Материалы по теме лабораторной работы. Углеводы – природные соединения

Углеводы – природные соединения. Являясь основным компонентом пищи, углеводы поставляют большую часть энергии, необходимой для жизнедеятельности. Некоторые углеводы входят в состав нуклеиновых кислот, осуществляющих биосинтез белка и передачу наследственных признаков.

Углеводы широко распространены в природе и играют большую роль в биологических процессах живых организмов и человека. К ним относятся, например, виноградный сахар, или глюкоза, свекловичный (тростниковый) сахар, или сахароза, крахмал и клетчатка. Название "углеводы" возникло в связи с тем, что химический состав большинства соединений этого класса выражался общей формулой С_n(H₂O)_m. Дальнейшее исследование углеводов показало, что такое название является неточным. Во – первых, найдены углеводы, состав которых не отвечает этой формуле. Во – вторых, известны соединения (формальдегид СН₂О, уксусная кислота С₂Н₄О₂), состав которых хотя и соответствует общей формуле С_n(H₂O)_m, но по свойствам они отличаются от углеводов.

Углеводы в зависимости от их строения можно подразделить на моносахариды, дисахариды и полисахариды.

В молекулах моносахаридов может содержаться от четырех до десяти атомов углерода. Названия всех групп моносахаридов, а также названия отдельных представителей оканчиваются на – оза. Поэтому в зависимости от числа атомов углерода в молекуле моносахариды подразделяют на тетрозы, пентозы, гексозы и т. д. Наибольшее значение имеют гексозы и пентозы.

Глюкоза C₆H₁₂O₆, химическое строение глюкозы можно выразить формулой:

О

//

СН₂ОН – СНОН – СНОН – СНОН – СНОН – С

\

Н

Рисунок 1 – Классификация углеводов

Таким образом, глюкоза – альдегидоспирт (точнее многоатомный альдегидоспирт). Изомер глюкозы – фруктоза (кетоноспирт).

В водном растворе глюкозы находятся в динамическом равновесии три изомерные формы: α – форма, альдегидная и β – форма.

К дисахаридам относятся: сахароза (сахар), мальтоза, лактоза и целлобиоза. Все они имеют молекулярную формулу С₁₂Н₂₂О₁₁. Часто сведения о строении веществ можно получить путём расщепления – гидролиза молекул. Анализ продуктов гидролиза позволяет обнаружить фруктозу и глюкозу. (Молекулы сахарозы состоят из остатков α – глюкозы и β – фруктозы).

Крахмал – полисахарид. Это белый аморфный порошок, не растворимый в воде. В горячей воде крахмальные зёрна набухают и образуют коллоидный раствор, называемый крахмальным клейстером. Крахмал – природное высокомолекулярное соединение, формула (С₆Н₁₀О₅)_n (n – от нескольких сотен до нескольких тысяч). О строении крахмала можно судить по продуктам его гидролиза. Гидролиз обычно проходит постепенно: вначале образуются продукты с меньшей молекулярной массой, чем крахмал, – декстрины, затем дисахарид – мальтоза и, наконец, глюкоза. Схема гидролиза:

(С₆Н₁₀О₅)_n → (С₆Н₁₀О₅)_{n – x} → C₁₂H₂₂O₁₁ → C₆H₁₂O₆.

Установлено, что в результате гидролиза крахмала образуется
α-глюкоза. Отсюда вывод: макромолекулы крахмала состоят из остатков
α-глюкозы. (При неполном гидролизе получается смесь декстринов
и глюкозы, называемая патокой).

ХОД РАБОТЫ