Углеводы или сахара – это биологические полимеры, органические вещества, выполняющие энергетическую функцию во всех живых организмах. Физические, химические свойства и структура углеводов зависят от класса веществ.
Строение
Углеводы содержат углерод, водород и кислород. Общая формула: Cn(H2O)m. Углерод образует карбонильные (=C=O) группы с кислородом, а водород образует гидроксильные (-OH) группы. Соотношение водорода и кислорода в одной молекуле (структурной единице) такое же, как и в воде – 2:1.
Углеводы всегда имеют минимум три атома углерода.
Виды
Все углеводы представляют собой твердые кристаллические вещества. Однако это обширный класс простых и сложных органических веществ, различающихся по строению и свойствам. По общепринятой классификации углеводы включают три основных класса:
- моносахариды – состоят из структурной единицы;
- олигосахариды – включают 2-10 структурных единиц;
- полисахариды – состоят из множества повторяющихся структурных единиц.
Структурные свойства углеводов разных классов определяют их физические свойства. Моносахариды и олигосахариды схожи. Большинство этих веществ имеют сладкий вкус, хорошо растворяются в воде и имеют низкие температуры плавления и кипения.
Полисахариды выполняют некоторые функции. Они несладкие и плохо растворяются в воде. Полисахариды можно поджечь или замочить в воде (они набухают). В отличие от моносахаридов и олигосахаридов это более жесткие вещества, выполняющие преимущественно структурную функцию (поддержание экзоскелета, формы клеток и т д.).
Моносахариды относятся к простым углеводам, олигосахариды и полисахариды – к сложным.
Простые
Моносахариды формулы Cn(H2O)n различаются числом атомов углерода. В связи с этим подчеркивается следующее:
- триозы (три атома);
- тетроза (четыре атома);
- пентозы (пять атомов);
- гексозы (шесть атомов);
- гептоза (семь атомов);
- октоза (восемь молекул);
- ноноза (девять молекул).
Пентозы и гексозы являются наиболее важными моносахаридами. Они являются частью живых организмов. Пентозы составляют нуклеиновые кислоты. Основной источник энергии для всех живых существ – глюкоза – принадлежит гексозам.
Примеры моносахаридов:
- глюкоза;
- фруктоза;
- галактоза;
- рибоза.
Сложные
Олигосахариды формулы CmH2nOn синтезируются из моносахаридов. Эти углеводы включают от двух до десяти моносахаридов.
При этом структурные подразделения могут различаться по структуре, поэтому различают:
- гомоолигосахариды – состоят из идентичных моносахаридов;
- гетероолигосахариды – включают разные структурные единицы.
По количеству моносахаридов олигосахариды подразделяют на диозы (дисахариды), триозы (трисахариды), тетраозы (тетрасахариды) и т д. Дисахариды имеют важное значение для организма. К ним относятся:
- сахароза;
- мальтоза;
- лактоза.
Самые известные трисахариды:
- раффиноза;
- мелицитоз;
- мальтотриоза.
Полисахариды – полимерные вещества, содержащие сотни и даже тысячи структурных единиц (CnH2mOm). Они также могут состоять из гетерогенных моносахаридов и подразделяются на две группы:
- гомополисахариды (целлюлоза, крахмал, хитин, гликоген);
- гетерополисахариды (гепарин).
Наиболее сладким углеводом является не глюкоза, а сахароза. Именно она подаётся к чаю и используется в кондитерских изделиях.
Что мы узнали?
Мы кратко рассмотрели строение и классы углеводов. Все углеводы содержат карбонильные и гидроксильные группы. Различают простые (моносахариды) и сложные (олигосахариды, полисахариды) углеводы. Простые сахара и олигосахариды имеют сладкий вкус и хорошую растворимость в воде. Полисахариды – сложные, многоструктурные вещества, нерастворимые в воде и не имеющие сладкого вкуса. Олигосахариды и полисахариды могут включать как гомогенные, так и гетерогенные структурные единицы.
Комментирование закрыто