Классификация углеводов.

Все углеводы разделяют на две группы – монозы (моносахариды) и полиозы (полисахариды)

Несколько молекул моносахаридов, соединяясь между собой с выделением воды, образуют молекулу полисахарида.

Моносахариды: Их можно рассматривать, как производные многоатомных спиртов.

Представители: глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза.

Дисахариды: сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар) и целлобиоза.

Трисахариды: рафиноза и др.

Тетрасахариды: стахиоза и др.

Ди-, три- и тетрасахариды (до 10 остатков моноз) составляют группу полисахаридов первого порядка. Все представители этой группы легко растворимы в воде и в чистом виде являются кристаллическими веществами (олигосахариды).

Олигосахара (олигосахариды) могут быть гомо- и гетеросахара. Сахароза состоит из глюкозы и фруктозы – фуран (гетеросахар). Лактоза – галактоза + глюкоза. Мальтоза, трегалоза, целлобиоза – глюкоза + глюкоза (гомосахара), отличаются расположением атомов углерода, участвующих в связи между молекулами моносахаров.

Более сложные углеводы – полисахариды второго порядка. Сложные вещества с очень большой молекулярной массой. В воде либо не растворяются совсем, либо дают вязкие, коллоидные растворы.

Представители: слизи, крахмал, декстрины, гликоген, клетчатка, гемицеллюлозы, пектиновые вещества, инулин, каллоза и др.

Строение углеводов.

Моносахариды, содержащие по три углеродных атома, принадлежат к группе триоз, с четырьмя – тетроз, с пятью – пентоз, шестью – гексоз и семью – гептоз.

Наиболее важными и распространенными в природе являются пентозы и гексозы.

Моносахариды, производные многоатомных спиртов – содержат в своей молекуле наряду со спиртовыми группами –ОН альдегидную или кетогруппу.

Триозы:

Правовращающийся Левовращающийся

D-глицериновый альдегид L-глицериновый альдегид

Пентозы:

Фруктоза относится к пентозам, глюкоза к гексозам.

Гексозы:

Установлено, что в растворах D-глюкоза существует в трех взаимопревращающихся формах, две из которых циклические.

Аналогичные взаимопревращения трех форм установлены также и для других моносахаридов.

Дисахариды:

Синтез, распад и превращение углеводов в растении.

Синтез.

Первичным продуктом фотосинтеза является фосфоглицериновая кислота. При дальнейших превращениях она дает различные моносахариды – глюкозу, фруктозу, маннозу и галактозу (они образуются без участия света, в результате «темновых» ферментативных реакций). Образование гексоз из фосфоглицериновой кислоты или фосфоглицеринового альдегида (триоз) происходит благодаря действию фермента альдолазы.

Образование глюкозы и фруктозы из сорбита.

Наряду с моносахаридами в листьях на свету чрезвычайно быстро образуются также сахароза (дисахарид) и крахмал (полисахарид), однако это вторичный процесс ферментативных превращений ранее образовавшихся моносахаридов (может происходить в полной темноте). Сахароза синтезируется из глюкозы и фруктозы, а также из других гексоз. Из пентоз (арабиноза, ксилоза) сахароза не синтезируется.

Распад.

Большинство моносахаридов сбраживаются дрожжами.

Олигосахара распадаются под действием соответствующих ферментов и при гидролизе (нагревании в присутствии кислот).

Полисахариды второго порядка:

Имеют линейную или разветвленную структуру, полимерные молекулы их состоят из мономеров (моносахаридов), соединенных между собой в длинные цепочки.

Крахмал (состоит из амилозы и амилопектина, их соотношение в крахмале разных растений различно) – распадается под действием фермента глюкозоамилазы и при гидролизе на молекулы глюкозы; гликоген (аналогично).

Клетчатка (растительные волокна) — это полисахарид, входящий в состав клеточных стенок растительных клеток. Имеет волокнистую структуру.

Пектиновые вещества – это растительные желирующие вещества, обладающие высокой сорбционной (поглощающей) способностью. Много пектиновых веществ в апельсинах, яблоках, черной смородине и других фруктах и ягодах.