Disaccharide und Polysaccharide

• Hypoglykämie

Nicht reduzierende Disaccharide umfassen Saccharose (Rüben- oder Rohrzucker). Es kommt in Zuckerrohr, Zuckerrüben (bis zu 28% der Trockensubstanz), Pflanzensäften und Früchten vor. Das Saccharosemolekül ist aus α, D-Glucopyranose und β, D-Fructofuranose aufgebaut.

Im Gegensatz zu Maltose wird die glycosidische Bindung (1-2) zwischen Monosacchariden durch die glycosidischen Hydroxylgruppen beider Moleküle gebildet, dh es gibt keine freie glycosidische Hydroxylgruppe. Infolgedessen gibt es keine Reduktionsfähigkeit von Saccharose, sie führt nicht zur Reaktion eines "Silberspiegels" und wird daher als nicht reduzierende Disaccharide bezeichnet.

Saccharose ist eine weiße kristalline Substanz, süß im Geschmack, gut löslich in Wasser.

Für Saccharose charakteristische Reaktionen von Hydroxylgruppen. Wie alle Disaccharide wird Saccharose durch Säure- oder enzymatische Hydrolyse in Monosaccharide umgewandelt.

Polysaccharide sind hochmolekulare Substanzen. In Polysacchariden werden Reste von Monosacchariden durch Glykosid-Glykosbindungen gebunden. Daher können sie als Polyglykoside betrachtet werden. Die Reste von Monosacchariden, die Teil des Polysaccharidmoleküls sind, können gleich sein, sie können sich jedoch unterscheiden; Im ersten Fall handelt es sich dabei um Homopolysaccharide, im zweiten Fall um Heteropolysaccharide.

Die wichtigsten Polysaccharide sind Stärke und Cellulose (Cellulose). Sie sind aus Glucoserückständen aufgebaut. Die allgemeine Formel dieser Polysaccharide (C₆H₁₀O₅)_n. Bei der Bildung von Polysaccharidmolekülen nimmt Glykosid normalerweise (an C₁ -Atom) und Alkohol (bei C₄-Atom) Hydroxyl, d.h. (1–4) -Glycosid wird gebildet.

Stärke ist eine Mischung aus zwei Polysacchariden, die aus α, D-Glucopyranose-Einheiten aufgebaut sind: Amylose (10-20%) und Amylopektin (80-90%). Stärke wird in Pflanzen während der Photosynthese gebildet und als "Backup" -Kohlenhydrat in Wurzeln, Knollen und Samen abgelagert. Zum Beispiel enthalten Reiskörner, Weizen, Roggen und anderes Getreide 60-80% Stärke, Kartoffelknollen - 15-20%. Eine verwandte Rolle in der Tierwelt ist Polysaccharid-Glykogen, das hauptsächlich in der Leber „gelagert“ wird.

Stärke ist ein weißes Pulver, das aus feinen Körnern besteht und in kaltem Wasser nicht löslich ist. Wenn Stärke mit warmem Wasser behandelt wird, können zwei Fraktionen isoliert werden: eine in warmem Wasser lösliche Fraktion, bestehend aus Amylosepolysaccharid, und eine Fraktion, die nur in warmem Wasser unter Bildung von Paste und Amylopektin aus Polysaccharid quillt.

Amylose hat eine lineare Struktur, α, D-Glucopyranose-Reste sind durch (1–4) -Glycosidbindungen verknüpft. Die Elementarzelle von Amylose (und Stärke im Allgemeinen) wird wie folgt dargestellt:

Das Amylopektinmolekül ist auf ähnliche Weise aufgebaut, aber es hat Verzweigungsketten, die eine räumliche Struktur bilden. An den Verzweigungspunkten sind die Reste von Monosacchariden durch (1–6) -Glycosidbindungen verknüpft. Zwischen den Verzweigungspunkten befinden sich normalerweise 20-25 Glukoserückstände:

Stärke wird leicht hydrolysiert: Beim Erhitzen in Gegenwart von Schwefelsäure bildet sich Glukose:

Abhängig von den Reaktionsbedingungen kann die Hydrolyse stufenweise unter Bildung von Zwischenprodukten durchgeführt werden:

Kohlenhydratklassifizierung - Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide

Eine der vielen organischen Verbindungen, die für die volle Funktionsfähigkeit des menschlichen Körpers erforderlich sind, sind Kohlenhydrate.

Sie werden nach ihrer Struktur in verschiedene Typen unterteilt - Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide. Es ist notwendig herauszufinden, warum sie benötigt werden und welche chemischen und physikalischen Eigenschaften sie haben.

Kohlenhydratklassifizierung

Kohlenhydrate sind Verbindungen, die Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthalten. Meistens sind sie natürlichen Ursprungs, obwohl einige industriell hergestellt wurden. Ihre Rolle in der Vitalaktivität lebender Organismen ist enorm.

Ihre Hauptfunktionen sind folgende:

1. Energie Diese Verbindungen sind die Hauptenergiequelle. Die meisten Organe können aufgrund der durch die Glukoseoxidation gewonnenen Energie voll arbeiten.
2. Strukturelle. Kohlenhydrate sind für die Bildung fast aller Körperzellen notwendig. Zellulose spielt die Rolle eines Trägermaterials, und Kohlenhydrate eines komplexen Typs werden in Knochen und Knorpelgewebe gefunden. Eine der Komponenten der Zellmembran ist Hyaluronsäure. Bei der Herstellung von Enzymen werden auch Kohlenhydratverbindungen benötigt.
3. Schützend. Wenn der Körper funktioniert, werden die Drüsen, die Sekretflüssigkeit absondern, benötigt, um die inneren Organe vor pathogener Exposition zu schützen. Ein erheblicher Teil dieser Flüssigkeiten besteht aus Kohlenhydraten.
4. Regulatorisch. Diese Funktion äußert sich in der Wirkung von Glukose (hält Homöostase, kontrolliert osmotischen Druck) und Ballaststoffen (wirkt sich auf die Magen-Darm-Peristaltik aus) auf den menschlichen Körper.
5. Besonderheiten. Sie sind für bestimmte Arten von Kohlenhydraten charakteristisch. Zu diesen besonderen Funktionen gehören: Teilnahme an der Übertragung von Nervenimpulsen, Bildung verschiedener Blutgruppen usw.

Aufgrund der Tatsache, dass die Funktionen von Kohlenhydraten sehr unterschiedlich sind, kann davon ausgegangen werden, dass sich diese Verbindungen in ihrer Struktur und ihren Eigenschaften unterscheiden.

Dies ist wahr, und die Hauptklassifizierung umfasst solche Sorten wie:

1. Monosaccharide. Sie gelten als die einfachsten. Die übrigen Arten von Kohlenhydraten treten in den Hydrolyseprozess ein und zerfallen in kleinere Komponenten. Monosaccharide haben diese Fähigkeit nicht, sie sind das Endprodukt.
2. Disaccharide. In einigen Klassifikationen werden sie als Oligosaccharide bezeichnet. Sie enthalten zwei Moleküle Monosaccharid. Auf ihnen verteilt sich das Disaccharid während der Hydrolyse.
3. Oligosaccharide. Die Zusammensetzung dieser Verbindung besteht aus 2 bis 10 Molekülen Monosacchariden.
4. Polysaccharide Diese Verbindungen sind die größte Vielfalt. Sie enthalten mehr als 10 Moleküle Monosaccharide.

Jede Art von Kohlenhydrat hat seine eigenen Eigenschaften. Wir müssen sie berücksichtigen, um zu verstehen, wie sich jeder auf den menschlichen Körper auswirkt und welchen Nutzen er davon hat.

Monosaccharide

Diese Verbindungen sind die einfachste Form von Kohlenhydraten. Es gibt ein Molekül in ihrer Zusammensetzung, daher werden sie während der Hydrolyse nicht in kleine Blöcke unterteilt. Wenn Monosaccharide kombiniert werden, werden Disaccharide, Oligosaccharide und Polysaccharide gebildet.

Sie zeichnen sich durch einen festen Aggregatzustand und einen süßen Geschmack aus. Sie haben die Fähigkeit, sich in Wasser aufzulösen. Sie können sich auch in Alkoholen lösen (die Reaktion ist schwächer als mit Wasser). Monosaccharide reagieren fast nicht auf das Mischen mit Ethern.

Meist werden natürliche Monosaccharide genannt. Einige dieser Leute konsumieren zusammen mit Essen. Dazu gehören Glukose, Fruktose und Galaktose.

Sie finden sich in Produkten wie:

• Honig
• schokolade;
• Früchte;
• einige Weinsorten;
• Sirupe usw.

Die Hauptfunktion dieses Kohlenhydrattyps ist Energie. Man kann nicht sagen, dass der Organismus nicht ohne sie auskommen kann, aber er hat Eigenschaften, die für die volle Funktionsweise des Organismus wichtig sind, beispielsweise die Teilnahme an Stoffwechselprozessen.

Der Körper absorbiert Monosaccharide schneller als alles, was im Verdauungstrakt passiert. Der Prozess der Assimilation komplexer Kohlenhydrate ist im Gegensatz zu einfachen Verbindungen nicht so einfach. Erstens müssen komplexe Verbindungen in Monosaccharide getrennt werden, erst danach werden sie absorbiert.

Glukose

Dies ist eine der häufigsten Arten von Monosacchariden. Es ist eine weiße kristalline Substanz, die auf natürliche Weise während der Photosynthese oder während der Hydrolyse gebildet wird. Die Verbindungsformel ist C6H12O6. Die Substanz ist gut wasserlöslich und schmeckt süß.

Glukose versorgt Muskel- und Hirngewebe mit Energie. Bei der Aufnahme wird die Substanz absorbiert, gelangt in den Blutkreislauf und breitet sich im ganzen Körper aus. Dort erfolgt die Oxidation unter Freisetzung von Energie. Dies ist die Hauptenergiequelle für das Gehirn.

Bei einem Mangel an Glukose im Körper entsteht eine Hypoglykämie, die vor allem die Funktionsweise der Gehirnstrukturen beeinflusst. Sein übermäßiger Gehalt im Blut ist jedoch auch gefährlich, da er zur Entwicklung von Diabetes führt. Wenn große Mengen an Glukose verbraucht werden, erhöht sich das Körpergewicht.

Fruktose

Es gehört zu der Anzahl der Monosaccharide und ist Glukose sehr ähnlich. Unterscheidet sich bei langsamerer Absorption. Dies resultiert aus der Tatsache, dass für das Mastering zuerst Fruktose in Glukose umgewandelt werden muss.

Daher ist diese Verbindung für Diabetiker nicht gefährlich, da ihr Verbrauch nicht zu einer dramatischen Veränderung der Zuckermenge im Blut führt. Bei einer solchen Diagnose ist jedoch immer noch Vorsicht geboten.

Diese Substanz kann aus Beeren und Früchten sowie aus Honig gewonnen werden. Es ist normalerweise dort in Verbindung mit Glukose. Die Verbindung hat auch eine weiße Farbe. Der Geschmack ist süß und diese Eigenschaft ist intensiver als bei Glukose.

Andere Verbindungen

Es gibt andere Monosaccharidverbindungen. Sie können natürlich und semi-künstlich sein.

Galactose gehört zu natürlichem. Es ist auch in Lebensmitteln enthalten, aber nicht in reiner Form. Galactose ist das Ergebnis der Hydrolyse von Lactose. Ihre Hauptquelle heißt Milch.

Andere natürliche Monosaccharide sind Ribose, Desoxyribose und Mannose.

Es gibt auch Varianten solcher Kohlenhydrate, für die industrielle Technologien eingesetzt werden.

Diese Substanzen befinden sich auch in der Nahrung und gelangen in den menschlichen Körper:

Jede dieser Verbindungen hat ihre eigenen Eigenschaften und Funktionen.

Disaccharide und ihre Verwendung

Der nächste Typ von Kohlenhydratverbindungen sind Disaccharide. Sie gelten als komplexe Substanzen. Durch die Hydrolyse werden daraus zwei Monosaccharidmoleküle gebildet.

Diese Art von Kohlenhydrat weist die folgenden Merkmale auf:

• Härte
• Löslichkeit in Wasser;
• schlechte Löslichkeit in konzentrierten Alkoholen;
• süßer Geschmack;
• Farbe - von weiß bis braun.

Die hauptsächlichen chemischen Eigenschaften von Disacchariden sind Hydrolysereaktionen (Brechen von glycosidischen Bindungen und die Bildung von Monosacchariden) und Kondensation (Polysaccharide werden gebildet).

Es gibt zwei Arten solcher Verbindungen:

1. Wiederherstellen Ihr Merkmal ist das Vorhandensein einer freien Hemiacetal-Hydroxylgruppe. Aufgrund dessen haben solche Substanzen reduzierende Eigenschaften. Diese Gruppe von Kohlenhydraten umfasst Cellobiose, Maltose und Laktose.
2. Nicht reduzierend. Diese Verbindungen haben kein Reduktionspotential, da ihnen eine Hemiacetal-Hydroxylgruppe fehlt. Die bekanntesten Substanzen dieser Art sind Saccharose und Trehalose.

Diese Verbindungen sind in der Natur weit verbreitet. Sie können sowohl in freier Form als auch als Bestandteil anderer Verbindungen gefunden werden. Disaccharide sind eine Energiequelle, da bei der Hydrolyse Glukose entsteht.

Laktose ist für Kinder sehr wichtig, da sie der Hauptbestandteil von Babynahrung ist. Eine andere Funktion von Kohlenhydraten dieser Art ist strukturell, da sie Teil der Zellulose sind, die für die Bildung von Pflanzenzellen notwendig ist.

Eigenschaften und Merkmale von Polysacchariden

Eine andere Art von Kohlenhydraten sind Polysaccharide. Dies ist die komplexeste Art von Verbindung. Sie bestehen aus einer großen Anzahl von Monosacchariden (deren Hauptbestandteil Glukose ist). Im Gastrointestinaltrakt werden Polysaccharide nicht verdaut - sie werden vorher gespalten.

Die Eigenschaften dieser Substanzen sind wie folgt:

• Unlöslichkeit (oder schlechte Löslichkeit) in Wasser;
• gelbliche Farbe (oder keine Farbe);
• Sie haben keinen Geruch.
• fast alle geschmacklos (einige haben einen süßlichen Geschmack).

Zu den chemischen Eigenschaften dieser Substanzen zählt die Hydrolyse, die unter dem Einfluss von Katalysatoren durchgeführt wird. Das Ergebnis der Reaktion ist die Zersetzung der Verbindung in Strukturelemente - Monosaccharide.

Eine weitere Eigenschaft ist die Bildung von Derivaten. Polysaccharide können mit Säuren reagieren.

Die bei diesen Prozessen gebildeten Produkte sind sehr unterschiedlich. Dies sind Acetate, Sulfate, Ester, Phosphate usw.

Lernvideomaterial zu den Funktionen und zur Einstufung von Kohlenhydraten:

Diese Substanzen sind wichtig für das volle Funktionieren des Körpers als Ganzes und der Zellen getrennt. Sie versorgen den Körper mit Energie, beteiligen sich an der Zellbildung, schützen die inneren Organe vor Schäden und Nebenwirkungen. Sie spielen auch die Rolle von Reservesubstanzen, die Tiere und Pflanzen in schwierigen Zeiten benötigen.

3.8.3. Kohlenhydrate (Monosaccharide, Disaccharide, Polysaccharide).

Kohlenhydrate - organische Verbindungen meist natürlichen Ursprungs, die nur aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen.

Kohlenhydrate spielen im Leben aller lebenden Organismen eine große Rolle.

Diese Klasse organischer Verbindungen erhielt ihren Namen, weil die ersten von Menschen untersuchten Kohlenhydrate eine allgemeine Formel der Form C hatten_x(H₂O)_y. Ie Sie wurden bedingt als Kohlenstoff- und Wasserverbindungen betrachtet. Später stellte sich jedoch heraus, dass die Zusammensetzung einiger Kohlenhydrate von dieser Formel abweicht. Beispielsweise hat ein Kohlenhydrat wie Desoxyribose die Formel C₅H₁₀Oh!₄. Gleichzeitig gibt es einige Verbindungen, die formal der Formel C entsprechen_x(H₂O)_y, jedoch nicht auf Kohlenhydrate wie Formaldehyd (CH₂O) und Essigsäure (C₂H₄Oh!₂).

Der Begriff „Kohlenhydrate“ ist jedoch in dieser Verbindungsklasse historisch verankert und wird daher in unserer Zeit häufig verwendet.

Kohlenhydratklassifizierung

Abhängig von der Fähigkeit der Kohlenhydrate, durch Hydrolyse in andere Kohlenhydrate mit einem niedrigeren Molekulargewicht gespalten zu werden, werden sie in einfache (Monosaccharide) und Komplexe (Disaccharide, Oligosaccharide, Polysaccharide) unterteilt.

Einfache Kohlenhydrate lassen sich leicht erraten, d. H. Monosaccharide können nicht hydrolysiert werden, um Kohlenhydrate mit einem noch niedrigeren Molekulargewicht zu erhalten.

Während der Hydrolyse eines einzelnen Disaccharidmoleküls werden zwei Monosaccharidmoleküle gebildet, und bei der vollständigen Hydrolyse eines einzelnen Moleküls eines beliebigen Polysaccharids wird eine Vielzahl von Monosaccharidmolekülen erhalten.

Chemische Eigenschaften von Monosacchariden am Beispiel von Glucose und Fructose

Die häufigsten Monosaccharide sind Glucose und Fructose mit den folgenden Strukturformeln:

Wie Sie sehen können, befinden sich im Glucosemolekül und im Fructosemolekül jeweils 5 Hydroxylgruppen, weshalb sie als mehratomige Alkohole betrachtet werden können.

Das Glucosemolekül enthält eine Aldehydgruppe, d.h. Glukose ist tatsächlich ein mehrwertiger Aldehydalkohol.

Im Falle von Fructose kann eine Ketongruppe in ihrem Molekül gefunden werden, d. H. Fructose ist ein mehrwertiger Ketoalkohol.

Chemische Eigenschaften von Glucose und Fructose als Carbonylverbindungen

Alle Monosaccharide können in Gegenwart von Katalysatoren mit Wasserstoff reagieren. In diesem Fall wird die Carbonylgruppe zu alkoholischer Hydroxylgruppe reduziert. So wird insbesondere durch die Hydrierung von Glukose in der Industrie ein künstlicher Süßstoff - Hexasäure-Sorbit erhalten:

Das Glucosemolekül enthält eine Aldehydgruppe, und es ist daher logisch anzunehmen, dass seine wässrigen Lösungen qualitative Reaktionen auf Aldehyde ergeben. Wenn eine wässrige Lösung von Glukose mit frisch gefälltem Kupfer (II) -hydroxid wie in jedem anderen Aldehyd erhitzt wird, fällt ein Niederschlag von Kupfer (I) -oxid aus dem ziegelroten Niederschlag aus. Gleichzeitig wird die Aldehydgruppe der Glukose zu Carboxylglukonsäure oxidiert:

Glukose tritt auch in die Reaktion des "Silberspiegels" unter der Einwirkung einer Ammoniaklösung von Silberoxid ein. Im Gegensatz zur vorherigen Reaktion wird jedoch anstelle von Gluconsäure das Salz gebildet - Ammoniumgluconat, da gelöstes Ammoniak ist in der Lösung vorhanden:

Fruktose und andere Monosaccharide, bei denen es sich um mehrkernige Ketospiriten handelt, gehen keine qualitativen Reaktionen auf Aldehyde ein.

Chemische Eigenschaften von Glucose und Fructose als mehrwertige Alkohole

Da Monosaccharide, einschließlich Glucose und Fructose, mehrere Hydroxylgruppen in der Zusammensetzung der Moleküle aufweisen. Sie alle reagieren qualitativ auf mehrwertige Alkohole. Frisch gefälltes Kupfer (II) hydroxid löst sich insbesondere in wässrigen Lösungen von Monosacchariden. In diesem Fall wird anstelle eines blauen Niederschlags von Cu (OH)₂ Es bildet sich eine dunkelblaue Lösung komplexer Kupferverbindungen.

Glucose-Fermentationsreaktionen

Alkoholvergärung

Unter der Wirkung bestimmter Enzyme auf Glukose kann sich Glukose in Ethylalkohol und Kohlendioxid umwandeln:

Milchsäuregärung

Neben der alkoholischen Gärung gibt es noch einige andere. Zum Beispiel die Milchsäuregärung, die beim Säuern von Milch, Beizkraut und Gurken auftritt:

Merkmale der Existenz von Monosacchariden in wässrigen Lösungen

Monosaccharide liegen in wässriger Lösung in drei Formen vor - zwei zyklisch (alpha und beta) und eine nicht zyklisch (normal). In einer Glukoselösung besteht beispielsweise das folgende Gleichgewicht:

Wie Sie sehen, gibt es keine zyklische Aldehydgruppe, da sie an der Bildung eines Zyklus beteiligt ist. Auf dieser Basis wird eine neue Hydroxylgruppe gebildet, die als Acetalhydroxyl bezeichnet wird. Ähnliche Übergänge zwischen cyclischen und nichtcyclischen Formen werden für alle anderen Monosaccharide beobachtet.

Disaccharide. Chemische Eigenschaften

Allgemeine Beschreibung von Disacchariden

Disaccharide sind Kohlenhydrate, deren Moleküle aus zwei Monosaccharidresten bestehen, die durch Kondensation von zwei Hemiacetal-Hydroxylgruppen oder auch einer alkoholischen Hydroxyl- und einer Hemiacetal-Hydroxylgruppe miteinander verbunden sind. Die auf diese Weise gebildeten Bindungen zwischen den Resten von Monosacchariden werden als glykosidisch bezeichnet. Die Formel der meisten Disaccharide kann als C geschrieben werden₁₂H₂₂O₁₁.

Das häufigste Disaccharid ist der bekannte Zucker, Chemiker genannt Saccharose. Das Molekül dieses Kohlenhydrats wird durch zyklische Reste eines Glucosemoleküls und eines Fruktosemoleküls gebildet. Die Beziehung zwischen den Disaccharidresten beruht in diesem Fall auf der Entfernung von Wasser aus zwei Halbacetalhydroxylgruppen:

Da die Bindung zwischen den Monosaccharidresten während der Kondensation von zwei Acetalhydroxylgruppen gebildet wird, kann das Zuckermolekül keinen der Zyklen öffnen, d. H. kein Übergang zur Carbonylform. In dieser Hinsicht kann Saccharose keine qualitativen Reaktionen auf Aldehyde ergeben.

Disaccharide dieser Art, die auf Aldehyde keine qualitativen Reaktionen zeigen, werden als nicht reduzierende Zucker bezeichnet.

Es gibt jedoch Disaccharide, die der Aldehydgruppe qualitative Reaktionen verleihen. Diese Situation ist möglich, wenn eine halbe Acetalhydroxylgruppe aus der Aldehydgruppe eines der Ausgangsmonosaccharide im Disaccharidmolekül verbleibt.

Insbesondere reagiert Maltose mit einer Ammoniaklösung von Silberoxid sowie mit Kupfer (II) -hydroxid wie Aldehyden. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass in seinen wässrigen Lösungen das folgende Gleichgewicht vorhanden ist:

Wie man sieht, liegt Maltose in wässrigen Lösungen in Form von zwei Formen vor - mit zwei Zyklen im Molekül und einem Zyklus im Molekül und einer Aldehydgruppe. Aus diesem Grund gibt Maltose im Gegensatz zu Saccharose eine qualitative Reaktion auf Aldehyde an.

Disaccharidhydrolyse

Alle Disaccharide können eine Hydrolyse-Reaktion eingehen, die von Säuren sowie verschiedenen Enzymen katalysiert wird. Während einer solchen Reaktion werden zwei Monosaccharidmoleküle aus einem Molekül des anfänglichen Disaccharids gebildet, das je nach Zusammensetzung des Ausgangsmonosaccharids entweder gleich oder verschieden sein kann.

Beispielsweise führt die Hydrolyse von Saccharose zu gleichen Anteilen zur Bildung von Glucose und Fructose:

Und während der Hydrolyse von Maltose wird nur Glukose gebildet:

Disaccharide als mehrwertige Alkohole

Disaccharide, die mehratomige Alkohole sind, ergeben eine geeignete qualitative Reaktion mit Kupfer (II) -hydroxid, d.h. durch Zugabe ihrer wässrigen Lösung zu frisch gefälltem, wasserunlöslichem, blauem Kupfer (II) -hydroxid-Präzipitat Cu (OH)₂ löst sich auf und bildet eine dunkelblaue Lösung.

Polysaccharide Stärke und Zellulose

Polysaccharide sind komplexe Kohlenhydrate, deren Moleküle aus einer Vielzahl von Monosaccharidresten bestehen, die durch glykosidische Bindungen miteinander verbunden sind.

Es gibt eine andere Definition von Polysacchariden:

Polysaccharide werden komplexe Kohlenhydrate genannt, deren Moleküle bei vollständiger Hydrolyse eine große Anzahl von Molekülen von Monosacchariden bilden.

Im Allgemeinen kann die Polysaccharidformel als (C₆H₁₁O₅)_n.

Stärke - eine Substanz, die ein weißes amorphes Pulver ist, in kaltem Wasser unlöslich und teilweise heiß löslich ist, wobei sich eine kolloidale Lösung bildet, die im Alltag als Stärkekleister bezeichnet wird.

Stärke wird aus Kohlendioxid und Wasser bei der Photosynthese in den grünen Pflanzenteilen unter der Einwirkung der Sonnenenergie gebildet. Stärke ist in Kartoffelknollen, Weizen-, Reis- und Maiskörnern am größten. Aus diesem Grund sind diese Stärkequellen und der Rohstoff für die Produktion in der Industrie.

Cellulose ist eine Substanz in reinem Zustand, bei der es sich um ein weißes Pulver handelt, das weder in kaltem noch in heißem Wasser löslich ist. Im Gegensatz zu Stärke bildet Cellulose keine Paste. Fast reines Fruchtfleisch besteht aus Filterpapier, Watte und Pappelflusen. Sowohl Stärke als auch Cellulose sind Produkte pflanzlichen Ursprungs. Die Rollen, die sie im Pflanzenleben spielen, sind jedoch unterschiedlich. Cellulose ist hauptsächlich ein Baumaterial, insbesondere werden hierdurch Schalen von Pflanzenzellen gebildet. Stärke hingegen ist hauptsächlich eine Speicher- und Energiefunktion.

Chemische Eigenschaften von Stärke und Cellulose

Brennen

Alle Polysaccharide, einschließlich Stärke und Cellulose, bilden bei vollständiger Verbrennung in Sauerstoff Kohlendioxid und Wasser:

Glukose-Bildung

Bei der vollständigen Hydrolyse von Stärke und Cellulose bildet sich dasselbe Monosaccharid - Glucose:

Stärkequalitätsreaktion

Wenn Jod auf Stärke wirkt, tritt eine blaue Färbung auf. Beim Erhitzen verschwindet die blaue Farbe und erscheint beim Abkühlen wieder.
Bei der Trockendestillation von Cellulose, insbesondere Holz, erfolgt deren partielle Zersetzung unter Bildung solcher niedermolekularer Produkte wie Methylalkohol, Essigsäure, Aceton usw.

Da sowohl Stärkemoleküle als auch Cellulosemoleküle alkoholische Hydroxylgruppen enthalten, können diese Verbindungen sowohl mit organischen als auch mit anorganischen Säuren Veresterungsreaktionen eingehen:

Kohlenhydrate: Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide

Kohlenhydrate mit Diabetes

Je nach Vorhandensein charakteristischer funktioneller Gruppen unterscheiden sich Polyatome (Hydroxyl) -Gruppen, die Bestandteil aller Saccharide sind, zwischen Aldosen, die Aldehydgruppen aufweisen, und Ketosen, die Ketongruppen aufweisen.

Lesen Sie in den Artikeln, die ich zu diesem Thema gesammelt habe, mehr über die verschiedenen Arten von Kohlenhydraten.

Kohlenhydrate: Monosaccharide, Disaccharide, Polysaccharide

Kohlenhydrate - organische Verbindungen meist natürlichen Ursprungs, die nur aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen. Kohlenhydrate spielen im Leben aller lebenden Organismen eine große Rolle. Diese Klasse organischer Verbindungen erhielt ihren Namen, weil die ersten von Menschen untersuchten Kohlenhydrate eine allgemeine Formel der Form Cx (H2O) y hatten.

Ie Sie wurden bedingt als Kohlenstoff- und Wasserverbindungen betrachtet. Später stellte sich jedoch heraus, dass die Zusammensetzung einiger Kohlenhydrate von dieser Formel abweicht. Beispielsweise hat ein Kohlenhydrat wie Desoxyribose die Formel C5H10O4. Gleichzeitig gibt es einige Verbindungen, die formal der Formel Cx (H2O) y entsprechen, jedoch nicht mit Kohlenhydraten wie Formaldehyd (CH2O) und Essigsäure (C2H4O2) verwandt sind.

Der Begriff „Kohlenhydrate“ ist jedoch in dieser Verbindungsklasse historisch verankert und wird daher in unserer Zeit häufig verwendet.

Kohlenhydratklassifizierung

Abhängig von der Fähigkeit der Kohlenhydrate, durch Hydrolyse in andere Kohlenhydrate mit einem niedrigeren Molekulargewicht gespalten zu werden, werden sie in einfache (Monosaccharide) und Komplexe (Disaccharide, Oligosaccharide, Polysaccharide) unterteilt. Einfache Kohlenhydrate lassen sich leicht erraten, d. H. Monosaccharide können nicht hydrolysiert werden, um Kohlenhydrate mit einem noch niedrigeren Molekulargewicht zu erhalten.

Während der Hydrolyse eines einzelnen Disaccharidmoleküls werden zwei Monosaccharidmoleküle gebildet, und bei der vollständigen Hydrolyse eines einzelnen Moleküls eines beliebigen Polysaccharids wird eine Vielzahl von Monosaccharidmolekülen erhalten.

Chemische Eigenschaften von Monosacchariden am Beispiel von Glucose und Fructose

Wie Sie sehen können, befinden sich im Glucosemolekül und im Fructosemolekül jeweils 5 Hydroxylgruppen, weshalb sie als mehratomige Alkohole betrachtet werden können. Das Glucosemolekül enthält eine Aldehydgruppe, d.h. Glukose ist tatsächlich ein mehrwertiger Aldehydalkohol. Im Falle von Fructose kann eine Ketongruppe in ihrem Molekül gefunden werden, d. H. Fructose ist ein mehrwertiger Ketoalkohol.

Chemische Eigenschaften von Glucose und Fructose als Carbonylverbindungen

Alle Monosaccharide können in Gegenwart von Katalysatoren mit Wasserstoff reagieren. In diesem Fall wird die Carbonylgruppe zu alkoholischer Hydroxylgruppe reduziert. Das Glucosemolekül enthält eine Aldehydgruppe, und es ist daher logisch anzunehmen, dass seine wässrigen Lösungen qualitative Reaktionen auf Aldehyde ergeben.

Im Gegensatz zur vorherigen Reaktion wird jedoch anstelle von Gluconsäure das Salz gebildet - Ammoniumgluconat, da In der Lösung befindet sich gelöstes Ammoniak. Fruktose und andere Monosaccharide, bei denen es sich um mehrkernige Ketospiriten handelt, gehen keine qualitativen Reaktionen auf Aldehyde ein.

Chemische Eigenschaften von Glucose und Fructose als mehrwertige Alkohole

Da Monosaccharide, einschließlich Glucose und Fructose, mehrere Hydroxylgruppen in der Zusammensetzung der Moleküle aufweisen. Sie alle reagieren qualitativ auf mehrwertige Alkohole. Frisch gefälltes Kupfer (II) hydroxid löst sich insbesondere in wässrigen Lösungen von Monosacchariden. In diesem Fall wird anstelle eines blauen Präzipitats von Cu (OH) 2 eine dunkelblaue Lösung komplexer Kupferverbindungen gebildet.

Disaccharide. Chemische Eigenschaften

Disaccharide sind Kohlenhydrate, deren Moleküle aus zwei Monosaccharidresten bestehen, die durch Kondensation von zwei Hemiacetal-Hydroxylgruppen oder auch einer alkoholischen Hydroxyl- und einer Hemiacetal-Hydroxylgruppe miteinander verbunden sind. Die auf diese Weise gebildeten Bindungen zwischen den Resten von Monosacchariden werden als glykosidisch bezeichnet. Die Formel für die meisten Disaccharide kann als C12H22O11 geschrieben werden.

Das häufigste Disaccharid ist der bekannte Zucker, Chemiker genannt Saccharose. Das Molekül dieses Kohlenhydrats wird durch zyklische Reste eines Glucosemoleküls und eines Fruktosemoleküls gebildet. Die Verbindung zwischen den Disaccharidresten wird in diesem Fall durch Entfernung von Wasser aus zwei Halbacetalhydroxylgruppen realisiert.

Da die Bindung zwischen den Monosaccharidresten während der Kondensation von zwei Acetalhydroxylgruppen gebildet wird, kann das Zuckermolekül keinen der Zyklen öffnen, d. H. kein Übergang zur Carbonylform. In dieser Hinsicht kann Saccharose keine qualitativen Reaktionen auf Aldehyde ergeben.

Disaccharide dieser Art, die auf Aldehyde keine qualitativen Reaktionen zeigen, werden als nicht reduzierende Zucker bezeichnet. Es gibt jedoch Disaccharide, die der Aldehydgruppe qualitative Reaktionen verleihen. Diese Situation ist möglich, wenn eine halbe Acetalhydroxylgruppe aus der Aldehydgruppe eines der Ausgangsmonosaccharide im Disaccharidmolekül verbleibt.

Insbesondere reagiert Maltose mit einer Ammoniaklösung von Silberoxid sowie mit Kupfer (II) -hydroxid wie Aldehyden.

Disaccharide als mehrwertige Alkohole

Disaccharide, die mehratomige Alkohole sind, ergeben eine geeignete qualitative Reaktion mit Kupfer (II) -hydroxid, d.h. Bei Zugabe ihrer wässrigen Lösung zu frisch gefälltem Kupfer (II) -hydroxid löst sich der wasserunlösliche blaue Niederschlag Cu (OH) 2 unter Bildung einer dunkelblauen Lösung auf.

Polysaccharide Stärke und Zellulose

Polysaccharide sind komplexe Kohlenhydrate, deren Moleküle aus einer Vielzahl von Monosaccharidresten bestehen, die durch glykosidische Bindungen miteinander verbunden sind. Es gibt eine andere Definition von Polysacchariden. Polysaccharide werden komplexe Kohlenhydrate genannt, deren Moleküle bei vollständiger Hydrolyse eine große Anzahl von Molekülen von Monosacchariden bilden.

Stärke wird aus Kohlendioxid und Wasser bei der Photosynthese in den grünen Pflanzenteilen unter der Einwirkung der Sonnenenergie gebildet. Stärke ist in Kartoffelknollen, Weizen-, Reis- und Maiskörnern am größten. Aus diesem Grund sind diese Stärkequellen und der Rohstoff für die Produktion in der Industrie.

Cellulose ist eine Substanz in reinem Zustand, bei der es sich um ein weißes Pulver handelt, das weder in kaltem noch in heißem Wasser löslich ist. Im Gegensatz zu Stärke bildet Cellulose keine Paste. Fast reines Fruchtfleisch besteht aus Filterpapier, Watte und Pappelflusen.

Sowohl Stärke als auch Cellulose sind Produkte pflanzlichen Ursprungs. Die Rollen, die sie im Pflanzenleben spielen, sind jedoch unterschiedlich. Cellulose ist hauptsächlich ein Baumaterial, insbesondere werden hierdurch Schalen von Pflanzenzellen gebildet. Stärke hingegen ist hauptsächlich eine Speicher- und Energiefunktion.

Arten von Kohlenhydraten

Es gibt drei Hauptarten von Kohlenhydraten:

• Einfache (schnelle) Kohlenhydrate oder Zucker: Mono- und Disaccharide
• Komplexe (langsame) Kohlenhydrate: Oligo- und Polysaccharide
• Unverdauliche oder faserige Kohlenhydrate werden als Ballaststoffe definiert.

Sahara

Es gibt zwei Arten von Zucker:

• Monosaccharide - Monosaccharide enthalten eine Zuckergruppe wie Glucose, Fructose oder Galactose.
• Disaccharide - Disaccharide werden durch die Überreste zweier Monosaccharide gebildet und werden insbesondere durch Saccharose (gewöhnlicher Haushaltszucker) und Laktose dargestellt.

Komplexe Kohlenhydrate

Polysaccharide sind Kohlenhydrate, die drei oder mehr einfache Kohlenhydratmoleküle enthalten. Zu dieser Art von Kohlenhydraten zählen insbesondere Dextrine, Stärken, Glykogene und Cellulose. Quellen für Polysaccharide sind Getreide, Hülsenfrüchte, Kartoffeln und anderes Gemüse.

Kohlenhydrate, Monosaccharide, Polysaccharide, Maltose, Glucose, Fructose

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind eine umfangreiche Gruppe organischer Verbindungen, die eine große Rolle für das Funktionieren des Körpers spielen. Kohlenhydrate werden hauptsächlich in der Pflanzenwelt vertrieben. Der menschliche Körper benötigt 400-500 g Kohlenhydrate pro Tag (einschließlich mindestens 80 g Zucker). Sie sind eine wichtige Energiequelle.

Diese Substanzen bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Darüber hinaus ist das Verhältnis der letzten beiden Elemente dasselbe wie in Wasser, dh für zwei Wasserstoffatome gibt es ein Sauerstoffatom. Daher werden Kohlenhydrate aus Kohlenstoff und Wasser aufgebaut, daher auch ihr Name. Kohlenhydrate werden in Monosaccharide (z. B. Glucose) und Polysaccharide unterteilt.

Polysaccharide wiederum sind in niedriges Molekulargewicht oder Oligosaccharide (ihr Vertreter ist Rübenzucker) und hohes Molekulargewicht, beispielsweise Zusammenbruch - klein und Cellulose, unterteilt. Polysaccharidmoleküle werden aus den Überresten von Monosaccharidmolekülen aufgebaut und während der Hydrolyse in einfachere Kohlenhydrate aufgespalten.

Monosaccharide

Von den Monosacchariden haben Glukose, Fruktose, Galaktose usw. den größten Wert für den menschlichen Körper, und alle sind kristalline Substanzen, die in Wasser löslich sind. Glukose ist im freien Zustand in vielen Pflanzen üblich. Im gebundenen Zustand wird es in Pflanzen in Form von Polysacchariden (Saccharose, Maltose, Stärke, Dextrin, Cellulose usw.) gefunden. In der Industrie wird Glukose aus Stärke hergestellt.

Wasserfreie Glukose schmilzt bei einer Temperatur von 146 ° C, ist in Wasser gut löslich, Glukose ist etwa zweimal weniger süß als Saccharose. Unter Einwirkung starker Oxidationsmittel auf Glukose wird Zuckersäure gebildet. Bei der Gewinnung geht es in Hexahydolsorbitol über.

Eine Mischung aus gleichen Mengen an Fructose und Glucose ist der überwiegende Teil (80%) des Honigs. Fruktose ist viel süßer als Saccharose, sie ist Teil von Rohrzucker und Inulin (Polysaccharid). In der Süßwarenindustrie wird Fruktose in seiner reinen Form nur wenig verwendet, ist jedoch Bestandteil fast aller Süßwaren, da sie Teil des Invertsirups ist.

Galactose ist Teil von Milchzucker (Lactose), aus dem es durch Hydrolyse gewonnen wird. Galactose ist in seiner reinen Form eine kristalline Substanz mit süßem Geschmack, schmilzt bei einer Temperatur von 165 ° C und ist in Wasser gut löslich. Bestandteil des Gebäcks als fester Bestandteil von Milchzucker. Eine charakteristische Eigenschaft von Monosacchariden ist ihre Fähigkeit, unter dem Einfluss von Hefe zu Ethylalkohol (und Kohlendioxid-CO2) zu fermentieren.

Polysaccharide

Hierbei handelt es sich um eine Gruppe von Kohlenhydraten, deren Moleküle durch Zugabe von Wasser in Monosaccharide gespalten werden. Niedermolekulare Polysaccharide kristallisieren meist gut, sind wasserlöslich und haben einen süßen Geschmack. Die einfachsten davon sind Disaccharide.

Zu den Disacchariden gehören Rübenzucker (Saccharose), Malzzucker (Maltose), Milchzucker (Laktose) usw. Saccharose ist in der Pflanzenwelt weit verbreitet. Im Saft von Zuckerrüben und Zuckerrohr beträgt der Gehalt 25%. Aus diesen Pflanzen wird Saccharose in Form von Zucker gewonnen.

Maltose kommt nicht in freier Form vor, sondern in Malz, einem Produkt aus Keimlingen und gemahlenem Getreide. Während der Hydrolyse zerfällt Maltose in zwei Glucosemoleküle. In der Industrie wird Maltose durch Verzuckerung der Stärke mit Enzymen und Säure hergestellt. Der Schmelzpunkt von Maltose beträgt 108 ° C. Maltose gehört als Bestandteil der Melasse zu vielen Süßwaren.

Laktose (Milchzucker) kommt in der Milch vor (4-5%). Milchsäurebakterien fermentieren diesen Zucker zu Milchsäure. Als Bestandteil von Milch ist Laktose in allen milchhaltigen Süßwaren enthalten. Wenn Laktoselösungen erhitzt werden, zersetzen sie sich und erhöhen die Farbe der Lösung.

Polysaccharide mit niedrigem Molekulargewicht weisen unterschiedliche Süßegrade auf. Der Süßegrad wird organoleptisch bestimmt. Wenn wir den Süßegrad von Saccharose als 100 Einheiten betrachten, kann die Süße anderer Zucker durch die folgenden Werte ausgedrückt werden: Fructose - 173, Glucose - 74, Maltose und Galactose - 32, Lactose - 16.

Folglich ist der süßeste Zucker Fruktose und der geringste Laktose. Polysaccharide mit hohem Molekulargewicht sind in pflanzlichen Organismen weit verbreitet. Einige davon, wie Stärke, Inulin, Glykogen, sind Reservenährstoffe, andere, zum Beispiel Zellulose, bilden das Gerüst der Pflanzen.

Polysaccharide umfassen auch pektische Substanzen. Allen Polysacchariden ist gemeinsam, dass es sich um hochmolekulare Verbindungen handelt. Stärke sammelt sich als Speichersubstanz in den Samen, Knollen, Zwiebeln und manchmal in den Stängeln und Blättern der Pflanzen. Es besteht aus Amylopektin und Amylose. Amylopektin ergibt eine Paste, Amylose bildet eine kolloidale Lösung.

Durch Zugabe von Wasser wird die Stärke allmählich in einfachere Kohlenhydrate zerlegt. Zunächst wird daraus lösliche Stärke (es löst sich in heißem Wasser ohne Bildung von Paste), dann wird es in Dextrine zerlegt - Feststoffe, löslicher Eintrag.

In der Süßwarenindustrie ist Stärke nicht nur Teil der Süßwarenindustrie, sondern wird auch häufig als Hilfsmittel für die Herstellung von Formen beim Gießen von Süßigkeiten verwendet. Glykogen wird in der Leber und in verschiedenen Geweben von Tieren und Menschen in Form einer Reservesubstanz gefunden, daher wird es manchmal als tierische Stärke bezeichnet.

Inulin kommt in den Knollen einer Reihe von Pflanzen vor. Es löst sich leicht in Wasser und bildet kolloidale Lösungen. Bei saurer oder enzymatischer Hydrolyse wird Inulin vollständig in Fructose umgewandelt. Zellulose oder Zellulose ist der Hauptbestandteil der Membranen von Pflanzenzellen.

Pektische Substanzen sind in großen Mengen in den Früchten einiger Pflanzen enthalten (Stachelbeeren, Erdbeeren, Äpfel). Pektische Substanzen sind Calcium- und Magnesiumsalze von Polygalacturonsäure; Sie werden in Protopektin und Pektin unterteilt.

Propektin lagert sich hauptsächlich in den Zellwänden ab und wandelt sich bei der Reifung von Obst und Gemüse in lösliches Pektin um, was die Erweichung der Gewebe erklärt. Zuckerfruchtsirupe, die zum Sieden erhitzt und dann abgekühlt werden, können aufgrund der Anwesenheit pektischer Substanzen gelatineartige Massen bilden. Diese Eigenschaft pektischer Substanzen wird bei der Herstellung von Marmelade, Gelee, Eibisch verwendet.

Kohlenhydrate: Arten, Nutzen und Inhalt in Lebensmitteln

Das Tempo des modernen Lebens, in dem leider weder Zeit für eine richtige Erholung noch für eine vernünftige Ernährung zur Verfügung steht, macht sich durch Störungen in der Körperarbeit bemerkbar. Aber es kommt eine Zeit, in der wir beim „Wettrüsten“ immer noch auf die ständige Müdigkeit, Apathie und schlechte Laune achten. Und das ist nur die Spitze des Eisbergs.

Und der Grund für solche „erstaunlichen Umwandlungen“ liegt oft in der falschen Ernährung, nämlich im Kohlenhydratmangel. Wie soll dieses Defizit ausgeglichen werden und was genau Kohlenhydrate, und lassen Sie uns weiter reden.

Was Sie über Kohlenhydrate wissen müssen

Kohlenhydrate sind die Hauptlieferanten des Körpers: Sie liefern dem Körper 50 bis 60 Prozent der Energie. Unser Gehirn braucht vor allem Kohlenhydrate. Es ist auch wichtig, dass Kohlenhydrate ein wesentlicher Bestandteil der Moleküle einiger Aminosäuren sind, die an der Bildung von Enzymen und Nukleinsäuren beteiligt sind.

Kohlenhydrate werden in zwei Gruppen unterteilt:

• Komplexe (oder komplexe) Polysaccharide, die in Naturprodukten enthalten sind;
• einfach (sie werden auch leicht verdaulich genannt) - Monosaccharide und Disaccharide sowie in der Milch enthaltene isolierte Kohlenhydrate, einige Früchte und Produkte, die chemisch verarbeitet wurden (außerdem sind Kohlenhydrate dieser Gruppe in raffiniertem Zucker sowie Süßigkeiten enthalten).

Es muss gesagt werden, dass der menschliche Körper als Ganzes und insbesondere das Gehirn im Wesentlichen nützliche komplexe Kohlenhydrate sind, die aus Eiweißnahrung stammen. Solche Kohlenhydrate haben lange Molekülketten, daher dauert ihre Assimilation lange Zeit. Infolgedessen dringen Kohlenhydrate nicht in großen Mengen in das Blut ein, wodurch die starke Freisetzung von Insulin eliminiert wird, was zu einer Abnahme der Zuckerkonzentration im Blut führt.

Es gibt drei Arten von Kohlenhydraten:

• Monosaccharide;
• Disaccharide;
• Polysaccharide.

Die Hauptmonosaccharide sind Glukose und Fruktose, die aus einem Molekül bestehen, so dass diese Kohlenhydrate schnell gespalten werden und sofort ins Blut gelangen. Gehirnzellen werden aufgrund von Glukose mit Energie "gefüttert": Zum Beispiel beträgt die für das Gehirn benötigte tägliche Glukosegeschwindigkeit 150 g, was ein Viertel des Gesamtvolumens eines bestimmten Kohlenhydrats ist, das pro Tag aus der Nahrung aufgenommen wird.

Die Besonderheit von einfachen Kohlenhydraten ist, dass sie nicht leicht in Fette umgewandelt und schnell verarbeitet werden können, während komplexe Kohlenhydrate (wenn sie übermäßig konsumiert werden) im Körper als Fett gespeichert werden können. Monosaccharide kommen in großen Mengen in Obst und Gemüse sowie in Honig vor.

Diese Kohlenhydrate, zu denen Saccharose, Laktose und Maltose gehören, können nicht als Komplex bezeichnet werden, da ihre Zusammensetzung Reste von zwei Monosacchariden enthält. Der Verdau von Disacchariden dauert länger als Monosaccharide.

Es ist wichtig, den Verbrauch von frischem Gemüse und Früchten, Hülsenfrüchten, Nüssen und Käse zu erhöhen. Disaccharide sind in Milchprodukten, Teigwaren und raffinierten Zuckerprodukten enthalten. Polysaccharidmoleküle umfassen Dutzende, Hunderte und manchmal Tausende von Monosacchariden.

Polysaccharide (Stärke, Ballaststoffe, Cellulose, Pektin, Inulin, Chitin und Glykogen) sind aus zwei Gründen für den menschlichen Körper am wichtigsten:

• Sie werden lange Zeit verdaut und absorbiert (im Gegensatz zu einfachen Kohlenhydraten).
• enthalten viele Nährstoffe, darunter Vitamine, Mineralien und Proteine.

Viele Polysaccharide sind in den Fasern von Pflanzen enthalten, so dass eine einzige Nahrungsaufnahme, auf deren Grundlage rohes oder gekochtes Gemüse steht, die tägliche Rate des Körpers an Substanzen, die Energiequellen sind, fast vollständig befriedigen kann.

Dank Polysacchariden wird zum einen der notwendige Zuckerspiegel aufrechterhalten, zum anderen erhält das Gehirn die notwendige Ernährung, die sich in einer erhöhten Konzentration der Aufmerksamkeit, verbessertem Gedächtnis und gesteigerter geistiger Aktivität manifestiert. Polysaccharide kommen in Gemüse, Obst, Getreide, Fleisch und Tierleber vor.

Kohlenhydrat-Vorteile:

1. Stimulation der Magen-Darm-Motilität.
2. Aufnahme und Ausscheidung von Giftstoffen und Cholesterin.
3. Optimale Bedingungen für das Funktionieren der normalen Darmflora.
4. Stärkung der Immunität.
5. Normalisierung des Stoffwechsels.
6. Sicherstellung der vollen Leberfunktion.
7. Ständige Zufuhr von Zucker im Blut.
8. Verhinderung der Entwicklung von Tumoren im Magen und Darm.
9. Vitamine und Mineralien ergänzen.
10. Das Gehirn sowie das zentrale Nervensystem werden mit Energie versorgt.
11. Förderung der Produktion von Endorphinen, die als "Glückshormone" bezeichnet werden.
12. Die Linderung des prämenstruellen Syndroms.

Täglicher Kohlenhydratbedarf

Der Bedarf an Kohlenhydraten hängt direkt von der Intensität der geistigen und körperlichen Anstrengung ab, im Durchschnitt 300 bis 500 g pro Tag, von denen mindestens 20 Prozent leicht verdauliche Kohlenhydrate sein sollten. Ältere Menschen sollten nicht mehr als 300 Gramm Kohlenhydrate in ihre tägliche Ernährung aufnehmen, während die Anzahl der leicht verdaulichen Stoffe zwischen 15 und 20 Prozent variieren sollte.

Bei Fettleibigkeit und anderen Krankheiten muss die Menge an Kohlenhydraten begrenzt werden. Dies sollte schrittweise erfolgen, sodass sich der Körper problemlos an den veränderten Stoffwechsel anpassen kann. Es wird empfohlen, die Einschränkung von 200 bis 250 g pro Tag während der Woche zu beginnen, wonach die Menge der mit Lebensmitteln zugeführten Kohlenhydrate auf 100 g pro Tag gebracht wird.

Eine starke Abnahme der Kohlenhydrataufnahme über einen längeren Zeitraum (sowie deren Mangel an Ernährung) führt zur Entwicklung der folgenden Störungen:

• niedrigerer Blutzucker;
• eine deutliche Verringerung der geistigen und körperlichen Aktivität;
• Schwäche;
• Gewichtsverlust;
• Störung von Stoffwechselprozessen;
• ständige Schläfrigkeit;
• Schwindel;
• Kopfschmerzen;
• Verstopfung;
• Entwicklung von Darmkrebs;
• Handzittern;
• Hunger

Diese Phänomene verschwinden nach dem Verzehr von Zucker oder anderen süßen Speisen. Die Einnahme solcher Produkte sollte jedoch dosiert werden, wodurch der Körper keine zusätzlichen Pfunde gewinnen kann. Ein Überschuss an Kohlenhydraten (besonders leicht verdaulich) in der Ernährung, der zur Erhöhung des Zuckers beiträgt, ist auch für den Körper schädlich. Infolgedessen werden einige Kohlenhydrate nicht verwendet, wodurch Fett gebildet wird, was zu Arteriosklerose, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Blähungen, Diabetes, Fettleibigkeit und Karies führt.

Welche Lebensmittel enthalten Kohlenhydrate?

Aus der untenstehenden Liste der Kohlenhydrate kann jeder eine recht abwechslungsreiche Diät machen (da dies keine vollständige Liste der Produkte ist, die Kohlenhydrate enthalten). Kohlenhydrate finden Sie in den folgenden Produkten:

• Getreide;
• Äpfel;
• Hülsenfrüchte;
• Bananen;
• Kohl verschiedener Sorten;
• Vollkorngetreide;
• Kürbis;
• Möhren;
• Sellerie;
• Mais;
• Gurken;
• getrocknete Früchte;
• Auberginen;
• Vollkornbrot;
• Salatblätter;
• fettarmer Joghurt;
• Mais;
• Hartweizenteigwaren;
• Zwiebeln;
• Orangen;
• Kartoffeln;
• Pflaume;
• Spinat;
• Erdbeeren;
• Tomaten

Nur eine ausgewogene Ernährung versorgt den Körper mit Energie und Gesundheit. Aber dafür müssen Sie Ihre Diät richtig organisieren. Der erste Schritt zu einer gesunden Ernährung ist das Frühstück, das aus komplexen Kohlenhydraten besteht. Eine Portion Vollkorngetreide (ohne Dressings, Fleisch und Fisch) versorgt den Körper daher mindestens drei Stunden mit Energie.

Bei der Verwendung von einfachen Kohlenhydraten (wir sprechen von süßem Backen, verschiedenen raffinierten Produkten, süßem Kaffee und Tee) verspüren wir ein sofortiges Sättigungsgefühl, aber es kommt zu einem starken Anstieg des Blutzuckers im Körper, gefolgt von einem rapiden Rückgang Hungergefühl.

Warum passiert das? Tatsache ist, dass das Pankreas sehr überlastet ist, weil es große Mengen Insulin absondern muss, um raffinierte Zucker verarbeiten zu können. Das Ergebnis einer solchen Überlastung ist ein Rückgang des Zuckerspiegels (manchmal unter die Norm) und das Auftreten eines Hungergefühls.

Um diese Verstöße zu vermeiden, werden wir jedes Kohlenhydrat getrennt betrachten und seinen Nutzen und seine Rolle bei der Energieversorgung des Körpers bestimmen.

Disaccharide und Polysaccharide

Genau wie Monosaccharide sind Disaccharide in der Natur weit verbreitet - die bekannte Saccharose (Zuckerrohr oder Rübenzucker), Laktose (Milchzucker) und Maltose (Malzzucker). Der Begriff "Disaccharid" selbst sagt aus, dass zwei Monosaccharidreste in den Molekülen dieser organischen Verbindungen miteinander verbunden sind, die durch Hydrolyse (durch Wasserzersetzung) des Disaccharidmoleküls erhalten werden können.

Disaccharide sind Kohlenhydrate, deren Moleküle aus zwei Monosaccharidresten bestehen, die durch die Wechselwirkung von zwei Hydroxylgruppen miteinander verbunden sind. Bei der Bildung eines Disaccharidmoleküls wird ein Wassermolekül abgespalten:

oder für Saccharose:

Daher die Molekularformel von C12H22O11-Disacchariden. Die Bildung von Saccharose erfolgt in Pflanzenzellen unter dem Einfluss von Enzymen. Chemiker haben jedoch einen Weg gefunden, viele der Reaktionen durchzuführen, die Teil der Prozesse sind, die in der Natur ablaufen. Im Jahr 1953 wurde der französische Chemiker R.

Zum ersten Mal synthetisierte Lemieux Saccharose, die von seinen Zeitgenossen die "Eroberung der organischen Chemie des Everest" genannt wurde. In der Industrie wird Saccharose aus Zuckerrohrsaft (Gehalt 14-16%), Zuckerrüben (16-21%) sowie einigen anderen Pflanzen wie kanadischem Ahorn oder Birnenbrei gewonnen.

Jeder weiß, dass Saccharose eine kristalline Substanz ist, die einen süßen Geschmack hat und in Wasser gut löslich ist. Zuckerrohrsaft enthält Kohlenhydratsucrose, allgemein als Zucker bezeichnet. Der Name des deutschen Chemikers und Metallurgen A. Marggraf ist eng mit der Zuckerherstellung aus Rüben verbunden.

Lernen wir jetzt Kohlenhydrate kennen, die eine komplexere Struktur haben - Polysaccharide. Polysaccharide sind hochmolekulare Kohlenhydrate, deren Moleküle aus vielen Monosacchariden bestehen. In vereinfachter Form kann das allgemeine Schema folgendermaßen dargestellt werden:

Vergleichen wir nun die Struktur und die Eigenschaften von Stärke und Cellulose - den wichtigsten Vertretern von Polysacchariden. Die Struktureinheit der Polymerketten dieser Polysaccharide, deren Formel (C6H10O5) n Glucosereste ist. Um die Zusammensetzung der Struktureinheit (С6H10O5) aufzuschreiben, müssen Sie das Wassermolekül aus der Formel der Glukose entfernen.

Zellulose und Stärke sind pflanzlichen Ursprungs. Sie werden durch Polykondensation aus Glucosemolekülen gebildet. Die Gleichung der Polykondensationsreaktion sowie der umgekehrte Hydrolyseprozess für Polysaccharide können herkömmlich wie folgt geschrieben werden:

Stärkemoleküle können sowohl eine lineare als auch eine verzweigte Struktur haben, Zellulosemoleküle - nur linear. Bei der Interaktion mit Jod erhält Stärke im Gegensatz zu Zellulose eine blaue Farbe. Diese Polysaccharide haben unterschiedliche Funktionen in der Pflanzenzelle. Stärke dient als Ersatznährstoff, Cellulose erfüllt eine strukturelle Funktion. Die Wände von Pflanzenzellen sind aus Zellulose aufgebaut.

Kohlenhydrate: Monosaccharide, Disaccharide, Polysaccharide - chemische Verbindungen

Kohlenhydratklassifizierung

Kohlenhydrate sind organische Substanzen, deren Moleküle aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen bestehen. Wasserstoff und Sauerstoff sind in der Regel in demselben Verhältnis wie im Wassermolekül (2: 1). Die allgemeine Formel der Kohlenhydrate ist Cn (H 2 O) m, d. H. Sie bestehen aus Kohlenstoff und Wasser, daher der Name der Klasse, die historische Wurzeln hat.

Es erschien aufgrund der Analyse der ersten bekannten Kohlenhydrate. Es wurde weiter festgestellt, dass es Kohlenhydrate gibt, bei denen das angegebene Verhältnis (2: 1) nicht beachtet wird, beispielsweise Desoxyribose-C5H10O4. Es sind auch organische Verbindungen bekannt, deren Zusammensetzung der angegebenen allgemeinen Formel entspricht, die jedoch nicht zur Klasse der Kohlenhydrate gehören.

Monosaccharide sind Kohlenhydrate, die nicht hydrolysieren (sie zersetzen sich nicht mit Wasser). In Abhängigkeit von der Anzahl der Kohlenstoffatome werden Monosaccharide wiederum in Triosen (Moleküle, die drei Kohlenstoffatome enthalten), Tetrosen (vier Kohlenstoffatome), Pentosen (fünf), Hexosen (sechs) usw. unterteilt.

In der Natur werden Monosaccharide hauptsächlich durch Pentosen und Hexosen dargestellt. Pentosen umfassen zum Beispiel Ribose-C5H10O5 und Desoxyribose (Ribose, von der ein Sauerstoffatom "weggenommen" wurde) - C5H10O4. Sie sind Teil der RNA und DNA und bestimmen den ersten Teil der Namen der Nukleinsäuren.

Hexosen mit der allgemeinen Molekülformel C6H12O6 umfassen beispielsweise Glucose, Fructose, Galactose. Disaccharide sind Kohlenhydrate, die unter Bildung von zwei Monosaccharidmolekülen wie Hexosen hydrolysieren. Die allgemeine Formel der überwiegenden Mehrheit der Disaccharide ist leicht abzuleiten: Sie müssen zwei Formeln von Hexosen "addieren" und von der resultierenden Formel ein Wassermolekül "subtrahieren" - C 12 H 22 O 11.

Disaccharide umfassen:

1. Saccharose (üblicher Nahrungszucker), der bei der Hydrolyse ein einzelnes Glukosemolekül und ein Fructosemolekül bildet. Es ist in großen Mengen in Zuckerrüben, Zuckerrohr (daher der Name Rüben- oder Rohrzucker), Ahorn (kanadische Pioniere, Ahornzucker), Zuckerpalmen, Mais usw. enthalten.
2. Maltose (Malzzucker), die zu zwei Glucosemolekülen hydrolisiert. Maltose kann durch Hydrolyse von Stärke unter der Wirkung von Enzymen erhalten werden, die in Malzkeimen, getrockneten und gemahlenen Gerstenkörnern enthalten sind.
3. Laktose (Milchzucker), die unter Bildung von Glukose- und Galaktosemolekülen hydrolisiert. Es ist in der Milch von Säugetieren enthalten (bis zu 4-6%), hat eine geringe Süße und wird als Füllstoff in Pillen und pharmazeutischen Tabletten verwendet.

Der süße Geschmack verschiedener Mono- und Disaccharide ist unterschiedlich. Das süßeste Monosaccharid - Fruktose - ist also 1,5 mal süßer als Glukose, was als Standard gilt. Saccharose (Disaccharid) wiederum ist zweimal süßer als Glukose und 4-5 mal Laktose, was fast geschmacklos ist.

Polysaccharide - Stärke, Glykogen, Dextrine, Cellulose usw. - sind Kohlenhydrate, die unter Bildung verschiedener Monosaccharidmoleküle, meistens Glukose, hydrolysieren. Um die Formel der Polysaccharide abzuleiten, ist es notwendig, ein Wassermolekül aus dem Glucosemolekül zu "entfernen" und den Ausdruck mit dem Index n: (C6H10O5) n zu schreiben, da er auf die Abspaltung von Wassermolekülen in der Natur zurückzuführen ist, in denen Di- und Polysaccharide gebildet werden.

Die Rolle von Kohlenhydraten in der Natur und ihre Bedeutung für das menschliche Leben ist extrem groß. Sie werden in Pflanzenzellen durch Photosynthese gebildet und dienen als Energiequelle für Tierzellen. Vor allem bezieht es sich auf Glukose. Viele Kohlenhydrate (Stärke, Glykogen, Saccharose) übernehmen die Speicherfunktion, die Rolle der Reserve von Nährstoffen.

Säuren RNA und DNA, die einige Kohlenhydrate enthalten (Pentose-Ribose und Desoxyribose), erfüllen die Funktionen der Übertragung genetischer Informationen. Zellulose - das Baumaterial der Pflanzenzellen - spielt die Rolle der Membranen dieser Zellen. Ein anderes Polysaccharid, Chitin, hat eine ähnliche Rolle in den Zellen einiger Tiere: Es bildet das äußere Skelett von Arthropoden (Krebstieren), Insekten und Spinnentieren.

Kohlenhydrate sind letztendlich die Quelle unserer Ernährung: Wir verbrauchen Getreide, das Stärke enthält, oder wir füttern es an Tiere, in deren Körper Stärke in Proteine ​​und Fette umgewandelt wird. Die hygienischsten Kleidungsstücke bestehen aus Zellulose oder Produkten auf der Basis von Baumwolle und Flachs, Viskose-Faser und Acetat-Seide. Holzhäuser und Möbel werden aus demselben Zellstoff wie Holz hergestellt.

Die Grundlage der Produktion von Fotografie und Film - alles aus demselben Zellstoff. Bücher, Zeitungen, Briefe und Banknoten sind alles Produkte der Zellstoff- und Papierindustrie. Kohlenhydrate liefern uns also alles, was für das Leben notwendig ist: Nahrung, Kleidung, Unterkunft.

Es sollte betont werden, dass die einzige Energieform auf der Erde (neben der Kernenergie natürlich) die Energie der Sonne ist, und die einzige Möglichkeit, sie anzusammeln, um die lebenswichtige Aktivität aller lebenden Organismen sicherzustellen, ist der Photosyntheseprozess, der in den Zellen lebender Pflanzen stattfindet und zur Synthese von Kohlenhydraten aus Wasser und Kohlendioxid führt. Während dieser Umwandlung wird Sauerstoff gebildet, ohne den das Leben auf unserem Planeten unmöglich wäre.