilno čak i kada se temperatura okoline smanji.

Vosak- estri masnih kiselina i polihidričnih alkohola. Kožne žlijezde životinja mogu proizvoditi vosak koji štiti vunu i perje od vlaženja. Pčele grade saće od voska. U biljkama vosak formira zaštitni sloj na površini plodova i listova.

Fosfolipidi- jedinjenja glicerola, masnih kiselina i ostataka fosforne kiseline.

Rice. Struktura fosfolipida.

Fosfatna glava je hidrofilna. Rep je nerastvorljiv u vodi.

Glikolipidi spojevi lipida i ugljikohidrata. Glikolipidi i fosfolipidi su dio membrana.

Steroidi ne sadrže masne kiseline i sadrže alkohol kolesterol.

U ovu grupu lipida (sterola) spadaju žučne kiseline, hormoni kore nadbubrežne žlijezde (adrenokortikotropni hormoni), polni hormoni, vitamin D. Prekursor u sintezi ovih supstanci je holesterol. Kao strukturna komponenta, dio je svih membrana.

Terpeni su bliski steroli, čiji su predstavnici giberelini (supstance za rast biljaka), karotenoidi (pigmenti*), mentol i kamfor (eterična ulja biljaka).

*Pigmenti- organske supstance različite hemijske strukture koje mogu selektivno apsorbovati svetlost određene talasne dužine.

ü Boje: daju boju ćelijama tkiva i organa (antocijani u biljkama, melanin kod životinja).

ü UV zaštita (karotenoidi u biljkama, melanin u životinjama).

ü Učešće u fotosintezi (hlorofil i fikobilini).

ü Transport i taloženje kiseonika (hemoglobin u krvi i mioglobin mišića).

ü Učešće u vizuelnom procesu (rodopsin i jodopsin).

Svojstva i funkcije lipida:

1. Energetska funkcija. Lipidi obezbjeđuju 25-30% sve energije potrebne tijelu. Prilikom cijepanja 1g. masti se i oslobađaju 38,9 kJ energije.

2. Rezervna funkcija. Rezervni nutrijenti mogu biti kapljice masti izvan ćelije. Akumulirajući u ćelijama masnog tkiva životinja, u sjemenkama i plodovima biljaka, masti služe kao rezervni izvor energije.

Primjer: životinje i biljke koje hiberniraju akumuliraju masti i ulja i troše ih u procesu života.

3. Funkcija građenja (strukturna) - lipidi formiraju bimolekularni sloj koji služi kao osnova vanjske ćelijske membrane, od čega 75-95% čine fosfilidi; Glikolipidi su dio moždanih i nervnih ćelija.

4. Funkcija toplinske izolacije. Masti slabo provode toplotu. Kod nekih životinja (foke, kitovi) se taloži u potkožnom masnom tkivu, koje kod kitova čini sloj debljine do 1 m.

5. Zaštitna funkcija: toplinska i hidroizolacija, zaštita od udara. Primjer: Vosak čuva perje i životinjsko krzno od vlaženja.

6. Regulatorna funkcija (hormonska)

ü zbog činjenice da su mnoge masti komponente vitamina (A, D, E i K), stoga dio lipida učestvuje u metabolizmu.

ü Steroidni hormoni regulišu brojne metaboličke i reproduktivne procese.

7. Funkcija izvora vode.

ü Kada se 100 g masti oksidira, nastaje ≈105 g vode. Ova metabolička voda je veoma važna za stanovnike pustinje, posebno za kamile, koje mogu ostati bez vode 10-12 dana; u tu svrhu se koristi mast pohranjena u njegovoj grbi.

ü Medvjedi, svizaci i druge životinje u hibernaciji također dobivaju vodu potrebnu za život kao rezultat oksidacije masti.

Vjeverice.

Proteini su složena organska jedinjenja (biopolimeri) koja se sastoje od C, H, O i N (ponekad S), čiji su monomeri aminokiseline.

Proteini su visoke molekularne težine.

Molekularna težina (Mm) = od 5 hiljada do 1 milion daltona i više. Na primjer: Mm etil alkohola = 46 D; Mm jednog od proteina jajeta = 36000 D; Mm jednog od mišićnih proteina \u003d 1500000 D. Mliječni globulin ima Mm 42000 D. Njegova formula je

Ulazak proteina u ćeliju:

ü u biljkama se sintetizira na ribosomima iz aminokiselina koje nastaju u stanicama, iz i karboksilnih grupa povezanih s raznim radikalima.

ü kod životinja dolaze s hranom, razgrađuju se do aminokiselina, koje se koriste za sintezu vlastitih proteina.

20 različitih aminokiselina je uključeno u stvaranje proteina.

Amino kiseline- organska jedinjenja male molekularne težine, koja uključuju 1 ili 2 amino grupe (-) i 1 ili 2 karboksilne grupe (-COOH), koje imaju alkalna (bazna) i kisela svojstva, respektivno. Ovo objašnjava amfoterna svojstva aminokiselina, zbog kojih igraju ulogu puferskih spojeva u stanicama.

Klasifikacija aminokiselina:

1) Monoaminomonokarboksilna: glicin (Gly), alanin (Ala), Valine(osovina), Leucin(lei) Izoleucin(Ile).

2) Monoaminodikarboksilna: glutaminska kiselina (Glu), asparaginska kiselina (Asp)

3) Diaminomonougljenik : arginin(Arg), Lysine(Liz), Oksilizin (Oli).

4) koji sadrži hidroksil: Treonin(Tre), Serine (Ser).

6) Aromatični: fenilalanin(Fen), pirozin (Per).

7) Heterociklični: triptofan(Tri), Proline (Pro), Oxyproline (Opr), Histidin(njegov).

Ulazak aminokiselina u ćeliju:

ü u biljkama se sintetiziraju sve potrebne aminokiseline iz vode i amonijaka.

ü Životinje i ljudi izgubili su sposobnost sintetiziranja niza proteinogenih aminokiselina, koje su im postale nezamjenjive – moraju se snabdjeti hranom i hranom za životinje. [označeno kurzivom u klasifikaciji]. Neesencijalne aminokiseline se sintetiziraju u ljudskom i životinjskom tijelu u procesu biosinteze.

Generale formula aminokiselina:

-CH-COOH

Sve aminokiseline se razlikuju samo po radikalima.

Trenutno je poznato više od 150 prirodnih aminokiselina sa poznatim strukturama i funkcijama. Primer: γ-aminobutirna kiselina obezbeđuje procese inhibicije u nervnom sistemu. Mnoge aminokiseline su prekursori vitamina, a/b, hormona i drugih biološki aktivnih jedinjenja.

Većina aminokiselina nalazi se u tijelu u slobodnom obliku, a samo 20 njih je dio proteina. Ove aminokiseline se nazivaju proteina ili proteinogen(formiranje proteina). Imaju inherentno svojstvo - sposobnost da se, uz učešće enzima, kombinuju na aminskim i karboksilnim grupama i formiraju polipeptidne lance.

Ugljikohidrati (šećeri, saharidi) su organske tvari koje sadrže karbonilnu grupu i nekoliko hidroksilnih grupa. Naziv klase jedinjenja dolazi od riječi "ugljični hidrati", prvi ga je predložio K. Schmidt 1844. godine. Ugljikohidrati su sastavni dio ćelija i tkiva svih živih organizama flore i faune, čineći (po masi) glavni dio organske tvari na Zemlji. Izvor ugljikohidrata za sve žive organizme je proces fotosinteze koji provode biljke.

Struktura

Svi ugljikohidrati se sastoje od pojedinačnih "jedinica", koje su saharidi. Prema sposobnosti hidrolize u monomere, ugljikohidrati se dijele u dvije grupe: jednostavne i složene. Ugljikohidrati koji sadrže jednu jedinicu nazivaju se monosaharidi, dvije jedinice se nazivaju disaharidi, od dvije do deset jedinica nazivaju se oligosaharidi, a više od deset jedinica se nazivaju polisaharidi. Monosaharidi brzo podižu nivo šećera u krvi i imaju visok glikemijski indeks, zbog čega se nazivaju i brzi ugljeni hidrati. Lako se otapaju u vodi i sintetiziraju se u zelenim biljkama. Ugljikohidrati koji se sastoje od 3 ili više jedinica nazivaju se složeni. Namirnice bogate složenim ugljikohidratima postepeno povećavaju sadržaj glukoze i imaju nizak glikemijski indeks, zbog čega se nazivaju i spori ugljikohidrati. Složeni ugljikohidrati su produkti polikondenzacije jednostavnih šećera (monosaharida) i, za razliku od jednostavnih, u procesu hidrolitičkog cijepanja mogu se razgraditi na monomere, pri čemu nastaju stotine i hiljade molekula monosaharida.

Klasifikacija

Monosaharidi - najjednostavniji ugljikohidrati koji se ne hidroliziraju u jednostavnije ugljikohidrate - obično su bezbojni, lako topljivi u vodi, slabo u alkoholu i potpuno nerastvorljivi u eteru, čvrsta prozirna organska jedinjenja, jedna od glavnih grupa ugljikohidrata, najjednostavniji oblik šećera .

disaharidi - složena organska jedinjenja, jedna od glavnih grupa ugljenih hidrata, tokom hidrolize, svaki molekul se raspada na dva molekula monosaharida, poseban su slučaj oligosaharida.

Oligosaharidi - ugljikohidrati čiji se molekuli sintetiziraju iz 2-10 monosaharidnih ostataka povezanih glikozidnim vezama. U skladu s tim razlikuju: disaharide, trisaharide i tako dalje. Oligosaharidi koji se sastoje od identičnih monosaharidnih ostataka nazivaju se homopolisaharidi, a oni koji se sastoje od različitih monosaharida nazivaju se heteropolisaharidi. Disaharidi su najčešći među oligosaharidima.

Polisaharidi - opšti naziv klase složenih makromolekula ugljikohidrati, čiji se molekuli sastoje od desetina, stotina ili hiljada monomera - monosaharida. Sa stanovišta općih principa strukture u grupi polisaharida, moguće je razlikovati homopolisaharide sintetizirane iz iste vrste monosaharidnih jedinica i heteropolisaharide, koje karakterizira prisustvo dvije ili više vrsta monomernih ostataka.

Funkcije

1. Strukturne i potporne funkcije. Ugljikohidrati su uključeni u izgradnju različitih nosivih struktura. Budući da je celuloza glavna strukturna komponenta zidova biljnih stanica, hitin obavlja sličnu funkciju u gljivama, a također daje krutost egzoskeletu artropoda.

2. Zaštitna uloga biljaka. Neke biljke imaju zaštitne formacije (bodlje, bodljike, itd.) koje se sastoje od ćelijskih zidova mrtvih ćelija.

3. Plastična funkcija. Ugljikohidrati su dio složenih molekula (na primjer, pentoze (riboza i deoksiriboza) su uključene u izgradnju ATP-a, DNK i RNK).

4. Energetska funkcija. Ugljikohidrati služe kao izvor energije: kada se 1 gram ugljikohidrata oksidira, oslobađa se 4,1 kcal energije i 0,4 g vode.

5. Rezervna funkcija. Ugljikohidrati djeluju kao rezervne hranjive tvari: glikogen kod životinja, škrob i inulin u biljkama.

6. Osmotska funkcija. Ugljikohidrati su uključeni u regulaciju osmotskog tlaka u tijelu. Dakle, krv sadrži 100-110 mg/% glukoze, osmotski tlak krvi ovisi o koncentraciji glukoze.

7. Funkcija receptora. Oligosaharidi su dio receptivnog dijela mnogih ćelijskih receptora ili molekula liganda.

8. Struktura i funkcije nukleotida.

Nukleotidi - fosfatni estri nukleozida, nukleozid fosfati. Slobodni nukleotidi, posebno adenozin trifosfat (ATP), ciklički adenozin monofosfat (cATP), adenozin difosfat (ADP), igraju važnu ulogu u energetskim i informacionim intracelularnim procesima, a takođe su i sastojci nukleinskih kiselina i mnogih koenzima.

Struktura

Nukleotidi su estri nukleozida i fosforne kiseline. Nukleozidi su, zauzvrat, N-glikozidi koji sadrže heterociklički fragment vezan preko atoma dušika na C-1 atom ostatka šećera.

U prirodi su najčešći nukleotidi β-N-glikozidi purina ili pirimidina i pentoze - D-riboza ili D-2-deoksiriboza. U zavisnosti od strukture pentoze, razlikuju se ribonukleotidi i deoksiribonukleotidi, koji su monomeri molekula složenih bioloških polimera (polinukleotida) - RNK ili DNK.

Fosfatni ostatak u nukleotidima obično formira estarsku vezu sa 2'-, 3'- ili 5'-hidroksilnim grupama ribonukleozida; u slučaju 2'-deoksinukleozida, 3'- ili 5'-hidroksilne grupe su esterifikovane.

Većina nukleotida su monoesteri fosforne kiseline, ali su poznati i diesteri nukleotida u kojima su esterifikovana dva hidroksilna ostatka - na primjer, ciklički nukleotidi cikloadenin i ciklogvanin monofosfati (cAMP i cGMP). Uz nukleotide - estri ortofosforne kiseline (monofosfati), mono- i diesteri pirofosforne kiseline (difosfati, na primjer, adenozin difosfat) i monoestri tripolifosforne kiseline (trifosfati, na primjer, adenozin) su također uobičajeni u prirodi.

Funkcije

1. Univerzalni izvor energije (ATP i njegovi analozi).

2. Oni su aktivatori i nosioci monomera u ćeliji (UDP-glukoza)

3. Djeluju kao koenzimi (FAD, FMN, NAD+, NADP+)

4. Ciklični mononukleotidi su sekundarni glasnici u djelovanju hormona i drugih signala (cAMP, cGMP).

5. Alosterični regulatori aktivnosti enzima.

6. Oni su monomeri u sastavu nukleinskih kiselina povezanih 3 "-5" - fosfodiestarskim vezama.

9. Struktura, klasifikacija i funkcije nukleinskih kiselina.
Nukleinska kiselina je organsko jedinjenje visoke molekularne težine, biopolimer (polinukleotid) formiran od nukleotidnih ostataka. Nukleinske kiseline Deoksiribonukleinska kiselina (DNK) i Ribonukleinska kiselina (RNA) prisutne su u ćelijama svih živih organizama i obavljaju najvažnije funkcije skladištenja, prenošenja i implementacije naslednih informacija.

Klasifikacija

Postoje dvije vrste nukleinskih kiselina - deoksiribonukleinska (DNK) i ribonukleinska (RNA). Monomeri u nukleinskim kiselinama su nukleotidi. Svaki od njih sadrži dušičnu bazu, šećer sa pet ugljika (deoksiriboza u DNK, riboza u RNK) i ostatak fosforne kiseline.

Struktura i funkcije

Molekule DNK i RNK značajno se razlikuju po svojoj strukturi i funkcijama.

Molekul DNK može sadržavati ogroman broj nukleotida - od nekoliko hiljada do stotina miliona (zaista džinovski molekuli DNK se mogu "vidjeti" elektronskim mikroskopom). Strukturno, to je dvostruka spirala polinukleotidnih lanaca povezanih vodoničnim vezama između azotnih baza nukleotida. Zbog toga se polinukleotidni lanci čvrsto drže jedan do drugog.

Proučavanjem različitih DNK (u različitim vrstama organizama) otkriveno je da se adenin jednog lanca može vezati samo za timin, a gvanin samo za citozin drugog. Prema tome, redosled nukleotida u jednom lancu striktno odgovara redosledu njihovog rasporeda u drugom. Ovaj fenomen se naziva komplementarnost (tj. adicije), a suprotni polinukleotidni lanci se nazivaju komplementarni. To je razlog za jedinstveno svojstvo DNK među svim neorganskim i organskim supstancama - sposobnost samoreprodukcije ili udvostručavanja. U ovom slučaju, u početku se komplementarni lanci molekula DNK razilaze (pod utjecajem posebnog enzima razaraju se veze između komplementarnih nukleotida dva lanca). Zatim na svakom lancu počinje sinteza novog (“nedostajućeg”) komplementarnog lanca zahvaljujući slobodnim nukleotidama, koji su uvijek prisutni u velikim količinama u ćeliji. Kao rezultat, umjesto jedne („roditeljske”) DNK molekule formiraju se dvije („ćerke”) nove, identične po strukturi i sastavu jedna drugoj, kao i originalnom molekulu DNK. Ovaj proces uvijek prethodi diobi ćelije i osigurava prijenos nasljednih informacija sa ćelije majke na ćerku i sve naredne generacije.

Molekuli RNK su obično jednolančani (za razliku od DNK) i sadrže mnogo manji broj nukleotida. Postoje tri tipa RNK, koje se razlikuju po veličini molekula i funkcijama koje obavljaju - informaciona (mRNA), ribosomalna (rRNA) i transportna (tRNA).

10. Osobine strukture i vitalne aktivnosti virusa.
Virus je nećelijski infektivni agens koji se može razmnožavati samo unutar živih stanica. Virusi inficiraju sve vrste organizama, od biljaka i životinja do bakterija i arheja (bakterijski virusi se obično nazivaju bakteriofagi). Pronađeni su i virusi koji inficiraju druge viruse (satelitski virusi).

Struktura

Virusne čestice (virioni) sastoje se od dvije ili tri komponente: genetski materijal u obliku DNK ili RNK (neki, kao što su mimivirusi, imaju obje vrste molekula); proteinska ljuska (kapsid) koja štiti ove molekule, a u nekim slučajevima i dodatne lipidne ljuske. Prisutnost kapsida razlikuje viruse od virusnih infektivnih nukleinskih kiselina - viroida. Ovisno o vrsti nukleinske kiseline koju predstavlja genetski materijal, izoluju se virusi koji sadrže DNK i virusi koji sadrže RNK; Baltimorska klasifikacija virusa zasniva se na ovom principu. Prije su se prioni također pogrešno pripisivali virusima, ali se kasnije pokazalo da su ti patogeni posebni infektivni proteini i ne sadrže nukleinske kiseline. Oblik virusa varira od jednostavnih spiralnih i ikosaedarskih do složenijih struktura. Veličina prosječnog virusa je oko stoti dio prosječne bakterije. Većina virusa je premala da bi bila jasno vidljiva pod svjetlosnim mikroskopom.

Zrela virusna čestica, poznata kao virion, sastoji se od nukleinske kiseline okružene zaštitnim proteinskim omotačem koji se naziva kapsid. Kapsid se sastoji od identičnih proteinskih podjedinica koje se nazivaju kapsomeri. Virusi takođe mogu imati lipidni omotač preko kapsida (superkapsida) formiranog od membrane ćelije domaćina. Kapsid se sastoji od proteina kodiranih virusnim genomom, a njegov oblik je u osnovi klasifikacije virusa prema morfološkim karakteristikama. Zamršeno organizirani virusi, osim toga, kodiraju posebne proteine ​​koji pomažu u sastavljanju kapsida. Kompleksi proteina i nukleinskih kiselina poznati su kao nukleoproteini, a kompleks proteina virusnog kapsida sa virusnom nukleinskom kiselinom naziva se nukleokapsid.

Ljudskom tijelu, kao i drugim živim bićima, potrebna je energija. Bez toga se ne mogu odvijati nikakvi procesi. Uostalom, svaka biohemijska reakcija, bilo koji enzimski proces ili faza metabolizma treba izvor energije.

Stoga je značaj supstanci koje organizmu daju snagu za život veoma velik i važan. Koje su to supstance? Ugljikohidrati, bjelančevine, svaki od njih je drugačiji, pripadaju potpuno različitim klasama kemijskih spojeva, ali jedna od funkcija im je slična - obezbjeđivanje tijela potrebnom energijom za život. Razmotrimo jednu grupu ovih supstanci - ugljikohidrate.

Klasifikacija ugljikohidrata

Sastav i struktura ugljikohidrata od njihovog otkrića određeni su njihovim imenom. Zaista, prema ranim izvorima, vjerovalo se da je to grupa spojeva u čijoj strukturi postoje atomi ugljika povezani s molekulama vode.

Detaljnija analiza, kao i akumulirane informacije o raznolikosti ovih supstanci, omogućile su da se dokaže da nemaju svi predstavnici samo takav sastav. Međutim, ova karakteristika je još uvijek jedna od onih koje određuju strukturu ugljikohidrata.

Moderna klasifikacija ove grupe jedinjenja je sljedeća:

1. Monosaharidi (riboza, fruktoza, glukoza, itd.).
2. Oligosaharidi (bioze, trioze).
3. Polisaharidi (škrob, celuloza).

Također, svi ugljikohidrati se mogu podijeliti u sljedeće dvije velike grupe:

• restauracija;
• nerestaurirajuće.

Razmotrimo detaljnije strukturu molekula ugljikohidrata svake grupe.

Monosaharidi: karakteristika

Ova kategorija uključuje sve jednostavne ugljikohidrate koji sadrže aldehidnu (aldozu) ili ketonsku (ketozu) grupu i ne više od 10 atoma ugljika u strukturi lanca. Ako pogledate broj atoma u glavnom lancu, onda se monosaharidi mogu podijeliti na:

• trioze (gliceraldehid);
• tetroze (eritruloza, eritroza);
• pentoze (riboza i deoksiriboza);
• heksoze (glukoza, fruktoza).

Svi ostali predstavnici nisu toliko važni za tijelo kao oni koji su navedeni.

Osobine strukture molekula

Prema svojoj strukturi, monoze se mogu predstaviti i u obliku lanca i u obliku cikličnog ugljikohidrata. Kako se to događa? Stvar je u tome što je centralni atom ugljika u spoju asimetrično središte oko kojeg se molekul u otopini može rotirati. Tako nastaju optički izomeri monosaharida L- i D-oblika. U ovom slučaju, formula glukoze, napisana u obliku ravnog lanca, može se mentalno shvatiti od strane aldehidne grupe (ili ketona) i umotati u loptu. Dobit će se odgovarajuća ciklička formula.

Ugljikohidrati iz serije monoz su prilično jednostavni: niz atoma ugljika koji formiraju lanac ili ciklus, od kojih se svake hidroksilne grupe i atomi vodika nalaze na različitim ili na istoj strani. Ako su sve strukture istog imena na jednoj strani, tada nastaje D-izomer, ako su različite s izmjenom jedne druge, tada nastaje L-izomer. Ako zapišemo opću formulu najčešćeg predstavnika monosaharida glukoze u molekularnom obliku, tada će izgledati: C 6 H 12 O 6. Štaviše, ovaj zapis odražava i strukturu fruktoze. Na kraju krajeva, hemijski, ove dvije monoze su strukturni izomeri. Glukoza je aldehidni alkohol, fruktoza je keto alkohol.

Struktura i svojstva ugljikohidrata brojnih monosaharida usko su međusobno povezani. Zaista, zbog prisustva aldehidnih i ketonskih grupa u sastavu strukture, oni pripadaju aldehidnim i keto alkoholima, što određuje njihovu kemijsku prirodu i reakcije u koje mogu ući.

Dakle, glukoza pokazuje sljedeća hemijska svojstva:

1. Reakcije zbog prisustva karbonilne grupe:

• oksidacija - reakcija "srebrnog ogledala";
• sa svježe istaloženom (II) - aldonskom kiselinom;
• jaki oksidanti mogu formirati dvobazne kiseline (aldarne), pretvarajući ne samo aldehid, već i jednu hidroksilnu grupu;
• redukcija - pretvara se u polihidrične alkohole.

2. Postoje i hidroksilne grupe u molekulu, što odražava strukturu. Svojstva ugljikohidrata na koja utječu ove grupe:

• sposobnost alkiliranja - stvaranje etera;
• acilacija - formiranje;
• kvalitativna reakcija za bakar (II) hidroksid.

3. Visoko specifična svojstva glukoze:

• butir;
• alkohol;
• mlečne fermentacije.

Funkcije koje se obavljaju u tijelu

Struktura i funkcije ugljikohidrata monoza su usko povezane. Potonji se, prije svega, sastoje od sudjelovanja u biohemijskim reakcijama živih organizama. Kakvu ulogu u tome imaju monosaharidi?

1. Osnova za proizvodnju oligo- i polisaharida.
2. Pentoze (riboza i deoksiriboza) su najvažniji molekuli uključeni u formiranje ATP-a, RNK, DNK. A oni su, zauzvrat, glavni dobavljači nasljednog materijala, energije i proteina.
3. Koncentracija glukoze u ljudskoj krvi pravi je pokazatelj osmotskog tlaka i njegovih promjena.

Oligosaharidi: struktura

Struktura ugljikohidrata ove grupe svodi se na prisustvo dva (dioze) ili tri (trioze) molekula monosaharida u sastavu. Postoje i oni koji uključuju 4, 5 ili više struktura (do 10), ali najčešći su disaharidi. Odnosno, tokom hidrolize, takva jedinjenja se razlažu i formiraju glukozu, fruktozu, pentozu i tako dalje. Koja jedinjenja spadaju u ovu kategoriju? Tipičan primjer je (obična trska (glavna komponenta mlijeka), maltoza, laktuloza, izomaltoza.

Hemijska struktura ugljikohidrata ove serije ima sljedeće karakteristike:

1. Opšta formula molekularne vrste: C 12 H 22 O 11.
2. Dva identična ili različita monoza ostatka u disaharidnoj strukturi su međusobno povezana pomoću glikozidnog mosta. Sposobnost smanjenja šećera ovisit će o prirodi ovog spoja.
3. Smanjenje disaharida. Struktura ugljikohidrata ove vrste sastoji se od formiranja glikozidnog mosta između hidroksilnih aldehidnih i hidroksilnih grupa različitih mono molekula. To uključuje: maltozu, laktozu i tako dalje.
4. Nereducirajući - tipičan primjer saharoze - kada se formira most između hidroksila samo odgovarajućih grupa, bez sudjelovanja aldehidne strukture.

Dakle, struktura ugljikohidrata može se ukratko predstaviti kao molekularna formula. Ako je potrebna detaljna detaljna struktura, onda se ona može prikazati korištenjem Fisherovih grafičkih projekcija ili Haworthovih formula. Konkretno, dva ciklična monomera (monoze) su ili različiti ili identični (u zavisnosti od oligosaharida), međusobno povezani glikozidnim mostom. Prilikom izgradnje treba uzeti u obzir kapacitet obnavljanja za ispravan prikaz veze.

Primjeri molekula disaharida

Ako je zadatak u obliku: "Označite strukturne karakteristike ugljikohidrata", onda je za disaharide najbolje prvo naznačiti od kojih se ostataka monoze sastoji. Najčešći tipovi su:

• saharoza - izgrađena od alfa-glukoze i beta-fruktoze;
• maltoza - iz ostataka glukoze;
• celobioza - sastoji se od dva D-forma ostatka beta-glukoze;
• laktoza - galaktoza + glukoza;
• laktuloza - galaktoza + fruktoza i tako dalje.

Zatim, prema dostupnim ostacima, treba izraditi strukturnu formulu s jasnom naznakom tipa glikozidnog mosta.

Značaj za žive organizme

Uloga disaharida je takođe veoma velika, nije važna samo struktura. Funkcije ugljikohidrata i masti su općenito slične. Osnova je energetska komponenta. Međutim, za neke pojedinačne disaharide treba ukazati na njihov poseban značaj.

1. Saharoza je glavni izvor glukoze u ljudskom tijelu.
2. Laktoza se nalazi u majčinom mlijeku sisara, uključujući i do 8% u ženskom mlijeku.
3. Laktuloza se proizvodi u laboratoriji za medicinsku upotrebu, a dodaje se i mliječnim proizvodima.

Bilo koji disaharid, trisaharid i tako dalje u ljudskom tijelu i drugim stvorenjima prolazi kroz trenutnu hidrolizu sa stvaranjem monoza. Upravo je to svojstvo koje je u osnovi korištenja ove klase ugljikohidrata od strane ljudi u njihovom sirovom, nepromijenjenom obliku (šećer od repe ili šećerne trske).

Polisaharidi: karakteristike molekula

Funkcije, sastav i struktura ugljenih hidrata ove serije su od velikog značaja za organizme živih bića, kao i za privrednu delatnost čoveka. Prvo, trebali biste otkriti koji su ugljikohidrati polisaharidi.

Ima ih dosta:

• škrob;
• glikogen;
• murein;
• glukomanan;
• celuloza;
• dekstrin;
• galactomannan;
• muromin;
• amiloza;
• hitin.

Ovo nije potpuna lista, već samo najznačajnija za životinje i biljke. Ako izvršite zadatak "Označite strukturne karakteristike ugljikohidrata niza polisaharida", tada prije svega treba obratiti pažnju na njihovu prostornu strukturu. To su veoma voluminozni, gigantski molekuli, koji se sastoje od stotina monomernih jedinica umreženih glikozidnim hemijskim vezama. Često je struktura polisaharidnih molekula ugljikohidrata slojevita.

Postoji određena klasifikacija takvih molekula.

1. Homopolisaharidi - sastoje se od istih jedinica monosaharida koje se ponavljaju. U zavisnosti od monoza, to mogu biti heksoze, pentoze i tako dalje (glukani, manani, galaktani).
2. Heteropolisaharidi - formirani od različitih monomernih jedinica.

Jedinjenja s linearnom prostornom strukturom trebaju uključivati, na primjer, celulozu. Većina polisaharida ima razgranatu strukturu - škrob, glikogen, hitin i tako dalje.

Uloga u tijelu živih bića

Struktura i funkcije ove grupe ugljikohidrata usko su povezane s vitalnom aktivnošću svih stvorenja. Tako, na primjer, biljke u obliku rezervne hranjive tvari akumuliraju škrob u različitim dijelovima izdanka ili korijena. Glavni izvor energije za životinje su opet polisaharidi, čijim se razgradnjom nastaje dosta energije.

Ugljikohidrati igraju veoma važnu ulogu. Pokrivač mnogih insekata i rakova sastoji se od hitina, murein je sastavni dio ćelijskog zida bakterije, celuloza je osnova biljaka.

Rezervni nutrijent životinjskog porijekla su molekule glikogena, ili, kako se to češće naziva, životinjske masti. Pohranjuje se u odvojenim dijelovima tijela i obavlja ne samo energetsku, već i zaštitnu funkciju od mehaničkih utjecaja.

Za većinu organizama, struktura ugljikohidrata je od velike važnosti. Biologija svake životinje i biljke je takva da joj je potreban stalan izvor energije, nepresušan. A to mogu dati samo oni, i to ponajviše u obliku polisaharida. Dakle, potpuna razgradnja 1 g ugljikohidrata kao rezultat metaboličkih procesa dovodi do oslobađanja 4,1 kcal energije! Ovo je maksimum, nema više veza. Zato ugljikohidrati moraju biti prisutni u prehrani bilo koje osobe i životinje. Biljke, s druge strane, brinu same o sebi: u procesu fotosinteze u sebi stvaraju škrob i pohranjuju ga.

Opća svojstva ugljikohidrata

Struktura masti, proteina i ugljikohidrata općenito je slična. Na kraju krajeva, sve su to makromolekule. Čak su i neke od njihovih funkcija zajedničke prirode. Treba rezimirati ulogu i značaj svih ugljikohidrata u životu biomase planete.

1. Sastav i struktura ugljikohidrata podrazumijeva njihovu upotrebu kao građevnog materijala za ljuske biljnih stanica, životinjskih i bakterijskih membrana, kao i formiranje intracelularnih organela.
2. zaštitna funkcija. Karakteristična je za biljne organizme i manifestuje se formiranjem trna, bodlji i sl.
3. Plastična uloga je formiranje vitalnih molekula (DNK, RNK, ATP i drugih).
4. funkciju receptora. Polisaharidi i oligosaharidi su aktivni učesnici u transportnim transferima kroz ćelijsku membranu, "čuvari" koji hvataju efekte.
5. Energetska uloga je najznačajnija. Pruža maksimalnu energiju za sve unutarćelijske procese, kao i za rad cijelog organizma u cjelini.
6. Regulacija osmotskog pritiska – glukoza obezbeđuje takvu kontrolu.
7. Neki polisaharidi postaju rezervni nutrijent, izvor energije za životinjska stvorenja.

Dakle, očigledno je da su struktura masti, proteina i ugljenih hidrata, njihove funkcije i uloga u organizmima živih sistema od odlučujućeg i odlučujućeg značaja. Ovi molekuli su kreatori života, oni ga čuvaju i podržavaju.

Ugljikohidrati s drugim makromolekularnim jedinjenjima

Poznata je i uloga ugljikohidrata ne u njihovom čistom obliku, već u kombinaciji s drugim molekulima. To uključuje najčešće one kao što su:

• glikozaminoglikani ili mukopolisaharidi;
• glikoproteini.

Struktura i svojstva ugljikohidrata ove vrste prilično su složeni, jer su različite funkcionalne grupe spojene u kompleks. Glavna uloga molekula ovog tipa je učešće u mnogim životnim procesima organizama. Predstavnici su: hijaluronska kiselina, hondroitin sulfat, heparan, keratan sulfat i drugi.

Postoje i kompleksi polisaharida sa drugim biološki aktivnim molekulima. Na primjer, glikoproteini ili lipopolisaharidi. Njihovo postojanje je važno u formiranju imunoloških reakcija organizma, jer su dio ćelija limfnog sistema.

Ugljikohidrati imaju primarnu ulogu u obezbjeđivanju energije cijelom tijelu, učestvuju u metabolizmu svih nutrijenata. To su organska jedinjenja sastavljena od ugljenika, vodonika i kiseonika. Ugljikohidrati su, zbog svoje lake dostupnosti i brzine asimilacije, glavni izvor energije za tijelo.

Ugljikohidrati mogu ući u ljudski organizam hranom (žitarice, povrće, mahunarke, voće itd.), kao i biti proizvedeni iz masti i nekih aminokiselina.

Klasifikacija ugljikohidrata

Ugljikohidrati se strukturno dijele u sljedeće grupe:

jednostavnih ugljenih hidrata. To uključuje glukozu, galaktozu i fruktozu (monosaharidi), kao i saharozu, laktozu i maltozu (disaharidi).

Glukoza je glavni izvor energije za mozak. Nalazi se u voću i bobicama i neophodan je za opskrbu energijom i stvaranje glikogena u jetri.

Fruktoza gotovo ne zahtijeva hormon inzulin za svoju apsorpciju, što mu omogućava da se koristi kod dijabetesa, ali u umjerenim količinama.

Galaktoza ne pojavljuje se u slobodnom obliku u proizvodima. Dobija se razgradnjom laktoze.

saharoza nalazi se u šećeru i slatkišima. Kada se proguta, razlaže se na više komponenti: glukozu i fruktozu.

Laktoza- ugljikohidrati koji se nalaze u mliječnim proizvodima. Kod kongenitalnog ili stečenog nedostatka enzima laktoze u crijevima, poremećena je razgradnja laktoze na glukozu i galaktozu, što je poznato kao intolerancija na mliječne proizvode. U fermentisanim mliječnim proizvodima ima manje laktoze nego u mlijeku, jer kada se mlijeko fermentira iz laktoze, nastaje mliječna kiselina.

Maltoza- međuproizvod razgradnje škroba probavnim enzimima. Nakon toga, maltoza se razgrađuje do glukoze. U slobodnom obliku nalazi se u medu, sladu (otuda drugo ime - sladni šećer) i pivu.

Složeni ugljikohidrati. To uključuje škrob i glikogen (svarljive ugljikohidrate), kao i vlakna, pektine i hemicelulozu.

Škrob- u ishrani je do 80% svih ugljenih hidrata. Njegovi glavni izvori su hljeb i pekarski proizvodi, žitarice, mahunarke, pirinač i krompir. Škrob se relativno sporo vari, razgrađujući do glukoze.

Glikogen, također nazvan "životinjski škrob", je polisaharid koji se sastoji od visoko razgranatih lanaca molekula glukoze. Nalazi se u malim količinama u životinjskim proizvodima (2-10% u jetri i 0,3-1% u mišićnom tkivu).

Celuloza- Ovo je složeni ugljikohidrat koji je dio membrana biljnih stanica. U tijelu se vlakna praktički ne probavljaju, samo mali dio može biti pogođen mikroorganizmima u crijevima.

Vlakna, zajedno s pektinom, ligninima i hemicelulozom, nazivaju se balastnim tvarima. Poboljšavaju funkcionisanje probavnog sistema, kao prevencija mnogih bolesti. Pektini i hemiceluloza imaju higroskopna svojstva, što im omogućava da apsorbuju i nose sa sobom višak holesterola, amonijaka, žučnih pigmenata i drugih štetnih materija. Još jedna važna prednost dijetalnih vlakana je njihova pomoć u prevenciji gojaznosti. Ne posjeduje visoku energetsku vrijednost, povrće zbog velike količine dijetalnih vlakana doprinosi ranom osjećaju sitosti.

Velika količina dijetalnih vlakana nalazi se u integralnom hlebu, mekinjama, povrću i voću.

Glikemijski indeks

Neki ugljikohidrati (jednostavni) se apsorbiraju u tijelu gotovo trenutno, što dovodi do naglog povećanja glukoze u krvi, drugi (složeni) se apsorbiraju postupno i ne uzrokuju nagli porast šećera u krvi. Zbog spore apsorpcije, konzumiranje hrane koja sadrži ove ugljikohidrate pruža duži osjećaj sitosti. Ovo svojstvo se koristi u dijetetici, za mršavljenje.

A za procjenu brzine razgradnje proizvoda u tijelu, koristi se glikemijski indeks (GI). Ovaj indikator određuje brzinu kojom se proizvod razgrađuje u tijelu i pretvara u glukozu. Što se proizvod brže razgrađuje, veći je njegov glikemijski indeks (GI). Za standard je uzeta glukoza, čiji je glikemijski indeks (GI) 100. Svi ostali pokazatelji su upoređivani sa glikemijskim indeksom (GI) glukoze. Sve GI vrijednosti ​​​u raznim namirnicama mogu se vidjeti u posebnoj tabeli glikemijskog indeksa proizvoda.

Funkcije ugljikohidrata u tijelu

Ugljikohidrati obavljaju sljedeće funkcije u tijelu:

Oni su glavni izvor energije u tijelu.

Osiguravaju sve energetske troškove mozga (mozak apsorbira oko 70% glukoze koju oslobađa jetra)

Učestvuje u sintezi ATP, DNK i RNK molekula.

Reguliše metabolizam proteina i masti.

U kombinaciji sa proteinima stvaraju neke enzime i hormone, izlučevine pljuvačnih i drugih žlijezda koje stvaraju sluz, kao i druga jedinjenja.

Dijetalna vlakna poboljšavaju rad probavnog sistema i uklanjaju štetne tvari iz organizma, pektini podstiču probavu.

Lipidi- organska jedinjenja slična mastima, nerastvorljiva u vodi, ali vrlo rastvorljiva u nepolarnim rastvaračima (eter, benzin, benzol, hloroform itd.). Divlje spadaju u najjednostavnije biološke molekule.

Hemijski, većina lipida su estri viših karboksilnih kiselina i niza alkohola. Najpoznatiji među njima masti. Svaki molekul masti formiran je od molekula trihidričnog alkohola glicerola i esterskih veza tri molekula viših karboksilnih kiselina vezanih za njega. Prema prihvaćenoj nomenklaturi, masti se nazivaju triacilglicerola.

Kada se masti hidroliziraju (tj. razdvoje se zbog uvođenja H + i OH - u esterske veze), one se razlažu na glicerol i slobodne više karboksilne kiseline, od kojih svaka sadrži paran broj atoma ugljika.

Atomi ugljika u molekulama viših karboksilnih kiselina mogu biti međusobno povezani jednostrukim i dvostrukim vezama. Među ograničavajućim (zasićenim) višim karboksilnim kiselinama sastav masti najčešće uključuje:

palmitinska CH 3 - (CH 2) 14 - COOH ili C 15 H 31 COOH;

stearinska CH 3 - (CH 2) 16 - COOH ili C 17 H 35 COOH;

arahidni CH 3 - (CH 2) 18 - COOH ili C 19 H 39 COOH;

među neograničenim:

oleinska CH 3 - (CH 2) 7 - CH \u003d CH - (CH 2) 7 - COOH ili C 17 H 33 COOH;

linolna CH 3 - (CH 2) 4 - CH \u003d CH - CH 2 - CH - (CH 2) 7 - COOH ili C 17 H 31 COOH;

linolenska CH 3 - CH 2 - CH \u003d CH - CH 2 - CH \u003d CH - CH 2 - CH \u003d CH - (CH 2) 7 - COOH ili C 17 H 29 COOH.

Stepen nezasićenosti i dužina lanca viših karboksilnih kiselina (tj. broj atoma ugljika) određuju fizička svojstva određene masti.

Masti sa kratkim i nezasićenim kiselinskim lancima imaju nisku tačku topljenja. Na sobnoj temperaturi to su tekućine (ulja) ili masne tvari. Nasuprot tome, masti sa dugim i zasićenim lancima viših karboksilnih kiselina su čvrste materije na sobnoj temperaturi. Zato hidrogenacija (zasićenje kiselinskih lanaca atomima vodika u dvostrukim vezama) pretvara tečni puter od kikirikija, na primjer, u homogeni, mazivi puter od kikirikija, a suncokretovo ulje u margarin. Životinje koje žive u hladnoj klimi, kao što su ribe u arktičkim morima, obično sadrže više nezasićenih triacilglicerola od onih koje žive u južnim geografskim širinama. Iz tog razloga njihovo tijelo ostaje fleksibilno čak i na niskim temperaturama.

razlikovati:

Fosfolipidi- amfifilna jedinjenja, tj. imaju polarne glave i nepolarne repove. Grupe koje formiraju polarnu glavu su hidrofilne (topive u vodi), dok su nepolarne repne grupe hidrofobne (nerastvorljive u vodi).

Dvostruka priroda ovih lipida određuje njihovu ključnu ulogu u organizaciji bioloških membrana.

Vosak- esteri anoatomskih (sa jednom hidroksilnom grupom) makromolekularnih (sa dugim ugljeničnim skeletom) alkohola i viših karboksilnih kiselina.

Druga grupa lipida su steroidi. Ove supstance su izgrađene na bazi alkohola kolesterola. Steroidi su vrlo slabo rastvorljivi u vodi i ne sadrže više karboksilne kiseline.

To uključuje žučne kiseline, holesterol, polne hormone, vitamin D, itd.

blizu steroida terpeni(rastne tvari biljaka - giberelini; fitol koji je dio klorofila, karotenoidi - fotosintetski pigmenti; eterična ulja biljaka - mentol, kamfor itd.).

Lipidi mogu formirati komplekse sa drugim biološkim molekulima.

Lipoproteini- kompleksne formacije koje sadrže triacilglicerole, holesterol i proteine, koji nemaju kovalentne veze sa lipidima.

Glikolipidi- ovo je grupa lipida izgrađena na bazi sfingozin alkohola i koja sadrži, pored ostatka viših karboksilnih kiselina, jednu ili više molekula šećera (najčešće glukozu ili galaktozu).

Funkcije lipida

Strukturno. Fosfolipidi zajedno sa proteinima formiraju biološke membrane. Membrane takođe sadrže sterole.

Energija. Kada se 1 g masti oksidira, oslobađa se 38,9 kJ energije koja ide na stvaranje ATP-a. U obliku lipida pohranjuje se značajan dio energetskih rezervi tijela koje se troše u slučaju nedostatka hranjivih tvari. Životinje i biljke koje hiberniraju akumuliraju masti i ulja i koriste ih za održavanje životnih procesa. Visok sadržaj lipida u sjemenu daje energiju za razvoj embriona i klijanca dok ne pređe u samostalnu ishranu. Sjemenke mnogih biljaka (kokosova palma, ricinus, suncokret, soja, repica itd.) služe kao sirovina za industrijsku proizvodnju ulja.

Zaštitna i toplotna izolacija. Nagomilavajući se u potkožnom masnom tkivu i oko određenih organa (bubrezi, crijeva), masni sloj štiti tijelo od mehaničkih oštećenja. Osim toga, zbog svoje niske toplinske provodljivosti, sloj potkožne masti pomaže u zadržavanju topline, što omogućava, na primjer, mnogim životinjama da žive u hladnoj klimi. U kitovima, osim toga, igra još jednu ulogu - doprinosi uzgonu.

Podmazuje i odbija vodu. Voskovi pokrivaju kožu, vunu, perje, čine ih elastičnijim i štite od vlage. Listovi i plodovi biljaka prekriveni su voskom; Vosak koriste pčele u izgradnji saća.

Regulatorno. Mnogi hormoni potiču iz holesterola, kao što su polni hormoni (testosteron kod muškaraca i progesteron kod žena) i kortikosteroidi (aldosteron).

metabolički. Derivati ​​holesterola, vitamin D igraju ključnu ulogu u razmeni kalcijuma i fosfora. Žučne kiseline su uključene u procese probave (emulgiranja masti) i apsorpcije viših karboksilnih kiselina.

Lipidi su izvor metaboličke vode. Kada se mast oksidira, formira se približno 105 g vode. Ova voda je veoma važna za neke stanovnike pustinje, posebno za deve koje mogu bez vode 10-12 dana: u tu svrhu se koristi salo pohranjeno u grbi. Medvjedi, svizaci i druge životinje u hibernaciji dobivaju vodu potrebnu za život kao rezultat oksidacije masti.

Hemijski sastav

Ćelijski zid biljnih ćelija sastoji se uglavnom od polisaharida. Sve komponente koje čine ćelijski zid mogu se podijeliti u 4 grupe:

Strukturno komponente predstavljene celulozom u većini autotrofnih biljaka.

Komponente matrica, tj. glavna supstanca, punilo ljuske - hemiceluloze, proteini, lipidi.

komponente, inkrustiranjećelijski zid (tj. deponovan i obložen iznutra) - lignin i suberin.

komponente, nagomilavanje zid, tj. nanesena na njegovu površinu - rezina, vosak.

Glavna strukturna komponenta ljuske je celuloza Predstavljaju ga nerazgranati polimerni molekuli koji se sastoje od 1000-11000 ostataka - D glukoze, međusobno povezanih glikozidnim vezama. Prisustvo glikozidnih veza stvara mogućnost stvaranja poprečnih šavova. Zbog toga se duge i tanke molekule celuloze spajaju u elementarne fibrile ili micele. Svaka micela se sastoji od 60-100 paralelnih lanaca celuloze. Stotine micela grupisane su u micelarne redove i formiraju mikrofibrile prečnika 10-15 nm. Celuloza ima kristalna svojstva zbog uređenog rasporeda micela u mikrofibrilama. Mikrofibrile su, zauzvrat, isprepletene jedna s drugom poput niti u užetu i ujedinjuju se u makrofibrile. Makrofibrile su debljine oko 0,5 µm. i može doseći dužinu od 4 mikrona. Celuloza nije ni kisela ni alkalna. U odnosu na povišene temperature, prilično je otporan i može se zagrijati bez raspadanja do temperature od 200°C. Mnoga važna svojstva celuloze su zbog njene visoke otpornosti na enzime i hemikalije. Nerastvorljiv je u vodi, alkoholu, eteru i drugim neutralnim rastvaračima; nerastvorljiv u kiselinama i alkalijama. Celuloza je možda najčešća vrsta organskih makromolekula na Zemlji.

Mikrofibrile ljuske su uronjene u amorfnu plastičnu gel-matricu. Matrica je punilo ljuske. Sastav matrice biljnih membrana uključuje heterogene grupe polisaharida koje se nazivaju hemiceluloze i pektinske supstance.

Hemiceluloze su razgranati polimerni lanci koji se sastoje od raznih ostataka heksoze (D-glukoza, D-galaktoza, manoza),

pentoza (L-ksiloza, L-arabinoza) i mokraćne kiseline (glukuronska i galakturonska). Ove komponente hemiceluloze se međusobno kombinuju u različitim kvantitativnim omjerima i formiraju različite kombinacije.

Hemicelulozni lanci se sastoje od 150-300 molekula monomera. Oni su mnogo kraći. Osim toga, lanci ne kristaliziraju i ne formiraju elementarne fibrile.

Zbog toga se hemiceluloze često nazivaju polucelulozama. Oni čine oko 30-40% suhe težine ćelijskih zidova.

U odnosu na hemijske reagense, hemiceluloze su mnogo manje otporne od celuloze: otapaju se u slabim alkalijama bez zagrijavanja; hidroliziraju stvaranjem šećera u otopinama slabih kiselina; poluvlakna se takođe rastvaraju u glicerinu na temperaturi od 300 o C.

Hemiceluloze u tijelu biljaka igraju:

Mehanička uloga, učestvujući zajedno sa celulozom i drugim supstancama u izgradnji ćelijskih zidova.

Uloga rezervnih supstanci koje se deponuju i potom troše. U ovom slučaju, funkciju rezervnog materijala uglavnom obavljaju heksoze; a hemiceluloze s mehaničkom funkcijom obično se sastoje od pentoza. Kao rezervne hranljive materije, hemiceluloze se takođe talože u semenu mnogih biljaka.

pektinske supstance imaju prilično složen hemijski sastav i strukturu. Ovo je heterogena grupa koja uključuje razgranate polimere koji nose negativne naboje zbog mnogih ostataka galakturonske kiseline. Karakteristična karakteristika: pektinske tvari snažno bubre u vodi, a neke se u njoj otapaju. Lako se uništavaju djelovanjem lužina i kiselina.

Svi ćelijski zidovi u ranoj fazi razvoja gotovo su u potpunosti sastavljeni od pektinskih supstanci. Međućelijska tvar srednje lamine, kao da cementira ljuske susjednih zidova, također se sastoji od ovih tvari, uglavnom kalcijum pektata. Pektinske supstance, iako u malim količinama, prisutne su u glavnoj debljini ćelija odraslih.

Sastav matriksa ćelijskog zida, pored komponenti ugljikohidrata, uključuje i strukturni protein koji se naziva ekstenzin. To je glikoprotein čiji ugljikohidratni dio predstavljaju ostaci šećera arabinoze.

Klasifikacija vitamina zasniva se na principu njihove rastvorljivosti u vodi i masti.

Vitamini rastvorljivi u vodi: B1 (tiamin), B2 (riboflavin), PP (nikotinska kiselina), B3 (pantotenska kiselina), B6 ​​(piridoksin), B12 (cinkobalamin), Bc (folna kiselina), H (biotin), N (lipoična kiselina) , P (bioflavanoidi), C (askorbinska kiselina) - uključeni su u strukturu i funkcionisanje enzima.

Vitamini rastvorljivi u mastima: A (retinol), provitamin A (karoten), D (kalceferoli), E (tokoferoli), K (filokinoni).

Vitamini rastvorljivi u mastima uključeni su u strukturu membranskih sistema, obezbeđujući njihovo optimalno funkcionalno stanje.

Postoje također supstance slične vitaminima: B13 (orotska kiselina), B15 (pangaminska kiselina), B4 (holin), B8 (inozitol), W (karnitin), H1 (paraminbenzojeva kiselina), F (višestruko nezasićene masne kiseline), U (S=metilmetionin sulfat hlorid).