, इसकी उत्पत्ति के आधार पर, इसमें 70-80% चीनी होती है। इसके अलावा, मानव शरीर द्वारा खराब पचने योग्य कार्बोहाइड्रेट समूह में शामिल हो जाता हैफाइबर और पेक्टिन।

मानव द्वारा उपभोग किए जाने वाले सभी खाद्य पदार्थों में से कार्बोहाइड्रेट निस्संदेह ऊर्जा का मुख्य स्रोत है। औसतन, वे दैनिक कैलोरी सेवन का 50 से 70% हिस्सा खाते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि एक व्यक्ति वसा और प्रोटीन की तुलना में काफी अधिक कार्बोहाइड्रेट का सेवन करता है, शरीर में उनका भंडार छोटा होता है। इसका मतलब है कि शरीर को इनकी आपूर्ति नियमित होनी चाहिए।

कार्बोहाइड्रेट की बहुत आवश्यकता होती है काफी हद तकशरीर के ऊर्जा व्यय पर निर्भर करता है। औसतन, मुख्य रूप से मानसिक या हल्के शारीरिक श्रम में लगे एक वयस्क पुरुष में, कार्बोहाइड्रेट की दैनिक आवश्यकता 300 से 500 ग्राम तक होती है। शारीरिक श्रमऔर एथलीटों, यह बहुत अधिक है। प्रोटीन और कुछ हद तक वसा के विपरीत, आहार में कार्बोहाइड्रेट की मात्रा को स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचाए बिना काफी कम किया जा सकता है।जो लोग अपना वजन कम करना चाहते हैं उन्हें इस पर ध्यान देना चाहिए: कार्बोहाइड्रेट मुख्य रूप से होते हैं ऊर्जा मूल्य. जब शरीर में 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का ऑक्सीकरण होता है, तो 4.0 - 4.2 किलो कैलोरी निकलता है। इसलिए, उनके खर्च पर कैलोरी की मात्रा को नियंत्रित करना सबसे आसान है।

कार्बोहाइड्रेट(सैकराइड्स) - प्राकृतिक के एक बड़े वर्ग का सामान्य नाम कार्बनिक यौगिक. मोनोसैकेराइड का सामान्य सूत्र C n (H 2 O) n के रूप में लिखा जा सकता है। जीवित जीवों में, 5 (पेंटोस) और 6 (हेक्सोस) कार्बन परमाणुओं वाली शर्करा सबसे आम है।

कार्बोहाइड्रेट समूहों में विभाजित हैं:

सरल कार्बोहाइड्रेट पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं और संश्लेषित होते हैं हरे पौधे. के अलावा छोटे अणु, कोशिका में बड़े भी पाए जाते हैं, वे बहुलक होते हैं। पॉलिमर जटिल अणु होते हैं जो एक दूसरे से जुड़ी अलग-अलग "इकाइयों" से बने होते हैं। ऐसे "लिंक" को मोनोमर कहा जाता है। स्टार्च, सेल्युलोज और काइटिन जैसे पदार्थ पॉलीसेकेराइड हैं - जैविक बहुलक।

मोनोसेकेराइड में ग्लूकोज और फ्रुक्टोज शामिल हैं, जो फलों और जामुन में मिठास जोड़ते हैं। खाद्य चीनी सुक्रोज में सहसंयोजक एक दूसरे से ग्लूकोज और फ्रुक्टोज से जुड़े होते हैं। सुक्रोज जैसे यौगिकों को डिसाकार्इड्स कहा जाता है। पॉली-, डी- और मोनोसैकेराइड्स कहलाते हैं सामान्य कार्यकाल- कार्बोहाइड्रेट। कार्बोहाइड्रेट ऐसे यौगिक होते हैं जिनमें विविध और अक्सर पूरी तरह से अलग गुण होते हैं।

टेबल: विभिन्न प्रकार के कार्बोहाइड्रेट और उनके गुण।

कार्बोहाइड्रेट का समूह	कार्बोहाइड्रेट के उदाहरण	वे कहाँ मिलते हैं	गुण
मोनोसुगर	राइबोज़	शाही सेना
	डीऑक्सीराइबोज	डीएनए
	शर्करा	चुकंदर
	फ्रुक्टोज	फल, शहद
	गैलेक्टोज	दूध लैक्टोज की संरचना
oligosaccharides	माल्टोस	माल्ट चीनी	स्वाद में मीठा, पानी में घुलनशील, क्रिस्टलीय,
	सुक्रोज	गन्ना की चीनी
	लैक्टोज	दूध में दूध चीनी
पॉलीसेकेराइड (रैखिक या शाखित मोनोसेकेराइड से निर्मित)	स्टार्च	सब्जी भंडारण कार्बोहाइड्रेट	मीठा नहीं है सफेद रंग, पानी में न घुलें।
	ग्लाइकोजन	जिगर और मांसपेशियों में आरक्षित पशु स्टार्च
	फाइबर (सेल्यूलोज)
	काइटिन
	मुरीन	पानी . कई मानव कोशिकाओं (उदाहरण के लिए, मस्तिष्क और मांसपेशियों की कोशिकाओं) के लिए, रक्त द्वारा लाया गया ग्लूकोज ऊर्जा के मुख्य स्रोत के रूप में कार्य करता है। स्टार्च और पशु कोशिकाओं का एक बहुत ही समान पदार्थ - ग्लाइकोजन - ग्लूकोज पॉलिमर हैं, वे इसे अंदर स्टोर करने का काम करते हैं कोशिका। 2. संरचनात्मक कार्य,अर्थात्, वे विभिन्न कोशिकीय संरचनाओं के निर्माण में भाग लेते हैं। बहुशर्करा सेल्यूलोजकोशिका भित्ति बनाता है संयंत्र कोशिकाओंकठोरता और कठोरता की विशेषता, यह लकड़ी के मुख्य घटकों में से एक है। अन्य घटक हेमिकेलुलोज हैं, जो पॉलीसेकेराइड से भी संबंधित हैं, और लिग्निन (इसमें एक गैर-कार्बोहाइड्रेट प्रकृति है)। काइटिनसंरचनात्मक कार्य भी करता है। काइटिन सहायक और सुरक्षात्मक कार्य करता है। अधिकांश जीवाणुओं की कोशिका भित्ति से मिलकर बनता है म्यूरिन पेप्टिडोग्लाइकन- इस यौगिक की संरचना में मोनोसेकेराइड और अमीनो एसिड दोनों के अवशेष शामिल हैं। 3. कार्बोहाइड्रेट एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाते हैं पौधों में (कोशिका की दीवारें, मृत कोशिकाओं की कोशिका भित्ति से युक्त, सुरक्षात्मक संरचनाएं - स्पाइक्स, रीढ़, आदि)। ग्लूकोज का सामान्य सूत्र C 6 H 12 O 6 है, यह एक एल्डिहाइड अल्कोहल है। ग्लूकोज कई फलों, पौधों के रस और फूलों के अमृत के साथ-साथ इंसानों और जानवरों के खून में पाया जाता है। रक्त में ग्लूकोज की मात्रा एक निश्चित स्तर (0.65-1.1 ग्राम प्रति लीटर) पर बनी रहती है।यदि इसे कृत्रिम रूप से कम किया जाता है, तो मस्तिष्क की कोशिकाएं तीव्र भुखमरी का अनुभव करने लगती हैं, जिसके परिणामस्वरूप बेहोशी, कोमा और यहां तक ​​कि मृत्यु भी हो सकती है। रक्त शर्करा में दीर्घकालिक वृद्धि भी बिल्कुल भी उपयोगी नहीं है: साथ ही, मधुमेह मेलेटस विकसित होता है। स्तनधारियों, मनुष्यों सहित, कुछ अमीनो एसिड और ग्लूकोज के टूटने वाले उत्पादों जैसे लैक्टिक एसिड से ग्लूकोज को संश्लेषित कर सकते हैं। वे ग्लूकोज प्राप्त करने में असमर्थ हैं वसायुक्त अम्लपौधों और रोगाणुओं के विपरीत। पदार्थों का अंतर्संबंध। अतिरिक्त प्रोटीन------कार्बोहाइड्रेट अतिरिक्त वसा -------------- कार्बोहाइड्रेट

कार्बनिक यौगिक जो ऊर्जा का मुख्य स्रोत हैं, कार्बोहाइड्रेट कहलाते हैं। अधिकतर शर्करा भोजन में पाई जाती है पौधे की उत्पत्ति. कार्बोहाइड्रेट की कमी से लीवर खराब हो सकता है, और कार्बोहाइड्रेट की अधिकता इंसुलिन के स्तर में वृद्धि का कारण बनती है। आइए चीनी के बारे में अधिक बात करते हैं।

कार्बोहाइड्रेट क्या हैं?

ये कार्बनिक यौगिक हैं जिनमें एक कार्बोनिल समूह और कई हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं। वे जीवों के ऊतकों का हिस्सा हैं, और कोशिकाओं का एक महत्वपूर्ण घटक भी हैं। मोनो -, ओलिगो - और पॉलीसेकेराइड, साथ ही साथ और भी आवंटित करें काम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट्सजैसे ग्लाइकोलिपिड्स, ग्लाइकोसाइड्स और अन्य। कार्बोहाइड्रेट प्रकाश संश्लेषण का एक उत्पाद है, साथ ही पौधों में अन्य यौगिकों के जैवसंश्लेषण के लिए मुख्य प्रारंभिक सामग्री है। करने के लिए धन्यवाद महान विविधतायौगिकों का यह वर्ग जीवित जीवों में बहुआयामी भूमिका निभाने में सक्षम है। ऑक्सीकृत होने के कारण कार्बोहाइड्रेट सभी कोशिकाओं को ऊर्जा प्रदान करते हैं। वे प्रतिरक्षा के निर्माण में शामिल हैं, और कई सेलुलर संरचनाओं का भी हिस्सा हैं।

शर्करा के प्रकार

कार्बनिक यौगिकों को दो समूहों में बांटा गया है - सरल और जटिल। पहले प्रकार के कार्बोहाइड्रेट मोनोसेकेराइड होते हैं जिनमें कार्बोनिल समूह होता है और पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल के व्युत्पन्न होते हैं। दूसरे समूह में ओलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड शामिल हैं। पूर्व में मोनोसैकराइड अवशेष (दो से दस तक) होते हैं, जो एक ग्लाइकोसिडिक बंधन से जुड़े होते हैं। उत्तरार्द्ध में सैकड़ों और हजारों मोनोमर्स भी हो सकते हैं। सबसे अधिक पाए जाने वाले कार्बोहाइड्रेट की तालिका इस प्रकार है:

1. ग्लूकोज।
2. फ्रुक्टोज।
3. गैलेक्टोज।
4. सुक्रोज।
5. लैक्टोज।
6. माल्टोस।
7. रैफिनोज।
8. स्टार्च।
9. सेलूलोज़।
10. चिटिन।
11. मुरामिन।
12. ग्लाइकोजन।

कार्बोहाइड्रेट की सूची व्यापक है। आइए उनमें से कुछ पर अधिक विस्तार से ध्यान दें।

कार्बोहाइड्रेट का सरल समूह

अणु में कार्बोनिल समूह के कब्जे वाले स्थान के आधार पर, दो प्रकार के मोनोसेकेराइड प्रतिष्ठित होते हैं - एल्डोज़ और केटोज़। पूर्व में, कार्यात्मक समूह एल्डिहाइड है, बाद में, कीटोन। अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर मोनोसैकराइड का नाम बनता है। उदाहरण के लिए, एल्डोहेक्सोज़, एल्डोटेट्रोज़, केटोट्रियोज़, और इसी तरह। ये पदार्थ अक्सर रंगहीन होते हैं, शराब में खराब घुलनशील होते हैं, लेकिन पानी में अच्छी तरह से। खाद्य पदार्थों में सरल कार्बोहाइड्रेट ठोस होते हैं, पाचन के दौरान हाइड्रोलाइज्ड नहीं होते हैं। कुछ प्रतिनिधियों का मीठा स्वाद होता है।

समूह के प्रतिनिधि

एक साधारण कार्बोहाइड्रेट क्या है? सबसे पहले, यह ग्लूकोज, या एल्डोहेक्सोज है। यह दो रूपों में मौजूद है - रैखिक और चक्रीय। सबसे सटीक वर्णन करता है रासायनिक गुणग्लूकोज दूसरा रूप है। एल्डोहेक्सोज में छह कार्बन परमाणु होते हैं। पदार्थ का कोई रंग नहीं होता है, लेकिन इसका स्वाद मीठा होता है। यह पानी में अत्यधिक घुलनशील है। आप लगभग हर जगह ग्लूकोज पा सकते हैं। यह पौधों और जानवरों के अंगों के साथ-साथ फलों में भी मौजूद है। प्रकृति में, प्रकाश संश्लेषण के दौरान एल्डोहेक्सोज बनता है।

दूसरे, यह गैलेक्टोज है। अणु में चौथे कार्बन परमाणु पर हाइड्रॉक्सिल और हाइड्रोजन समूहों की स्थानिक व्यवस्था में पदार्थ ग्लूकोज से भिन्न होता है। मीठा स्वाद होता है। यह जानवरों में पाया जाता है और पौधे के जीवऔर कुछ सूक्ष्मजीवों में भी।

और सरल कार्बोहाइड्रेट का तीसरा प्रतिनिधि फ्रुक्टोज है। पदार्थ प्रकृति में उत्पादित सबसे मीठी चीनी है। यह सब्जियों, फलों, जामुन, शहद में मौजूद है। शरीर द्वारा आसानी से अवशोषित, जल्दी से रक्त से निकल जाता है, जिससे मधुमेह के रोगियों द्वारा इसका उपयोग किया जाता है। फ्रुक्टोज में कैलोरी कम होती है और इससे कैविटी नहीं होती है।

साधारण शर्करा से भरपूर खाद्य पदार्थ

1. 90 ग्राम - कॉर्न सिरप।
2. 50 ग्राम - परिष्कृत चीनी।
3. 40.5 ग्राम - शहद।
4. 24 ग्राम - अंजीर।
5. 13 ग्राम - सूखे खुबानी।
6. 4 ग्राम - आड़ू।

प्रतिदिन का भोजन दिया गया पदार्थ 50 ग्राम से अधिक नहीं होना चाहिए। ग्लूकोज के लिए, इस मामले में अनुपात थोड़ा अलग होगा:

1. 99.9 ग्राम - परिष्कृत चीनी।
2. 80.3 ग्राम - शहद।
3. 69.2 ग्राम - खजूर।
4. 66.9 ग्राम - जौ मोती।
5. 61.8 ग्राम - दलिया।
6. 60.4 ग्राम - एक प्रकार का अनाज।

किसी पदार्थ के दैनिक सेवन की गणना करने के लिए, आपको वजन को 2.6 से गुणा करना होगा। साधारण शर्करा मानव शरीर को ऊर्जा प्रदान करती है और विभिन्न विषाक्त पदार्थों से निपटने में मदद करती है। लेकिन हमें यह नहीं भूलना चाहिए कि किसी भी उपयोग के साथ एक उपाय होना चाहिए, अन्यथा गंभीर परिणाम आने में ज्यादा समय नहीं होगा।

oligosaccharides

इस समूह में सबसे आम प्रजातियां डिसाकार्इड्स हैं। कई मोनोसेकेराइड युक्त कार्बोहाइड्रेट क्या हैं? वे मोनोमर्स युक्त ग्लाइकोसाइड हैं। मोनोसेकेराइड एक ग्लाइकोसिडिक बंधन से जुड़े होते हैं, जो हाइड्रॉक्सिल समूहों के संयोजन के परिणामस्वरूप बनता है। संरचना के आधार पर, डिसाकार्इड्स को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: कम करने वाला और गैर-कम करने वाला। पहला माल्टोज और लैक्टोज है, और दूसरा सुक्रोज है। कम करने वाले प्रकार में अच्छी घुलनशीलता और मीठा स्वाद होता है। ओलिगोसेकेराइड में दो से अधिक मोनोमर्स हो सकते हैं। यदि मोनोसेकेराइड समान हैं, तो ऐसा कार्बोहाइड्रेट होमोपॉलीसेकेराइड के समूह से संबंधित है, और यदि भिन्न है, तो हेटरोपॉलीसेकेराइड के लिए। बाद के प्रकार का एक उदाहरण ट्राइसेकेराइड रैफिनोज है, जिसमें ग्लूकोज, फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज के अवशेष होते हैं।

लैक्टोज, माल्टोज और सुक्रोज

बाद वाला पदार्थ अच्छी तरह से घुल जाता है, इसका स्वाद मीठा होता है। गन्ना और चुकंदर डिसैकराइड के स्रोत हैं। शरीर में, हाइड्रोलिसिस सुक्रोज को ग्लूकोज और फ्रुक्टोज में तोड़ देता है। डाइसैकेराइड रिफाइंड चीनी (उत्पाद के 99.9 ग्राम प्रति 100 ग्राम), प्रून्स (67.4 ग्राम), अंगूर (61.5 ग्राम) और अन्य उत्पादों में बड़ी मात्रा में पाया जाता है। इस पदार्थ के अधिक सेवन से लगभग सभी पोषक तत्वों को वसा में बदलने की क्षमता बढ़ जाती है। यह रक्त में कोलेस्ट्रॉल के स्तर को भी बढ़ाता है। सुक्रोज की एक बड़ी मात्रा आंतों के वनस्पतियों को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है।

दूध चीनी, या लैक्टोज, दूध और उसके डेरिवेटिव में पाया जाता है। एक विशेष एंजाइम द्वारा कार्बोहाइड्रेट गैलेक्टोज और ग्लूकोज में टूट जाता है। यदि यह शरीर में नहीं है, तो दूध असहिष्णुता होती है। माल्ट चीनी या माल्टोज ग्लाइकोजन और स्टार्च का एक मध्यवर्ती टूटने वाला उत्पाद है। खाद्य पदार्थों में पदार्थ माल्ट, गुड़, शहद और अंकुरित अनाज में पाया जाता है। लैक्टोज और माल्टोज कार्बोहाइड्रेट की संरचना मोनोमर अवशेषों द्वारा दर्शायी जाती है। केवल पहले मामले में वे डी-गैलेक्टोज और डी-ग्लूकोज हैं, और दूसरे मामले में पदार्थ को दो डी-ग्लूकोज द्वारा दर्शाया गया है। दोनों कार्बोहाइड्रेट शर्करा को कम कर रहे हैं।

पॉलिसैक्राइड

जटिल कार्बोहाइड्रेट क्या हैं? वे कई मायनों में एक दूसरे से भिन्न होते हैं:

1. श्रृंखला में शामिल मोनोमर्स की संरचना के अनुसार।

2. श्रृंखला में मोनोसैकेराइड खोजने के क्रम से।

3. मोनोमर्स को जोड़ने वाले ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड के प्रकार के अनुसार।

ओलिगोसेकेराइड की तरह, इस समूह में होमो- और हेटरोपॉलीसेकेराइड को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। पहले में सेल्यूलोज और स्टार्च शामिल हैं, और दूसरा - काइटिन, ग्लाइकोजन। पॉलीसेकेराइड ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण स्रोत है, जो चयापचय के परिणामस्वरूप बनता है। वे प्रतिरक्षा प्रक्रियाओं में शामिल हैं, साथ ही ऊतकों में कोशिकाओं के आसंजन में भी शामिल हैं।

स्टार्च, सेल्युलोज और ग्लाइकोजन द्वारा जटिल कार्बोहाइड्रेट की सूची का प्रतिनिधित्व किया जाता है, हम उन पर अधिक विस्तार से विचार करेंगे। कार्बोहाइड्रेट के मुख्य आपूर्तिकर्ताओं में से एक स्टार्च है। ये ऐसे यौगिक हैं जिनमें सैकड़ों हजारों ग्लूकोज अवशेष शामिल हैं। पौधों के क्लोरोप्लास्ट में कार्बोहाइड्रेट अनाज के रूप में पैदा होता है और संग्रहीत होता है। हाइड्रोलिसिस के माध्यम से, स्टार्च पानी में घुलनशील शर्करा में परिवर्तित हो जाता है, जो पौधे के भागों के माध्यम से मुक्त आवाजाही की सुविधा प्रदान करता है। एक बार मानव शरीर में, कार्बोहाइड्रेट मुंह में पहले से ही टूटने लगता है। स्टार्च की सबसे बड़ी मात्रा में अनाज, कंद और पौधों के बल्ब के दाने होते हैं। आहार में, यह खपत किए गए कार्बोहाइड्रेट की कुल मात्रा का लगभग 80% हिस्सा है। प्रति 100 ग्राम उत्पाद में स्टार्च की सबसे बड़ी मात्रा चावल में पाई जाती है - 78 ग्राम। पास्ता और बाजरा में थोड़ा कम - 70 और 69 ग्राम। एक सौ ग्राम राई की रोटी में 48 ग्राम स्टार्च शामिल होता है, और उसी सर्विंग में आलू इसकी मात्रा केवल 15 ग्राम तक पहुँचती है। दैनिक आवश्यकता मानव शरीरइसमें कार्बोहाइड्रेट 330-450 ग्राम होता है।

अनाज उत्पादों में फाइबर या सेल्युलोज भी होता है। कार्बोहाइड्रेट पौधों की कोशिका भित्ति का हिस्सा है। उनका योगदान 40-50% है। एक व्यक्ति सेल्यूलोज को पचाने में सक्षम नहीं है, इसलिए कोई आवश्यक एंजाइम नहीं है जो हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया को अंजाम दे सके। लेकिन नरम प्रकार के फाइबर, जैसे आलू और सब्जियां, पाचन तंत्र में अच्छी तरह से अवशोषित हो सकते हैं। 100 ग्राम भोजन में इस कार्बोहाइड्रेट की मात्रा क्या है? राई और गेहूं की भूसी सबसे अधिक फाइबर युक्त खाद्य पदार्थ हैं। उनकी सामग्री 44 ग्राम तक पहुंच जाती है। कोको पाउडर में 35 ग्राम पौष्टिक कार्बोहाइड्रेट, और सूखे मशरूम केवल 25 होते हैं। गुलाब और ग्राउंड कॉफी में 22 और 21 ग्राम होते हैं। फाइबर में सबसे अमीर फल खुबानी और अंजीर हैं। उनमें कार्बोहाइड्रेट की मात्रा 18 ग्राम तक पहुंच जाती है। एक व्यक्ति को प्रति दिन 35 ग्राम सेल्यूलोज खाने की जरूरत होती है। इसके अलावा, कार्बोहाइड्रेट की सबसे बड़ी जरूरत 14 से 50 साल की उम्र में होती है।

ग्लाइकोजन पॉलीसेकेराइड का उपयोग मांसपेशियों और अंगों के अच्छे कामकाज के लिए ऊर्जा सामग्री के रूप में किया जाता है। इसका कोई पोषण मूल्य नहीं है, क्योंकि भोजन में इसकी सामग्री बेहद कम है। संरचना में समानता के कारण कार्बोहाइड्रेट को कभी-कभी पशु स्टार्च कहा जाता है। इस रूप में, ग्लूकोज पशु कोशिकाओं (यकृत और मांसपेशियों में सबसे बड़ी मात्रा में) में जमा होता है। वयस्कों में जिगर में, कार्बोहाइड्रेट की मात्रा 120 ग्राम तक पहुंच सकती है। ग्लाइकोजन सामग्री में नेता चीनी, शहद और चॉकलेट हैं। खजूर, किशमिश, मुरब्बा, मीठे भूसे, केले, तरबूज, ख़ुरमा और अंजीर भी उच्च कार्बोहाइड्रेट सामग्री का दावा कर सकते हैं। ग्लाइकोजन का दैनिक मान प्रति दिन 100 ग्राम है। यदि कोई व्यक्ति खेल में सक्रिय रूप से शामिल है या प्रदर्शन करता है अच्छा कामसम्बंधित मानसिक गतिविधिकार्बोहाइड्रेट की मात्रा बढ़ानी चाहिए। ग्लाइकोजन आसानी से पचने योग्य कार्बोहाइड्रेट को संदर्भित करता है जो रिजर्व में संग्रहीत होते हैं, जो केवल अन्य पदार्थों से ऊर्जा की कमी के मामले में इसके उपयोग को इंगित करता है।

पॉलीसेकेराइड में निम्नलिखित पदार्थ भी शामिल हैं:

1. चिटिन। यह आर्थ्रोपोड्स के कॉर्निया का हिस्सा है, कवक, निचले पौधों और अकशेरूकीय में मौजूद है। पदार्थ एक सहायक सामग्री की भूमिका निभाता है, और यांत्रिक कार्य भी करता है।

2. मुरामाइन। यह जीवाणु कोशिका भित्ति के सहायक-यांत्रिक पदार्थ के रूप में उपस्थित होता है।

3. डेक्सट्रांस। पॉलीसेकेराइड रक्त प्लाज्मा के विकल्प के रूप में कार्य करते हैं। वे सुक्रोज के घोल पर सूक्ष्मजीवों की क्रिया द्वारा प्राप्त किए जाते हैं।

4. पेक्टिन पदार्थ. कार्बनिक अम्लों के साथ मिलकर वे जेली और मुरब्बा बना सकते हैं।

प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट। उत्पाद। सूची

मानव शरीर को प्रतिदिन एक निश्चित मात्रा में पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, शरीर के वजन के 1 किलो प्रति 6-8 ग्राम की दर से कार्बोहाइड्रेट का सेवन करना चाहिए। यदि कोई व्यक्ति सक्रिय जीवन शैली का नेतृत्व करता है, तो संख्या में वृद्धि होगी। कार्बोहाइड्रेट लगभग हमेशा खाद्य पदार्थों में पाए जाते हैं। आइए प्रति 100 ग्राम भोजन में उनकी उपस्थिति की सूची बनाएं:

1. सबसे बड़ी मात्रा (70 ग्राम से अधिक) चीनी, मूसली, मुरब्बा, स्टार्च और चावल में पाई जाती है।
2. 31 से 70 ग्राम तक - आटा और कन्फेक्शनरी उत्पादों में, पास्ता, अनाज, सूखे मेवे, बीन्स और मटर में।
3. केले, आइसक्रीम, गुलाब कूल्हों, आलू, टमाटर का पेस्ट, कॉम्पोट, नारियल, सूरजमुखी के बीज और काजू में 16 से 30 ग्राम कार्बोहाइड्रेट होते हैं।
4. 6 से 15 ग्राम तक - अजमोद, डिल, बीट्स, गाजर, आंवले, करंट, बीन्स, फल, नट्स, मक्का, बीयर, कद्दू के बीज, सूखे मशरूम और इतने पर।
5. हरे प्याज, टमाटर, तोरी, कद्दू, गोभी, खीरा, क्रैनबेरी, डेयरी उत्पाद, अंडे आदि में 5 ग्राम तक कार्बोहाइड्रेट पाए जाते हैं।

पोषक तत्व प्रति दिन 100 ग्राम से कम शरीर में प्रवेश नहीं करना चाहिए। अन्यथा, सेल को वह ऊर्जा प्राप्त नहीं होगी जिसकी उसे आवश्यकता है। मस्तिष्क विश्लेषण और समन्वय के अपने कार्यों को करने में सक्षम नहीं होगा, इसलिए, मांसपेशियों को आदेश प्राप्त नहीं होंगे, जो अंततः किटोसिस की ओर ले जाएगा।

कार्बोहाइड्रेट क्या हैं, हमने बताया, लेकिन, उनके अलावा, प्रोटीन जीवन के लिए एक अनिवार्य पदार्थ है। वे जुड़े हुए अमीनो एसिड की एक श्रृंखला हैं पेप्टाइड बंधन. संरचना के आधार पर, प्रोटीन उनके गुणों में भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, ये पदार्थ एक निर्माण सामग्री की भूमिका निभाते हैं, क्योंकि शरीर की प्रत्येक कोशिका उन्हें अपनी संरचना में शामिल करती है। कुछ प्रकार के प्रोटीन एंजाइम और हार्मोन होते हैं, साथ ही ऊर्जा के स्रोत भी होते हैं। वे शरीर के विकास और वृद्धि को प्रभावित करते हैं, अम्ल-क्षार और जल संतुलन को नियंत्रित करते हैं।

भोजन में कार्बोहाइड्रेट की तालिका से पता चला कि मांस और मछली में, साथ ही कुछ प्रकार की सब्जियों में, उनकी संख्या न्यूनतम है। भोजन में प्रोटीन की मात्रा क्या है? सबसे अमीर उत्पाद खाद्य जिलेटिन है, इसमें प्रति 100 ग्राम पदार्थ का 87.2 ग्राम होता है। इसके बाद सरसों (37.1 ग्राम) और सोया (34.9 ग्राम) आता है। प्रति 1 किलो वजन में दैनिक सेवन में प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट का अनुपात 0.8 ग्राम और 7 ग्राम होना चाहिए। पहले पदार्थ के बेहतर अवशोषण के लिए यह आवश्यक है कि वह भोजन करे जिसमें वह लेता है प्रकाश रूप. यह उन प्रोटीनों पर लागू होता है जो डेयरी उत्पादों और अंडों में मौजूद होते हैं। एक भोजन में प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट अच्छी तरह से नहीं मिलते हैं। अलग-अलग पोषण पर तालिका से पता चलता है कि किन विविधताओं से बचा जाना चाहिए:

1. मछली के साथ चावल।
2. आलू और चिकन।
3. पास्ता और मांस।
4. पनीर और हैम के साथ सैंडविच।
5. पकी हुई मछली।
6. अखरोट केक।
7. हैम के साथ आमलेट।
8. जामुन के साथ आटा।
9. मुख्य भोजन से एक घंटे पहले खरबूजे और तरबूज को अलग-अलग खाना चाहिए।

अच्छी तरह से मिलान करें:

1. सलाद के साथ मांस।
2. सब्जियों के साथ मछली या ग्रील्ड।
3. पनीर और हैम अलग से।
4. सामान्य तौर पर नट्स।
5. सब्जियों के साथ आमलेट।

पृथक पोषण के नियम जैव रसायन के नियमों के ज्ञान और एंजाइमों और खाद्य रसों के कार्य के बारे में जानकारी पर आधारित हैं। अच्छे पाचन के लिए, किसी भी प्रकार के भोजन के लिए गैस्ट्रिक तरल पदार्थ के एक अलग सेट, पानी की एक निश्चित मात्रा, एक क्षारीय या अम्लीय वातावरण और एंजाइमों की उपस्थिति या अनुपस्थिति की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, बेहतर पाचन के लिए कार्बोहाइड्रेट से भरपूर भोजन में क्षारीय एंजाइमों के साथ पाचक रस की आवश्यकता होती है जो इन कार्बनिक पदार्थों को तोड़ते हैं। लेकिन प्रोटीन से भरपूर भोजन के लिए पहले से ही अम्लीय एंजाइमों की आवश्यकता होती है ... भोजन अनुपालन के सरल नियमों का पालन करके, एक व्यक्ति अपने स्वास्थ्य को मजबूत करता है और आहार की मदद के बिना लगातार वजन बनाए रखता है।

"बुरा" और "अच्छा" कार्बोहाइड्रेट

"फास्ट" (या "गलत") पदार्थ ऐसे यौगिक होते हैं जिनमें कम संख्या में मोनोसेकेराइड होते हैं। ऐसे कार्बोहाइड्रेट जल्दी पचने में सक्षम होते हैं, रक्त शर्करा के स्तर को बढ़ाते हैं, और स्रावित इंसुलिन की मात्रा को भी बढ़ाते हैं। उत्तरार्द्ध रक्त शर्करा के स्तर को वसा में परिवर्तित करके कम करता है। अपने वजन पर नजर रखने वाले व्यक्ति के लिए रात के खाने के बाद कार्बोहाइड्रेट का सेवन सबसे बड़ा खतरा है। इस समय, शरीर वसा द्रव्यमान में वृद्धि के लिए सबसे अधिक संवेदनशील होता है। वास्तव में गलत कार्बोहाइड्रेट क्या है? नीचे सूचीबद्ध उत्पाद:

1. हलवाई की दुकान।

3. जाम।

4. मीठे रस और खाद।

7. आलू।

8. पास्ता।

9. सफेद चावल

10. चॉकलेट।

मूल रूप से, ये ऐसे उत्पाद हैं जिन्हें लंबी तैयारी की आवश्यकता नहीं होती है। इस तरह के भोजन के बाद, आपको बहुत आगे बढ़ने की जरूरत है, अन्यथा अधिक वज़नआप जानते हैं।

"उचित" कार्बोहाइड्रेट में तीन से अधिक सरल मोनोमर होते हैं। वे धीरे-धीरे अवशोषित होते हैं और चीनी में तेज वृद्धि नहीं करते हैं। इस प्रकार के कार्बोहाइड्रेट में होता है एक बड़ी संख्या कीफाइबर, जो व्यावहारिक रूप से अपचनीय है। इस संबंध में, एक व्यक्ति लंबे समय तक भरा रहता है, ऐसे भोजन के टूटने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसके अलावा, शरीर की प्राकृतिक सफाई होती है। आइए जटिल कार्बोहाइड्रेट की सूची बनाएं, या यों कहें कि वे उत्पाद जिनमें वे पाए जाते हैं:

1. चोकर और साबुत अनाज के साथ रोटी।
2. एक प्रकार का अनाज और दलिया।
3. हरी सब्जियाँ।
4. मोटा पास्ता।
5. मशरूम।
6. मटर।
7. लाल राजमा।
8. टमाटर।
9. दूध के उत्पाद।
10. फल।
11. कड़वी चॉकलेट।
12. जामुन।
13. मसूर की दाल।

अपने आप को अच्छे आकार में रखने के लिए, आपको खाद्य पदार्थों में अधिक "अच्छे" कार्बोहाइड्रेट और जितना संभव हो उतना कम "खराब" खाने की जरूरत है। उत्तरार्द्ध को दिन के पहले भाग में सबसे अच्छा लिया जाता है। यदि आपको अपना वजन कम करने की आवश्यकता है, तो "गलत" कार्बोहाइड्रेट के उपयोग को बाहर करना बेहतर है, क्योंकि उनका उपयोग करते समय, एक व्यक्ति भोजन प्राप्त करता है अधिक. "सही" पोषक तत्व कैलोरी में कम होते हैं और आपको लंबे समय तक भरा हुआ महसूस करा सकते हैं। इसका मतलब "खराब" कार्बोहाइड्रेट की पूर्ण अस्वीकृति नहीं है, बल्कि केवल उनका उचित उपयोग है।

कार्बोहाइड्रेट

कार्बोहाइड्रेट सभी पौधों और जानवरों के जीवों की कोशिकाओं और ऊतकों का हिस्सा हैं और, द्रव्यमान से, पृथ्वी पर कार्बनिक पदार्थों का बड़ा हिस्सा बनाते हैं। पौधों के शुष्क पदार्थ का लगभग 80% और लगभग 20% जानवरों के लिए कार्बोहाइड्रेट खाते हैं। पौधे कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण करते हैं अकार्बनिक यौगिक - कार्बन डाइऑक्साइडऔर पानी (सीओ 2 और एच 2 ओ)।

कार्बोहाइड्रेट को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: मोनोसेकेराइड (मोनोस) और पॉलीसेकेराइड (पॉलीओज)।

मोनोसैक्राइड

कार्बोहाइड्रेट, आइसोमेरिज्म, नामकरण, संरचना इत्यादि के वर्गीकरण से संबंधित सामग्री के विस्तृत अध्ययन के लिए, आपको एनिमेटेड फिल्म "कार्बोहाइड्रेट। जेनेटिक" देखने की जरूरत है।डी - शर्करा की एक श्रृंखला" और "के लिए हॉवर्थ के सूत्रों का निर्माणडी - गैलेक्टोज" (यह वीडियो केवल पर उपलब्ध है)सीडी रॉम ) इन फिल्मों के साथ पाठ, में पूरे मेंइस उपधारा में चले गए और नीचे का अनुसरण करें।

कार्बोहाइड्रेट। शर्करा की आनुवंशिक डी-श्रृंखला

"कार्बोहाइड्रेट प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित होते हैं और जीवित जीवों में विभिन्न महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। वे जैविक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं, और शरीर में अन्य मध्यवर्ती या अंतिम मेटाबोलाइट्स के संश्लेषण के लिए प्रारंभिक सामग्री भी हैं। कार्बोहाइड्रेट में है सामान्य सूत्र सी एन (एच 2 ओ) एम जिससे इन प्राकृतिक यौगिकों के नाम की उत्पत्ति हुई।

कार्बोहाइड्रेट को साधारण शर्करा या मोनोसेकेराइड और इन साधारण शर्करा या पॉलीसेकेराइड के पॉलिमर में विभाजित किया जाता है। पॉलीसेकेराइड के बीच, एक अणु में 2 से 10 मोनोसैकराइड अवशेषों वाले ओलिगोसेकेराइड के एक समूह को प्रतिष्ठित किया जाना चाहिए। इनमें शामिल हैं, विशेष रूप से, डिसाकार्इड्स।

मोनोसैकेराइड विषम क्रियात्मक यौगिक हैं। उनके अणुओं में एक साथ कार्बोनिल (एल्डिहाइड या कीटोन) और कई हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, अर्थात। मोनोसेकेराइड पॉलीहाइड्रॉक्सीकार्बोनिल यौगिक हैं - पॉलीहाइड्रॉक्सील्डिहाइड और पॉलीहाइड्रॉक्सीकेटोन। इसके आधार पर, मोनोसेकेराइड को एल्डोज (मोनोसेकेराइड में एक एल्डिहाइड समूह होता है) और केटोज (कीटो समूह निहित होता है) में विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज एक एल्डोज है और फ्रुक्टोज एक कीटोस है।

(ग्लूकोज (एल्डोज))(फ्रुक्टोज (कीटोज))

अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर, मोनोसैकराइड को टेट्रोज, पेंटोस, हेक्सोज आदि कहा जाता है। यदि हम अंतिम दो प्रकार के वर्गीकरण को जोड़ते हैं, तो ग्लूकोज एल्डोहेक्सोज है, और फ्रुक्टोज केटोहेक्सोज है। अधिकांश प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले मोनोसेकेराइड पेंटोस और हेक्सोज हैं।

मोनोसेकेराइड्स को फिशर प्रोजेक्शन फॉर्मूले के रूप में दर्शाया गया है, अर्थात। ड्राइंग के तल पर कार्बन परमाणुओं के टेट्राहेड्रल मॉडल के प्रक्षेपण के रूप में। उनमें कार्बन श्रृंखला लंबवत लिखी गई है। एल्डोज में, एल्डिहाइड समूह को शीर्ष पर रखा जाता है, केटोज में, कार्बोनिल समूह से सटे प्राथमिक अल्कोहल समूह। असममित कार्बन परमाणु पर हाइड्रोजन परमाणु और हाइड्रॉक्सिल समूह को एक क्षैतिज रेखा पर रखा जाता है। एक असममित कार्बन परमाणु दो सीधी रेखाओं के परिणामी क्रॉसहेयर में स्थित होता है और एक प्रतीक द्वारा इंगित नहीं किया जाता है। शीर्ष पर स्थित समूहों से कार्बन श्रृंखला की संख्या शुरू होती है। (आइए एक असममित कार्बन परमाणु को परिभाषित करें: यह एक कार्बन परमाणु है जो चार अलग-अलग परमाणुओं या समूहों से जुड़ा होता है।)

एक पूर्ण विन्यास स्थापित करना, अर्थात्। एक असममित कार्बन परमाणु में स्थानापन्नों के स्थान में वास्तविक व्यवस्था एक बहुत ही श्रमसाध्य कार्य है, और कुछ समय तक यह एक असंभव कार्य भी था। संदर्भ यौगिकों के साथ उनके विन्यास की तुलना करके यौगिकों को चिह्नित करना संभव है, अर्थात। सापेक्ष विन्यास को परिभाषित करें।

मोनोसेकेराइड का सापेक्ष विन्यास विन्यास मानक - ग्लिसराल्डिहाइड द्वारा निर्धारित किया जाता है, जिसके लिए, पिछली शताब्दी के अंत में, कुछ विन्यासों को मनमाने ढंग से सौंपा गया था, जिन्हें नामित किया गया थाडी- और एल - ग्लिसराल्डिहाइड। कार्बोनिल समूह से सबसे दूर मोनोसैकराइड के असममित कार्बन परमाणु के विन्यास की तुलना उनके असममित कार्बन परमाणुओं के विन्यास से की जाती है। पेंटोस में, यह परमाणु चौथा कार्बन परमाणु है ( 4 . से ), हेक्सोज में - पांचवां ( 5 . से ), अर्थात। कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला में अंतिम। यदि इन कार्बन परमाणुओं का विन्यास विन्यास के साथ मेल खाता हैडी - ग्लिसराल्डिहाइडमोनोसैकराइड को वर्गीकृत किया गया हैडी - एक पंक्ति में। और इसके विपरीत, यदि यह कॉन्फ़िगरेशन से मेल खाता हैली - ग्लिसराल्डिहाइड मानते हैं कि मोनोसेकेराइड का संबंध हैएल - पंक्ति। प्रतीक डी इसका मतलब है कि फिशर प्रक्षेपण में संबंधित असममित कार्बन परमाणु पर हाइड्रॉक्सिल समूह के दाईं ओर स्थित है ऊर्ध्वाधर रेखा, और प्रतीकली - कि हाइड्रॉक्सिल समूह बाईं ओर स्थित है।

शर्करा की आनुवंशिक डी-श्रृंखला

एल्डोज का पूर्वज ग्लिसराल्डिहाइड है। शर्करा के आनुवंशिक संबंध पर विचार करेंडी - डी के साथ पंक्ति - ग्लिसराल्डिहाइड।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, मोनोसेकेराइड की कार्बन श्रृंखला को क्रमिक रूप से एक समूह में शामिल करके बढ़ाने की एक विधि है

एन-

मैं साथ में मैं

-क्या वो

कार्बोनिल समूह और आसन्न कार्बन परमाणु के बीच। अणु में इस समूह का परिचयडी - ग्लिसराल्डिहाइड से दो डायस्टेरोमेरिक टेट्रोज बनते हैं -डी - एरिथ्रोसिस और डी - ट्रोज़। यह इस तथ्य के कारण है कि मोनोसैकराइड श्रृंखला में पेश किया गया एक नया कार्बन परमाणु असममित हो जाता है। इसी कारण से, प्रत्येक टेट्रोज़ प्राप्त होता है, और फिर पेन्टोज़, जब एक और कार्बन परमाणु उनके अणु में पेश किया जाता है, तो दो डायस्टेरोमेरिक शर्करा भी देता है। डायस्टेरोमर्स स्टीरियोइसोमर्स होते हैं जो एक या एक से अधिक असममित कार्बन परमाणुओं के विन्यास में भिन्न होते हैं।

इस प्रकार D प्राप्त होता है - D . से शर्करा की एक श्रृंखला - ग्लिसराल्डिहाइड। जैसा कि देखा जा सकता है, उपरोक्त श्रृंखला के सभी सदस्य, से प्राप्त किए जा रहे हैंडी - ग्लिसराल्डिहाइड, अपने असममित कार्बन परमाणु को बनाए रखता है। प्रस्तुत मोनोसेकेराइड के कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला में यह अंतिम असममित कार्बन परमाणु है।

प्रत्येक एल्डोज डी -संख्या एक स्टीरियोइसोमर से मेल खाती हैली - एक श्रृंखला जिसके अणु एक दूसरे से एक वस्तु और एक असंगत दर्पण छवि के रूप में संबंधित हैं। ऐसे स्टीरियोइसोमर्स को एनैन्टीओमर कहा जाता है।

निष्कर्ष में यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एल्डोहेक्सोस की उपरोक्त श्रृंखला दिखाए गए चार तक सीमित नहीं है। जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, सेडी - राइबोज और डी - xylose, आप डायस्टेरोमेरिक शर्करा के दो और जोड़े प्राप्त कर सकते हैं। हालांकि, हमने केवल एल्डोहेक्सोस पर ध्यान केंद्रित किया, जो प्रकृति में सबसे आम हैं।

डी-गैलेक्टोज के लिए हॉवर्थ सूत्रों का निर्माण

"एक ही समय में परिचय के रूप में कार्बनिक रसायन शास्त्रओपन-चेन फ़ार्मुलों द्वारा वर्णित पॉलीहाइड्रॉक्सी एल्डिहाइड या पॉलीहाइड्रॉक्सी कीटोन्स के रूप में ग्लूकोज और अन्य मोनोसेकेराइड की संरचना के बारे में विचार, कार्बोहाइड्रेट के रसायन विज्ञान में तथ्य जमा होने लगे, जिन्हें ऐसी संरचनाओं के दृष्टिकोण से समझाना मुश्किल था। यह पता चला कि ग्लूकोज और अन्य मोनोसेकेराइड संबंधित कार्यात्मक समूहों की एक इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप गठित चक्रीय हेमिसिटल्स के रूप में मौजूद हैं।

साधारण हेमीएसेटल दो यौगिकों के अणुओं के परस्पर क्रिया से बनते हैं - एक एल्डिहाइड और एक अल्कोहल। प्रतिक्रिया के दौरान कार्बोनिल समूह का दोहरा बंधन टूट जाता है, ब्रेक के स्थान पर, हाइड्रॉक्सिल के हाइड्रोजन परमाणु और शेष अल्कोहल को इसमें जोड़ा जाता है। एक यौगिक - एक मोनोसेकेराइड के अणु से संबंधित समान कार्यात्मक समूहों की बातचीत के कारण चक्रीय हेमीसेटल बनते हैं। प्रतिक्रिया उसी दिशा में आगे बढ़ती है: कार्बोनिल समूह का दोहरा बंधन टूट जाता है, हाइड्रॉक्सिल का हाइड्रोजन परमाणु कार्बोनिल ऑक्सीजन में जुड़ जाता है, और कार्बोनिल के कार्बन परमाणुओं और ऑक्सीजन के बंधन के कारण एक चक्र बनता है। हाइड्रॉक्सिल समूह।

चौथे और पांचवें कार्बन परमाणुओं में हाइड्रॉक्सिल समूहों द्वारा सबसे स्थिर हेमिसिटल्स का निर्माण होता है। परिणामी पांच-सदस्यीय और छह-सदस्यीय रिंगों को क्रमशः मोनोसेकेराइड के फ़्यूरानोज़ और पाइरोज़ रूप कहा जाता है। ये नाम चक्र में ऑक्सीजन परमाणु के साथ पांच- और छह-सदस्यीय हेट्रोसायक्लिक यौगिकों के नाम से आते हैं - फुरान और पायरान।

मोनोसैकेराइड जिनका चक्रीय रूप होता है, उन्हें हॉवर्थ के आशाजनक सूत्रों द्वारा आसानी से दर्शाया जाता है। वे रिंग में ऑक्सीजन परमाणु के साथ पांच- और छह-सदस्यीय रिंगों को आदर्श बनाते हैं, जिससे रिंग के तल के सापेक्ष सभी प्रतिस्थापनों की पारस्परिक व्यवस्था को देखना संभव हो जाता है।

उदाहरण का उपयोग करते हुए हॉवर्थ सूत्रों के निर्माण पर विचार करेंडी - गैलेक्टोज।

हॉवर्थ फॉर्मूले के निर्माण के लिए सबसे पहले फिशर प्रोजेक्शन में मोनोसैकराइड के कार्बन परमाणुओं की संख्या और इसे दाईं ओर मोड़ना आवश्यक है ताकि कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला एक क्षैतिज स्थिति ले ले। फिर बाईं ओर प्रक्षेपण सूत्र में स्थित परमाणु और समूह शीर्ष पर होंगे, और जो दाईं ओर स्थित हैं - क्षैतिज रेखा के नीचे, और चक्रीय सूत्रों के लिए एक और संक्रमण के साथ - चक्र के विमान के ऊपर और नीचे, क्रमशः . वास्तव में, मोनोसैकराइड की कार्बन श्रृंखला एक सीधी रेखा में स्थित नहीं होती है, बल्कि अंतरिक्ष में घुमावदार आकार लेती है। जैसा कि देखा जा सकता है, पांचवें कार्बन परमाणु में हाइड्रॉक्सिल एल्डिहाइड समूह से महत्वपूर्ण रूप से हटा दिया जाता है; रिंग को बंद करने के लिए प्रतिकूल स्थिति रखता है। कार्यात्मक समूहों को एक साथ करीब लाने के लिए, अणु के एक हिस्से को वैलेंस अक्ष के चारों ओर घुमाया जाता है जो चौथे और पांचवें कार्बन परमाणुओं को वामावर्त एक वैलेंस कोण से जोड़ता है। इस रोटेशन के परिणामस्वरूप, पांचवें कार्बन परमाणु का हाइड्रॉक्सिल एल्डिहाइड समूह के पास पहुंचता है, जबकि अन्य दो प्रतिस्थापन भी अपनी स्थिति बदलते हैं - विशेष रूप से, सीएच 2 ओएच समूह कार्बन परमाणुओं की श्रृंखला के ऊपर स्थित होता है। उसी समय, एल्डिहाइड समूह, चारों ओर घूमने के कारणएस - पहले और दूसरे कार्बन परमाणुओं के बीच का बंधन हाइड्रॉक्सिल के पास पहुंचता है। संपर्क किए गए कार्यात्मक समूह उपरोक्त योजना के अनुसार एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, जिससे छह-सदस्यीय पाइरोज़ रिंग के साथ एक हेमिसिएटल का निर्माण होता है।

परिणामी हाइड्रॉक्सिल समूह को ग्लाइकोसिडिक समूह कहा जाता है। एक चक्रीय हेमीएसेटल के गठन से एक नए असममित कार्बन परमाणु की उपस्थिति होती है, जिसे एनोमेरिक कहा जाता है। परिणामस्वरूप, दो डायस्टेरेओमर बनते हैं -ए और बी - एनोमर्स केवल पहले कार्बन परमाणु के विन्यास में भिन्न होते हैं।

एनोमेरिक कार्बन परमाणु के विभिन्न विन्यास इस तथ्य से उत्पन्न होते हैं कि एल्डिहाइड समूह, जिसमें एक तलीय विन्यास होता है, चारों ओर घूमने के कारण होता है।एस - गलियों के बीच संबंध पहले और दूसरे कार्बन परमाणुओं के साथ विमान के एक और विपरीत दोनों तरफ हमलावर अभिकर्मक (हाइड्रॉक्सिल समूह) को संदर्भित करता है। हाइड्रॉक्सिल समूह कार्बोनिल समूह पर दोनों ओर से आक्रमण करता है। डबल बंधन, पहले कार्बन परमाणु के विभिन्न विन्यासों के साथ हेमीएसेटल के लिए अग्रणी। दूसरे शब्दों में, एक साथ गठन का मुख्य कारणए और बी -एनोमर्स चर्चा की गई प्रतिक्रिया की गैर-रूढ़िवादीता में निहित है।

ए - एनोमर, एनोमेरिक सेंटर का विन्यास अंतिम असममित कार्बन परमाणु के विन्यास के समान है, जो संबंधित निर्धारित करता हैडी - और एल - एक पंक्ति में, और बी - एनोमर - विपरीत। एल्डोपेंटोसिस और एल्डोहेक्सोसिस मेंडी - हॉवर्थ के सूत्रों में श्रृंखला ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल समूह yए - विसंगति विमान के नीचे स्थित है, और yबी - एनोमर्स - चक्र के तल के ऊपर।

इसी तरह के नियमों के अनुसार, हॉवर्थ के फुरानोज रूपों में संक्रमण किया जाता है। अंतर केवल इतना है कि चौथे कार्बन परमाणु का हाइड्रॉक्सिल प्रतिक्रिया में शामिल होता है, और कार्यात्मक समूहों के अभिसरण के लिए, अणु के हिस्से को चारों ओर घुमाना आवश्यक है।एस - तीसरे और चौथे कार्बन परमाणुओं और दक्षिणावर्त के बीच के बंधन, जिसके परिणामस्वरूप पांचवें और छठे कार्बन परमाणु चक्र के तल के नीचे स्थित होंगे।

मोनोसेकेराइड के चक्रीय रूपों के नामों में विसंगति केंद्र के विन्यास के संकेत शामिल हैं (ए - या बी -), मोनोसेकेराइड का नाम और इसकी श्रृंखला (डी - या एल -) और चक्र का आकार (फुरानोज या पाइरानोज)।उदाहरण के लिए, ए, डी - गैलेक्टोपाइरानोज याबी, डी - गैलेक्टोफुरानोज।"

रसीद

प्रकृति में ग्लूकोज मुख्य रूप से मुक्त रूप में पाया जाता है। वह भी है संरचनात्मक इकाईकई पॉलीसेकेराइड। मुक्त अवस्था में अन्य मोनोसेकेराइड दुर्लभ होते हैं और मुख्य रूप से ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड के घटकों के रूप में जाने जाते हैं। प्रकृति में, प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप ग्लूकोज प्राप्त होता है:

6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (ग्लूकोज) + 6O 2

पहली बार, स्टार्च के हाइड्रोलिसिस के दौरान रूसी रसायनज्ञ जी.ई. किरचॉफ द्वारा 1811 में ग्लूकोज प्राप्त किया गया था। बाद में, ए.एम. बटलरोव द्वारा एक क्षारीय माध्यम में फॉर्मलाडेहाइड से मोनोसेकेराइड के संश्लेषण का प्रस्ताव दिया गया था।

उद्योग में, ग्लूकोज सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में स्टार्च के हाइड्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है।

(सी 6 एच 10 ओ 5) एन (स्टार्च) + एनएच 2 ओ - एच 2 एसओ 4, टी ° ® एनसी 6 एच 12 ओ 6 (ग्लूकोज)

भौतिक गुण

मोनोसैकराइड - ठोस, पानी में आसानी से घुलनशील, खराब - शराब में और ईथर में पूरी तरह से अघुलनशील। जलीय समाधानलिटमस के प्रति उदासीन प्रतिक्रिया होती है। अधिकांश मोनोसेकेराइड में मीठा स्वाद होता है, लेकिन चुकंदर से कम होता है।

रासायनिक गुण

मोनोसेकेराइड अल्कोहल और कार्बोनिल यौगिकों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं।

मैं। कार्बोनिल समूह में प्रतिक्रियाएं

1. ऑक्सीकरण।

ए) सभी एल्डिहाइड की तरह, मोनोसेकेराइड के ऑक्सीकरण से संबंधित एसिड बनते हैं। इसलिए, जब ग्लूकोज को सिल्वर हाइड्रॉक्साइड के अमोनिया घोल से ऑक्सीकृत किया जाता है, तो ग्लूकोनिक एसिड बनता है ("सिल्वर मिरर" प्रतिक्रिया)।

बी) मोनोसैकेराइड को कॉपर हाइड्रॉक्साइड के साथ गर्म करने पर अभिक्रिया से भी ऐल्डोनिक अम्ल बनता है।

सी) मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट न केवल एल्डिहाइड समूह, बल्कि प्राथमिक अल्कोहल समूह को कार्बोक्सिल समूह में ऑक्सीकरण करते हैं, जिससे डिबासिक चीनी (एल्डेरिक) एसिड होता है। आमतौर पर, इस ऑक्सीकरण के लिए केंद्रित नाइट्रिक एसिड का उपयोग किया जाता है।

2. वसूली।

शर्करा की कमी से पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल होता है। निकल, लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड आदि की उपस्थिति में हाइड्रोजन का उपयोग अपचायक के रूप में किया जाता है।

3. एल्डिहाइड के साथ मोनोसेकेराइड के रासायनिक गुणों की समानता के बावजूद, ग्लूकोज सोडियम हाइड्रोसल्फाइट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है ( NaHSO3)।

द्वितीय. हाइड्रॉक्सिल समूहों पर प्रतिक्रियाएं

मोनोसेकेराइड के हाइड्रॉक्सिल समूहों पर प्रतिक्रियाएं, एक नियम के रूप में, हेमिसिएटल (चक्रीय) रूप में की जाती हैं।

1. क्षारीकरण (ईथरों का बनना)।

गैसीय हाइड्रोजन क्लोराइड की उपस्थिति में मिथाइल अल्कोहल की क्रिया के तहत, ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल के हाइड्रोजन परमाणु को मिथाइल समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

मजबूत अल्काइलेटिंग एजेंटों का उपयोग करते समय, जैसेउदाहरण के लिए , मिथाइल आयोडाइड या डाइमिथाइल सल्फेट, ऐसा परिवर्तन मोनोसैकराइड के सभी हाइड्रॉक्सिल समूहों को प्रभावित करता है।

2. एसाइलेशन (गठन एस्टर).

जब एसिटिक एनहाइड्राइड ग्लूकोज पर कार्य करता है, तो एक एस्टर बनता है - पेंटाएसिटाइलग्लुकोज।

3. सभी पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल की तरह, कॉपर हाइड्रॉक्साइड के साथ ग्लूकोज (द्वितीय ) एक गहरा नीला रंग (गुणात्मक प्रतिक्रिया) देता है।

III. विशिष्ट प्रतिक्रियाएं

उपरोक्त के अलावा, ग्लूकोज भी कुछ द्वारा विशेषता है विशिष्ट गुण- किण्वन प्रक्रियाएं। किण्वन एंजाइम (एंजाइम) के प्रभाव में चीनी के अणुओं का टूटना है। तीन कार्बन परमाणुओं के गुणक वाले शर्करा को किण्वित किया जाता है। किण्वन कई प्रकार के होते हैं, जिनमें सबसे प्रसिद्ध निम्नलिखित हैं:

ए) मादक किण्वन

सी 6 एच 12 ओ 6 ® 2सीएच 3-सीएच 2 ओएच (एथिल अल्कोहल) + 2सीओ 2

बी) लैक्टिक किण्वन

सी) ब्यूटिरिक किण्वन

C6H12O6® सीएच 3-सीएच 2-सीएच 2-कूह(ब्यूटिरिक एसिड) + 2 एच 2 + 2CO 2

सूक्ष्मजीवों के कारण होने वाले किण्वन के प्रकार व्यापक व्यावहारिक महत्व के हैं। उदाहरण के लिए, अल्कोहल - एथिल अल्कोहल के उत्पादन के लिए, वाइनमेकिंग, ब्रूइंग आदि में, और लैक्टिक एसिड - लैक्टिक एसिड और किण्वित दूध उत्पादों के उत्पादन के लिए।

डिसैक्राइड

हाइड्रोलिसिस पर डिसैकराइड (बायोस) दो समान या अलग मोनोसेकेराइड बनाते हैं। डिसाकार्इड्स की संरचना को स्थापित करने के लिए, यह जानना आवश्यक है: यह किस मोनोसेकेराइड से बना है, इन मोनोसेकेराइड्स में एनोमेरिक केंद्रों का विन्यास क्या है (ए - या बी -), रिंग के आकार क्या हैं (फुरानोज या पाइरानोज) और जिसकी भागीदारी से हाइड्रॉक्सिल दो मोनोसैकराइड अणु जुड़े हुए हैं।

डिसाकार्इड्स को दो समूहों में बांटा गया है: कम करने और गैर-कम करने वाला।

डिसैकराइड को कम करने में शामिल हैं, विशेष रूप से, माल्ट में निहित माल्टोस (माल्ट शुगर), i. अंकुरित, और फिर अनाज के सूखे और कुचले हुए अनाज।

(माल्टोज)

माल्टोस दो अवशेषों से बना होता हैडी - ग्लूकोपाइरानोज, जो एक (1–4) -ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े होते हैं, यानी। एक अणु का ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल और दूसरे मोनोसैकेराइड अणु के चौथे कार्बन परमाणु में अल्कोहल हाइड्रॉक्सिल एक ईथर बंधन के निर्माण में भाग लेते हैं। एक विसंगतिपूर्ण कार्बन परमाणु ( 1 से ) इस बंधन के निर्माण में भाग लेना हैए - विन्यास, और एक मुक्त ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल (लाल रंग में इंगित) के साथ एक विसंगति परमाणु में दोनों हो सकते हैंए - (ए - माल्टोस) औरबी - विन्यास (बी - माल्टोस)।

माल्टोस एक सफेद क्रिस्टल है, पानी में अत्यधिक घुलनशील, स्वाद में मीठा, लेकिन चीनी (सुक्रोज) की तुलना में बहुत कम है।

जैसा कि देखा जा सकता है, माल्टोस में एक मुक्त ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल होता है, जिसके परिणामस्वरूप रिंग को खोलने और एल्डिहाइड रूप में स्थानांतरित करने की क्षमता बरकरार रहती है। इस संबंध में, माल्टोस एल्डिहाइड की प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने में सक्षम है, और विशेष रूप से, "सिल्वर मिरर" प्रतिक्रिया देने के लिए, इसलिए इसे एक कम करने वाला डिसाकार्इड कहा जाता है। इसके अलावा, माल्टोस मोनोसेकेराइड की कई प्रतिक्रियाओं की विशेषता में प्रवेश करता है,उदाहरण के लिए , ईथर और एस्टर बनाता है (मोनोसेकेराइड के रासायनिक गुण देखें)।

गैर-घटाने वाले डिसैकराइड में सुक्रोज (चुकंदर या बेंत) शामिल हैंचीनी)। यह गन्ना, चुकंदर (28% तक शुष्क पदार्थ) में पाया जाता है। पौधे का रस और फल। सुक्रोज अणु का बना होता हैए, डी - ग्लूकोपाइरानोज औरबी, डी - फ्रुक्टोफुरानोज।

(सुक्रोज)

माल्टोस के विपरीत, मोनोसैकेराइड के बीच ग्लाइकोसिडिक बंधन (1–2) दोनों अणुओं के ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल की कीमत पर बनता है, अर्थात कोई मुक्त ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल नहीं है। नतीजतन, सुक्रोज की कोई कम करने की क्षमता नहीं है, यह "सिल्वर मिरर" प्रतिक्रिया नहीं देता है, इसलिए इसे गैर-कम करने वाले डिसैकराइड के रूप में जाना जाता है।

सुक्रोज - सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ, स्वाद में मीठा, पानी में अच्छी तरह से घुलनशील।

सुक्रोज को हाइड्रॉक्सिल समूहों पर प्रतिक्रियाओं की विशेषता है। सभी डिसाकार्इड्स की तरह, एसिड में सुक्रोज या एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिसमोनोसेकेराइड में बदल जाता है, जिससे यह बना होता है।

पॉलिसैक्राइड

सबसे महत्वपूर्ण पॉलीसेकेराइड स्टार्च और सेल्युलोज (फाइबर) हैं। वे ग्लूकोज अवशेषों से निर्मित होते हैं। इन पॉलीसेकेराइड का सामान्य सूत्र (सी 6 एच 10 ओ 5 एन . ग्लाइकोसिडिक (सी 1-परमाणु पर) और अल्कोहल (सी 4-परमाणु पर) हाइड्रॉक्सिल आमतौर पर पॉलीसेकेराइड अणुओं के निर्माण में भाग लेते हैं, अर्थात। a (1–4)-ग्लाइकोसिडिक बंध बनता है।

स्टार्च

स्टार्च दो पॉलीसेकेराइड का मिश्रण है जो से निर्मित होता हैए, डी - ग्लूकोपाइरानोज लिंक: एमाइलोज (10-20%) और एमाइलोपेक्टिन (80-90%)। प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधों में स्टार्च बनता है और जड़ों, कंदों और बीजों में "आरक्षित" कार्बोहाइड्रेट के रूप में जमा होता है। उदाहरण के लिए, चावल, गेहूं, राई और अन्य अनाज के अनाज में 60-80% स्टार्च, आलू के कंद - 15-20% होते हैं। जानवरों की दुनिया में एक संबंधित भूमिका पॉलीसेकेराइड ग्लाइकोजन द्वारा निभाई जाती है, जो मुख्य रूप से यकृत में "संग्रहीत" होती है।

स्टार्च एक सफेद पाउडर है जिसमें छोटे दाने होते हैं, जो ठंडे पानी में अघुलनशील होते हैं। स्टार्च को संसाधित करते समय गरम पानीदो भिन्नों को अलग करना संभव है: अंश में घुलनशील अंश गरम पानीऔर एमाइलोज पॉलीसेकेराइड से मिलकर, और एक अंश जो केवल गर्म पानी में एक पेस्ट बनाने के लिए सूज जाता है और इसमें एमाइलोपेक्टिन पॉलीसेकेराइड होता है।

एमाइलोज की एक रैखिक संरचना होती है,ए, डी - ग्लूकोपाइरानोज अवशेष (1–4) -ग्लाइकोसिडिक बंधों से जुड़े होते हैं। एमाइलोज (और सामान्य रूप से स्टार्च) की मौलिक कोशिका को निम्नानुसार दर्शाया गया है:

एमाइलोपेक्टिन अणु निर्मित होता है एक समान तरीके से, हालांकि, श्रृंखला में शाखाएं हैं, जो बनाता है स्थानिक संरचना. शाखा बिंदुओं पर, मोनोसैकेराइड अवशेष (1–6) -ग्लाइकोसिडिक बंधों से जुड़े होते हैं। शाखा बिंदुओं के बीच आमतौर पर 20-25 ग्लूकोज अवशेष होते हैं।

(एमाइलोपेक्टिन)

स्टार्च आसानी से हाइड्रोलिसिस से गुजरता है: जब सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में गर्म किया जाता है, तो ग्लूकोज बनता है।

(सी 6 एच 10 ओ 5 ) एन (स्टार्च) + एनएच 2 ओ - - एच 2 एसओ 4, टी ° ® एनसी 6 एच 12 ओ 6 (ग्लूकोज)

प्रतिक्रिया की स्थिति के आधार पर, मध्यवर्ती उत्पादों के गठन के साथ हाइड्रोलिसिस चरणबद्ध तरीके से किया जा सकता है।

(सी 6 एच 10 ओ 5 ) एन (स्टार्च) ® (सी 6 एच 10 ओ 5 ) मी (डेक्सट्रिन (एम)< n )) ® xC 12 H 22 O 11 (мальтоза) ® nC 6 H 12 O 6 (глюкоза)

स्टार्च के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया आयोडीन के साथ इसकी बातचीत है - एक तीव्र नीला रंग मनाया जाता है। इस तरह का धुंधलापन तब दिखाई देता है जब आयोडीन के घोल की एक बूंद आलू के टुकड़े या सफेद ब्रेड के टुकड़े पर रखी जाती है।

स्टार्च "चांदी के दर्पण" प्रतिक्रिया में प्रवेश नहीं करता है।

स्टार्च एक मूल्यवान खाद्य उत्पाद है। इसके अवशोषण की सुविधा के लिए, स्टार्च युक्त उत्पादों को गर्मी उपचार के अधीन किया जाता है, अर्थात। आलू और अनाज उबाले जाते हैं, रोटी बेक की जाती है। इस मामले में किए गए डेक्सट्रिनाइजेशन (डेक्सट्रिन का गठन) की प्रक्रियाएं शरीर द्वारा स्टार्च के बेहतर अवशोषण और बाद में ग्लूकोज के हाइड्रोलिसिस में योगदान करती हैं।

खाद्य उद्योग में, स्टार्च का उपयोग सॉसेज, कन्फेक्शनरी और पाक उत्पादों के उत्पादन में किया जाता है। इसका उपयोग ग्लूकोज प्राप्त करने के लिए, कागज, कपड़ा, चिपकने वाले, दवाओं आदि के निर्माण में भी किया जाता है।

सेलूलोज़ (फाइबर)

सेल्युलोज सबसे आम पौधा पॉलीसेकेराइड है। इसमें महान यांत्रिक शक्ति है और पौधों के लिए सहायक सामग्री के रूप में कार्य करती है। लकड़ी में 50-70% सेल्युलोज होता है, कपास लगभग शुद्ध सेल्युलोज होता है।

स्टार्च की तरह, सेल्यूलोज की संरचनात्मक इकाई हैडी - ग्लूकोपाइरानोज, जिसके लिंक (1-4) -ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े होते हैं। हालांकि, सेल्युलोज स्टार्च से अलग है।बी - चक्रों और कड़ाई से रैखिक संरचना के बीच ग्लाइकोसिडिक बांडों का विन्यास।

सेल्युलोज में फिलामेंटस अणु होते हैं, जो श्रृंखला के भीतर हाइड्रॉक्सिल समूहों के हाइड्रोजन बांडों के साथ-साथ आसन्न श्रृंखलाओं के बीच बंडलों में इकट्ठे होते हैं। यह चेन पैकिंग है जो उच्च यांत्रिक शक्ति, फाइबर सामग्री, पानी की अघुलनशीलता और रासायनिक जड़ता प्रदान करती है, जो सेलूलोज़ को सेल की दीवारों के निर्माण के लिए एक आदर्श सामग्री बनाती है।

बी - ग्लाइकोसिडिक बंधन मानव पाचन एंजाइमों द्वारा नष्ट नहीं होता है, इसलिए सेल्यूलोज उसके लिए भोजन के रूप में काम नहीं कर सकता है, हालांकि एक निश्चित मात्रा में यह सामान्य पोषण के लिए आवश्यक गिट्टी पदार्थ है। जुगाली करने वाले जानवरों के पेट में सेल्यूलोज-पाचन एंजाइम होते हैं, इसलिए जुगाली करने वाले जानवर फाइबर का उपयोग खाद्य घटक के रूप में करते हैं।

पानी और आम कार्बनिक सॉल्वैंट्स में सेल्यूलोज की अघुलनशीलता के बावजूद, यह श्वीट्ज़र के अभिकर्मक (अमोनिया में कॉपर हाइड्रॉक्साइड का एक समाधान) में घुलनशील है, साथ ही साथ में भी गाढ़ा घोलजिंक क्लोराइड और केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड।

स्टार्च की तरह, सेल्युलोज एसिड हाइड्रोलिसिसग्लूकोज देता है।

सेल्युलोज एक पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल है, पॉलीमर की प्रति यूनिट सेल में तीन तत्व होते हैं। हाइड्रॉक्सिल समूह. इस संबंध में, सेल्युलोज को एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाओं (एस्टर के गठन) की विशेषता है। के साथ प्रतिक्रियाएं नाइट्रिक एसिडऔर एसिटिक एनहाइड्राइड।

पूरी तरह से एस्ट्रिफ़ाइड फाइबर को पाइरोक्सिलिन के रूप में जाना जाता है, जो उचित प्रसंस्करण के बाद, धुआं रहित पाउडर में बदल जाता है। नाइट्रेशन की स्थिति के आधार पर, सेल्यूलोज डिनिट्रेट प्राप्त किया जा सकता है, जिसे तकनीक में कॉलोक्सिलिन कहा जाता है। इसका उपयोग बारूद और ठोस प्रणोदक के निर्माण में भी किया जाता है। इसके अलावा, सेल्युलाइड कोलोक्सीलिन के आधार पर बनाया जाता है।

गैर-दहनशील फिल्म और एसीटेट रेशम के निर्माण के लिए ट्राईएसिटाइलसेलुलोज (या सेल्युलोज एसीटेट) एक मूल्यवान उत्पाद है। ऐसा करने के लिए, सेलूलोज़ एसीटेट को डाइक्लोरोमेथेन और इथेनॉल के मिश्रण में भंग कर दिया जाता है, और इस समाधान को स्पिनरनेट के माध्यम से गर्म हवा की धारा में मजबूर किया जाता है। विलायक वाष्पित हो जाता है और घोल की धाराएँ एसीटेट रेशम के सबसे पतले धागों में बदल जाती हैं।

सेल्युलोज "चांदी का दर्पण" प्रतिक्रिया नहीं देता है।

सेल्यूलोज के उपयोग के बारे में बोलते हुए, कोई यह नहीं कह सकता कि विभिन्न कागजों के निर्माण के लिए बड़ी मात्रा में सेल्यूलोज की खपत होती है। कागज फाइबर फाइबर की एक पतली परत है, जिसे एक विशेष पेपर मशीन पर चिपकाया और दबाया जाता है।

ऊपर से, यह पहले से ही स्पष्ट है कि मनुष्यों द्वारा सेल्यूलोज का उपयोग इतना व्यापक और विविध है कि एक स्वतंत्र खंड सेल्यूलोज के रासायनिक प्रसंस्करण के उत्पादों के उपयोग के लिए समर्पित किया जा सकता है।

खंड का अंत

जीवित जीवों को बनाने वाली कोशिकाओं के रासायनिक गुण मुख्य रूप से कार्बन परमाणुओं की संख्या पर निर्भर करते हैं जो शुष्क द्रव्यमान का 50% तक बनाते हैं। कार्बन परमाणु मुख्य में हैं कार्बनिक पदार्थ: प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, लिपिड और कार्बोहाइड्रेट। बाद वाले समूह में सूत्र (सीएच 2 ओ) एन के अनुरूप कार्बन और पानी के यौगिक शामिल हैं, जहां एन तीन के बराबर या उससे अधिक है। कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के अलावा, अणुओं में फास्फोरस, नाइट्रोजन और सल्फर परमाणु शामिल हो सकते हैं। इस लेख में, हम मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका के साथ-साथ उनकी संरचना, गुणों और कार्यों की विशेषताओं का अध्ययन करेंगे।

वर्गीकरण

जैव रसायन में यौगिकों के इस समूह को तीन वर्गों में विभाजित किया गया है: सरल शर्करा (मोनोसेकेराइड), ग्लाइकोसिडिक बंधन के साथ बहुलक यौगिक - ओलिगोसेकेराइड और बड़े आणविक भार वाले बायोपॉलिमर - पॉलीसेकेराइड। उपरोक्त वर्गों के पदार्थ विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं में पाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, स्टार्च और ग्लूकोज पौधों की संरचनाओं में पाए जाते हैं, मानव हेपेटोसाइट्स और कवक कोशिका की दीवारों में ग्लाइकोजन, और आर्थ्रोपोड्स के बाहरी कंकाल में काइटिन। उपरोक्त सभी कार्बोहाइड्रेट हैं। शरीर में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका सार्वभौमिक है। वे बैक्टीरिया, जानवरों और मनुष्यों की महत्वपूर्ण अभिव्यक्तियों के लिए ऊर्जा के मुख्य आपूर्तिकर्ता हैं।

मोनोसैक्राइड

उनके पास सामान्य सूत्र C n H 2 n O n है और अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर समूहों में विभाजित हैं: ट्रायोज़, टेट्रोज़, पेन्टोज़, और इसी तरह। सेल ऑर्गेनेल और साइटोप्लाज्म की संरचना में, साधारण शर्करा के दो स्थानिक विन्यास होते हैं: चक्रीय और रैखिक। पहले मामले में, कार्बन परमाणु सहसंयोजक सिग्मा बांड द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं और बंद चक्र बनाते हैं; दूसरे मामले में, कार्बन कंकाल बंद नहीं होता है और इसकी शाखाएं हो सकती हैं। शरीर में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका निर्धारित करने के लिए, उनमें से सबसे आम पर विचार करें - पेंटोस और हेक्सोज।

आइसोमर्स: ग्लूकोज और फ्रुक्टोज

उनके पास एक ही है आण्विक सूत्रसी 6 एच 12 ओ 6 लेकिन अलग संरचनात्मक विचारअणु। हमने पहले बुलाया है अग्रणी भूमिकाएक जीवित जीव में कार्बोहाइड्रेट - ऊर्जा। उपरोक्त पदार्थ कोशिका द्वारा टूट जाते हैं। नतीजतन, ऊर्जा निकलती है (एक ग्राम ग्लूकोज से 17.6 kJ)। इसके अलावा, 36 एटीपी अणु. ग्लूकोज का टूटना माइटोकॉन्ड्रिया की झिल्लियों (क्राइस्ट) पर होता है और एंजाइमी प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला है - क्रेब्स चक्र। यह बिना किसी अपवाद के विषमपोषी यूकेरियोटिक जीवों की सभी कोशिकाओं में होने वाले प्रसार में सबसे महत्वपूर्ण कड़ी है।

मांसपेशियों के ऊतकों में ग्लाइकोजन स्टोर के टूटने के कारण स्तनधारी मायोसाइट्स में ग्लूकोज भी बनता है। भविष्य में, इसका उपयोग आसानी से विघटित होने वाले पदार्थ के रूप में किया जाता है, क्योंकि कोशिकाओं को ऊर्जा प्रदान करना शरीर में कार्बोहाइड्रेट की मुख्य भूमिका है। पौधे प्रकाशपोषी होते हैं और प्रकाश-संश्लेषण के दौरान अपना ग्लूकोज़ स्वयं बनाते हैं। इन प्रतिक्रियाओं को केल्विन चक्र कहा जाता है। शुरुआती सामग्रीकार्बन डाइऑक्साइड है, और स्वीकर्ता राइबोलेसोडिफॉस्फेट है। क्लोरोप्लास्ट मैट्रिक्स में ग्लूकोज संश्लेषण होता है। फ्रुक्टोज, जिसमें ग्लूकोज के समान आणविक सूत्र होता है, अणु में होता है कार्यात्मक समूहकीटोन्स यह ग्लूकोज से अधिक मीठा होता है और शहद के साथ-साथ जामुन और फलों के रस में भी पाया जाता है। इस प्रकार, जैविक भूमिकाशरीर में कार्बोहाइड्रेट मुख्य रूप से उन्हें ऊर्जा के त्वरित स्रोत के रूप में उपयोग करने के लिए है।

आनुवंशिकता में पेंटोस की भूमिका

आइए हम मोनोसेकेराइड के एक और समूह पर ध्यान दें - राइबोज और डीऑक्सीराइबोज। उनकी विशिष्टता इस तथ्य में निहित है कि वे पॉलिमर - न्यूक्लिक एसिड का हिस्सा हैं। गैर-सेलुलर जीवन रूपों सहित सभी जीवों के लिए, डीएनए और आरएनए मुख्य वाहक हैं वंशानुगत जानकारी. राइबोज आरएनए अणुओं में पाया जाता है, जबकि डीऑक्सीराइबोज डीएनए न्यूक्लियोटाइड में पाया जाता है। नतीजतन, मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट की जैविक भूमिका यह है कि वे आनुवंशिकता की इकाइयों - जीन और गुणसूत्रों के निर्माण में शामिल होते हैं।

एल्डिहाइड समूह वाले पेंटोस के उदाहरण और आम में वनस्पति, ज़ाइलोज़ (तने और बीजों में पाए जाते हैं), अल्फा-अरबिनोज़ (पत्थर के फलों के पेड़ों के गोंद में पाए जाते हैं)। इस प्रकार, शरीर में कार्बोहाइड्रेट का वितरण और जैविक भूमिका उच्च पौधेकाफी बड़े हैं।

ओलिगोसेकेराइड क्या हैं

यदि ग्लूकोज या फ्रुक्टोज जैसे मोनोसैकराइड अणुओं के अवशेष जुड़े हुए हैं सहसंयोजी आबंध, फिर ओलिगोसेकेराइड बनते हैं - बहुलक कार्बोहाइड्रेट। पौधों और जानवरों दोनों के शरीर में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका विविध है। यह डिसाकार्इड्स के लिए विशेष रूप से सच है। उनमें से सबसे आम सुक्रोज, लैक्टोज, माल्टोज और ट्रेहलोस हैं। तो, सुक्रोज, जिसे अन्यथा बेंत कहा जाता है, या पौधों में एक घोल के रूप में पाया जाता है और उनकी जड़ों या तनों में जमा हो जाता है। हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, ग्लूकोज और फ्रुक्टोज अणु बनते हैं। पशु मूल का है। कुछ लोगों को इस पदार्थ के प्रति असहिष्णुता होती है, जो एंजाइम लैक्टेज के हाइपोसेरेटेशन से जुड़ा होता है, जो दूध की चीनी को गैलेक्टोज और ग्लूकोज में तोड़ देता है। शरीर के जीवन में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका विविध है। उदाहरण के लिए, डिसैकराइड ट्रेहलोज, जिसमें दो ग्लूकोज अवशेष होते हैं, क्रस्टेशियंस, मकड़ियों और कीड़ों के हेमोलिम्फ का हिस्सा है। यह कवक और कुछ शैवाल की कोशिकाओं में भी पाया जाता है।

एक अन्य डिसैकराइड - माल्टोस, या माल्ट चीनी, उनके अंकुरण के दौरान राई या जौ के दानों में पाया जाता है, एक अणु है जिसमें दो ग्लूकोज अवशेष होते हैं। यह सब्जी या पशु स्टार्च के टूटने के परिणामस्वरूप बनता है। मनुष्यों और स्तनधारियों की छोटी आंत में, माल्टोस एंजाइम की क्रिया से माल्टोस टूट जाता है। अग्नाशयी रस में इसकी अनुपस्थिति में, खाद्य पदार्थों में ग्लाइकोजन या वनस्पति स्टार्च के असहिष्णुता के कारण एक विकृति उत्पन्न होती है। इस मामले में, एक विशेष आहार का उपयोग किया जाता है और एंजाइम को ही आहार में जोड़ा जाता है।

प्रकृति में जटिल कार्बोहाइड्रेट

वे बहुत व्यापक हैं, विशेष रूप से पौधों के साम्राज्य में, वे बायोपॉलिमर हैं और एक बड़ा आणविक भार है। उदाहरण के लिए, स्टार्च में यह 800,000 है, और सेल्युलोज में यह 1,600,000 है। पॉलीसेकेराइड उनकी मोनोमर संरचना, पोलीमराइजेशन की डिग्री और श्रृंखला की लंबाई में भिन्न होते हैं। साधारण शर्करा और ओलिगोसेकेराइड के विपरीत, जो पानी में अच्छी तरह से घुल जाते हैं और एक मीठा स्वाद होता है, पॉलीसेकेराइड हाइड्रोफोबिक और बेस्वाद होते हैं। ग्लाइकोजन - पशु स्टार्च के उदाहरण का उपयोग करके मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका पर विचार करें। इसे ग्लूकोज से संश्लेषित किया जाता है और हेपेटोसाइट्स और कंकाल की मांसपेशियों की कोशिकाओं में संग्रहीत किया जाता है, जहां इसकी सामग्री यकृत की तुलना में दोगुनी होती है। उपचर्म वसा ऊतक, न्यूरोसाइट्स और मैक्रोफेज भी ग्लाइकोजन बनाने में सक्षम हैं। एक अन्य पॉलीसेकेराइड, वनस्पति स्टार्च, प्रकाश संश्लेषण का एक उत्पाद है और हरे रंग के प्लास्टिड में बनता है।

मानव सभ्यता की शुरुआत से, स्टार्च के मुख्य आपूर्तिकर्ता मूल्यवान कृषि फसलें थे: चावल, आलू, मक्का। वे अभी भी पृथ्वी के अधिकांश निवासियों के आहार का आधार हैं। इसलिए कार्बोहाइड्रेट इतने मूल्यवान हैं। शरीर में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका, जैसा कि हम देखते हैं, ऊर्जा-गहन और जल्दी पचने योग्य कार्बनिक पदार्थों के रूप में उनके उपयोग में है।

पॉलीसेकेराइड का एक समूह है जिसके मोनोमर्स हयालूरोनिक एसिड अवशेष हैं। वे पेक्टिन कहलाते हैं और पादप कोशिकाओं के संरचनात्मक पदार्थ हैं। सेब का छिलका, चुकंदर का गूदा इनमें विशेष रूप से समृद्ध होता है। सेलुलर पदार्थ पेक्टिन इंट्रासेल्युलर दबाव - टर्गर को नियंत्रित करते हैं। कन्फेक्शनरी उद्योग में, उन्हें मार्शमॉलो और मुरब्बा की उच्च गुणवत्ता वाली किस्मों के उत्पादन में जेली बनाने वाले एजेंटों और गाढ़ेपन के रूप में उपयोग किया जाता है। पर आहार खाद्यजैविक के रूप में उपयोग किया जाता है सक्रिय पदार्थबड़ी आंत से विषाक्त पदार्थों को अच्छी तरह से निकालना।

ग्लाइकोलिपिड्स क्या हैं

ये है दिलचस्प समूह जटिल यौगिकतंत्रिका ऊतक में पाए जाने वाले कार्बोहाइड्रेट और वसा। इसमें स्तनधारियों के मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी होती है। ग्लाइकोलिपिड्स भी पाए जाते हैं कोशिका की झिल्लियाँ. उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया में, वे इनमें से कुछ यौगिकों में भाग लेते हैं, एंटीजन (पदार्थ जो लैंडस्टीनर AB0 प्रणाली के रक्त समूहों को प्रकट करते हैं)। जानवरों, पौधों और मनुष्यों की कोशिकाओं में, ग्लाइकोलिपिड्स के अलावा, स्वतंत्र वसा अणु भी होते हैं। वे मुख्य रूप से प्रदर्शन करते हैं ऊर्जा कार्य. एक ग्राम वसा को विभाजित करने पर 38.9 kJ ऊर्जा निकलती है। लिपिड भी एक संरचनात्मक कार्य द्वारा विशेषता हैं (वे कोशिका झिल्ली का हिस्सा हैं)। इस प्रकार, ये कार्य कार्बोहाइड्रेट और वसा द्वारा किए जाते हैं। शरीर में उनकी भूमिका असाधारण रूप से महान है।

शरीर में कार्बोहाइड्रेट और लिपिड की भूमिका

मानव और पशु कोशिकाओं में, चयापचय के परिणामस्वरूप होने वाले पॉलीसेकेराइड और वसा के पारस्परिक परिवर्तन देखे जा सकते हैं। आहार वैज्ञानिकों ने पाया है कि स्टार्चयुक्त खाद्य पदार्थों के अत्यधिक सेवन से वसा का संचय होता है। यदि किसी व्यक्ति में एमाइलेज की रिहाई के मामले में अग्न्याशय का उल्लंघन होता है या एक गतिहीन जीवन शैली का नेतृत्व करता है, तो उसका वजन बहुत बढ़ सकता है। यह याद रखने योग्य है कि कार्बोहाइड्रेट युक्त खाद्य पदार्थ मुख्य रूप से ग्रहणी में ग्लूकोज में टूट जाते हैं। यह छोटी आंत के विली की केशिकाओं द्वारा अवशोषित किया जाता है और ग्लाइकोजन के रूप में यकृत और मांसपेशियों में जमा होता है। शरीर में चयापचय जितना तीव्र होता है, उतनी ही सक्रिय रूप से यह ग्लूकोज में टूट जाता है। फिर इसका उपयोग कोशिकाओं द्वारा मुख्य ऊर्जा सामग्री के रूप में किया जाता है। यह जानकारी इस सवाल के जवाब के रूप में कार्य करती है कि मानव शरीर में कार्बोहाइड्रेट क्या भूमिका निभाते हैं।

ग्लाइकोप्रोटीन का मूल्य

पदार्थों के इस समूह के यौगिकों को एक कार्बोहाइड्रेट + प्रोटीन परिसर द्वारा दर्शाया जाता है। उन्हें ग्लाइकोकोनजुगेट्स भी कहा जाता है। ये एंटीबॉडी, हार्मोन, झिल्ली संरचनाएं हैं। नवीनतम जैव रासायनिक अध्ययनों ने स्थापित किया है कि यदि ग्लाइकोप्रोटीन अपनी मूल (प्राकृतिक) संरचना को बदलना शुरू कर देते हैं, तो इससे अस्थमा, संधिशोथ और कैंसर जैसी जटिल बीमारियों का विकास होता है। सेल चयापचय में ग्लाइकोकोनजुगेट्स की भूमिका महान है। तो, इंटरफेरॉन वायरस के प्रजनन को दबाते हैं, इम्युनोग्लोबुलिन शरीर को रोगजनक एजेंटों से बचाते हैं। रक्त प्रोटीन भी पदार्थों के इस समूह से संबंधित हैं। वे सुरक्षात्मक और बफर गुण प्रदान करते हैं। उपरोक्त सभी कार्यों की पुष्टि इस तथ्य से होती है कि शरीर में कार्बोहाइड्रेट की शारीरिक भूमिका विविध और अत्यंत महत्वपूर्ण है।

कार्बोहाइड्रेट कहाँ और कैसे बनते हैं?

सरल और जटिल शर्करा के मुख्य आपूर्तिकर्ता हरे पौधे हैं: शैवाल, उच्च बीजाणु, जिम्नोस्पर्म और फूल वाले पौधे। उन सभी में उनकी कोशिकाओं में वर्णक क्लोरोफिल होता है। यह थायलाकोइड्स का हिस्सा है - क्लोरोप्लास्ट की संरचनाएं। रूसी वैज्ञानिक के.ए. तिमिरयाज़ेव ने प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया का अध्ययन किया, जिसके परिणामस्वरूप कार्बोहाइड्रेट का निर्माण होता है। पौधे के शरीर में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका फलों, बीजों और बल्बों में स्टार्च का संचय है, अर्थात वानस्पतिक अंग. प्रकाश संश्लेषण का तंत्र काफी जटिल है और इसमें प्रकाश और अंधेरे दोनों में होने वाली एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला होती है। एंजाइमों की क्रिया द्वारा ग्लूकोज कार्बन डाइऑक्साइड से संश्लेषित होता है। विषमपोषी जीव हरे पौधों का उपयोग भोजन और ऊर्जा के स्रोत के रूप में करते हैं। इस प्रकार, यह पौधे हैं जो सभी में पहली कड़ी हैं और उत्पादक कहलाते हैं।

हेटरोट्रॉफ़िक जीवों की कोशिकाओं में, कार्बोहाइड्रेट को चिकनी (कृषि) के चैनलों पर संश्लेषित किया जाता है। अन्तः प्रदव्ययी जलिका. फिर उनका उपयोग ऊर्जा और निर्माण सामग्री के रूप में किया जाता है। पादप कोशिकाओं में, कार्बोहाइड्रेट अतिरिक्त रूप से गोल्गी परिसर में बनते हैं, और फिर सेल्यूलोज कोशिका भित्ति के निर्माण में जाते हैं। कशेरुकियों के पाचन की प्रक्रिया में, कार्बोहाइड्रेट युक्त यौगिक आंशिक रूप से टूट जाते हैं मुंहऔर पेट। ग्रहणी में मुख्य विघटन प्रतिक्रियाएं होती हैं। यह अग्नाशयी रस को स्रावित करता है, जिसमें एंजाइम एमाइलेज होता है, जो स्टार्च को ग्लूकोज में तोड़ देता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, ग्लूकोज छोटी आंत में रक्त में अवशोषित हो जाता है और सभी कोशिकाओं तक ले जाया जाता है। यहां इसका उपयोग ऊर्जा और संरचनात्मक पदार्थ के स्रोत के रूप में किया जाता है। यह शरीर में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका की व्याख्या करता है।

हेटरोट्रॉफ़िक कोशिकाओं के सुप्रामेम्ब्रेन कॉम्प्लेक्स

वे जानवरों और कवक की विशेषता हैं। रासायनिक संरचना और आणविक संगठनइन संरचनाओं को लिपिड, प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट जैसे यौगिकों द्वारा दर्शाया जाता है। शरीर में कार्बोहाइड्रेट की भूमिका झिल्ली में भागीदारी और निर्माण है। मानव और पशु कोशिकाओं में एक विशेष संरचनात्मक घटक होता है जिसे ग्लाइकोकैलिक्स कहा जाता है। यह पतली सतह परत ग्लाइकोलिपिड्स और ग्लाइकोप्रोटीन से बनी होती है जो से जुड़ी होती है कोशिकाद्रव्य की झिल्ली. यह बाहरी वातावरण के साथ कोशिकाओं का सीधा संबंध प्रदान करता है। यह वह जगह भी है जहां उत्तेजना और बाह्य पाचन की धारणा होती है। उनके कार्बोहाइड्रेट खोल के लिए धन्यवाद, कोशिकाएं ऊतक बनाने के लिए एक साथ चिपक जाती हैं। इस घटना को आसंजन कहा जाता है। हम यह भी जोड़ते हैं कि कार्बोहाइड्रेट अणुओं की "पूंछ" कोशिका की सतह के ऊपर स्थित होती है और अंतरालीय द्रव में निर्देशित होती है।

हेटरोट्रॉफ़िक जीवों के एक अन्य समूह, कवक में भी एक सतह उपकरण होता है जिसे कोशिका भित्ति कहा जाता है। इसमें जटिल शर्करा - चिटिन, ग्लाइकोजन शामिल हैं। कुछ प्रकार के मशरूम में भी होते हैं घुलनशील कार्बोहाइड्रेट, जैसे कि ट्रेहलोस, जिसे मशरूम शुगर कहा जाता है।

एककोशिकीय जानवरों में, जैसे कि सिलिअट्स, सतह परत, पेलिकल, में प्रोटीन और लिपिड के साथ ओलिगोसेकेराइड के परिसर भी होते हैं। कुछ प्रोटोजोआ में, पेलिकल काफी पतला होता है और शरीर के आकार में बदलाव में हस्तक्षेप नहीं करता है। और दूसरों में, यह एक सुरक्षात्मक कार्य करते हुए, एक खोल की तरह मोटा और मजबूत हो जाता है।

पौधे की कोशिका भित्ति

इसमें बड़ी मात्रा में कार्बोहाइड्रेट भी होते हैं, विशेष रूप से सेलूलोज़, फाइबर बंडलों के रूप में एकत्र किए जाते हैं। ये संरचनाएं एक कोलाइडल मैट्रिक्स में एम्बेडेड एक ढांचा बनाती हैं। इसमें मुख्य रूप से ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड होते हैं। पादप कोशिकाओं की कोशिका भित्ति लिग्निफाइड हो सकती है। इस मामले में, सेल्यूलोज बंडलों के बीच की खाई एक और कार्बोहाइड्रेट - लिग्निन से भर जाती है। यह कोशिका झिल्ली के सहायक कार्यों को बढ़ाता है। अक्सर, विशेष रूप से बारहमासी लकड़ी के पौधों में, बाहरी परत, सेल्यूलोज से मिलकर, एक वसा जैसे पदार्थ - सुबेरिन से ढका होता है। यह पानी को पौधों के ऊतकों में प्रवेश करने से रोकता है, इसलिए अंतर्निहित कोशिकाएं जल्दी मर जाती हैं और कॉर्क की एक परत से ढक जाती हैं।

उपरोक्त को सारांशित करते हुए, हम देखते हैं कि कार्बोहाइड्रेट और वसा पौधों की कोशिका भित्ति में आपस में घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं। फोटोट्रॉफ़्स के शरीर में उनकी भूमिका को कम करके आंका जाना मुश्किल है, क्योंकि ग्लाइकोलिपिड कॉम्प्लेक्स सहायक और सुरक्षात्मक कार्य प्रदान करते हैं। आइए हम द्रोब्यंका साम्राज्य के जीवों की विशेषता वाले कार्बोहाइड्रेट की विविधता का अध्ययन करें। इसमें प्रोकैरियोट्स, विशेष रूप से बैक्टीरिया शामिल हैं। उनकी कोशिका भित्ति में म्यूरिन नामक एक कार्बोहाइड्रेट होता है। सतह तंत्र की संरचना के आधार पर, बैक्टीरिया को ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नेगेटिव में विभाजित किया जाता है।

दूसरे समूह की संरचना अधिक जटिल है। इन जीवाणुओं की दो परतें होती हैं: प्लास्टिक और कठोर। पूर्व में म्यूकोपॉलीसेकेराइड जैसे म्यूरिन होते हैं। इसके अणु बड़े जाल संरचनाओं की तरह दिखते हैं जो जीवाणु कोशिका के चारों ओर एक कैप्सूल बनाते हैं। दूसरी परत में पेप्टिडोग्लाइकन होता है - पॉलीसेकेराइड और प्रोटीन का एक संयोजन।

सेल वॉल लिपोपॉलीसेकेराइड बैक्टीरिया को दांतों के इनेमल या यूकेरियोटिक कोशिकाओं की झिल्ली जैसे विभिन्न सबस्ट्रेट्स का दृढ़ता से पालन करने की अनुमति देते हैं। इसके अलावा, ग्लाइकोलिपिड एक दूसरे के लिए जीवाणु कोशिकाओं के आसंजन को बढ़ावा देते हैं। इस तरह, उदाहरण के लिए, स्ट्रेप्टोकोकी की श्रृंखला, स्टेफिलोकोसी के समूह बनते हैं, इसके अलावा, कुछ प्रकार के प्रोकैरियोट्स में एक अतिरिक्त श्लेष्म झिल्ली होती है - पेप्लोस। इसकी संरचना में पॉलीसेकेराइड होते हैं और कठोर की क्रिया के तहत आसानी से नष्ट हो जाते हैं विकिरणया एंटीबायोटिक जैसे कुछ रसायनों के संपर्क में आने से।

§ 1. कार्बोहाइड्रेट का वर्गीकरण और कार्य

प्राचीन काल में भी, मानव जाति कार्बोहाइड्रेट से परिचित हो गई थी और सीखा था कि इसका उपयोग कैसे करना है रोजमर्रा की जिंदगी. कपास, सन, लकड़ी, स्टार्च, शहद, गन्ना चीनी कुछ ऐसे कार्बोहाइड्रेट हैं जिन्होंने सभ्यता के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। कार्बोहाइड्रेट प्रकृति में सबसे आम कार्बनिक यौगिकों में से हैं। वे बैक्टीरिया, पौधों और जानवरों सहित किसी भी जीव की कोशिकाओं के अभिन्न अंग हैं। पौधों में, कार्बोहाइड्रेट 80 - 90% सूखे वजन के लिए होता है, जानवरों में - शरीर के वजन का लगभग 2%। कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से उनका संश्लेषण हरे पौधों द्वारा ऊर्जा का उपयोग करके किया जाता है। सूरज की रोशनी (प्रकाश संश्लेषण ) इस प्रक्रिया के लिए कुल स्टोइकोमेट्रिक समीकरण है:

ग्लूकोज और अन्य सरल कार्बोहाइड्रेट तब अधिक जटिल कार्बोहाइड्रेट जैसे स्टार्च और सेल्युलोज में परिवर्तित हो जाते हैं। पौधे श्वसन की प्रक्रिया के माध्यम से ऊर्जा मुक्त करने के लिए इन कार्बोहाइड्रेट का उपयोग करते हैं। यह प्रक्रिया अनिवार्य रूप से प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के विपरीत है:

जानना दिलचस्प है! प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में हरे पौधे और बैक्टीरिया सालाना लगभग 200 बिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल से अवशोषित करते हैं। इस मामले में, लगभग 130 बिलियन टन ऑक्सीजन वायुमंडल में छोड़ी जाती है और 50 बिलियन टन कार्बनिक कार्बन यौगिक, मुख्य रूप से कार्बोहाइड्रेट, संश्लेषित होते हैं।

पशु कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बोहाइड्रेट को संश्लेषित करने में असमर्थ हैं। भोजन के साथ कार्बोहाइड्रेट का सेवन करके, जानवर अपनी संचित ऊर्जा को महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को बनाए रखने के लिए खर्च करते हैं। उच्च सामग्रीहमारे भोजन के प्रकार जैसे बेकरी उत्पाद, आलू, अनाज आदि कार्बोहाइड्रेट की विशेषता है।

"कार्बोहाइड्रेट" नाम ऐतिहासिक है। इन पदार्थों के पहले प्रतिनिधियों को सारांश सूत्र सी एम एच 2 एन ओ एन या सी एम (एच 2 ओ) एन द्वारा वर्णित किया गया था। कार्बोहाइड्रेट का दूसरा नाम है सहारा - सरलतम कार्बोहाइड्रेट के मीठे स्वाद के कारण। अपनी तरह से रासायनिक संरचनाकार्बोहाइड्रेट यौगिकों का एक जटिल और विविध समूह है। उनमें से, लगभग 200 के आणविक भार और विशाल पॉलिमर के साथ काफी सरल यौगिक हैं, मॉलिक्यूलर मास्सजो कई मिलियन तक पहुंच जाता है। कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ, कार्बोहाइड्रेट में फॉस्फोरस, नाइट्रोजन, सल्फर, और शायद ही कभी, अन्य तत्वों के परमाणु हो सकते हैं।

कार्बोहाइड्रेट का वर्गीकरण

सभी ज्ञात कार्बोहाइड्रेट को दो में विभाजित किया जा सकता है बड़े समूह – सरल कार्बोहाइड्रेट और काम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट्स. अलग समूहउदाहरण के लिए, कार्बोहाइड्रेट युक्त मिश्रित बहुलक बनाते हैं, ग्लाइकोप्रोटीन- एक प्रोटीन अणु के साथ एक जटिल, ग्लाइकोलिपिड्स -लिपिड, आदि के साथ जटिल।

सरल कार्बोहाइड्रेट (मोनोसैकराइड, या मोनोस) पॉलीहाइड्रॉक्सीकार्बोनिल यौगिक होते हैं जो हाइड्रोलिसिस पर सरल कार्बोहाइड्रेट अणु बनाने में सक्षम नहीं होते हैं। यदि मोनोसेकेराइड में एल्डिहाइड समूह होता है, तो वे एल्डोज (एल्डिहाइड अल्कोहल) के वर्ग से संबंधित होते हैं, यदि कीटोन - केटोज (कीटो अल्कोहल) के वर्ग के होते हैं। एक मोनोसैकराइड अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर, ट्रायोज़ (सी 3), टेट्रोज़ (सी 4), पेंटोस (सी 5), हेक्सोज़ (सी 6) आदि प्रतिष्ठित हैं:

प्रकृति में सबसे आम पेंटोस और हेक्सोज हैं।

जटिलकार्बोहाइड्रेट ( पॉलीसैकराइड, या पोलियोसिस) मोनोसैकराइड अवशेषों से निर्मित बहुलक हैं। वे सरल कार्बोहाइड्रेट बनाने के लिए हाइड्रोलाइज करते हैं। पोलीमराइजेशन की डिग्री के आधार पर, उन्हें कम आणविक भार में विभाजित किया जाता है ( oligosaccharides, जिसके पोलीमराइजेशन की डिग्री, एक नियम के रूप में, 10 से कम है) और मैक्रोमोलेक्यूलर. ओलिगोसेकेराइड चीनी जैसे कार्बोहाइड्रेट होते हैं जो पानी में घुलनशील होते हैं और इनका स्वाद मीठा होता है। धातु आयनों (Cu 2+, Ag +) को कम करने की उनकी क्षमता के अनुसार, उन्हें . में विभाजित किया गया है regeneratingऔर गैर को कम करने. संरचना के आधार पर पॉलीसेकेराइड को भी दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: होमोपॉलीसेकेराइड्सऔर हेटरोपॉलीसेकेराइड्स. होमोपॉलीसेकेराइड एक ही प्रकार के मोनोसैकराइड अवशेषों से निर्मित होते हैं, और हेटरोपॉलीसेकेराइड विभिन्न मोनोसेकेराइड के अवशेषों से निर्मित होते हैं।

कार्बोहाइड्रेट के प्रत्येक समूह के सबसे आम प्रतिनिधियों के उदाहरणों के साथ जो कहा गया है उसे निम्नलिखित आरेख के रूप में दर्शाया जा सकता है:

कार्बोहाइड्रेट के कार्य

पॉलीसेकेराइड के जैविक कार्य बहुत विविध हैं।

ऊर्जा और भंडारण समारोह

कार्बोहाइड्रेट में भोजन के साथ एक व्यक्ति द्वारा उपभोग की जाने वाली कैलोरी की मुख्य मात्रा होती है। स्टार्च भोजन में मुख्य कार्बोहाइड्रेट है। यह अनाज के हिस्से के रूप में बेकरी उत्पादों, आलू में पाया जाता है। मानव आहार में ग्लाइकोजन (यकृत और मांस में), सुक्रोज (विभिन्न व्यंजनों में योजक के रूप में), फ्रुक्टोज (फलों और शहद में), लैक्टोज (दूध में) भी होता है। पॉलीसेकेराइड, शरीर द्वारा अवशोषित होने से पहले, हाइड्रोलाइज्ड होना चाहिए पाचक एंजाइममोनोसैकराइड्स को। केवल इस रूप में वे रक्त में अवशोषित होते हैं। रक्त प्रवाह के साथ, मोनोसेकेराइड अंगों और ऊतकों में प्रवेश करते हैं, जहां उनका उपयोग अपने स्वयं के कार्बोहाइड्रेट या अन्य पदार्थों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है, या उनसे ऊर्जा निकालने के लिए विभाजन से गुजरना पड़ता है।

ग्लूकोज के टूटने से निकलने वाली ऊर्जा को एटीपी के रूप में संग्रहित किया जाता है। ग्लूकोज के टूटने की दो प्रक्रियाएं हैं: अवायवीय (ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में) और एरोबिक (ऑक्सीजन की उपस्थिति में)। अवायवीय प्रक्रिया के परिणामस्वरूप लैक्टिक एसिड बनता है

जो, गंभीर . के साथ शारीरिक गतिविधिमांसपेशियों में जमा हो जाता है और दर्द का कारण बनता है।

एरोबिक प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, ग्लूकोज कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) और पानी में ऑक्सीकृत हो जाता है:

ग्लूकोज के एरोबिक टूटने के परिणामस्वरूप, अवायवीय टूटने के परिणामस्वरूप बहुत अधिक ऊर्जा निकलती है। सामान्य तौर पर, 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण से 16.9 kJ ऊर्जा निकलती है।

ग्लूकोज अल्कोहलिक किण्वन से गुजर सकता है। यह प्रक्रिया खमीर द्वारा अवायवीय परिस्थितियों में की जाती है:

शराब और एथिल अल्कोहल के उत्पादन के लिए उद्योग में अल्कोहलिक किण्वन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मनुष्य ने न केवल मादक किण्वन का उपयोग करना सीखा, बल्कि लैक्टिक एसिड किण्वन का उपयोग भी पाया, उदाहरण के लिए, लैक्टिक एसिड उत्पादों और अचार वाली सब्जियों को प्राप्त करने के लिए।

मनुष्यों और जानवरों में सेल्यूलोज को हाइड्रोलाइज करने में सक्षम कोई एंजाइम नहीं हैं; फिर भी, सेल्यूलोज कई जानवरों के लिए मुख्य खाद्य घटक है, विशेष रूप से जुगाली करने वालों के लिए। इन जानवरों के पेट में बड़ी मात्रा में बैक्टीरिया और प्रोटोजोआ होते हैं जो एंजाइम का उत्पादन करते हैं सेल्युलेसग्लूकोज के लिए सेल्युलोज के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है। उत्तरार्द्ध आगे के परिवर्तनों से गुजर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप ब्यूटिरिक, एसिटिक, प्रोपियोनिक एसिड बनते हैं, जो जुगाली करने वालों के रक्त में अवशोषित हो सकते हैं।

कार्बोहाइड्रेट एक आरक्षित कार्य भी करते हैं। तो, पौधों में स्टार्च, सुक्रोज, ग्लूकोज और ग्लाइकोजनजानवरों में वे अपनी कोशिकाओं के ऊर्जा भंडार हैं।

संरचनात्मक, सहायक और सुरक्षात्मक कार्य

पौधों में सेल्यूलोज और काइटिनअकशेरुकी और कवक में, वे सहायक और सुरक्षात्मक कार्य करते हैं। पॉलीसेकेराइड सूक्ष्मजीवों में एक कैप्सूल बनाते हैं, जिससे झिल्ली मजबूत होती है। पशु कोशिकाओं की सतह के बैक्टीरिया और ग्लाइकोप्रोटीन के लिपोपॉलेसेकेराइड शरीर के अंतरकोशिकीय संपर्क और प्रतिरक्षात्मक प्रतिक्रियाओं की चयनात्मकता प्रदान करते हैं। राइबोज सर्व करता है निर्माण सामग्रीडीएनए के लिए आरएनए और डीऑक्सीराइबोज के लिए।

एक सुरक्षात्मक कार्य करता है हेपरिन. यह कार्बोहाइड्रेट रक्त के थक्के जमने का अवरोधक होने के कारण रक्त के थक्कों को बनने से रोकता है। यह रक्त में पाया जाता है और संयोजी ऊतकस्तनधारी पॉलीसेकेराइड द्वारा गठित बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति, छोटी अमीनो एसिड श्रृंखलाओं द्वारा एक साथ रखी जाती है, रक्षा करती है जीवाणु कोशिकाएंप्रतिकूल प्रभावों से। बाहरी कंकाल के निर्माण में कार्बोहाइड्रेट क्रस्टेशियंस और कीड़ों में शामिल होते हैं, जो एक सुरक्षात्मक कार्य करता है।

नियामक कार्य

फाइबर आंतों की गतिशीलता को बढ़ाता है, जिससे पाचन में सुधार होता है।

एक दिलचस्प संभावना तरल ईंधन के स्रोत के रूप में कार्बोहाइड्रेट का उपयोग है - इथेनॉल। प्राचीन काल से, लकड़ी का उपयोग घरों को गर्म करने और खाना पकाने के लिए किया जाता रहा है। पर आधुनिक समाजइस प्रकार के ईंधन को अन्य प्रकारों से प्रतिस्थापित किया जा रहा है - तेल और कोयला, जो सस्ते और उपयोग में अधिक सुविधाजनक हैं। हालांकि, वनस्पति कच्चे माल, तेल और कोयले के विपरीत, उपयोग में कुछ असुविधाओं के बावजूद, ऊर्जा का अक्षय स्रोत हैं। लेकिन इंजन में इसका उपयोग अन्तः ज्वलनमुश्किल। इन उद्देश्यों के लिए, तरल ईंधन या गैस का उपयोग करना बेहतर होता है। निम्न-श्रेणी की लकड़ी, पुआल या सेल्युलोज या स्टार्च युक्त अन्य पौधों की सामग्री से तरल ईंधन प्राप्त किया जा सकता है - इथेनॉल. ऐसा करने के लिए, आपको पहले सेल्युलोज या स्टार्च को हाइड्रोलाइज करना होगा और ग्लूकोज प्राप्त करना होगा:

और फिर परिणामी ग्लूकोज को अल्कोहलिक किण्वन के अधीन करें और एथिल अल्कोहल प्राप्त करें। एक बार परिष्कृत होने के बाद, इसे आंतरिक दहन इंजनों में ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ब्राजील में, इस उद्देश्य के लिए, गन्ना, ज्वार और कसावा से सालाना अरबों लीटर अल्कोहल प्राप्त किया जाता है और आंतरिक दहन इंजन में उपयोग किया जाता है।