Gửi công việc tốt của bạn trong cơ sở kiến ​​thức là đơn giản. Sử dụng biểu mẫu bên dưới

Các sinh viên, nghiên cứu sinh, các nhà khoa học trẻ sử dụng nền tảng tri thức trong học tập và làm việc sẽ rất biết ơn các bạn.

Bộ giáo dục, Astana

Trường cao đẳng bách khoa

Công việc có tính sáng tạo

Môn học: Hóa học

Chủ đề: "Carbohydrate"

• Các nội dung: 1
• Giới thiệu. 4
• 1 .Monosaccharid. 7
• Đường glucôzơ. 7
• 7
• tính chất vật lý. 9
• Tính chất hóa học. 9
• Nhận đường. 10
• Việc sử dụng glucose. 10
• 11
• II. Các disaccharid. 11
• Sucrose. 12
• 12
• tính chất vật lý. 12
• Tính chất hóa học. 12
• Lấy đường sucrose. 13
• Việc sử dụng sucrose. 14
• Được tìm thấy trong tự nhiên và cơ thể con người. 14
• III. Polysaccharid. 14
• Tinh bột 14
• Các khái niệm cơ bản. Cấu trúc của phân tử. 14
• tính chất vật lý. 15
• Tính chất hóa học. 15
• Lấy tinh bột. 15
• Ứng dụng của tinh bột. 15
• Được tìm thấy trong tự nhiên và cơ thể con người. 16
• Xenlulozơ. 17
• Các khái niệm cơ bản. Cấu trúc của phân tử. 17
• tính chất vật lý. 17
• Tính chất hóa học. 17
• Lấy xenlulozơ. 18
• Việc sử dụng xenlulozơ. 18
• Được tìm thấy trong tự nhiên và cơ thể con người. 19
• Sự kết luận 21
• Các ứng dụng. 22
• Người giới thiệu 33

Giới thiệu

Hàng ngày phải đối mặt với nhiều loại vật dụng gia đình, thực phẩm, đồ vật tự nhiên, sản phẩm công nghiệp, chúng ta không nghĩ đến thực tế là có những hóa chất riêng lẻ hoặc sự kết hợp của những chất này xung quanh. Bất kỳ chất nào cũng có cấu tạo và tính chất riêng. Ngay từ khi xuất hiện trên Trái đất, con người đã tiêu thụ thực phẩm thực vật có chứa tinh bột, trái cây và rau quả có chứa glucose, sucrose và các loại carbohydrate khác, sử dụng gỗ và các vật thể thực vật khác cho nhu cầu của mình, chủ yếu bao gồm một polysaccharide tự nhiên khác - cellulose. Và chỉ vào đầu TK XIX. có thể nghiên cứu thành phần hóa học của các chất đại phân tử tự nhiên, cấu trúc của các phân tử của chúng. Những khám phá quan trọng đã được thực hiện trong lĩnh vực này.

Trong thế giới rộng lớn của vật chất hữu cơ, có những hợp chất có thể nói là bao gồm cacbon và nước. Chúng được gọi là carbohydrate. Thuật ngữ “cacbohydrat” lần đầu tiên được đề xuất bởi nhà hóa học người Nga từ Dorpat (nay là Tartu) K. Schmidt vào năm 1844. Năm 1811, nhà hóa học người Nga Konstantin Gottlieb Sigismund (1764-1833) là người đầu tiên thu được glucose bằng cách thủy phân tinh bột. Carbohydrate phân bố rộng rãi trong tự nhiên và đóng vai trò quan trọng trong các quá trình sinh học của cơ thể sống và con người.

Carbohydrate, tùy thuộc vào cấu trúc, có thể được chia thành monosaccharid, disaccharid và polysaccharid: (xem Phụ lục 1)

1. Monosaccharid:

- đường glucoza C 6 H 12 O 6

-fructose C 6 H 12 O 6

- ribose C 5 H 10 O 5

Trong số các monosaccharide sáu carbon - hexose - quan trọng nhất là glucose, fructose và galactose.

Nếu hai monosaccharide kết hợp trong một phân tử, một hợp chất như vậy được gọi là disaccharide.

2. Disaccharid:

-sacaroza C 12 H 22 O 11

Carbohydrate phức tạp được tạo thành bởi nhiều monosaccharid được gọi là polysaccharid.

3. Polysaccharid:

- tinh bột(C 6 H 10 O 5) n

- xenlulo(C 6 H 10 O 5) n

Phân tử monosaccharide có thể chứa từ 4 đến 10 nguyên tử cacbon. Tên của tất cả các nhóm monosaccharide, cũng như tên của các đại diện riêng lẻ, kết thúc bằng: oz. Do đó, tùy thuộc vào số lượng nguyên tử cacbon trong phân tử, monosaccarit được chia thành tetroses, pentoses, hexoses vân vân. hexoses và pentoses có tầm quan trọng lớn nhất.

Phân loại cacbohydrat

Hoa hồng	Hình lục giác	disaccharides	Polysaccharid
Đường glucoza Ribose Deoxyribose arabinose Xylose Lixose ribulose Xylulose	Đường glucoza Galactose Mannose Guloza Idoza Talosa Alloza Altroza Fructose Sorbosa Takatosa Psicosis fucose Rhamnoza	sacaroza Đường lactose Trehalose Maltose Cellobiose allolactose Gentiobiosis Xylobiose melibiosa	Glycogen Tinh bột Xenlulo Chitin amylose Amylopectin stachylose Inulin Dextrin Pectin

Động vật và con người không có khả năng tổng hợp đường và lấy chúng từ các sản phẩm thực phẩm khác nhau có nguồn gốc thực vật.

Trong thực vật cacbohydrat được hình thành từ cacbon đioxit và nước trong quá trình phản ứng quang hợp phức tạp được thực hiện bằng năng lượng mặt trời với sự tham gia của sắc tố xanh của thực vật - chất diệp lục.

1. Monosaccharid

Trong số các monosaccharide sáu carbon - hexoses - glucose, fructose và galactose là quan trọng.

Đường glucoza

Các khái niệm cơ bản. Cấu trúc của phân tử. Để thiết lập công thức cấu tạo của phân tử glucozơ, cần biết tính chất hóa học của nó. Thực nghiệm chứng minh rằng một mol glucozơ phản ứng với 5 mol axit axetic tạo thành một este. Điều này có nghĩa là có năm nhóm hydroxyl trong phân tử glucose. Vì glucozơ trong dung dịch amoniac của oxit bạc (II) cho phản ứng “tráng gương bạc” nên phân tử của nó phải có nhóm chức anđehit.

Theo kinh nghiệm, người ta cũng chỉ ra rằng glucozơ có mạch cacbon không phân nhánh. Dựa trên những dữ liệu này, cấu trúc của phân tử glucozơ có thể được biểu thị bằng công thức sau:

Như công thức có thể thấy, glucozơ vừa là rượu đa chức vừa là anđehit, tức là rượu có anđehit.

Nghiên cứu sâu hơn cho thấy rằng ngoài các phân tử có chuỗi mở, các phân tử có cấu trúc mạch vòng là đặc trưng của glucose. Điều này được giải thích bởi thực tế là các phân tử glucose, do sự quay của các nguyên tử cacbon xung quanh các liên kết, có thể có hình dạng uốn cong và nhóm hydroxyl của 5 cacbon có thể tiếp cận nhóm hydroxyl. Trong trường hợp thứ hai, dưới tác dụng của nhóm hydroxyl, liên kết α bị phá vỡ. Một nguyên tử hydro được thêm vào liên kết tự do, và một vòng sáu cạnh được hình thành, trong đó không có nhóm anđehit. Người ta đã chứng minh được rằng trong dung dịch nước có cả hai dạng phân tử glucozơ - anđehit và mạch vòng, giữa đó cân bằng hóa học được thiết lập:

Trong phân tử glucozơ mạch hở, nhóm chức anđehit tự do quay quanh liên kết α, liên kết này nằm giữa nguyên tử cacbon thứ nhất và thứ hai. Trong các phân tử tuần hoàn chuyển động quay như vậy là không thể. Vì lý do này, dạng tuần hoàn của phân tử có thể có cấu trúc không gian khác nhau:

một)?- dạng glucose- Các nhóm hydroxyl (-OH) ở nguyên tử cacbon thứ nhất và thứ hai nằm về một phía của vòng.

b)

c)b- một dạng glucose- Các nhóm hiđroxyl nằm ở hai phía đối nhau của vòng của phân tử.

Tính chất vật lý. Glucose là chất kết tinh không màu, có vị ngọt, tan nhiều trong nước. Nó kết tinh từ một dung dịch nước. Ít ngọt hơn đường củ cải.

Tính chất hóa học. Glucozơ có những tính chất hóa học của rượu (nhóm hiđroxyl (-OH)) và anđehit (nhóm anđehit (-CHO)), ngoài ra nó còn có một số tính chất đặc trưng.

1. Tính chất đặc trưng của rượu:

a) tương tác với đồng (II) oxit:

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

đồng (II) rượu

b) tương tác với axit cacboxylic tạo thành este (phản ứng este hoá).

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

2. Tính chất đặc trưng của anđehit

một) tương tác với bạc oxit (I) trong dung dịch amoniac (phản ứng "tráng gương bạc") :

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

axit gluconic glucoza

b) khử (hydro hóa) - thành rượu sáu hydric (sorbitol):

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

glucose sorbitol

3. Các phản ứng cụ thể - lên men:

a) lên men rượu (do tác dụng của nấm men) :

C6H12O6> 2C2H5OH + 2CO2

rượu etylic glucozơ

b) lên men lactic (dưới tác dụng của vi khuẩn lactic) :

С6Н12О6> С3Н6О3

axit lactic glucose

c) lên men butyric :

С6Н12О6> С3Н7СООН + 2Н2 + 2СО2

axit butyric glucose

Nhận đường. Quá trình tổng hợp đầu tiên của cacbohydrat đơn giản nhất từ ​​fomanđehit với sự có mặt của canxi hiđroxit đã được thực hiện bởi A.M. Butlerov năm 1861:

sa (anh ấy) 2

6HSON> C6H12O6

lucose formaldehyde

Trong sản xuất, người ta thường thu được glucozơ bằng cách thủy phân tinh bột với sự có mặt của axit sunfuric:

H 2 SO 4

(С6Н10О5) n + nН2О> nC6H12O6

tinh bột glucose

Việc sử dụng glucose. Glucose là một sản phẩm dinh dưỡng có giá trị. Trong cơ thể, nó trải qua các biến đổi sinh hóa phức tạp, do đó năng lượng tích lũy trong quá trình quang hợp được giải phóng. Đơn giản hóa, quá trình oxy hóa glucose trong cơ thể có thể được biểu diễn bằng phương trình sau:

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

Vì glucose được cơ thể hấp thụ dễ dàng, nó được sử dụng trong y học như một phương thuốc tăng cường sức mạnh. Glucose được sử dụng rộng rãi trong bánh kẹo (mứt cam, caramen, bánh gừng).

Có tầm quan trọng lớn là các quá trình lên men glucose. Vì vậy, ví dụ, khi ngâm bắp cải, dưa chuột, sữa, quá trình lên men axit lactic của glucose xảy ra, giống như khi ủ thức ăn. Nếu khối lượng được ủ không đủ chặt, quá trình lên men butyric xảy ra dưới ảnh hưởng của không khí xâm nhập và thức ăn trở nên không thích hợp để sử dụng.

Trong thực tế, quá trình lên men rượu của glucose cũng được sử dụng, ví dụ, trong sản xuất bia.

Bản chất tự nhiên và cơ thể con người. Trong cơ thể con người, glucose được tìm thấy trong cơ bắp, trong máu và một lượng nhỏ trong tất cả các tế bào. Glucose có nhiều trong trái cây, quả mọng, mật hoa, đặc biệt là nho.

Trong tự nhiên Glucose được hình thành trong thực vật là kết quả của quá trình quang hợp với sự có mặt của một chất màu xanh lá cây - chất diệp lục, chứa một nguyên tử magiê. Ở dạng tự do, glucose được tìm thấy trong hầu hết các cơ quan của cây xanh. Nó đặc biệt có nhiều trong nước ép nho, đó là lý do tại sao glucose đôi khi được gọi là đường nho. Mật ong chủ yếu bao gồm một hỗn hợp của glucose và fructose.

2. Disaccharid

Disaccharide là carbohydrate kết tinh, các phân tử của chúng được xây dựng từ phần dư của hai phân tử monosaccharide liên kết với nhau.

Các đại diện đơn giản nhất của disaccharide là củ cải đường thông thường hoặc đường mía - sucrose, đường mạch nha - maltose, đường sữa - lactose và cellobiose. Tất cả các disaccharide này có cùng công thức C12H22O11.

sacaroza

Các khái niệm cơ bản. Cấu trúc của phân tử. Thực nghiệm đã chứng minh rằng công thức phân tử của sucrose là C12 H22 O11. Khi nghiên cứu các tính chất hóa học của sacarozơ, người ta có thể tin rằng nó được đặc trưng bởi phản ứng của rượu đa chức: khi tương tác với đồng (II) hiđroxit, một dung dịch màu xanh lam sáng được tạo thành. Phản ứng "tráng gương bạc" với sacarozơ không thành công. Do đó, phân tử của nó có chứa nhóm hydroxyl, nhưng không có aldehyde.

Nhưng nếu dung dịch sacaroza được đun nóng với sự có mặt của axit clohiđric hoặc axit sunfuric, thì hai chất được tạo thành, một trong số đó, giống như anđehit, phản ứng cả với dung dịch amoniac của bạc (I) oxit và với đồng (II) hiđroxit. Phản ứng này chứng minh rằng khi có mặt axit khoáng, sacaroza trải qua quá trình thủy phân và kết quả là glucoza và fructoza được hình thành. Điều này khẳng định rằng các phân tử sucrose bao gồm các gốc liên kết lẫn nhau của các phân tử glucose và fructose.

tính chất vật lý. Đường sacaroza tinh khiết là một chất kết tinh không màu, có vị ngọt, dễ hòa tan trong nước.

Tính chất hóa học. Tính chất chính của disaccharid, giúp phân biệt chúng với monosaccharid, là khả năng thủy phân trong môi trường axit (hoặc dưới tác dụng của các enzym trong cơ thể):

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

đường sucrose glucose fructose

Glucose được tạo thành trong quá trình thủy phân có thể được phát hiện bằng phản ứng "tráng gương bạc" hoặc bằng sự tương tác của nó với đồng (II) hydroxit.

Lấy đường sucrose. Sucrose C12 H22 O11 (đường) được thu nhận chủ yếu từ củ cải đường và mía. Trong quá trình sản xuất sacaroza, các biến đổi hóa học không xảy ra, vì nó đã có trong các sản phẩm tự nhiên. Nó chỉ được cách ly khỏi những sản phẩm này càng tinh khiết càng tốt.

Quy trình phân lập đường sucrose từ củ cải đường:

Củ cải đường đã bóc vỏ được biến thành những miếng mỏng trong máy cắt củ cải cơ học và được đặt trong các bình đặc biệt - bộ khuếch tán để nước nóng đi qua. Kết quả là, hầu như tất cả đường sacaroza bị rửa sạch khỏi củ cải đường, nhưng cùng với đó là các axit, protein và chất tạo màu khác nhau đi vào dung dịch, chúng phải được tách ra khỏi đường sacaroza.

Dung dịch tạo thành trong bộ khuếch tán được xử lý bằng sữa vôi.

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

Canxi hiđroxit phản ứng với axit có trong dung dịch. Vì muối canxi của hầu hết các axit hữu cơ ít hòa tan nên chúng kết tủa. Mặt khác, sacaroza với canxi hiđroxit tạo thành sacaroza hòa tan thuộc loại rượu - C 12 H 22 O 11 2 CaO H 2 O

3. Để phân hủy canxi sacaroza thu được và trung hòa lượng dư canxi hiđroxit, người ta cho cacbon monoxit (IV) đi qua dung dịch của chúng. Kết quả là, canxi được kết tủa dưới dạng cacbonat:

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. Dung dịch thu được sau khi kết tủa canxi cacbonat được lọc, sau đó làm bay hơi trong thiết bị chân không và các tinh thể đường được tách ra bằng cách ly tâm.

Tuy nhiên, không thể cô lập hết lượng đường ra khỏi dung dịch. Một dung dịch màu nâu (mật đường) vẫn còn, chứa tới 50% sucrose. Mật rỉ được sử dụng để sản xuất axit xitric và một số sản phẩm khác.

5. Đường hạt cô lập thường có màu hơi vàng vì nó có chứa chất tạo màu. Để tách chúng ra, sucrose được hòa tan lại trong nước và dung dịch thu được được đưa qua than hoạt tính. Sau đó, dung dịch lại được làm bay hơi và bị kết tinh. (xem phụ lục 2)

Việc sử dụng sucrose. Sucrose chủ yếu được sử dụng như một sản phẩm thực phẩm và trong công nghiệp bánh kẹo. Bằng cách thủy phân, mật ong nhân tạo thu được từ nó.

Được tìm thấy trong tự nhiên và cơ thể con người. Sucrose là thành phần của nước củ cải đường (16-20%) và đường mía (14-26%). Với một lượng nhỏ, nó được tìm thấy cùng với glucose trong quả và lá của nhiều loại cây xanh.

3. Polysaccharid

Một số carbohydrate là các polyme tự nhiên, bao gồm hàng trăm, thậm chí hàng nghìn đơn vị monosaccharide là một phần của một đại phân tử. Do đó, những chất này được gọi là polysaccharid. Các polysaccharid quan trọng nhất là tinh bột và cellulose. Cả hai chất này đều được hình thành trong tế bào thực vật từ glucose, sản phẩm chính của quá trình quang hợp.

Tinh bột

Các khái niệm cơ bản. Cấu trúc của phân tử. Thực nghiệm đã chứng minh rằng công thức hóa học của tinh bột là (C6 H10 O5) n, trong đó Pđạt vài nghìn. Tinh bột là một polyme tự nhiên có phân tử bao gồm các đơn vị C6 H10 O5 riêng lẻ. Vì chỉ có glucozơ được tạo thành trong quá trình thủy phân tinh bột nên có thể kết luận rằng những liên kết này là phần còn lại của các phân tử ? - đường glucozo.

Các nhà khoa học đã có thể chứng minh rằng các đại phân tử tinh bột bao gồm các chất cặn bã của các phân tử đường mạch vòng. Quá trình hình thành tinh bột có thể được biểu diễn như sau:

Ngoài ra, người ta đã xác định được rằng tinh bột không chỉ bao gồm các phân tử mạch thẳng mà còn bao gồm các phân tử có cấu trúc phân nhánh. Điều này giải thích cấu trúc hạt của tinh bột.

tính chất vật lý. Tinh bột là chất bột màu trắng, không tan trong nước lạnh. Trong nước nóng, nó nở ra và tạo thành hỗn hợp sền sệt. Không giống như mono- và oligosaccharid, polysaccharid không có vị ngọt.

Tính chất hóa học.

1) Phản ứng định tính với tinh bột.

Phản ứng đặc trưng của tinh bột là tương tác của nó vớithứ tựode. Nếu thêm dung dịch iot vào hồ tinh bột đã được làm lạnh thì xuất hiện màu xanh lam. Khi đun nóng, nó biến mất, và khi nguội, nó lại xuất hiện. Tính chất này được sử dụng để xác định tinh bột trong các sản phẩm thực phẩm. Vì vậy, ví dụ, nếu một giọt iốt được nhỏ vào một lát khoai tây hoặc một lát bánh mì trắng, thì màu xanh lam sẽ xuất hiện.

2) Phản ứng thủy phân:

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

Lấy tinh bột. Trong công nghiệp, tinh bột được lấy chủ yếu từ khoai tây, gạo hoặc ngô.

Ứng dụng của tinh bột. Tinh bột là một sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Để tạo điều kiện cho sự hấp thụ của nó, thực phẩm chứa tinh bột được tiếp xúc với nhiệt độ cao, tức là khoai tây được luộc, bánh mì được nướng. Trong điều kiện này, quá trình thủy phân một phần tinh bột xảy ra và dextrins, hoà tan trong nước. Các dextrin trong đường tiêu hóa tiếp tục bị thủy phân thành glucose, được cơ thể hấp thụ. Glucose dư thừa được chuyển thành glycogen(tinh bột động vật). Thành phần của glycogen giống như thành phần của tinh bột, nhưng phân tử của nó phân nhánh nhiều hơn. Đặc biệt rất nhiều glycogen được tìm thấy trong gan (tới 10%). Trong cơ thể, glycogen là chất dự trữ được chuyển hóa thành glucose khi được tiêu thụ trong tế bào.

TẠI ngành công nghiệp tinh bột được chuyển thành mật đường và đường glucozo.Để làm điều này, nó được đun nóng với axit sunfuric loãng, lượng dư sau đó được trung hòa bằng phấn. Kết tủa canxi sunfat tạo thành được lọc bỏ, dung dịch được làm bay hơi và glucose được cô lập. Nếu quá trình thủy phân tinh bột không hoàn thành thì sẽ tạo thành hỗn hợp dextrin với glucozơ - mật đường, được dùng trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo. Được chiết xuất từ ​​tinh bột, dextrin được sử dụng làm keo để làm đặc màu sơn khi vẽ hoa văn trên vải.

Tinh bột được sử dụng để làm đói quần áo. Dưới bàn là nóng, quá trình thủy phân một phần tinh bột xảy ra và nó được chuyển thành dextrin. Lớp màng sau tạo thành một lớp màng dày đặc trên vải, làm cho vải bóng và bảo vệ vải khỏi bị nhiễm bẩn.

Được tìm thấy trong tự nhiên và cơ thể con người. Tinh bột, là một trong những sản phẩm của quá trình quang hợp, được phân bố rộng rãi trong tự nhiên. Cho nhiều cây nó là một chất dinh dưỡng dự trữ và được tìm thấy chủ yếu trong quả, hạt và củ. Loại thực vật giàu tinh bột nhất là ngũ cốc: gạo (tới 86%), lúa mì (75%), ngô (tới 72%), cũng như củ khoai tây (tới 24%). Trong củ, các hạt tinh bột nổi trong nhựa cây nên khoai tây là nguyên liệu chính để sản xuất tinh bột. Trong ngũ cốc, các hạt tinh bột được kết dính chặt chẽ với nhau bằng một chất protein gọi là gluten.

Đối với cơ thể con người tinh bột, cùng với đường sucrose, đóng vai trò là nguồn cung cấp carbohydrate chính - một trong những thành phần quan trọng nhất của thực phẩm. Dưới tác dụng của enzim, tinh bột bị thủy phân thành glucozơ, trong tế bào bị oxi hóa thành khí cacbonic và nước, giải phóng năng lượng cần thiết cho hoạt động của cơ thể sống. Trong số các sản phẩm thực phẩm, lượng tinh bột lớn nhất được tìm thấy trong bánh mì, mì ống và các sản phẩm bột mì khác, ngũ cốc và khoai tây.

Xenlulo

Polysaccharide phổ biến thứ hai trong tự nhiên là cellulose hoặc chất xơ (xem Phụ lục 4).

Các khái niệm cơ bản. Cấu trúc của phân tử.

Công thức của xenlulozơ, giống như tinh bột, là (C 6 H 10 O 5) n, liên kết cơ bản của polyme tự nhiên này cũng là các gốc glucozơ. Mức độ trùng hợp của xenlulozơ lớn hơn nhiều so với tinh bột.

Các đại phân tử xenlulo, không giống như tinh bột, bao gồm các chất cặn bã của các phân tử b-glucoses và chỉ có cấu trúc mạch thẳng. Các đại phân tử xenluloza nằm theo một hướng và tạo thành sợi (lanh, bông, gai dầu).

tính chất vật lý. Xenlulozơ nguyên chất là chất rắn màu trắng, có cấu trúc dạng sợi. Nó không hòa tan trong nước và dung môi hữu cơ, nhưng hòa tan dễ dàng trong dung dịch amoniac của đồng (II) hydroxit. Như bạn đã biết, xenlulozơ không có vị ngọt.

Tính chất hóa học.

1) Đốt cháy. Xenlulozơ cháy dễ dàng tạo thành khí cacbonic và nước.

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

2) Sự thủy phân. Không giống như tinh bột, chất xơ rất khó bị thủy phân. Chỉ đun sôi rất lâu trong dung dịch nước của axit mạnh dẫn đến sự phân tách đáng kể của đại phân tử thành glucoza:

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

3) Sự hình thành este. Mỗi đơn vị cơ bản của phân tử xenlulozơ có ba nhóm hydroxyl có thể tham gia tạo este với cả axit hữu cơ và axit vô cơ.

Xenluloza nitrat. Khi chế biến xenlulozơ với hỗn hợp axit nitric và axit sunfuric đặc (hỗn hợp nitrat hóa) sẽ tạo thành xenlulozơ nitrat. Tùy thuộc vào điều kiện phản ứng và tỷ lệ của các chất phản ứng, sản phẩm có thể thu được có hai (dinitrat) hoặc ba (trinitrat) nhóm hydroxyl

Lấy xenlulozơ. Một ví dụ về xenluloza gần như nguyên chất là bông len, thu được từ bông tinh chế. Phần lớn cellulose được phân lập từ gỗ, trong đó nó được chứa cùng với các chất khác. Phương pháp phổ biến nhất để sản xuất xenlulozơ ở nước ta được gọi là phương pháp sulfit. Theo phương pháp này, gỗ băm nhỏ với dung dịch canxi hydrosulfit hoặc natri hydrosulfit được đun nóng trong nồi hấp ở áp suất 0,5-0,6 MPa và nhiệt độ 150 ° C. Trong trường hợp này, tất cả các chất khác bị phá hủy, và cellulose được giải phóng ở dạng tương đối tinh khiết. Nó được rửa bằng nước, làm khô và gửi đi xử lý tiếp, hầu hết là để sản xuất giấy.

Việc sử dụng xenlulozơ. Xenlulo đã được con người sử dụng từ rất xa xưa. Ứng dụng của nó rất đa dạng. Nhiều loại sợi nhân tạo, màng polyme, chất dẻo, bột không khói, vecni được làm từ xenlulo. Một lượng lớn bột giấy được sử dụng để sản xuất giấy. Các sản phẩm este hóa xenluloza có tầm quan trọng lớn. Vì vậy, ví dụ, từ cellulose acetate nhận tơ axetat. Để làm điều này, triacetylcellulose được hòa tan trong hỗn hợp dichloromethane và ethanol. Dung dịch nhớt tạo thành được ép qua các vòi - nắp kim loại có nhiều lỗ. Các tia dung dịch mỏng đi vào trục, qua đó không khí được làm nóng đi ngược chiều. Kết quả là dung môi bay hơi và triacetylcellulose được giải phóng dưới dạng các sợi dài, từ đó tơ axetat được tạo ra bằng cách kéo sợi. Xenlulozơ axetat cũng được sử dụng trong sản xuất phim không cháy và thủy tinh hữu cơ truyền tia tử ngoại.

Trinitrocellulose(pyroxylin) được dùng làm chất nổ và sản xuất bột không khói. Để làm điều này, trinitrocellulose được hòa tan trong etyl axetat hoặc axeton. Sau khi làm bay hơi dung môi, khối lượng nhỏ được nghiền nhỏ và thu được bột không khói. Trong lịch sử, nó là polyme đầu tiên mà từ đó một loại nhựa công nghiệp, celluloid, được tạo ra. Trước đây, pyroxylin được sử dụng để chế tạo phim ảnh và phim ảnh và vecni. Hạn chế chính của nó là dễ bắt lửa với sự hình thành các oxit nitơ độc hại.

Dinitrocellulose(colloxilin) ​​cũng được sử dụng để thu được collodion. Vì những mục đích này, nó được hòa tan trong hỗn hợp rượu và ete. Sau khi làm bay hơi dung môi, một lớp màng dày đặc được hình thành - collodion, được sử dụng trong y tế. Dnitrocellulose cũng được sử dụng trong sản xuất chất dẻo xenlulozo. Nó thu được bằng cách nung chảy di-nitrocellulose với long não.

Được tìm thấy trong tự nhiên và cơ thể con người. Xenlulo là thành phần chính của thành thực vật. Xenlulo tương đối tinh khiết là sợi bông, đay và gai dầu. Gỗ chứa 40 đến 50% xenlulo, rơm - 30%. Xenluloza thực vật đóng vai trò là chất dinh dưỡng cho động vật ăn cỏ, chúng có enzim phân tách chất xơ trong cơ thể chúng. Xenluloza, giống như tinh bột, được hình thành trong thực vật trong quá trình quang hợp. Nó là thành phần chính của vỏ tế bào thực vật; do đó tên của nó - cellulose ("cellulus" - tủ). Sợi bông gần như là xenlulo nguyên chất (chiếm tới 98%). Sợi lanh và sợi gai dầu cũng được cấu tạo chủ yếu từ cellulose. Gỗ của nó chứa khoảng 50 %.

Sự kết luận

Ý nghĩa sinh học của cacbohydrat là rất cao:

1. Carbohydrate thực hiện chức năng dẻo, tức là tham gia cấu tạo nên xương, tế bào, enzym. Chúng chiếm 2-3% trọng lượng.

2. Carbohydrate thực hiện hai chức năng chính: xây dựng và năng lượng. Xenlulozơ tạo nên thành tế bào thực vật. Polysaccharide chitin phức tạp là thành phần cấu trúc chính của bộ xương ngoài của động vật chân đốt. Chitin cũng thực hiện một chức năng xây dựng trong nấm.

3. Carbohydrate là nguyên liệu năng lượng chính (xem). Khi oxi hóa 1 gam cacbohiđrat, người ta giải phóng 4,1 kcal năng lượng và 0,4 kcal nước. Tinh bột trong thực vật và glycogen ở động vật được lưu trữ trong tế bào và đóng vai trò như một nguồn dự trữ năng lượng.

4. Máu chứa (0,1-0,12%) glucose. Áp suất thẩm thấu của máu phụ thuộc vào nồng độ glucose.

5. Pentose (ribose và deoxyribose) tham gia vào quá trình hình thành ATP.

Carbohydrate chiếm ưu thế trong chế độ ăn hàng ngày của người và động vật. Động vật nhận tinh bột, chất xơ, sacaroza. Động vật ăn thịt lấy glycogen từ thịt.

nhu cầu hàng ngày của con người trong lượng đường là khoảng 500 gam, nhưng nó được bổ sung chủ yếu do tinh bột có trong bánh mì, khoai tây, mì ống. Với một chế độ ăn uống cân bằng, liều lượng đường sucrose hàng ngày không được vượt quá 75 gam (12-14 phần đường tiêu chuẩn, bao gồm cả đường được sử dụng để nấu ăn).

Ngoài ra, carbohydrate đóng một vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại - các công nghệ và sản phẩm sử dụng carbohydrate không gây ô nhiễm môi trường, không gây hại cho môi trường.

Các ứng dụng.

Phụ lục 1:

PHỤ LỤC 2

Lịch sử khám phá và sản xuấtđường củ cải đường

Ấn Độ được coi là nơi sản sinh ra cây mía (từ "đường" cũng được "sinh ra" từ Ấn Độ: "sakhara" trong ngôn ngữ của một trong những dân tộc cổ đại trên bán đảo thoạt đầu có nghĩa đơn giản là "cát", sau đó - "hạt Đường"). Từ Ấn Độ, cây này được đưa đến Ai Cập và Ba Tư; từ đó, qua Venice, đường đến các nước châu Âu. Trong một thời gian dài, nó rất đắt tiền và được coi là một thứ xa xỉ.

Củ cải đường đã được trồng từ thời cổ đại. Ở Assyria và Babylon cổ đại, củ cải đường đã được trồng sớm nhất là 1,5 nghìn năm trước Công nguyên. Các hình thức trồng của củ cải đường đã được biết đến ở Trung Đông từ thế kỷ 8-6. BC. Và ở Ai Cập, củ cải đường được dùng làm thức ăn chính của những người nô lệ. Vì vậy, từ những dạng củ cải hoang dã, nhờ sự chọn lọc phù hợp, các giống cây thức ăn gia súc, củ để bàn và củ cải trắng đã dần được tạo ra. Từ những giống củ cải đường màu trắng, những giống củ cải đường đầu tiên đã được lai tạo.

Sự xuất hiện của một chất thay thế mới cho mía, đường sucrose, được các nhà sử học liên kết với khám phá mang tính bước ngoặt của nhà hóa học người Đức, thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Phổ A.S. Margraf (1705-1782). Trong một báo cáo tại cuộc họp của Viện Hàn lâm Khoa học Berlin năm 1747, ông đã phác thảo kết quả của các thí nghiệm thu được đường kết tinh từ củ cải đường.

Theo Marggraf, loại đường thu được không thua kém đường mía. Tuy nhiên, Marggraf không nhìn thấy triển vọng rộng rãi cho ứng dụng thực tế của khám phá của mình.

Hơn nữa trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu về khám phá này, một học sinh của Marggraf - F.K. Achard (1753-1821). Kể từ năm 1784, ông đã tích cực cải tiến, phát triển hơn nữa và thực hiện những khám phá của thầy mình.

Achard hiểu rất rõ rằng một trong những điều kiện quan trọng nhất cho sự thành công của một doanh nghiệp mới, rất hứa hẹn là cải tiến nguyên liệu thô - củ cải đường, tức là tăng hàm lượng đường của nó. Vào năm 1799, các tác phẩm của Achard đã thành công rực rỡ. Một nhánh mới của củ cải đường đã xuất hiện - củ cải đường. Năm 1801, trên điền trang của mình ở Kucerne (Silesia), Achard đã xây dựng một trong những nhà máy đường đầu tiên ở châu Âu, nơi ông làm chủ được việc sản xuất đường từ củ cải đường.

Một ủy ban do Viện Hàn lâm Khoa học Paris gửi đến đã tiến hành khảo sát nhà máy Akhard và kết luận rằng việc sản xuất đường từ củ cải đường là không có lãi.

Chỉ có các nhà công nghiệp người Anh duy nhất vào thời điểm đó, những người độc quyền trong sản xuất và bán đường mía, nhìn thấy một đối thủ nặng ký trong củ cải đường và nhiều lần đề nghị với Achard số tiền lớn với điều kiện anh ta từ chối thực hiện công việc của mình và công khai vô ích của việc sản xuất đường từ củ cải đường.

Nhưng Achard, người tin tưởng chắc chắn vào triển vọng của nhà máy đường mới, đã không nhân nhượng, từ năm 1806, Pháp bỏ sản xuất đường từ mía và chuyển sang sử dụng đường củ cải, theo thời gian ngày càng lan rộng. Napoléon đã hỗ trợ rất nhiều cho những người thể hiện mong muốn trồng củ cải và sản xuất đường từ chúng, bởi vì. nhận thấy sự phát triển của một ngành công nghiệp mới có khả năng phát triển đồng thời giữa nông nghiệp và công nghiệp

Một phương pháp cũ của Nga để lấy đường từ thực vật có chứa sucrose

Phương pháp lấy đường đơn giản này được thiết kế đặc biệt để sử dụng tại nhà. Phương pháp này bao gồm các yếu tố của công thức nấu ăn cũ của Nga để lấy đường, bao gồm các phương pháp được đề xuất từ ​​năm 1850-1854 bởi kỹ sư Tolpygin. Nguyên liệu để sản xuất đường là thực vật - đường hóa học có chứa đường sucrose. Để có được đường, bạn nên sử dụng quả mọng, trái cây, rau có hàm lượng đường cao nhất, tức là ngọt ngào nhất.

Trình tự thu được đường như sau:

1. Sản phẩm mài;

2. Lấy nước trái cây;

3. Tách khỏi tạp chất;

4. Cô đặc nước trái cây thành xi-rô;

5. Chiết xuất đường kết tinh.

Giai đoạn đầu: Vì vậy, việc chuyển đổi một sản phẩm chứa đường thành đường dựa trên việc chiết xuất nước trái cây từ nó.

Nếu bạn sử dụng trái cây mềm (dâu rừng, dâu tây và các loại quả mọng khác), thì bạn chỉ cần nhào chúng là đủ. Nếu là quả mơ, quả đào thì nên bẻ nhỏ, bỏ xương. Nếu sử dụng dưa hấu hoặc dưa lê, thì phần bên trong quả được loại bỏ khỏi vỏ và giải phóng khỏi hạt. Quả tươi cũng được khuyến khích, nên giữ quả trước 2-3 giờ để tăng sản lượng nước ép. Nếu đó là củ cải đường, táo hoặc cà rốt, vv, sản phẩm được nghiền thành dăm. Các chip càng mỏng và dài thì càng có nhiều yếu tố có lợi cho quá trình khử đường hóa của nó. Nên sử dụng chip tốt với chiều rộng dải từ 2-3 mm và độ dày từ 1-1,5 mm.

Giai đoạn thứ hai: Sản phẩm nghiền được đổ đầy nước cho đến khi đậy nắp hoàn toàn và đun sôi ở nhiệt độ 70-72 ° C. Nếu nhiệt độ dưới 70 ° C, thì các vi khuẩn có thể không bị tiêu diệt, nếu trên 72 ° C, thì chip bắt đầu mềm.

Thời gian nấu 45-60 phút có khuấy bằng thìa gỗ. Đường từ khoai tây chiên chuyển thành nước, trở thành nước trái cây. Cạo sau khi chiết xuất đường từ nó được gọi là cùi. Nước trái cây ép lấy bã, bỏ bã.

Giai đoạn thứ ba: Nước ép thu được có màu sẫm và hàm lượng tạp chất cao. Màu sẫm, nếu không được xử lý, sau đó sẽ được chuyển sang các tinh thể đường. Nếu bạn làm bay hơi nước khỏi nước trái cây ở giai đoạn này, bạn sẽ nhận được đường, nhưng nó sẽ có hương vị của sản phẩm ban đầu, màu sắc và mùi của nó. Nước trái cây có tính axit, vì vậy nó cần được trung hòa. Nếu điều này không được thực hiện, nước trái cây sẽ sủi bọt mạnh trong quá trình bay hơi và do đó làm phức tạp quá trình này. Cách rẻ nhất để làm sạch nước trái cây là xử lý nó bằng vôi tôi nung SA (OH) 2. Trong nước trái cây, đun nóng đến 80-90 ° C, thêm vôi (trong trường hợp nghiêm trọng, bạn có thể sử dụng vôi xây dựng). Cần khoảng 0,5 kg vôi cho 10 lít nước ép. Nên cho chanh vào dần dần, khuấy liên tục cho nước cốt. Để yên dung dịch trong 10 phút. Sau đó, để kết tủa vôi tôi phải cho khí CO 2 đi qua nước quả. Bạn có thể sử dụng carbon dioxide từ hộp đựng cho xi phông gia đình (để lấy nước có ga), chai khí công nghiệp cho thiết bị bão hòa hoặc từ các bình chữa cháy thuộc dòng OU và OVP. Khí từ một hộp được dẫn qua một ống dẫn đến phần dưới của bình có nước trái cây nóng. Ở cuối ống, bạn nên lắp thêm bộ phận phun (khuếch tán) với nhiều lỗ nhỏ để sử dụng gas hiệu quả hơn. Có thể đạt được kết quả tốt hơn nữa bằng cách khuấy đồng thời dung dịch. Nguyên tử hóa khí tốt đảm bảo tỷ lệ sử dụng khí cao và rút ngắn thời gian xử lý (khoảng 10 phút). Dung dịch phải được lắng, sau đó lọc. Hiệu quả hơn là các bộ lọc sử dụng than hoạt tính hoặc than xương. Nhưng trong trường hợp cực đoan, bạn có thể sử dụng bộ lọc vải.

Để làm rõ lần cuối cùng của nước trái cây và loại bỏ mùi của nguyên liệu thô, tôi đề xuất một phương pháp đã được kiểm chứng của Nga. Lưu huỳnh đioxit SO 2 nên được đi qua nước quả. Điều quan trọng là phải xử lý bằng sulfur dioxide ngay trước khi bay hơi, bởi vì. hoạt động của khí cũng ảnh hưởng đến sự bay hơi, góp phần làm xi-rô ít bị sẫm màu hơn. Nó là cần thiết để có lưu huỳnh. Lưu huỳnh nóng chảy khi đun nóng và trộn với không khí, lưu huỳnh đioxit được tạo thành. Các bậc thầy cũ sử dụng hai bình kín được nối với nhau bằng một cái ống. Trong một - nước, trong một lưu huỳnh khác đã được đặt. Từ bình có lưu huỳnh đến ống thứ 2 đến bộ khuếch tán ở đáy bình chứa nước trái cây. Khi cả hai bình đều được làm nóng, hơi nước đi qua ống sẽ dịch chuyển lưu huỳnh đioxit từ bình thứ 2 và đi vào bộ khuếch tán. Bộ khuếch tán có thể được thực hiện như nhau.

Sơ đồ này có thể được đơn giản hóa phần nào: chỉ lấy một bình chứa lưu huỳnh, kết nối máy nén hồ cá hoặc máy bơm khác với đường ống đầu vào của nó và thổi khí tích tụ trong bình chứa lưu huỳnh bằng không khí. Quá trình tẩy rửa bằng khí phải được thực hiện cho đến khi nước ép được làm trong hoàn toàn. Để đẩy nhanh quá trình, tốt hơn là trộn nước trái cây cùng một lúc. Lưu huỳnh đioxit thoát ra mà không để lại dấu vết từ dung dịch trong một bình hở, nhưng công việc phải được thực hiện trong một khu vực thông gió tốt.

Sulfur dioxide SO 2 là chất khử trùng tốt nhất. Nó ăn mòn mạnh các đồ dùng bằng kim loại, vì vậy nên sử dụng đồ tráng men. Một ưu điểm rất lớn của loại khí này, phần lớn che được khuyết điểm của nó, là khả năng loại bỏ hoàn toàn nó khỏi sản phẩm. Khi một sản phẩm được xử lý bằng sulfur dioxide được đun nóng, sản phẩm sau này sẽ bay hơi, không để lại mùi hoặc vị. Khí gas được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất đồ hộp để bảo quản các sản phẩm khác nhau.

Lưu huỳnh có thể được mua ở cửa hàng kim khí hoặc cửa hàng làm vườn và được bán ở đó với tên "Garden Sulfur" - chứa 99,9% lưu huỳnh. Nếu bạn không tìm thấy lưu huỳnh, đừng nản lòng. Đường của bạn sẽ không có màu trắng, nó sẽ giữ được bóng của sản phẩm ban đầu, nhưng nó sẽ không tệ hơn màu trắng.

Giai đoạn thứ tư: Giai đoạn tiếp theo là sự cô đặc của nước trái cây tinh khiết và đổi màu thành xi-rô. Nó là cần thiết để loại bỏ một lượng lớn nước từ nước trái cây. Cách tốt nhất để làm điều này là làm bay hơi nước trái cây trên bếp của Nga, ở lửa nhỏ trên bếp, không để xảy ra trường hợp đun sôi xi-rô (để tránh bị thâm đen).

Trong quá trình bay hơi, siro càng ngày càng đặc. Nếu một dung dịch quá bão hòa không có tinh thể đường được trộn với một vài gam đường bột, nó sẽ gây ra sự hình thành các tinh thể mới. Việc xác định thời điểm cuộn vào dung dịch bột là rất cần thiết và bao gồm phương pháp đơn giản nhất sau đây: một giọt xi-rô, kẹp giữa các ngón tay, tạo thành một sợi mảnh (sợi tóc) khi chúng được di chuyển ra xa nhau, sau đó đến thời điểm kết hạt. Đối với 10 lít siro, lượng hạt giống sẽ là nửa thìa cà phê bột. Nếu bạn bắt đầu một ít bột, thì các tinh thể của đường tạo thành sẽ lớn, nếu nhiều - nhỏ. Một lượng tinh thể vừa đủ hình thành khoảng 10-15 phút sau khi gieo hạt. Quá trình kết tinh tiếp tục phải được thực hiện với việc làm mát và khuấy liên tục sản phẩm,

Sản phẩm thu được được gọi là “mascupressure”, nó chứa tới 7-10% nước và 50-60% đường kết tinh và chất lỏng liên tinh thể (mật đường).

Giai đoạn thứ năm: Hoạt động tiếp theo là tách tinh thể từ mật đường. Sau khi kết thúc quá trình kết tinh, toàn bộ khối lượng phải được dỡ xuống một tấm vải có ô 0,3 mm, được treo bằng các góc trong một nút trên một thùng chứa để thoát mật. Đồng thời, cố gắng ép kiệt khối lượng. Để tăng tỷ lệ phần trăm của sản lượng đường, mật đường tốt nhất được tái sử dụng như một chất phụ gia cho xi-rô.

Đường sau khi rút mật chuyển sang màu hơi vàng. Sau đó, bạn có thể sử dụng phương pháp phím cách, được chứng minh là tuyệt vời vào năm 1854 và được đề xuất bởi kỹ sư Tolpygin. Phương pháp này, được giới thiệu ở Nga, nhanh chóng lan rộng trong ngành đường thế giới và được gọi là "của Nga". Bây giờ phương pháp này đã bị lãng quên một cách đáng kể. Nó bao gồm hấp massecuite bằng hơi nước và cho phép bạn thu được đường trắng chất lượng cao. Vải có đường phải buộc chặt trên chậu có ít nước sôi. Hơi nước bốc lên sẽ đi qua đường, tạo thành mật đường trắng. Đường trắng tạo thành, ngay cả khi bị ướt khi chạm vào sẽ bị vón cục trong quá trình bảo quản và chuyển thành một cục rắn. Vì vậy, trước khi bảo quản dài ngày cần sấy khô đường.

Đặc điểm của sản xuất đường

Sản xuất đường là sản xuất cơ giới hóa theo dây chuyền liên tục với mức độ tự động hóa cao của các quá trình chính.

Một đặc điểm về vị trí lãnh thổ của các nhà máy đường là mối liên hệ chặt chẽ của họ với diện tích trồng củ cải đường, do việc vận chuyển củ cải đường trên quãng đường dài không hiệu quả về mặt kinh tế. Trong một số trường hợp, các nhà máy đường có diện tích gieo hạt riêng nằm ngay gần xí nghiệp. Chất thải công nghiệp đường (bột giấy, bột bả, bùn thải) có thể được sử dụng làm phân bón, trong một số trường hợp - làm thức ăn chăn nuôi.

Phụ lục 3

Carbohydrate là nguồn năng lượng quan trọng nhất của cơ thể

Trong tất cả các chất thực phẩm mà con người tiêu thụ, không nghi ngờ gì nữa, carbohydrate là nguồn năng lượng chính. Trung bình, chúng chiếm từ 50 đến 70% lượng calo hàng ngày. Mặc dù thực tế là một người tiêu thụ nhiều carbohydrate hơn đáng kể so với chất béo và protein, nhưng lượng dự trữ của chúng trong cơ thể lại rất nhỏ. Điều này có nghĩa là việc cung cấp chúng cho cơ thể phải thường xuyên.

Carbohydrate chính trong thực phẩm là đường phức tạp, được gọi là polysaccharide: tinh bột và glycogen, được tạo ra từ một số lượng lớn cặn glucose. Glucose tự nó được tìm thấy với số lượng lớn trong nho và trái cây ngọt. Ngoài đường glucose, mật ong và hoa quả chứa một lượng đáng kể đường fructose. Đường thông thường, mà chúng ta mua ở các cửa hàng, đề cập đến disaccharides, vì phân tử của nó được xây dựng từ dư lượng glucose và fructose. Sữa và các sản phẩm từ sữa chứa một lượng lớn đường sữa ít ngọt - lactose, cùng với glucose, cũng bao gồm monosaccharide galactose.

Nhu cầu về carbohydrate ở một mức độ rất lớn phụ thuộc vào sự tiêu hao năng lượng của cơ thể. Trung bình, ở nam giới trưởng thành chủ yếu lao động trí óc hoặc thể lực nhẹ, nhu cầu carbohydrate hàng ngày dao động từ 300 đến 500 g. Ở người lao động chân tay và vận động viên, nhu cầu này cao hơn nhiều. Không giống như protein và ở một mức độ nhất định, chất béo, lượng carbohydrate trong khẩu phần ăn có thể giảm đáng kể mà không gây hại cho sức khỏe. Những ai muốn giảm cân cần lưu ý điều này: Carbohydrate chủ yếu có giá trị năng lượng. Khi oxy hóa 1 g carbohydrate trong cơ thể sẽ giải phóng 4,0 - 4,2 kcal. Do đó, với chi phí của họ, việc điều chỉnh lượng calo nạp vào là dễ dàng nhất.

Những loại thực phẩm nào nên được coi là nguồn cung cấp carbohydrate chính? Nhiều loại thực phẩm thực vật giàu carbohydrate nhất: bánh mì, ngũ cốc, mì ống, khoai tây. Carbohydrate ròng là đường. Mật ong, tùy thuộc vào nguồn gốc, chứa 70-80% mono- và disaccharid. Vị ngọt cao của nó là do hàm lượng đáng kể của fructose, đặc tính ngọt cao hơn khoảng 2,5 lần so với glucose và 1,5 lần so với sucrose. Kẹo, bánh ngọt, bánh ngọt, mứt, kem và các loại đồ ngọt khác là những nguồn cung cấp carbohydrate hấp dẫn nhất và gây nguy hiểm cho những người đang tăng cân. Đặc điểm nổi bật của các sản phẩm này là hàm lượng calo cao và hàm lượng các yếu tố dinh dưỡng thiết yếu thấp.

Nhóm carbohydrate liên kết chặt chẽ với các chất được tìm thấy trong hầu hết các sản phẩm thực vật, được cơ thể con người hấp thụ kém - chất xơ và pectins.

Các nguồn carbohydrate quan trọng nhất

Các sản phẩm
bánh mì lúa mạch đen
bánh mì
Kiều mạch
Bột báng
Khoai tây
băp cải trăng
Giống nho

Phụ lục 4

Xenlulo là một polysaccharide là một phần của màng lớn của tế bào thực vật. Một lượng lớn nó được tìm thấy trong nhiều loại rau, trái cây, lá và thân cây. Chỉ một phần nhỏ chất xơ có thể được tiêu hóa trong cơ thể con người dưới tác động của các vi sinh vật trong ruột. Do đó, chất xơ và pectin hầu hết đi qua đường tiêu hóa ở dạng không đổi. Nhưng chúng đóng một vai trò quan trọng - khối lượng thức ăn di chuyển nhanh hơn dọc theo ruột. Chính vì vậy, những người muốn giảm cân được khuyên nên ăn nhiều rau và trái cây. Một lượng lớn các chất dằn được tìm thấy trong bánh mì nguyên cám, như đã đề cập, trong các loại rau, trái cây khác nhau, đặc biệt là củ cải đường, cà rốt và mận khô.

Người giới thiệu

1. Hóa học hữu cơ: Phiên bản giáo dục dành cho 10 ô. trung bình trường học - Matxcova, Khai sáng, 1993

2. Bách khoa toàn thư điện tử của Cyril và Methodius, 2004

3. Sổ tay dành cho học sinh, Tập II, Amphora, 2002

4. Các trang web trên Internet: công cụ tìm kiếm www. nigma. en, www. người nói lảm nhảm. en.

5. Sinh học. Giới thiệu về sinh học đại cương và sinh thái học. Lớp 9 (2003). Bustard A.A.

Tài liệu tương tự

Chất hữu cơ chứa cacbon, oxy và hydro. Công thức chung về thành phần hóa học của cacbohydrat. Cấu trúc và tính chất hóa học của monosaccarit, đisaccarit và polysaccarit. Các chức năng chính của carbohydrate trong cơ thể con người.

bản trình bày, thêm 23/10/2016


Công thức của cacbohydrat, phân loại của chúng. Các chức năng chính của cacbohydrat. Tổng hợp cacbohydrat từ fomanđehit. Tính chất của monosaccharid, disaccharid, polysaccharid. Quá trình thủy phân tinh bột nhờ tác dụng của các enzym có trong malt. Lên men rượu và axit lactic.

bản trình bày, thêm 20/01/2015


Đặc điểm chung, phân loại và danh pháp của monosaccharid, cấu trúc của phân tử, đồng phân lập thể và cấu tạo của chúng. Tính chất vật lý và hóa học, quá trình oxi hóa, khử của glucozơ và fructozơ. Hình thành phức hợp oxim, glycoside và chelate.

hạn giấy, bổ sung 24/08/2014


Cấu trúc của cacbohydrat. Cơ chế vận chuyển qua màng của glucose và các monosaccharid khác trong tế bào. Monosaccharid và oligosaccharid. Cơ chế hấp thu monosaccharid ở ruột. Sự phosphoryl hóa glucozơ. Dephosphoryl hóa glucose-6-phosphate. Tổng hợp glycogen.

bản trình bày, bổ sung 22/12/2014


Phân loại cacbohydrat (monosaccharid, oligosaccharid, polysaccharid) như những hợp chất hữu cơ phổ biến nhất. Tính chất hoá học của chất, vai trò của nó đối với dinh dưỡng là nguồn cung cấp năng lượng chính, đặc điểm và vị trí của glucozơ trong đời sống con người.

tóm tắt, bổ sung 20/12/2010


Công thức chung của cacbohydrat, ý nghĩa sinh hóa cơ bản của chúng, tính phổ biến trong tự nhiên và vai trò trong đời sống con người. Các loại cacbohydrat theo cấu trúc hóa học: đơn giản và phức tạp (mono- và polysaccharid). Sản phẩm của quá trình tổng hợp cacbohydrat từ fomanđehit.

thử nghiệm, thêm 24/01/2011


Carbohydrate là hyđrat cacbon. Các carbohydrate đơn giản nhất được gọi là monosaccharide, và khi thủy phân mà hai phân tử monosaccharide được tạo thành, chúng được gọi là disaccharide. Một monosaccharide phổ biến là D-glucose. Sự biến đổi của cacbohydrat - epimerization.

tóm tắt, bổ sung 02/03/2009


tóm tắt, bổ sung 21/02/2009


Khái niệm về hợp chất dị vòng, bản chất và tính năng của chúng, tính chất hoá học cơ bản và công thức chung. Phân loại các hợp chất dị vòng, giống, các tính năng khác biệt và phương pháp điều chế. Các phản ứng thế electrophin.

tóm tắt, bổ sung 21/02/2009


Nghiên cứu cấu trúc, phân loại và tính chất lý hóa của cacbohydrat. Vai trò của monosaccarit đối với quá trình hô hấp và quang hợp. Vai trò sinh học của fructose và galactose. Vai trò sinh lý của aldose hoặc ketose. Tính chất vật lý và hóa học của monosaccarit.

Phân loại cacbohydrat.

Carbohydrate

Monosaccharides Disaccharides Polysaccharides

Glucose Sucrose Cellulose

Fructose Maltose tinh bột

Ribose Lactose Glycogen

Deoxyribose

Tôi. Monosaccharid- cacbohydrat đơn giản, có công thức (O) n.

Tùy thuộc vào số nguyên tử cacbon trong phân tử, monosaccarit được gọi là bộ ba (3 nguyên tử), tetroses (4 nguyên tử); pentoses (5 nguyên tử) - ribose, deoxyribose; và hexoses (6 nguyên tử C) - glucose, fructose, galactose.

Glucose được tìm thấy trong máu (0,1-0,12%) và là nguồn cung cấp năng lượng chính cho các tế bào và mô của cơ thể. Ribose và deoxyribose là thành phần của axit nucleic và ATP.

II. disaccharides(oligosaccharides) - đường được hình thành do sự kết hợp của hai monosaccharide (hexoses), với sự mất mát của một phân tử nước.

Quan trọng nhất của nhóm này là: sucrose (đường củ cải) và maltose (đường mạch nha) ở thực vật, và lactose ở động vật (đường sữa).

Disaccharid bao gồm đường ăn được từ mía củ cải đường. Nó bao gồm 1 phân tử glucose và 1 phân tử fructose.

Monosaccharid và disaccharid hòa tan nhiều trong nước và có vị ngọt.

III. Polysaccharid- cacbohydrat phức tạp do nhiều monosaccarit tạo thành.

Công thức tổng quát () n. Quan trọng nhất về mặt sinh học là: tinh bột, glycogen, cellulose, kitin. Polysaccharid là chất tạo màng sinh học, không tan trong nước, không có vị ngọt.

Ngoài polysaccharid bao gồm các hexo, có nhiều phân tử dài phức tạp hơn chứa amin N (ví dụ: glucosamin), có thể bị axetyl hóa (axetylglucosamin) hoặc được thay thế bằng dư lượng axit sunfuric hoặc axit photphoric.

Các polysaccharid phức tạp này đại diện cho các hợp chất sau:

ü polysaccharid trung tính chỉ chứa acetylglucosamin. Ví dụ: kitin là chất hỗ trợ của côn trùng và động vật giáp xác.

ü axit mucopolysaccharides chứa dư lượng sunfuaric và các axit khác trong phân tử. Ví dụ: heparin.

ü mucoprotein(mucoids) và glycoprotein, là phức hợp của acetylglucosamine và các loại carbohydrate khác với protein. Ví dụ: các chất có trong nước bọt và sự bài tiết của niêm mạc dạ dày, các albumin của trứng và huyết thanh cũng thuộc về glycoprotein.

Tính chất và chức năng của cacbohydrat:

1. Xây dựng (kết cấu) -

ü là một phần của vỏ tế bào thực vật (xenlulozo tạo nên thành tế bào thực vật) và tạo thành khung nâng đỡ của thực vật;

ü Chitin là thành phần cấu trúc chính của bộ xương ngoài của động vật chân đốt. Chitin cũng thực hiện một chức năng xây dựng trong nấm.

2. Chức năng năng lượng (dự trữ) -

ü Carbohydrate là nguồn năng lượng chính của tế bào. Khi bị oxy hóa, 1 g glucozo giải phóng 17,6 kJ năng lượng;

ü tinh bột là chất dự trữ chính ở thực vật, glycogen - ở động vật; đóng vai trò như một nguồn dự trữ năng lượng.

Lipit.

Lipit là những este được tạo thành do phản ứng trùng ngưng giữa axit béo và một số loại rượu.

Phản ứng trùng ngưng là phản ứng trong đó hai chất kết hợp với nhau để giải phóng một phân tử nước.

Lipid đôi khi được gọi là chất béo và các hợp chất hữu cơ giống chất béo, cùng với protein và carbohydrate, nhất thiết phải có trong tế bào. Tất cả bọn họ là kỵ nước hợp chất, tức là không hòa tan trong nước, nhưng hòa tan trong các dung môi hữu cơ không phân cực (cloroform, benzen, ete, xăng, axeton, v.v.)

Sự xâm nhập của lipid vào tế bào:

ü trong thực vật được tổng hợp trong các kênh ER.

ü Ở động vật, chúng đi kèm với thức ăn, được phân hủy và tái tổng hợp thành chất béo của chính chúng.

Cơm. Cấu trúc của một lipid đơn giản

Chất béo có trong sữa của tất cả các loài động vật có vú, một số chiếm tới 40% (ở cá heo cái). Trong một số loại thực vật, một lượng lớn chất béo được tìm thấy trong hạt và trái cây (hướng dương, quả óc chó).

Cơm. Cấu trúc của axit oleic

Lipid không phải là polyme, tại vì chúng không bao gồm các đơn vị lặp lại (đơn phân).

các thành phần lipid.

Axit béođược gọi là "béo" bởi vì một số thành viên của loạt bài này là một phần của chất béo. Công thức tổng quát có dạng R-COOH, trong đó R là nguyên tử hydro hoặc gốc thuộc loại - CH 3, -C 2 H 5, v.v.

Một chuỗi dài các nguyên tử cacbon và hydro là đuôi hydrocacbon kỵ nước.

Đôi khi axit béo có một hoặc nhiều liên kết đôi (C = C). Trong trường hợp này, các axit béo được gọi là không bão hòa . Nếu không có liên kết đôi, axit được gọi là giàu có .

Các axit béo không no nóng chảy ở nhiệt độ thấp. Axit oleic, thành phần chính của dầu ô liu, là chất lỏng ở nhiệt độ thường (T pl = 13,4 o C), trong khi axit palmitic và axit stearic (T pl = 63,1 o ​​C và T pl = 69,6 o C) ở trạng thái rắn ở nhiệt độ này .

Cồn. Hầu hết lipid là chất béo trung tính. Chúng chứa rượu glycerol.

Ngoài chất béo, tế bào còn chứa các chất, giống như chất béo, có đặc tính kỵ nước. Đây là những lipoid.

Lipoids(Tiếng Hy Lạp "lipos" - chất béo, "eidos" - xem) - các chất giống chất béo trong đó 1 phân tử axit béo được thay thế bằng.

Phân loại lipid

Este của axit béo và glyxerol Steroid

(bao gồm cholesterol trong rượu)

Phức hợp đơn giản

Triglycerides Wax Phospholipids

Glycolipid

Chất béo trung tính là những chất béo phổ biến nhất được tìm thấy trong tự nhiên. Chúng thường được chia thành chất béo và dầu, tùy thuộc vào việc chúng ở trạng thái rắn ở nhiệt độ phòng (chất béo) hay ở trạng thái lỏng (dầu). Điểm nóng chảy của lipid càng thấp thì tỷ lệ axit béo không no trong đó càng cao.

Động vật sống ở vùng khí hậu lạnh, chẳng hạn như cá từ biển Bắc Cực, thường chứa nhiều triacylglycerol không bão hòa hơn so với những động vật sống ở vĩ độ phía nam. Do đó, cơ thể chúng vẫn dẻo dai ngay cả khi nhiệt độ của môi trường giảm.

Sáp- Este của axit béo và rượu đa chức. Các tuyến da của động vật có thể tạo ra sáp để bảo vệ len và lông vũ khỏi bị ướt. Ong xây tổ ong từ sáp. Ở thực vật, sáp tạo thành một lớp bảo vệ trên bề mặt của quả và lá.

Phospholipid- hợp chất của glixerol, axit béo và dư lượng axit photphoric.

Cơm. Cấu trúc của một phospholipid.

Đầu photphat ưa nước. Phần đuôi không tan trong nước.

Glycolipid hợp chất của lipit và cacbohydrat. Glycolipid và phospholipid là một phần của màng.

Steroid không chứa axit béo, và chứa cholesterol có cồn.

Nhóm lipid (sterol) này bao gồm axit mật, hormone vỏ thượng thận (hormone vỏ thượng thận), hormone sinh dục, vitamin D. Tiền chất trong quá trình tổng hợp các chất này là cholesterol. Là một thành phần cấu trúc, nó là một phần của tất cả các màng.

Terpen gần với sterol, đại diện của chúng là gibberellin (chất tăng trưởng thực vật), carotenoid (sắc tố *), tinh dầu bạc hà và long não (tinh dầu thực vật).

* Sắc tố- Các chất hữu cơ có cấu trúc hóa học khác nhau có thể hấp thụ chọn lọc ánh sáng có bước sóng nhất định.

ü Tạo màu: tạo màu cho tế bào mô và cơ quan (anthocyanin ở thực vật, melanin ở động vật).

ü Chống tia cực tím (carotenoid trong thực vật, melanin ở động vật).

ü Tham gia vào quá trình quang hợp (diệp lục và phycobillins).

ü Vận chuyển và lắng đọng oxy (huyết sắc tố và myoglobin cơ).

ü Tham gia vào quá trình thị giác (rhodopsin và iodopsin).

Tính chất và chức năng của lipid:

1. Hàm năng lượng. Lipid cung cấp 25-30% tất cả các năng lượng cần thiết cho cơ thể. Khi tách 1g. béo lên và giải phóng 38,9 kJ năng lượng.

2. Chức năng dự trữ. Chất dinh dưỡng dự phòng có thể là những giọt chất béo bên ngoài tế bào. Tích lũy trong tế bào mô mỡ của động vật, trong hạt và quả của thực vật, chất béo đóng vai trò là nguồn năng lượng dự trữ.

Ví dụ: động vật và thực vật ngủ đông tích lũy chất béo và dầu và tiêu thụ chúng trong quá trình sống.

3. Chức năng xây dựng (cấu trúc) - lipid tạo thành một lớp hai phân tử làm cơ sở của màng tế bào bên ngoài, trong đó 75-95% là phosphlipid; Glycolipid là một phần của tế bào não và tế bào thần kinh.

4. Chức năng cách nhiệt. Chất béo không dẫn nhiệt tốt. Ở một số động vật (hải cẩu, cá voi), nó được lắng đọng trong mô mỡ dưới da, ở cá voi tạo thành một lớp dày tới 1 m.

5. Chức năng bảo vệ: cách nhiệt và chống thấm, chống va đập. Ví dụ: Sáp giữ cho lông vũ và lông động vật không bị ướt.

6. Chức năng điều tiết (nội tiết tố)

ü do nhiều chất béo là thành phần của vitamin (A, D, E và K) nên một phần lipid tham gia vào quá trình trao đổi chất.

ü Hormone steroid điều chỉnh một số quá trình trao đổi chất và sinh sản.

7. Chức năng nguồn nước.

ü Khi 100 g chất béo bị oxi hóa, ≈105 g nước được tạo thành. Nước trao đổi chất này rất quan trọng đối với cư dân của sa mạc, đặc biệt là đối với lạc đà, chúng có thể không có nước trong 10-12 ngày; chất béo dự trữ trong bướu của anh ta được sử dụng cho mục đích này.

ü Gấu, marmots và các động vật khác trong quá trình ngủ đông cũng nhận được nước cần thiết cho sự sống do quá trình oxy hóa chất béo.

Những con sóc.

Protein là các hợp chất hữu cơ phức tạp (phân tử sinh học) bao gồm C, H, O và N (đôi khi S), các đơn phân của chúng là các axit amin.

Protein có khối lượng phân tử cao.

Trọng lượng phân tử (Mm) = từ 5 nghìn đến 1 triệu dalton và hơn thế nữa. Ví dụ: Mmuối rượu etylic = 46 Đ; Mm của một trong các loại prôtêin của trứng = 36000 D; Mm của một trong những protein cơ \ u003d 1500000 D. Globulin trong sữa có Mm 42000 D. Công thức của nó là

Sự xâm nhập của các protein vào tế bào:

ü ở thực vật được tổng hợp trên ribosome từ các axit amin được hình thành trong tế bào, từ và các nhóm cacboxyl kết nối với các gốc khác nhau.

ü Ở động vật, chúng đi kèm với thức ăn, được phân hủy thành các axit amin, được sử dụng để tổng hợp protein của chính chúng.

20 loại axit amin khác nhau tham gia vào quá trình hình thành protein.

Axit amin- hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp, bao gồm 1 hoặc 2 nhóm amino (-) và 1 hoặc 2 nhóm cacboxyl (-COOH), có tính chất kiềm (bazơ) và tính axit tương ứng. Điều này giải thích các đặc tính lưỡng tính của các axit amin, do đó chúng đóng vai trò của các hợp chất đệm trong tế bào.

Phân loại axit amin:

1) Monoaminomonocarboxylic: Glyxin (Gly), Alanin (Ala), Valine(Trục), Leucine(lei) Isoleucine(Ile).

2) Monoaminodicacboxylic: Axit glutamic (Glu), Axit aspartic (Asp)

3) Diaminomonocarbon : Arginine(Arg), Lysine(Liz), Oxylysin (Oli).

4) Có chứa hydroxyl: Threonine(Tre), Serine (Ser).

6) thơm: Phenylalanin(Fen), Pyrosine (Per).

7) Dị vòng: tryptophan(Ba), Proline (Pro), Oxyproline (Opr), Histidine(Của anh ấy).

Sự xâm nhập của các axit amin vào tế bào:

ü trong thực vật, tất cả các axit amin cần thiết được tổng hợp từ, nước và amoniac.

ü Động vật và con người đã mất khả năng tổng hợp một số axit amin tạo protein, những axit amin này đã trở nên không thể thiếu đối với chúng - chúng phải được cung cấp từ thức ăn và thức ăn chăn nuôi. [được đánh dấu nghiêng trong phân loại]. Các axit amin không thiết yếu được tổng hợp trong cơ thể người và động vật trong quá trình sinh tổng hợp.

Chung công thức axit amin:

-CH-COOH

Tất cả các axit amin chỉ khác nhau về gốc.

Hiện nay, hơn 150 axit amin có trong tự nhiên với các cấu trúc và chức năng đã được biết đến. Ví dụ: Axit γ-aminobutyric cung cấp các quá trình ức chế trong hệ thần kinh. Nhiều axit amin là tiền chất của vitamin, a / b, hormone và các hợp chất hoạt tính sinh học khác.

Hầu hết các axit amin được tìm thấy trong cơ thể ở dạng tự do, và chỉ 20 trong số đó là một phần của protein. Các axit amin này được gọi là chất đạm hoặc chất đạm(tạo thành protein). Chúng có một đặc tính cố hữu - khả năng, với sự tham gia của các enzym, kết hợp ở các nhóm amin và cacboxyl và tạo thành chuỗi polypeptit.

Carbohydrate (đường, saccarit) là những chất hữu cơ có chứa một nhóm cacbonyl và một số nhóm hydroxyl. Tên của nhóm hợp chất bắt nguồn từ từ "cacbon hydrat", nó được đề xuất lần đầu tiên bởi K. Schmidt vào năm 1844. Carbohydrate là một thành phần không thể thiếu của tế bào và mô của tất cả các sinh vật sống của động thực vật, tạo nên (theo khối lượng) thành phần chính của chất hữu cơ trên Trái đất. Nguồn cung cấp cacbohydrat cho tất cả các cơ thể sống là quá trình quang hợp do thực vật thực hiện.

Cấu trúc

Tất cả các carbohydrate được tạo thành từ các "đơn vị" riêng lẻ, đó là saccharide. Theo khả năng thủy phân thành monome, cacbohydrat được chia thành hai nhóm: đơn giản và phức tạp. Carbohydrate chứa một đơn vị được gọi là monosaccharide, hai đơn vị được gọi là disaccharide, từ hai đến mười đơn vị được gọi là oligosaccharide, và hơn mười đơn vị được gọi là polysaccharide. Monosaccharide nhanh chóng làm tăng lượng đường trong máu và có chỉ số đường huyết cao, đó là lý do tại sao chúng còn được gọi là carbohydrate nhanh. Chúng hòa tan dễ dàng trong nước và được tổng hợp trong cây xanh. Carbohydrate bao gồm 3 hoặc nhiều đơn vị được gọi là phức hợp. Thực phẩm giàu carbohydrate phức tạp dần dần làm tăng hàm lượng glucose và có chỉ số đường huyết thấp, đó là lý do tại sao chúng còn được gọi là carbohydrate chậm. Carbohydrate phức tạp là sản phẩm trùng ngưng của đường đơn (monosaccharide) và không giống như những đường đơn, trong quá trình phân cắt thủy phân, chúng có thể bị phân hủy thành các monome, với sự hình thành của hàng trăm và hàng nghìn phân tử monosaccharide.

Phân loại

Monosaccharid - cacbohydrat đơn giản nhất không bị thủy phân để tạo thành cacbohydrat đơn giản hơn - chúng thường không màu, dễ tan trong nước, kém rượu và hoàn toàn không tan trong ete, các hợp chất hữu cơ trong suốt, một trong những nhóm chính của cacbohydrat, dạng đường đơn giản nhất .

disaccharides - Các hợp chất hữu cơ phức tạp, một trong những nhóm chính của cacbohydrat, trong quá trình thủy phân, mỗi phân tử bị phân hủy thành hai phân tử monosaccarit, là một trường hợp đặc biệt của oligosaccarit.

Oligosaccharides - carbohydrate, các phân tử được tổng hợp từ 2-10 gốc monosaccharide nối với nhau bằng liên kết glycosidic. Theo đó, họ phân biệt: disaccharid, trisaccharid, v.v. Các oligosaccharide bao gồm các gốc monosaccharide giống nhau được gọi là homopolysaccharide, và những phần bao gồm các monosaccharide khác nhau được gọi là heteropolysaccharide. Disaccharide là phổ biến nhất trong số các oligosaccharide.

Polysaccharid - tên chung của lớp đại phân tử phức tạp cacbohydrat, mà phân tử của chúng bao gồm hàng chục, hàng trăm hoặc hàng nghìn đơn phân - monosaccharide. Theo quan điểm của nguyên tắc chung về cấu tạo trong nhóm polysaccharid, có thể phân biệt giữa homopolysaccharid được tổng hợp từ cùng một loại đơn vị monosaccharid và dị polysaccharid, được đặc trưng bởi sự hiện diện của hai hoặc nhiều loại monome.

Chức năng

1. Cấu trúc và chức năng hỗ trợ. Carbohydrate tham gia vào việc xây dựng các cấu trúc hỗ trợ khác nhau. Vì cellulose là thành phần cấu trúc chính của thành tế bào thực vật, nên kitin thực hiện một chức năng tương tự ở nấm, đồng thời cung cấp độ cứng cho bộ xương ngoài của động vật chân đốt.

2. Vai trò bảo vệ đối với thực vật. Một số loài thực vật có cấu tạo bảo vệ (gai, gai, v.v.) bao gồm thành tế bào là tế bào chết.

3. Hàm nhựa. Carbohydrate là một phần của các phân tử phức tạp (ví dụ, pentose (ribose và deoxyribose) tham gia vào việc xây dựng ATP, DNA và RNA).

4. Chức năng năng lượng. Carbohydrate đóng vai trò là nguồn cung cấp năng lượng: khi 1 gam carbohydrate bị oxy hóa, 4,1 kcal năng lượng và 0,4 g nước được giải phóng.

5. Chức năng dự trữ. Carbohydrate đóng vai trò là chất dinh dưỡng dự trữ: glycogen ở động vật, tinh bột và inulin ở thực vật.

6. Chức năng thẩm thấu. Carbohydrate tham gia vào quá trình điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong cơ thể. Như vậy, máu chứa 100-110 mg /% glucoza, áp suất thẩm thấu của máu phụ thuộc vào nồng độ glucoza.

7. Chức năng thụ cảm. Oligosaccharide là một phần của phần tiếp nhận của nhiều thụ thể tế bào hoặc các phân tử phối tử.

8. Cấu trúc và chức năng của các nucleotit.

Nucleotides - este photphat của nucleosit, photphat nucleosit. Các nucleotide tự do, cụ thể là Adenosine triphosphate (ATP), Cyclic adenosine monophosphate (cATP), Adenosine diphosphate (ADP), đóng một vai trò quan trọng trong các quá trình nội bào cung cấp thông tin và năng lượng, đồng thời cũng là thành phần của axit nucleic và nhiều coenzyme.

Cấu trúc

Nucleotides là este của nucleoside và axit photphoric. Đến lượt mình, nucleoside là N-glycoside chứa một đoạn dị vòng được liên kết thông qua nguyên tử nitơ với nguyên tử C-1 của bã đường.

Trong tự nhiên, các nucleotide phổ biến nhất là β-N-glycoside của purine hoặc pyrimidine và pentose - D-ribose hoặc D-2-deoxyribose. Tùy thuộc vào cấu trúc của pentose, người ta phân biệt ribonucleotide và deoxyribonucleotide, đó là các đơn phân của phân tử polyme sinh học phức tạp (polynucleotide) - RNA hoặc DNA, tương ứng.

Dư lượng photphat trong nucleotit thường tạo liên kết este với nhóm 2'-, 3'- hoặc 5'-hydroxyl của ribonucleosit; trong trường hợp 2'-deoxynucleosit, nhóm 3'- hoặc 5'-hydroxyl được este hóa.

Hầu hết các nucleotide là đơn phân của axit photphoric, nhưng diesters của nucleotide cũng được biết đến trong đó hai gốc hydroxyl được este hóa - ví dụ, nucleotide mạch vòng cycloadenine và cycloguanine monophosphat (cAMP và cGMP). Cùng với nucleotide - este của axit orthophosphoric (monophosphat), mono- và diesters của axit pyrophosphoric (diphosphat, ví dụ, adenosine diphosphate) và các monoestrogen của axit tripolyphosphoric (triphosphat, ví dụ, adenosine triphosphate) cũng phổ biến trong tự nhiên.

Chức năng

1. Nguồn năng lượng phổ quát (ATP và các chất tương tự của nó).

2. Chúng là chất hoạt hóa và chất mang monome trong tế bào (UDP-glucose)

3. Hoạt động như các coenzyme (FAD, FMN, NAD +, NADP +)

4. Các mononucleotide tuần hoàn là sứ giả thứ cấp trong hoạt động của hormone và các tín hiệu khác (cAMP, cGMP).

5. Allosteric điều hòa hoạt động của enzym.

6. Chúng là những đơn phân trong thành phần của axit nucleic liên kết với nhau bằng 3 liên kết "-5" - photphodiester.

9. Cấu trúc, phân loại và chức năng của axit nucleic.
Axit nucleic là một hợp chất hữu cơ có trọng lượng phân tử cao, là một polyme sinh học (polynucleotide) được hình thành bởi các gốc nucleotide. Axit nucleic Axit deoxyribonucleic (DNA) và axit Ribonucleic (RNA) có trong tế bào của tất cả các sinh vật sống và thực hiện các chức năng quan trọng nhất là lưu trữ, truyền và thực hiện thông tin di truyền.

Phân loại

Có hai loại axit nucleic - deoxyribonucleic (DNA) và ribonucleic (RNA). Đơn phân trong axit nucleic là nucleotit. Mỗi chất trong số chúng chứa một gốc nitơ, một đường năm cacbon (deoxyribose trong DNA, ribose trong RNA) và một phần dư axit photphoric.

Cấu trúc và chức năng

Các phân tử DNA và RNA khác nhau đáng kể về cấu trúc và chức năng của chúng.

Một phân tử DNA có thể bao gồm một số lượng lớn các nucleotide - từ vài nghìn đến hàng trăm triệu (các phân tử DNA thực sự khổng lồ có thể được "nhìn thấy" bằng kính hiển vi điện tử). Về mặt cấu trúc, nó là một chuỗi xoắn kép gồm các chuỗi polynucleotide được nối với nhau bằng các liên kết hydro giữa các gốc nitơ của nucleotide. Do đó, các chuỗi polynucleotide được giữ vững chắc bên cạnh chuỗi kia.

Trong nghiên cứu các DNA khác nhau (ở các loại sinh vật khác nhau), người ta thấy rằng adenine của một chuỗi chỉ có thể liên kết với thymine, và guanine chỉ có thể liên kết với cytosine của chuỗi khác. Do đó, thứ tự của các nucleotide trong một sợi hoàn toàn tương ứng với thứ tự sắp xếp của chúng trong sợi kia. Hiện tượng này được gọi là bổ sung (tức là bổ sung), và các chuỗi polynucleotide đối lập được gọi là bổ sung. Đây là lý do giải thích cho đặc tính duy nhất của DNA trong số tất cả các chất vô cơ và hữu cơ - khả năng tự tái tạo hoặc nhân đôi. Trong trường hợp này, lúc đầu, các chuỗi bổ sung của phân tử DNA phân kỳ (dưới tác động của một loại enzyme đặc biệt, các liên kết giữa các nucleotide bổ sung của hai chuỗi bị phá hủy). Sau đó, trên mỗi chuỗi, quá trình tổng hợp chuỗi bổ sung mới (“bị thiếu”) bắt đầu do các nucleotide tự do, luôn hiện diện với số lượng lớn trong tế bào. Kết quả là, thay vì một (“mẹ”) phân tử DNA, hai (“con”) phân tử mới được hình thành, giống hệt nhau về cấu trúc và thành phần với nhau, cũng như với phân tử DNA ban đầu. Quá trình này luôn xảy ra trước quá trình phân chia tế bào và đảm bảo việc chuyển thông tin di truyền từ tế bào mẹ sang tế bào con gái và tất cả các thế hệ tiếp theo.

Các phân tử RNA thường là một sợi đơn (không giống như DNA) và chứa một số lượng nhỏ hơn nhiều nucleotide. Có ba loại RNA, khác nhau về kích thước của các phân tử và các chức năng được thực hiện - thông tin (mRNA), ribosome (rRNA) và vận chuyển (tRNA).

10. Đặc điểm cấu tạo và hoạt động sống của virus.
Virus là một tác nhân lây nhiễm không tế bào, chỉ có thể sinh sản bên trong các tế bào sống. Vi rút lây nhiễm cho tất cả các loại sinh vật, từ thực vật và động vật đến vi khuẩn và vi khuẩn cổ (vi rút vi khuẩn thường được gọi là vi khuẩn). Người ta cũng tìm thấy những virus lây nhiễm cho những virus khác (virus vệ tinh).

Cấu trúc

Các hạt vi rút (virion) bao gồm hai hoặc ba thành phần: vật chất di truyền ở dạng DNA hoặc RNA (một số, chẳng hạn như mimivirus, có cả hai loại phân tử); một lớp vỏ protein (capsid) bảo vệ các phân tử này, và trong một số trường hợp, lớp vỏ lipid bổ sung. Sự hiện diện của capsid giúp phân biệt virus với các axit nucleic lây nhiễm giống virus - viroid. Tùy thuộc vào loại axit nucleic được đại diện bởi vật liệu di truyền, vi rút chứa DNA và vi rút chứa RNA được phân lập; Baltimore phân loại virus dựa trên nguyên tắc này. Trước đây, prion cũng bị cho là do virus gây ra, nhưng sau này hóa ra những mầm bệnh này là những protein lây nhiễm đặc biệt và không chứa axit nucleic. Hình dạng của vi rút thay đổi từ hình xoắn ốc đơn giản và hình tứ diện đến các cấu trúc phức tạp hơn. Kích thước của một loại vi rút trung bình bằng khoảng một phần trăm của một loại vi khuẩn trung bình. Hầu hết các vi rút đều quá nhỏ để có thể nhìn thấy rõ ràng dưới kính hiển vi ánh sáng.

Một hạt virut trưởng thành, được gọi là virion, bao gồm một axit nucleic được bao quanh bởi một lớp áo protein bảo vệ được gọi là capsid. Capsid được tạo thành từ các tiểu đơn vị protein giống hệt nhau được gọi là capsomeres. Virus cũng có thể có một lớp bao lipid trên capsid (supercapsid) được hình thành từ màng của tế bào chủ. Capsid bao gồm các protein được mã hóa bởi bộ gen của virus và hình dạng của nó làm cơ sở cho việc phân loại virus theo đặc điểm hình thái. Ngoài ra, vi rút có tổ chức phức tạp mã hóa các protein đặc biệt giúp lắp ráp capsid. Phức hợp của protein và axit nucleic được gọi là nucleoprotein, và phức hợp của protein của capsid virut với axit nucleic của virut được gọi là nucleocapsid.

Đối với cơ thể con người, cũng như các sinh vật khác, năng lượng là cần thiết. Không có nó, không có quy trình nào có thể diễn ra. Xét cho cùng, mọi phản ứng sinh hóa, bất kỳ quá trình enzym hay giai đoạn chuyển hóa nào cũng cần một nguồn năng lượng.

Vì vậy, tầm quan trọng của các chất cung cấp cho cơ thể sức lực cho sự sống là rất lớn và quan trọng. Những chất này là gì? Carbohydrate, protein, mỗi loại đều khác nhau, chúng thuộc các nhóm hợp chất hóa học hoàn toàn khác nhau, nhưng một trong những chức năng của chúng là tương tự nhau - cung cấp cho cơ thể năng lượng cần thiết cho sự sống. Hãy xem xét một nhóm của những chất này - carbohydrate.

Phân loại cacbohydrat

Thành phần và cấu trúc của cacbohydrat kể từ khi phát hiện ra chúng đã được xác định theo tên của chúng. Thật vậy, theo các nguồn tin ban đầu, người ta tin rằng đây là một nhóm hợp chất trong cấu trúc có các nguyên tử cacbon liên kết với các phân tử nước.

Một phân tích kỹ lưỡng hơn, cũng như thông tin tích lũy về sự đa dạng của các chất này, đã có thể chứng minh rằng không phải tất cả các đại diện đều chỉ có thành phần như vậy. Tuy nhiên, đặc điểm này vẫn là một trong những đặc điểm quyết định cấu trúc của cacbohydrat.

Sự phân loại hiện đại của nhóm hợp chất này như sau:

1. Monosaccharid (ribose, fructose, glucose, v.v.).
2. Oligosaccharides (bioses, trioses).
3. Polysaccharid (tinh bột, xenlulozơ).

Ngoài ra, tất cả các loại carbohydrate có thể được chia thành hai nhóm lớn sau:

• phục hồi;
• không phục hồi.

Chúng ta hãy xem xét cấu trúc của các phân tử carbohydrate của mỗi nhóm chi tiết hơn.

Monosaccharid: đặc trưng

Loại này bao gồm tất cả các carbohydrate đơn giản có chứa nhóm aldehyde (aldoses) hoặc xeton (xeton) và không quá 10 nguyên tử carbon trong cấu trúc chuỗi. Nếu bạn nhìn vào số nguyên tử trong chuỗi chính, thì monosaccharide có thể được chia thành:

• trioses (glyceraldehyd);
• bệnh uốn ván (erythrulose, erythrosis);
• pentoses (ribose và deoxyribose);
• hexozơ (glucozơ, fructozơ).

Tất cả các đại diện khác không quan trọng đối với cơ thể như những người được liệt kê.

Đặc điểm cấu trúc của phân tử

Theo cấu trúc của chúng, các đơn phân có thể được trình bày ở cả dạng chuỗi và ở dạng cacbohydrat mạch vòng. Làm thế nào điều này xảy ra? Vấn đề là nguyên tử cacbon trung tâm trong hợp chất là một tâm không đối xứng mà xung quanh đó phân tử trong dung dịch có thể quay. Đây là cách hình thành các đồng phân quang học của monosaccharide dạng L và D. Trong trường hợp này, công thức glucozơ, được viết dưới dạng một mạch thẳng, có thể được tính nhẩm bằng nhóm anđehit (hoặc xeton) và lăn thành một quả bóng. Công thức tuần hoàn tương ứng sẽ thu được.

Các cacbohydrat của chuỗi monoz khá đơn giản: một loạt các nguyên tử cacbon tạo thành một chuỗi hoặc chu trình, từ đó mỗi nhóm hydroxyl và nguyên tử hydro nằm ở các vị trí khác nhau hoặc ở cùng một phía. Nếu tất cả các cấu tạo cùng tên ở một phía thì đồng phân D được tạo thành, nếu chúng khác nhau và xen kẽ của nhau thì đồng phân L. được tạo thành. Nếu chúng ta viết công thức tổng quát của monosaccarit glucozơ đại diện chung nhất ở dạng phân tử thì nó sẽ có dạng: C 6 H 12 O 6. Hơn nữa, hồ sơ này cũng phản ánh cấu trúc của fructose. Xét cho cùng, về mặt hóa học, hai monose này là đồng phân cấu trúc. Glucozơ là ancol anđehit, fructozơ là ancol xeton.

Cấu trúc và tính chất của cacbohydrat của một số monosaccarit có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Thật vậy, do sự hiện diện của các nhóm aldehyde và xeton trong thành phần của cấu trúc, chúng thuộc về rượu aldehyde và keto, xác định bản chất hóa học của chúng và các phản ứng mà chúng có thể tham gia.

Do đó, glucozơ thể hiện các tính chất hóa học sau:

1. Các phản ứng do sự có mặt của nhóm cacbonyl:

• sự oxi hóa - phản ứng “tráng gương bạc”;
• với axit aldonic (II) mới kết tủa;
• các chất oxy hóa mạnh có thể tạo thành axit bazơ (aldaric), không chỉ chuyển hóa anđehit mà còn chuyển hóa một nhóm hydroxyl;
• khử - chuyển thành rượu polyhydric.

2. Trong phân tử còn có nhóm hiđroxyl phản ánh cấu trúc. Tính chất của cacbohydrat bị ảnh hưởng bởi các nhóm này:

• khả năng alkylate - sự hình thành ete;
• acyl hóa - sự hình thành;
• phản ứng định tính đồng (II) hiđroxit.

3. Các tính chất đặc trưng của glucozơ:

• butyric;
• rượu;
• lên men lactic.

Các chức năng được thực hiện trong cơ thể

Cấu trúc và chức năng của cacbohydrat của các đơn phân có liên quan chặt chẽ với nhau. Loại thứ hai bao gồm, trước hết, tham gia vào các phản ứng sinh hóa của cơ thể sống. Monosaccharide đóng vai trò gì trong việc này?

1. Cơ sở sản xuất oligo- và polysaccharid.
2. Pentoses (ribose và deoxyribose) là những phân tử quan trọng nhất tham gia vào quá trình hình thành ATP, RNA, DNA. Và đến lượt họ, là những nhà cung cấp chính vật chất, năng lượng và protein di truyền.
3. Nồng độ glucose trong máu người là một chỉ số thực sự của áp suất thẩm thấu và những thay đổi của nó.

Oligosaccharides: cấu trúc

Cấu trúc của cacbohydrat của nhóm này bị giảm xuống khi có hai (phân đôi) hoặc ba (ba) phân tử monosaccharid trong thành phần. Cũng có những cấu trúc bao gồm 4, 5 hoặc nhiều cấu trúc (lên đến 10), nhưng phổ biến nhất là disaccharide. Có nghĩa là, trong quá trình thủy phân, các hợp chất này bị phân hủy cùng với sự hình thành của glucose, fructose, pentose, v.v. Những hợp chất nào thuộc loại này? Một ví dụ điển hình là (mía thông thường (thành phần chính của sữa), maltose, lactulose, isomaltose.

Cấu trúc hóa học của cacbohydrat của loạt bài này có các đặc điểm sau:

1. Công thức chung của phân tử: C 12 H 22 O 11.
2. Hai gốc monose giống nhau hoặc khác nhau trong cấu trúc disaccharide được kết nối với nhau bằng cầu nối glycosidic. Khả năng khử của đường sẽ phụ thuộc vào bản chất của hợp chất này.
3. Khử disaccharid. Cấu trúc của loại carbohydrate này bao gồm sự hình thành cầu nối glycosidic giữa hydroxyl của nhóm aldehyde và hydroxyl của các phân tử monos khác nhau. Chúng bao gồm: maltose, lactose, v.v.
4. Không khử - một ví dụ điển hình của sucrose - khi một cầu nối được hình thành giữa các hydroxyl chỉ của các nhóm tương ứng, mà không có sự tham gia của cấu trúc aldehyde.

Do đó, cấu trúc của cacbohydrat có thể được biểu diễn ngắn gọn dưới dạng công thức phân tử. Nếu cần một cấu trúc chi tiết cụ thể, thì nó có thể được mô tả bằng cách sử dụng các phép chiếu đồ họa của Fisher hoặc các công thức của Haworth. Cụ thể, hai monome mạch vòng (đơn phân) khác nhau hoặc giống hệt nhau (tùy thuộc vào oligosaccharide), liên kết với nhau bằng một cầu glycosidic. Khi xây dựng, cần tính đến khả năng khôi phục để hiển thị chính xác kết nối.

Ví dụ về phân tử disaccharide

Nếu nhiệm vụ ở dạng: "Đánh dấu các đặc điểm cấu trúc của cacbohydrat", thì đối với các disaccarit, tốt nhất là trước tiên hãy cho biết dư lượng monose mà nó bao gồm. Các loại phổ biến nhất là:

• sucrose - được xây dựng từ alpha-glucose và beta-fructose;
• maltose - từ dư lượng glucose;
• cellobiose - bao gồm hai gốc beta-glucose dạng D;
• đường lactose - galactose + glucose;
• lactulose - galactose + fructose, v.v.

Sau đó, theo các dư lượng có sẵn, một công thức cấu trúc nên được thiết kế với chỉ dẫn rõ ràng về loại cầu glycosidic.

Ý nghĩa đối với sinh vật sống

Vai trò của các disaccharid cũng rất lớn, không chỉ quan trọng là cấu trúc. Các chức năng của carbohydrate và chất béo nói chung là tương tự nhau. Cơ sở là thành phần năng lượng. Tuy nhiên, đối với một số disaccharid riêng lẻ, ý nghĩa đặc biệt của chúng cần được chỉ ra.

1. Sucrose là nguồn cung cấp glucose chính trong cơ thể con người.
2. Lactose được tìm thấy trong sữa mẹ của động vật có vú, bao gồm tới 8% trong sữa của phụ nữ.
3. Lactulose được sản xuất trong phòng thí nghiệm để sử dụng trong y tế và cũng được thêm vào các sản phẩm sữa.

Bất kỳ disaccharide, trisaccharide nào, v.v. trong cơ thể con người và các sinh vật khác đều trải qua quá trình thủy phân tức thì với sự hình thành các monose. Chính đặc điểm này là cơ sở cho việc con người sử dụng loại cacbohydrat này ở dạng thô, không thay đổi (củ cải đường hoặc đường mía).

Polysaccharid: đặc điểm của phân tử

Chức năng, thành phần và cấu trúc của cacbohydrat của loạt này có tầm quan trọng to lớn đối với cơ thể sống, cũng như đối với hoạt động kinh tế của con người. Đầu tiên, bạn nên tìm ra loại carbohydrate nào là polysaccharide.

Có khá nhiều người trong số họ:

• tinh bột;
• glycogen;
• murein;
• glucomannan;
• xenlulôzơ;
• dextrin;
• galactomannan;
• muromin;
• amyloza;
• kitin.

Đây không phải là một danh sách đầy đủ, nhưng chỉ có ý nghĩa nhất đối với động vật và thực vật. Nếu bạn thực hiện nhiệm vụ "Đánh dấu đặc điểm cấu tạo của cacbohydrat của một số polisaccarit", thì trước hết bạn nên chú ý đến cấu trúc không gian của chúng. Đây là những phân tử rất lớn, khổng lồ, bao gồm hàng trăm đơn vị monome liên kết chéo với nhau bằng các liên kết hóa học glycosidic. Thường thì cấu trúc của các phân tử cacbohydrat polysaccharide là một thành phần phân lớp.

Có một số phân loại nhất định của các phân tử như vậy.

1. Homopolysaccharides - bao gồm các đơn vị monosaccharide lặp đi lặp lại giống nhau. Tùy thuộc vào các monose, chúng có thể là hexoses, pentoses, v.v. (glucans, mannans, galactans).
2. Heteropolysaccharides - được hình thành bởi các đơn vị monome khác nhau.

Các hợp chất có cấu trúc không gian tuyến tính nên bao gồm, ví dụ, xenluloza. Hầu hết các polysaccharide có cấu trúc phân nhánh - tinh bột, glycogen, kitin, v.v.

Vai trò trong cơ thể của chúng sinh

Cấu trúc và chức năng của nhóm cacbohydrat này có liên quan mật thiết đến hoạt động sống của mọi sinh vật. Vì vậy, ví dụ, thực vật ở dạng dinh dưỡng dự trữ tích lũy tinh bột trong các phần khác nhau của chồi hoặc rễ. Nguồn năng lượng chính của động vật lại là polysaccharid, sự phân hủy của nó tạo ra khá nhiều năng lượng.

Carbohydrate đóng một vai trò rất quan trọng. Vỏ của nhiều côn trùng và giáp xác gồm kitin, murein là thành phần cấu tạo nên thành tế bào vi khuẩn, xenlulôzơ là cơ sở của thực vật.

Chất dinh dưỡng dự trữ có nguồn gốc động vật là các phân tử glycogen, hay người ta thường gọi nó là mỡ động vật. Nó được lưu trữ trong các bộ phận riêng biệt của cơ thể và không chỉ thực hiện một năng lượng mà còn có chức năng bảo vệ chống lại các tác động cơ học.

Đối với hầu hết các sinh vật, cấu trúc của carbohydrate có tầm quan trọng lớn. Đặc điểm sinh học của mọi loài động vật và thực vật đều đòi hỏi một nguồn năng lượng liên tục, không cạn kiệt. Và chỉ họ mới có thể cung cấp điều này, và hơn hết là ở dạng polysaccharid. Vì vậy, sự phân hủy hoàn toàn 1 g carbohydrate do kết quả của quá trình trao đổi chất dẫn đến giải phóng 4,1 kcal năng lượng! Đây là mức tối đa, không có thêm kết nối. Đó là lý do tại sao carbohydrate phải có trong chế độ ăn uống của bất kỳ người và động vật nào. Mặt khác, thực vật tự chăm sóc: trong quá trình quang hợp, chúng tự hình thành tinh bột bên trong và dự trữ nó.

Tính chất chung của cacbohydrat

Cấu trúc của chất béo, protein và carbohydrate nói chung là tương tự nhau. Xét cho cùng, chúng đều là đại phân tử. Ngay cả một số chức năng của chúng cũng có tính chất chung. Cần tóm tắt vai trò và tầm quan trọng của tất cả cacbohydrat đối với sự sống của sinh khối hành tinh.

1. Thành phần và cấu trúc của cacbohydrat ngụ ý việc chúng được sử dụng như một vật liệu xây dựng nên lớp vỏ của tế bào thực vật, màng động vật và vi khuẩn, cũng như sự hình thành các bào quan nội bào.
2. chức năng bảo vệ. Đó là đặc điểm của sinh vật thực vật và biểu hiện ở sự hình thành các gai, gai, vân vân.
3. Vai trò chất dẻo là sự hình thành các phân tử quan trọng (DNA, RNA, ATP và các phân tử khác).
4. chức năng thụ cảm. Polysaccharid và oligosaccharid là những người tham gia tích cực vào quá trình chuyển vận qua màng tế bào, là “lính canh” bắt giữ các hiệu ứng.
5. Vai trò năng lượng là đáng kể nhất. Cung cấp năng lượng tối đa cho tất cả các quá trình nội bào, cũng như hoạt động của toàn bộ sinh vật nói chung.
6. Điều chỉnh áp suất thẩm thấu - glucose cung cấp sự kiểm soát như vậy.
7. Một số polysaccharid trở thành chất dinh dưỡng dự trữ, nguồn cung cấp năng lượng cho sinh vật động vật.

Như vậy, hiển nhiên rằng cấu trúc của chất béo, protein và carbohydrate, chức năng và vai trò của chúng đối với các cơ thể của hệ thống sống có tầm quan trọng quyết định và quyết định. Những phân tử này là người tạo ra sự sống, họ cũng bảo tồn và hỗ trợ nó.

Carbohydrate với các hợp chất cao phân tử khác

Hay còn gọi là vai trò của cacbohydrat không ở dạng nguyên chất mà ở dạng kết hợp với các phân tử khác. Chúng bao gồm những cái phổ biến nhất như:

• glycosaminoglycans hoặc mucopolysaccharid;
• glycoprotein.

Cấu trúc và tính chất của cacbohydrat loại này khá phức tạp, do một loạt các nhóm chức được kết hợp thành một phức hợp. Vai trò chính của các phân tử loại này là tham gia vào nhiều quá trình sống của sinh vật. Các đại diện là: axit hyaluronic, chondroitin sulfate, heparan, keratan sulfate và những chất khác.

Ngoài ra còn có phức hợp của polysaccharid với các phân tử hoạt động sinh học khác. Ví dụ, glycoprotein hoặc lipopolysaccharid. Sự tồn tại của chúng rất quan trọng trong việc hình thành các phản ứng miễn dịch của cơ thể, vì chúng là một phần của các tế bào của hệ bạch huyết.

Carbohydrate đóng vai trò chính trong việc cung cấp năng lượng cho toàn bộ cơ thể, chúng tham gia vào quá trình chuyển hóa tất cả các chất dinh dưỡng. Chúng là các hợp chất hữu cơ bao gồm cacbon, hydro và oxy. Carbohydrate, do dễ có và tốc độ đồng hóa nhanh, là nguồn năng lượng chính cho cơ thể.

Carbohydrate có thể đi vào cơ thể con người từ thức ăn (ngũ cốc, rau, đậu, trái cây, v.v.), cũng như được sản xuất từ ​​chất béo và một số axit amin.

Phân loại cacbohydrat

Về mặt cấu trúc, cacbohydrat được chia thành các nhóm sau:

cacbohydrat đơn giản. Chúng bao gồm glucose, galactose và fructose (monosaccharides), cũng như sucrose, lactose và maltose (disaccharides).

Đường glucoza là nguồn cung cấp năng lượng chính cho não bộ. Nó được tìm thấy trong trái cây và quả mọng và cần thiết cho việc cung cấp năng lượng và hình thành glycogen trong gan.

Fructose hầu như không yêu cầu hormone insulin để hấp thụ, điều này cho phép nó được sử dụng trong bệnh tiểu đường, nhưng ở mức độ vừa phải.

Galactose không xảy ra ở dạng tự do trong các sản phẩm. Thu được từ sự phân hủy đường lactose.

sacarozađược tìm thấy trong đường và đồ ngọt. Khi vào cơ thể, nó sẽ phân hủy thành nhiều thành phần hơn: glucose và fructose.

Đường lactose- carbohydrate được tìm thấy trong các sản phẩm sữa. Với sự thiếu hụt bẩm sinh hoặc mắc phải của enzym lactose trong ruột, sự phân hủy lactose thành glucose và galactose bị suy yếu, được gọi là chứng không dung nạp sữa. Có ít đường lactose trong các sản phẩm sữa lên men hơn trong sữa, vì khi sữa được lên men từ đường lactose, axit lactic được hình thành.

Maltose- Sản phẩm trung gian của quá trình phân hủy tinh bột bởi các enzym tiêu hóa. Sau đó, maltose bị phân hủy thành glucose. Ở dạng tự do, nó được tìm thấy trong mật ong, mạch nha (do đó có tên thứ hai - đường mạch nha) và bia.

Carbohydrate phức hợp. Chúng bao gồm tinh bột và glycogen (carbohydrate tiêu hóa), cũng như chất xơ, pectin và hemicellulose.

Tinh bột- Trong chế độ ăn uống có tới 80% là carbohydrate. Nguồn chính của nó là bánh mì và bánh nướng, ngũ cốc, các loại đậu, gạo và khoai tây. Tinh bột được tiêu hóa tương đối chậm, phân hủy thành glucose.

Glycogen, còn được gọi là "tinh bột động vật", là một polysaccharide bao gồm các chuỗi phân tử glucose nhiều nhánh. Nó được tìm thấy với một lượng nhỏ trong các sản phẩm động vật (2-10% trong gan và 0,3-1% trong mô cơ).

Xenlulo- Đây là một loại carbohydrate phức tạp là một phần của màng tế bào thực vật. Vào cơ thể, thực tế chất xơ không được tiêu hóa hết, chỉ một phần nhỏ có thể bị ảnh hưởng bởi vi sinh vật trong đường ruột.

Chất xơ, cùng với pectin, lignin và hemixenluloza, được gọi là hay các chất dằn. Chúng cải thiện hoạt động của hệ tiêu hóa, là phòng chống nhiều bệnh tật. Pectin và hemicellulose có đặc tính hút ẩm, cho phép chúng hấp thụ và mang theo cholesterol dư thừa, amoniac, sắc tố mật và các chất có hại khác. Một lợi thế quan trọng khác của chất xơ là giúp ngăn ngừa béo phì. Không có giá trị năng lượng cao, rau, do chứa một lượng lớn chất xơ, góp phần tạo ra cảm giác no sớm.

Một lượng lớn chất xơ được tìm thấy trong bánh mì nguyên cám, cám, rau và trái cây.

Chỉ số đường huyết

Một số carbohydrate (đơn giản) được cơ thể hấp thụ gần như ngay lập tức, dẫn đến tăng mạnh mức đường huyết, một số khác (phức hợp) được hấp thụ dần dần và không làm tăng mạnh lượng đường trong máu. Do sự hấp thụ chậm nên ăn những thực phẩm có chứa các loại carbohydrate này sẽ mang lại cảm giác no lâu hơn. Tính chất này được sử dụng trong chế độ ăn kiêng, để giảm cân.

Và để đánh giá tốc độ phân hủy của một sản phẩm trong cơ thể, chỉ số đường huyết (GI) được sử dụng. Chỉ số này xác định tốc độ phân hủy sản phẩm trong cơ thể và chuyển hóa thành glucose. Sản phẩm phân hủy càng nhanh, chỉ số đường huyết (GI) của nó càng cao. Glucose được lấy làm tiêu chuẩn, có chỉ số đường huyết (GI) là 100. Tất cả các chỉ số khác được so sánh với chỉ số đường huyết (GI) của glucose. Tất cả các giá trị GI trong các loại thực phẩm khác nhau có thể được xem trong một bảng đặc biệt về chỉ số đường huyết của sản phẩm.

Chức năng của carbohydrate trong cơ thể

Carbohydrate thực hiện các chức năng sau trong cơ thể:

Chúng là nguồn cung cấp năng lượng chính cho cơ thể.

Cung cấp tất cả các chi phí năng lượng cho não (não hấp thụ khoảng 70% lượng glucose do gan thải ra)

Tham gia vào quá trình tổng hợp các phân tử ATP, DNA và RNA.

Điều chỉnh sự trao đổi chất của protein và chất béo.

Kết hợp với protein, chúng tạo thành một số enzym và hormone, bài tiết nước bọt và các tuyến khác sản xuất chất nhờn, cũng như các hợp chất khác.

Chất xơ cải thiện hoạt động của hệ tiêu hóa và loại bỏ các chất độc hại ra khỏi cơ thể, pectin kích thích tiêu hóa.

Lipid- Các hợp chất hữu cơ dạng chất béo, không tan trong nước, nhưng tan nhiều trong các dung môi không phân cực (ete, xăng, benzen, cloroform, v.v.). Hoang dã thuộc về các phân tử sinh học đơn giản nhất.

Về mặt hóa học, hầu hết các lipid là este của axit cacboxylic cao hơn và một số rượu. Nổi tiếng nhất trong số họ chất béo. Mỗi phân tử chất béo được tạo thành bởi một phân tử của rượu trihydric glyxerol và liên kết este của ba phân tử axit cacboxylic cao hơn gắn với nó. Theo danh pháp được chấp nhận, chất béo được gọi là triacylglycerol.

Khi chất béo bị thủy phân (tức là bị phân tách do sự đưa H + và OH - vào liên kết este), chúng bị phân hủy thành glyxerol và các axit cacboxylic tự do cao hơn, mỗi axit này chứa một số nguyên tử cacbon chẵn.

Các nguyên tử cacbon trong phân tử của axit cacboxylic bậc cao hơn có thể liên kết với nhau bằng cả liên kết đơn và liên kết đôi. Trong số các axit cacboxylic cao hơn giới hạn (bão hòa), thành phần của chất béo thường bao gồm:

palmitic CH 3 - (CH 2) 14 - COOH hoặc C 15 H 31 COOH;

stearic CH 3 - (CH 2) 16 - COOH hoặc C 17 H 35 COOH;

arachidic CH 3 - (CH 2) 18 - COOH hoặc C 19 H 39 COOH;

trong số không giới hạn:

oleic CH 3 - (CH 2) 7 - CH \ u003d CH - (CH 2) 7 - COOH hoặc C 17 H 33 COOH;

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

linolenic CH 3 - CH 2 - CH \ u003d CH - CH 2 - CH \ u003d CH - CH 2 - CH \ u003d CH - (CH 2) 7 - COOH hoặc C 17 H 29 COOH.

Mức độ không bão hòa và độ dài chuỗi của axit cacboxylic cao hơn (tức là số nguyên tử cacbon) xác định các đặc tính vật lý của một chất béo cụ thể.

Chất béo có chuỗi axit ngắn và không no có nhiệt độ nóng chảy thấp. Ở nhiệt độ phòng, đây là chất lỏng (dầu) hoặc chất nhờn. Ngược lại, chất béo có mạch dài và bão hòa của axit cacboxylic cao hơn là chất rắn ở nhiệt độ phòng. Đó là lý do tại sao quá trình hydro hóa (bão hòa các chuỗi axit với các nguyên tử hydro trong liên kết đôi) biến bơ đậu phộng lỏng, chẳng hạn, thành bơ đậu phộng đồng nhất, có thể phết và dầu hướng dương thành bơ thực vật. Động vật sống ở vùng có khí hậu lạnh, chẳng hạn như cá ở vùng biển Bắc Cực, thường chứa nhiều triacylglycerol không bão hòa hơn những động vật sống ở vĩ độ nam. Vì lý do này, cơ thể của chúng vẫn linh hoạt ngay cả ở nhiệt độ thấp.

Phân biệt:

Phospholipid- các hợp chất lưỡng tính, tức là, chúng có đầu phân cực và đuôi không phân cực. Các nhóm hình thành đầu phân cực là kỵ nước (hòa tan trong nước), trong khi các nhóm đuôi không phân cực kỵ nước (không hòa tan trong nước).

Bản chất kép của các lipid này xác định vai trò chủ yếu của chúng trong tổ chức của màng sinh học.

Sáp- Este của rượu đại phân tử (với một nhóm hydroxyl) đại phân tử (có khung carbon dài) rượu và axit cacboxylic cao hơn.

Một nhóm lipid khác là steroid. Những chất này được xây dựng trên cơ sở cholesterol cồn. Steroid hòa tan rất kém trong nước và không chứa các axit cacboxylic cao hơn.

Chúng bao gồm axit mật, cholesterol, hormone sinh dục, vitamin D, v.v.

gần với steroid tecpen(chất tăng trưởng của thực vật - gibberellins; phytol, là một phần của chất diệp lục, carotenoids - sắc tố quang hợp; tinh dầu của thực vật - tinh dầu bạc hà, long não, v.v.).

Lipid có thể tạo phức với các phân tử sinh học khác.

Lipoprotein- các cấu tạo phức tạp chứa triacylglycerol, cholesterol và protein, mà chất này không có liên kết cộng hóa trị với lipid.

Glycolipid- đây là một nhóm chất béo được xây dựng trên cơ sở rượu sphingosine và chứa, ngoài phần còn lại của các axit cacboxylic cao hơn, một hoặc nhiều phân tử đường (thường là glucose hoặc galactose).

Chức năng của lipid

Cấu trúc. Phospholipid cùng với protein tạo thành màng sinh học. Các màng cũng chứa sterol.

Năng lượng. Khi 1 g chất béo bị oxy hóa, 38,9 kJ năng lượng được giải phóng, đi vào quá trình hình thành ATP. Ở dạng lipid, một phần đáng kể năng lượng dự trữ của cơ thể được dự trữ, sẽ bị tiêu hao khi thiếu chất dinh dưỡng. Động vật và thực vật ngủ đông tích tụ chất béo và dầu và sử dụng chúng để duy trì các quá trình sống. Hàm lượng lipid cao của hạt cung cấp năng lượng cho sự phát triển của phôi và cây con cho đến khi chuyển sang chế độ dinh dưỡng độc lập. Hạt của nhiều loại cây (cọ dừa, thầu dầu, hướng dương, đậu tương, hạt cải dầu ...) làm nguyên liệu cho công nghiệp sản xuất dầu.

Bảo vệ và cách nhiệt. Tích tụ trong mô mỡ dưới da và xung quanh một số cơ quan (thận, ruột), lớp mỡ bảo vệ cơ thể khỏi những tổn thương cơ học. Ngoài ra, do tính dẫn nhiệt thấp, lớp mỡ dưới da giúp giữ nhiệt, điều này cho phép nhiều loài động vật sống ở vùng khí hậu lạnh giá. Ngoài ra, ở cá voi, nó còn đóng một vai trò khác - nó góp phần vào sức nổi.

Bôi trơn và chống thấm nước. Sáp bao phủ da, len, lông vũ, làm cho chúng đàn hồi hơn và bảo vệ chúng khỏi độ ẩm. Lá và quả của cây được bao phủ bởi một lớp phủ sáp; Sáp được sử dụng bởi ong trong việc xây dựng tổ ong.

Quy định. Nhiều hormone có nguồn gốc từ cholesterol, chẳng hạn như hormone sinh dục (testosterone ở nam giới và progesterone ở phụ nữ) và corticosteroid (aldosterone).

trao đổi chất. Các dẫn xuất của cholesterol, vitamin D đóng vai trò chủ yếu trong quá trình trao đổi canxi và phốt pho. Axit mật tham gia vào quá trình tiêu hóa (nhũ hóa chất béo) và hấp thụ axit cacboxylic cao hơn.

Lipid là nguồn nước trao đổi chất. Khi chất béo bị oxy hóa, khoảng 105 g nước được tạo thành. Nước này rất quan trọng đối với một số cư dân sa mạc, đặc biệt là đối với lạc đà có thể không có nước trong 10-12 ngày: chất béo dự trữ trong bướu được sử dụng cho mục đích này. Gấu, marmots và các động vật khác trong quá trình ngủ đông nhận được nước cần thiết cho sự sống do quá trình oxy hóa chất béo.

Thành phần hóa học

Thành tế bào của tế bào thực vật chủ yếu bao gồm các polysaccharid. Tất cả các thành phần tạo nên thành tế bào có thể được chia thành 4 nhóm:

Cấu trúc thành phần đại diện bởi xenluloza ở hầu hết các loài thực vật tự dưỡng.

Các thành phần ma trận, tức là chất chính, chất độn của vỏ - hemicelluloses, protein, lipid.

Các thành phần, đóng lại thành tế bào (nghĩa là lắng đọng và lót nó từ bên trong) - lignin và suberin.

Các thành phần, tích lũy tường, tức là lắng đọng trên bề mặt của nó - cutin, sáp.

Thành phần cấu trúc chính của vỏ là xenlulo Nó được biểu diễn bằng các phân tử cao phân tử không phân nhánh bao gồm 1000-11000 gốc - D glucose, liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic. Sự hiện diện của các liên kết glycosidic tạo ra khả năng hình thành các đường khâu chéo. Do đó, các phân tử cellulose dài và mỏng được kết hợp thành các sợi hoặc micelle cơ bản. Mỗi micelle bao gồm 60-100 chuỗi cellulose song song. Hàng trăm micelle được nhóm lại thành các hàng micellar và tạo thành các microfibrils có đường kính 10-15 nm. Xenlulo có đặc tính kết tinh do sự sắp xếp có trật tự của các micelle trong các sợi nhỏ. Đến lượt mình, các sợi siêu nhỏ lại đan xen vào nhau như những sợi trong một sợi dây và hợp nhất thành các sợi nhỏ. Macrofibrils dày khoảng 0,5 µm. và có thể đạt chiều dài 4 micron. Xenlulozơ không có tính axit và không có tính kiềm. Liên quan đến nhiệt độ cao, nó khá bền và có thể bị nung nóng mà không bị phân hủy đến nhiệt độ 200 ° C. Nhiều đặc tính quan trọng của xenlulo là do nó có khả năng chống lại các enzym và hóa chất cao. Nó không hòa tan trong nước, rượu, ête và các dung môi trung tính khác; không tan trong axit và kiềm. Xenlulo có lẽ là loại đại phân tử hữu cơ phổ biến nhất trên Trái đất.

Các sợi nhỏ của vỏ được ngâm trong một ma trận gel dẻo vô định hình. Ma trận là chất độn vỏ. Thành phần của chất nền của màng thực vật bao gồm các nhóm polysaccharid không đồng nhất được gọi là hemicelluloses và các chất pectin.

Hemicelluloses là các chuỗi polyme phân nhánh bao gồm các gốc hexose khác nhau (D-glucose, D-galactose, mannose),

pentose (L-xylose, L-arabinose) và axit uric (glucuronic và galacturonic). Các thành phần này của hemicelluloses được kết hợp với nhau theo các tỷ lệ định lượng khác nhau và tạo thành các kết hợp khác nhau.

Chuỗi Hemicellulose bao gồm 150-300 phân tử monome. Chúng ngắn hơn nhiều. Ngoài ra, các chuỗi không kết tinh và không tạo thành các sợi sơ cấp.

Đó là lý do tại sao hemicelluloses thường được gọi là bán celluloses. Chúng chiếm khoảng 30 - 40% trọng lượng khô của thành tế bào.

Liên quan đến thuốc thử hóa học, hemixenlulo kém bền hơn nhiều so với xenlulozơ: chúng tan trong kiềm yếu mà không cần đun nóng; thủy phân với sự tạo thành đường trong dung dịch axit yếu; bán xơ cũng được hòa tan trong glyxerin ở nhiệt độ 300 o C.

Hemicelluloses trong cơ thể thực vật đóng vai trò:

Có vai trò cơ học, cùng với xenlulozo và các chất khác tham gia cấu tạo nên thành tế bào.

Vai trò của chất dự trữ lắng đọng và sau đó được tiêu thụ. Trong trường hợp này, chức năng của vật liệu dự trữ chủ yếu do hexoses thực hiện; và hemicelluloses có chức năng cơ học thường bao gồm các pentose. Là chất dinh dưỡng dự trữ, hemicelluloses cũng được tích tụ trong hạt của nhiều loài thực vật.

chất pectin có thành phần và cấu trúc hóa học khá phức tạp. Đây là một nhóm không đồng nhất bao gồm các polyme phân nhánh mang điện tích âm do có nhiều gốc axit galacturonic. Một tính năng đặc trưng: các chất pectin trương nở mạnh trong nước, và một số hòa tan trong đó. Chúng dễ bị phá hủy bởi tác dụng của kiềm và axit.

Tất cả các thành tế bào ở giai đoạn đầu của sự phát triển hầu như được cấu tạo hoàn toàn từ các chất pectin. Chất gian bào của phiến giữa, như thể kết dính các lớp vỏ của các vách lân cận, cũng bao gồm các chất này, chủ yếu là canxi pectat. Các chất pectin, mặc dù với số lượng nhỏ nhưng lại có trong bề dày chính của tế bào trưởng thành.

Thành phần của chất nền thành tế bào, ngoài các thành phần carbohydrate, còn bao gồm một protein cấu trúc gọi là Extensin. Nó là một glycoprotein, phần carbohydrate được đại diện bởi bã đường arabinose.

Việc phân loại vitamin dựa trên nguyên tắc hòa tan của chúng trong nước và chất béo.

Vitamin tan trong nước: B1 (thiamine), B2 (riboflavin), PP (axit nicotinic), B3 (axit pantothenic), B6 ​​(pyridoxine), B12 (zincobalamin), Bc (axit folic), H (biotin), N (axit lipoic) , P (bioflavanoids), C (axit ascorbic) - tham gia vào cấu trúc và hoạt động của các enzym.

Vitamin tan trong chất béo: A (retinol), provitamin A (caroten), D (calceferol), E (tocopherol), K (phylloquinones).

Các vitamin tan trong chất béo được bao gồm trong cấu trúc của hệ thống màng, đảm bảo trạng thái chức năng tối ưu của chúng.

Cũng có các chất giống như vitamin: B13 (axit orotic), B15 (axit pangamic), B4 (choline), B8 (inositol), W (carnitine), H1 (axit paraminbenzoic), F (axit béo không bão hòa đa), U (S = metylmethionin sulfat clorua).