Erinnern!

Welche Substanzen werden als biologische Polymere bezeichnet?

Dies sind Polymere - hochmolekulare Verbindungen, die Bestandteil lebender Organismen sind. Proteine, einige Kohlenhydrate, Nukleinsäuren.

Welche Bedeutung haben Kohlenhydrate in der Natur?

Fruktose ist in der Natur weit verbreitet - Fruchtzucker, der viel süßer ist als andere Zucker. Dieses Monosaccharid verleiht Pflanzenfrüchten und Honig einen süßen Geschmack. Das in der Natur am häufigsten vorkommende Disaccharid – Saccharose oder Rohrzucker – besteht aus Glukose und Fruktose. Es wird aus Zuckerrohr oder Zuckerrüben gewonnen. Stärke für Pflanzen und Glykogen für Tiere und Pilze sind eine Reserve an Nährstoffen und Energie. Zellulose und Chitin erfüllen in Organismen strukturelle und schützende Funktionen. Zellulose oder Faser bildet die Wände von Pflanzenzellen. Bezogen auf die Gesamtmasse nimmt es unter allen organischen Verbindungen den ersten Platz auf der Erde ein. Chitin ist in seiner Struktur der Zellulose sehr ähnlich, die die Grundlage des äußeren Skeletts von Arthropoden bildet und Bestandteil der Zellwand von Pilzen ist.

Nennen Sie die Ihnen bekannten Proteine. Welche Funktionen erfüllen sie?

Hämoglobin ist ein Blutprotein, das Gase im Blut transportiert

Myosin - Muskelprotein, Muskelkontraktion

Kollagen - Protein von Sehnen, Haut, Elastizität, Dehnbarkeit

Casein ist ein Milchprotein

Überprüfen Sie Fragen und Aufgaben

1. Welche chemischen Verbindungen werden Kohlenhydrate genannt?

Dies ist eine umfangreiche Gruppe natürlicher organischer Verbindungen. In tierischen Zellen machen Kohlenhydrate nicht mehr als 5 % der Trockenmasse aus, und in einigen Pflanzenzellen (z. B. Knollen oder Kartoffeln) erreicht ihr Gehalt 90 % des Trockenrückstands. Kohlenhydrate werden in drei Hauptklassen eingeteilt: Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide.

2. Was sind Mono- und Disaccharide? Nenne Beispiele.

Monosaccharide bestehen aus Monomeren, organischen Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht. Die Monosaccharide Ribose und Desoxyribose sind Bestandteil von Nukleinsäuren. Das häufigste Monosaccharid ist Glukose. Glukose kommt in den Zellen aller Organismen vor und ist eine der Hauptenergiequellen für Tiere. Wenn sich zwei Monosaccharide in einem Molekül verbinden, wird eine solche Verbindung als Disaccharid bezeichnet. Das häufigste Disaccharid in der Natur ist Saccharose oder Rohrzucker.

3. Welches einfache Kohlenhydrat dient als Monomer von Stärke, Glykogen, Zellulose?

4. Aus welchen organischen Verbindungen bestehen Proteine?

Lange Proteinketten werden aus nur 20 verschiedenen Arten von Aminosäuren aufgebaut, die einen gemeinsamen Bauplan haben, sich aber in der Struktur des Rests voneinander unterscheiden. Verbindende Aminosäuremoleküle bilden sogenannte Peptidbindungen. Die zwei Polypeptidketten, aus denen das Pankreashormon Insulin besteht, enthalten 21 und 30 Aminosäurereste. Dies sind einige der kürzesten „Wörter“ in der Protein-„Sprache“. Myoglobin ist ein Protein, das Sauerstoff im Muskelgewebe bindet und aus 153 Aminosäuren besteht. Das Kollagenprotein, das die Grundlage der bindegewebigen Kollagenfasern bildet und für deren Festigkeit sorgt, besteht aus drei Polypeptidketten, die jeweils etwa 1000 Aminosäurereste enthalten.

5. Wie entstehen sekundäre und tertiäre Proteinstrukturen?

In Form einer Spirale verdreht, erhält der Proteinfaden eine höhere Organisationsebene - eine Sekundärstruktur. Schließlich wickelt sich das Polypeptid zu einer Spirale (Kügelchen) zusammen. Diese Tertiärstruktur des Proteins ist seine biologisch aktive Form, die eine individuelle Spezifität aufweist. Für eine Reihe von Proteinen ist die Tertiärstruktur jedoch nicht endgültig. Die Sekundärstruktur ist eine zu einer Helix verdrehte Polypeptidkette. Für eine stärkere Wechselwirkung in der Sekundärstruktur erfolgt eine intramolekulare Wechselwirkung mit Hilfe von –S–S–-Sulfidbrücken zwischen den Windungen der Helix. Dies gewährleistet die Festigkeit dieser Struktur. Die Tertiärstruktur ist eine sekundäre Spiralstruktur, die zu Kügelchen - kompakten Klumpen - verdreht ist. Diese Strukturen sorgen im Vergleich zu anderen organischen Molekülen für maximale Festigkeit und größere Häufigkeit in Zellen.

6. Nennen Sie die Ihnen bekannten Funktionen von Proteinen. Wie lässt sich die vorhandene Vielfalt an Proteinfunktionen erklären?

Eine der Hauptfunktionen von Proteinen ist enzymatisch. Enzyme sind Proteine, die chemische Reaktionen in lebenden Organismen katalysieren. Eine enzymatische Reaktion ist eine chemische Reaktion, die nur in Gegenwart eines Enzyms abläuft. Ohne ein Enzym findet in lebenden Organismen nicht eine einzige Reaktion statt. Die Arbeit von Enzymen ist streng spezifisch, jedes Enzym hat sein eigenes Substrat, das es spaltet. Wie ein „Schlüssel zum Schloss“ nähert sich das Enzym seinem Substrat. Das Urease-Enzym reguliert also den Abbau von Harnstoff, das Amylase-Enzym reguliert Stärke und die Protease-Enzyme regulieren Proteine. Daher wird für Enzyme der Ausdruck "Wirkungsspezifität" verwendet.

Proteine ​​erfüllen auch verschiedene andere Funktionen in Organismen: Struktur, Transport, Motor, Regulation, Schutz, Energie. Die Funktionen von Proteinen sind sehr zahlreich, da sie der Vielfalt der Erscheinungsformen des Lebens zugrunde liegen. Es ist ein Bestandteil biologischer Membranen, des Transports von Nährstoffen wie Hämoglobin, der Muskelfunktion, der Hormonfunktion, der Körperabwehr - der Arbeit von Antigenen und Antikörpern und anderer wichtiger Funktionen im Körper.

7. Was ist Proteindenaturierung? Was kann eine Denaturierung verursachen?

Denaturierung ist eine Verletzung der räumlichen Tertiärstruktur von Proteinmolekülen unter dem Einfluss verschiedener physikalischer, chemischer, mechanischer und anderer Faktoren. Physikalische Faktoren sind Temperatur, Strahlung Chemische Faktoren sind die Einwirkung beliebiger Chemikalien auf Proteine: Lösungsmittel, Säuren, Laugen, konzentrierte Substanzen usw. Mechanische Faktoren - Schütteln, Druck, Dehnen, Verdrehen usw.

Denken! Erinnern!

1. Erklären Sie anhand der Erkenntnisse aus dem Studium der Pflanzenbiologie, warum in pflanzlichen Organismen deutlich mehr Kohlenhydrate vorkommen als in Tieren.

Da die Grundlage der Lebens-Pflanzenernährung die Photosynthese ist, ist dies der Prozess der Bildung komplexer organischer Verbindungen von Kohlenhydraten aus einfacherem anorganischem Kohlendioxid und Wasser. Das wichtigste Kohlenhydrat, das von Pflanzen für die Lufternährung synthetisiert wird, ist Glukose, es kann auch Stärke sein.

2. Welche Krankheiten können zu einer Verletzung der Umwandlung von Kohlenhydraten im menschlichen Körper führen?

Die Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels erfolgt hauptsächlich durch Hormone und das zentrale Nervensystem. Glucocorticosteroide (Cortison, Hydrocortison) verlangsamen den Glukosetransport in die Gewebezellen, Insulin beschleunigt ihn; Adrenalin stimuliert den Prozess der Zuckerbildung aus Glykogen in der Leber. Die Großhirnrinde spielt auch eine gewisse Rolle bei der Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels, da psychogene Faktoren die Zuckerbildung in der Leber steigern und eine Hyperglykämie verursachen.

Der Zustand des Kohlenhydratstoffwechsels kann anhand des Zuckergehalts im Blut (normalerweise 70-120 mg%) beurteilt werden. Bei einer Zuckerbelastung steigt dieser Wert an, erreicht dann aber schnell die Norm. Störungen des Kohlenhydratstoffwechsels treten bei verschiedenen Erkrankungen auf. Bei Insulinmangel tritt also Diabetes mellitus auf.

Eine Abnahme der Aktivität eines der Enzyme des Kohlenhydratstoffwechsels - Muskelphosphorylase - führt zu Muskeldystrophie.

3. Es ist bekannt, dass, wenn die Nahrung kein Protein enthält, trotz des ausreichenden Kaloriengehalts der Nahrung das Wachstum bei Tieren stoppt, sich die Zusammensetzung des Blutes ändert und andere pathologische Phänomene auftreten. Was ist der Grund für solche Verstöße?

Es gibt nur 20 verschiedene Arten von Aminosäuren im Körper, die einen gemeinsamen Bauplan haben, sich aber im Aufbau des Rests voneinander unterscheiden, sie bilden verschiedene Eiweißmoleküle, wenn man keine Proteine ​​verwendet, zum Beispiel essentielle, die es nicht können werden im Körper selbst gebildet, müssen aber mit der Nahrung aufgenommen werden. Ohne Proteine ​​können sich also viele Proteinmoleküle im Körper selbst nicht bilden und krankhafte Veränderungen können nicht auftreten. Das Wachstum wird durch das Wachstum von Knochenzellen gesteuert, die Basis jeder Zelle ist Protein; Hämoglobin ist das Hauptprotein im Blut, das den Transport der wichtigsten Gase im Körper (Sauerstoff, Kohlendioxid) sicherstellt.

4. Erklären Sie die Schwierigkeiten, die während einer Organtransplantation auftreten, basierend auf der Kenntnis der Spezifität von Proteinmolekülen in jedem Organismus.

Proteine ​​sind das genetische Material, da sie die Struktur der DNA und RNA des Körpers enthalten. Somit haben Proteine ​​​​in jedem Organismus genetische Eigenschaften, die Information von Genen ist in ihnen verschlüsselt, dies ist die Schwierigkeit bei der Transplantation von fremden (nicht verwandten) Organismen, da sie unterschiedliche Gene und damit Proteine ​​​​haben.

Kohlenhydrate sind organische Verbindungen aus Kohlenstoff und Sauerstoff. Es gibt einfache Kohlenhydrate oder Monosaccharide, wie Glucose, und komplexe oder Polysaccharide, die unterteilt werden in niedere, die wenige einfache Kohlenhydratreste enthalten, wie Disaccharide, und höhere, die sehr große Moleküle mit vielen einfachen Kohlenhydratresten aufweisen. In tierischen Organismen beträgt der Kohlenhydratgehalt etwa 2 % Trockengewicht.

Der durchschnittliche Tagesbedarf eines Erwachsenen an Kohlenhydraten beträgt 500 g und bei intensiver Muskelarbeit 700-1000 g.

Die Menge an Kohlenhydraten pro Tag sollte 60 Gewichtsprozent und 56 Gewichtsprozent der Gesamtnahrungsmenge betragen.

Glukose ist im Blut enthalten, in dem seine Menge konstant gehalten wird (0,1-0,12%). Nach der Absorption im Darm werden Monosaccharide vom Blut dorthin transportiert, wo die Synthese von Glykogen aus Monosacchariden, die Teil des Zytoplasmas sind, stattfindet. Glykogenspeicher werden hauptsächlich in den Muskeln und in der Leber gespeichert.

Die Gesamtmenge an Glykogen in einem 70 kg schweren menschlichen Körper beträgt etwa 375 g, davon 245 g in den Muskeln, 110 g (bis 150 g) in der Leber, 20 g im Blut und anderen Körperflüssigkeiten Körper einer trainierten Person, Glykogen ist 40 -50% mehr als untrainierte.

Kohlenhydrate sind die Hauptenergiequelle für das Leben und Arbeiten des Körpers.

Im Körper werden Kohlenhydrate unter sauerstofffreien (anaeroben) Bedingungen zu Milchsäure abgebaut, wodurch Energie freigesetzt wird. Dieser Vorgang wird Glykolyse genannt. Unter Beteiligung von Sauerstoff (aerobe Bedingungen) werden sie in Kohlendioxid gespalten und setzen dabei deutlich mehr Energie frei. Von großer biologischer Bedeutung ist der anaerobe Abbau von Kohlenhydraten unter Beteiligung von Phosphorsäure - Phosphorylierung.

Die Phosphorylierung von Glukose erfolgt in der Leber unter Beteiligung von Enzymen. Die Glukosequelle können Aminosäuren und Fette sein. In der Leber werden aus vorphosphorylierter Glukose riesige Polysaccharidmoleküle, Glykogen, gebildet. Die Menge an Glykogen in der menschlichen Leber hängt von der Art der Ernährung und der Muskelaktivität ab. Unter Beteiligung anderer Enzyme in der Leber wird Glykogen zur Glukose-Zucker-Bildung abgebaut. Der Glykogenabbau in Leber und Skelettmuskulatur bei Fasten und Muskelarbeit geht mit einer gleichzeitigen Glykogensynthese einher. Glukose, die in der Leber gebildet wird, dringt ein und wird mit ihr an alle Zellen und Gewebe abgegeben.

Nur ein kleiner Teil der Proteine ​​und Fette setzt beim Prozess des desmolytischen Abbaus Energie frei und dient somit als direkte Energiequelle. Ein erheblicher Teil der Proteine ​​und Fette wird noch vor dem vollständigen Zerfall erst in den Muskeln in Kohlenhydrate umgewandelt. Darüber hinaus gelangen die Hydrolyseprodukte von Proteinen und Fetten aus dem Verdauungskanal in die Leber, wo Aminosäuren und Fette in Glukose umgewandelt werden. Dieser Vorgang wird als Glukoneogenese bezeichnet. Die Hauptquelle der Glukosebildung in der Leber ist Glykogen, ein viel kleinerer Teil der Glukose wird durch Gluconeogenese gewonnen, bei der die Bildung von Ketonkörpern verzögert wird. Somit beeinflusst der Kohlenhydratstoffwechsel den Stoffwechsel und das Wasser erheblich.

Wenn der Glukoseverbrauch durch arbeitende Muskeln um das 5- bis 8-fache ansteigt, wird Glykogen in der Leber aus Fetten und Proteinen gebildet.

Im Gegensatz zu Proteinen und Fetten werden Kohlenhydrate leicht abgebaut, sodass sie vom Körper schnell und mit hohem Energieaufwand mobilisiert werden (Muskelarbeit, Schmerzgefühle, Angst, Wut usw.). Der Abbau von Kohlenhydraten hält den Körper stabil und ist die Hauptenergiequelle für die Muskeln. Kohlenhydrate sind für die normale Funktion des Nervensystems unerlässlich. Eine Abnahme des Blutzuckers führt zu einem Abfall der Körpertemperatur, Schwäche und Ermüdung der Muskeln und Störungen der Nervenaktivität.

Im Gewebe wird nur ein sehr kleiner Teil der vom Blut gelieferten Glukose unter Energiefreisetzung verbraucht. Die Hauptquelle des Kohlenhydratstoffwechsels in Geweben ist Glykogen, das zuvor aus Glukose synthetisiert wurde.

Während der Arbeit der Muskeln - der Hauptverbraucher von Kohlenhydraten - werden die Glykogenreserven in ihnen verbraucht, und erst nachdem diese Reserven vollständig aufgebraucht sind, beginnt die direkte Verwendung von Glukose, die durch das Blut an die Muskeln geliefert wird. Dabei wird Glukose verbraucht, die aus Glykogenspeichern in der Leber gebildet wird. Nach der Arbeit erneuern die Muskeln ihre Versorgung mit Glykogen, indem sie es aus Blutzucker und der Leber synthetisieren - aufgrund von absorbierten Monosacchariden im Verdauungstrakt und dem Abbau von Proteinen und Fetten.

Beispielsweise wird bei einem Anstieg des Blutzuckers über 0,15-0,16% aufgrund seines reichlichen Gehalts an Nahrungsmitteln, der als Nahrungsmittelhyperglykämie bezeichnet wird, dieser mit Urin - Glykosurie - aus dem Körper ausgeschieden.

Andererseits nimmt der Glukosespiegel im Blut auch bei längerem Fasten nicht ab, da Glukose während des Abbaus von Glykogen in den Geweben in das Blut gelangt.

Kurze Beschreibung der Zusammensetzung, Struktur und ökologischen Rolle von Kohlenhydraten

Kohlenhydrate sind organische Substanzen, die aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen und die allgemeine Formel C n (H 2 O) m (für die überwiegende Mehrheit dieser Substanzen) haben.

Der Wert von n ist entweder gleich m (für Monosaccharide) oder größer als m (für andere Klassen von Kohlenhydraten). Die obige allgemeine Formel entspricht nicht der Desoxyribose.

Kohlenhydrate werden in Monosaccharide, Di(Oligo)saccharide und Polysaccharide unterteilt. Nachfolgend eine kurze Beschreibung der einzelnen Vertreter der einzelnen Kohlenhydratklassen.

Kurze Beschreibung von Monosacchariden

Monosaccharide sind Kohlenhydrate, deren allgemeine Formel C n (H 2 O) n ist (Ausnahme ist Desoxyribose).

Klassifikationen von Monosacchariden

Monosaccharide sind eine ziemlich umfangreiche und komplexe Gruppe von Verbindungen, daher haben sie eine komplexe Klassifizierung nach verschiedenen Kriterien:

1) nach der Anzahl der in einem Monosaccharidmolekül enthaltenen Kohlenstoffe werden Tetrosen, Pentosen, Hexosen, Heptosen unterschieden; Pentosen und Hexosen sind von größter praktischer Bedeutung;

2) Monosaccharide werden nach funktionellen Gruppen in Ketosen und Aldosen unterteilt;

3) nach der Anzahl der im zyklischen Monosaccharidmolekül enthaltenen Atome werden Pyranosen (enthalten 6 Atome) und Furanosen (enthalten 5 Atome) unterschieden;

4) Aufgrund der räumlichen Anordnung des "glucosidischen" Hydroxids (dieses Hydroxid wird durch Anhängen eines Wasserstoffatoms an den Sauerstoff der Carbonylgruppe erhalten) werden Monosaccharide in Alpha- und Beta-Formen unterteilt. Werfen wir einen Blick auf einige der wichtigsten Monosaccharide von größter biologischer und ökologischer Bedeutung in der Natur.

Kurze Beschreibung der Pentosen

Pentosen sind Monosaccharide, deren Molekül 5 Kohlenstoffatome enthält. Diese Substanzen können sowohl offenkettige als auch zyklische, Aldosen und Ketosen, Alpha- und Beta-Verbindungen sein. Unter ihnen sind Ribose und Desoxyribose von größter praktischer Bedeutung.

Ribose-Formel in der allgemeinen Form C 5 H 10 O 5. Ribose ist eine der Substanzen, aus denen Ribonukleotide synthetisiert werden, aus denen anschließend verschiedene Ribonukleinsäuren (RNA) gewonnen werden. Daher ist die Furanose (5-gliedrige) Alpha-Form der Ribose von größter Bedeutung (in Formeln wird RNA in Form eines regelmäßigen Fünfecks dargestellt).

Die Formel von Desoxyribose in allgemeiner Form ist C 5 H 10 O 4. Desoxyribose ist eine der Substanzen, aus denen Desoxyribonukleotide in Organismen synthetisiert werden; Letztere sind die Ausgangsmaterialien für die Synthese von Desoxyribonukleinsäuren (DNA). Daher ist die zyklische Alpha-Form der Desoxyribose, der am zweiten Kohlenstoffatom im Zyklus ein Hydroxid fehlt, von größter Bedeutung.

Die offenkettigen Formen von Ribose und Desoxyribose sind Aldosen, dh sie enthalten 4 (3) Hydroxidgruppen und eine Aldehydgruppe. Beim vollständigen Abbau von Nukleinsäuren werden Ribose und Desoxyribose zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert; Dieser Vorgang wird von der Freisetzung von Energie begleitet.

Kurze Beschreibung der Hexosen

Hexosen sind Monosaccharide, deren Moleküle sechs Kohlenstoffatome enthalten. Die allgemeine Formel von Hexosen ist C 6 (H 2 O) 6 oder C 6 H 12 O 6. Alle Varianten von Hexosen sind Isomere entsprechend der obigen Formel. Unter Hexosen gibt es Ketosen und Aldosen und Alpha- und Betaformen von Molekülen, offenkettige und zyklische Formen, Pyranose- und zyklische Furanoseformen von Molekülen. Von größter Bedeutung in der Natur sind Glucose und Fructose, die im Folgenden kurz besprochen werden.

1. Glukose. Wie jede Hexose hat es die allgemeine Formel C 6 H 12 O 6 . Es gehört zu Aldosen, dh es enthält eine funktionelle Aldehydgruppe und 5 Hydroxidgruppen (charakteristisch für Alkohole), daher ist Glucose ein mehrwertiger Aldehydalkohol (diese Gruppen sind in offenkettiger Form enthalten, die Aldehydgruppe fehlt darin die zyklische Form, da sie sich in ein Hydroxid verwandelt, eine Gruppe namens "Glucosid-Hydroxid"). Die zyklische Form kann entweder fünfgliedrig (Furanose) oder sechsgliedrig (Pyranose) sein. Die wichtigste in der Natur ist die Pyranoseform des Glucosemoleküls. Die cyclischen Pyranose- und Furanoseformen können entweder alpha oder beta sein, abhängig von der Position des glucosidischen Hydroxids relativ zu anderen Hydroxidgruppen im Molekül.

Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften ist Glukose ein weißer, kristalliner Feststoff mit süßem Geschmack (die Intensität dieses Geschmacks ähnelt der von Saccharose), der in Wasser gut löslich ist und übersättigte Lösungen („Sirupe“) bilden kann. Da das Glucosemolekül asymmetrische Kohlenstoffatome enthält (d. h. Atome, die mit vier verschiedenen Radikalen verbunden sind), haben Glucoselösungen optische Aktivität, daher werden D-Glucose und L-Glucose unterschieden, die unterschiedliche biologische Aktivität haben.

Aus biologischer Sicht ist die Fähigkeit von Glucose, leicht nach dem Schema zu oxidieren, am wichtigsten:

С 6 Н 12 O 6 (Glucose) → (Zwischenstufen) → 6СO 2 + 6Н 2 O.

Glukose ist eine biologisch wichtige Verbindung, da sie vom Körper durch ihre Oxidation als universeller Nährstoff und leicht zugängliche Energiequelle genutzt wird.

2. Fruktose. Dies ist Ketose, seine allgemeine Formel ist C 6 H 12 O 6, dh es ist ein Isomer von Glucose, es ist durch offenkettige und zyklische Formen gekennzeichnet. Das wichtigste ist Beta-B-Fructofuranose oder kurz Beta-Fructose. Saccharose wird aus Beta-Fructose und Alpha-Glucose hergestellt. Unter bestimmten Bedingungen kann Fructose während der Isomerisierungsreaktion in Glucose umgewandelt werden. Fruktose hat ähnliche physikalische Eigenschaften wie Glukose, ist aber süßer als sie.

Kurze Beschreibung von Disacchariden

Disaccharide sind Produkte der Dikondensationsreaktion gleicher oder verschiedener Moleküle von Monosacchariden.

Disaccharide sind eine der Arten von Oligosacchariden (eine kleine Anzahl von Monosaccharidmolekülen (gleich oder verschieden) ist an der Bildung ihrer Moleküle beteiligt.

Der wichtigste Vertreter der Disaccharide ist Saccharose (Rüben- oder Rohrzucker). Saccharose ist ein Produkt der Wechselwirkung von Alpha-D-Glucopyranose (Alpha-Glucose) und Beta-D-Fructofuranose (Beta-Fructose). Seine allgemeine Formel ist C 12 H 22 O 11. Saccharose ist eines der vielen Isomere von Disacchariden.

Dies ist eine weiße kristalline Substanz, die in verschiedenen Zuständen vorliegt: grobkörnig ("Zuckerköpfe"), feinkristallin (Kristallzucker), amorph (Puderzucker). Es löst sich gut in Wasser, insbesondere in heißem Wasser (im Vergleich zu heißem Wasser ist die Löslichkeit von Saccharose in kaltem Wasser relativ gering), so dass Saccharose in der Lage ist, „übersättigte Lösungen“ zu bilden – Sirupe, die „kandiert“, d.h. Es bilden sich kristalline Suspensionen. Konzentrierte Saccharoselösungen können spezielle glasartige Systeme bilden - Karamell, das vom Menschen verwendet wird, um bestimmte Arten von Süßigkeiten zu erhalten. Saccharose ist eine süße Substanz, aber die Intensität des süßen Geschmacks ist geringer als die von Fructose.

Die wichtigste chemische Eigenschaft von Saccharose ist ihre Fähigkeit zur Hydrolyse, bei der Alpha-Glucose und Beta-Fructose gebildet werden, die Koeingehen.

Für den Menschen ist Saccharose eines der wichtigsten Lebensmittel, da sie eine Quelle für Glukose ist. Ein übermäßiger Konsum von Saccharose ist jedoch schädlich, da er zu einer Störung des Kohlenhydratstoffwechsels führt, die mit dem Auftreten von Krankheiten einhergeht: Diabetes, Zahnerkrankungen, Fettleibigkeit.

Allgemeine Eigenschaften von Polysacchariden

Polysaccharide werden als natürliche Polymere bezeichnet, die Reaktionsprodukte der Polykondensation von Monosacchariden sind. Als Monomere zur Bildung von Polysacchariden können Pentosen, Hexosen und andere Monosaccharide verwendet werden. Von praktischer Bedeutung sind die Hexose-Polykondensationsprodukte. Es sind auch Polysaccharide bekannt, deren Moleküle Stickstoffatome enthalten, wie beispielsweise Chitin.

Auf Hexose basierende Polysaccharide haben die allgemeine Formel (C 6 H 10 O 5)n. Sie sind in Wasser unlöslich, während einige von ihnen kolloidale Lösungen bilden können. Die wichtigsten dieser Polysaccharide sind verschiedene Sorten pflanzlicher und tierischer Stärke (letztere werden als Glykogen bezeichnet) sowie Sorten von Zellulose (Faser).

Allgemeine Merkmale der Eigenschaften und ökologische Rolle von Stärke

Stärke ist ein Polysaccharid, das ein Produkt der Polykondensationsreaktion von Alpha-Glucose (Alpha-D-Glucopyranose) ist. Nach Herkunft werden pflanzliche und tierische Stärken unterschieden. Tierische Stärken werden Glykogen genannt. Stärkemoleküle haben zwar im Allgemeinen eine gemeinsame Struktur, dieselbe Zusammensetzung, aber die individuellen Eigenschaften von Stärke, die aus verschiedenen Pflanzen gewonnen wird, sind unterschiedlich. Kartoffelstärke unterscheidet sich also von Maisstärke usw. Aber alle Stärkesorten haben gemeinsame Eigenschaften. Dies sind feste, weiße, feinkristalline oder amorphe Substanzen, die sich „spröde“ anfühlen, in Wasser unlöslich sind, aber in heißem Wasser kolloidale Lösungen bilden können, die auch beim Abkühlen ihre Stabilität behalten. Stärke bildet sowohl Sole (z. B. flüssiges Gelee) als auch Gele (z. B. Gelee mit hohem Stärkegehalt ist eine gallertartige Masse, die mit einem Messer geschnitten werden kann).

Die Fähigkeit der Stärke, kolloidale Lösungen zu bilden, hängt mit der Kugelförmigkeit ihrer Moleküle zusammen (das Molekül wird sozusagen zu einer Kugel gerollt). Bei Kontakt mit warmem oder heißem Wasser dringen Wassermoleküle zwischen die Windungen von Stärkemolekülen ein, das Molekül nimmt an Volumen zu und die Dichte der Substanz nimmt ab, was zum Übergang von Stärkemolekülen in einen für kolloidale Systeme charakteristischen beweglichen Zustand führt. Die allgemeine Formel von Stärke lautet: (C 6 H 10 O 5) n, die Moleküle dieser Substanz haben zwei Arten, von denen eine Amylose genannt wird (es gibt keine Seitenketten in diesem Molekül) und die andere Amylopektin (das Moleküle haben Seitenketten, bei denen die Verbindung über 1 - 6 Kohlenstoffatome durch eine Sauerstoffbrücke erfolgt).

Die wichtigste chemische Eigenschaft, die die biologische und ökologische Rolle von Stärke bestimmt, ist ihre Fähigkeit zur Hydrolyse, die letztendlich entweder das Disaccharid Maltose oder Alpha-Glucose bildet (dies ist das Endprodukt der Stärkehydrolyse):

(C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6 (alpha-Glucose).

Der Prozess findet in Organismen unter der Wirkung einer ganzen Gruppe von Enzymen statt. Durch diesen Prozess wird der Körper mit Glukose angereichert – der wichtigsten Nährstoffverbindung.

Eine qualitative Reaktion auf Stärke ist ihre Wechselwirkung mit Jod, bei der eine rotviolette Farbe auftritt. Diese Reaktion wird zum Nachweis von Stärke in verschiedenen Systemen verwendet.

Die biologische und ökologische Rolle der Stärke ist ziemlich groß. Dies ist einer der wichtigsten Speicherstoffe in pflanzlichen Organismen, beispielsweise in Pflanzen aus der Familie der Getreidegewächse. Für Tiere ist Stärke die wichtigste trophische Substanz.

Kurze Beschreibung der Eigenschaften und der ökologischen und biologischen Rolle von Cellulose (Faser)

Cellulose (Faser) ist ein Polysaccharid, das ein Produkt der Polykondensationsreaktion von Beta-Glucose (Beta-D-Glucopyranose) ist. Seine allgemeine Formel ist (C 6 H 10 O 5) n. Im Gegensatz zu Stärke sind Zellulosemoleküle streng linear und haben eine fibrilläre ("fadenförmige") Struktur. Der Unterschied in der Struktur von Stärke- und Zellulosemolekülen erklärt den Unterschied in ihrer biologischen und ökologischen Rolle. Cellulose ist weder eine Reserve- noch eine trophische Substanz, da sie von den meisten Organismen nicht verdaut werden kann (mit Ausnahme einiger Bakterienarten, die Cellulose hydrolysieren und Beta-Glucose assimilieren können). Cellulose ist nicht in der Lage, kolloidale Lösungen zu bilden, aber sie kann mechanisch starke fadenförmige Strukturen bilden, die Schutz für einzelne Zellorganellen und die mechanische Festigkeit verschiedener Pflanzengewebe bieten. Cellulose wird wie Stärke unter bestimmten Bedingungen hydrolysiert, und das Endprodukt ihrer Hydrolyse ist Beta-Glucose (Beta-D-Glucopyranose). In der Natur spielt dieser Prozess eine relativ geringe Rolle (aber er ermöglicht der Biosphäre, Zellulose zu „assimilieren“).

(C 6 H 10 O 5) n (Faser) + n (H 2 O) → n (C 6 H 12 O 6) (Beta-Glucose oder Beta-D-Glucopyranose) (bei unvollständiger Hydrolyse der Faser, Bildung von ein lösliches Disaccharid ist möglich - Cellobiose).

Unter natürlichen Bedingungen werden Fasern (nach dem Absterben von Pflanzen) abgebaut, wodurch die Bildung verschiedener Verbindungen möglich ist. Durch diesen Prozess werden Humus (ein organischer Bestandteil des Bodens), verschiedene Kohlearten gebildet (Öl und Kohle entstehen aus den toten Überresten verschiedener tierischer und pflanzlicher Organismen in Abwesenheit, d.h. unter anaeroben Bedingungen, des gesamten Komplexes organischer Substanzen an ihrer Bildung beteiligt ist, einschließlich Kohlenhydrate).

Die ökologische und biologische Rolle von Fasern besteht darin, dass sie: a) schützend sind; b) mechanisch; c) eine Bildungsverbindung (für einige Bakterien erfüllt sie eine trophische Funktion). Die toten Überreste von Pflanzenorganismen sind ein Substrat für einige Organismen - Insekten, Pilze, verschiedene Mikroorganismen.

Kurze Beschreibung der ökologischen und biologischen Rolle von Kohlenhydraten

Wenn wir das obige Material in Bezug auf die Eigenschaften von Kohlenhydraten zusammenfassen, können wir die folgenden Schlussfolgerungen über ihre ökologische und biologische Rolle ziehen.

1. Sie erfüllen sowohl in Zellen als auch im gesamten Körper eine aufbauende Funktion, da sie Teil der zell- und gewebebildenden Strukturen sind (dies gilt insbesondere für Pflanzen und Pilze), z. B. Zellmembranen, verschiedene Membranen usw. Darüber hinaus sind Kohlenhydrate an der Bildung biologisch notwendiger Substanzen beteiligt, die eine Reihe von Strukturen bilden, beispielsweise an der Bildung von Nukleinsäuren, die die Basis von Chromosomen bilden; Kohlenhydrate sind Teil komplexer Proteine ​​- Glykoproteine, die von besonderer Bedeutung für die Bildung von Zellstrukturen und interzellulärer Substanz sind.

2. Die wichtigste Funktion von Kohlenhydraten ist die trophische Funktion, die darin besteht, dass viele von ihnen Nahrungsprodukte heterotropher Organismen sind (Glukose, Fruktose, Stärke, Saccharose, Maltose, Laktose usw.). Diese Substanzen bilden in Kombination mit anderen Verbindungen Nahrungsprodukte, die vom Menschen verwendet werden (verschiedene Getreide; Früchte und Samen einzelner Pflanzen, die Kohlenhydrate in ihrer Zusammensetzung enthalten, sind Nahrung für Vögel, und Monosaccharide, die in einen Kreislauf verschiedener Umwandlungen eintreten, tragen dazu bei zur Bildung sowohl ihrer eigenen Kohlenhydrate, die für einen bestimmten Organismus charakteristisch sind, als auch anderer organobiochemischer Verbindungen (Fette, Aminosäuren (aber nicht ihre Proteine), Nukleinsäuren usw.).

3. Kohlenhydrate zeichnen sich auch durch eine Energiefunktion aus, die darin besteht, dass Monosaccharide (insbesondere Glucose) in Organismen leicht oxidiert werden (das Endprodukt der Oxidation ist CO 2 und H 2 O), während eine große Menge Energie vorhanden ist freigesetzt, begleitet von der Synthese von ATP.

4. Sie haben auch eine Schutzfunktion, die darin besteht, dass aus Kohlenhydraten Strukturen (und bestimmte Organellen in der Zelle) entstehen, die entweder die Zelle oder den Körper als Ganzes vor verschiedenen Schäden schützen, einschließlich mechanischer (z. B. Chitinhüllen). von Insekten, die äußere Skelette bilden, Zellmembranen von Pflanzen und vielen Pilzen, einschließlich Zellulose usw.).

5. Eine wichtige Rolle spielen die mechanischen und formenden Funktionen von Kohlenhydraten, dh die Fähigkeit von Strukturen, die entweder durch Kohlenhydrate oder in Kombination mit anderen Verbindungen gebildet werden, dem Körper eine bestimmte Form zu geben und ihn mechanisch fest zu machen; so bilden die Zellmembranen des mechanischen Gewebes und der Gefäße des Xylems das Gerüst (inneres Skelett) von Gehölzen, Sträuchern und krautigen Pflanzen, das äußere Skelett von Insekten wird von Chitin gebildet usw.

Kurze Beschreibung des Kohlenhydratstoffwechsels in einem heterotrophen Organismus (am Beispiel eines menschlichen Körpers)

Eine wichtige Rolle für das Verständnis von Stoffwechselvorgängen spielt die Kenntnis der Umwandlungen, die Kohlenhydrate in heterotrophen Organismen durchlaufen. Im menschlichen Körper ist dieser Prozess durch die folgende schematische Beschreibung gekennzeichnet.

Kohlenhydrate in der Nahrung gelangen über den Mund in den Körper. Monosaccharide im Verdauungssystem werden praktisch nicht umgewandelt, Disaccharide werden zu Monosacchariden hydrolysiert und Polysaccharide werden ziemlich erheblich umgewandelt (dies gilt für Polysaccharide, die vom Körper verzehrt werden, und für Kohlenhydrate, die keine Lebensmittel sind, z. B. Cellulose, einige Pektine, werden mit dem Kot ausgeschieden).

In der Mundhöhle wird die Nahrung zerkleinert und homogenisiert (wird homogener als vor dem Eintritt). Die Nahrung wird durch Speichel beeinflusst, der von den Speicheldrüsen abgesondert wird. Es enthält Ptyalin und hat ein alkalisches Milieu, wodurch die primäre Hydrolyse von Polysacchariden beginnt, was zur Bildung von Oligosacchariden (Kohlenhydraten mit einem kleinen n-Wert) führt.

Ein Teil der Stärke kann sich sogar in Disaccharide umwandeln, was bei längerem Kauen von Brot zu sehen ist (saures Schwarzbrot wird süß).

Gekaute Nahrung, reichlich mit Speichel behandelt und von den Zähnen zerkleinert, gelangt in Form eines Nahrungsklumpens durch die Speiseröhre in den Magen, wo sie dem Magensaft mit einer Säurereaktion des Mediums ausgesetzt wird, das Enzyme enthält, die auf Proteine ​​​​und Nukleinsäuren einwirken. Bei Kohlenhydraten passiert im Magen fast nichts.

Dann gelangt der Nahrungsbrei in den ersten Darmabschnitt (Dünndarm), beginnend mit dem Zwölffingerdarm. Es erhält Pankreassaft (Pankreassekret), der einen Enzymkomplex enthält, der die Verdauung von Kohlenhydraten fördert. Kohlenhydrate werden in Monosaccharide umgewandelt, die wasserlöslich und resorbierbar sind. Nahrungskohlenhydrate werden schließlich im Dünndarm verdaut, und in dem Teil, in dem sich die Zotten befinden, werden sie in den Blutkreislauf aufgenommen und gelangen in das Kreislaufsystem.

Mit dem Blutfluss werden Monosaccharide zu verschiedenen Geweben und Zellen des Körpers transportiert, aber zuerst passiert das gesamte Blut die Leber (wo es von schädlichen Stoffwechselprodukten befreit wird). Im Blut liegen Monosaccharide hauptsächlich in Form von Alpha-Glucose vor (aber auch andere Hexose-Isomere wie Fructose sind möglich).

Wenn der Blutzucker unter dem Normalwert liegt, wird ein Teil des in der Leber enthaltenen Glykogens zu Glukose hydrolysiert. Ein Überschuss an Kohlenhydraten kennzeichnet eine schwere menschliche Krankheit - Diabetes.

Aus dem Blut gelangen Monosaccharide in die Zellen, wo die meisten von ihnen für die Oxidation (in Mitochondrien) verbraucht werden, in denen ATP synthetisiert wird, das Energie in einer „bequemen“ Form für den Körper enthält. ATP wird für verschiedene Prozesse verbraucht, die Energie benötigen (Synthese von Substanzen, die der Körper benötigt, Durchführung physiologischer und anderer Prozesse).

Ein Teil der Kohlenhydrate in der Nahrung wird verwendet, um die Kohlenhydrate eines bestimmten Organismus zu synthetisieren, die für die Bildung von Zellstrukturen oder Verbindungen erforderlich sind, die für die Bildung von Stoffen anderer Verbindungsklassen erforderlich sind (so werden Fette, Nukleinsäuren usw . kann aus Kohlenhydraten gewonnen werden). Die Fähigkeit von Kohlenhydraten, sich in Fette umzuwandeln, ist eine der Ursachen für Fettleibigkeit - eine Krankheit, die einen Komplex anderer Krankheiten nach sich zieht.

Daher ist der Verzehr von überschüssigen Kohlenhydraten schädlich für den menschlichen Körper, was bei der Organisation einer ausgewogenen Ernährung berücksichtigt werden muss.

Bei autotrophen Pflanzenorganismen ist der Kohlenhydratstoffwechsel etwas anders. Kohlenhydrate (Monozucker) werden vom Körper mithilfe von Sonnenenergie aus Kohlendioxid und Wasser selbst synthetisiert. Di-, Oligo- und Polysaccharide werden aus Monosacchariden synthetisiert. Ein Teil der Monosaccharide wird in die Synthese von Nukleinsäuren einbezogen. Pflanzliche Organismen verwenden eine gewisse Menge Monosaccharide (Glucose) in den Atmungsprozessen zur Oxidation, in der (wie in heterotrophen Organismen) ATP synthetisiert wird.

Planen:

1. Begriffsdefinition: Kohlenhydrate. Einstufung.

2. Zusammensetzung, physikalische und chemische Eigenschaften von Kohlenhydraten.

3. Verbreitung in der Natur. Erhalt. Anwendung.

Kohlenhydrate – organische Verbindungen, die Carbonyl- und Hydroxylgruppen von Atomen enthalten, mit der allgemeinen Formel C n (H 2 O) m, (wobei n und m > 3).

Kohlenhydrate Substanzen von überragender biochemischer Bedeutung sind in Wildtieren weit verbreitet und spielen eine wichtige Rolle im menschlichen Leben. Der Name Kohlenhydrate entstand aufgrund von Daten aus der Analyse der ersten bekannten Vertreter dieser Verbindungsgruppe. Die Stoffe dieser Gruppe bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, und das Verhältnis der Anzahl von Wasserstoff- und Sauerstoffatomen in ihnen ist das gleiche wie in Wasser, d.h. Auf 2 Wasserstoffatome kommt ein Sauerstoffatom. Im letzten Jahrhundert galten sie als Kohlenhydrate. Daher der russische Name Kohlenhydrate, der 1844 vorgeschlagen wurde. K.Schmidt. Die allgemeine Formel für Kohlenhydrate ist nach dem Gesagten C m H 2p O p. Nimmt man „n“ aus Klammern heraus, erhält man die Formel C m (H 2 O) n, die den Namen „ Kohlenhydrat". Das Studium der Kohlenhydrate hat gezeigt, dass es Verbindungen gibt, die allen Eigenschaften nach der Gruppe der Kohlenhydrate zuzuordnen sind, obwohl sie eine Zusammensetzung haben, die nicht exakt der Formel C m H 2p O p entspricht Der Name "Kohlenhydrate" hat sich bis heute erhalten, obwohl neben diesem Namen manchmal ein neuerer Name, Glycide, verwendet wird, um sich auf die betreffende Stoffgruppe zu beziehen.

Kohlenhydrate kann aufgeteilt werden in drei Gruppen : 1) Monosaccharide - Kohlenhydrate, die zu einfacheren Kohlenhydraten hydrolysiert werden können. Zu dieser Gruppe gehören Hexosen (Glucose und Fructose) sowie Pentose (Ribose). 2) Oligosaccharide - Kondensationsprodukte mehrerer Monosaccharide (z. B. Saccharose). 3) Polysaccharide - Polymerverbindungen, die eine große Anzahl von Monosaccharidmolekülen enthalten.

Monosaccharide. Monosaccharide sind heterofunktionelle Verbindungen. Ihre Moleküle enthalten gleichzeitig sowohl Carbonyl- (Aldehyd oder Keton) als auch mehrere Hydroxylgruppen, d. h. Monosaccharide sind Polyhydroxycarbonylverbindungen - Polyhydroxyaldehyde und Polyhydroxyketone. Abhängig davon werden Monosaccharide in Aldosen (das Monosaccharid enthält eine Aldehydgruppe) und Ketosen (die Ketogruppe ist enthalten) unterteilt. Beispielsweise ist Glukose eine Aldose und Fruktose eine Ketose.

Erhalt. Glukose kommt in der Natur überwiegend in freier Form vor. Es ist auch eine strukturelle Einheit vieler Polysaccharide. Andere Monosaccharide im freien Zustand sind selten und hauptsächlich als Bestandteile von Oligo- und Polysacchariden bekannt. In der Natur wird Glukose als Ergebnis einer Photosynthesereaktion gewonnen: 6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (Glukose) + 6O 2 Glukose wurde erstmals 1811 durch den russischen Chemiker G. E. Kirchhoff bei der Hydrolyse von Stärke gewonnen. Später schlug A. M. Butlerov die Synthese von Monosacchariden aus Formaldehyd in alkalischem Medium vor

Für diejenigen, die dick werden wollen.

Kohlenhydrate werden Ihnen helfen.

Wie Sie wissen, besteht ein Fettmolekül aus vier Glukosemolekülen plus vier Wassermolekülen. Das heißt, mit einer erhöhten Aufnahme von Kohlenhydraten in Kombination mit einer Wasseraufnahme erhalten Sie das erwartete Ergebnis. Ich werde nur eines bemerken, es ist wünschenswert, komplexere Kohlenhydrate zu konsumieren, da einfache Kohlenhydrate zu Diabetes und Bluthochdruck führen können. Ich hoffe, dass Sie mit moderner Ernährung (eine Reihe von Produkten in Geschäften) unterwegs keine Schwierigkeiten haben werden. Das Wichtigste zum Thema Kohlenhydrate steht unten, dank "Wikipedia"

(Zucker, Saccharide) - organische Substanzen, die eine Carbonylgruppe und mehrere Hydroxylgruppen enthalten. Der Name der Verbindungsklasse stammt von den Wörtern "Kohlenhydrate", sie wurde erstmals 1844 von K. Schmidt vorgeschlagen. Das Auftreten eines solchen Namens ist darauf zurückzuführen, dass die ersten der Wissenschaft bekannten Kohlenhydrate durch die grobe Formel Cx(H2O)y beschrieben wurden, die formal Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasser waren.
Kohlenhydrate sind eine sehr breite Klasse organischer Verbindungen, darunter gibt es Stoffe mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften. Dadurch können Kohlenhydrate eine Vielzahl von Funktionen in lebenden Organismen erfüllen. Verbindungen dieser Klasse machen etwa 80 % der Trockenmasse von Pflanzen und 2-3 % der Masse von Tieren aus.

Einfache und komplexe Kohlenhydrate

Links ist D-Glycerinaldehyd, rechts Dihydroxyaceton.

Kohlenhydrate sind ein integraler Bestandteil der Zellen und Gewebe aller lebenden Organismen der Flora und Fauna und machen (nach Masse) den Hauptteil der organischen Substanz auf der Erde aus. Die Kohlenhydratquelle für alle lebenden Organismen ist der von Pflanzen durchgeführte Prozess der Photosynthese. Entsprechend der Fähigkeit, in Monomere zu hydrolysieren, werden Kohlenhydrate in zwei Gruppen eingeteilt: einfache (Monosaccharide) und komplexe (Disaccharide und Polysaccharide). Komplexe Kohlenhydrate können im Gegensatz zu einfachen zu Monosacchariden, Monomeren, hydrolysieren. Einfache Kohlenhydrate sind leicht wasserlöslich und werden in grünen Pflanzen synthetisiert. Komplexe Kohlenhydrate sind Produkte der Polykondensation einfacher Zucker (Monosaccharide) und bilden im Prozess der hydrolytischen Spaltung Hunderte und Tausende von Monosaccharidmolekülen.

Monosaccharide

Das häufigste Monosaccharid in der Natur ist Beta-D-Glucose.

Monosaccharide(vom griechischen Monos - der einzige, Sacchar - Zucker) - die einfachsten Kohlenhydrate, die nicht zu einfacheren Kohlenhydraten hydrolysieren - sie sind normalerweise farblos, leicht löslich in Wasser, schlecht in Alkohol und völlig unlöslich in Ether, feste transparente organische Verbindungen , eine der Hauptgruppen der Kohlenhydrate, die einfachste Form von Zucker. Wässrige Lösungen haben einen neutralen pH-Wert. Einige Monosaccharide haben einen süßen Geschmack. Monosaccharide enthalten eine Carbonylgruppe (Aldehyd oder Ketongruppe), sodass sie als Derivate von mehrwertigen Alkoholen betrachtet werden können. Ein Monosaccharid mit einer Carbonylgruppe am Kettenende ist ein Aldehyd und wird Aldose genannt. An jeder anderen Position der Carbonylgruppe ist das Monosaccharid ein Keton und wird als Ketose bezeichnet. Je nach Länge der Kohlenstoffkette (drei bis zehn Atome) werden Triosen, Tetrosen, Pentosen, Hexosen, Heptosen usw. unterschieden. Unter ihnen sind Pentosen und Hexosen in der Natur am weitesten verbreitet. Monosaccharide sind die Bausteine, aus denen Disaccharide, Oligosaccharide und Polysaccharide synthetisiert werden.
In der Natur kommt in freier Form am häufigsten D-Glucose (Traubenzucker oder Dextrose, C6H12O6) vor - ein sechsatomiger Zucker (Hexose), eine Struktureinheit (Monomer) vieler Polysaccharide (Polymere) -Disaccharide: (Maltose, Saccharose und Lactose) und Polysaccharide (Cellulose, Stärke). Andere Monosaccharide sind allgemein als Bestandteile von Di-, Oligo- oder Polysacchariden bekannt und in freiem Zustand selten. Natürliche Polysaccharide dienen als Hauptquellen für Monosaccharide

Disaccharide

Maltose (Malzzucker) ist ein natürliches Disaccharid, das aus zwei Glucoseresten besteht.

Maltose(Malzzucker) - ein natürliches Disaccharid, das aus zwei Glucoseresten besteht
Disaccharide (aus di - zwei, sacchar - Zucker) - komplexe organische Verbindungen, eine der Hauptgruppen von Kohlenhydraten, während der Hydrolyse zerfällt jedes Molekül in zwei Moleküle Monosaccharide, sind private solcheMolygosaccharide. Disaccharide sind strukturell Glykoside, bei denen zwei Monosaccharidmoleküle durch eine glykosidische Bindung miteinander verbunden sind, die durch die Wechselwirkung von Hydroxylgruppen (zwei Halbacetal oder ein Halbacetal und ein Alkohol) gebildet wird. Je nach Struktur werden Disaccharide in zwei Gruppen eingeteilt: reduzierend und nicht reduzierend. Beispielsweise hat im Maltosemolekül der zweite Rest des Monosaccharids (Glucose) ein freies Halbacetal-Hydroxyl, das diesem Disaccharid reduzierende Eigenschaften verleiht. Disaccharide sind zusammen mit Polysacchariden eine der Hauptquellen für Kohlenhydrate in der Ernährung von Menschen und Tieren.

Oligosaccharide

Rafinose- natürliches Trisaccharid, bestehend aus Resten von D-Galactose, D-Glucose und D-Fructose.
Oligosaccharide- Kohlenhydrate, deren Moleküle aus 2-10 Monosaccharidresten synthetisiert werden, die durch glykosidische Bindungen verbunden sind. Dementsprechend unterscheiden sie: Disaccharide, Trisaccharide und so weiter. Oligosaccharide, die aus identischen Monosaccharidresten bestehen, werden Homopolysaccharide genannt, und solche, die aus unterschiedlichen Monosacchariden bestehen, werden Heteropolysaccharide genannt. Unter den Oligosacchariden kommen Disaccharide am häufigsten vor.
Unter den natürlichen Trisacchariden ist Raffinose das häufigste – ein nicht reduzierendes Oligosaccharid, das Reste von Fructose, Glucose und Galactose enthält –, das in großen Mengen in Zuckerrüben und vielen anderen Pflanzen vorkommt.

Polysaccharide

Polysaccharide- der allgemeine Name der Klasse komplexer hochmolekularer Kohlenhydrate, deren Moleküle aus zehn, hundert oder tausend Monomeren bestehen - Monosaccharide. Aus Sicht der allgemeinen Strukturprinzipien in der Gruppe der Polysaccharide ist es möglich, zwischen Homopolysacchariden, die aus der gleichen Art von Monosaccharideinheiten synthetisiert wurden, und Heteropolysacchariden zu unterscheiden, die durch das Vorhandensein von zwei oder mehr Arten von monomeren Resten gekennzeichnet sind.
Homopolysaccharide (Glykane), bestehend aus Resten eines Monosaccharids, können Hexosen oder Pentosen sein, dh als Monomer kann Hexose oder Pentose verwendet werden. Je nach chemischer Natur des Polysaccharids werden Glucane (aus Glucoseresten), Mannane (aus Mannose), Galactane (aus Galactose) und andere ähnliche Verbindungen unterschieden. Die Gruppe der Homopolysaccharide umfasst organische Verbindungen pflanzlichen (Stärke, Zellulose, Pektin), tierischen (Glykogen, Chitin) und bakteriellen (Dextrane) Ursprungs.
Polysaccharide sind für das Leben von Tieren und Pflanzen essentiell. Es ist eine der Hauptenergiequellen des Körpers, die aus dem Stoffwechsel resultiert. Polysaccharide nehmen an Immunprozessen teil, sorgen für die Adhäsion von Zellen in Geweben und machen den Großteil der organischen Substanz in der Biosphäre aus.

Links ist Stärke, rechts Glykogen.

Stärke

(C6H10O5) n ist eine Mischung aus zwei Homopolysacchariden: linear - Amylose und verzweigt - Amylopektin, dessen Monomer Alpha-Glucose ist. Weiße amorphe Substanz, in kaltem Wasser unlöslich, quellfähig und teilweise in heißem Wasser löslich. Molekulargewicht 105–107 Dalton. Stärke, die von verschiedenen Pflanzen in Chloroplasten unter Einwirkung von Licht während der Photosynthese synthetisiert wird, unterscheidet sich etwas in der Struktur der Körner, dem Polymerisationsgrad der Moleküle, der Struktur der Polymerketten und den physikalisch-chemischen Eigenschaften. In der Regel beträgt der Gehalt an Amylose in Stärke 10-30%, Amylopektin - 70-90%. Das Amylosemolekül enthält im Durchschnitt etwa 1.000 Glucosereste, die durch Alpha-1,4-Bindungen verbunden sind. Getrennte lineare Abschnitte des Amylopektinmoleküls bestehen aus 20–30 solcher Einheiten, und an den Verzweigungspunkten von Amylopektin sind Glucosereste durch Zwischenketten-alpha-1,6-Bindungen verbunden. Bei partieller Säurehydrolyse von Stärke entstehen Polysaccharide mit geringerem Polymerisationsgrad - Dextrine (C6H10O5)p und bei vollständiger Hydrolyse - Glucose.
Glykogen (C6H10O5)n ist ein aus Alpha-D-Glucose-Resten aufgebautes Polysaccharid – das Hauptreserve-Polysaccharid höherer Tiere und Menschen, ist in Form von Granulat im Zytoplasma von Zellen in fast allen Organen und Geweben enthalten, jedoch am größten Menge reichert sich in Muskeln und Leber an. Das Glykogenmolekül ist aus verzweigten Polyglucosidketten aufgebaut, in deren linearer Folge Glucosereste durch Alpha-1,4-Bindungen und an Verzweigungspunkten durch Alpha-1,6-Bindungen zwischen den Ketten verbunden sind. Die Summenformel von Glykogen ist identisch mit der von Stärke. In seiner chemischen Struktur ähnelt Glykogen dem Amylopektin mit ausgeprägteren Kettenverzweigungen, weshalb es manchmal als ungenaue Bezeichnung "tierische Stärke" bezeichnet wird. Molekulargewicht 105–108 Dalton und darüber. In tierischen Organismen ist es ein strukturelles und funktionelles Analogon des pflanzlichen Polysaccharids - Stärke. Glykogen bildet eine Energiereserve, die bei Bedarf zum Ausgleich eines plötzlichen Glukosemangels schnell mobilisiert werden kann - eine starke Verzweigung seiner Moleküle führt zum Vorhandensein einer großen Anzahl von Endresten, die die Fähigkeit zur schnellen Spaltung bieten die erforderliche Menge an Glukosemolekülen. Anders als der Speicher von Triglyceriden (Fetten) ist der Speicher von Glykogen nicht so umfangreich (in Kalorien pro Gramm). Nur das in Leberzellen (Hepatozyten) gespeicherte Glykogen kann in Glukose umgewandelt werden, um den gesamten Körper zu ernähren, während Hepatozyten bis zu 8 Prozent ihres Gewichts in Form von Glykogen speichern können, was die höchste Konzentration aller Zelltypen darstellt. Die Gesamtmasse an Glykogen in der Leber von Erwachsenen kann 100-120 Gramm erreichen. In den Muskeln wird Glykogen ausschließlich für den lokalen Verbrauch in Glukose zerlegt und reichert sich in viel geringeren Konzentrationen an (nicht mehr als 1 % der gesamten Muskelmasse), jedoch kann der Gesamtvorrat in Muskeln den in Hepatozyten angesammelten Vorrat übersteigen.

Cellulose (Faser) ist das häufigste strukturelle Polysaccharid der Pflanzenwelt und besteht aus Alpha-Glucose-Resten, die in Beta-Pyranose-Form vorliegen. Somit sind im Zellulosemolekül beta-Glucopyranose-Monomereinheiten durch beta-1,4-Bindungen linear miteinander verbunden. Bei partieller Hydrolyse von Cellulose entsteht das Disaccharid Cellobiose und bei vollständiger Hydrolyse D-Glucose. Im menschlichen Gastrointestinaltrakt wird Zellulose nicht verdaut, da der Satz von Verdauungsenzymen keine Beta-Glucosidase enthält. Das Vorhandensein einer optimalen Menge an Pflanzenfasern in der Nahrung trägt jedoch zur normalen Kotbildung bei. Zellulose besitzt eine hohe mechanische Festigkeit und dient beispielsweise als Trägermaterial für Pflanzen in der Zusammensetzung von Holz, ihr Anteil variiert zwischen 50 und 70%, und Baumwolle besteht zu fast 100 Prozent aus Zellulose.
Chitin ist ein strukturelles Polysaccharid niederer Pflanzen, Pilze und wirbelloser Tiere (hauptsächlich der Hornhäute von Arthropoden - Insekten und Krebstieren). Chitin erfüllt wie Zellulose in Pflanzen unterstützende und mechanische Funktionen im Organismus von Pilzen und Tieren. Das Chitinmolekül ist aus N-Acetyl-D-Glucosamin-Resten aufgebaut, die durch Beta-1,4-Glycosium-Bindungen verbunden sind. Chitin-Makromoleküle sind unverzweigt und ihre räumliche Anordnung hat nichts mit Zellulose zu tun.
Pektinsubstanzen - Polygalacturonsäure, die in Obst und Gemüse vorkommt, D-Galacturonsäurereste sind durch alpha-1,4-glykosidische Bindungen verbunden. In Gegenwart von organischen Säuren können sie gelieren, sie werden in der Lebensmittelindustrie zur Herstellung von Gelee und Marmelade verwendet. Einige Pektin-Substanzen haben eine Antiulcus-Wirkung und sind aktiver Bestandteil einer Reihe von pharmazeutischen Präparaten, beispielsweise ein Derivat des Spitzwegerichs Plantaglucid.
Muramin ist ein Polysaccharid, ein stützendes mechanisches Material der bakteriellen Zellwand. Gemäß seiner chemischen Struktur ist es eine unverzweigte Kette, aufgebaut aus alternierenden N-Acetylglucosamin- und N-Acetylmuraminsäureresten, die durch eine beta-1,4-glykosidische Bindung verbunden sind. Muramin ist in Bezug auf die strukturelle Organisation (unverzweigte Kette des Beta-1,4-Polyglucopyranose-Skeletts) und die funktionelle Rolle Chitin und Cellulose sehr ähnlich.
Dextran-Halbsaccharide bakteriellen Ursprungs werden unter industriellen Bedingungen mikrobiologisch (durch Einwirkung von Leuconostoc mesenteroides-Mikroorganismen auf eine Saccharoselösung) synthetisiert und als Blutplasmaersatz verwendet (die sogenannten klinischen "Dextrane": Poliglukin und andere).

Links ist D-Glycerinaldehyd, rechts L-Glycerinaldehyd.

Räumliche Isomerie

Isomerie - das Vorhandensein chemischer Verbindungen (Isomere), die in Zusammensetzung und Molekulargewicht identisch sind und sich in der Struktur oder Anordnung der Atome im Raum und infolgedessen in den Eigenschaften unterscheiden.
Stereoisomerie von Monosacchariden: Als D-Glycerinaldehyd gilt das Isomer des Glycerinaldehyds, bei dem sich bei Projektion des Modells auf die Ebene die OH-Gruppe am asymmetrischen Kohlenstoffatom auf der rechten Seite befindet, und der Spiegelbild L-Glycerinaldehyd . Alle Isomere von Monosacchariden werden nach der Ähnlichkeit der Lage der OH-Gruppe am letzten asymmetrischen Kohlenstoffatom in der Nähe der CH2OH-Gruppe in D- und L-Form eingeteilt (Ketosen enthalten ein asymmetrisches Kohlenstoffatom weniger als Aldosen mit der gleichen Anzahl an Kohlenstoffatomen Atome). Natürliche Hexosen – Glucose, Fructose, Mannose und Galactose – werden gemäß den stereochemischen Konfigurationen als Verbindungen der D-Reihe klassifiziert.

Biologische Rolle
In lebenden Organismen erfüllen Kohlenhydrate folgende Funktionen:
Strukturelle und unterstützende Funktionen. Kohlenhydrate sind am Aufbau verschiedener Stützstrukturen beteiligt. Da Zellulose die Hauptstrukturkomponente von Pflanzenzellwänden ist, erfüllt Chitin eine ähnliche Funktion in Pilzen und verleiht dem Exoskelett von Arthropoden auch Steifigkeit.
Schutzfunktion in Pflanzen. Einige Pflanzen haben Schutzformationen (Dornen, Stacheln usw.), die aus Zellwänden toter Zellen bestehen.
plastische Funktion. Kohlenhydrate sind Teil komplexer Moleküle (beispielsweise sind Pentosen (Ribose und Desoxyribose) am Aufbau von ATP, DNA und RNA beteiligt).
Energiefunktion. Kohlenhydrate dienen als Energiequelle: Wenn 1 Gramm Kohlenhydrate oxidiert werden, werden 4,1 kcal Energie und 0,4 g Wasser freigesetzt.
Speicherfunktion. Kohlenhydrate dienen als Reservenährstoffe: Glykogen bei Tieren, Stärke und Inulin bei Pflanzen.
osmotische Funktion. Kohlenhydrate sind an der Regulierung des osmotischen Drucks im Körper beteiligt. So enthält das Blut 100-110 mg/% Glucose, der osmotische Druck des Blutes hängt von der Glucosekonzentration ab.
Rezeptorfunktion. Oligosaccharide sind Teil des rezeptiven Teils vieler Zellrezeptoren oder Ligandenmoleküle Biosynthese
Kohlenhydrate überwiegen in der täglichen Ernährung von Menschen und Tieren. Pflanzenfresser erhalten Stärke, Ballaststoffe, Saccharose. Fleischfresser nehmen Glykogen aus Fleisch auf.
Tierische Organismen sind nicht in der Lage, Kohlenhydrate aus anorganischen Stoffen zu synthetisieren. Sie erhalten sie aus Pflanzen mit Nahrung und nutzen sie als Hauptenergiequelle aus dem Oxidationsprozess: In den grünen Blättern von Pflanzen werden während der Photosynthese Kohlenhydrate gebildet - ein einzigartiger biologischer Prozess zur Umwandlung anorganischer Substanzen in Zucker - Kohlenmonoxid ( IV) und Wasser, das unter Beteiligung von Chlorophyll durch Sonnenenergie entsteht: Der Stoffwechsel von Kohlenhydraten im menschlichen Körper und höheren Tieren besteht aus mehreren Prozessen:
Hydrolyse (Abbau) von Polysacchariden und Disacchariden der Nahrung im Magen-Darm-Trakt zu Monosacchariden, gefolgt von der Aufnahme aus dem Darmlumen in den Blutkreislauf.
Glykogenogenese (Synthese) und Glykogenolyse (Abbau) von Glykogen in Geweben, hauptsächlich in der Leber.
Aerobe (Pentosephosphatweg der Glukoseoxidation oder Pentosezyklus) und anaerobe (ohne Sauerstoffverbrauch) Glykolyse sind Wege für den Abbau von Glukose im Körper.
Umwandlung von Hexosen.
Aerobe Oxidation des Produkts der Glykolyse - Pyruvat (das Endstadium des Kohlenhydratstoffwechsels).
Gluconeogenese ist die Synthese von Kohlenhydraten aus Nicht-Kohlenhydrat-Rohstoffen (Brenztraubensäure, Milchsäure, Glycerin, Aminosäuren und andere organische Verbindungen).
[Bearbeiten] Wichtige Quellen
Die Hauptquellen für Kohlenhydrate aus der Nahrung sind: Brot, Kartoffeln, Nudeln, Müsli, Süßigkeiten. Das Nettokohlenhydrat ist Zucker. Honig enthält je nach Herkunft 70-80 % Glucose und Fructose.
Um die Menge an Kohlenhydraten in Lebensmitteln anzugeben, wird eine spezielle Broteinheit verwendet.
Darüber hinaus grenzen Ballaststoffe und Pektine, die vom menschlichen Körper schlecht verdaut werden, an die Kohlenhydratgruppe an.

Liste der häufigsten Kohlenhydrate

• Monosaccharide

• Oligosaccharide

• Saccharose (normaler Zucker, Rohr oder Rübe)

• Polysaccharide

• Galaktomannane

• Glykosaminoglykane (Mucopolysaccharide)

• Chondroitinsulfat

• Hyaluronsäure

• Heparansulfat

• Dermatansulfat

• Keratansulfat

Glucose ist das wichtigste aller Monosaccharide, da es die Struktureinheit der meisten Lebensmittel-Di- und Polysaccharide ist. Im Stoffwechsel werden sie in einzelne Monosaccharidmoleküle zerlegt, die im Laufe mehrstufiger chemischer Reaktionen in andere Stoffe umgewandelt und schließlich zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert werden – als „Brennstoff“ für die Zellen. Glukose ist ein wesentlicher Bestandteil des Stoffwechsels Kohlenhydrate. Bei einer Abnahme des Blutspiegels oder einer hohen Konzentration und der Unfähigkeit zur Anwendung, wie dies bei Diabetes der Fall ist, tritt Schläfrigkeit auf, und es kann zu Bewusstlosigkeit (hypoglykämisches Koma) kommen. Glukose „in reiner Form“, als Monosaccharid, kommt in Gemüse und Obst vor. Besonders reich an Glukose sind Trauben - 7,8 %, Kirschen, Kirschen - 5,5 %, Himbeeren - 3,9 %, Erdbeeren - 2,7 %, Pflaumen - 2,5 %, Wassermelonen - 2,4 %. Vom Gemüse kommt die meiste Glukose im Kürbis vor - 2,6%, im Weißkohl - 2,6%, in Karotten - 2,5%.

Glucose ist weniger süß als das bekannteste Disaccharid Saccharose. Wenn wir die Süße von Saccharose mit 100 Einheiten annehmen, dann beträgt die Süße von Glukose 74 Einheiten.

Fruktose ist eine der häufigsten Kohlenhydrate Früchte. Im Gegensatz zu Glukose kann es ohne Beteiligung von Insulin aus dem Blut in Gewebezellen eindringen. Aus diesem Grund wird Fruktose als sicherste Quelle empfohlen. Kohlenhydrate für Diabetiker. Ein Teil der Fruktose gelangt in die Leberzellen, die sie in einen universelleren "Brennstoff" umwandeln - Glukose, so dass Fruktose auch den Blutzucker erhöhen kann, wenn auch in viel geringerem Maße als andere einfache Zucker. Fruktose wird leichter in Fett umgewandelt als Glukose. Der Hauptvorteil von Fructose besteht darin, dass sie 2,5-mal süßer als Glucose und 1,7-mal süßer als Saccharose ist. Seine Verwendung anstelle von Zucker kann die Gesamtaufnahme reduzieren Kohlenhydrate.

Die Hauptquellen für Fruktose in Lebensmitteln sind Weintrauben – 7,7 %, Äpfel – 5,5 %, Birnen – 5,2 %, Kirschen, Süßkirschen – 4,5 %, Wassermelonen – 4,3 %, schwarze Johannisbeeren – 4,2 %, Himbeeren – 3,9 %, Erdbeeren – 2,4 % %, Melonen - 2,0 %. In Gemüse ist der Fruktosegehalt gering – von 0,1 % in Rüben bis 1,6 % in Weißkohl. Fructose ist in Honig enthalten - etwa 3,7%. Fructose, die eine viel höhere Süße als Saccharose hat, verursacht nachweislich keine Karies, die durch Zuckerkonsum gefördert wird.

Galaktose kommt in Produkten nicht in freier Form vor. Es bildet ein Disaccharid mit Glukose - Laktose (Milchzucker) - der Hauptbestandteil Kohlenhydrat Milch und Milchprodukte.

Laktose wird im Magen-Darm-Trakt durch die Wirkung eines Enzyms zu Glucose und Galactose abgebaut. Laktase. Ein Mangel an diesem Enzym führt bei manchen Menschen zu einer Milchunverträglichkeit. Unverdaute Laktose dient als guter Nährstoff für die Darmflora. Gleichzeitig ist eine reichliche Gasbildung möglich, der Magen „schwillt an“. In fermentierten Milchprodukten wird der größte Teil der Laktose zu Milchsäure fermentiert, sodass Menschen mit Laktasemangel fermentierte Milchprodukte ohne unangenehme Folgen vertragen können. Darüber hinaus hemmen Milchsäurebakterien in fermentierten Milchprodukten die Aktivität der Darmflora und reduzieren die unerwünschten Wirkungen von Laktose.

Galactose, die beim Abbau von Lactose entsteht, wird in der Leber in Glucose umgewandelt. Bei einem angeborenen erblichen Mangel oder Fehlen eines Enzyms, das Galaktose in Glukose umwandelt, entwickelt sich eine schwere Krankheit - Galaktosämie, was zu geistiger Behinderung führt.

Ein Disaccharid aus Glukose- und Fruktosemolekülen ist Saccharose. Der Gehalt an Saccharose im Zucker beträgt 99,5 %. Dass Zucker der „weiße Tod“ ist, wissen Bonbonliebhaber ebenso wie Raucher, dass ein Tropfen Nikotin ein Pferd umbringt. Leider sind diese beiden gemeinsamen Wahrheiten häufiger Anlass für Witze als für ernsthafte Überlegungen und praktische Schlussfolgerungen.

Zucker wird im Magen-Darm-Trakt schnell abgebaut, Glucose und Fructose werden ins Blut aufgenommen und dienen als Energielieferant und wichtigste Vorstufe von Glykogen und Fetten. Er wird oft als „leerer Kalorienträger“ bezeichnet, da Zucker rein ist Kohlenhydrat und enthält keine anderen Nährstoffe, wie zum Beispiel Vitamine, Mineralsalze. Von den pflanzlichen Produkten findet sich die meiste Saccharose in Rüben – 8,6 %, Pfirsichen – 6,0 %, Melonen – 5,9 %, Pflaumen – 4,8 %, Mandarinen – 4,5 %. In Gemüse, mit Ausnahme von Rüben, wird in Karotten ein erheblicher Gehalt an Saccharose festgestellt - 3,5%. In anderen Gemüsesorten liegt der Saccharosegehalt zwischen 0,4 und 0,7 %. Neben Zucker selbst sind die Hauptquellen für Saccharose in Lebensmitteln Marmelade, Honig, Süßwaren, süße Getränke und Eiscreme.

Wenn sich zwei Glukosemoleküle verbinden, bilden sie sich Maltose- Malzzucker. Es enthält Honig, Malz, Bier, Melasse sowie Back- und Süßwaren, die unter Zusatz von Melasse hergestellt werden.

Alle in der menschlichen Nahrung vorkommenden Polysaccharide, mit seltenen Ausnahmen, sind Polymere der Glukose.

Stärke ist das wichtigste verdauliche Polysaccharid. Es macht bis zu 80 % der Nahrungsaufnahme aus. Kohlenhydrate.

Die Stärkequelle sind pflanzliche Produkte, hauptsächlich Getreide: Getreide, Mehl, Brot und Kartoffeln. Getreide enthält die meiste Stärke: von 60 % in Buchweizen (Kern) bis 70 % in Reis. Von den Getreiden findet sich die geringste Menge an Stärke in Haferflocken und ihren verarbeiteten Produkten: Haferflocken, Herkules-Haferflocken - 49%. Nudeln enthalten 62 bis 68 % Stärke, Roggenmehlbrot je nach Sorte 33 % bis 49 %, Weizenbrot und andere Produkte aus Weizenmehl - 35 bis 51 % Stärke, Mehl - 56 (Roggen) bis 68 % (Weizenprämie). Auch Hülsenfrüchte enthalten viel Stärke – von 40 % in Linsen bis 44 % in Erbsen. Aus diesem Grund werden trockene Erbsen, Bohnen, Linsen, Kichererbsen als klassifiziert Hülsenfrüchte. Sojabohnen, die nur 3,5 % Stärke enthalten, und Sojamehl (10-15,5 %) heben sich ab. Aufgrund des hohen Stärkegehalts in Kartoffeln (15-18%) in der Ernährung wird es nicht als Gemüse eingestuft, wo die Hauptsache ist Kohlenhydrate vertreten durch Monosaccharide und Disaccharide, und zu stärkehaltigen Lebensmitteln zusammen mit Getreide und Hülsenfrüchten.

In Topinambur und einigen anderen Pflanzen Kohlenhydrate gespeichert in Form eines Polymers von Fructose - Inulin. Nahrungsmittel mit dem Zusatz von Inulin werden bei Diabetes und insbesondere zur Vorbeugung empfohlen (denken Sie daran, dass Fruktose die Bauchspeicheldrüse weniger belastet als andere Zucker).

Glykogen- "Tierische Stärke" - besteht aus hochverzweigten Ketten von Glukosemolekülen. Es kommt in geringen Mengen in tierischen Produkten vor (2-10 % in der Leber, 0,3-1 % im Muskelgewebe).

Diabetes mellitus (DM)- eine endokrine Erkrankung, gekennzeichnet durch ein Syndrom der chronischen Hyperglykämie, die das Ergebnis einer unzureichenden Produktion oder Wirkung von Insulin ist, die zu einer Störung aller Arten des Stoffwechsels führt, vor allem des Kohlenhydratstoffwechsels, zu Gefäßschäden (Angiopathie), Nervensystem (Neuropathie), sowie andere Organe und Systeme. Nach der WHO-Definition (1985) ist Diabetes mellitus ein Zustand chronischer ...

, je nach Herkunft, enthält 70-80% Zucker und grenzt an die Gruppe der Kohlenhydrate, die vom menschlichen Körper schlecht verdaulich sind Ballaststoffe und Pektine.

Kohlenhydrate sind zweifellos die Hauptenergiequelle aller vom Menschen aufgenommenen Lebensmittel. Im Durchschnitt machen sie 50 bis 70 % der täglichen Kalorienaufnahme aus. Trotz der Tatsache, dass eine Person deutlich mehr Kohlenhydrate als Fette und Proteine ​​zu sich nimmt, sind ihre Reserven im Körper gering. Das bedeutet, dass sie dem Körper regelmäßig zugeführt werden müssen.

Der Bedarf an Kohlenhydraten hängt sehr stark vom Energieumsatz des Körpers ab. Im Durchschnitt liegt der tägliche Bedarf an Kohlenhydraten bei einem erwachsenen Mann, der hauptsächlich geistige oder leichte körperliche Arbeit verrichtet, zwischen 300 und 500 g, bei Arbeitern und Sportlern ist er viel höher. Im Gegensatz zu Proteinen und bis zu einem gewissen Grad auch Fetten kann die Menge an Kohlenhydraten in der Ernährung deutlich reduziert werden, ohne dass dies der Gesundheit schadet. Wer abnehmen möchte, sollte darauf achten: Kohlenhydrate sind vor allem Energiewert. Wenn 1 g Kohlenhydrate im Körper oxidiert werden, werden 4,0 - 4,2 kcal freigesetzt. Daher ist es auf ihre Kosten am einfachsten, die Kalorienzufuhr zu regulieren.

Kohlenhydrate(Saccharide) ist der gebräuchliche Name für eine große Klasse natürlich vorkommender organischer Verbindungen. Die allgemeine Formel von Monosacchariden kann als C n (H 2 O) n geschrieben werden. In lebenden Organismen kommen Zucker mit 5 (Pentosen) und 6 (Hexosen) Kohlenstoffatomen am häufigsten vor.

Kohlenhydrate werden in Gruppen eingeteilt:

Einfache Kohlenhydrate sind leicht wasserlöslich und werden in grünen Pflanzen synthetisiert. Neben kleinen Molekülen kommen auch große in der Zelle vor, das sind Polymere. Polymere sind komplexe Moleküle, die aus separaten „Einheiten“ bestehen, die miteinander verbunden sind. Solche "Verbindungen" werden Monomere genannt. Stoffe wie Stärke, Zellulose und Chitin sind Polysaccharide – biologische Polymere.

Zu den Monosacchariden gehören Glukose und Fruktose, die Früchten und Beeren Süße verleihen. Der Lebensmittelzucker Saccharose besteht aus kovalent aneinander gebundener Glucose und Fructose. Saccharose-ähnliche Verbindungen werden als Disaccharide bezeichnet. Poly-, Di- und Monosaccharide werden gemeinsam als Kohlenhydrate bezeichnet. Kohlenhydrate sind Verbindungen, die vielfältige und oft völlig unterschiedliche Eigenschaften haben.

Tisch: Vielzahl von Kohlenhydraten und ihre Eigenschaften.

Gruppe der Kohlenhydrate	Beispiele für Kohlenhydrate	Wo treffen Sie sich	Eigenschaften
Monozucker	Ribose	RNS
	Desoxyribose	DNS
	Glucose	Zuckerrübe
	Fruchtzucker	Obst, Honig
	Galactose	Die Zusammensetzung von Milchlaktose
Oligosaccharide	Maltose	Malzzucker	Süß im Geschmack, wasserlöslich, kristallin,
	Saccharose	Rohrzucker
	Laktose	Milchzucker in Milch
Polysaccharide (aufgebaut aus linearen oder verzweigten Monosacchariden)	Stärke	Pflanzliche Speicherkohlenhydrate	Nicht süß, weiß, unlöslich in Wasser.
	Glykogen	Reserve tierische Stärke in der Leber und den Muskeln
	Faser (Zellulose)
	Chitin
	Murein	Wasser . Für viele menschliche Zellen (z. B. Gehirn- und Muskelzellen) stellt die über das Blut zugeführte Glukose die Hauptenergiequelle dar. Stärke und ein sehr ähnlicher Stoff tierischer Zellen - Glykogen - sind Glukosepolymere, sie dienen dazu, sie im Inneren zu speichern die Zelle. 2. strukturelle Funktion, das heißt, sie sind am Aufbau verschiedener Zellstrukturen beteiligt. Polysaccharid Zellulose bildet die Zellwände von Pflanzenzellen, zeichnet sich durch Härte und Steifigkeit aus und ist einer der Hauptbestandteile von Holz. Weitere Bestandteile sind Hemicellulose, die ebenfalls zu den Polysacchariden gehört, und Lignin (es hat keine Kohlenhydratnatur). Chitin erfüllt auch strukturelle Funktionen. Chitin erfüllt unterstützende und schützende Funktionen, aus denen die Zellwände der meisten Bakterien bestehen Murein Peptidoglycan- Die Zusammensetzung dieser Verbindung enthält Reste sowohl von Monosacchariden als auch von Aminosäuren. 3. Kohlenhydrate spielen eine schützende Rolle in Pflanzen (Zellwände, bestehend aus Zellwänden toter Zellen, Schutzformationen - Stacheln, Stacheln usw.). Die allgemeine Formel von Glucose ist C 6 H 12 O 6, es ist ein Aldehydalkohol. Glukose kommt in vielen Früchten, Pflanzensäften und Blütennektar sowie im Blut von Menschen und Tieren vor. Der Glukosegehalt im Blut wird auf einem bestimmten Niveau gehalten (0,65-1,1 g pro l). Wenn es künstlich gesenkt wird, beginnen die Gehirnzellen, akuten Hunger zu erfahren, was zu Ohnmacht, Koma und sogar zum Tod führen kann. Auch eine dauerhafte Erhöhung des Blutzuckers ist überhaupt nicht sinnvoll: Gleichzeitig entwickelt sich Diabetes mellitus. Säugetiere, einschließlich Menschen, können Glukose aus bestimmten Aminosäuren und Abbauprodukten von Glukose selbst, wie Milchsäure, synthetisieren. Anders als Pflanzen und Mikroben wissen sie nicht, wie man Glukose aus Fettsäuren gewinnt. Umwandlungen von Stoffen. Überschüssiges Protein ------ Kohlenhydrate Überschüssiges Fett ----- Kohlenhydrate