Karbohidrat: monosakarida, disakarida dan polisakarida. Sifat kimia disakarida Sifat fisik dan kimia disakarida

Karbohidrat untuk diabetes

Gula (sakarida, karbohidrat) adalah senyawa organik yang umum di alam. Mereka adalah turunan dari alkohol polihidrat. Berdasarkan ukuran dan struktur molekulnya, gula dibagi menjadi dua kelompok: gula sederhana (monosakarida) dan gula kompleks (termasuk disakarida dan polisakarida).

Berdasarkan keberadaan gugus fungsi yang khas, selain gugus poliatomik (hidroksil), yang merupakan bagian dari semua sakarida, mereka dibedakan: aldosa - yang memiliki gugus aldehida, dan - yang memiliki gugus keton.

Baca lebih lanjut tentang berbagai jenis karbohidrat di bawah dalam artikel yang saya kumpulkan tentang topik ini.

Karbohidrat adalah senyawa organik, paling sering berasal dari alam, hanya terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen. Karbohidrat memainkan peran besar dalam kehidupan semua organisme hidup. Golongan senyawa organik ini mendapat namanya karena karbohidrat yang pertama kali dipelajari manusia mempunyai rumus umum dalam bentuk Cx(H2O)y.

Itu. mereka secara konvensional dianggap sebagai senyawa karbon dan air. Namun belakangan ternyata komposisi beberapa karbohidrat melenceng dari formula tersebut. Misalnya karbohidrat seperti deoksiribosa memiliki rumus C5H10O4. Pada saat yang sama, ada beberapa senyawa yang secara formal sesuai dengan rumus Cx(H2O)y, tetapi tidak berhubungan dengan karbohidrat, seperti formaldehida (CH2O) dan asam asetat (C2H4O2).

Namun, istilah “karbohidrat” secara historis telah dikaitkan dengan golongan senyawa ini, dan oleh karena itu istilah ini banyak digunakan di zaman kita.

Klasifikasi karbohidrat

Tergantung pada kemampuan karbohidrat untuk dipecah selama hidrolisis menjadi karbohidrat lain dengan berat molekul lebih rendah, karbohidrat dibagi menjadi sederhana (monosakarida) dan kompleks (disakarida, oligosakarida, polisakarida). Seperti yang Anda duga, dari karbohidrat sederhana, mis. monosakarida, tidak mungkin memperoleh karbohidrat dengan berat molekul lebih rendah melalui hidrolisis.

Hidrolisis satu molekul disakarida menghasilkan dua molekul monosakarida, dan hidrolisis lengkap satu molekul polisakarida menghasilkan banyak molekul monosakarida.

Sifat kimia monosakarida pada contoh glukosa dan fruktosa

Seperti yang Anda lihat, baik molekul glukosa maupun molekulnya mengandung 5 gugus hidroksil, dan oleh karena itu keduanya dapat dianggap sebagai alkohol polihidrik. Molekul glukosa mengandung gugus aldehida, yaitu. sebenarnya, glukosa adalah alkohol aldehida polihidrat. Dalam kasus fruktosa, gugus keton dapat ditemukan dalam molekulnya, yaitu. fruktosa adalah keto alkohol polihidrik.

Sifat kimia glukosa dan fruktosa sebagai senyawa karbonil

Semua monosakarida dapat bereaksi dengan adanya katalis dengan hidrogen. Dalam hal ini, gugus karbonil direduksi menjadi gugus hidroksil alkohol. Molekul glukosa mengandung gugus aldehida, dan oleh karena itu masuk akal untuk mengasumsikan bahwa larutan berairnya memberikan reaksi berkualitas tinggi terhadap aldehida.

Perhatian!

Memang, ketika larutan glukosa berair dengan tembaga (II) hidroksida yang baru diendapkan dipanaskan, seperti halnya aldehida lainnya, endapan tembaga (I) oksida berwarna merah bata mengendap dari larutan. Dalam hal ini, gugus aldehida glukosa dioksidasi menjadi gugus karboksil - asam glukonat terbentuk. Glukosa juga masuk ke dalam reaksi “cermin perak” ketika terkena larutan amonia oksida perak.

Namun, berbeda dengan reaksi sebelumnya, alih-alih asam glukonat, garamnya terbentuk - amonium glukonat, karena amonia terlarut hadir dalam larutan. Fruktosa dan monosakarida lainnya, yang merupakan ketoalkohol polihidrat, tidak bereaksi secara kualitatif dengan aldehida.

Sifat kimia glukosa dan fruktosa sebagai alkohol polihidrat

Karena monosakarida, termasuk glukosa dan fruktosa, memiliki beberapa gugus hidroksil dalam molekulnya. Semuanya memberikan reaksi kualitatif terhadap alkohol polihidrat. Secara khusus, tembaga (II) hidroksida yang baru diendapkan larut dalam larutan monosakarida berair. Dalam hal ini, alih-alih endapan biru Cu(OH)2, larutan senyawa kompleks tembaga berwarna biru tua akan terbentuk.

Disakarida. Sifat kimia

Disakarida adalah karbohidrat yang molekulnya terdiri dari dua residu monosakarida yang dihubungkan satu sama lain melalui kondensasi dua hidroksil hemiasetal atau satu hidroksil alkohol dan satu hemiasetal. Ikatan yang terbentuk dengan cara ini antara residu monosakarida disebut glikosidik. Rumus sebagian besar disakarida dapat ditulis sebagai C12H22O11.

Disakarida yang paling umum adalah gula yang dikenal, disebut sukrosa oleh ahli kimia. Molekul karbohidrat ini dibentuk oleh residu siklik satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Hubungan antara residu disakarida dalam hal ini diwujudkan karena eliminasi air dari dua hidroksil hemiasetal.

Karena ikatan antara residu monosakarida dibentuk oleh kondensasi dua hidroksil asetal, molekul gula tidak mungkin membuka salah satu cincinnya, yaitu. transisi ke bentuk karbonil tidak mungkin dilakukan. Dalam hal ini, sukrosa tidak mampu memberikan reaksi berkualitas tinggi terhadap aldehida.

Disakarida jenis ini, yang tidak memberikan reaksi kualitatif terhadap aldehida, disebut gula non-pereduksi. Namun, ada disakarida yang memberikan reaksi kualitatif terhadap gugus aldehida. Situasi ini mungkin terjadi ketika hidroksil hemiasetal dari gugus aldehida dari salah satu molekul monosakarida asli tetap berada dalam molekul disakarida.

Secara khusus, maltosa bereaksi dengan larutan amonia oksida perak, serta tembaga (II) hidroksida, seperti aldehida.

Disakarida sebagai alkohol polihidrat

Disakarida, sebagai alkohol polihidrat, memberikan reaksi kualitatif yang sesuai dengan tembaga (II) hidroksida, yaitu. ketika larutan encernya ditambahkan ke tembaga (II) hidroksida yang baru diendapkan, endapan biru Cu(OH)2 yang tidak larut dalam air akan larut membentuk larutan biru tua.

Polisakarida. Pati dan selulosa

Polisakarida adalah karbohidrat kompleks, molekulnya terdiri dari sejumlah besar residu monosakarida yang dihubungkan satu sama lain melalui ikatan glikosidik. Ada definisi lain dari polisakarida. Polisakarida adalah karbohidrat kompleks yang molekulnya membentuk sejumlah besar molekul monosakarida setelah hidrolisis sempurna.

Secara umum rumus polisakarida dapat dituliskan sebagai (C6H11O5)n. Pati adalah suatu zat berupa serbuk amorf berwarna putih, tidak larut dalam air dingin dan sebagian larut dalam air panas sehingga membentuk larutan koloid, biasa disebut pasta pati.

Pati terbentuk dari karbon dioksida dan air selama fotosintesis di bagian hijau tumbuhan di bawah pengaruh energi sinar matahari. Pati ditemukan dalam jumlah terbesar pada umbi kentang, gandum, beras dan biji jagung. Oleh karena itu, sumber pati tersebut menjadi bahan baku produksinya di industri.

Selulosa adalah zat yang dalam keadaan murni berbentuk bubuk putih yang tidak larut dalam air dingin atau panas. Berbeda dengan pati, selulosa tidak membentuk pasta. Selulosa yang hampir murni terdiri dari kertas saring, kapas, dan bulu poplar.

Baik pati maupun selulosa merupakan produk tanaman. Namun, peran mereka dalam kehidupan tumbuhan berbeda-beda. Selulosa pada dasarnya merupakan bahan bangunan, khususnya membentuk membran sel tumbuhan. Pati pada dasarnya memiliki fungsi penyimpanan dan energi.

Sumber: https://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje/uglevody

Jenis karbohidrat

Ada tiga jenis utama karbohidrat:

Karbohidrat atau gula sederhana (cepat): mono dan disakarida
Karbohidrat kompleks (lambat): oligo dan polisakarida
Karbohidrat yang tidak dapat dicerna, atau berserat, didefinisikan sebagai serat makanan.

Sahara

Ada dua jenis gula:

Monosakarida – Monosakarida mengandung satu kelompok gula, seperti glukosa, fruktosa atau galaktosa.
disakarida - disakarida dibentuk oleh residu dua monosakarida dan diwakili, khususnya, oleh sukrosa (gula meja biasa) dan laktosa.

Karbohidrat kompleks

Polisakarida adalah karbohidrat yang mengandung tiga atau lebih molekul karbohidrat sederhana. Jenis karbohidrat ini khususnya meliputi dekstrin, pati, glikogen dan selulosa. Sumber polisakarida adalah sereal, kacang-kacangan, kentang dan sayuran lainnya.

Sumber: http://sportwiki.to/%D0%92%D0%B8%D0%B4%D1%8B_%D1%83%D0%B3%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D0%BE %D0%B4%D0%BE%D0%B2

Karbohidrat, monosakarida, polisakarida, maltosa, glukosa, fruktosa

Karbohidrat

Karbohidrat merupakan sekelompok besar senyawa organik yang berperan penting dalam fungsi tubuh. Karbohidrat didistribusikan terutama di dunia tumbuhan. Tubuh manusia membutuhkan 400-500 g karbohidrat per hari (termasuk setidaknya 80 g gula). Mereka adalah sumber energi yang penting.

Daya cerna karbohidrat yang terkandung dalam buah-buahan adalah 90%; dalam dan produk susu – 98; dalam gula meja – 99%. Contoh karbohidrat antara lain glukosa (C6H2O6), atau gula anggur, dinamakan demikian karena kandungannya yang tinggi; gula tebu atau bit (C6H22011); pati dan selulosa (SbH10O5).

Zat-zat ini terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Selain itu, perbandingan dua unsur terakhir sama dengan perbandingan air, yaitu untuk dua atom hidrogen terdapat satu atom oksigen. Jadi, karbohidrat seolah-olah terbuat dari karbon dan air, itulah namanya. Karbohidrat dibagi menjadi monosakarida (seperti glukosa) dan polisakarida.

Polisakarida, pada gilirannya, dibagi menjadi berat molekul rendah, atau oligosakarida (wakilnya adalah gula bit), dan berat molekul tinggi, seperti pati dan selulosa. Molekul polisakarida dibangun dari sisa-sisa molekul monosakarida dan, selama hidrolisis, dipecah menjadi karbohidrat yang lebih sederhana.

Monosakarida

Dari monosakarida, yang terpenting bagi tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa, galaktosa, dll. Semuanya berupa zat kristal, larut dalam air. Glukosa dalam keadaan bebas umum ditemukan pada buah-buahan di banyak tanaman. Dalam keadaan terikat terdapat pada tumbuhan dalam bentuk polisakarida (sukrosa, maltosa, pati, dekstrin, selulosa, dll). Dalam industri, glukosa diperoleh dari pati.

Glukosa anhidrat meleleh pada suhu 146 C, sangat larut dalam air, glukosa kira-kira 2 kali lebih manis dibandingkan sukrosa. Ketika glukosa terkena zat pengoksidasi kuat, asam gula terbentuk. Ketika direduksi, ia berubah menjadi alkohol heksahidrat -.

Perhatian!

Ada tiga jenis karbohidrat:

monosakarida;
disakarida;
polisakarida.

Monosakarida utama adalah glukosa dan fruktosa, terdiri dari satu molekul, sehingga karbohidrat ini cepat dipecah dan segera masuk ke dalam darah. Sel-sel otak “diberi bahan bakar” dengan energi berkat glukosa: misalnya, kebutuhan harian glukosa yang dibutuhkan otak adalah 150 g, yaitu seperempat dari jumlah total karbohidrat yang diterima per hari dari makanan.

Keunikan karbohidrat sederhana adalah cepat diolah dan tidak diubah menjadi lemak, sedangkan karbohidrat kompleks (jika dikonsumsi berlebihan) dapat disimpan dalam tubuh sebagai lemak. Monosakarida hadir dalam jumlah besar di banyak buah dan sayuran, serta madu.

Karbohidrat ini, yang meliputi sukrosa, laktosa, dan maltosa, tidak dapat disebut kompleks, karena mengandung residu dua monosakarida. Disakarida membutuhkan waktu lebih lama untuk dicerna dibandingkan dengan monosakarida.

Fakta yang menarik! Telah terbukti bahwa anak-anak dan remaja merespons peningkatan konsumsi karbohidrat yang terdapat dalam makanan olahan (atau olahan) dengan apa yang disebut perilaku hiperaktif (atau hiperaktif). Dengan secara konsisten menghilangkan makanan seperti gula, tepung putih, pasta, dan nasi putih dari pola makan Anda, gangguan perilaku akan berkurang secara signifikan.

Pada saat yang sama, penting untuk memperbanyak konsumsi sayur dan buah segar, kacang-kacangan, kacang-kacangan, dan keju. Disakarida terdapat dalam produk susu, pasta, dan produk yang mengandung gula rafinasi. Molekul polisakarida mencakup puluhan, ratusan, dan terkadang ribuan monosakarida.

Polisakarida (yaitu pati, serat, selulosa, pektin, inulin, kitin dan glikogen) paling penting bagi tubuh manusia karena dua alasan:

mereka membutuhkan waktu lama untuk dicerna dan diserap (tidak seperti karbohidrat sederhana);
mengandung banyak zat bermanfaat, termasuk vitamin, mineral dan protein.

Banyak polisakarida yang terdapat dalam serat tumbuhan, sehingga satu kali makan, yang berbahan dasar sayuran mentah atau direbus, hampir dapat sepenuhnya memenuhi kebutuhan harian tubuh akan zat-zat yang menjadi sumber energi.

Berkat polisakarida, pertama, kadar gula yang dibutuhkan dipertahankan, dan kedua, otak diberikan nutrisi yang dibutuhkannya, yang diwujudkan dengan peningkatan konsentrasi, peningkatan daya ingat, dan peningkatan aktivitas mental. Polisakarida banyak ditemukan pada sayuran, buah-buahan, biji-bijian, dan hati hewan.

Manfaat karbohidrat:

Merangsang peristaltik saluran cerna.
Penyerapan dan pembuangan zat beracun dan kolesterol.
Memberikan kondisi optimal untuk berfungsinya mikroflora usus normal.
Memperkuat sistem kekebalan tubuh.
Normalisasi metabolisme.
Memastikan fungsi hati yang baik.
Memastikan pasokan gula yang konstan dalam darah.
Pencegahan berkembangnya tumor di lambung dan usus.
Pengisian kembali vitamin dan mineral.
Memberikan energi ke otak, serta sistem saraf pusat.
Mempromosikan produksi endorfin, yang disebut “hormon kegembiraan.”
Meredakan sindrom pramenstruasi.

Kebutuhan karbohidrat harian

Kebutuhan karbohidrat secara langsung bergantung pada intensitas aktivitas mental dan fisik, rata-rata 300–500 g per hari, dimana setidaknya 20 persennya harus berupa karbohidrat yang mudah dicerna. Orang lanjut usia sebaiknya memasukkan tidak lebih dari 300 g karbohidrat ke dalam makanan harian mereka, dengan jumlah karbohidrat yang mudah dicerna bervariasi antara 15 dan 20 persen.

Dalam kasus obesitas dan penyakit lainnya, jumlah karbohidrat perlu dibatasi, dan ini harus dilakukan secara bertahap, yang akan memungkinkan tubuh beradaptasi dengan perubahan metabolisme tanpa masalah. Disarankan untuk memulai pembatasan dengan 200 - 250 g per hari selama seminggu, setelah itu jumlah karbohidrat yang dikonsumsi bersama makanan ditingkatkan menjadi 100 g per hari.

Penurunan tajam asupan karbohidrat dalam jangka waktu yang lama (serta kekurangan karbohidrat dalam makanan) mengarah pada perkembangan gangguan berikut:

Fenomena ini hilang setelah makan gula atau makanan manis lainnya, namun asupan produk tersebut harus dibatasi, yang akan melindungi tubuh dari penambahan berat badan. Kelebihan karbohidrat (terutama yang mudah dicerna) dalam makanan juga berbahaya bagi tubuh, karena berkontribusi pada peningkatan gula, akibatnya sebagian karbohidrat tidak digunakan, menyebabkan pembentukan lemak, yang memicu perkembangan aterosklerosis, penyakit kardiovaskular, perut kembung, diabetes, obesitas, dan karies.

Makanan apa saja yang mengandung karbohidrat?

Dari daftar karbohidrat di bawah ini, setiap orang bisa membuat pola makan yang benar-benar bervariasi (mengingat ini bukan daftar lengkap makanan yang mengandung karbohidrat). Karbohidrat ditemukan dalam makanan berikut:

Hanya pola makan seimbang yang akan memberi tubuh energi dan kesehatan. Tetapi untuk ini Anda perlu mengatur pola makan Anda dengan benar. Dan langkah awal menuju pola makan sehat adalah sarapan yang terdiri dari karbohidrat kompleks. Jadi, seporsi bubur gandum utuh (tanpa dressing, daging, dll) akan memberikan energi bagi tubuh setidaknya selama tiga jam.

Sebaliknya, ketika mengonsumsi karbohidrat sederhana (kita berbicara tentang makanan panggang manis, aneka makanan olahan, kopi manis dan teh), kita langsung merasakan rasa kenyang, namun pada saat yang sama terjadi peningkatan tajam gula darah di dalam tubuh. diikuti dengan penurunan yang cepat, setelah itu muncul kembali perasaan.

Mengapa ini terjadi? Faktanya adalah pankreas sangat kelebihan beban karena harus mengeluarkan gula untuk memproses gula rafinasi. Akibat dari kelebihan beban tersebut adalah penurunan kadar gula (terkadang di bawah normal) dan munculnya rasa lapar.

Untuk menghindari pelanggaran tersebut, mari kita pertimbangkan setiap karbohidrat secara terpisah, tentukan manfaat dan perannya dalam menyediakan energi bagi tubuh.

Disebut gula karena memiliki rasa manis alami.

Namun tidak semua gula sama manisnya, derajat kemanisannya sedikit berbeda, misalnya sukrosa kita anggap manisnya seratus persen, maka manisnya sisa gula dalam persentase adalah sebagai berikut:

Fruktosa – 173%
Glukosa – 81%
Maltosa dan galaktosa – 32%
Rafinosa – 23%
Laktosa – 16%

Berbeda dengan karbohidrat sederhana, karbohidrat kompleks (polisakarida) tidak memiliki rasa manis, tetapi akan dibahas lebih lanjut nanti.

Monosakarida dan disakarida dalam makanan manusia berasal dari sumber alami: sayuran, buah-buahan, buah-buahan, beri.

Kandungan karbohidrat sederhana pada beberapa makanan per 100g

	Jumlah gula		Fruktosa	Sukrosa
Buah-buahan, beri, jeruk,beri, jeruk
Anggur Aprikot Jeruk Jeruk bali Kismis hitam Stroberi
		Sayuran
Bit bawang bombay kubis putih Jagung Paprika hijau manis Artichoke

Glukosa adalah monosakarida yang darinya, seperti rantai penghubung, semua polisakarida terpenting bagi tubuh manusia dibangun - pati, glikogen, selulosa.

Glukosa adalah bagian dari buah beri, buah-buahan, dan sayuran, yang sebagian besar masuk ke dalam tubuh.

Selain itu, glukosa membentuk disakarida (sukrosa, maltosa, laktosa), yang artinya terbentuk selama pemecahannya di saluran pencernaan.

Glukosa merupakan salah satu produk yang diserap dalam saluran pencernaan manusia hampir seratus persen dan cukup cepat.

Begitu berada di dalam darah, glukosa menembus ke seluruh jaringan dan organ, di mana glukosa digunakan dalam reaksi oksidatif untuk menghasilkan energi.

Otak manusia hanya menggunakan glukosa sebagai sumber energi, sehingga glukosa menderita kelaparan karbohidrat.

Tingkat glukosa dalam darah, bersama dengan tingkat asam amino tertentu, berfungsi sebagai sinyal ke struktur otak yang bertanggung jawab untuk memodelkan nafsu makan dan perilaku makan manusia. Kelebihan glukosa dengan cepat diubah menjadi glukosa yang disimpan, yang berarti berkontribusi terhadap obesitas nutrisi.

Fruktosa monosakarida diserap di usus hampir dua kali lebih lambat dari glukosa dan lebih banyak disimpan di hati.

Dalam proses metabolisme sel, fruktosa diubah menjadi glukosa, tetapi pada saat yang sama, konsentrasi glukosa dalam darah meningkat dengan lancar dan bertahap, yang tidak memicu pelepasan insulin dalam jumlah besar, dan karenanya mengurangi beban pada pankreas. .

Dengan semua ini, fruktosa memasuki proses liponeogenesis lebih cepat dan lebih mudah daripada glukosa dan mendorong penumpukan lemak di depot.

Hal ini diperkuat dengan pengamatan baru yang diperoleh dari penelitian terhadap penambahan berat badan pada orang yang sering mengonsumsi makanan kaya fruktosa (sirup jagung maltodextrous).

Asupan fruktosa yang berlebihan menyebabkan peningkatan konsentrasi C-peptida dalam darah, yang mencirikan tingkat resistensi insulin selama perkembangan diabetes mellitus tipe 2.

Fruktosa ditemukan dalam makanan baik dalam bentuk bebas dalam madu dan buah-buahan, dan dalam bentuk inulin polisakarida fruktosa di artichoke Yerusalem, sawi putih dan artichoke.

Galaktosa masuk ke dalam tubuh sebagai bagian dari gula susu (laktosa). Ini dapat ditemukan gratis di beberapa produk susu fermentasi seperti yoghurt. Galaktosa diubah menjadi glukosa di hati.

Disakarida utama yang diproduksi secara industri adalah sukrosa, atau gula meja. Bahan baku pembuatannya adalah gula bit (14...25% gula) dan tebu (10 - 15% gula). Sumber alami sukrosa dalam makanan adalah melon, semangka, beberapa sayuran, beri, dan buah-buahan. Sukrosa mudah dicerna dan dengan cepat terurai menjadi glukosa dan fruktosa, yang kemudian terlibat dalam proses metabolisme bawaannya.

Penggunaan sukrosa sebagai komponen penting dalam banyak produk (gula-gula, permen, selai, makanan penutup, es krim, minuman ringan) kini menyebabkan fakta bahwa monosakarida dan disakarida meningkatkan porsinya dalam total volume karbohidrat yang masuk. hingga 50% ke atas (dengan rekomendasi 20%).

Akibatnya, dengan latar belakang kurangnya aktivitas fisik dan penurunan konsumsi energi, beban nutrisi pada alat insular meningkat, kadar insulin dalam darah meningkat, penumpukan lemak di depot meningkat, dan profil lipid darah terganggu. Semua ini berkontribusi pada peningkatan risiko terkena diabetes mellitus, obesitas, aterosklerosis, dan berbagai penyakit berdasarkan kondisi patologis yang tercantum.

Disakarida laktosa merupakan karbohidrat utama dalam susu dan produk susu (terdiri dari molekul galaktosa dan glukosa) dan sangat penting sebagai sumber karbohidrat sederhana untuk nutrisi anak.

Pada orang dewasa, porsinya dalam komposisi karbohidrat dalam makanan berkurang secara signifikan karena meluasnya penggunaan sumber lain. Selain itu, pada orang dewasa dan terkadang pada anak-anak, aktivitas enzim laktase yang memecah gula susu berkurang. Akibat intoleransi terhadap susu murni dan produk yang mengandungnya adalah gangguan dispepsia.

Penggunaan produk susu fermentasi (kefir, yogurt, krim asam), serta keju cottage dan keju dalam makanan, biasanya tidak menyebabkan gambaran klinis seperti itu. Intoleransi susu terjadi pada 30-35% populasi orang dewasa di Eropa, sedangkan di Afrika - lebih dari 75%.

Maltosa, atau gula malt, ditemukan dalam bentuk bebas dalam madu, malt, bir, molase, dan produk yang dibuat dengan tambahan molase (produk kembang gula dan roti). Di dalam tubuh, disakarida ini merupakan produk antara dan terbentuk sebagai hasil pemecahan polisakarida di saluran pencernaan. Maltosa kemudian berdisimilasi menjadi dua molekul glukosa.

Dalam beberapa buah-buahan (apel, pir, persik) dan sejumlah sayuran, ditemukan bentuk gula alkohol - sorbitol, yang merupakan bentuk tereduksi glukosa. Ia mampu menjaga kadar glukosa darah tanpa menyebabkan rasa lapar atau membebani sistem insulin. Sorbitol dan alkohol polihidrat lainnya, seperti xylitol, mannitol atau campurannya, yang memiliki rasa manis (30 - 40% dari rasa manis glukosa), digunakan untuk memproduksi berbagai macam produk makanan, terutama untuk makanan pasien diabetes, seperti serta permen karet. Kerugian dari alkohol polihidrat termasuk efeknya pada usus, dinyatakan dalam efek pencahar dan peningkatan pembentukan gas.

Karbohidrat - senyawa organik, paling sering berasal dari alam, hanya terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen.

Karbohidrat memainkan peran besar dalam kehidupan semua organisme hidup.

Golongan senyawa organik ini mendapat namanya karena karbohidrat yang pertama kali dipelajari manusia mempunyai rumus umum berbentuk C x (H 2 O) y. Itu. mereka secara konvensional dianggap sebagai senyawa karbon dan air. Namun belakangan ternyata komposisi beberapa karbohidrat melenceng dari formula tersebut. Misalnya karbohidrat seperti deoksiribosa memiliki rumus C 5 H 10 O 4. Pada saat yang sama, ada beberapa senyawa yang secara formal sesuai dengan rumus C x (H 2 O) y, tetapi tidak berhubungan dengan karbohidrat, seperti formaldehida (CH 2 O) dan asam asetat (C 2 H 4 O 2) .

Namun, istilah “karbohidrat” secara historis telah dikaitkan dengan golongan senyawa ini, dan oleh karena itu istilah ini banyak digunakan di zaman kita.

Klasifikasi karbohidrat

Seperti yang Anda duga, dari karbohidrat sederhana, mis. monosakarida, tidak mungkin memperoleh karbohidrat dengan berat molekul lebih rendah melalui hidrolisis.

Hidrolisis satu molekul disakarida menghasilkan dua molekul monosakarida, dan hidrolisis lengkap satu molekul polisakarida menghasilkan banyak molekul monosakarida.

Sifat kimia monosakarida pada contoh glukosa dan fruktosa

Monosakarida yang paling umum adalah glukosa dan fruktosa, memiliki rumus struktur sebagai berikut:

Seperti yang Anda lihat, baik molekul glukosa maupun molekul fruktosa mengandung 5 gugus hidroksil, dan oleh karena itu keduanya dapat dianggap sebagai alkohol polihidrat.

Molekul glukosa mengandung gugus aldehida, yaitu. sebenarnya, glukosa adalah alkohol aldehida polihidrat.

Dalam kasus fruktosa, gugus keton dapat ditemukan dalam molekulnya, yaitu. fruktosa adalah keto alkohol polihidrik.

Sifat kimia glukosa dan fruktosa sebagai senyawa karbonil

Semua monosakarida dapat bereaksi dengan adanya katalis dengan hidrogen. Dalam hal ini, gugus karbonil direduksi menjadi gugus hidroksil alkohol. Jadi, khususnya, pemanis buatan, sorbitol alkohol heksaatomik, diproduksi melalui hidrogenasi industri glukosa:

Molekul glukosa mengandung gugus aldehida, dan oleh karena itu masuk akal untuk mengasumsikan bahwa larutan berairnya memberikan reaksi berkualitas tinggi terhadap aldehida. Memang, ketika larutan glukosa berair dengan tembaga (II) hidroksida yang baru diendapkan dipanaskan, seperti halnya aldehida lainnya, endapan tembaga (I) oksida berwarna merah bata mengendap dari larutan. Dalam hal ini, gugus aldehida glukosa dioksidasi menjadi gugus karboksil - asam glukonat terbentuk:

Glukosa juga masuk ke dalam reaksi “cermin perak” ketika terkena larutan amonia oksida perak. Namun, berbeda dengan reaksi sebelumnya, alih-alih asam glukonat, garamnya terbentuk - amonium glukonat, karena amonia terlarut hadir dalam larutan:

Fruktosa dan monosakarida lainnya, yang merupakan ketoalkohol polihidrat, tidak bereaksi secara kualitatif dengan aldehida.

Sifat kimia glukosa dan fruktosa sebagai alkohol polihidrat

Karena monosakarida, termasuk glukosa dan fruktosa, memiliki beberapa gugus hidroksil dalam molekulnya. Semuanya memberikan reaksi kualitatif terhadap alkohol polihidrat. Secara khusus, tembaga (II) hidroksida yang baru diendapkan larut dalam larutan monosakarida berair. Dalam hal ini, alih-alih endapan biru Cu(OH) 2, larutan senyawa kompleks tembaga berwarna biru tua akan terbentuk.

Reaksi fermentasi glukosa

Fermentasi alkohol

Ketika beberapa enzim bekerja pada glukosa, glukosa dapat diubah menjadi etil alkohol dan karbon dioksida:

Fermentasi asam laktat

Selain jenis fermentasi alkohol, masih banyak lagi yang lainnya. Misalnya, fermentasi asam laktat, yang terjadi selama pengasaman susu, pengawetan kubis dan mentimun:

Ciri-ciri keberadaan monosakarida dalam larutan air

Monosakarida ada dalam larutan air dalam tiga bentuk - dua siklik (alfa dan beta) dan satu non-siklik (reguler). Misalnya, dalam larutan glukosa, terjadi kesetimbangan berikut:

Seperti dapat dilihat, dalam bentuk siklik tidak ada gugus aldehida, karena ia berpartisipasi dalam pembentukan cincin. Atas dasar itu, gugus hidroksil baru terbentuk, yang disebut hidroksil asetal. Transisi serupa antara bentuk siklik dan non-siklik diamati untuk semua monosakarida lainnya.

Disakarida. Sifat kimia.

Gambaran umum disakarida

Disakarida yang paling umum adalah gula yang biasa disebut oleh ahli kimia sukrosa . Molekul karbohidrat ini dibentuk oleh residu siklik satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Hubungan antara residu disakarida dalam hal ini diwujudkan karena eliminasi air dari dua hidroksil hemiasetal:

Disakarida jenis ini, yang tidak memberikan reaksi kualitatif terhadap aldehida, disebut gula non-pereduksi.

Namun, ada disakarida yang memberikan reaksi kualitatif terhadap gugus aldehida. Situasi ini mungkin terjadi ketika hidroksil hemiasetal dari gugus aldehida dari salah satu molekul monosakarida asli tetap berada dalam molekul disakarida.

Secara khusus, maltosa bereaksi dengan larutan amonia oksida perak, serta tembaga (II) hidroksida, seperti aldehida. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa dalam larutan berair terdapat kesetimbangan berikut:

Seperti yang Anda lihat, dalam larutan air, maltosa ada dalam dua bentuk - dengan dua cincin dalam molekul dan satu cincin dalam molekul dan gugus aldehida. Karena alasan ini, maltosa, tidak seperti sukrosa, memberikan reaksi kualitatif terhadap aldehida.

Hidrolisis disakarida

Semua disakarida mampu mengalami reaksi hidrolisis yang dikatalisis oleh asam dan berbagai enzim. Selama reaksi tersebut, dua molekul monosakarida terbentuk dari satu molekul disakarida asli, yang dapat sama atau berbeda tergantung pada komposisi monosakarida asli.

Misalnya, hidrolisis sukrosa menghasilkan pembentukan glukosa dan fruktosa dalam jumlah yang sama:

Dan ketika maltosa dihidrolisis, hanya glukosa yang terbentuk:

Disakarida sebagai alkohol polihidrat

Disakarida, sebagai alkohol polihidrat, memberikan reaksi kualitatif yang sesuai dengan tembaga (II) hidroksida, yaitu. ketika larutan berairnya ditambahkan ke tembaga (II) hidroksida yang baru diendapkan, endapan biru Cu(OH) 2 yang tidak larut dalam air larut membentuk larutan biru tua.

Polisakarida. Pati dan selulosa

Polisakarida - Karbohidrat kompleks, yang molekulnya terdiri dari sejumlah besar residu monosakarida yang dihubungkan satu sama lain melalui ikatan glikosidik.

Ada definisi lain dari polisakarida:

Polisakarida disebut karbohidrat kompleks, yang molekulnya membentuk sejumlah besar molekul monosakarida setelah hidrolisis sempurna.

Secara umum rumus polisakarida dapat dituliskan sebagai (C 6 H 10 O 5) n.

Pati – zat berupa bubuk amorf berwarna putih, tidak larut dalam air dingin dan sebagian larut dalam air panas membentuk larutan koloid, biasa disebut pasta pati.

Selulosa - suatu zat dalam keadaan murni berupa bubuk putih, tidak larut dalam air dingin atau panas. Berbeda dengan pati, selulosa tidak membentuk pasta. Selulosa yang hampir murni terdiri dari kertas saring, kapas, dan bulu poplar. Baik pati maupun selulosa merupakan produk tanaman. Namun, peran mereka dalam kehidupan tumbuhan berbeda-beda. Selulosa pada dasarnya merupakan bahan bangunan, khususnya membentuk membran sel tumbuhan. Pati pada dasarnya memiliki fungsi penyimpanan dan energi.

Sifat kimia pati dan selulosa

Pembakaran

Semua polisakarida, termasuk pati dan selulosa, bila dibakar sempurna dalam oksigen, membentuk karbon dioksida dan air:

Pembentukan glukosa

Dengan hidrolisis lengkap pati dan selulosa, monosakarida yang sama terbentuk - glukosa:

Reaksi kualitatif terhadap pati

Ketika yodium bereaksi dengan apa pun yang mengandung pati, warna biru akan muncul. Jika dipanaskan, warna birunya hilang, dan bila didinginkan muncul kembali.

Selama distilasi kering selulosa, khususnya kayu, terjadi dekomposisi parsial dengan pembentukan produk dengan berat molekul rendah seperti metil alkohol, asam asetat, aseton, dll.

Karena molekul pati dan molekul selulosa mengandung gugus alkohol hidroksil, senyawa ini dapat melakukan reaksi esterifikasi dengan asam organik dan anorganik.

Salah satu jenis senyawa organik yang diperlukan agar tubuh manusia berfungsi penuh adalah karbohidrat.

Mereka dibagi menjadi beberapa jenis menurut strukturnya - monosakarida, disakarida dan polisakarida. Anda perlu mencari tahu mengapa mereka dibutuhkan dan apa sifat kimia dan fisiknya.

Karbohidrat adalah senyawa yang mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen. Paling sering mereka berasal dari alam, meskipun ada juga yang dibuat secara industri. Peran mereka dalam kehidupan organisme hidup sangat besar.

Fungsi utamanya adalah sebagai berikut:

Energi. Senyawa ini merupakan sumber energi utama. Sebagian besar organ dapat berfungsi penuh dengan menggunakan energi yang diperoleh dari oksidasi glukosa.
Struktural. Karbohidrat diperlukan untuk pembentukan hampir semua sel dalam tubuh. Serat berperan sebagai bahan pendukung, dan karbohidrat kompleks ditemukan di tulang dan jaringan tulang rawan. Salah satu komponen membran sel adalah asam hialuronat. Selain itu, senyawa karbohidrat juga diperlukan dalam proses produksi enzim.
Protektif. Selama fungsi tubuh, kerja kelenjar dilakukan, mengeluarkan cairan sekretori yang diperlukan untuk melindungi organ dalam dari pengaruh patogen. Sebagian besar cairan ini adalah karbohidrat.
Peraturan. Fungsi ini diwujudkan dalam efek glukosa pada tubuh manusia (mempertahankan homeostasis, mengontrol tekanan osmotik) dan serat (mempengaruhi peristaltik gastrointestinal).
Fitur spesial. Mereka merupakan ciri khas jenis karbohidrat tertentu. Fungsi khusus tersebut meliputi: partisipasi dalam proses transmisi impuls saraf, pembentukan golongan darah yang berbeda, dll.

Berdasarkan kenyataan bahwa fungsi karbohidrat cukup beragam, maka dapat diasumsikan bahwa senyawa-senyawa tersebut pasti berbeda struktur dan karakteristiknya.

Ini benar, dan klasifikasi utama mereka mencakup varietas seperti:

. Mereka dianggap yang paling sederhana. Jenis karbohidrat lain memasuki proses hidrolisis dan terurai menjadi komponen yang lebih kecil. Monosakarida tidak memiliki kemampuan ini; mereka adalah produk akhir.
Disakarida. Dalam beberapa klasifikasi mereka diklasifikasikan sebagai oligosakarida. Mereka mengandung dua molekul monosakarida. Di dalamnya disakarida dipecah selama hidrolisis.
Oligosakarida. Senyawa ini mengandung 2 hingga 10 molekul monosakarida.
Polisakarida. Senyawa ini merupakan jenis yang terbesar. Mereka mengandung lebih dari 10 molekul monosakarida.

Setiap jenis karbohidrat memiliki ciri khasnya masing-masing. Kita perlu mencermatinya untuk memahami bagaimana pengaruhnya terhadap tubuh manusia dan apa manfaatnya.

Senyawa ini merupakan bentuk paling sederhana dari karbohidrat. Mereka mengandung satu molekul, sehingga selama hidrolisis mereka tidak terbagi menjadi blok-blok kecil. Ketika monosakarida bergabung, disakarida, oligosakarida dan polisakarida terbentuk.

Mereka dibedakan berdasarkan agregat padat dan rasa manis. Mereka memiliki kemampuan untuk larut dalam air. Mereka juga dapat larut dalam alkohol (reaksinya lebih lemah dibandingkan dengan air). Monosakarida hampir tidak bereaksi terhadap pencampuran dengan ester.

Monosakarida alami paling sering disebutkan. Beberapa di antaranya dikonsumsi manusia sebagai makanan. Ini termasuk glukosa, fruktosa dan galaktosa.

cokelat;
buah-buahan;
beberapa jenis anggur;
sirup, dll.

Fungsi utama karbohidrat jenis ini adalah energi. Ini tidak berarti bahwa tubuh tidak dapat hidup tanpanya, tetapi mereka memiliki sifat-sifat yang penting untuk berfungsinya tubuh secara penuh, misalnya, partisipasi dalam proses metabolisme.

Tubuh menyerap monosakarida lebih cepat dibandingkan apa pun yang terjadi di saluran pencernaan. Proses asimilasi karbohidrat kompleks, tidak seperti senyawa sederhana, tidak sesederhana itu. Pertama, senyawa kompleks harus dipisahkan menjadi monosakarida, baru setelah itu diserap.

Ini adalah salah satu jenis monosakarida yang umum. Ini adalah zat kristal putih yang terbentuk secara alami - selama fotosintesis atau hidrolisis. Rumus senyawanya adalah C6H12O6. Zat tersebut sangat larut dalam air dan memiliki rasa yang manis.

Glukosa memberi energi pada sel otot dan jaringan otak. Setelah tertelan, zat tersebut diserap, memasuki aliran darah dan menyebar ke seluruh tubuh. Di sana ia mengoksidasi dan melepaskan energi. Ini adalah sumber energi utama bagi otak.

Ketika tubuh kekurangan glukosa, hipoglikemia berkembang, yang terutama mempengaruhi fungsi struktur otak. Namun kandungannya yang berlebihan di dalam darah juga berbahaya karena dapat menyebabkan berkembangnya penyakit diabetes melitus. Selain itu, ketika mengonsumsi glukosa dalam jumlah besar, berat badan mulai meningkat.

Fruktosa

Ini adalah monosakarida dan sangat mirip dengan glukosa. Ini memiliki tingkat penyerapan yang lebih lambat. Ini karena fruktosa harus diubah terlebih dahulu menjadi glukosa agar dapat diserap.

Oleh karena itu, senyawa ini dianggap tidak berbahaya bagi penderita diabetes, karena konsumsinya tidak menyebabkan perubahan tajam jumlah gula dalam darah. Namun, dengan diagnosis seperti itu, kehati-hatian tetap diperlukan.

Fruktosa memiliki kemampuan untuk dengan cepat diubah menjadi asam lemak, yang menyebabkan berkembangnya obesitas. Senyawa ini juga mengurangi sensitivitas insulin yang menyebabkan diabetes tipe 2.

Zat ini bisa didapat dari buah beri dan buah-buahan, serta dari madu. Biasanya itu ada dalam kombinasi dengan glukosa. Senyawa ini juga berwarna putih. Rasanya manis, dan ciri ini lebih kuat dibandingkan glukosa.

Koneksi lainnya

Ada senyawa monosakarida lainnya. Mereka bisa alami atau semi buatan.

Galaktosa adalah salah satu yang alami. Hal ini juga ditemukan dalam produk makanan, namun tidak ditemukan dalam bentuk murni. Galaktosa merupakan hasil hidrolisis laktosa. Sumber utamanya adalah susu.

Monosakarida alami lainnya adalah ribosa, deoksiribosa, dan manosa.

Ada juga jenis karbohidrat yang produksinya menggunakan teknologi industri.

Zat-zat ini juga terdapat dalam makanan dan masuk ke dalam tubuh manusia:

ramnose;
eritrulosa;
ribulosa;
D-xilosa;
L-menghilangkan;
D-sorbosa, dll.

Masing-masing sambungan tersebut mempunyai ciri dan fungsinya masing-masing.

Disakarida dan kegunaannya

Jenis senyawa karbohidrat selanjutnya adalah disakarida. Mereka dianggap sebagai zat kompleks. Sebagai hasil hidrolisis, dua molekul monosakarida terbentuk darinya.

Jenis karbohidrat ini memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

kekerasan;
kelarutan dalam air;
kelarutan yang buruk dalam alkohol pekat;
rasa manis;
warna - dari putih menjadi coklat.

Sifat kimia utama disakarida adalah reaksi hidrolisis (pemutusan ikatan glikosidik dan pembentukan monosakarida) dan kondensasi (terbentuknya polisakarida).

Ada 2 jenis koneksi tersebut:

Memulihkan. Keunikannya adalah adanya gugus hidroksil hemiasetal bebas. Karena itu, zat tersebut memiliki sifat restoratif. Kelompok karbohidrat ini meliputi selobiosa, maltosa, dan laktosa.
Non-restoratif. Senyawa ini tidak dapat direduksi karena tidak mempunyai gugus hidroksil hemiasetal. Zat yang paling terkenal dari jenis ini adalah sukrosa dan trehalosa.

Senyawa ini tersebar luas di alam. Mereka dapat terjadi baik dalam bentuk bebas maupun sebagai bagian dari senyawa lain. Disakarida merupakan sumber energi karena menghasilkan glukosa ketika dihidrolisis.

Laktosa sangat penting bagi anak karena merupakan komponen utama makanan bayi. Fungsi lain dari karbohidrat jenis ini adalah struktural, karena merupakan bagian dari selulosa, yang diperlukan untuk pembentukan sel tumbuhan.

Ciri-ciri dan ciri-ciri polisakarida

Jenis karbohidrat lainnya adalah polisakarida. Ini adalah jenis koneksi yang paling rumit. Mereka terdiri dari sejumlah besar monosakarida (komponen utamanya adalah glukosa). Polisakarida tidak diserap di saluran pencernaan; mereka dipecah terlebih dahulu.

Ciri-ciri zat tersebut adalah:

ketidaklarutan (atau kelarutan lemah) dalam air;
warna kekuningan (atau tidak berwarna);
mereka tidak berbau;
hampir semuanya hambar (ada pula yang rasanya manis).

Sifat kimia zat ini meliputi hidrolisis, yang dilakukan di bawah pengaruh katalis. Hasil reaksinya adalah penguraian senyawa menjadi unsur struktural - monosakarida.

Properti lainnya adalah pembentukan derivatif. Polisakarida dapat bereaksi dengan asam.

Produk yang terbentuk selama proses tersebut sangat beragam. Ini adalah asetat, sulfat, ester, fosfat, dll.

Contoh polisakarida:

pati;
selulosa;
glikogen;
kitin.

Materi video edukasi tentang fungsi dan klasifikasi karbohidrat :

Zat-zat ini penting untuk berfungsinya tubuh secara keseluruhan dan sel-sel individu. Mereka memasok energi bagi tubuh, berpartisipasi dalam pembentukan sel, dan melindungi organ dalam dari kerusakan dan efek samping. Mereka juga berperan sebagai zat cadangan yang dibutuhkan hewan dan tumbuhan jika terjadi masa-masa sulit.

Kimia

Kuliah

Topik: Karbohidrat, klasifikasi dan sifat-sifatnya

Karbohidrat Mereka tersebar luas di alam yang hidup, terutama di dunia tumbuhan, dan merupakan bagian terbesar dari bahan organik di planet kita. Jadi, karbohidrat menyumbang hingga 80% dari massa kering tanaman. Karbohidrat meliputi berbagai zat manis (glukosa, fruktosa, sukrosa), pati, dan serat. Nama "karbohidrat" bersifat historis, telah dipertahankan sejak struktur senyawa ini tidak diketahui, tetapi komposisinya telah ditetapkan sesuai dengan rumus umum.DENGAN N (N 2 HAI)m, Di manaN, M> 3. Dalam rumus ini, karbohidrat muncul sebagai senyawa karbon dengan air - “karbon-air”. Komposisi karbohidrat dalam banyak kasus sesuai dengan rumus ini.

Tergantung pada strukturnya, karbohidrat dibagi menjadi monosakarida, disakarida (oligosakarida), dan polisakarida.

Monosakarida

Monosakarida - Ini adalah karbohidrat yang tidak terhidrolisis menjadi karbohidrat sederhana.

Molekul monosakarida dapat mengandung empat hingga sepuluh atom karbon. Nama mereka dibentuk dari angka Yunani yang sesuai dengan tambahan akhiran-osa.Oleh karena itu, sesuai dengan jumlah atom karbonVmolekul, monosakarida dibagi menjaditetrosa, pentosa, heksosa dll. Heksosa C adalah yang paling penting 6 N 12 TENTANG 6 dan pentosa C 5 N 10 TENTANG 5 .

Monosakarida yang paling umum adalahglukosa dan fruktosa.

Glukosa

Glukosa adalah zat kristal tidak berwarna, sangat larut dalam air, rasanya manis (dari bahasa Yunani.glykys- manis). Hal ini ditemukan dalam jus anggur, itulah sebabnya disebut gula anggur, juga pada buah-buahan matang dan beri, dan dalam madu.

Struktur molekul. Komposisi glukosa (ditetapkan oleh I. Berzelius) dinyatakan dengan rumusDENGAN 6 N 12 TENTANG 6 , strukturnya telah dibuktikan secara eksperimental. Jadi:

Ketika glukosa direduksi, heksana terbentuk. Hal ini menunjukkan bahwa dasar dari kerangka molekul adalahNrantai karbon tidak bercabang;

larutan glukosa dalam air mempunyai reaksi netral (tidak mengubah warna indikator), tidak membentuk garam. Oleh karena itu, glukosatidak mengandung gugus karboksil;

itu memberikan reaksi "cermin perak", yang menunjukkan adanya gugus aldehidadalam molekulnya;

diperoleh ester glukosa, molekulnya mengandung lima residu asam asetat, yang membuktikan adanya molekulnyalima gugus hidroksil.

Berdasarkan data tersebut, struktur kimia glukosa dapat dinyatakan dengan rumus:

6 5 4 3 2 1 TENTANGTENTANG

CH 2 OH – CHON-CHON-CHON-CHON-S atau CH 2 DIA – (SNON) 4 - DENGAN

Jadi, glukosa adalah alkohol aldehida (aldosa).

Sifat kimia. Glukosa adalah senyawa bifungsional yang dicirikan oleh sifat aldehida dan alkohol polihidrat, serta sejumlah sifat spesifik.

SAYA.Reaksi yang melibatkan gugus aldehidahal. Reaksi ini terjadi dengan bentuk glukosa aldehida.

Reaksi oksidasi (reaksi kualitatif).

Glukosa, sebagai aldehida, memiliki sifat pereduksi dan bereaksi dengan larutan amonia oksida perak (reaksi “cermin perak”), teroksidasi menjadi asam glukonat:

Oh oh

CH 2 OH- (SNON) 4 - DENGAN+ Agustus 2 TENTANGamonia rrCH 2 OH- (SNON) 4 - DENGAN+ 2 Agustus

glukosaNasam glukonatN

Oksidasi glukosa dan tembaga (II) hidroksida yang baru dibuat berlangsung dengan cara yang sama.saat dipanaskan:

Glukosa dioksidasi dengan air brom menjadi asam glukonat:

Obatkalsium glukonatadalah garam dari asam glukonat.

Reaksi pemulihan. Di bawah pengaruh hidrogen dengan adanya katalis, gugus aldehida glukosa direduksi menjadi gugus alkohol, membentuk alkohol heksahidrat -sorbitol;

CH 2 OH- (SNON) 4 - DENGAN+ N 2 TidakCH 2 OH- (SNON) 4 -CH 2 DIA

Sorbitol adalah bahan awal untuk sintesis industri vitamin C; itu adalah pengganti gula untuk pasien diabetes.

II.Reaksi yang melibatkan hidroksilkelompok.

Glukosa, sebagai alkohol polihidrat, bereaksi dalam bentuk siklik.

Interaksi dengan tembaga hidroksida (II) tanpa pemanasan.

Glukosa sebagai alkohol polihidrat (misalnya, gliserol) bereaksi dengan tembaga (II) hidroksida yang baru dibuattanpa pemanasan (dalam cuaca dingin), membentuk senyawa kompleks berwarna biru cerah. Reaksi ini digunakan untuk mendeteksi gula dalam urin. Ini adalah reaksi kualitatif terhadap glukosa.

AKU AKU AKU.Sifat spesifik glukosa.

Di bawahMelalui aksi katalis biologis - enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme, glukosa dapat dipecah. Reaksi ini disebutfermentasi. Tergantung pada sifat enzimnya, fermentasi alkohol, laktat, butirat, dll. Nama proses ditentukan oleh produk akhir reaksi. Jadi, di bawah pengaruh enzim ragi,fermentasi alkohol, digunakan dalam pembuatan anggur, pembuatan bir:

DENGAN 6 N 12 TENTANG 6 enzim ragiDENGAN 2 N 5 OH + 2CO 2

etanol

DENGAN 6 N 12 TENTANG 6 enzim2CH 3 – CH - COOH

DIAasam laktat

Reaksi ini mendasari produksi produk asam laktat (yogurt, krim asam, keju cottage, keju). Asam laktat juga terbentuk selama pengawetan kubis dan mentimun, serta silase pakan hijauan untuk ternak. Pada saat yang sama, ia memiliki efek pengawet, mencegah perkembangan proses pembusukan.

Peran biologis dan penggunaan glukosa. Di alam, glukosa terbentuk selama fotosintesis, yang terjadi di bawah pengaruh energi matahari pada tumbuhan hijau.

fotosintesis

6СО 2 + 6 jam 2 HAI C 6 N 12 TENTANG 6 + 6O 2 - 2816 kJ

Selama reaksi iniglukosa mengumpulkan energi dari matahari, yang tersedia bagi organisme hidup. Setiap tahun, sebagai hasil fotosintesis, sekitar 20 ton bahan organik terbentuk untuk setiap penghuni bumi, sementara sekitar 200 miliar ton karbon dioksida diserap dan sekitar 145 miliar ton oksigen bebas dilepaskan ke atmosfer.

Dalam organisme hidup, sebagian besar glukosa (sekitar 70% dioksidasi oleh oksigen atmosfer dalam reaksi yang berlawanan dengan proses fotosintesis:

6СО 2 + 6 jam 2 TENTANG napasDENGAN 6 N 12 TENTANG 6 + 6O 2 + 2816 kJ

Dalam hal ini, jumlah energi yang sama dilepaskan yang diserap selama pembentukan glukosa. Energi ini digunakan untuk memastikan proses vital tubuh (kontraksi otot, sintesis zat, dll).

Glukosa tidak hanya sebagai sumber energi, tetapi juga berfungsiasli zat untuk sintesis banyak senyawa lain yang diperlukan untuk organisme hidup(glikogen, lemak, asam amino) - ini adalah peran biokimia penting kedua.

Glukosa merupakan komponen penting darah, kadarnya berkisar antara 0,08-0,11%. Pada beberapa penyakit, seperti diabetes, kadar glukosa dalam darah meningkat dan kelebihannya dikeluarkan melalui urin. Dalam hal ini, jumlah glukosa dalam urin bisa meningkat hingga 12% dibandingkan biasanya 0,1%.

Glukosa digunakan dalam pengobatan sebagai penambah nutrisi dan sebagai bahan obat, dalam industri gula-gula (pembuatan karamel, selai jeruk, roti jahe, dll.),itu termasuk dalam minuman. Glukosa merupakan zat pereduksi sehingga digunakan untuk pembuatan cermin, hiasan pohon natal (perak), dan juga pada industri tekstil untuk pewarnaan.

Dalam industri, glukosa diperoleh dengan hidrolisis pati dan selulosa.

Fruktosa (gula buah) mempunyai rumus molekul yang sama dengan glukosa (C 6 N 12 TENTANG 6 ), tetapi strukturnya berbeda:

CH 2 OH - SNON - SNON - SNON - S - CH 2 DIA

Fruktosa -keton alkohol (ketosis),itu adalah isomer struktural glukosa.

Fruktosa, seperti glukosa, dapat berbentuk linier dan siklik, tetapi, tidak seperti glukosa, siklusnya bersifat linierberanggota lima, mengandung atom oksigen. Dalam larutan air, berbagai bentuk fruktosa berada dalam kesetimbangan satu sama lain.

Fruktosa adalah zat kristal, sangat larut dalam air, tiga kali lebih manis dari glukosa. Hal ini ditemukan dalam bentuk bebas dalam buah beri dan buah-buahan. Madu lebah merupakan campuran glukosa dan fruktosa.

Sifat kimia. Fruktosa memiliki sifat alkohol polihidrat dan keton. Sebagai alkohol polihidrat, fruktosa memberikan warna biru cerah dengan tembaga (II) hidroksida tanpa pemanasan, dan membentuk eter dan ester. Dan keberadaan gugus karbonil dalam molekul dibuktikan dengan fakta bahwa ketika direduksi, alkohol heksahidrat terbentuk -sorbitol

Berbeda dengan glukosafruktosa tidak teroksidasi oleh larutan amonia perak (I) oksida (tidak memberikan reaksi “cermin perak”), tidak teroksidasi oleh air brom. Jelaskan mengapa?

Pertanyaan.

Reaksi “cermin perak” diberikan oleh:

a) etilen, etilen glikol, glukosa;b) ribosa, gliserol, sukrosa;

c) fruktosa, asam asetat, asetaldehida;G)asam format, glukosa, formaldehida.

Hitung berapa banyak glukosa dan fruktosa yang dapat diperoleh dari hidrolisis 5 mol sukrosa.

Sukrosa seberat 25 g dihidrolisis asam. Hitung fraksi massa hasil produk reaksi jika, ketika dipanaskan dengan larutan amonia perak (I) oksida, terbentuk 27 g endapan.

Disakarida – karbohidrat yang terhidrolisis membentuk dua molekul monosakarida.

Mereka tersebar luas di alam dan ditemukan di banyak buah-buahan dan sayuran. Yang paling umum adalah sukrosa, maltosa dan laktosa.

Rumus umum disakaridaDENGAN 12 N 22 TENTANG 11

Tanda terima dan aplikasi. Sukrosa adalah gula yang paling umum. Itu ditemukan di semua bagian tanaman hijau. Yang paling kaya akan sukrosa adalah gula bit (16-20%) dan tebu (14-26%). Sukrosa diperoleh dari tanaman ini, masing-masing disebut gula bit atau gula tebu. Ini digunakan terutama dalam industri makanan. Sukrosa merupakan salah satu sumber utama karbohidrat dalam makanan manusia.

Polisakarida - Ini adalah karbohidrat alami dengan berat molekul tinggi, makromolekulnya mengandung ratusan dan ribuan residu monosakarida.

Molekul polisakarida dapat dianggap sebagai produk polikondensasi monosakarida. Kesamaan strukturnya adalah residu monosakarida dihubungkan oleh hidroksil glikosidik dari satu molekul dan hidroksil alkohol dari molekul lain, dan seterusnya. Setiap residu monosakarida dihubungkan ke residu tetangga melalui ikatan glikosidik.

Polisakarida yang paling penting adalahpati, glikogen (pati hewani),serat (selulosa). Semua polisakarida ini terdiri dari molekul glukosa siklik yang terhubung satu sama lain dengan berbagai cara. Komposisinya dinyatakan dengan rumus umum

(DENGAN 6 N 10 TENTANG 5 ) N

Berbeda dengan mono dan disakarida, polisakarida tidak memiliki rasa manis dan tidak larut dalam air.

Pati

Struktur. Pati adalahheterogen zat. Ini adalah campuran dua polisakarida yang berbedanomor tautan dasar danstruktur rantai makromolekul: amilosa memiliki struktur linier; Amilopektin – memiliki struktur bercabang.

Sifat fisik dan kimia. Pati adalah bubuk putih amorf, tidak larut dalam air dingin; dalam air panas ia membengkak, membentuk larutan koloid - pasta.

Pati, seperti sukrosa, tidak memberikan reaksi “cermin perak” dan tidak mereduksi tembaga hidroksida(II).

Karena pati adalahalkohol polihidrat dengan berat molekul tinggi, ia dapat bereaksi membentuk eter dan ester. Namun ester pati tidak mempunyai arti penting secara praktis.

Pati mempunyai ciri-ciri:

pembentukan senyawa kompleks berwarna biru dengan larutan yodium- reaksi kualitatif terhadap pati;

Reaksi ini disebabkan adanya patiamilo PS Amilopektin berubah warna menjadi ungu saat terkena yodium.

kemampuan secara berurutan (bertahap)menghidrolisis. Pertama, fragmen rantai dengan panjang lebih pendek terbentukdekstrin, Kemudianmaltosa dan kemudian glukosa produk akhir.

pati N 2 TENTANGdekstrin N 2 TENTANGmaltosa N 2 TENTANGglukosa dimanaM < N

(DENGAN 6 N 12 TENTANG 5 ) N(DENGAN 6 N 12 TENTANG 5 ) MDENGAN 12 N 22 TENTANG 11 DENGAN 6 N 12 TENTANG 6

Berada di alam. Pati tersebar luas di alam. Ini adalah salah satu produknyafotosintesis.Beberapa glukosa yang dihasilkan tanaman hijau selama fotosintesis diubah menjadi pati:

6СО 2 + 6 jam 2 TENTANG fotosintesisDENGAN 6 N 12 TENTANG 6 + 6O 2 nС 6 N 12 TENTANG 6 fotosintesis(DENGAN 6 N 10 TENTANG 5 ) P + NN 2 TENTANG,

pati glukosa

atau secara umum:

6 NBERSAMA 2 + 5 NN 2 HAI fotosintesis(DENGAN 6 N 10 TENTANG 5 ) N+ 6tidakO 2 ,

yang terakumulasi dalam umbi-umbian, buah-buahan, dan bibit tanaman sebagai nutrisi cadangan. Jadi, umbi kentang mengandung pati hingga 24%, biji-bijian gandum - hingga 64%, beras - 75%, jagung - 70%.

Tanda terima dan aplikasi. Pati diperoleh dari umbi kentang atau dari jagung dan beras. Ini digunakan dalam industri makanan sebagai pengental dan bahan pembentuk gel.

Dalam industri kembang gula, pati diolah menjadi molase (campuran dekstrin dan glukosa), yang digunakan untuk membuat selai, selai jeruk, manisan, dll. Glukosa yang diperoleh melalui hidrolisis pati digunakan untuk menghasilkan etanol, asam laktat, dan produk berharga lainnya. . Ini digunakan dalam pengobatan sebagai bahan pengisi (dalam salep dan bubuk) dan sebagai perekat.

Pati digunakan untuk mengkanji linen. Di bawah setrika panas, pati dihidrolisis sebagian dan diubah menjadi dekstrin. Yang terakhir membentuk lapisan padat pada kain, yang menambah kilau pada kain dan melindunginya dari kontaminasi.

Peran biologis pati. Glikogen. Pati adalah produk bergizi yang berharga dan, bersama dengan sukrosa, merupakan sumber utama karbohidrat dalam tubuh manusia. Itu termasuk dalam roti dan kentang, sereal, pasta dan gula-gula. Pati tidak langsung diserap oleh tubuh, melainkan dihidrolisis terlebih dahulu di bawah pengaruh enzim. Proses ini dimulai ketika makanan dikunyah di rongga mulut di bawah pengaruh enzim air liur -pyalina. Pada saat yang sama, terasa rasa manis yang bukan merupakan ciri khas pati, tetapi karena adanya dekstrin. Yang terakhir, tidak seperti pati, larut dalam air. Hidrolisis pati menjadi glukosa berlanjut di saluran pencernaan. Sebagian glukosa yang dihasilkan segera diserap tubuh, dan sisanya (kelebihannya) diubah menjadi glikogen (pati hewani).

Glikogen - polisakarida, strukturnya mirip dengan amilopektin pati, tapimolekulnya lebih bercabang dan memiliki berat molekul relatif lebih tinggi(dari 1 hingga 15 juta). Glikogen terakumulasi di hati dan otot. Pada manusia dan hewan, ini adalah nutrisi cadangan, seperti pati pada tumbuhan, yang dihidrolisis menjadi glukosa sesuai kebutuhan.

Pertanyaan.

1. Jelaskan mengapa kentang beku memiliki rasa manis dan kentang rebus memiliki sifat perekat.

2. Jelaskan mengapa makanan yang mengandung pati terkena suhu tinggi (kentang direbus, roti dipanggang).

3. Untuk menentukan kematangan suatu buah, perlu dilakukan tindakan:

air; b) basa; c) asam sulfat; d) larutan yodium.

4. Mengenal larutan glukosa, sukrosa dan pati. Buatlah persamaan percobaan dan reaksi.

5. Lakukan transformasi berikut:

pati -> glukosa -> etanol -> karbon monoksida(IV)-> glukosa.

Hitung jumlah karbon monoksida (IV) yang terbentuk pada tahap ketiga jika diambil 243 g pati.

6. Menyusun skema reaksi yang perlu dilakukan untuk memperoleh kalsium glukonat dari pati.

7. Dari satu ton kentang yang mengandung 20% pati diperoleh 100 liter etanol (p = 0,8 g/cm 3 ). Hitung hasil produk reaksi.

Selulosa

Struktur. Selulosa (serat), seperti pati, adalah polimer alami, yang unit strukturalnya merupakan residu glukosa siklik. Zat-zat ini mempunyai rumus molekul yang sama (C 6 N 10 TENTANG 5 ) N. Namun, makromolekul selulosa, tidak seperti pati:

- mengandung lebih banyak struktur tautan(residu glukosa) - hingga 40 ribu; jumlah molekul relatifnya mencapai beberapa juta;

hanya mempunyai struktur linier(jenis benang);

dihubungkan satu sama lain melalui ikatan hidrogen,dalam pembentukan gugus hidroksil residu glukosa yang berpartisipasi. Hal ini memastikan kekuatan mekanik selulosa yang tinggi.

Sifat fisik dan kimia. Perbedaan struktur makromolekul pati dan selulosa menyebabkan beberapa perbedaan sifat fisik dan kimianya. Selulosa adalah zat padat, berserat putih atau abu-abu, tidak larut dalam air dan pelarut organik umum.

Dekomposisi termal selulosa. Ketika kayu dipanaskan tanpa akses udara, selulosa terurai membentuk:arang, metana, metanol, asam asetat, aseton, air dan zat lainnya.

Selulosa, seperti pati,tidak memberi reaksi “cermin perak”.

Keberadaan di alam, peran biologis, produksi dan penggunaan selulosa. Selulosa bahkan lebih umum ditemukan di alam dibandingkan pati. Ini adalah bahan bangunan tanaman, membentuk membran sel di dalamnya. Serat kapas, rami, dan rami sebagian besar terdiri dari selulosa. Kayu mengandung sekitar 50%, rumput dan daun hijau mengandung hingga 25%. Selulosa, seperti pati, terbentuk pada tumbuhan hijau selama proses fotosintesis.

Selulosa secara industri diekstraksi dari kayu. Produksi selulosa dilakukan untuk memisahkannya dari senyawa lain yang ada dalam kayu. Contoh selulosa yang hampir murni adalah gumpalan yang diperoleh dari kapas yang dimurnikan dan kertas saring.

Di dalam tubuh banyak hewan dan manusia tidak terdapat enzim yang mampu menghidrolisis selulosa, oleh karena itu, tidak seperti pati dan glikogen, selulosa tidak dapat dicerna dan tidak dapat dijadikan sebagai produk makanan. Tetapi enzim tersebut diproduksi oleh beberapa mikroorganisme yang hidup di perut hewan ruminansia (sapi, domba), beberapa serangga (misalnya rayap), serta di dalam tanah. Hewan ini bisa memakan selulozoy.

Selulosa sangat penting sebagai sumber glukosa dan unit alkohol. Digunakan dalam konstruksi dan pertukangan serta sebagai bahan bakar (kayu); dalam bentuk bahan berserat (rami, rami, katun) digunakan untuk pembuatan kain - katun dan linen. Selulosa merupakan bahan baku produksi kertas dan karton, sutra buatan dan pakan ternak.

Pertanyaan.

1. Tunjukkan: a) kesamaan struktur makromolekul pati dan selulosa;

B)Makromolekul selulosa berbeda strukturnya dengan pati.

2. Hitung berapa banyak link C 6 N 10 TENTANG 5 terkandung dalam molekul selulosa serat rami (M G=5 900 000).