Struktur, klasifikasi dan fungsi karbohidrat. Klasifikasi karbohidrat, makna dan informasi umum tentang mereka

Salah satu fungsi terpenting dalam organisme hidup dilakukan oleh karbohidrat. Mereka adalah sumber energi dan terlibat dalam metabolisme.

gambaran umum

Nama lain dari karbohidrat adalah gula. Karbohidrat memiliki dua definisi:

dari sudut pandang biologi - zat aktif biologis yang merupakan sumber energi bagi organisme hidup, termasuk manusia;
dalam hal kimia senyawa organik, terdiri dari beberapa gugus karbonil (-CO) dan hidroksil (-OH).

Unsur yang membentuk karbohidrat:

karbon;
hidrogen;
oksigen.

Rumus umum untuk karbohidrat adalah C n (H 2 O) m. Jumlah minimum atom karbon dan oksigen adalah tiga. Rasio hidrogen dan oksigen selalu 2:1, seperti dalam molekul air.

Sumber karbohidrat adalah proses fotosintesis. Karbohidrat menyusun 80% bahan kering tanaman dan 2-3% bahan hewani. Karbohidrat adalah bagian dari ATP - sumber energi universal.

jenis

Karbohidrat adalah kelompok besar zat organik. Mereka diklasifikasikan menurut dua kriteria:

jumlah atom karbon;
jumlah unit struktural.

Tergantung pada jumlah atom karbon dalam satu molekul (unit struktural), ada:

triosa;
tetrosa;

pentosa;
heksosa;
heptosa.

Sebuah molekul dapat mencakup hingga sembilan atom karbon. Yang paling signifikan adalah pentosa (C 5 H 10 O 5) dan heksosa (C 6 H 12 O 6). Pentosa adalah komponen asam nukleat. Heksosa adalah bagian dari polisakarida.

Beras. 1. Struktur monosakarida.

Menurut kriteria klasifikasi kedua, karbohidrat adalah:

sederhana terdiri dari satu molekul atau unit struktural (monosakarida);
kompleks, termasuk banyak molekul (oligosakarida, polisakarida).

Fitur struktur kompleks dijelaskan dalam tabel karbohidrat.

Beras. 2. Struktur polisakarida.

Salah satu varietas oligosakarida yang paling signifikan adalah disakarida, yang terdiri dari dua monosakarida. Mereka berfungsi sebagai sumber glukosa dan berfungsi fungsi bangunan dalam tanaman.

Properti fisik

Monosakarida dan oligosakarida memiliki sifat fisik yang mirip:

struktur kristal;
rasa manis;
kelarutan dalam air;
transparansi;
pH netral dalam larutan;
titik leleh dan titik didih yang rendah.

Polisakarida - lebih banyak lagi zat kompleks. Mereka tidak larut dan tidak memiliki rasa manis. Selulosa adalah jenis polisakarida yang ditemukan di dinding sel tumbuhan. Kitin, mirip dengan selulosa, ditemukan pada jamur dan cangkang arthropoda. Pati terakumulasi dalam tanaman dan terurai menjadi karbohidrat sederhana, yang merupakan sumber energi. Dalam sel hewan, glikogen melakukan fungsi cadangan.

Sifat kimia

Tergantung pada strukturnya, setiap karbohidrat memiliki sifat kimia tertentu. Monosakarida, khususnya glukosa, mengalami oksidasi bertingkat (dengan tidak adanya dan adanya oksigen). Sebagai hasil dari oksidasi lengkap, karbon dioksida dan air terbentuk:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O.

Dengan tidak adanya oksigen, fermentasi terjadi di bawah aksi enzim:

alkohol-
C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH (etanol) + 2CO 2;
asam laktat-
C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 -CH (OH) -COOH (asam laktat).

Jika tidak, polisakarida berinteraksi dengan oksigen, terbakar menjadi karbon dioksida dan air:

(C 6 H 10 O 5) n + 6O 2 → 6nCO 2 + 5nH 2 O.

Oligosakarida dan polisakarida terurai menjadi monosakarida setelah hidrolisis:

C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6;
(C 6 H 10 O 5)n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6 .

Glukosa bereaksi dengan tembaga (II) hidroksida dan larutan amonia dari oksida perak (reaksi cermin perak):

CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH=O + 2Cu(OH) 2 → CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + Cu 2 O↓ + 2H 2 O;
CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH \u003d O + 2OH → CH 2 OH- (CHOH) 4 -COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O.

Beras. 3. Reaksi cermin perak.

Apa yang telah kita pelajari?

Dari materi kimia, kelas 10 belajar tentang karbohidrat. Ini adalah senyawa bioorganik yang terdiri dari satu atau lebih unit struktural. Satu unit atau molekul terdiri dari gugus karbonil dan hidroksil. Ada monosakarida, yang terdiri dari satu molekul, oligosakarida, termasuk 2-10 molekul, dan polisakarida - rantai panjang banyak monosakarida. Karbohidrat rasanya manis dan sangat larut dalam air (dengan pengecualian polisakarida). Monosakarida larut dalam air, teroksidasi, berinteraksi dengan tembaga hidroksida dan oksida perak amoniak. Polisakarida dan oligosakarida mengalami hidrolisis. Polisakarida terbakar.

kuis topik

Evaluasi Laporan

Penilaian rata-rata: 4.6. Total peringkat yang diterima: 263.

Karbohidrat diklasifikasikan menurut ukuran molekulnya menjadi 3 kelompok:

Monosakarida- mengandung 1 molekul karbohidrat (aldosa atau ketosa).

Triosa (gliseraldehida, dihidroksiaseton).

Tetrosa (eritrosis).

Pentosa (ribosa dan deoksiribosa).

Heksosa (glukosa, fruktosa, galaktosa).

Oligosakarida- mengandung 2-10 monosakarida.

Disakarida (sukrosa, maltosa, laktosa).

Trisakarida, dll.

Polisakarida- mengandung lebih dari 10 monosakarida.

Homopolisakarida - mengandung monosakarida yang sama (pati, serat, selulosa hanya terdiri dari glukosa).

Heteropolisakarida - mengandung monosakarida berbeda jenis, turunan uap dan komponen non-karbohidratnya (heparin, asam hialuronat, kondroitin sulfat).

Skema No. 1. K klasifikasi karbohidrat.

Karbohidrat Monosakarida Oligosakarida Polisakarida

1. Triosa 1. Disakarida 1. Homopolisakarida

2. Tetrosa 2. Trisakarida 2. Heteropolisakarida

3. Pentosa 3. Tetrasakarida

4. Heksosa

3. 4. Sifat-sifat Karbohidrat.

Karbohidrat adalah zat padat kristal putih, hampir semuanya rasanya manis.

Hampir semua karbohidrat sangat larut dalam air, dan larutan sejati terbentuk. Kelarutan karbohidrat tergantung pada massa (semakin besar massa, semakin sedikit zat yang larut, misalnya sukrosa dan pati) dan struktur (semakin bercabang struktur karbohidrat, semakin buruk kelarutannya dalam air, misalnya, pati dan serat).

Monosakarida dapat ditemukan dalam dua bentuk stereoisomer: L-shape (leavus - kiri) dan D-shape (dexter - kanan). Bentuk-bentuk ini memiliki sifat kimia yang sama, tetapi berbeda dalam susunan gugus hidroksida relatif terhadap sumbu molekul dan dalam aktivitas optik, mis. memutar melalui sudut tertentu bidang cahaya terpolarisasi yang melewati solusi mereka. Selain itu, bidang cahaya terpolarisasi berputar dengan satu jumlah, tetapi dalam arah yang berlawanan. Pertimbangkan pembentukan stereoisomer menggunakan contoh gliseraldehida:

sno sno

TETAPI-S-N H-S- DIA

CH2OH CH2OH

L - bentuk D - bentuk

Setelah menerima monosakarida di laboratorium, stereoisomer terbentuk dalam rasio 1:1, di dalam tubuh sintesis terjadi di bawah aksi enzim yang secara ketat membedakan antara bentuk-L dan bentuk-D. Karena hanya D-gula yang disintesis dan didegradasi dalam tubuh, L-stereoisomer secara bertahap menghilang dalam evolusi (penentuan gula dalam cairan biologis menggunakan polarimeter didasarkan pada ini).

Monosakarida dalam larutan berair dapat saling berkonversi, sifat ini disebut mutasi.

HO-CH2 O=C-H

S O TIDAK-S-T

Tidak ada H H-C-OH

S S TIDAK-S-T

TAPI OH N DIA TAPI-T-TIDAK

C C CH2-OH

Bentuk alfa Bentuk terbuka heksosa

Tidak ada DIA

TAPI OH N H

bentuk beta.

Dalam larutan berair, monomer yang terdiri dari 5 atom atau lebih dapat ditemukan dalam bentuk alfa atau beta siklik (cincin) dan bentuk terbuka (terbuka), dan rasionya adalah 1:1. Oligo- dan polisakarida terdiri dari monomer dalam bentuk siklik. Dalam bentuk siklik, karbohidrat stabil dan aktif seperti susu, dan dalam bentuk terbuka mereka sangat reaktif.

Monosakarida dapat direduksi menjadi alkohol.

PADA formulir terbuka dapat berinteraksi dengan protein, lipid, nukleotida tanpa partisipasi enzim. Reaksi ini disebut glikasi. Klinik menggunakan studi tingkat hemoglobin glikosilasi atau fruktosamin untuk membuat diagnosis diabetes.

Monosakarida dapat membentuk ester. Yang paling penting adalah sifat karbohidrat untuk membentuk ester dengan asam fosfat, tk. untuk dimasukkan dalam metabolisme, karbohidrat harus menjadi ester fosfat, misalnya, glukosa diubah menjadi glukosa-1-fosfat atau glukosa-6-fosfat sebelum oksidasi.

Aldolase memiliki kemampuan untuk mereduksi logam dalam lingkungan basa dari oksidanya menjadi oksida atau ke keadaan bebas. Properti ini digunakan dalam praktik laboratorium untuk mendeteksi aldolose (glukosa) dalam cairan biologis. Paling sering digunakan Reaksi Trommer di mana aldolose mereduksi oksida tembaga menjadi oksida, dan dirinya sendiri dioksidasi menjadi asam glukonat (atom karbon teroksidasi).

CuSO4 + NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

Biru

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

bata merah

Monosakarida dapat dioksidasi menjadi asam tidak hanya dalam reaksi Trommer. Misalnya, ketika 6 atom karbon glukosa dioksidasi dalam tubuh, asam glukuronat terbentuk, yang bergabung dengan zat beracun dan sukar larut, menetralkannya dan mengubahnya menjadi yang larut, dalam bentuk ini zat ini dikeluarkan dari tubuh dengan air seni.

Monosakarida dapat bergabung satu sama lain dan membentuk polimer. Hubungan yang terjadi disebut glikosidik, itu dibentuk oleh gugus OH dari atom karbon pertama dari satu monosakarida dan gugus OH dari keempat (ikatan 1,4-glikosidik) atau atom karbon keenam (ikatan 1,6-glikosidik) dari monosakarida lain. Selain itu, ikatan alfa-glikosidik (antara dua bentuk alfa karbohidrat) atau ikatan beta-glikosidik (antara bentuk alfa dan beta karbohidrat) dapat terbentuk.

Oligo- dan polisakarida dapat mengalami hidrolisis untuk membentuk monomer. Reaksi berlangsung di tempat ikatan glikosidik, dan proses ini dipercepat dalam lingkungan asam. Enzim dalam tubuh manusia dapat membedakan antara ikatan alfa dan beta glikosidik, sehingga pati (yang memiliki ikatan alfa glikosidik) dicerna di usus, tetapi serat (yang memiliki ikatan beta glikosidik) tidak.

Mono- dan oligosakarida dapat mengalami fermentasi: alkohol, laktat, sitrat, butirat.

yang sering terdiri dari tiga unsur kimia: Karbon, Hidrogen dan Oksigen. Banyak karbohidrat selain unsur-unsur ini mengandung Fosfor, Sulfur dan Nitrogen. Biopolimer ini tersebar luas di alam. Biosintesis karbohidrat pada tumbuhan dilakukan sebagai hasil fotosintesis. Karbohidrat membentuk sekitar 80-90% dari massa kering tanaman.

Dalam tubuh manusia, konsentrasi karbohidrat dalam hal bahan kering adalah sekitar 2%. Karbohidrat merupakan sumber energi kimia utama bagi tubuh. Pemecahan karbohidrat sangat penting untuk fungsi organ-organ tertentu. Misalnya, organ individu memenuhi kebutuhan mereka terutama karena pemecahan glukosa: otak - sebesar 80%, jantung - sebesar 70 - 75%. Karbohidrat disimpan dalam jaringan tubuh dalam bentuk cadangan nutrisi (glikogen). Beberapa di antaranya melakukan fungsi pendukung, berpartisipasi dalam fungsi pelindung, menunda perkembangan mikroba (lendir), adalah dasar kimia untuk konstruksi molekul biopolimer, bagian penyusun senyawa makroergik, dll.

Klasifikasi karbohidrat.

Semua karbohidrat dibagi menjadi dua kelompok besar: monosakarida atau monosa), polisakarida atau poliosa), yang terdiri dari beberapa residu molekul monosakarida yang dihubungkan bersama.

Klasifikasi karbohidrat: monosakarida.

Monosakarida yang mengandung gugus aldehid disebut aldosa, dan yang mengandung gugus keton disebut ketosa. Karbohidrat sederhana termasuk aldehida dan keto alkohol dengan setidaknya tiga atom karbon. Menurut jumlah atom karbon, monosa dibagi menjadi triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, dll.

triosa. Terkandung dalam jaringan dan cairan biologis dalam bentuk ester sebagai produk metabolisme antara karbohidrat selama reaksi glikolisis dan fermentasi. Tetrosa. Nilai tertinggi memiliki eritrosa, yang terkandung dalam jaringan dalam bentuk ester asam ortofosfat - produk dari jalur pentosa oksidasi karbohidrat. Pentosa. Sebagian besar pentosa terbentuk di saluran pencernaan manusia sebagai hasil hidrolisis pentosa sayuran dan buah. Bagian dari pentosa terbentuk dalam proses pertukaran antara, khususnya di jalur pentosa. Dalam jaringan, pentosa berada dalam keadaan bebas dalam bentuk ester asam ortofosfat, yang merupakan bagian dari (ATP), asam nukleat, koenzim (NADP, FAD) dan biocompounds penting lainnya. perhatian khusus layak mendapatkan pentosa seperti: arabinosa, ribosa, deoksiribosa, xilulosa. Heksosa. Mereka ditemukan dalam keadaan bebas, sebagai bagian dari polisakarida dan senyawa lainnya. Perwakilan yang paling penting kelas ini karbohidrat adalah glukosa, fruktosa, galaktosa, manosa.

Klasifikasi karbohidrat: disakarida.

Disakarida adalah karbohidrat, molekul yang, selama hidrolisis, dipecah menjadi dua molekul heksosa. Disakarida termasuk maltosa, sukrosa, trehalosa, laktosa.

Saat menamai disakarida, mereka biasanya menggunakan nama yang telah berkembang secara historis (laktosa, maltosa, sukrosa), lebih jarang - rasional dan sesuai dengan tata nama IUPAC.

Disakarida - zat kristal padat, sangat larut dalam air, aktif secara optik, rasanya manis, mampu hidrolisis asam atau enzimatik, dapat membentuk ester.

Klasifikasi karbohidrat: homopolisakarida dan heteropolisakarida. Komposisi homopolisakarida mencakup sejumlah besar residu dari satu monosakarida: glukosa, manosa, fruktosa, xilosa, dll. Mereka cadangan nutrisi untuk tubuh (glikogen, inulin, pati). Molekul heteropolisakarida terdiri dari sejumlah besar monosakarida yang berbeda.

PERAN BIOLOGIS KARBOHIDRAT.

PENCERNAAN DAN PENYERAPAN.

SINTESIS DAN PEMULIHAN GLIKOGEN.

tugas individu

mahasiswa fakultas biologi

kelompok 4120-2(b)

Menadiyev Ramazan Ismetovich

Zaporozhye 2012

ISI
1. Informasi singkat tentang karbohidrat
2. Klasifikasi karbohidrat
3. Fitur struktural dan fungsional dari organisasi mono dan disakarida: struktur; berada di alam; resi; karakteristik perwakilan individu
4. Peran biologis biopolimer - polisakarida
5. Sifat kimia karbohidrat
6. Pencernaan dan penyerapan

7. Sintesis dan pemecahan glikogen
8. Kesimpulan

9. Daftar referensi.

PENGANTAR

Senyawa organik membentuk rata-rata 20-30% dari massa sel organisme hidup. Ini termasuk polimer biologis: protein, asam nukleat, karbohidrat, serta lemak dan sejumlah molekul hormon kecil, pigmen, ATP, dll. Berbagai jenis sel mencakup jumlah senyawa organik yang tidak sama. Sel tumbuhan didominasi oleh karbohidrat kompleks-polisakarida, pada hewan - lebih banyak protein dan lemak. Namun, masing-masing kelompok zat organik dalam semua jenis sel melakukan fungsi yang sama: menyediakan energi, adalah bahan bangunan.

RINGKASAN RINGKAS TENTANG KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah senyawa organik yang terdiri dari satu atau lebih molekul gula sederhana. Masa molar karbohidrat berkisar antara 100 hingga 1.000.000 Da (massa Dalton, kira-kira sama dengan massa satu atom hidrogen). Rumus umum mereka biasanya ditulis sebagai Cn (H2O) n (di mana n setidaknya tiga). Untuk pertama kalinya pada tahun 1844, istilah ini diperkenalkan oleh ilmuwan dalam negeri K. Schmid (1822-1894). Nama "karbohidrat" muncul berdasarkan analisis perwakilan pertama yang diketahui dari kelompok senyawa ini. Ternyata zat-zat ini terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen, dan rasio jumlah atom hidrogen dan oksigen di dalamnya sama dengan di dalam air: dua atom hidrogen - satu atom oksigen. Dengan demikian, mereka dianggap sebagai kombinasi karbon dan air. Di masa depan, banyak karbohidrat yang tidak memenuhi kondisi ini dikenal, tetapi nama "karbohidrat" masih diterima secara umum. Dalam sel hewan, karbohidrat ditemukan dalam jumlah tidak melebihi 2-5%. Sel tumbuhan adalah yang terkaya karbohidrat, di mana kandungannya dalam beberapa kasus mencapai 90% dari massa kering (misalnya, dalam umbi kentang, biji).

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

Ada tiga kelompok karbohidrat: monosakarida, atau gula sederhana (glukosa, fruktosa); oligosakarida - senyawa yang terdiri dari 2-10 molekul gula sederhana yang terhubung secara berurutan (sukrosa, maltosa); polisakarida yang mengandung lebih dari 10 molekul gula (pati, selulosa).

3. FITUR STRUKTURAL DAN FUNGSIONAL DARI ORGANISASI MONO- DAN DISAKARIDA: STRUKTUR; MENEMUKAN DI ALAM; MENERIMA. KARAKTERISTIK PERWAKILAN INDIVIDU

Monosakarida adalah turunan keton atau aldehida dari alkohol polihidrat. Atom karbon, hidrogen, dan oksigen yang menyusun komposisinya memiliki perbandingan 1:2:1. Rumus umum untuk gula sederhana adalah (CH2O) n. Tergantung pada panjang kerangka karbon (jumlah atom karbon), mereka dibagi menjadi: triosa-C3, tetrosa-C4, pentosa-C5, heksosa-C6, dll. Selain itu, gula dibagi menjadi: - aldosa yang mengandung gugus aldehida, - C=O. Ini termasuk | | glukosa H:

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

Ketosa yang mengandung gugus keton - C-. Bagi mereka, misalnya, || mengacu pada fruktosa. Dalam larutan, semua gula, dimulai dengan pentosa, memiliki bentuk siklik; dalam bentuk linier, hanya triosa dan tetrosa yang ada. Ketika bentuk siklik terbentuk, atom oksigen dari gugus aldehida mengikat Ikatan kovalen dengan atom karbon kedua dari belakang rantai, menghasilkan pembentukan hemiasetal (dalam kasus aldosa) dan hemiketals (dalam kasus ketosa).

KARAKTERISTIK MONOSAKARIDA, PERWAKILAN INDIVIDU

Dari tetrosa, eritrosis adalah yang paling penting dalam proses metabolisme. Gula ini merupakan salah satu produk antara fotosintesis. Pentosa ditemukan di kondisi alam terutama sebagai konstituen molekul zat yang lebih kompleks, seperti polisakarida kompleks yang disebut pentosan, serta getah sayuran. Pentosa dalam jumlah yang signifikan (10-15%) ditemukan dalam kayu dan jerami. Di alam, arabinosa banyak ditemukan. Itu ditemukan dalam lem ceri, bit dan gom arab, dari mana ia diperoleh. Ribosa dan deoksiribosa tersebar luas pada hewan dan flora, ini adalah gula yang merupakan bagian dari monomer asam nukleat RNA dan DNA. Ribosa diperoleh dengan epimerisasi arabinosa. Xilosa dibentuk oleh hidrolisis polisakarida xilosan yang terkandung dalam jerami, dedak, kayu, dan sekam bunga matahari. Produk berbagai jenis fermentasi xilosa adalah asam laktat, asetat, sitrat, suksinat dan lainnya. Xylose diserap dengan buruk oleh tubuh manusia. Hidrolisat yang mengandung xilosa digunakan untuk menumbuhkan beberapa jenis ragi, mereka digunakan sebagai sumber protein untuk memberi makan hewan ternak. Ketika xilosa direduksi, diperoleh alkohol xylitol, digunakan sebagai pengganti gula bagi penderita diabetes. Xylitol banyak digunakan sebagai penstabil kelembaban dan plasticizer (dalam industri kertas, wewangian, produksi plastik). Ini adalah salah satu komponen utama dalam produksi sejumlah surfaktan, pernis, perekat. Dari heksosa, yang paling banyak didistribusikan adalah glukosa, fruktosa, galaktosa, mereka rumus umum- 6Н12О6. Glukosa (gula anggur, dekstrosa) ditemukan dalam jus anggur dan buah-buahan manis lainnya dan tidak jumlah besar- pada hewan dan manusia. Glukosa adalah bagian dari disakarida terpenting - gula tebu dan anggur. Polisakarida dengan berat molekul tinggi, yaitu pati, glikogen (pati hewani) dan serat, seluruhnya dibangun dari residu molekul glukosa yang terhubung satu sama lain. cara yang berbeda. Glukosa merupakan sumber energi utama bagi sel. Glukosa darah manusia mengandung 0,1-0,12%, penurunan indikator menyebabkan pelanggaran aktivitas vital sel saraf dan otot, terkadang disertai kejang atau pingsan. Tingkat glukosa dalam darah diatur oleh mekanisme kerja yang kompleks sistem saraf dan kelenjar endokrin. Salah satu penyakit endokrin parah yang masif - diabetes mellitus - dikaitkan dengan hipofungsi zona pulau pankreas. Disertai dengan penurunan yang signifikan dalam permeabilitas membran sel otot dan lemak untuk glukosa, yang mengarah pada peningkatan glukosa dalam darah, serta dalam urin. Glukosa untuk keperluan medis diperoleh dengan pemurnian - rekristalisasi - glukosa teknis dari larutan berair atau air-alkohol. Glukosa digunakan dalam industri tekstil dan di beberapa industri lain sebagai zat pereduksi. Dalam pengobatan, glukosa murni digunakan dalam bentuk larutan untuk injeksi ke dalam darah untuk sejumlah penyakit dan dalam bentuk tablet. Vitamin C diperoleh darinya.Galaktosa, bersama dengan glukosa, merupakan bagian dari beberapa glikosida dan polisakarida. Sisa-sisa molekul galaktosa adalah bagian dari biopolimer paling kompleks - gangliosida, atau glikosfingolipid. Mereka ditemukan di simpul saraf (ganglia) manusia dan hewan dan juga ditemukan di jaringan otak, di limpa di eritrosit. Galaktosa diperoleh terutama dengan hidrolisis gula susu. Fruktosa (gula buah) dalam keadaan bebas terdapat pada buah-buahan, madu. Termasuk dalam banyak gula kompleks, seperti gula tebu, yang dapat diperoleh dengan hidrolisis. Membentuk inulin polisakarida molekul tinggi terstruktur kompleks, yang terkandung dalam beberapa tanaman. Fruktosa juga diperoleh dari inulin. Fruktosa adalah gula makanan yang berharga; itu adalah 1,5 kali lebih manis dari sukrosa dan 3 kali lebih manis dari glukosa. Itu diserap dengan baik oleh tubuh. Ketika fruktosa direduksi, sorbitol dan manitol terbentuk. Sorbitol digunakan sebagai pengganti gula dalam diet penderita diabetes; selain itu, digunakan untuk produksi asam askorbat(vitamin C). Ketika teroksidasi, fruktosa menghasilkan asam tartarat dan oksalat.

Disakarida adalah polisakarida seperti gula yang khas. dia padatan, atau sirup non-kristalisasi, sangat larut dalam air. Baik disakarida amorf dan kristal biasanya meleleh pada kisaran suhu dan biasanya terurai. Disakarida dibentuk oleh reaksi kondensasi antara dua monosakarida, biasanya heksosa. Ikatan antara dua monosakarida disebut ikatan glikosidik. Biasanya terbentuk antara atom karbon pertama dan keempat dari unit monosakarida tetangga (ikatan 1,4-glikosidik). Proses ini dapat diulang berkali-kali, menghasilkan pembentukan molekul polisakarida raksasa. Setelah unit monosakarida dihubungkan bersama, mereka disebut residu. Dengan demikian, maltosa terdiri dari dua residu glukosa. Disakarida yang paling umum adalah maltosa (glukosa + glukosa), laktosa (glukosa + galaktosa), dan sukrosa (glukosa + fruktosa).

PERWAKILAN INDIVIDU DISAKARIDA

Maltosa (gula malt) memiliki rumus C12H22O11. Nama itu muncul sehubungan dengan metode memperoleh maltosa: diperoleh dari pati saat terkena malt (Latin maltum - malt). Sebagai hasil dari hidrolisis, maltosa dipecah menjadi dua molekul glukosa:

12Н22О11 + 2О = 2С6Н12О6

Gula malt adalah produk antara selama hidrolisis pati, itu didistribusikan secara luas dalam organisme tumbuhan dan hewan. Gula malt jauh lebih manis daripada gula tebu (sebesar 0,6 kali pada konsentrasi yang sama). Laktosa (gula susu). Nama disakarida ini muncul sehubungan dengan persiapannya dari susu (dari bahasa Latin laktum - susu). Setelah hidrolisis, laktosa dipecah menjadi glukosa dan galaktosa:

Laktosa diperoleh dari susu: dalam susu sapi mengandung 4-5,5%, dalam susu wanita - 5,5-8,4%. Laktosa berbeda dari gula lain dengan tidak adanya higroskopisitas: tidak menjadi lembab. Gula susu digunakan sebagai obat dan makanan untuk bayi. Laktosa adalah 4 atau 5 kali lebih manis dari sukrosa. Sukrosa (gula tebu atau bit). Nama itu muncul sehubungan dengan produksinya baik dari bit gula atau tebu. Gula tebu telah dikenal sejak berabad-abad sebelum masehi. Hanya di pertengahan abad XVIII. disakarida ini telah ditemukan dalam bit gula dan hanya dalam awal XIX di. itu diperoleh dalam lingkungan produksi. Sukrosa sangat umum di kerajaan tumbuhan. Daun dan biji selalu mengandung sejumlah besar sukrosa. Itu juga ditemukan dalam buah-buahan (aprikot, persik, pir, nanas). Ada banyak di maple dan jus palem, jagung. Ini adalah gula yang paling terkenal dan banyak digunakan. Ketika dihidrolisis, glukosa dan fruktosa terbentuk darinya:

12Н22О11 + 2О = 6Н12О6 + 6Н12О6

Campuran glukosa dan fruktosa dalam jumlah yang sama, yang dihasilkan dari inversi gula tebu (karena perubahan proses hidrolisis dari rotasi kanan larutan ke kiri), disebut gula invert (pembalikan rotasi). Gula invert alami adalah madu, yang sebagian besar terdiri dari glukosa dan fruktosa. Sukrosa diperoleh dalam jumlah banyak. Bit gula mengandung 16-20% sukrosa, tebu - 14-26%. Bit yang dicuci dihancurkan dan sukrosa diekstraksi berulang kali dalam peralatan dengan air yang memiliki suhu sekitar 80 derajat. Cairan yang dihasilkan, mengandung, selain sukrosa, sejumlah besar berbagai pengotor, diperlakukan dengan kapur. Kapur mengendapkan sejumlah asam organik dalam bentuk garam kalsium, serta protein dan beberapa zat lainnya. Sebagian jeruk nipis sekaligus membentuk gula tebu yang larut dalam air air dingin gula kalsium, yang dihancurkan oleh pengobatan dengan karbon dioksida.

Endapan kalsium karbonat dipisahkan dengan penyaringan, filtrat setelah pemurnian lebih lanjut diuapkan dalam vakum sampai diperoleh massa yang lembek. Kristal sukrosa yang terpisah dipisahkan menggunakan sentrifugal. Ini adalah bagaimana gula pasir mentah diperoleh, yang memiliki warna kekuningan, cairan induk coklat, sirup non-kristalisasi (molase bit, atau molase). Gula dibersihkan (halus) dan produk jadi diperoleh.

Banyak karbohidrat adalah padatan putih yang rasanya manis. Berbagai karbohidrat memiliki derajat yang bervariasi permen. Jadi, fruktosa tiga kali lebih manis dari glukosa. Madu adalah setengah fruktosa, itulah sebabnya sangat manis. Karbohidrat lain memiliki rasa manis yang kurang lemah.

Karbohidrat yang paling terkenal adalah glukosa, salah satu karbohidrat terpenting, yang ditemukan dalam bentuk bebas dalam getah tanaman, terutama pada buah-buahan dan nektar bunga. Karbohidrat terdapat dalam darah, hati, otak dan organ lain dari hewan dan manusia. Dengan demikian, glikogen, karbohidrat cadangan yang berasal dari hewan, terakumulasi di hati manusia.

Karbohidrat berfungsi sebagai sumber energi utama bagi tubuh. Ketika glukosa dipecah, sejumlah besar energi dilepaskan, yang dihabiskan tubuh untuk proses vital. Karbohidrat merupakan bagian utama dari makanan manusia.

Glukosa adalah zat di mana energi matahari terakumulasi. Itu bisa disebut penghubung antara satwa liar dan Matahari. Glukosa disintesis di daun-daun hijau tumbuhan dari karbon dioksida dan air. Ini adalah proses unik di Bumi yang memastikan keberadaan tumbuhan, hewan, dan manusia.

Rumus C6H12O6 sesuai dengan banyak struktur. Di antara mereka, kami memilih dua - glukosa dan fruktosa. Strukturnya mengandung lima gugus hidroksil dan satu gugus karbonil. Ini adalah kasus ketika zat tersebut memiliki gugus fungsi yang berbeda. Sifat kimia karbohidrat tergantung pada gugus fungsi. Glukosa adalah alkohol aldehida dan fruktosa adalah alkohol keto. Oleh karena itu, glukosa memiliki sifat alkohol polihidrat dan aldehida, dan fruktosa memiliki sifat alkohol polihidrat dan keton.

Molekul glukosa dan fruktosa dapat bergabung satu sama lain dengan eliminasi molekul air. Dua molekul dihubungkan melalui atom oksigen. Dengan kombinasi ini, mereka membentuk disakarida yang disebut sukrosa, dan dalam kehidupan sehari-hari gula.

Serat dan pati

Ketika banyak molekul glukosa bergabung, serat (selulosa) dan pati terbentuk, serta glikogen. Semua orang akrab dengan zat ini. Serat kapas dan rami terdiri dari molekul serat panjang. Serat adalah bagian dari kayu.

Molekul serat disusun sejajar satu sama lain dan dihubungkan dengan kuat oleh ikatan hidrogen. Mereka muncul di antara atom oksigen dari beberapa molekul dan atom hidrogen yang merupakan bagian dari gugus hidroksil dari yang lain. Ada banyak ikatan seperti itu di sepanjang serat. Oleh karena itu, "paket" molekul memiliki kekuatan tinggi.

Ketika pati terbentuk, molekul glukosa bergabung untuk membuat rantai linier dan bercabang. Pati adalah bubuk putih yang hancur. Itu ditemukan dalam kentang, biji-bijian dari berbagai sereal, sayuran. dia komponen yang dibutuhkan makanan kita.

Dalam organisme hewan dan manusia, molekul glukosa bergabung membentuk pati hewan - glikogen. Molekul glikogen lebih bercabang daripada molekul pati. Glikogen adalah gudang glukosa: itu memasok tubuh dengan glukosa selama peningkatan aktivitas fisik.

Glukosa, pati, serat sangat penting tidak hanya di alam, tetapi juga di industri. Glukosa digunakan dalam Industri makanan, dalam kedokteran. Pati digunakan dalam pembuatan kembang gula. Selulosa digunakan sebagai bahan berserat dan untuk produksi kain, pernis, dan bahan peledak.

Butuh bantuan dengan studi Anda?

Topik sebelumnya: Ester: Lemak
Topik berikutnya: Protein: molekul protein dan sifatnya

PENCERNAAN DAN PENYERAPAN.

SINTESIS DAN PEMULIHAN GLIKOGEN.

tugas individu

mahasiswa fakultas biologi

kelompok 4120-2(b)

Menadiyev Ramazan Ismetovich

Zaporozhye 2012

Informasi singkat tentang karbohidrat
2. Klasifikasi karbohidrat
3. Fitur struktural dan fungsional dari organisasi mono dan disakarida: struktur; berada di alam; resi; karakteristik perwakilan individu
4.

7. Sintesis dan pemecahan glikogen
8. Kesimpulan

9. Daftar referensi.

PENGANTAR

Senyawa organik membentuk rata-rata 20-30% dari massa sel organisme hidup.

Ini termasuk polimer biologis: protein, asam nukleat, karbohidrat, serta lemak dan sejumlah molekul hormon kecil, pigmen, ATP, dll. Berbagai jenis sel mencakup jumlah senyawa organik yang tidak sama.

RINGKASAN RINGKAS TENTANG KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah senyawa organik yang terdiri dari satu atau lebih molekul gula sederhana. Massa molar karbohidrat berkisar antara 100 hingga 1.000.000 Da (massa Dalton, kira-kira sama dengan massa satu atom hidrogen).

Rumus umum mereka biasanya ditulis sebagai Cn (H2O) n (di mana n setidaknya tiga). Untuk pertama kalinya pada tahun 1844, istilah ini diperkenalkan oleh ilmuwan dalam negeri K.

Schmid (1822-1894). Nama "karbohidrat" muncul berdasarkan analisis perwakilan pertama yang diketahui dari kelompok senyawa ini. Ternyata zat-zat ini terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen, dan rasio jumlah atom hidrogen dan oksigen di dalamnya sama dengan di dalam air: dua atom hidrogen - satu atom oksigen. Dengan demikian, mereka dianggap sebagai kombinasi karbon dan air. Di masa depan, banyak karbohidrat yang tidak memenuhi kondisi ini dikenal, tetapi nama "karbohidrat" masih diterima secara umum.

Dalam sel hewan, karbohidrat ditemukan dalam jumlah tidak melebihi 2-5%. Sel tumbuhan adalah yang terkaya karbohidrat, di mana kandungannya dalam beberapa kasus mencapai 90% dari massa kering (misalnya, dalam umbi kentang, biji).

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

Monosakarida adalah turunan keton atau aldehida dari alkohol polihidrat. Atom karbon, hidrogen, dan oksigen yang menyusun komposisinya memiliki perbandingan 1:2:1.

Rumus umum untuk gula sederhana adalah (CH2O) n. Tergantung pada panjang kerangka karbon (jumlah atom karbon), mereka dibagi menjadi: triosa-C3, tetrosa-C4, pentosa-C5, heksosa-C6, dll. Selain itu, gula dibagi menjadi: - aldosa yang mengandung gugus aldehida, - C=O. Ini termasuk | | glukosa H:

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

Dalam larutan, semua gula, dimulai dengan pentosa, memiliki bentuk siklik; dalam bentuk linier, hanya triosa dan tetrosa yang ada. Ketika bentuk siklik terbentuk, atom oksigen dari gugus aldehida terikat secara kovalen dengan atom karbon kedua dari belakang rantai, menghasilkan pembentukan hemiasetal (dalam kasus aldosa) dan hemiketal (dalam kasus ketosa).

Gula ini merupakan salah satu produk antara fotosintesis. Pentosa ditemukan dalam kondisi alami terutama sebagai penyusun molekul zat yang lebih kompleks, seperti polisakarida kompleks yang disebut pentosan, serta getah sayuran. Pentosa dalam jumlah yang signifikan (10-15%) ditemukan dalam kayu dan jerami. Di alam, arabinosa banyak ditemukan.

Itu ditemukan dalam lem ceri, bit dan gom arab, dari mana ia diperoleh. Ribosa dan deoksiribosa secara luas terwakili di dunia hewan dan tumbuhan; ini adalah gula yang membentuk monomer asam nukleat RNA dan DNA. Ribosa diperoleh dengan epimerisasi arabinosa.

Xilosa dibentuk oleh hidrolisis polisakarida xilosan yang terkandung dalam jerami, dedak, kayu, dan sekam bunga matahari. Produk dari berbagai jenis fermentasi xilosa adalah asam laktat, asetat, sitrat, suksinat dan lainnya.

Xylose diserap dengan buruk oleh tubuh manusia. Hidrolisat yang mengandung xilosa digunakan untuk menumbuhkan beberapa jenis ragi, mereka digunakan sebagai sumber protein untuk memberi makan hewan ternak. Ketika xilosa direduksi, diperoleh alkohol xylitol, digunakan sebagai pengganti gula bagi penderita diabetes.

Xylitol banyak digunakan sebagai penstabil kelembaban dan plasticizer (dalam industri kertas, wewangian, produksi plastik).

Ini adalah salah satu komponen utama dalam produksi sejumlah surfaktan, pernis, perekat. Dari heksosa, glukosa, fruktosa, dan galaktosa adalah yang paling banyak didistribusikan, rumus umum mereka adalah C6H12O6. Glukosa (gula anggur, dekstrosa) ditemukan dalam jus anggur dan buah-buahan manis lainnya, dan dalam jumlah kecil pada hewan dan manusia. Glukosa adalah bagian dari disakarida terpenting - gula tebu dan anggur.

Polisakarida dengan berat molekul tinggi, yaitu pati, glikogen (pati hewan) dan selulosa, dibangun seluruhnya dari residu molekul glukosa yang terhubung satu sama lain dengan berbagai cara. Glukosa merupakan sumber energi utama bagi sel. Glukosa darah manusia mengandung 0,1-0,12%, penurunan indikator menyebabkan pelanggaran aktivitas vital sel saraf dan otot, terkadang disertai kejang atau pingsan. Tingkat glukosa dalam darah diatur oleh mekanisme kompleks dari sistem saraf dan kelenjar endokrin.

Glukosa digunakan dalam produksi tekstil dan di beberapa industri lain sebagai zat pereduksi. Dalam pengobatan, glukosa murni digunakan dalam bentuk larutan untuk injeksi ke dalam darah untuk sejumlah penyakit dan dalam bentuk tablet. Vitamin C diperoleh darinya.

Galaktosa, bersama dengan glukosa, merupakan bagian dari beberapa glikosida dan polisakarida. Sisa-sisa molekul galaktosa adalah bagian dari biopolimer paling kompleks - gangliosida, atau glikosfingolipid. Mereka ditemukan di simpul saraf (ganglia) manusia dan hewan dan juga ditemukan di jaringan otak, di limpa di eritrosit. Galaktosa diperoleh terutama dengan hidrolisis gula susu. Fruktosa (gula buah) dalam keadaan bebas terdapat pada buah-buahan, madu.

Termasuk dalam banyak gula kompleks, seperti gula tebu, yang dapat diperoleh dengan hidrolisis. Membentuk inulin polisakarida molekul tinggi terstruktur kompleks, yang terkandung dalam beberapa tanaman. Fruktosa juga diperoleh dari inulin. Fruktosa adalah gula makanan yang berharga; itu adalah 1,5 kali lebih manis dari sukrosa dan 3 kali lebih manis dari glukosa. Itu diserap dengan baik oleh tubuh. Ketika fruktosa direduksi, sorbitol dan manitol terbentuk. Sorbitol digunakan sebagai pengganti gula dalam diet penderita diabetes; selain itu, digunakan untuk produksi asam askorbat (vitamin C).

Disakarida adalah polisakarida seperti gula yang khas. Ini adalah padatan, atau sirup non-kristalisasi, sangat larut dalam air.

Baik disakarida amorf dan kristal biasanya meleleh pada kisaran suhu dan biasanya terurai. Disakarida dibentuk oleh reaksi kondensasi antara dua monosakarida, biasanya heksosa. Ikatan antara dua monosakarida disebut ikatan glikosidik. Biasanya terbentuk antara atom karbon pertama dan keempat dari unit monosakarida tetangga (ikatan 1,4-glikosidik).

12Н22О11 + 2О = 2С6Н12О6

Gula malt jauh lebih manis daripada gula tebu (sebesar 0,6 kali pada konsentrasi yang sama). Laktosa (gula susu).

Nama disakarida ini muncul sehubungan dengan persiapannya dari susu (dari bahasa Latin laktum - susu). Setelah hidrolisis, laktosa dipecah menjadi glukosa dan galaktosa:

Laktosa berbeda dari gula lain dengan tidak adanya higroskopisitas: tidak menjadi lembab. Gula susu digunakan sebagai sediaan farmasi dan makanan untuk bayi. Laktosa adalah 4 atau 5 kali lebih manis dari sukrosa. Sukrosa (gula tebu atau bit). Nama itu muncul sehubungan dengan produksinya baik dari bit gula atau tebu. Gula tebu telah dikenal sejak berabad-abad sebelum masehi.

Hanya di pertengahan abad XVIII. disakarida ini ditemukan dalam bit gula dan hanya pada awal abad ke-19. itu diperoleh dalam lingkungan produksi. Sukrosa sangat umum di kerajaan tumbuhan. Daun dan biji selalu mengandung sedikit sukrosa. Itu juga ditemukan dalam buah-buahan (aprikot, persik, pir, nanas). Ada banyak di maple dan jus palem, jagung. Ini adalah gula yang paling terkenal dan banyak digunakan.

Ketika dihidrolisis, glukosa dan fruktosa terbentuk darinya:

12Н22О11 + 2О = 6Н12О6 + 6Н12О6

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

Bit gula mengandung 16-20% sukrosa, tebu - 14-26%. Bit yang dicuci dihancurkan dan sukrosa diekstraksi berulang kali dalam peralatan dengan air yang memiliki suhu sekitar 80 derajat. Cairan yang dihasilkan, mengandung, selain sukrosa, sejumlah besar berbagai pengotor, diperlakukan dengan kapur.

Kapur mengendapkan sejumlah asam organik dalam bentuk garam kalsium, serta protein dan beberapa zat lainnya. Bagian dari kapur membentuk saccharates kalsium yang larut dalam air dingin dengan gula tebu, yang dihancurkan dengan pengolahan dengan karbon dioksida.

Endapan kalsium karbonat dipisahkan dengan penyaringan, filtrat setelah pemurnian lebih lanjut diuapkan dalam vakum sampai diperoleh massa yang lembek.

Kristal sukrosa yang terpisah dipisahkan menggunakan sentrifugal. Ini adalah bagaimana gula pasir mentah diperoleh, yang memiliki warna kekuningan, cairan induk coklat, sirup non-kristalisasi (molase bit, atau molase). Gula dibersihkan (halus) dan produk jadi diperoleh.

1234Selanjutnya

Tanggal publikasi: 01-11-2015; Baca: 417 | Pelanggaran hak cipta halaman

Bab I. KARBOHIDRAT

1. KLASIFIKASI DAN FUNGSI KARBOHIDRAT

Bahkan di zaman kuno, umat manusia mengenal karbohidrat dan belajar menggunakannya dalam kehidupan sehari-hari.

Kapas, rami, kayu, pati, madu, gula tebu hanyalah beberapa dari karbohidrat yang memainkan peran penting dalam perkembangan peradaban. Karbohidrat adalah salah satu senyawa organik yang paling umum di alam. Mereka adalah komponen integral dari sel-sel organisme apa pun, termasuk bakteri, tumbuhan, dan hewan. Pada tumbuhan, karbohidrat menyumbang 80 - 90% dari berat kering, pada hewan - sekitar 2% dari berat badan.

Sintesis mereka dari karbon dioksida dan air dilakukan oleh tanaman hijau menggunakan energi. sinar matahari (fotosintesis). Total persamaan stoikiometri proses ini terlihat seperti:

Glukosa dan karbohidrat sederhana lainnya kemudian diubah menjadi karbohidrat yang lebih kompleks seperti pati dan selulosa.

Tumbuhan menggunakan karbohidrat ini untuk melepaskan energi melalui proses respirasi. Proses ini pada dasarnya adalah kebalikan dari proses fotosintesis:

Menarik untuk diketahui! Tumbuhan hijau dan bakteri dalam proses fotosintesis setiap tahunnya menyerap sekitar 200 miliar ton karbon dioksida dari atmosfer. Dalam hal ini, sekitar 130 miliar ton oksigen dilepaskan ke atmosfer dan 50 miliar ton oksigen disintesis.

ton senyawa karbon organik, terutama karbohidrat.

Hewan tidak dapat mensintesis karbohidrat dari karbon dioksida dan air.

Dengan mengonsumsi karbohidrat dengan makanan, hewan menghabiskan energi yang terkumpul di dalamnya untuk mempertahankan proses vital.

Nama "karbohidrat" adalah sejarah. Perwakilan pertama dari zat ini dijelaskan oleh rumus ringkasan mH2nOn atau Cm(H2O)n. Nama lain dari karbohidrat adalah Sahara- karena rasa manis dari karbohidrat paling sederhana.

Menurut struktur kimianya, karbohidrat adalah kelompok senyawa yang kompleks dan beragam. Di antara mereka, ada senyawa yang cukup sederhana dengan berat molekul sekitar 200, dan polimer raksasa, yang berat molekulnya mencapai beberapa juta. Seiring dengan atom karbon, hidrogen, dan oksigen, karbohidrat dapat mengandung atom fosfor, nitrogen, belerang, dan, jarang, elemen lainnya.

Klasifikasi karbohidrat

Semua karbohidrat yang diketahui dapat dibagi menjadi dua kelompok besar - karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks.

Kelompok terpisah terdiri dari polimer campuran yang mengandung karbohidrat, misalnya, glikoprotein - kompleks dengan molekul protein, glikolipid - kompleks dengan lipid, dll.

Karbohidrat sederhana (monosakarida, atau monosa) adalah senyawa polihidroksikarbonil yang tidak mampu membentuk molekul karbohidrat sederhana pada hidrolisis.

Jika monosakarida mengandung gugus aldehida, maka mereka termasuk dalam kelas aldosa (alkohol aldehida), jika keton - ke kelas ketosa (alkohol keto). Tergantung pada jumlah atom karbon dalam molekul monosakarida, triosa (C3), tetrosa (C4), pentosa (C5), heksosa (C6), dll. dibedakan:

Yang paling umum di alam adalah pentosa dan heksosa.

Karbohidrat kompleks (polisakarida, atau poliosa) adalah polimer yang dibangun dari residu monosakarida.

Mereka terhidrolisis untuk membentuk karbohidrat sederhana. Tergantung pada tingkat polimerisasi, mereka dibagi menjadi berat molekul rendah (oligosakarida, tingkat polimerisasi yang, sebagai suatu peraturan, kurang dari 10) dan berat molekul tinggi. Oligosakarida adalah karbohidrat seperti gula yang larut dalam air dan memiliki rasa manis.

Menurut kemampuannya untuk mereduksi ion logam (Cu2+, Ag+), mereka dibagi menjadi pereduksi dan non-pereduksi. Polisakarida, tergantung pada komposisinya, juga dapat dibagi menjadi dua kelompok: homopolisakarida dan heteropolisakarida.

Homopolisakarida dibangun dari residu monosakarida dari jenis yang sama, dan heteropolisakarida dibangun dari residu monosakarida yang berbeda.

Apa yang dikatakan dengan contoh perwakilan paling umum dari setiap kelompok karbohidrat dapat direpresentasikan sebagai diagram berikut:

Fungsi karbohidrat

Fungsi biologis polisakarida sangat beragam.

Fungsi energi dan penyimpanan

Karbohidrat mengandung jumlah kalori utama yang dikonsumsi seseorang dengan makanan.

Pati merupakan karbohidrat utama dalam makanan.

Karbohidrat: Klasifikasi dan komposisinya

Itu terkandung dalam produk roti, kentang, sebagai bagian dari sereal. Makanan manusia juga mengandung glikogen (dalam hati dan daging), sukrosa (sebagai aditif untuk berbagai hidangan), fruktosa (dalam buah-buahan dan madu), laktosa (dalam susu).

Polisakarida, sebelum diserap oleh tubuh, harus dihidrolisis oleh enzim pencernaan menjadi monosakarida. Hanya dalam bentuk ini mereka diserap ke dalam darah. Dengan aliran darah, monosakarida memasuki organ dan jaringan, di mana mereka digunakan untuk mensintesis karbohidrat mereka sendiri atau zat lain, atau mengalami pemecahan untuk mengekstrak energi dari mereka.

Energi yang dilepaskan dari pemecahan glukosa disimpan dalam bentuk ATP.

Ada dua proses pemecahan glukosa: anaerobik (tanpa adanya oksigen) dan aerobik (dengan adanya oksigen). Asam laktat terbentuk sebagai hasil dari proses anaerobik

yang, selama aktivitas fisik yang berat, menumpuk di otot dan menyebabkan rasa sakit.

Sebagai hasil dari proses aerobik, glukosa dioksidasi menjadi karbon monoksida (IV) dan air:

Sebagai hasil pemecahan glukosa secara aerobik, lebih banyak energi yang dilepaskan daripada hasil pemecahan anaerobik.

Secara umum, oksidasi 1 g karbohidrat melepaskan energi 16,9 kJ.

Glukosa dapat mengalami fermentasi alkohol. Proses ini dilakukan oleh ragi dalam kondisi anaerobik:

Fermentasi alkohol banyak digunakan dalam industri untuk produksi anggur dan etil alkohol.

Manusia belajar tidak hanya menggunakan fermentasi alkohol, tetapi juga menemukan penggunaan fermentasi asam laktat, misalnya, untuk mendapatkan produk asam laktat dan acar sayuran.

Pada manusia dan hewan tidak ada enzim yang mampu menghidrolisis selulosa, namun selulosa merupakan komponen makanan utama bagi banyak hewan, khususnya untuk ruminansia.

Perut hewan ini mengandung sejumlah besar bakteri dan protozoa yang menghasilkan enzim selulase, yang mengkatalisis hidrolisis selulosa menjadi glukosa. Yang terakhir dapat mengalami transformasi lebih lanjut, sebagai akibatnya asam butirat, asetat, propionat terbentuk, yang dapat diserap ke dalam darah ruminansia.

Karbohidrat juga melakukan fungsi cadangan.

Jadi, pati, sukrosa, glukosa pada tumbuhan dan glikogen pada hewan adalah cadangan energi sel mereka.

Fungsi struktural, pendukung dan pelindung

Selulosa pada tumbuhan dan kitin pada invertebrata dan jamur melakukan fungsi pendukung dan pelindung.

Polisakarida membentuk kapsul dalam mikroorganisme, sehingga memperkuat membran. Lipopolisakarida bakteri dan glikoprotein permukaan sel hewan memberikan selektivitas interaksi antar sel dan reaksi imunologis tubuh. Ribosa adalah blok bangunan RNA, sedangkan deoksiribosa adalah blok bangunan DNA.

Fungsi perlindungan dilakukan oleh heparin. Karbohidrat ini, menjadi penghambat pembekuan darah, mencegah pembentukan bekuan darah. Itu ditemukan dalam darah dan jaringan ikat mamalia.

Dinding sel bakteri, dibentuk oleh polisakarida, diikat dengan rantai asam amino pendek, melindungi sel bakteri dari efek samping. Karbohidrat terlibat dalam krustasea dan serangga dalam pembangunan kerangka eksternal, yang melakukan fungsi pelindung.

Fungsi pengaturan

Serat meningkatkan motilitas usus, sehingga meningkatkan pencernaan.

Kemungkinan yang menarik adalah penggunaan karbohidrat sebagai sumber bahan bakar cair – etanol.

Sejak zaman kuno, kayu telah digunakan untuk memanaskan rumah dan memasak. PADA masyarakat modern jenis bahan bakar ini digantikan oleh jenis lain - minyak dan batu bara, yang lebih murah dan lebih nyaman untuk digunakan. Namun, bahan baku nabati, meskipun ada beberapa ketidaknyamanan dalam penggunaannya, tidak seperti minyak dan batu bara, merupakan sumber energi terbarukan. Tetapi penggunaannya dalam mesin pembakaran internal sulit. Untuk tujuan ini, lebih disukai menggunakan bahan bakar cair atau gas.

Dari kayu bermutu rendah, jerami atau bahan tanaman lain yang mengandung selulosa atau pati, Anda bisa mendapatkan bahan bakar cair - etil alkohol.

Untuk melakukan ini, Anda harus terlebih dahulu menghidrolisis selulosa atau pati dan mendapatkan glukosa:

dan kemudian glukosa yang dihasilkan menjadi fermentasi alkohol dan mendapatkan etil alkohol. Setelah halus, dapat digunakan sebagai bahan bakar di mesin pembakaran internal. Perlu dicatat bahwa di Brasil, untuk tujuan ini, setiap tahun miliaran liter alkohol diperoleh dari tebu, sorgum dan singkong dan digunakan dalam mesin pembakaran internal.

PERAN BIOLOGIS KARBOHIDRAT.

PENCERNAAN DAN PENYERAPAN.

SINTESIS DAN PEMULIHAN GLIKOGEN.

tugas individu

mahasiswa fakultas biologi

kelompok 4120-2(b)

Menadiyev Ramazan Ismetovich

Zaporozhye 2012

Peran biologis biopolimer - polisakarida
5. Sifat kimia karbohidrat
6. Pencernaan dan penyerapan

7. Sintesis dan pemecahan glikogen
8. Kesimpulan

9. Daftar referensi.

PENGANTAR

Karbohidrat kompleks-polisakarida mendominasi sel tumbuhan, sedangkan pada hewan lebih banyak protein dan lemak. Namun demikian, masing-masing kelompok zat organik dalam semua jenis sel melakukan fungsi yang sama: ia menyediakan energi, adalah bahan bangunan.

RINGKASAN RINGKAS TENTANG KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah senyawa organik yang terdiri dari satu atau lebih molekul gula sederhana.

Massa molar karbohidrat berkisar antara 100 hingga 1.000.000 Da (massa Dalton, kira-kira sama dengan massa satu atom hidrogen). Rumus umum mereka biasanya ditulis sebagai Cn (H2O) n (di mana n setidaknya tiga). Untuk pertama kalinya pada tahun 1844, istilah ini diperkenalkan oleh ilmuwan dalam negeri K. Schmid (1822-1894). Nama "karbohidrat" muncul berdasarkan analisis perwakilan pertama yang diketahui dari kelompok senyawa ini. Ternyata zat-zat ini terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen, dan rasio jumlah atom hidrogen dan oksigen di dalamnya sama dengan di dalam air: dua atom hidrogen - satu atom oksigen.

Dengan demikian, mereka dianggap sebagai kombinasi karbon dan air. Di masa depan, banyak karbohidrat yang tidak memenuhi kondisi ini dikenal, tetapi nama "karbohidrat" masih diterima secara umum. Dalam sel hewan, karbohidrat ditemukan dalam jumlah tidak melebihi 2-5%. Sel tumbuhan adalah yang terkaya karbohidrat, di mana kandungannya dalam beberapa kasus mencapai 90% dari massa kering (misalnya, dalam umbi kentang, biji).

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

FITUR STRUKTURAL DAN FUNGSIONAL ORGANISASI MONO- DAN DISAKARIDA: STRUKTUR; MENEMUKAN DI ALAM; MENERIMA. KARAKTERISTIK PERWAKILAN INDIVIDU

e. Selain itu, gula dibagi menjadi: - aldosa yang mengandung gugus aldehida, - C \u003d O. Ini termasuk | | glukosa H:

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

Ketosa yang mengandung gugus keton - C-. Bagi mereka, misalnya, || mengacu pada fruktosa.

Dalam larutan, semua gula, dimulai dengan pentosa, memiliki bentuk siklik; dalam bentuk linier, hanya triosa dan tetrosa yang ada.

Ketika bentuk siklik terbentuk, atom oksigen dari gugus aldehida terikat secara kovalen dengan atom karbon kedua dari belakang rantai, menghasilkan pembentukan hemiasetal (dalam kasus aldosa) dan hemiketal (dalam kasus ketosa).

KARAKTERISTIK MONOSAKARIDA, PERWAKILAN INDIVIDU

Dari tetrosa, eritrosis adalah yang paling penting dalam proses metabolisme.

Pentosa dalam jumlah yang signifikan (10-15%) ditemukan dalam kayu dan jerami. Di alam, arabinosa banyak ditemukan. Itu ditemukan dalam lem ceri, bit dan gom arab, dari mana ia diperoleh. Ribosa dan deoksiribosa secara luas terwakili di dunia hewan dan tumbuhan; ini adalah gula yang membentuk monomer asam nukleat RNA dan DNA. Ribosa diperoleh dengan epimerisasi arabinosa.

Hidrolisat yang mengandung xilosa digunakan untuk menumbuhkan beberapa jenis ragi, mereka digunakan sebagai sumber protein untuk memberi makan hewan ternak. Ketika xilosa direduksi, diperoleh alkohol xylitol, digunakan sebagai pengganti gula bagi penderita diabetes. Xylitol banyak digunakan sebagai penstabil kelembaban dan plasticizer (dalam industri kertas, wewangian, produksi plastik). Ini adalah salah satu komponen utama dalam produksi sejumlah surfaktan, pernis, perekat.

Dari heksosa, glukosa, fruktosa, dan galaktosa adalah yang paling banyak didistribusikan, rumus umum mereka adalah C6H12O6. Glukosa (gula anggur, dekstrosa) ditemukan dalam jus anggur dan buah-buahan manis lainnya, dan dalam jumlah kecil pada hewan dan manusia. Glukosa adalah bagian dari disakarida terpenting - gula tebu dan anggur. Polisakarida dengan berat molekul tinggi, yaitu pati, glikogen (pati hewan) dan selulosa, dibangun seluruhnya dari residu molekul glukosa yang terhubung satu sama lain dengan berbagai cara.

Glukosa merupakan sumber energi utama bagi sel. Glukosa darah manusia mengandung 0,1-0,12%, penurunan indikator menyebabkan pelanggaran aktivitas vital sel saraf dan otot, terkadang disertai kejang atau pingsan. Tingkat glukosa dalam darah diatur oleh mekanisme kompleks dari sistem saraf dan kelenjar endokrin.

Salah satu penyakit endokrin parah yang masif - diabetes mellitus - dikaitkan dengan hipofungsi zona pulau pankreas. Disertai dengan penurunan yang signifikan dalam permeabilitas membran sel otot dan lemak untuk glukosa, yang mengarah pada peningkatan glukosa dalam darah, serta dalam urin. Glukosa untuk keperluan medis diperoleh dengan pemurnian - rekristalisasi - glukosa teknis dari larutan berair atau air-alkohol.

Vitamin C diperoleh darinya.Galaktosa, bersama dengan glukosa, merupakan bagian dari beberapa glikosida dan polisakarida. Sisa-sisa molekul galaktosa adalah bagian dari biopolimer paling kompleks - gangliosida, atau glikosfingolipid. Mereka ditemukan di simpul saraf (ganglia) manusia dan hewan dan juga ditemukan di jaringan otak, di limpa di eritrosit. Galaktosa diperoleh terutama dengan hidrolisis gula susu. Fruktosa (gula buah) dalam keadaan bebas terdapat pada buah-buahan, madu.

Itu diserap dengan baik oleh tubuh. Ketika fruktosa direduksi, sorbitol dan manitol terbentuk. Sorbitol digunakan sebagai pengganti gula dalam diet penderita diabetes; selain itu, digunakan untuk produksi asam askorbat (vitamin C).

Ketika teroksidasi, fruktosa menghasilkan asam tartarat dan oksalat.

Disakarida adalah polisakarida seperti gula yang khas. Ini adalah padatan, atau sirup non-kristalisasi, sangat larut dalam air. Baik disakarida amorf dan kristal biasanya meleleh pada kisaran suhu dan biasanya terurai. Disakarida dibentuk oleh reaksi kondensasi antara dua monosakarida, biasanya heksosa. Ikatan antara dua monosakarida disebut ikatan glikosidik. Biasanya terbentuk antara atom karbon pertama dan keempat dari unit monosakarida tetangga (ikatan 1,4-glikosidik).

Proses ini dapat diulang berkali-kali, menghasilkan pembentukan molekul polisakarida raksasa. Setelah unit monosakarida dihubungkan bersama, mereka disebut residu. Dengan demikian, maltosa terdiri dari dua residu glukosa. Disakarida yang paling umum adalah maltosa (glukosa + glukosa), laktosa (glukosa + galaktosa), dan sukrosa (glukosa + fruktosa).

PERWAKILAN INDIVIDU DISAKARIDA

Maltosa (gula malt) memiliki rumus C12H22O11.

Karbohidrat. Klasifikasi. fungsi

Nama itu muncul sehubungan dengan metode memperoleh maltosa: diperoleh dari pati saat terkena malt (Latin maltum - malt). Sebagai hasil dari hidrolisis, maltosa dipecah menjadi dua molekul glukosa:

12Н22О11 + 2О = 2С6Н12О6

Gula malt adalah produk antara dalam hidrolisis pati, didistribusikan secara luas dalam organisme tumbuhan dan hewan.

Gula malt jauh lebih manis daripada gula tebu (sebesar 0,6 kali pada konsentrasi yang sama). Laktosa (gula susu). Nama disakarida ini muncul sehubungan dengan persiapannya dari susu (dari lat.

laktum - susu). Setelah hidrolisis, laktosa dipecah menjadi glukosa dan galaktosa:

12Н22О11 + 2О = 6Н12О6 + 6Н12О6

Laktosa diperoleh dari susu: dalam susu sapi mengandung 4-5,5%, dalam susu wanita - 5,5-8,4%.

Laktosa berbeda dari gula lain dengan tidak adanya higroskopisitas: tidak menjadi lembab. Gula susu digunakan sebagai sediaan farmasi dan makanan untuk bayi.

Laktosa adalah 4 atau 5 kali lebih manis dari sukrosa. Sukrosa (gula tebu atau bit). Nama itu muncul sehubungan dengan produksinya baik dari bit gula atau tebu. Gula tebu telah dikenal sejak berabad-abad sebelum masehi. Hanya di pertengahan abad XVIII. disakarida ini ditemukan dalam bit gula dan hanya pada awal abad ke-19. itu diperoleh dalam lingkungan produksi.

Sukrosa sangat umum di kerajaan tumbuhan. Daun dan biji selalu mengandung sedikit sukrosa. Itu juga ditemukan dalam buah-buahan (aprikot, persik, pir, nanas). Ada banyak di maple dan jus palem, jagung. Ini adalah gula yang paling terkenal dan banyak digunakan. Ketika dihidrolisis, glukosa dan fruktosa terbentuk darinya:

12Н22О11 + 2О = 6Н12О6 + 6Н12О6

Gula invert alami adalah madu, yang sebagian besar terdiri dari glukosa dan fruktosa. Sukrosa diperoleh dalam jumlah banyak. Bit gula mengandung 16-20% sukrosa, tebu - 14-26%. Bit yang dicuci dihancurkan dan sukrosa diekstraksi berulang kali dalam peralatan dengan air yang memiliki suhu sekitar 80 derajat.

Cairan yang dihasilkan, mengandung, selain sukrosa, sejumlah besar berbagai pengotor, diperlakukan dengan kapur. Kapur mengendapkan sejumlah asam organik dalam bentuk garam kalsium, serta protein dan beberapa zat lainnya.

Bagian dari kapur membentuk saccharates kalsium yang larut dalam air dingin dengan gula tebu, yang dihancurkan dengan pengolahan dengan karbon dioksida.

Gula dibersihkan (halus) dan produk jadi diperoleh.

1234Selanjutnya

Tanggal publikasi: 01-11-2015; Baca: 416 | Pelanggaran hak cipta halaman

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