Моносахариды | Химия онлайн

Моносахариды | Химия онлайн

Моносахариды что это такое – формула, характеристика, классификация

Моносахариды (монозы) представляют собой гетерофункциональные соединения; их молекулы содержат одну карбонильную группу (альдегид или кетон) и несколько гидроксильных групп.

Т. е. моносахариды представляют собой молекулы альдегидов или кетонов. Соответственно, углеводы представляют собой полигидроксикарбонильные соединения (полигидроксиальдегиды или полигидроксикетоны).

Моносахариды с альдегидной группой называются альдозами, с кето-кетозной группой:

Углеводы. Моносахариды ».

Моносахариды подразделяются на тетрозы, пентозы и гексозы в зависимости от количества атомов углерода в молекуле.

Альдозы и кетозы с одинаковым числом атомов углерода изомеры друг другу.

Моносахариды, содержащие пять атомов углерода (пентозы) или шесть (гексозы) в своих молекулах, являются наиболее распространенными в природе.

Например:

глюкозу и фруктозу также можно обозначить так:

Эти формулы показывают, что моносахариды представляют собой полигидроксиальдегиды (альдозы, альдегиды) или полигидроксикетоны (кетозы, кетоны).

Рибоза и глюкоза – это альдозы (альдопентоза и альдогексоза), а фруктоза – это кетоза (кетоногексоза).

Наиболее распространенными моносахаридами являются глюкоза и фруктоза, которые имеют общую формулу (CH 2 О) 6 .

Модели молекул

Нумерация цепей начинается с углерода альдегидной группы (для альдоз) или самого дальнего атома углерода, ближайшего к кетонной группе (для кетозов):

Моносахариды обладают восстанавливающими свойствами из-за присутствия гидроксильных групп: реакция «серебряного зеркала» (осаждение серебра из раствора соли) и реакция Фелинга (осаждение меди из раствора медного купороса).

Структура важнейших моносахаридов
Классификация моносахаридов

Физические свойства

Моносахариды – бесцветные кристаллические вещества, сладкие на вкус, легко растворимые в воде, нерастворимые в эфире, с низкой температурой плавления. Сладость моносахаридов варьируется. Например, фруктоза в три раза слаще глюкозы.

Моносахариды

Моносахариды – это простейшие углеводы, состоящие из одного звена. Обычно они слабо растворимы в воде, хуже – в спиртах и ​​практически не реагируют с эфиром.

Общая характеристика

Название «моносахариды» переводится с греческого как «единичный сахар». Эти простые углеводы состоят из одного элемента и не могут быть разбиты на более мелкие части. Моносахариды – это простейшая форма углеводов, но они могут объединяться в более сложные соединения. Например, 2 моносахарида образуют дисахариды, соединение от 3 до 10 элементов является олигосахаридом, а 11 последовательных моносахаридов, связанных вместе, образуют полисахарид.

    Общие характеристики Классификация простых углеводов Изомеры моносахаридов Биохимические свойства Функции простых сахаров Моносахариды и уровень сахара в крови Факторы питания Характеристики моносахаридов в пище Потребность в моносахаридах

Впервые глюкозу удалось получить ученым в 1811 году: русский ученый Константин Сигизмунд гидролизовал это вещество из крахмала, а 33 года спустя другой русский ученый К. Шмидт дал название углеводам.

В пище моносахариды представлены 3 веществами: глюкозой, фруктозой, галактозой.

В природе самые простые углеводы обычно находятся в форме глюкозы.

Все они следуют общей формуле – C. 6 Н 12 О 6 . И поскольку в каждом из них 6 атомов углерода, они принадлежат к гексозной группе. Однако, несмотря на общую молекулярную формулу, расположение атомов в каждом из этих веществ разное. Это позволяет называть их структурными изомерами.

Читайте также:  Убрать излишки

Классификация простых углеводов

Современная наука использует различные классификации для определения типов простых сахаров.

Но для начала следует сказать, что существует две формы этих веществ:

    открытый (оксоформ); циклический.

Открытые моносахариды – это вещества, молекула которых состоит из карбонильной группы и нескольких гидроксильных групп. Это означает, что они могут быть альдегидными спиртами и кетоновыми спиртами. Отсюда и названия групп: альдозы и кетозы.

Циклические моносахариды могут образовывать так называемые циклы, замыкаясь в кольца. Эти типы веществ более стабильны и поэтому встречаются в природе в больших количествах.

Кроме того, моносахариды различаются длиной углеродной цепи (числом атомов углерода). Отсюда систематизация веществ на трио, тетрозы, пентозы, гексозы и так далее.

Изомеры моносахаридов

Почти все моносахариды содержат асимметричные атомы углерода. Соответственно, существует два оптических стереоизомера, D и L. Глицеральдегид считается исходным материалом для всех моносахаридов. Все последующие превращения происходят в результате удлинения его цепей. D – и L-формы моносахаридов являются зеркальным отображением друг друга. В природе чаще встречаются «представители» D-формы, тогда как синтетические вещества представлены в основном в L-форме. Однако следует отметить, что обе формы обладают разными свойствами.

Биохимические свойства

Функциональные группы моносахаридов также зависят от их свойств. Следовательно, они могут подвергаться реакциям окисления и восстановления.

При окислении моносахаридов образуются различные классы кислот. Альдоновые кислоты образуются в результате окисления альдегидной группы C 1 -атом к карбоксильной группе. Ольховые кислоты образуются при окислении альдегидной группы или первичного спирта C 6 – атом углерода. Альдуроновая кислота образуется при окислении первичного спирта C. 6 -углерод.

Восстановление моносахаридов ферментами или другими веществами сопровождается образованием полиспиртов, таких как сорбит или рибитол. Последний, кстати, входит в состав витамина В2.

Функции простых сахаров

Моносахариды – это прежде всего источник энергии. Большинство из них, как и другие углеводы, содержат около 4 килокалорий в 1 грамме вещества.

Мозгу для нормальной работы требуется не менее 160 граммов этого сладкого вещества.

Моносахариды не являются необходимыми питательными веществами для организма, но каждый член этого «вида» важен для человеческого организма, выполняя уникальные функции. Глюкоза, например, является основным топливом для клеток организма. Фруктоза участвует в обменных процессах. А галактоза находится в эритроцитах людей с третьей группой крови. Моносахарид рибозы является частью дезоксирибонуклеиновой кислоты в хромосомах.

Моносахариды и сахар в крови

Моносахариды, как и большинство других питательных веществ, усваиваются организмом на уровне тонкого кишечника. Они могут абсорбироваться без предварительной ферментации или разложения. Более того, все другие более сложные углеводы «усваиваются» организмом в виде мономеров. Глюкоза и галактоза усваиваются легче и быстрее, чем другие углеводы, в то время как фруктоза требует больше времени и энергии и не всасывается полностью. Глюкоза и галактоза быстро попадают в кровоток при попадании внутрь и быстро повышают уровень сахара в крови, поскольку имеют высокий гликемический индекс. В то же время фруктоза из-за низкого гликемического индекса медленнее и мягче повышает уровень сахара в крови.

В роли питательных веществ

Моносахариды в качестве питательных веществ используются в натуральных и полуестественных формах.

Читайте также:  Как принимать BCAA: порошки, капсулы, таблетки

Но все они играют роль основных продуктов питания для мозга, клетки которого не могут нормально функционировать без необходимого количества сахара.

В природе есть природные моносахариды:

    глюкоза (декстроза); фруктоза; галактоза; манноза; рибоза; дезоксирибоза.

Все они гексозы, то есть состоят из 6 атомов углерода.

Полуискусственные моносахара

Гексозы (содержат 6 атомов углерода):

    D и L-аллоза; D и L-альтроза; D и L-фукоза; D и L-худосе; D-сорбоза; D-тагатоз.

Пентозы (содержат 5 атомов углерода):

    D и L-арабиноза; D и L-глюкоза; рамноз; D-рибоза; Рыбулоза и ее синтетическая форма; D-ксилоза (древесный сахар).

Тетрозы (содержат 4 атома углерода):

    D и L-эритроз; эритрулоза; D и L-треоза.

Примеры продуктов, содержащих моносахариды:

    Фруктовые и фруктовые соки (глюкоза, фруктоза); Мед (глюкоза, фруктоза); Сиропы (глюкоза, фруктоза) Десертные вина (глюкоза, фруктоза) напитки (безалкогольные, энергетические, ликеры); шоколад, молочные десерты (в основном глюкоза).

Характеристика пищевых моносахаров

Глюкоза

Название этого моносахарида с древнегреческого означает «сладкий», а в химии глюкоза также известна как «виноградный сахар». Он содержится в виноградном соке, фруктах, а также в крови. Это соединение формулы C. 6 Н 12 О 6 есть сладкие белые кристаллы, которые довольно легко растворяются в воде.

Этот вид моносахара считается самым важным в природе. Глюкоза входит в состав дисахаридов и полисахаридов. В естественных условиях образуется путем фотосинтеза. Он также производится из полисахаридов, таких как целлюлоза и крахмал, путем гидролиза и ферментации. При брожении глюкозы образуется углекислый газ и этиловый спирт. И эта способность присуща всем углеводам, потому что она позволяет крови транспортировать сахар ко всем клеткам тела. В организме человека он действует как поставщик энергии. Это вещество, необходимое для работы мышц.

Фруктоза

Фруктоза получила свое второе название «фруктовый или фруктовый сахар», так как содержится в основном в ягодах и фруктах. Однако химики называют его левулозой. Это компонент сахарозы и лактулозы. И хотя многие фрукты содержат фруктозу в сочетании с глюкозой, фруктовый сахар – более сладкое вещество. Это также ингредиент меда. Интересно, что это единственный вид сахара, который содержится в сперме человека и крупного рогатого скота.

Основное различие между фруктозой и глюкозой заключается в их нестабильности к щелочным и кислым растворам. Его активно используют при производстве мороженого как вещество, предотвращающее песчанистость. При употреблении в больших количествах вызывает расстройства пищеварения. Он также увеличивает липиды в крови, что считается фактором риска сердечных заболеваний.

Галактоза

В природе он обычно не встречается, а гидролизуется из лактозы, содержащейся в молоке. Хотя галактоза не так растворима в воде и менее сладка, чем глюкоза, у нее есть несколько других преимуществ. В частности, он образует гликолипиды и гликопротеины, которые содержатся во многих тканях.

Моносахарид галактозы бывает двух видов: циклический и ациклический. Он содержится в тканях растений, а также входит в состав некоторых полисахаридов, в том числе бактериальных. Поэтому он часто становится участником процессов ферментации и превращения в лактозные дрожжи. В организме человека он присутствует в составе лактозы (молочного сахара) и некоторых других веществ. В результате химических реакций он легко превращается в глюкозу, что способствует поглощению углерода. Кроме того, при определенных обстоятельствах он может превращаться в галактуроновую или аскорбиновую кислоту. В женском организме галактоза может быть восстановлена ​​из глюкозы и далее преобразована в лактозу, обнаруженную в молочных железах.

Читайте также:  Причины голода после еды | Компетентность в отношении здоровья на iLive

Галактоза содержится в молоке, помидорах и многих других фруктах и ​​овощах. В пищевой промышленности галактоза активно используется в качестве активного ингредиента энергетических напитков.

Галактоза обладает множеством уникальных свойств. В частности, он способствует более быстрой потере веса и последующему поддержанию веса, а также служит профилактикой диабета у взрослых. Это также стабильный источник энергии для спортсменов и людей, которые работают физически.

Из-за уникальных свойств галактозы исследователи все чаще называют ее «сахаром нового века», хотя многое о ее свойствах остается неизвестным.

Потребность в моносахаридах

    Коронавирус: SARS-CoV-2 (COVID-19) Антибиотики для профилактики и лечения COVID-19: насколько они эффективны? Наиболее распространенные «офисные» заболевания Водка убивает коронавирус? Как выжить на наших дорогах?

Люди, которые много работают физически или умственно, а также спортсмены, обычно больше всего нуждаются в достаточном потреблении простых сахаров. Детям, в периоды интенсивного роста, людям с психическими расстройствами, депрессиями, желудочно-кишечными заболеваниями, слишком легким весом и в состояниях интоксикации также необходимы «сладкоежки».

Однако людям, страдающим ожирением, гипертонией, пожилым людям и тем, кто ведет малоподвижный образ жизни, следует тщательно подсчитывать калории и потребление углеводов в течение дня.

Кроме того, моносахариды необходимы людям с дефицитом кальция и витамина С, поскольку эти углеводы способствуют усвоению этих полезных веществ.

Мы можем понять, что организм испытывает дефицит моносахаридов из-за низкого уровня сахара в крови, внезапной потери веса, депрессии и постоянного голода. Напротив, дистрофия печени, симптомы гипертонии и кислотно-щелочной дисбаланс – все это сигналы к ограничению сладких порций. Также людям с непереносимостью молочных продуктов не стоит злоупотреблять сахаром.

Моносахариды – важная часть нашего ежедневного рациона. Они необходимы человеку для восстановления жизненных сил, хорошего настроения и правильной работы мозга. Поэтому убедитесь, что эти вещества присутствуют в вашем рационе.

Ю. С. Шабаров, Т. С. Орецкая, П. В. Сергиев. – Моно – и дисахариды (учебник для 3-х курсов), часть I, 5 издание, Москва, МГУ им. Ломоносов, 2010. – 82 с. С. Шабаров, Т. С. Орецкая. – С. Шабаров, Т. С. Орецкая, Москва, МГУ им. М. В. Ломоносов, 2010. – 86 с.

Более свежая и актуальная информация о здоровье на нашем канале Telegram. Подписка: https://t. me/foodandhealthru

Специализации: инфекционист, гастроэнтеролог, пульмонолог.

Общий стаж: 35 лет.

Образование: 1975-1982 гг., 1 ММИ, санитарно-гигиенический, высшая квалификация, врач-инфекционист.

Оцените статью
Добавить комментарий