Sifat dan struktur karbohidrat. Fungsi karbohidrat

Bahkan di zaman kuno, umat manusia mengenal karbohidrat dan belajar bagaimana 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 senyawa karbon organik, terutama karbohidrat, disintesis.

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. Makanan kita tinggi karbohidrat, seperti makanan yang dipanggang, kentang, sereal, dll.

Nama "karbohidrat" adalah sejarah. Perwakilan pertama dari zat ini dijelaskan oleh rumus ringkasan C m H 2 n O n atau C m (H 2 O) 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 dihidrolisis untuk membentuk molekul karbohidrat yang lebih sederhana. 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 (C 3), tetrosa (C 4), pentosa (C 5), heksosa (C 6), dll. dibedakan:

Yang paling umum di alam adalah pentosa dan heksosa.

Kompleks karbohidrat ( polisakarida, atau polioses) 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 makromolekul. Oligosakarida adalah karbohidrat seperti gula yang larut dalam air dan memiliki rasa manis. Menurut kemampuannya untuk mereduksi ion logam (Cu 2+, Ag +), mereka dibagi menjadi: regenerasi dan tidak mengurangi. 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 dalam bentuk skema 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. Ini ditemukan 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, dengan parah aktivitas fisik 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. Di dalam perut hewan-hewan ini jumlah besar mengandung bakteri dan protozoa yang menghasilkan enzim selulase mengkatalis 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 mereka adalah cadangan energi sel mereka.

Fungsi struktural, pendukung dan pelindung

Selulosa pada tumbuhan dan kitin pada invertebrata dan jamur, mereka 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. Ribose melayani bahan bangunan untuk RNA dan deoksiribosa untuk DNA.

Melakukan fungsi pelindung 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 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 baik 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.

karbohidrat disebut zat dengan rumus umum C n (H 2 O) m, di mana n dan m dapat memiliki arti yang berbeda. Nama "karbohidrat" mencerminkan fakta bahwa hidrogen dan oksigen hadir dalam molekul zat ini dalam rasio yang sama seperti dalam molekul air. Selain karbon, hidrogen dan oksigen, turunan karbohidrat mungkin mengandung unsur-unsur lain, seperti nitrogen.

Karbohidrat adalah salah satu kelompok utama zat organik sel. Mereka adalah produk utama fotosintesis dan produk awal biosintesis zat organik lainnya pada tanaman (asam organik, alkohol, asam amino, dll.), Dan juga ditemukan di sel semua organisme lain. Pada sel hewan, kandungan karbohidrat berkisar antara 1-2%, pada sel tumbuhan dalam beberapa kasus dapat mencapai 85-90% dari massa bahan kering.

Ada tiga kelompok karbohidrat:

monosakarida atau gula sederhana;
oligosakarida - senyawa yang terdiri dari 2-10 molekul gula sederhana yang terhubung secara berurutan (misalnya, disakarida, trisakarida, dll.).
polisakarida terdiri dari lebih dari 10 molekul gula sederhana atau turunannya (pati, glikogen, selulosa, kitin).

Monosakarida (gula sederhana)

Tergantung pada panjang kerangka karbon (jumlah atom karbon), monosakarida dibagi menjadi triosa (C 3), tetrosa (C 4), pentosa (C 5), heksosa (C 6), heptosa (C 7).

Molekul monosakarida adalah alkohol aldehida (aldosa) atau alkohol keto (ketosa). Sifat kimia zat ini ditentukan terutama oleh gugus aldehida atau keton yang menyusun molekulnya.

Monosakarida sangat larut dalam air, rasanya manis.

Ketika dilarutkan dalam air, monosakarida, dimulai dengan pentosa, memperoleh bentuk cincin.

Struktur siklik pentosa dan heksosa adalah bentuknya yang biasa: saat ini hanya sebagian kecil dari molekul yang ada dalam bentuk "rantai terbuka". Komposisi oligo- dan polisakarida juga termasuk bentuk siklik dari monosakarida.

Selain gula, di mana semua atom karbon terikat pada atom oksigen, ada sebagian gula tereduksi, yang paling penting adalah deoksiribosa.

Oligosakarida

Setelah hidrolisis, oligosakarida membentuk beberapa molekul gula sederhana. Dalam oligosakarida, molekul gula sederhana dihubungkan oleh apa yang disebut ikatan glikosidik, menghubungkan atom karbon dari satu molekul melalui oksigen ke atom karbon dari molekul lain.

Oligosakarida yang paling penting adalah maltosa (gula malt), laktosa (gula susu) dan sukrosa (gula tebu atau bit). Gula ini juga disebut disakarida. Berdasarkan sifatnya, disakarida merupakan blok dari monosakarida. Mereka larut dengan baik dalam air dan memiliki rasa manis.

Polisakarida

Ini adalah biomolekul polimer bermolekul tinggi (hingga 10.000.000 Da), terdiri dari: jumlah yang besar monomer - gula sederhana dan turunannya.

Polisakarida dapat terdiri dari monosakarida dari satu atau jenis yang berbeda. Dalam kasus pertama, mereka disebut homopolisakarida (pati, selulosa, kitin, dll.), Dalam kasus kedua - heteropolisakarida (heparin). Semua polisakarida tidak larut dalam air dan tidak memiliki rasa manis. Beberapa di antaranya mampu membengkak dan mengeluarkan lendir.

Polisakarida yang paling penting adalah sebagai berikut.

Selulosa- polisakarida linier yang terdiri dari beberapa rantai paralel lurus yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Setiap rantai dibentuk oleh residu -D-glukosa. Struktur ini mencegah penetrasi air, sangat tahan air mata, yang menjamin stabilitas membran sel tanaman, yang mengandung 26-40% selulosa.

Selulosa berfungsi sebagai makanan bagi banyak hewan, bakteri, dan jamur. Namun, sebagian besar hewan, termasuk manusia, tidak dapat mencerna selulosa, karena dalam saluran pencernaan selulase, enzim yang memecah selulosa menjadi glukosa, tidak ada. Pada saat yang sama, serat selulosa memainkan peran penting dalam nutrisi, karena memberikan tekstur besar dan kasar pada makanan, merangsang motilitas usus.

pati dan glikogen. Polisakarida ini adalah bentuk utama penyimpanan glukosa pada tumbuhan (pati), hewan, manusia dan jamur (glikogen). Ketika mereka dihidrolisis, glukosa terbentuk dalam organisme, yang diperlukan untuk proses vital.

kitin dibentuk oleh molekul -glukosa, di mana gugus alkohol pada atom karbon kedua digantikan oleh gugus yang mengandung nitrogen NHCOCH 3 . Rantai paralelnya yang panjang, seperti rantai selulosa, dibundel.

Kitin adalah elemen struktural utama dari integumen arthropoda dan dinding sel jamur.

Fungsi karbohidrat

Energi. Glukosa adalah sumber energi utama yang dilepaskan dalam sel organisme hidup selama respirasi seluler (1 g karbohidrat melepaskan 17,6 kJ energi selama oksidasi).

Struktural. Selulosa adalah bagian dari membran sel tumbuhan; kitin adalah komponen struktural integumen arthropoda dan dinding sel jamur.

Beberapa oligosakarida merupakan bagian dari membran sitoplasma sel (dalam bentuk glikoprotein dan glikolipid) dan membentuk glikokaliks.

metabolisme. Pentosa terlibat dalam sintesis nukleotida (ribosa adalah bagian dari nukleotida RNA, deoksiribosa adalah bagian dari nukleotida DNA), beberapa koenzim (misalnya, NAD, NADP, koenzim A, FAD), AMP; mengambil bagian dalam fotosintesis (ribulosa difosfat adalah akseptor CO2 dalam fase gelap fotosintesis).

Pentosa dan heksosa terlibat dalam sintesis polisakarida; glukosa sangat penting dalam peran ini.

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, ia dilepaskan sejumlah besar energi yang digunakan oleh tubuh untuk proses kehidupan. 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. Ini 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 simpanan glukosa: itu memasok tubuh dengan glukosa selama aktivitas fisik meningkat.

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

Butuh bantuan dengan studi Anda?

Topik sebelumnya: Ester: gemuk
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. 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 paling kaya 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 mengikat Ikatan kovalen dengan atom karbon kedua dari belakang rantai, menghasilkan pembentukan hemiasetal (dalam kasus aldosa) dan hemiketals (dalam kasus ketosa).

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 paling 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 membentuk monomer asam nukleat RNA dan DNA. Ribosa diperoleh dengan epimerisasi arabinosa.

Xilosa dibentuk oleh hidrolisis polisakarida xilosan yang terkandung dalam jerami, dedak, kayu, 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 xylitol alkohol, 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 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 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.

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).

Disakarida adalah polisakarida seperti gula yang khas. Ini 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 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 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

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.

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. 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.

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). Persamaan stoikiometri total untuk proses ini adalah:

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:

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 setelah 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 dalam bentuk skema 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

Ini ditemukan 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. Ini 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. Dalam 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 baik 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:

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

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.

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 paling kaya 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).

FITUR STRUKTURAL DAN FUNGSIONAL ORGANISASI MONO- DAN DISACCHARIDE: 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.

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.

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 paling 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, 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 xylitol alkohol, 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 hewani) dan selulosa, seluruhnya dibangun dari sisa-sisa 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.

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.

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.

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: 416 | Pelanggaran hak cipta halaman

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

Dalam pengertian yang paling umum, gula dan turunannya, yang diperoleh dengan hidrolisis, dapat dikaitkan dengan kelas ini. Karbohidrat merupakan komponen penting dari semua senyawa organik. Klasifikasi karbohidrat dapat memberi tahu tentang semua variasi manifestasi zat ini.

Biologi

Sel makhluk hidup membutuhkan karbohidrat sebagai baterai dan sumber energi. Bahan kering tanaman mengandung hingga 90% karbohidrat. Perwakilan fauna juga memiliki karbohidrat dalam selnya - hingga 20% dari total massa bahan kering. Klasifikasi karbohidrat menstandardisasi senyawa makromolekul ini dan menyajikannya secara visual. Memahami struktur karbohidrat, struktur internal dari hubungan-hubungan ini adalah kunci untuk memahami dasar-dasar semua makhluk hidup, untuk memahami misteri kehidupan itu sendiri. Bagian penting dari proses mengetahui zat tersebut adalah klasifikasi karbohidrat.

Skema

Semua karbohidrat yang diketahui dibagi menjadi tiga kelompok besar:

Monosakarida;

disakarida;

Polisakarida.

Ketiga kelompok tersebut memiliki karakteristik fisiko-kimiawi yang berbeda. Klasifikasi dan struktur karbohidrat didasarkan pada tiga pilar ini.

Monosakarida

Selulosa tidak larut dalam air bahkan pada suhu tinggi. Ini tidak larut dalam alkohol, tahan terhadap alkali dan agen pengoksidasi lemah. Hidrolisis selulosa hanya mungkin jika dilarutkan dalam asam mineral pekat, seperti sulfat. Ketika larutan seperti itu dipanaskan, selulosa terbelah, membentuk larutan kental. produk akhir reaksi ini adalah monosakarida.

Nilai karbohidrat

Klasifikasi dan struktur karbohidrat dipelajari oleh banyak ilmu terkait. Nilai zat organik ini dalam industri obat-obatan, kimia, makanan, manufaktur cukup tinggi. Diharapkan klasifikasi karbohidrat di atas dengan contoh-contoh akan memberikan gambaran umum tentang sifat zat-zat ini dan perannya yang paling penting dalam aktivitas ekonomi orang.

Sumber energi utama manusia adalah karbohidrat. Sekitar 60% energi yang diterima tubuh dari karbohidrat, sisanya - dari protein dan lemak. Makanan nabati kaya akan karbohidrat.

Tergantung pada kompleksitas struktur, kelarutan, kecepatan asimilasi, karbohidrat produk makanan dibagi menjadi: sederhana dan kompleks. Karbohidrat sederhana cepat diserap ke dalam darah dan diserap oleh tubuh, dan juga mudah larut dalam cairan. Mereka manis dalam rasa dan diklasifikasikan sebagai gula.

Ketika kita membutuhkan banyak energi dan cepat - glukosa (karbohidrat) digunakan! Jika kita perlu melompat atau berlari dengan cepat, maka tindakan ini dilakukan karena glikolisis anaerobik (pemecahan molekul glukosa menjadi piruvat dan asam laktat).

Klasifikasi karbohidrat.

Karbohidrat dibagi menjadi 3 kategori: mono dan disakarida, oligosakarida, polisakarida.

1) Gula (mengandung 1-2 monomer glukosa):

Monosakarida adalah senyawa sederhana: glukosa, fruktosa, galaktosa.

Disakarida adalah senyawa yang lebih kompleks: sukrosa (gula, dekstrosa), laktosa (gula susu - karbohidrat asal hewan), maltosa (gula malt).

2) Oligosakarida (mengandung 3-9 monomer glukosa). Ini termasuk maltodekstrin (produk pemecahan enzimatik yang tidak lengkap dari pati).

3) Polisakarida (mengandung lebih dari 9 monomer): pati nabati, glikogen (pati "hewan", ditemukan dalam daging dan hati).

Non-pati atau serat makanan juga disebut sebagai polisakarida. Mereka dibagi menjadi:

1) larut dalam air (dapat dicerna di saluran pencernaan) - pektin, gusi dan lendir,

2) tidak larut dalam air (tidak dicerna di saluran pencernaan) - selulosa atau serat, hemiselulosa.

karbohidrat dalam makanan.

Makanan kaya sumber serat makanan: buah-buahan, sayuran, beri, biji-bijian, dedak, kacang-kacangan, kacang-kacangan.

Produk yang mengandung sumber polisakarida "pati": sereal, kentang, pasta, produk tepung dari tepung kelas tertinggi.

Produk - sumber "gula": gula, madu, cokelat, selai jeruk, buah-buahan kering.

Serat dan perannya dalam tubuh manusia.

Serat - komponen makanan yang tidak dicerna oleh enzim pencernaan tubuh manusia, tetapi diproses oleh mikroflora usus yang bermanfaat.

Selulosa (dalam arti sempit) - selulosa, pati resisten, polisakarida, yang memberikan glukosa ketika dihidrolisis sepenuhnya; adalah bagian dari sebagian besar organisme tumbuhan, menjadi dasar dari dinding sel.

Sederhananya, ketika Anda mendengar kata "serat", pikirkan tentang tanaman, yaitu sayuran, buah-buahan, biji-bijian.

Mengapa serat sangat bermanfaat?

1) Meningkatkan jumlah makanan dan periode asupannya

2) Penghambatan pengosongan lambung

3) Penurunan waktu kontak mukosa usus dengan racun, karsinogen, asam empedu

4) Stimulasi proses sekresi empedu

5) Penghambatan hidrolisis pati

6) Mengurangi gula darah setelah makan

7) Penurunan nilai energi makanan

8) Membersihkan usus dan menormalkan komposisi mikroflora usus

9) Meningkatkan kadar air dalam tinja

10) Mengurangi risiko penyakit kardiovaskular.

Indeks glikemik karbohidrat.

Indeks glikemik (IG) adalah indikator pengaruh karbohidrat setelah dikonsumsi terhadap kadar gula darah (peningkatannya) dan tingkat ketersediaan enzim hidrolitik.

Indeks glikemik adalah cerminan bagaimana respons tubuh terhadap suatu makanan dibandingkan dengan respons tubuh terhadap glukosa murni, yang memiliki indeks glikemik 100. Indeks glikemik semua makanan lain dibandingkan dengan indeks glikemik glukosa, tergantung pada seberapa cepat mereka diserap.

GI suatu produk tergantung pada beberapa faktor - jenis karbohidrat dan jumlah serat yang dikandungnya, metodenya perawatan panas, kandungan protein dan lemak.

Menurut nilai GI, karbohidrat dibagi menjadi karbohidrat GI tinggi dan rendah. Dengan demikian, indeks glikemik lebih dari 50 dianggap "tinggi", dan kurang dari 50 dianggap "rendah". GI tinggi memiliki: gula, oligosakarida, polisakarida tanaman "pati". GI rendah memiliki: serat makanan - kebanyakan pektin (buah-buahan), tidak larut dalam air (serat).

Kompleksitas struktur karbohidrat TIDAK MEMPENGARUHI TINGKAT konversi menjadi glukosa (dan tingkat asimilasi oleh tubuh) !!!

GI adalah kemampuan karbohidrat untuk meningkatkan kadar gula darah. Ini adalah indikator kuantitatif, bukan indikator kecepatan!

GI tergantung pada waktu dan metode persiapan produk.

Misalnya, kentang mentah - GI65, kentang goreng - GI95.

Semakin banyak karbohidrat yang diproses, semakin meningkatkan kadar gula (lebih banyak GI). Semakin banyak serat dalam karbohidrat, semakin sedikit meningkatkan kadar gula (GI lebih rendah).

Misalnya: roti putih - GI90, roti putih - GI70, roti panjang - GI50, roti dedak - GI30.

struktur asupan karbohidrat.

- 65-70% - polisakarida "pati";

- 25-30% - "serat makanan";

- 5-10% - "gula".

Kebutuhan karbohidrat harian adalah: 4-5 g/kg berat badan atau 300-500 g/hari dan tergantung dari konsumsi energi tubuh.

Dengan kelebihan karbohidrat dengan GI tinggi dalam makanan (terutama "mudah dicerna"), karbohidrat diubah menjadi lemak, yang berkontribusi pada perkembangan obesitas, diabetes, kardiovaskular dan penyakit lainnya.

Saat membakar 1 gr. karbohidrat menghasilkan energi setara dengan 4 kkal.

Pro Saya sudah menulis sebelumnya dan untuk membuat gambar karbohidrat yang lengkap, Anda juga dapat membiasakan diri dengannya. Nah, jika Anda memutuskan untuk mencari tahu mengapa seseorang membutuhkan protein, apa fungsi protein, sereal, sereal, cari tahu rekomendasi nutrisi, lalu klik dan saya akan dengan senang hati memberi tahu Anda.