Các đặc tính của carbohydrate. Các chức năng và tính chất của carbohydrate: bảng

Trong đời sống hoang dã rất phổ biến, nhiều chất, tầm quan trọng của sản xuất mà khó có thể được đánh giá quá cao. Ví dụ, những bao gồm carbohydrate. Họ là cực kỳ quan trọng như một nguồn năng lượng cho động vật và con người, và một số tính chất của carbohydrate làm cho họ một nguyên liệu không thể thiếu cho ngành công nghiệp.

nó là gì?

Điều này tất cả cấu trúc các chất có thể được mô tả bởi công thức Cn _(H2O) m. Họ có tầm quan trọng sinh học lớn, đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc sống của nhiều chúng sinh.

Tên của nhóm này các nhà khoa học đã đưa ra sau khi phân tích ban đầu của các chất đã được thực hiện mà nó chứa. Sau đó, nó đã được tìm thấy rằng các thành phần chính của họ là carbon và nước. Sau đó nó được phát hiện ra rằng bộ phim sẽ được hóa ra là vô cùng chính xác, vì các tính chất của carbohydrate như vậy mà tỷ lệ hydro và oxy nguyên tử trong đó là hoàn toàn giống như trong nước. Đơn giản mà nói, có một oxy, hai nguyên tử hydro. Lần đầu tiên phiên bản tiếng Nga của tên đã được đề xuất vào năm 1844 bởi Giáo sư K. Schmidt.

một số add-ons

Nếu một chút để thay đổi công thức trên, phát âm «n» của dấu ngoặc, biểu thức sẽ có một chút khác nhau: Xem (H ₂ O) n. Có lẽ, nó không thể tốt hơn phản ánh bản chất của "than - nước" tên.

Cho đến nay, các nhà khoa học đã thiết lập vững chắc rằng có một số chất có tính chất của carbohydrate, nhưng không hoàn toàn tương ứng với các công thức được mô tả bởi chúng tôi. Và bởi vì trong văn học nước ngoài người ta thường có thể đi qua từ "glycidyl", mà là đồng nghĩa với hiện đại, năm 1844, đó là không hoàn toàn chính xác.

phân loại đơn giản

Tất cả các lớp học lớn của vật liệu có thể được chia thành hai nhóm: glycidyl đơn giản và phức tạp. các tính chất của carbohydrate xảy ra trong số họ là gì? Trên thực tế, họ cũng không phải là rất phức tạp:

• chất đơn giản là những người trong nhóm mà không tuân theo quá trình thủy phân với hình quả của carbohydrate khác. Sự khác biệt chính là số lượng của các nguyên tử oxy trong cấu trúc của chúng vẫn là số tương tự của các nguyên tử carbon. Họ gọi monosacarit.
• Theo đó, định nghĩa về "phức tạp" bao gồm tất cả những glycidyl đó phân hủy bằng cách thủy phân để tạo thành một đa số carbohydrate đơn giản. Tất nhiên, họ có tỷ lệ của các nguyên tử oxy và carbon khác nhau như. Họ gọi một disacarit. Một vai trò rất quan trọng trong bản chất của vở kịch là carbohydrate phức tạp, một danh sách mà chúng tôi phần nào có trong bài viết.

Bên cạnh đó, còn có một phân loại, trong đó carbohydrate được chia thành ba loại. Dưới đây là:

• Monosacarit.
• Oligosaccharides.
• Polysaccharides.

Các carbohydrate Bảng dưới đây chắc chắn sẽ giúp bạn đối phó với sự khác biệt lớn của họ.

mono- (Phân tử 1)	oligo (<10 phân tử)	poly- (> 10 phân tử)
Aldose, ketose	Nó chỉ đã bao gồm disaccharides, trisaccharides, và vân vân. D.	Có hai loại: Gomopolisaharidy. Heteropolysaccharides. Từ tên mà bạn có thể hiểu rằng cấu trúc phân tử nội bộ của hai loài này khá khác nhau

Tất nhiên, chúng ta có một bảng ngắn carbohydrate đã được chứng minh, nhưng phạm vi của nó chỉ đơn giản là không thể để phù hợp với tất cả các tính năng cụ thể mà là đặc biệt đối với một số thành viên của lớp rộng này. Vì vậy, chúng tôi phân tích các nhóm chính mỗi riêng để xây dựng trên một số các thuộc tính của các cá nhân, các chất phổ biến nhất. Vì vậy, carbohydrate lớp là gì?

monosaccharides

Hãy nhớ rằng tất cả chúng thuộc loại chất rắn, dễ dàng có thể để vượt qua vào tình trạng tinh. Họ đang rất hút ẩm, cũng hòa tan trong nước để tạo thành xi-rô. Chọn chúng trong dạng tinh thể, có là rất khó khăn. giải pháp của họ có phản ứng trung tính, thường hương vị hơi ngọt. cường độ hương vị khác nhau: ví dụ, fructose khoảng 3-3,5 lần ngọt ngào glucose thường gặp nhất.

Về hình thức cấu trúc

Tất cả những chất - một hợp chất của cấu trúc nhị chức, các thành phần trong đó nhất thiết phải bao gồm các bộ xương carbon, một nhóm cacbonyl và một số hydroxyl. Nếu vai trò của nhóm cacbonyl hoạt động nhóm aldehyde, một chất gọi là aldose. Theo đó, trong trường hợp xeton "đuôi" được gọi là ketose.

Kể từ khi bản chất của các chất này rất phổ biến, chúng có thể được tìm thấy cả trong trạng thái rảnh rỗi, và dưới hình thức hình thức anhydrit. Nói chung, hầu hết các carbohydrate phức tạp trong mức độ khác nhau, là anhydrit của các loại đường đơn giản, được khá đơn giản thu được bằng cách lấy đi một vài (hoặc một) của các phân tử nước (tiền tố "en" - không).

Glucose là đại diện tiêu biểu nhất

Công thức của người đại diện tiêu biểu nhất của nhóm - C ₆ H ₁₂ O _6. Rất thường xuyên có những carbohydrate trong tế bào thực vật. Nó đã không chỉ lan rộng, nhưng cũng rất quan trọng cho cơ thể vì nó là nguồn năng lượng chính cho anh ta (nói về động vật và con người, tất nhiên). Về nguyên tắc, đó là những đặc tính chung của protein, carbohydrate và chất béo cho tất cả các sinh vật sống. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong y học, thuốc thú y, công nghiệp (bao gồm cả thực phẩm).

tính chất vật lý

vị tướng là gì tính chất vật lý của carbohydrate trong nhóm này? Dáng vẻ bên ngoài - tinh thể trắng mịn, hương vị hơi ngọt, dễ dàng hòa tan trong nước. Độ hòa tan tăng đáng kể nếu giải pháp hâm nóng: theo cách này các xi-rô glucose.

thông tin tóm tắt về cấu trúc hóa học

Nếu bạn nhìn vào một công thức tuyến tính, thành phần carbohydrate này rõ ràng là có thể nhìn thấy một aldehyde và năm nhóm hydroxyl. Khi chất ở trạng thái tinh thể, các phân tử của nó có thể theo một trong hai hình thức có thể (α- hay β-glucose). Thực tế là các nhóm hydroxyl được cùng với một nguyên tử cacbon thứ năm, có thể phản ứng với một phân nưa cacbonyl.

Sự phổ biến trong tự nhiên

Kể từ khi cô ấy rất nhiều trong nước ép nho, glucose thường được gọi là "đường nho". Dưới tên này nó vẫn được biết đến tổ tiên của chúng tôi. Tuy nhiên, người ta có thể tìm thấy trong bất kỳ loại trái cây ngọt khác hoặc rau, trong các mô mềm của nhà máy. Trong thế giới động vật, phổ biến của nó là không thấp: khoảng 0,1% số máu của chúng tôi - đây là glucose. Ngoài ra, bạn có thể tìm thấy những carbohydrate trong tế bào hầu hết các cơ quan nội tạng. Nhưng đặc biệt là rất nhiều trong số họ trong gan, vì đó là nơi chế biến được thực hiện glucose thành glycogen.

Nó (như chúng tôi đã nói) là một nguồn năng lượng cho cơ thể chúng ta, là một phần của hầu hết các carbohydrate phức tạp. Cũng như carbohydrate đơn giản khác, trong tự nhiên nó xảy ra sau phản ứng quang hợp diễn ra hoàn toàn trong các tế bào của sinh vật thực vật:

6SO ₂ + 6H ₂ O diệp lục C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6D ₂ - Q

Cây do đó thực hiện một cực kỳ quan trọng đối với chức năng của sinh quyển, tích lũy năng lượng, mà là thu được bằng chúng từ mặt trời. Đối với điều kiện công nghiệp, đường nho từ thời cổ đại được lấy từ tinh bột thủy phân sản xuất nó, trong đó một chất xúc tác phản ứng được axit sulfuric đậm đặc:

(C ₆ H ₁₀ O ₅₎ n + nH ₂ O H ₂ SO _4, t nC ₆ H ₁₂ O ₆

tính chất hóa học

các tính chất hóa học của carbohydrate thuộc loại này là gì? Nó có tất cả các tính năng tương tự mà là cố hữu trong một hoàn toàn rượu và aldehyt. Ngoài ra, còn có một số tính năng cụ thể. tổng hợp đầu tiên của carbohydrate đơn giản (bao gồm glucose) được sản xuất bởi các nhà hóa học tài năng nhất A. M. Butlerovym vào năm 1861 năm, và như là một nguyên liệu được sử dụng formaldehyde, tách nó trong sự hiện diện của canxi hydroxit. Dưới đây là công thức của quá trình này:

6NSON -------> S6N ₁₂ O ₆

Và bây giờ nhìn vào một số các thuộc tính của hai thành viên khác của nhóm, ý nghĩa tự nhiên trong số đó là không ít tuyệt vời, và vì sinh học nghiên cứu của họ. Carbohydrates những loài đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của chúng tôi.

fructose

Công thức của đồng phân này glucose - Sep _12, O _v. Cũng giống như "tổ tiên" có thể tồn tại ở dạng tuyến tính và cyclic. Đi kèm trong tất cả các phản ứng đó là đặc trưng của rượu polyhydric, nhưng, như vậy khác nhau từ glucose, nó không phản ứng với dung dịch amoniac oxit bạc.

ribose

ribose lãi suất cực kỳ cao và deoxyribose. Nếu bạn còn nhớ một chương trình sinh học nhỏ, và biết rất rõ rằng những carbohydrate trong cơ thể là một phần của DNA và RNA, mà không có sự tồn tại của sự sống trên hành tinh này có thể. Cái tên "deoxyribose" có nghĩa là phân tử của nó ít nhất một nguyên tử oxy (khi so sánh với ribose bình thường của nó). Là tương tự trong lĩnh vực này để glucose, cũng có thể có một tuyến tính và một cấu trúc vòng.

disaccharides

Về nguyên tắc, các chất này trong cấu trúc của chúng và chức năng chủ yếu là lặp đi lặp lại lớp trước, nhưng vì nó làm cho không có ý nghĩa để sống về vấn đề này một cách chi tiết hơn. các tính chất hóa học của carbohydrate trong nhóm này là gì? Đại diện quan trọng nhất của gia đình là sucrose, maltose và lactose. Tất cả trong số họ có thể được mô tả theo công thức C ₁₂ H ₂₂ O _11, cũng như các đồng phân, nhưng điều này không phủ nhận sự khác biệt lớn trong cấu trúc của chúng. Vì vậy, là carbohydrate phức tạp điển hình, một danh sách và mô tả của bạn có thể thấy dưới đây những gì?

hóa chất của đường

phân tử của nó gồm có hai chu kỳ ngay lập tức: một là sáu membered (α-glucose dư lượng) và người kia - một lăm-membered (β-fructose cặn). Nó kết nối tất cả các công trình này glucose glycoside hydroxyl.

Chuẩn bị và tổng giá trị

Theo dữ liệu lịch sử được bảo tồn, ngay cả đối với ba thế kỷ trước khi Chúa Kitô đường từ mía đã học được cách để có được trong cổ Ấn Độ. Chỉ vào giữa thế kỷ 19 nó bật ra rằng rất nhiều sucrose ít hơn cho nỗ lực này có thể được chiết xuất từ củ cải đường. Trong một số giống nó chứa lên đến 22% carbohydrate, trong khi nội dung sậy có thể trong phạm vi 26%, nhưng điều này chỉ có thể trong điều kiện tăng trưởng lý tưởng và khí hậu thuận lợi.

Chúng ta đã nói rằng carbohydrate là dễ dàng hòa tan trong nước. Nó được dựa trên nguyên tắc này để có được sucrose khi được sử dụng cho các thiết bị này mục đích, bộ khuyếch tán. các tạp chất có thể kết tủa, dung dịch được lọc qua các bộ lọc bao gồm vôi. Để loại bỏ khỏi dung dịch thu canxi hydroxit, được truyền thông qua lượng khí cacbon dioxit thông thường. Kết tủa được lọc, và xi-rô đường đang bốc hơi trong lò đặc biệt, năng suất đường đã quen thuộc.

lactose

carbohydrate này được phát hành trong một môi trường công nghiệp từ sữa bình thường, trong đó chứa trong chất béo dư thừa và carbohydrate. Nó chứa các chất mà khá nhiều: ví dụ, sữa bò chứa khoảng 4-5,5% của lactose trong sữa của phụ nữ và phần khối lượng của nó đạt 5,5-8,4%.

Mỗi phân tử glycidol gồm dư lượng 3 và một hình thức pyranose galactose-glucose, mà tạo thành một kết nối bằng cách đầu tiên và nguyên tử cacbon thứ tư.

Không giống như các loại đường khác trong lactose có một tài sản đặc biệt. Đó là về sự vắng mặt hoàn toàn của sự hấp thụ nước, vì vậy mà ngay cả trong một môi trường ẩm ướt rằng glyxin không làm giảm. Khách sạn này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dược phẩm: nếu một phần của thuốc ở dạng bột một phần của sucrose thông thường, nó là cần thiết để thêm lactose. Đó là hoàn toàn tự nhiên và vô hại với cơ thể con người, không giống như nhiều phụ gia nhân tạo ngăn ngừa kết dính và ẩm ướt. các chức năng và tính chất của carbohydrate thuộc loại này là gì?

Sinh học đường lactose tầm quan trọng rất lớn, vì lactose là thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất của động vật sữa và con người. Đối với maltose, tính chất của nó là hơi khác nhau.

đường mạch nha

Nó là một sản phẩm trung gian mà thu được bằng cách thủy phân tinh bột. Cái tên "maltose" là do thực tế rằng, trong nhiều dưới ảnh hưởng của mạch nha (malt trong tiếng Latin - maltum). Rất phổ biến không chỉ ở các nhà máy mà còn ở động vật. Với số lượng lớn, được sản xuất trong đường tiêu hóa của động vật nhai lại.

Cấu trúc hóa học và tính chất

phân tử carbohydrate này gồm hai đơn vị α-glucose dưới dạng pyranose, được kết nối với nhau bởi các nguyên tử carbon đầu tiên và thứ tư. Trong lần xuất hiện là không màu, tinh thể màu trắng. Hương vị - hơi ngọt, cũng hòa tan trong nước.

polysaccharides

Nên nhớ rằng tất cả các polysaccharides có thể được xem xét từ quan điểm rằng họ là những sản phẩm của sự ngưng tụ của monosacarit. công thức của họ nói chung hóa - (C _b H ₁₀ O ₅₎ n. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét các tinh bột vì nó là đại diện tiêu biểu nhất của gia đình.

tinh bột

Nó được hình thành như là kết quả của quang hợp, với số lượng lớn gửi vào rễ và hạt của các sinh vật thực vật. các tính chất vật lý của các carbohydrate thuộc loại này là gì? Trong lần xuất hiện là một loại bột màu trắng với một tinh kém rõ rệt, không tan trong nước lạnh. Chất lỏng nóng tạo thành một cấu trúc dạng keo (dán, thạch). Trong đường tiêu hóa của động vật, có rất nhiều các enzym góp phần thủy phân của nó thành glucose.

Là phong phú nhất polyme tự nhiên, mà được hình thành của một đa dư lượng một-glucose. Trong tự nhiên, đồng thời có hai hình thức: amylose và amshopektin. Amylose, là một polymer tuyến tính có thể được hòa tan trong nước. Phân tử gồm dư lượng alpha-glucose được liên kết thông qua đầu tiên và nguyên tử cacbon thứ tư.

Nó phải được nhớ rằng tinh bột này là sản phẩm hữu hình đầu tiên của quang hợp ở thực vật. Trong lúa mì và ngũ cốc khác, nó chứa lên đến 60-80%, trong khi ở khoai tây - chỉ 15-20%. Bằng cách này nói, có nghĩa là các hạt tinh bột dưới kính hiển vi có thể xác định chính xác các loài thực vật, bởi vì họ là khác nhau.

Nếu carbohydrate là nhanh chóng làm nóng, nó là một phân tử lớn sẽ nhanh chóng làm suy giảm đến polysaccharides nhỏ hơn được gọi là dextrin. Họ có tinh bột một mình công thức hóa học nói chung (C ₆ H ₁₂ O ₅₎ x, nhưng có một sự khác biệt trong giá trị của biến "x" là thấp hơn giá trị «n» trong tinh bột.

Cuối cùng chúng tôi trình bày một bảng, trong đó phản ánh không chỉ các lớp học chính của carbohydrate, mà còn tài sản của họ.

Các nhóm chính	Đặc điểm của cấu trúc phân tử	tính chất đặc biệt của carbohydrate
monosaccharides	Họ khác nhau về số lượng của các nguyên tử cacbon: Triose (C 3) Tetroses (C4) Pentoses (C5) Hexose (C6)	tinh thể không màu hoặc màu trắng, hoàn toàn hòa tan trong nước, hương vị ngọt ngào
oligosaccharides	Cấu trúc phức tạp. Tùy thuộc vào loài, chứa 2-10 dư lượng các loại đường đơn giản	Sự xuất hiện của giống nhau, một chút ít hòa tan trong nước, hương vị ít ngọt
polysaccharides	Chúng bao gồm một số lượng rất lớn của dư lượng monosaccharide	bột màu trắng, cấu trúc tinh thể là yếu, không hòa tan trong nước, nhưng có ở trong đó khả năng sưng. Hương vị trung lập

Đó là những gì các chức năng và tính chất của các lớp chính của carbohydrate.