คุณสมบัติของคาร์โบไฮเดรต หน้าที่และคุณสมบัติของคาร์โบไฮเดรต: ตาราง
อยู่ในธรรมชาติที่มีชีวิตชีวาหลายแห่งเรื่องที่มีความสำคัญแทบจะไม่สามารถประเมิน ตัวอย่างเช่นคาร์โบไฮเดรต พวกเขามีความสำคัญมากเป็นแหล่งพลังงานสำหรับสัตว์และมนุษย์, และคุณสมบัติของคาร์โบไฮเดรตบางทำให้พวกเขาเป็นวัตถุดิบที่ขาดไม่ได้สำหรับอุตสาหกรรม
มันคืออะไร?
ชื่อของนักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้มาด้วย,วิธีวิเคราะห์หลักของสารที่รวมมันได้ทำ จากนั้นก็พบว่าส่วนประกอบหลักของพวกเขาคือคาร์บอนและน้ำ ต่อมาปรากฏว่าชื่อนี้กลายเป็นเรื่องที่ถูกต้องมากเนื่องจากคุณสมบัติของคาร์โบไฮเดรตเป็นสัดส่วนของไฮโดรเจนและอะตอมของออกซิเจนที่อยู่ในตัวมันสมบูรณ์แบบเหมือนกับในน้ำ เพียงแค่ใส่อะตอมของไฮโดรเจนที่มีออกซิเจนเพียงตัวเดียว ชื่อของรัสเซียเป็นชื่อแรกที่เสนอโดยศาสตราจารย์ K. Schmidt ใน พ.ศ. 2387
บางส่วนเพิ่มเติม
ถ้าคุณปรับเปลี่ยนสูตรข้างต้นเล็กน้อยใส่ "n" ในวงเล็บการแสดงออกจะแตกต่างกันบ้าง: Sm (H2O) n บางทีมันสะท้อนให้เห็นถึงสาระสำคัญของชื่อ "ถ่านหิน - น้ำ" เป็นไปได้
จนถึงปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ได้กำหนดไว้อย่างถูกต้องแล้วมีสารหลายชนิดที่มีคุณสมบัติของคาร์โบไฮเดรต แต่ไม่ค่อยสอดคล้องกับสูตรที่เราอธิบายไว้ นั่นคือเหตุผลที่ในวรรณคดีต่างประเทศมักจะเจอคำว่า "glycides" ซึ่งเป็นคำพ้องความหมายสมัยใหม่ของยุค 1844 ซึ่งไม่ถูกต้อง
จำแนกง่าย
สารกลุ่มใหญ่ ๆ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ คือ glycides ที่เรียบง่ายและซับซ้อน คุณสมบัติของคาร์โบไฮเดรตคืออะไร? ที่จริงพวกเขายังไม่ซับซ้อนมาก:
- ง่ายเป็นสารเหล่านี้จากกลุ่ม,ซึ่งไม่สามารถไฮโดรไลซ์ตามด้วยการก่อตัวของคาร์โบไฮเดรตอื่น ๆ แต่ความแตกต่างหลักคือจำนวนอะตอมออกซิเจนในโครงสร้างของพวกเขามีค่าเท่ากับจำนวนอะตอมของคาร์บอน พวกเขาเรียกว่า monosaccharides
- ดังนั้นความหมายของ "ซับซ้อน"ตกค้างทั้งหมด glycides เหล่านั้นที่สลายตัวในระหว่างการย่อยด้วยคาร์โบไฮเดรตหลายรูปแบบ แน่นอนว่ามันมีอัตราส่วนของอะตอมของออกซิเจนและคาร์บอนที่แตกต่างกัน พวกเขาเรียกว่า disaccharides บทบาทที่สำคัญมากในธรรมชาติคือการเล่นโดยคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนซึ่งเป็นรายการที่เราพูดถึงบางส่วนในบทความ
นอกจากนี้ยังมีการจัดหมวดหมู่อื่นตามที่คาร์โบไฮเดรตถูกแบ่งออกเป็นสามประเภท นี่คือ:
- monosaccharides
- oligosaccharides
- polysaccharides
คาร์โบไฮเดรตต่อไปนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจความแตกต่างที่สำคัญที่สุดของพวกเขา
โมโน - (1 โมเลกุล) | Oligo (<10 โมเลกุล) | poly- (> 10 โมเลกุล) |
Aldoses, ketoses | ซึ่งรวมถึง disaccharides, trisaccharides และอื่น ๆ | มีสองประเภท:
จากชื่อจะสามารถเข้าใจได้ว่าโครงสร้างโมเลกุลภายในของทั้งสองสายพันธุ์มีความแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง |
แน่นอนเราให้ตารางสั้น ๆคาร์โบไฮเดรต แต่ในกรอบมันเป็นไปไม่ได้ที่จะพอดีกับคุณสมบัติเฉพาะทั้งหมดที่เป็นลักษณะของตัวแทนบางส่วนของชั้นนี้กว้างใหญ่ ดังนั้นเราจะวิเคราะห์กลุ่มหลักแยกแต่ละรายซึ่งจะระบุถึงคุณสมบัติของสารบางชนิดที่พบมากที่สุด ดังนั้นสิ่งที่เป็นชั้นเรียนของคาร์โบไฮเดรต?
monosaccharides
ควรจำไว้ว่าพวกเขาทั้งหมดเกี่ยวข้องกับประเภทของของแข็งสามารถเปลี่ยนสถานะของผลึกได้อย่างง่ายดาย พวกเขาจะดูดความชื้นอย่างมากละลายได้อย่างสมบูรณ์ในน้ำสร้างน้ำเชื่อม ยากที่จะแยกความแตกต่างออกไปในรูปของคริสตัลจากที่นั่น การแก้ปัญหาของพวกเขามีปฏิกิริยาเป็นกลางซึ่งส่วนใหญ่มีรสหวาน ความเข้มของรสชาติแตกต่างกันดังนั้นฟรักโทสจึงมีความหวานมากกว่าน้ำตาลกลูโคสที่พบมากที่สุดประมาณ 3-3.5 เท่า
เกี่ยวกับรูปแบบโครงสร้าง
สารทั้งหมดเหล่านี้เป็นสารประกอบสองชนิดโครงสร้างซึ่งจำเป็นต้องรวมถึงโครงกระดูกคาร์บอนหนึ่งกลุ่มคาร์บอนิลและไฮดรอกซีหลาย ถ้าบทบาทของกลุ่มคาร์บอนิลเป็นกลุ่มอัลดีไฮด์สารนี้เรียกว่า aldose ดังนั้นในกรณีที่มีคีโตน "หาง" พวกนี้เรียกว่าคีโตเซส
เนื่องจากในธรรมชาติสารเหล่านี้เป็นเรื่องปกติมากพวกเขาสามารถพบได้ทั้งในสถานะฟรีของพวกเขาและในรูปแบบของรูปแบบแอนไฮได โดยทั่วไปคาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อนเกือบทั้งหมดจะมีสารประกอบแอนไฮไดรด์บางชนิดที่ทำจากน้ำตาลอย่างง่ายซึ่งสามารถหาได้ง่ายโดยการใช้โมเลกุลของน้ำหลาย ๆ ตัว (หรือหนึ่งตัว) (คำนำหน้า "a" - ขาด)
กลูโคสเป็นตัวแทนทั่วไปมากที่สุด
สูตรของตัวแทนทั่วไปของกลุ่มนี้คือ C6H12โอ้6. คาร์โบไฮเดรตเหล่านี้มักพบในเซลล์พืช ไม่เพียง แต่เป็นที่แพร่หลายเท่านั้น แต่ยังเป็นสิ่งที่สำคัญมากสำหรับสิ่งมีชีวิตเนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับสัตว์ (แน่นอนว่ามันเกี่ยวกับสัตว์และมนุษย์) ในหลักการเหล่านี้เป็นคุณสมบัติทั่วไปของโปรตีนคาร์โบไฮเดรตและไขมันสำหรับทุกสิ่งมีชีวิตของสัตว์ นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านยาสัตวแพทยศาสตร์อุตสาหกรรม (รวมทั้งอาหาร)
สมบัติทางกายภาพ
คุณสมบัติทางกายภาพทั่วไปของคาร์โบไฮเดรตนี้คืออะไรกลุ่ม? ลักษณะ - ผลึกขนาดเล็กของสีขาวรสชาติหวานในน้ำละลายได้ดี ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหากสารละลายถูกให้ความร้อน: ด้วยวิธีนี้จะได้น้ำเชื่อมกลูโคส
ขอมูลสั้น ๆ เกี่ยวกับโครงสรางทางเคมี
ความชุกในสภาพธรรมชาติ
เนื่องจากมีความอุดมสมบูรณ์อย่างมากในองุ่นน้ำผลไม้กลูโคสมักเรียกว่า "องุ่นน้ำตาล" ภายใต้ชื่อนี้บรรพบุรุษที่ห่างไกลของเราก็รู้จักเธอ อย่างไรก็ตามสามารถพบได้ในผักหรือผลไม้อื่น ๆ ในเนื้อเยื่ออ่อนของพืช ในสัตว์โลกความชุกไม่ลดลง: ประมาณ 0.1% ของเลือดของเราคือกลูโคส นอกจากนี้คุณสามารถหาคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้ในกรงเกือบอวัยวะภายในใด ๆ แต่โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีจำนวนมากในตับเนื่องจากมีที่กลูโคสที่มีการประมวลผลเป็นไกลโคเจน
(ตามที่เราได้กล่าวมาแล้ว) เป็นสิ่งที่มีค่าแหล่งพลังงานสำหรับร่างกายของเราเป็นส่วนหนึ่งของคาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อนเกือบทั้งหมด เช่นเดียวกับคาร์โบไฮเดรตอื่น ๆ ที่เรียบง่ายในธรรมชาติที่เกิดขึ้นหลังจากปฏิกิริยาของการสังเคราะห์แสงซึ่งเกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตในพืช:
6SO2 + 6 ชม2O คลอโรฟิล C6H12โอ้6 + 6O2 - Q
พืชในกรณีนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชีวภาพพลังงานสะสมที่พวกเขาได้รับจากดวงอาทิตย์ สำหรับเงื่อนไขทางอุตสาหกรรมน้ำตาลจากองุ่นได้รับจากแป้งเป็นเวลาการผลิตการย่อยสลายด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นกรดซัลฟิวริกเข้มข้น:
(C6H10โอ้5) n + nH2เกี่ยวกับ H2SO4, t n C6H12โอ้6
สมบัติทางเคมี
คุณสมบัติทางเคมีของคาร์โบไฮเดรตชนิดนี้คืออะไร? มีคุณสมบัติเหมือนกันทั้งหมดที่เฉพาะเจาะจงกับแอลกอฮอล์และอัลดีไฮด์อย่างหมดจด นอกจากนี้ยังมีคุณลักษณะเฉพาะบางอย่าง การสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตที่เรียบง่าย (รวมถึงกลูโคส) เป็นครั้งแรกที่ผลิตโดยนักเคมีที่มีพรสวรรค์ที่สุด A. M. Butlerov ในปี 1861 และเป็นวัตถุดิบที่เขาใช้ฟอร์มาลดีไฮด์แยกออกจากแคลเซียมไฮดรอกไซด์ นี่คือสูตรสำหรับกระบวนการนี้:
6SONS -------> C6H12โอ้6
และตอนนี้พิจารณาคุณสมบัติบางอย่างของสองตัวแทนอื่น ๆ ของกลุ่มที่มีคุณค่าทางธรรมชาติซึ่งเป็นที่ไม่น้อยดีและดังนั้นจึงมีการศึกษาโดยชีววิทยา คาร์โบไฮเดรตของสายพันธุ์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวันของเรา
ฟรักโทส
น้ำตาล
สิ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่งคือ ribose และDeoxyribose ถ้าคุณจำโปรแกรมชีววิทยาได้นิดหน่อยคุณรู้ดีว่าคาร์โบไฮเดรตเหล่านี้ในร่างกายเป็นส่วนหนึ่งของดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอโดยไม่ต้องมีชีวิตอยู่บนโลกนี้เป็นไปไม่ได้ ชื่อ "deoxyribose" หมายความว่าในโมเลกุลของอะตอมออกซิเจนหนึ่งน้อย (ถ้าเปรียบเทียบกับ ribose ธรรมดา) มีความคล้ายคลึงในเรื่องนี้กับกลูโคสพวกเขายังสามารถมีโครงสร้างเชิงเส้นและเป็นวงกลม
disaccharides
ในหลักการสารเหล่านี้ในโครงสร้างของพวกเขาและฟังก์ชันในหลายวิธีซ้ำระดับก่อนหน้านี้และดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะอาศัยอยู่ในรายละเอียดเพิ่มเติมนี้ คุณสมบัติทางเคมีของคาร์โบไฮเดรตของกลุ่มนี้มีอะไรบ้าง? ตัวแทนที่สำคัญที่สุดของครอบครัวคือซูโครสมอลโตสและแลคโตส ทั้งหมดนี้สามารถอธิบายได้ด้วยสูตร C12H22โอ้11เพราะมันเป็นไอโซเมอร์ แต่ไม่สามารถยกเลิกความแตกต่างของโครงสร้างได้มากนัก ดังนั้นสิ่งที่เป็นคาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อนรายการและคำอธิบายของที่คุณสามารถดูด้านล่าง?
saccharose
โมเลกุลของมันมีอยู่ในองค์ประกอบเพียงสองรอบ: (α-glucose residue) และอีก 5 ส่วน (β-fructose residue) การก่อสร้างทั้งหมดเชื่อมต่อด้วย glycoside hydroxyl glucose
การรับและค่าทั่วไป
ตามข้อมูลทางประวัติศาสตร์ที่ยังมีชีวิตรอด,แม้แต่สามร้อยปีก่อนการประสูติของพระเยซูคริสต์น้ำตาลจากอ้อยได้เรียนรู้ที่จะได้รับในอินเดียโบราณ เฉพาะในช่วงกลางของศตวรรษที่ 19 มันเปิดออกที่ซูโครสมากขึ้นด้วยน้อยสำหรับความพยายามนี้สามารถสกัดจากหัวผักกาดน้ำตาล คาร์โบไฮเดรตบางชนิดมีคาร์โบไฮเดรตสูงถึง 22% ในขณะที่อ้อยมีเนื้อหาอยู่ภายใน 26% แต่เป็นไปได้เฉพาะในสภาพการเจริญเติบโตที่เหมาะสมและสภาพอากาศที่เอื้ออำนวย
แล็กโตส
คาร์โบไฮเดรตนี้อยู่ในสภาพอุตสาหกรรมที่โดดเด่นจากนมธรรมดาซึ่งในส่วนที่เกินมีไขมันและคาร์โบไฮเดรต ตัวอย่างเช่นนมวัวมีประมาณ 4-5.5% ของแลคโตสและในนมของผู้หญิงส่วนปริมาณมากถึง 5.5-8.4%
โมเลกุลของ glycid แต่ละตัวนี้ประกอบด้วยสารตกค้างของ 3-galactose และ a-glucose ในรูปแบบไทรแอสไทด์ซึ่งสร้างพันธะผ่านอะตอมของคาร์บอนที่หนึ่งและสี่
ซึ่งแตกต่างจากน้ำตาลอื่น ๆ แลคโตสมีอย่างใดอย่างหนึ่งคุณสมบัติพิเศษ นี่คือการขาดความสมบูรณ์ของการดูดซับเพื่อให้แม้ในห้องที่เปียกชื้น glycid นี้ไม่ชื้นเลย สถานที่นี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านเภสัชกรรม: ถ้าองค์ประกอบของยาในรูปแบบผงมีน้ำตาลซูโครสตามปกติแลคโตสจำเป็นต้องเสริมด้วย มันเป็นธรรมชาติและเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ซึ่งแตกต่างจากสารเทียมเทียมหลายชนิดที่ป้องกันไม่ให้เกิดการซีดและการเปียก หน้าที่และคุณสมบัติของคาร์โบไฮเดรตชนิดนี้คืออะไร?
ความสำคัญทางชีวภาพของแลคโตสเป็นอย่างมากมีขนาดใหญ่เนื่องจากแลคโตสเป็นส่วนประกอบทางโภชนาการที่สำคัญที่สุดของนมของสัตว์และมนุษย์ทั้งหมด ส่วนมอลโตสมีคุณสมบัติแตกต่างกันเล็กน้อย
มอลโตส
เป็นผลิตภัณฑ์ระดับกลางนั่นเองได้โดยการย่อยสลายของแป้ง ชื่อ "มอลโตส" ได้รับเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่ามันถูกสร้างขึ้นส่วนใหญ่ภายใต้อิทธิพลของมอลต์ (maltum ในละติน maltum) มันแพร่กระจายอย่างกว้างขวางไม่เพียง แต่ในพืช แต่ยังอยู่ในสิ่งมีชีวิตของสัตว์ ในปริมาณมากจะเกิดขึ้นในระบบทางเดินอาหารของสัตว์เคี้ยวเอื้อง
โครงสร้างทางเคมีและสมบัติ
polysaccharides
ควรจดจำว่า polysaccharides ทั้งหมดสามารถพิจารณาจากมุมมองว่าเป็นผลิตภัณฑ์ของ polycondensation ของ monosaccharides สูตรทางเคมีทั่วไปของพวกเขาคือ (CขH10โอ้5) n ในกรอบของบทความนี้เราจะพิจารณาแป้งเนื่องจากเป็นตัวแทนที่ดีที่สุดของครอบครัว
แป้ง
มันเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์แสงในขนาดใหญ่ปริมาณจะสะสมอยู่ในรากและเมล็ดพืชของสิ่งมีชีวิต คุณสมบัติทางกายภาพของคาร์โบไฮเดรตชนิดนี้คืออะไร? ในลักษณะเป็นผงสีขาวที่มีผลึกไม่ดีไม่ละลายในน้ำเย็น ในของเหลวร้อนจะเป็นโครงสร้างคอลลอยด์ (วาง, จูบ) ในระบบทางเดินอาหารของสัตว์มีเอนไซม์จำนวนมากที่ส่งเสริมการย่อยสลายด้วยการสร้างกลูโคส
เป็นธรรมชาติที่พบมากที่สุดโพลิเมอร์ที่เกิดขึ้นจากส่วนที่เหลือของกลูโกส ในธรรมชาติพร้อมกันมีสองรูปแบบคือ amylose และ amshopectin อะมิโลสเป็นพอลิเมอร์เชิงเส้นสามารถละลายได้ในน้ำ โมเลกุลประกอบด้วยสารตกค้างของอัลฟ่า - กลูโคสซึ่งเชื่อมโยงกันผ่านอะตอมของคาร์บอนที่หนึ่งและสี่
ต้องจำไว้ว่าเป็นแป้งที่เป็นอันดับแรกผลิตภัณฑ์ที่มองเห็นได้จากการสังเคราะห์แสงของพืช ในข้าวสาลีและธัญพืชอื่น ๆ มันมีถึง 60-80% ในขณะที่หัวมันฝรั่งมันเป็นเพียง 15-20% โดยวิธีการตามชนิดของแป้งแป้งภายใต้กล้องจุลทรรศน์เป็นไปได้ที่จะตรวจสอบได้อย่างถูกต้องชนิดของพืชเนื่องจากพวกเขาทั้งหมดแตกต่างกันในทุก
สุดท้ายเราให้ตารางซึ่งสะท้อนไม่เพียง แต่ชั้นเรียนหลักของคาร์โบไฮเดรต แต่ยังคุณสมบัติของพวกเขา
กลุ่มพื้นฐาน | คุณสมบัติของโครงสร้างโมเลกุล | คุณสมบัติโดดเด่นของคาร์โบไฮเดรต |
monosaccharides | ความแตกต่างในจำนวนอะตอมของคาร์บอน:
| ผลึกไม่มีสีหรือสีขาวละลายได้ดีในน้ำหวานเพื่อลิ้มรส |
oligosaccharides | โครงสร้างที่ซับซ้อน ขึ้นอยู่กับชนิดพวกเขามี 2-10 ตกค้าง monosaccharides ง่าย | ลักษณะที่ปรากฏเหมือนกันซึ่งละลายเล็กน้อยในน้ำรสหวานน้อยกว่า |
polysaccharides | ประกอบด้วยสารตกค้าง monosaccharide จำนวนมาก | ผงสีขาวโครงสร้างผลึกจะแสดงออกไม่นุ่มไม่ละลายในน้ำ แต่มีคุณสมบัติในการบวม รสชาติที่เป็นกลาง |
นี่คือหน้าที่และคุณสมบัติของคาร์โบไฮเดรตของชั้นเรียนหลัก