Disakarida dan Polisakarida

• Hipoglikemia

Disakarida yang tidak mereduksi termasuk sukrosa (gula bit atau tebu). Ini ditemukan di tebu, bit gula (hingga 28% dari bahan kering), jus tanaman dan buah-buahan. Molekul sukrosa dibangun dari α, D-glucopyranose dan β, D-fructofuranose.

Berbeda dengan maltosa, ikatan glikosidik (1-2) antara monosakarida dibentuk oleh hidroksil glikosidik dari kedua molekul, yaitu tidak ada hidroksil glikosidik bebas. Akibatnya, tidak ada kemampuan mengurangi sukrosa, itu tidak memberikan reaksi "cermin perak", oleh karena itu disebut sebagai disakarida non-mengurangi.

Sukrosa adalah zat kristal putih, rasanya manis, larut dalam air.

Untuk reaksi karakteristik sukrosa dari gugus hidroksil. Seperti semua disakarida, sukrosa diubah menjadi monosakarida oleh asam atau hidrolisis enzimatik.

Polisakarida adalah zat molekul tinggi. Dalam polisakarida, residu monosakarida terikat oleh ikatan glikosida - glikosik. Oleh karena itu, mereka dapat dianggap sebagai poliglikosida. Sisa-sisa monosakarida yang merupakan bagian dari molekul polisakarida mungkin sama, tetapi mereka mungkin berbeda; dalam kasus pertama, ini adalah homopolysaccharides, dalam yang kedua - heteropolysaccharides.

Polisakarida yang paling penting adalah pati dan selulosa (selulosa). Mereka dibangun dari residu glukosa. Formula umum polisakarida ini (C₆H₁₀O₅)_n. Dalam pembentukan molekul polisakarida, glikosidik biasanya mengambil bagian (pada C₁ -atom) dan alkohol (pada C₄-atom) hidroksil, yaitu (1-4) -glikosida terbentuk.

Pati adalah campuran dua polisakarida yang dibangun dari unit α, D-glukopiranosa: amilosa (10-20%) dan amilopektin (80-90%). Pati terbentuk dalam tanaman selama fotosintesis dan disimpan sebagai karbohidrat cadangan di akar, umbi dan biji. Misalnya, butiran beras, gandum, gandum hitam dan sereal lainnya mengandung 60-80% pati, umbi kentang - 15-20%. Peran terkait dalam dunia hewan adalah glikogen polisakarida, yang "disimpan" terutama di hati.

Pati adalah bubuk putih yang terdiri dari butiran halus, tidak larut dalam air dingin. Ketika pati diperlakukan dengan air hangat, dimungkinkan untuk mengisolasi dua fraksi: fraksi larut dalam air hangat dan terdiri dari amilosa polisakarida, dan sebagian kecil yang hanya membengkak dalam air hangat dengan pembentukan pasta dan amilopektin yang terdiri dari polisakarida.

Amilosa memiliki struktur linier, residu α, D-glukopiranosa dihubungkan oleh (1-4) ikatan glikosida. Sel unsur amilosa (dan pati pada umumnya) direpresentasikan sebagai berikut:

Molekul amilopektin dibangun dengan cara yang serupa, tetapi memiliki rantai bercabang yang menciptakan struktur spasial. Pada titik cabang, residu monosakarida dihubungkan oleh ikatan (1-6) -glikosida. Antara titik percabangan biasanya 20-25 residu glukosa:

Pati mudah mengalami hidrolisis: ketika dipanaskan dengan adanya asam sulfat, glukosa terbentuk:

Bergantung pada kondisi reaksi, hidrolisis dapat dilakukan bertahap dengan pembentukan produk antara:

Klasifikasi karbohidrat - monosakarida, disakarida dan polisakarida

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

Mereka dibagi menjadi beberapa jenis sesuai dengan strukturnya - monosakarida, disakarida dan polisakarida. Penting untuk mencari tahu mengapa mereka diperlukan dan apa sifat kimia dan fisiknya.

Klasifikasi karbohidrat

Karbohidrat adalah senyawa yang mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen. Paling sering mereka berasal dari alam, meskipun beberapa diciptakan secara industri. Peran mereka dalam aktivitas vital organisme hidup sangat besar.

Fungsi utamanya adalah sebagai berikut:

1. Energi Senyawa ini adalah sumber energi utama. Sebagian besar organ dapat bekerja sepenuhnya karena energi yang diperoleh dari oksidasi glukosa.
2. Struktural. Karbohidrat diperlukan untuk pembentukan hampir semua sel tubuh. Selulosa berperan sebagai bahan pendukung, dan karbohidrat dari jenis kompleks ditemukan dalam tulang dan jaringan tulang rawan. Salah satu komponen membran sel adalah asam hialuronat. Senyawa karbohidrat juga diperlukan dalam proses produksi enzim.
3. Pelindung. Ketika fungsi tubuh, kelenjar yang mengeluarkan cairan sekretori diperlukan untuk melindungi organ internal dari paparan patogen. Sebagian besar cairan ini diwakili oleh karbohidrat.
4. Peraturan. Fungsi ini diwujudkan dalam efek pada tubuh manusia dari glukosa (mempertahankan homeostasis, mengontrol tekanan osmotik) dan serat (mempengaruhi peristaltik gastrointestinal).
5. Fitur khusus. Mereka adalah karakteristik karbohidrat jenis tertentu. Fungsi khusus tersebut meliputi: partisipasi dalam proses transmisi impuls saraf, pembentukan berbagai golongan darah, dll.

Berdasarkan fakta bahwa fungsi karbohidrat cukup beragam, dapat diasumsikan bahwa senyawa ini harus berbeda dalam struktur dan karakteristiknya.

Ini benar, dan klasifikasi utama meliputi varietas seperti:

1. Monosakarida. Mereka dianggap yang paling sederhana. Jenis karbohidrat yang tersisa memasuki proses hidrolisis dan dipecah menjadi komponen yang lebih kecil. Monosakarida tidak memiliki kemampuan ini, mereka adalah produk akhir.
2. Disakarida. Dalam beberapa klasifikasi mereka disebut sebagai oligosaccharides. Mereka mengandung dua molekul monosakarida. Adalah pada mereka bahwa disakarida dibagi selama hidrolisis.
3. Oligosakarida. Komposisi senyawa ini adalah dari 2 hingga 10 molekul monosakarida.
4. Polisakarida Senyawa ini adalah varietas terbesar. Mereka mengandung lebih dari 10 molekul monosakarida.

Setiap jenis karbohidrat memiliki karakteristiknya sendiri. Kita perlu mempertimbangkan mereka untuk memahami bagaimana masing-masing mempengaruhi tubuh manusia dan apa manfaatnya.

Monosakarida

Senyawa ini adalah bentuk karbohidrat paling sederhana. Ada satu molekul dalam komposisi mereka, oleh karena itu selama hidrolisis mereka tidak dibagi menjadi blok-blok kecil. Ketika monosakarida digabungkan, disakarida, oligosakarida dan polisakarida terbentuk.

Mereka dibedakan oleh keadaan padat agregasi dan rasa manis. Mereka memiliki kemampuan untuk larut dalam air. Mereka juga dapat larut dalam alkohol (reaksinya lebih lemah daripada dengan air). Monosakarida hampir tidak bereaksi terhadap pencampuran dengan eter.

Paling sering menyebutkan monosakarida alami. Beberapa orang mengkonsumsi bersama makanan. Ini termasuk glukosa, fruktosa dan galaktosa.

Mereka ditemukan dalam produk-produk seperti:

• sayang;
• coklat;
• buah-buahan;
• beberapa jenis anggur;
• sirup, dll.

Fungsi utama karbohidrat jenis ini adalah energi. Tidak dapat dikatakan bahwa organisme tidak dapat hidup tanpanya, tetapi mereka memiliki sifat yang penting untuk operasi penuh organisme, misalnya, partisipasi dalam proses metabolisme.

Tubuh menyerap monosakarida lebih cepat dari apa pun yang terjadi di saluran pencernaan. Proses asimilasi karbohidrat kompleks, berbeda dengan senyawa sederhana, tidaklah sesederhana itu. Pertama, senyawa kompleks harus dipisahkan menjadi monosakarida, hanya setelah itu mereka diserap.

Glukosa

Ini adalah salah satu jenis monosakarida yang umum. Ini adalah zat kristal putih, yang terbentuk secara alami dalam proses fotosintesis atau selama hidrolisis. Rumus senyawa adalah C6H12O6. Zat ini larut dalam air, memiliki rasa manis.

Glukosa memberi energi pada otot dan jaringan otak. Ketika dicerna, zat tersebut diserap, memasuki aliran darah dan menyebar ke seluruh tubuh. Ada oksidasi dengan pelepasan energi. Ini adalah sumber energi utama bagi otak.

Dengan kekurangan glukosa dalam tubuh, hipoglikemia berkembang, yang terutama mempengaruhi fungsi struktur otak. Namun, kandungannya yang berlebihan dalam darah juga berbahaya, karena mengarah pada perkembangan diabetes. Juga, ketika mengkonsumsi sejumlah besar glukosa mulai meningkatkan berat badan.

Fruktosa

Itu milik jumlah monosakarida dan sangat mirip dengan glukosa. Berbeda dengan laju penyerapan yang lebih lambat. Ini hasil dari fakta bahwa untuk menguasai perlu fruktosa pertama kali diubah menjadi glukosa.

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

Zat ini bisa didapat dari buah beri dan buah-buahan, dan juga dari madu. Biasanya ada dalam kombinasi dengan glukosa. Koneksi juga memiliki warna putih. Rasanya manis, dan fitur ini lebih intens daripada dalam hal glukosa.

Senyawa lainnya

Ada senyawa monosakarida lainnya. Mereka bisa alami dan semi-artifisial.

Galaktosa milik alam. Ini juga terkandung dalam makanan, tetapi tidak ditemukan dalam bentuk murni. Galaktosa adalah hasil hidrolisis laktosa. Sumber utamanya disebut susu.

Monosakarida alami lainnya adalah ribosa, deoksiribosa, dan manosa.

Ada juga varietas karbohidrat seperti itu, yang digunakan teknologi industri.

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

Masing-masing senyawa ini memiliki karakteristik dan fungsi tersendiri.

Disakarida dan penggunaannya

Jenis senyawa karbohidrat berikutnya adalah disakarida. Mereka dianggap zat yang kompleks. Sebagai hasil dari hidrolisis, dua molekul monosakarida terbentuk dari mereka.

Jenis karbohidrat ini memiliki fitur sebagai berikut:

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

Sifat kimia utama dari disakarida adalah reaksi hidrolisis (terputusnya ikatan glikosidik dan pembentukan monosakarida terjadi) dan kondensasi (polisakarida terbentuk).

Ada 2 jenis senyawa tersebut:

1. Memulihkan. Fitur mereka adalah adanya kelompok hidroksil hemietal bebas. Karena itu, zat tersebut memiliki sifat mengurangi. Kelompok karbohidrat ini termasuk selobiosa, maltosa dan laktosa.
2. Tidak mengurangi. Senyawa ini tidak memiliki potensi untuk direduksi, karena mereka tidak memiliki gugus hidroksil hemiasetal. Zat yang paling terkenal dari jenis ini adalah sukrosa dan trehalosa.

Senyawa ini tersebar luas di alam. Mereka dapat ditemukan baik dalam bentuk bebas maupun sebagai bagian dari senyawa lain. Disakarida adalah sumber energi, karena hidrolisis menghasilkan glukosa.

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

Karakteristik dan fitur polisakarida

Jenis karbohidrat lain adalah polisakarida. Ini adalah jenis senyawa yang paling kompleks. Mereka terdiri dari sejumlah besar monosakarida (komponen utama mereka adalah glukosa). Dalam saluran pencernaan polisakarida tidak dicerna - mereka dibelah sebelumnya

Fitur dari zat-zat ini adalah sebagai berikut:

• insolubility (atau kelarutan yang buruk) dalam air;
• warna kekuningan (atau tanpa warna);
• mereka tidak berbau;
• hampir semuanya hambar (beberapa memiliki rasa manis).

Sifat kimia dari zat ini termasuk hidrolisis, yang dilakukan di bawah pengaruh katalis. Hasil reaksi adalah penguraian senyawa menjadi elemen struktural - monosakarida.

Properti lain adalah pembentukan turunan. Polisakarida dapat bereaksi dengan asam.

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

Materi video edukasi tentang fungsi dan klasifikasi karbohidrat:

Zat-zat ini penting untuk fungsi penuh tubuh secara keseluruhan dan sel-sel secara terpisah. Mereka memasok tubuh dengan energi, berpartisipasi dalam pembentukan sel, melindungi organ-organ internal dari kerusakan dan efek buruk. Mereka juga memainkan peran sebagai cadangan zat yang dibutuhkan hewan dan tumbuhan dalam periode yang sulit.

3.8.3. Karbohidrat (monosakarida, disakarida, polisakarida).

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

Karbohidrat memainkan peran besar dalam kehidupan semua organisme hidup.

Kelas senyawa organik ini mendapatkan namanya karena karbohidrat pertama yang dipelajari oleh manusia memiliki rumus umum bentuk C_x(H₂O)_y. Yaitu mereka secara kondisional dianggap sebagai senyawa karbon dan air. Namun, belakangan ternyata komposisi beberapa karbohidrat menyimpang dari formula ini. Misalnya, karbohidrat seperti deoksiribosa memiliki rumus C₅H₁₀Oh₄. Pada saat yang sama, ada beberapa senyawa yang secara formal sesuai dengan rumus C_x(H₂O)_y, Namun, tidak terkait dengan karbohidrat, seperti formaldehyde (CH₂O) dan asam asetat (C₂H₄Oh₂).

Namun, istilah "karbohidrat" secara historis telah mengakar dalam golongan senyawa ini, dan karenanya banyak digunakan pada zaman kita.

Klasifikasi karbohidrat

Tergantung pada kemampuan karbohidrat untuk dipecah oleh hidrolisis menjadi karbohidrat lain dengan berat molekul lebih rendah, mereka dibagi menjadi sederhana (monosakarida) dan kompleks (disakarida, oligosakarida, polisakarida).

Mudah ditebak dari karbohidrat sederhana, mis. monosakarida tidak dapat dihidrolisis untuk mendapatkan karbohidrat dengan berat molekul yang bahkan lebih rendah.

Selama hidrolisis satu molekul disakarida tunggal, dua molekul monosakarida terbentuk, dan dengan hidrolisis lengkap dari satu molekul dari setiap polisakarida, diperoleh banyak molekul monosakarida.

Sifat kimia monosakarida pada contoh glukosa dan fruktosa

Monosakarida yang paling umum adalah glukosa dan fruktosa, memiliki formula struktural berikut:

Seperti yang Anda lihat, dalam molekul glukosa dan dalam molekul fruktosa masing-masing ada 5 kelompok hidroksil, dan karena itu mereka dapat dianggap sebagai alkohol poliatomik.

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

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 hidroksil beralkohol. Jadi, khususnya, dengan hidrogenasi glukosa dalam industri, pemanis buatan - asam heksaat sorbitol diperoleh:

Molekul glukosa mengandung gugus aldehida, dan oleh karena itu logis untuk mengasumsikan bahwa larutannya memberikan reaksi kualitatif terhadap aldehida. Memang, ketika larutan glukosa berair dengan tembaga (II) hidroksida yang baru diendapkan dipanaskan, seperti dalam kasus aldehida lainnya, endapan tembaga (I) oksida mengendap dari endapan merah bata. Pada saat yang sama, kelompok aldehida glukosa dioksidasi menjadi asam karboksil - glukonat terbentuk:

Juga, glukosa masuk ke dalam reaksi "cermin perak" di bawah aksi larutan amonia oksida perak di atasnya. Namun, tidak seperti reaksi sebelumnya, alih-alih asam glukonat, garamnya terbentuk - amonium glukonat Amonia terlarut hadir dalam larutan:

Fruktosa dan monosakarida lainnya, yang merupakan ketospirit poliatomik, tidak memasukkan reaksi kualitatif terhadap aldehida.

Sifat kimia glukosa dan fruktosa sebagai alkohol polihidrik

Karena monosakarida, termasuk glukosa dan fruktosa, memiliki beberapa gugus hidroksil dalam komposisi molekul. Semuanya memberikan reaksi kualitatif terhadap alkohol polihidrik. Khususnya, tembaga (II) hidroksida yang baru diendapkan larut dalam larutan monosakarida berair. Dalam hal ini, bukannya endapan biru Cu (OH)₂ larutan biru tua dari senyawa tembaga kompleks terbentuk.

Reaksi Fermentasi Glukosa

Fermentasi alkohol

Di bawah aksi enzim tertentu pada glukosa, glukosa dapat berubah menjadi etil alkohol dan karbon dioksida:

Fermentasi laktat

Selain jenis fermentasi alkohol, ada juga beberapa lainnya. Misalnya, fermentasi laktat, yang terjadi selama susu, pengasinan kubis dan mentimun:

Fitur dari keberadaan monosakarida dalam larutan air

Monosakarida ada dalam larutan dalam tiga bentuk - dua siklik (alfa dan beta) dan satu non-siklik (normal). Misalnya, dalam larutan glukosa, ada keseimbangan berikut:

Seperti yang Anda lihat, tidak ada kelompok aldehida dalam bentuk siklik, karena fakta bahwa ia berpartisipasi dalam pembentukan suatu siklus. Atas dasar itu, kelompok hidroksil baru terbentuk, yang disebut asetal hidroksil. Transisi serupa antara bentuk siklik dan non-siklik diamati untuk semua monosakarida lainnya.

Disakarida. Sifat kimia

Gambaran umum tentang disakarida

Disakarida adalah karbohidrat, molekul yang terdiri dari dua residu monosakarida yang dihubungkan bersama oleh kondensasi dua hidroksil hemiacetal atau yang satu hidroksil beralkohol dan satu hemiacetal. 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, ahli kimia yang disebut sukrosa. Molekul karbohidrat ini dibentuk oleh residu siklik dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Hubungan antara residu disakarida dalam hal ini disebabkan oleh penghilangan air dari dua hidroksil hemiacetal:

Karena ikatan antara residu monosakarida terbentuk selama kondensasi dua hidroksil asetal, molekul gula tidak mungkin untuk membuka siklus mana pun, yaitu. tidak ada transisi ke bentuk karbonil. Dalam hal ini, sukrosa tidak mampu memberikan reaksi kualitatif terhadap aldehida.

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

Namun, ada disakarida yang memberikan reaksi kualitatif pada kelompok aldehida. Situasi ini dimungkinkan ketika hidroksil setengah asetal dari kelompok aldehida dari salah satu monosakarida awal tetap dalam molekul disakarida.

Secara khusus, maltosa masuk ke dalam reaksi dengan larutan amonia perak oksida, serta dengan tembaga (II) hidroksida, seperti aldehida. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa dalam larutan berairnya terdapat keseimbangan berikut:

Seperti yang dapat dilihat, dalam larutan air, maltosa ada dalam bentuk dua bentuk - dengan dua siklus dalam molekul dan satu siklus dalam molekul dan kelompok aldehida. Karena alasan ini, maltosa, berbeda dengan sukrosa, memberikan reaksi kualitatif terhadap aldehida.

Hidrolisis disakarida

Semua disakarida mampu memasuki reaksi hidrolisis yang dikatalisasi oleh asam, serta berbagai enzim. Dalam reaksi tersebut, dua molekul monosakarida terbentuk dari satu molekul disakarida awal, yang bisa sama atau berbeda, tergantung pada komposisi monosakarida awal.

Sebagai contoh, hidrolisis sukrosa mengarah pada pembentukan glukosa dan fruktosa dalam jumlah yang sama:

Dan selama hidrolisis maltosa, hanya glukosa yang terbentuk:

Disakarida sebagai alkohol polihidrik

Disakarida, menjadi alkohol poliatomik, memberikan reaksi kualitatif yang sesuai dengan tembaga (II) hidroksida, yaitu dengan menambahkan larutan mereka ke tembaga yang baru diendapkan (II) hidroksida yang tidak larut dalam air endapan biru Cu (OH)₂ larut untuk membentuk larutan biru gelap.

Polisakarida Pati dan selulosa

Polisakarida adalah karbohidrat kompleks, yang molekulnya terdiri dari sejumlah besar residu monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik.

Ada definisi lain polisakarida:

Polisakarida disebut karbohidrat kompleks, molekul yang terbentuk setelah hidrolisis lengkap, sejumlah besar molekul monosakarida.

Secara umum, rumus polisakarida dapat ditulis sebagai (C₆H₁₁O₅)_n.

Pati - zat yang berupa bubuk amorf putih, tidak larut dalam air dingin dan sebagian larut dalam panas dengan pembentukan larutan koloid, yang disebut dalam pasta pati kehidupan sehari-hari.

Pati terbentuk dari karbon dioksida dan air dalam proses fotosintesis di bagian hijau tanaman di bawah aksi energi sinar matahari. Pati ditemukan dalam jumlah terbesar di umbi kentang, gandum, beras dan biji jagung. Untuk alasan ini, sumber-sumber pati dan bahan baku untuk produksinya di industri.

Selulosa adalah zat dalam keadaan murni yang merupakan bubuk putih, tidak larut dalam air dingin atau panas. Tidak seperti pati, selulosa tidak membentuk pasta. Pulp hampir murni terdiri dari kertas saring, kapas, poplar fluff. Baik pati maupun selulosa adalah produk yang berasal dari tumbuhan. Namun, peran yang mereka mainkan dalam kehidupan tanaman berbeda. Selulosa terutama merupakan bahan bangunan, khususnya, sel-sel tumbuhan terutama dibentuk olehnya. Pati, di sisi lain, utamanya adalah penyimpanan, fungsi energi.

Sifat kimia dari pati dan selulosa

Terbakar

Semua polisakarida, termasuk pati dan selulosa, ketika sepenuhnya dibakar dalam oksigen, membentuk karbon dioksida dan air:

Pembentukan glukosa

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

Reaksi kualitas pati

Ketika yodium bertindak pada pati, pewarnaan biru muncul. Saat dipanaskan, warna biru menghilang, muncul kembali ketika didinginkan.
Ketika distilasi kering selulosa, khususnya kayu, terjadi dekomposisi parsial dengan pembentukan produk dengan berat molekul rendah seperti metil alkohol, asam asetat, aseton, dll.

Karena ada gugus hidroksil beralkohol dalam molekul pati dan molekul selulosa, senyawa ini dapat mengalami reaksi esterifikasi dengan asam organik dan anorganik:

Karbohidrat: monosakarida, disakarida, dan polisakarida

Karbohidrat dengan diabetes

Menurut adanya gugus fungsi karakteristik, kecuali untuk gugus poliatomik (hidroksil), yang merupakan bagian dari semua sakarida, bedakan: aldosis - memiliki gugus aldehida, dan ketosis - memiliki gugus keton.

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

Karbohidrat: monosakarida, disakarida, polisakarida

Karbohidrat - senyawa organik, paling sering berasal dari alam, hanya terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen. Karbohidrat memainkan peran besar dalam kehidupan semua organisme hidup. Kelas senyawa organik ini mendapatkan namanya karena karbohidrat pertama yang dipelajari oleh manusia memiliki formula umum berupa Cx (H2O) y.

Yaitu mereka secara kondisional dianggap sebagai senyawa karbon dan air. Namun, belakangan ternyata komposisi beberapa karbohidrat menyimpang dari formula ini. Misalnya, karbohidrat seperti deoksiribosa memiliki rumus C5H10O4. Pada saat yang sama, ada beberapa senyawa yang secara formal sesuai dengan rumus Cx (H2O) y, tetapi mereka tidak terkait dengan karbohidrat, seperti formaldehyde (CH2O) dan asam asetat (C2H4O2).

Namun, istilah "karbohidrat" secara historis telah mengakar dalam golongan senyawa ini, dan karenanya banyak digunakan pada zaman kita.

Klasifikasi karbohidrat

Tergantung pada kemampuan karbohidrat untuk dipecah oleh hidrolisis menjadi karbohidrat lain dengan berat molekul lebih rendah, mereka dibagi menjadi sederhana (monosakarida) dan kompleks (disakarida, oligosakarida, polisakarida). Mudah ditebak dari karbohidrat sederhana, mis. monosakarida tidak dapat dihidrolisis untuk mendapatkan karbohidrat dengan berat molekul yang bahkan lebih rendah.

Selama hidrolisis satu molekul disakarida tunggal, dua molekul monosakarida terbentuk, dan dengan hidrolisis lengkap dari satu molekul dari setiap polisakarida, diperoleh banyak molekul monosakarida.

Sifat kimia monosakarida pada contoh glukosa dan fruktosa

Seperti yang Anda lihat, dalam molekul glukosa dan dalam molekul fruktosa masing-masing ada 5 kelompok hidroksil, dan karena itu mereka dapat dianggap sebagai alkohol poliatomik. Molekul glukosa mengandung gugus aldehida, yaitu sebenarnya, glukosa adalah alkohol aldehida polihidrik. 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 hidroksil beralkohol. Molekul glukosa mengandung gugus aldehida, dan oleh karena itu logis untuk mengasumsikan bahwa larutannya memberikan reaksi kualitatif terhadap aldehida.

Namun, tidak seperti reaksi sebelumnya, alih-alih asam glukonat, garamnya terbentuk - amonium glukonat Amonia terlarut hadir dalam larutan. Fruktosa dan monosakarida lainnya, yang merupakan ketospirit poliatomik, tidak memasukkan reaksi kualitatif terhadap aldehida.

Sifat kimia glukosa dan fruktosa sebagai alkohol polihidrik

Karena monosakarida, termasuk glukosa dan fruktosa, memiliki beberapa gugus hidroksil dalam komposisi molekul. Semuanya memberikan reaksi kualitatif terhadap alkohol polihidrik. Khususnya, tembaga (II) hidroksida yang baru diendapkan larut dalam larutan monosakarida berair. Dalam hal ini, alih-alih endapan biru Cu (OH) 2, larutan biru kompleks senyawa tembaga terbentuk.

Disakarida. Sifat kimia

Disakarida adalah karbohidrat, molekul yang terdiri dari dua residu monosakarida yang dihubungkan bersama oleh kondensasi dua hidroksil hemiacetal atau yang satu hidroksil beralkohol dan satu hemiacetal. Ikatan yang terbentuk dengan cara ini antara residu monosakarida disebut glikosidik. Rumus untuk sebagian besar disakarida dapat ditulis sebagai C12H22O11.

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

Karena ikatan antara residu monosakarida terbentuk selama kondensasi dua hidroksil asetal, molekul gula tidak mungkin untuk membuka siklus mana pun, yaitu. tidak ada transisi ke bentuk karbonil. Dalam hal ini, sukrosa tidak mampu memberikan reaksi kualitatif terhadap aldehida.

Disakarida jenis ini, yang tidak memberikan reaksi kualitatif terhadap aldehida, disebut gula non-pereduksi. Namun, ada disakarida yang memberikan reaksi kualitatif pada kelompok aldehida. Situasi ini dimungkinkan ketika hidroksil setengah asetal dari kelompok aldehida dari salah satu monosakarida awal tetap dalam molekul disakarida.

Secara khusus, maltosa masuk ke dalam reaksi dengan larutan amonia perak oksida, serta dengan tembaga (II) hidroksida, seperti aldehida.

Disakarida sebagai alkohol polihidrik

Disakarida, menjadi alkohol poliatomik, memberikan reaksi kualitatif yang sesuai dengan tembaga (II) hidroksida, yaitu ketika menambahkan larutan air mereka ke tembaga (II) hidroksida yang baru diendapkan, endapan biru yang tidak larut dalam air larut menjadi Cu membentuk larutan biru tua.

Polisakarida Pati dan selulosa

Polisakarida adalah karbohidrat kompleks, yang molekulnya terdiri dari sejumlah besar residu monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik. Ada definisi lain dari polisakarida. Polisakarida disebut karbohidrat kompleks, molekul yang terbentuk setelah hidrolisis lengkap, sejumlah besar molekul monosakarida.

Pati terbentuk dari karbon dioksida dan air dalam proses fotosintesis di bagian hijau tanaman di bawah aksi energi sinar matahari. Pati ditemukan dalam jumlah terbesar di umbi kentang, gandum, beras dan biji jagung. Untuk alasan ini, sumber-sumber pati dan bahan baku untuk produksinya di industri.

Selulosa adalah zat dalam keadaan murni yang merupakan bubuk putih, tidak larut dalam air dingin atau panas. Tidak seperti pati, selulosa tidak membentuk pasta. Pulp hampir murni terdiri dari kertas saring, kapas, poplar fluff.

Baik pati maupun selulosa adalah produk yang berasal dari tumbuhan. Namun, peran yang mereka mainkan dalam kehidupan tanaman berbeda. Selulosa terutama merupakan bahan bangunan, khususnya, sel-sel tumbuhan terutama dibentuk olehnya. Pati, di sisi lain, utamanya adalah penyimpanan, fungsi energi.

Jenis karbohidrat

Ada tiga jenis utama karbohidrat:

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

Sahara

Ada dua jenis gula:

• monosaccharides - monosaccharides mengandung satu kelompok gula, seperti glukosa, fruktosa atau galaktosa.
• Disakarida - Disakarida dibentuk oleh sisa-sisa 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 termasuk, khususnya, dekstrin, pati, glikogen dan selulosa. Sumber polisakarida adalah sereal, kacang-kacangan, kentang, dan sayuran lainnya.

Karbohidrat, monosakarida, polisakarida, maltosa, glukosa, fruktosa

Karbohidrat

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

Zat-zat ini tersusun dari karbon, hidrogen dan oksigen. Selain itu, perbandingan dua unsur terakhir sama dengan air, yaitu untuk dua atom hidrogen ada satu atom oksigen. Karenanya, karbohidrat dibuat dari karbon dan air, karenanya namanya. Karbohidrat dibagi menjadi monosakarida (misalnya, glukosa) dan polisakarida.

Polisakarida, pada gilirannya, dibagi menjadi berat molekul rendah, atau oligosakarida (perwakilannya adalah gula bit), dan berat molekul tinggi, misalnya, kolaps - kecil dan selulosa. Molekul polisakarida dibangun dari sisa-sisa molekul monosakarida dan dipecah menjadi karbohidrat sederhana selama hidrolisis.

Monosakarida

Dari monosakarida, glukosa, fruktosa, galaktosa, dll memiliki nilai terbesar bagi tubuh manusia, semuanya adalah zat kristal, larut dalam air. Glukosa dalam keadaan bebas adalah umum dalam buah-buahan banyak tanaman. Dalam keadaan terikat, itu ditemukan pada tanaman dalam bentuk polisakarida (sukrosa, maltosa, pati, dekstrin, selulosa, dll). Dalam industri, glukosa diproduksi dari pati.

Glukosa anhidrat meleleh pada suhu 146 ° C, larut dalam air, Glukosa sekitar 2 kali lebih manis daripada sukrosa. Di bawah aksi agen pengoksidasi kuat pada glukosa, asam gula terbentuk. Ketika pulih, ia masuk ke hexahydol - sorbitol.

Campuran jumlah fruktosa dan glukosa yang sama adalah bagian yang dominan (80%) dari madu. Fruktosa jauh lebih manis daripada sukrosa, itu adalah bagian dari gula tebu dan inulin (polisakarida). Dalam industri gula-gula, fruktosa sedikit digunakan dalam bentuk murni, tetapi merupakan komponen dari hampir semua gula-gula, karena fruktosa adalah bagian dari sirup invert.

Galaktosa adalah bagian dari gula susu (laktosa), yang darinya diperoleh dengan hidrolisis. Dalam bentuk murni, galaktosa adalah zat kristal dengan rasa manis, meleleh pada suhu 165 ° C, dan larut dalam air. Termasuk dalam pastry sebagai bagian integral dari gula susu. Sifat khas monosakarida adalah kemampuannya untuk berfermentasi di bawah pengaruh ragi terhadap etil alkohol (dan karbon dioksida CO2).

Polisakarida

Ini adalah kelompok karbohidrat, yang molekulnya, dengan menambahkan air, dipecah menjadi monosakarida. Polisakarida dengan berat molekul rendah sebagian besar mengkristal dengan baik, larut dalam air, memiliki rasa manis. Yang paling sederhana adalah disakarida.

Disakarida meliputi gula bit (sukrosa), gula malt (maltosa), gula susu (laktosa), dll. Sukrosa didistribusikan secara luas di dunia tanaman. Dalam jus bit dan gula tebu kandungannya mencapai 25%. Dari tanaman ini, sukrosa diperoleh dalam bentuk gula.

Maltosa tidak ditemukan dalam bentuk bebasnya, ia ditemukan dalam malt, produk yang berasal dari sereal yang ditumbuk dan digiling. Selama hidrolisis, maltosa terurai menjadi dua molekul glukosa. Dalam industri, maltosa diproduksi oleh sakarifikasi pati dengan enzim dan asam. Titik lebur maltosa adalah 108 ° C. Maltose adalah bagian dari banyak produk gula-gula sebagai bagian dari molase.

Laktosa (gula susu) ditemukan dalam susu (4-5%). Bakteri asam laktat memfermentasi gula ini menjadi asam laktat. Menjadi komponen susu, laktosa termasuk dalam semua produk permen yang mengandung susu. Ketika larutan laktosa dipanaskan, itu terurai dan meningkatkan warna larutan.

Polisakarida berbobot molekul rendah memiliki tingkat kemanisan yang bervariasi. Tingkat kemanisan ditentukan secara organoleptik. Jika kita mengambil tingkat kemanisan sukrosa sebagai 100 unit, maka kemanisan gula lain dapat dinyatakan dengan nilai-nilai berikut: fruktosa - 173, glukosa - 74, maltosa dan galaktosa - 32, laktosa - 16.

Akibatnya, gula paling manis di antaranya adalah fruktosa, dan yang paling sedikit adalah laktosa. Polisakarida dengan berat molekul tinggi didistribusikan secara luas dalam organisme tanaman. Beberapa dari mereka, seperti pati, inulin, glikogen, adalah cadangan nutrisi, yang lain, misalnya selulosa, membentuk kerangka tanaman.

Polisakarida juga termasuk zat pektik. Fitur umum dari semua polisakarida adalah bahwa mereka adalah senyawa molekul tinggi. Pati terakumulasi sebagai zat penyimpan dalam biji, umbi, umbi, dan kadang-kadang di batang dan daun tanaman. Ini terdiri dari amilopektin dan amilosa. Amilopektin memberikan pasta, amilosa membentuk larutan koloid.

Dengan menambahkan air, pati secara bertahap dipecah menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. Pada awalnya itu berubah menjadi pati larut (larut dalam air panas tanpa pembentukan pasta), kemudian dipecah menjadi dekstrin - padatan, input larut.

Dalam industri gula-gula, pati tidak hanya merupakan bagian dari gula-gula, tetapi juga banyak digunakan sebagai bahan tambahan untuk membuat cetakan saat membuat kotak permen. Glikogen ditemukan di hati dan berbagai jaringan hewan dan manusia dalam bentuk zat cadangan, oleh karena itu kadang-kadang disebut pati hewan.

Inulin ditemukan di umbi-umbian sejumlah tanaman. Mudah larut dalam air, membentuk larutan koloid. Ketika asam atau hidrolisis enzimatik inulin sepenuhnya dikonversi menjadi fruktosa. Selulosa, atau selulosa, adalah komponen utama dari membran sel tumbuhan.

Zat pektik dalam jumlah besar terkandung dalam buah-buahan dari beberapa tanaman (gooseberry, stroberi, apel). Zat pektik adalah garam kalsium dan magnesium dari asam poligalakturionat; mereka dibagi lagi menjadi protopektin dan pektin.

Propektin disimpan terutama di dinding sel dan dalam proses pematangan buah-buahan dan sayuran berubah menjadi pektin yang larut, yang menjelaskan pelunakan jaringan. Karena adanya zat pektik, sirup buah gula, dipanaskan hingga mendidih dan kemudian didinginkan, mampu membentuk massa agar-agar. Properti zat pektik ini digunakan dalam produksi marmalade, jelly, marshmallow.

Karbohidrat: jenis, manfaat, dan konten dalam makanan

Laju kehidupan modern, di mana, sayangnya, tidak ada cukup waktu untuk istirahat yang tepat, atau untuk nutrisi rasional, membuat dirinya dirasakan oleh gangguan dalam kerja tubuh. Tetapi ada saatnya ketika dalam “perlombaan senjata” kita masih memperhatikan kelelahan yang konstan, apatis, suasana hati yang buruk. Dan ini hanyalah puncak gunung es.

Dan alasan untuk "transformasi luar biasa" seperti itu sering terletak pada pola makan yang salah, yaitu karena kekurangan karbohidrat. Tentang cara mengisi defisit ini, dan apa sebenarnya karbohidrat, dan mari kita bicara lebih jauh.

Apa yang perlu Anda ketahui tentang karbohidrat

Karbohidrat adalah pemasok utama energi bagi tubuh: karbohidrat menyediakan 50 hingga 60 persen energi bagi tubuh. Otak kita terutama membutuhkan karbohidrat. Karbohidrat juga merupakan bagian integral dari molekul beberapa asam amino yang terlibat dalam pembentukan enzim dan asam nukleat.

Karbohidrat dibagi menjadi dua kelompok:

• complex (atau complex) - polisakarida yang terkandung dalam produk alami;
• sederhana (mereka juga disebut mudah dicerna) - monosakarida dan disakarida, serta karbohidrat terisolasi yang ada dalam susu, beberapa buah dan produk yang telah mengalami pemrosesan kimia (selain itu, karbohidrat dari kelompok ini terkandung dalam gula halus, serta permen).

Harus dikatakan bahwa tubuh manusia secara keseluruhan dan otak khususnya sebagian besar adalah karbohidrat kompleks bermanfaat yang berasal dari makanan berprotein. Karbohidrat seperti itu memiliki rantai molekul yang panjang, jadi untuk asimilasi mereka butuh waktu lama. Akibatnya, karbohidrat tidak memasuki darah dalam jumlah besar, sehingga menghilangkan pelepasan insulin yang kuat, yang mengarah pada penurunan konsentrasi gula dalam darah.

Ada tiga jenis karbohidrat:

• monosakarida;
• disakarida;
• polisakarida.

Monosakarida utama adalah glukosa dan fruktosa, terdiri dari satu molekul, sehingga karbohidrat ini cepat membelah, langsung masuk ke dalam darah. Sel-sel otak “diberi makan” dengan energi karena glukosa: misalnya, laju glukosa harian yang diperlukan untuk otak adalah 150 g, yang merupakan seperempat dari total volume karbohidrat tertentu yang diterima per hari dari makanan.

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

Karbohidrat ini, yang termasuk sukrosa, laktosa dan maltosa, tidak dapat disebut kompleks, karena komposisinya termasuk residu dua monosakarida. Pencernaan disakarida membutuhkan waktu lebih lama daripada monosakarida.

Penting untuk meningkatkan konsumsi sayur dan buah segar, kacang-kacangan, kacang-kacangan, keju. Disakarida hadir dalam produk susu, pasta dan produk yang mengandung gula rafinasi. Molekul polisakarida mencakup lusinan, ratusan, dan kadang-kadang ribuan monosakarida.

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

• mereka dicerna dan diserap untuk waktu yang lama (bukan karbohidrat sederhana);
• mengandung banyak nutrisi, termasuk vitamin, mineral dan protein.

Banyak polisakarida hadir dalam serat tanaman, sebagai akibatnya asupan makanan tunggal, yang dasarnya adalah sayuran mentah atau rebus, hampir dapat sepenuhnya memenuhi tingkat harian tubuh dalam zat yang merupakan sumber energi.

Berkat polisakarida, pertama, tingkat gula yang diperlukan dipertahankan, kedua, otak diberikan nutrisi yang diperlukan, yang dimanifestasikan oleh peningkatan konsentrasi perhatian, peningkatan memori dan peningkatan aktivitas mental. Polisakarida ditemukan dalam sayuran, buah-buahan, biji-bijian, daging, dan hati hewan.

Manfaat Karbohidrat:

1. Stimulasi motilitas gastrointestinal.
2. Penyerapan dan ekskresi zat beracun dan kolesterol.
3. Memberikan kondisi optimal untuk berfungsinya mikroflora usus normal.
4. Memperkuat kekebalan tubuh.
5. Normalisasi metabolisme.
6. Memastikan operasi penuh hati.
7. Memberikan pasokan gula yang konstan dalam darah.
8. Pencegahan perkembangan tumor di lambung dan usus.
9. Mengisi kembali vitamin dan mineral.
10. Memberikan energi ke otak, serta sistem saraf pusat.
11. Mempromosikan produksi endorfin, yang disebut "hormon kegembiraan".
12. Meredakan sindrom pramenstruasi.

Kebutuhan karbohidrat harian

Kebutuhan karbohidrat secara langsung tergantung pada intensitas aktivitas mental dan fisik, rata-rata 300-500 g per hari, di mana setidaknya 20 persen harus mudah dicerna karbohidrat. Orang yang lebih tua harus memasukkan dalam makanan sehari-hari mereka tidak lebih dari 300 gram karbohidrat, sedangkan jumlah yang mudah dicerna harus bervariasi antara 15 dan 20 persen.

Dengan obesitas dan penyakit lain, perlu untuk membatasi jumlah karbohidrat, dan ini harus dilakukan secara bertahap, yang akan memungkinkan tubuh untuk beradaptasi dengan metabolisme yang berubah tanpa masalah. Dianjurkan untuk memulai pembatasan dari 200 hingga 250 g per hari selama seminggu, setelah itu jumlah karbohidrat yang disuplai dengan makanan dibawa ke 100 g per hari.

Penurunan tajam dalam asupan karbohidrat untuk waktu yang lama (dan juga kekurangan gizi) mengarah pada perkembangan gangguan berikut:

• menurunkan gula darah;
• pengurangan yang signifikan dalam aktivitas mental dan fisik;
• kelemahan;
• penurunan berat badan;
• gangguan proses metabolisme;
• kantuk yang konstan;
• pusing;
• sakit kepala;
• sembelit;
• perkembangan kanker usus besar;
• tremor tangan;
• lapar.

Fenomena ini hilang setelah mengkonsumsi gula atau makanan manis lainnya, tetapi asupan produk-produk tersebut harus diberi dosis, yang akan mencegah tubuh dari mendapatkan tambahan berat. Kelebihan karbohidrat (terutama yang mudah dicerna) dalam makanan, berkontribusi pada peningkatan gula, juga berbahaya bagi tubuh, akibatnya beberapa karbohidrat tidak digunakan, membentuk lemak, yang menyebabkan perkembangan aterosklerosis, penyakit kardiovaskular, perut kembung, diabetes, obesitas, dan karies.

Makanan apa yang mengandung karbohidrat?

Dari daftar karbohidrat di bawah ini, semua orang akan dapat melakukan diet yang cukup bervariasi (mengingat fakta bahwa ini bukan daftar lengkap produk yang mengandung karbohidrat). Karbohidrat ditemukan dalam produk-produk di bawah ini:

• sereal;
• apel;
• polong-polongan;
• pisang;
• kubis varietas yang berbeda;
• sereal gandum;
• squash;
• wortel;
• seledri;
• jagung;
• mentimun;
• buah-buahan kering;
• terong;
• roti gandum;
• daun salad;
• yogurt rendah lemak;
• jagung;
• pasta gandum durum;
• bawang;
• jeruk;
• kentang;
• prem;
• bayam;
• stroberi;
• tomat

Hanya diet seimbang yang akan memberikan energi dan kesehatan bagi tubuh. Tetapi untuk ini, Anda perlu mengatur diet dengan benar. Dan langkah pertama menuju diet sehat adalah sarapan, terdiri dari karbohidrat kompleks. Dengan demikian, sebagian dari sereal gandum utuh (tanpa dressing, daging dan ikan) akan memberi tubuh energi setidaknya selama tiga jam.

Pada gilirannya, ketika menggunakan karbohidrat sederhana (kita berbicara tentang kue manis, berbagai produk olahan, kopi manis dan teh), kita mengalami perasaan kenyang yang instan, tetapi ada peningkatan tajam dalam gula darah dalam tubuh, diikuti oleh penurunan yang cepat, setelah perasaan lapar.

Mengapa ini terjadi? Faktanya adalah bahwa pankreas sangat kelebihan karena harus mengeluarkan sejumlah besar insulin untuk memproses gula olahan. Hasil dari kelebihan ini adalah penurunan kadar gula (kadang-kadang di bawah normal) dan munculnya rasa lapar.

Untuk menghindari pelanggaran ini, kami akan mempertimbangkan masing-masing karbohidrat secara terpisah, menentukan manfaat dan perannya dalam menyediakan energi bagi tubuh.

Disakarida dan Polisakarida

Sama seperti monosakarida, disakarida banyak digunakan di alam - sukrosa yang terkenal (gula tebu atau bit), laktosa (gula susu), dan maltosa (gula malt). Istilah "disakarida" sendiri memberi tahu kita tentang dua residu monosakarida yang dihubungkan bersama dalam molekul-molekul senyawa organik ini, yang dapat diperoleh dengan hidrolisis (melalui dekomposisi air) dari molekul disakarida.

Disakarida adalah karbohidrat, molekul yang terdiri dari dua residu monosakarida yang dihubungkan bersama oleh interaksi dua kelompok hidroksil. Dalam proses pembentukan molekul disakarida, satu molekul air terpecah:

atau untuk sukrosa:

Oleh karena itu, rumus molekul disakarida C12H22O11. Pembentukan sukrosa terjadi pada sel-sel tanaman di bawah pengaruh enzim. Tetapi ahli kimia telah menemukan cara untuk melakukan banyak reaksi yang merupakan bagian dari proses yang terjadi di alam. Pada tahun 1953, ahli kimia Perancis R.

Untuk pertama kalinya, Lemieux mensintesis sukrosa, yang disebut oleh orang-orang sezamannya "penaklukan kimia organik Everest." Dalam industri, sukrosa diperoleh dari jus tebu (kandungan 14-16%), bit gula (16-21%), serta beberapa tanaman lain, seperti maple Kanada atau pir tanah.

Semua orang tahu bahwa sukrosa adalah zat kristal, yang memiliki rasa manis dan larut dalam air. Jus tebu mengandung sukrosa karbohidrat, yang biasa disebut gula. Nama ahli kimia dan metalurgi Jerman A. Marggraf terkait erat dengan produksi gula dari bit.

Sekarang mari kita berkenalan dengan karbohidrat yang memiliki struktur lebih kompleks - polisakarida. Polisakarida adalah karbohidrat molekul tinggi, molekul yang terdiri dari banyak monosakarida. Dalam bentuk yang disederhanakan, skema umum dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Sekarang mari kita bandingkan struktur dan sifat pati dan selulosa - perwakilan paling penting dari polisakarida. Unit struktural dari rantai polimer polisakarida ini, rumusnya (C6H10O5) n adalah residu glukosa. Untuk menuliskan komposisi unit struktural (С6H10O5), Anda perlu mengambil molekul air dari formula glukosa.

Selulosa dan pati berasal dari sayuran. Mereka terbentuk dari molekul glukosa sebagai hasil dari polikondensasi. Persamaan reaksi polikondensasi, serta proses kebalikan dari hidrolisis untuk polisakarida, dapat ditulis secara konvensional sebagai berikut:

Molekul pati dapat memiliki tipe struktur linier dan bercabang, molekul selulosa - hanya linier. Ketika berinteraksi dengan yodium, pati, tidak seperti selulosa, memberikan warna biru. Fungsi berbeda dari polisakarida ini ada di sel tanaman. Pati berfungsi sebagai nutrisi cadangan, selulosa melakukan fungsi struktural dan bangunan. Dinding sel tanaman dibangun dari selulosa.

Karbohidrat: monosakarida, disakarida, polisakarida - senyawa kimia

Klasifikasi karbohidrat

Karbohidrat adalah zat organik yang molekulnya terdiri dari atom karbon, hidrogen dan oksigen, dan hidrogen dan oksigen ada di dalamnya, sebagai aturan, dalam rasio yang sama seperti pada molekul air (2: 1). Formula umum karbohidrat adalah Cn (H2O) m, yaitu mereka terdiri dari karbon dan air, karenanya nama kelas, yang memiliki akar sejarah.

Itu muncul berdasarkan analisis karbohidrat pertama yang diketahui. Kemudian ditemukan bahwa ada karbohidrat, dalam molekul yang rasio yang ditunjukkan (2: 1) tidak diamati, misalnya, deoksiribosa - C5H10O4. Senyawa organik juga dikenal, yang komposisinya sesuai dengan formula umum yang diberikan, tetapi tidak termasuk dalam kelas karbohidrat.

Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak terhidrolisis (mereka tidak terurai dengan air). Pada gilirannya, tergantung pada jumlah atom karbon, monosakarida dibagi menjadi triosa (molekul yang mengandung tiga atom karbon), tetroses (empat atom karbon), pentosa (lima), heksosa (enam), dll.

Di alam, monosakarida diwakili terutama oleh pentosa dan heksosa. Pentosa termasuk, misalnya, ribosa - C5H10O5 dan deoksiribosa (ribosa, dari mana atom oksigen "diambil") - C5H10O4. Mereka adalah bagian dari RNA dan DNA dan menentukan bagian pertama dari nama asam nukleat.

Heksosa yang memiliki rumus molekul umum C6H12O6 meliputi, misalnya, glukosa, fruktosa, galaktosa. Disakarida adalah karbohidrat yang terhidrolisis membentuk dua molekul monosakarida, seperti heksosa. Formula umum dari sebagian besar disakarida mudah diperoleh: Anda perlu "menambahkan" dua formula heksosa dan "mengurangi" dari formula yang dihasilkan molekul air - C 12 H 22 O 11.

Disakarida meliputi:

1. Sukrosa (gula makanan biasa), yang setelah hidrolisis membentuk satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Ini ditemukan dalam jumlah besar dalam gula bit, tebu (maka nama gula bit atau tebu), maple (perintis Kanada ditambang gula maple), gula aren, jagung, dll.
2. Maltosa (gula malt), yang terhidrolisis membentuk dua molekul glukosa. Maltosa dapat diperoleh dengan hidrolisis pati di bawah aksi enzim yang terkandung dalam biji malt - germinated, dried dan ground barley.
3. Laktosa (gula susu), yang terhidrolisis membentuk molekul glukosa dan galaktosa. Ini terkandung dalam susu mamalia (hingga 4-6%), memiliki rasa manis yang rendah dan digunakan sebagai pengisi pil dan tablet farmasi.

Rasa manis dari mono dan disakarida yang berbeda berbeda. Jadi, monosakarida termanis - fruktosa - 1,5 kali lebih manis daripada glukosa, yang diambil sebagai standar. Sukrosa (disakarida), pada gilirannya, 2 kali lebih manis daripada glukosa dan 4-5 kali laktosa, yang hampir tidak berasa.

Polisakarida - pati, glikogen, dekstrin, selulosa, dll. - adalah karbohidrat yang terhidrolisis untuk membentuk berbagai molekul monosakarida, paling sering berupa glukosa. Untuk memperoleh formula polisakarida, perlu "mengambil" molekul air dari molekul glukosa dan menulis ungkapan dengan indeks n: (C6H10O5) n, karena itu disebabkan oleh pemisahan molekul air di alam di- dan polisakarida terbentuk.

Peran karbohidrat di alam dan kepentingannya bagi kehidupan manusia sangat besar. Dibentuk dalam sel tanaman sebagai hasil fotosintesis, mereka bertindak sebagai sumber energi untuk sel hewan. Pertama-tama merujuk pada glukosa. Banyak karbohidrat (pati, glikogen, sukrosa) melakukan fungsi penyimpanan, peran cadangan nutrisi.

Asam RNA dan DNA, yang meliputi beberapa karbohidrat (pentosa-ribosa dan deoksiribosa), melakukan fungsi transmisi informasi genetik. Selulosa - bahan bangunan sel tanaman - memainkan peran kerangka kerja untuk membran sel-sel ini. Polisakarida lain, chitin, memiliki peran yang sama dalam sel-sel beberapa hewan: ia membentuk kerangka luar artropoda (krustasea), serangga, dan arakhnida.

Karbohidrat pada akhirnya adalah sumber nutrisi kita: kita mengonsumsi biji-bijian yang mengandung pati, atau kita memberi makan kepada hewan, dalam tubuh yang pati diubah menjadi protein dan lemak. Pakaian yang paling higienis terbuat dari selulosa atau produk berdasarkan itu: katun dan rami, serat viscose, sutra asetat. Rumah dan furnitur kayu dibangun dari pulp yang sama yang membentuk kayu.

Dasar produksi fotografi dan film - semua bubur kertas yang sama. Buku, surat kabar, surat, dan uang kertas adalah produk industri pulp dan kertas. Jadi, karbohidrat memberi kita segala yang diperlukan untuk kehidupan: makanan, pakaian, tempat tinggal.

Harus ditekankan bahwa satu-satunya bentuk energi di Bumi (selain energi nuklir, tentu saja) adalah energi Matahari, dan satu-satunya cara untuk mengakumulasinya untuk memastikan aktivitas vital semua organisme hidup adalah proses fotosintesis yang terjadi dalam sel-sel tanaman hidup dan mengarah pada sintesis karbohidrat dari air dan karbon dioksida. Selama transformasi inilah oksigen terbentuk, tanpanya kehidupan di planet kita menjadi tidak mungkin.