La maggior parte dei carboidrati presenti in natura consiste di diversi residui di monosaccaridi legati chimicamente. I carboidrati contenenti due unità di monosaccaridi sono disaccaridi, quelli di tre unità sono trisaccaridi, ecc. Il termine generico di oligosaccaridi viene spesso utilizzato per i carboidrati contenenti da tre a dieci unità di monosaccaridi. I carboidrati costituiti da un numero maggiore di monosaccaridi sono chiamati polisaccaridi.

Nei disaccaridi, due unità di monosaccaridi sono collegate da un legame glicosidico tra l'atomo di carbonio anomalo di una unità e l'atomo di ossidrile di ossigeno dell'altro. Secondo la struttura e le proprietà chimiche dei disaccaridi sono divisi in due tipi.

Nella formazione di composti primo tipo l'acqua viene rilasciata a causa dell'idrossile emiacetale di una molecola di monosaccaride e di uno degli idrossili dell'alcool della seconda molecola. Questi disaccaridi includono il maltosio. Tali disaccaridi hanno un idrossile emiacetale, sono simili nelle proprietà ai monosaccaridi, in particolare possono ridurre gli ossidanti come gli ossidi di argento e rame (II). Questi stanno riducendo i disaccaridi.
Composti del secondo tipo sono formati in modo che l'acqua venga rilasciata a causa di ossidrili emiacetali di entrambi i monosaccaridi. Negli zuccheri di questo tipo non vi è ossidrile emiacetale e sono chiamati disaccaridi non riducenti.
I tre più importanti disaccaridi sono il maltosio, il lattosio e il saccarosio.

Il maltosio (zucchero di malto) si trova nel malto, ad es. in grani di cereali germogliati. Il maltosio si ottiene per idrolisi incompleta dell'amido da parte degli enzimi di malto. Il maltosio è isolato nello stato cristallino, è ben solubile in acqua, fermentato dal lievito.

Il maltosio consiste di due unità di D-glucopiranosio legate da un legame glicosidico tra carbonio C-1 (carbonio anomico) di un'unità di glucosio e carbonio C-4 di un'altra unità di glucosio. Questo legame è chiamato legame -1,4-glicosidico. Di seguito è riportata la formula di Heuors
-il maltosio è denotato dal prefisso -, poiché il gruppo OH con carbonio anomerico dell'unità di glucosio a destra è β-idrossile. Il maltosio è uno zucchero riducente. Il suo gruppo emiacetale è in equilibrio con la forma di aldeide libera e può essere ossidato in acido carbossilico multibionico.

Heuors Formule di maltosio in formulazioni cicliche e aldeidiche

Il lattosio (zucchero del latte) è contenuto nel latte (4-6%), si ottiene dal siero dopo aver rimosso la cagliata. Il lattosio è molto meno dolce dello zucchero di barbabietola. È usato per preparare pappe e prodotti farmaceutici.

Il lattosio è costituito da residui delle molecole di D-glucosio e D-galattosio e rappresenta
4- (-D-galattopiranosil) -D-glucosio, cioè non ha legame -, e - glicosidico.
Nello stato cristallino, le forme u del lattosio sono isolate, entrambe appartengono agli zuccheri riducenti.

Heuors formula del lattosio (forma)

Il saccarosio (tavolo, barbabietola o zucchero di canna) è il disaccaride più comune nel mondo biologico. In saccarosio, il carbonio D-glucosio C-1 è combinato con il carbonio
C-2 D-fruttosio per legame -1,2-glicosidico. Il glucosio è nella forma ciclica a sei membri (piranosio) e il fruttosio nella forma ciclica a cinque membri (furanosio). Il nome chimico del saccarosio è -D-glucopiranosil-β-D-fruttofuranoside. Poiché sia ​​il carbonio anomico (sia il glucosio che il fruttosio) sono coinvolti nella formazione di un legame glicosidico, il glucosio è un disaccaride non riducente. Le sostanze di questo tipo sono capaci solo della formazione di eteri ed esteri, come tutti gli alcoli polivalenti. Il saccarosio e altri disaccaridi non riducenti sono particolarmente facili da idrolizzare.

Heuors formula saccarosio

Task. Dare la formula di Heuors per il numero di - disaccaride, in cui due unità
Legame 1,6-glicosidico legato alla D-glucopiranosio.
La decisione Disegna la formula strutturale del collegamento D-glucopiranosio. Quindi collegare il carbonio anomerico di questo monosaccaride attraverso il ponte dell'ossigeno con il carbonio C-6 del secondo anello
D-glucopiranosio (legame glicosidico). La molecola risultante sarà in - o - forma a seconda dell'orientamento del gruppo OH all'estremità riducente della molecola disaccaride. Il disaccaride mostrato di seguito è una forma:

ESERCIZI.

1. Quali carboidrati sono chiamati disaccaridi e quali sono gli oligosaccaridi?

2. Dare formule Heuors di riduzione e non riduzione del disaccaride.

3. Assegna un nome ai monosaccaridi, dai resti di cui sono costituiti i disaccaridi:

a) maltosio; b) lattosio; c) saccarosio.

4. Comporre la formula strutturale del trisaccaride dai residui di monosaccaridi: galattosio, glucosio e fruttosio, combinati in uno qualsiasi dei modi possibili.

Lezione 36. Polisaccaridi

I polisaccaridi sono biopolimeri. Le loro catene polimeriche consistono in un gran numero di unità monosaccaride collegate tra loro da legami glicosidici. I tre più importanti polisaccaridi - amido, glicogeno e cellulosa - sono polimeri di glucosio.

Amido - amilosio e amilopectina

Amido (C₆H₁₀oh₅) n - nutriente di riserva delle piante - contenuto in semi, tuberi, radici, foglie. Ad esempio, nelle patate - 12-24% di amido e nei chicchi di mais - 57-72%.
L'amido è una miscela di due polisaccaridi diversi nella struttura a catena della molecola, amilosio e amilopectina. Nella maggior parte delle piante, l'amido contiene il 20-25% di amilosio e il 75-80% di amilopectina. L'idrolisi completa dell'amido (amilosio e amilopectina) porta al D-glucosio. In condizioni blande, è possibile isolare i prodotti intermedi di idrolisi - destrine - polisaccaridi (C₆H₁₀oh₅) m con un peso molecolare inferiore all'amido (m

Frammento di molecola di amilosio - D-glucosio polimerico lineare

L'amilopectina è un polisaccaride ramificato (circa 30 rami per molecola). Contiene due tipi di collegamenti glicosidici. All'interno di ciascuna catena, le unità D-glucosio sono collegate
Legami 1,4-glicosidici, come nell'amilosio, ma la lunghezza delle catene polimeriche varia da 24 a 30 unità di glucosio. Nei siti delle filiali, le nuove catene sono collegate da
Legami 1,6-glicosidici.

Frammento di molecola di amilopectina -
D-glucosio polimerico altamente ramificato

Il glicogeno (amido animale) si forma nel fegato e nei muscoli degli animali e svolge un ruolo importante nel metabolismo dei carboidrati negli organismi animali. Il glicogeno è una polvere amorfa bianca, si scioglie in acqua per formare soluzioni colloidali e idrolizza per produrre maltosio e D-glucosio. Come l'amilopectina, il glicogeno è un polimero non lineare di D-glucosio con -1,4 e
-Legami 1,6-glicosidici. Ogni ramo contiene 12-18 unità di glucosio. Tuttavia, il glicogeno ha un peso molecolare più basso e una struttura ancora più ramificata (circa 100 rami per molecola) rispetto all'amilopectina. Il contenuto totale di glicogeno nel corpo di un adulto ben nutrito è di circa 350 g, che sono equamente distribuiti tra fegato e muscoli.

Cellulosa (fibra) (C₆H₁₀oh₅) x - il polisaccaride più comune in natura, il componente principale delle piante. La cellulosa quasi pura è la fibra di cotone. Nel legno, la cellulosa è circa la metà della sostanza secca. Inoltre, il legno contiene altri polisaccaridi, detti collettivamente "emicellulosa", nonché la lignina, una sostanza altamente molecolare legata al derivato del benzene. La cellulosa è una sostanza fibrosa amorfa. È insolubile in acqua e solventi organici.
La cellulosa è un polimero lineare di D-glucosio, in cui sono collegate unità monomeriche
-Legami 1,4-glicosidici. Inoltre, i collegamenti della D-glucopiranosio sono alternativamente ruotati di 180 ° l'uno rispetto all'altro. Il peso molecolare relativo medio della cellulosa è di 400.000, che corrisponde a circa 2.800 unità di glucosio. Le fibre di cellulosa sono fasci (fibrille) di catene polisaccaridiche parallele tenute insieme da legami idrogeno tra i gruppi ossidrile delle catene adiacenti. La struttura ordinata della cellulosa determina la sua elevata resistenza meccanica.

La cellulosa è un polimero lineare di D-glucosio con legami -1,4-glicosidici

ESERCIZI.

1. Quale monosaccaride funge da unità strutturale di polisaccaridi - amido, glicogeno e cellulosa?

2. Qual è la miscela di due amidi polisaccaridi? Qual è la differenza nella loro struttura?

3. Qual è la differenza tra amido e glicogeno nella struttura?

4. In che modo il saccarosio, l'amido e la cellulosa si differenziano per la solubilità in acqua?

Risposte agli esercizi per l'argomento 2

Lezione 35.

1. I disaccaridi e gli oligosaccaridi sono carboidrati complessi, spesso con un sapore dolce. Durante l'idrolisi, formano due o più molecole di monosaccaride (3-10).

Il maltosio è un disaccaride riducente, perché contiene idrossile emiacetale.

2.

Il saccarosio è un disaccaride non riducente; non vi è idrossile emiacetale nella molecola.

3. a) Il disaccaride maltosio è ottenuto per condensazione di due molecole di D-glucopiranosio con la rimozione dell'acqua da idrossili a C-1 e C-4.
b) Il lattosio è costituito da residui di molecole di D-galattosio e D-glucosio che sono in forma piranosica. Quando questi monosaccaridi si condensano, si legano: l'atomo di C-1 del galattosio attraverso il ponte dell'ossigeno all'atomo di glucosio C-4.
c) Il saccarosio contiene residui di D-glucosio e D-fruttosio, legati attraverso un legame 1,2-glicosidico.

4. Formula strutturale del trisaccaride:

Lezione 36.

1. L'unità strutturale dell'amido e del glicogeno è il glucosio e la cellulosa è il glucosio.

2. L'amido è una miscela di due polisaccaridi: amilosio (20-25%) e amilopectina (75-80%). L'amilosio è un polimero lineare, mentre l'amilopectina è ramificata. All'interno di ciascuna catena di questi polisaccaridi, le unità di D-glucosio sono collegate da legami 1,4-glucosidici, e nei siti di ramificazione dell'amilopectina, nuove catene sono attaccate tramite legami 1,6-glicosidici.

3. Il glicogeno, come l'amilopectina dell'amido, è un polimero non lineare di D-glucosio con
-Legami 1,4- e -1,6-glicosidici. Rispetto all'amido, ogni catena di glicogeno è lunga circa la metà. Il glicogeno ha un peso molecolare più basso e una struttura più ramificata.

4. Solubilità in acqua: in saccarosio - alta, in amido - moderata (bassa), cellulosa - insolubile.

http://him.1september.ru/2004/44/16.htm

Formula ciclica del maltosio

Formula vera, empirica o grossolana: C₁₂H₂₂O₁₁

Composizione chimica del maltosio

Peso molecolare: 342,297

Maltosio (dall'inglese Malt-malt) - zucchero di malto, 4-O-α-D-glucopiranosil-D-glucosio, un disaccaride naturale costituito da due residui di glucosio; trovato in grandi quantità in grani germinati (malto) di orzo, segale e altri cereali; trovato anche nei pomodori, nei pollini e nel nettare di un certo numero di piante.
La biosintesi del maltosio derivante dal fosfato β-D-glucopiranosil fosfato e dal D-glucosio è nota solo in alcune specie di batteri. Negli organismi animali e vegetali, il maltosio è formato dalla scissione enzimatica di amido e glicogeno (vedi Amilasi).
Il maltosio è facilmente assorbito dal corpo umano. La scissione del maltosio a due residui di glucosio si verifica a seguito dell'azione dell'enzima a-glucosidasi, o maltasi, che si trova nei succhi digestivi degli animali e degli esseri umani, nei chicchi germinati, nei funghi muffa e nei lieviti. La mancanza geneticamente determinata di questo enzima nella mucosa intestinale degli esseri umani porta a intolleranza congenita al maltosio, una malattia grave che richiede l'esclusione di maltosio, amido e glicogeno dalla dieta o l'aggiunta di maltasi al cibo.

α-maltosio - (2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-triidrossi-6- (idrossimetil) ossanile] ossi-6- (idrossimetil) ossano-2,3,4-triolo
β-maltosio - (2S, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-triidrossi-6- (idrossimetil) ossanile] ossi-6- (idrossimetil) ossano-2,3,4-triolo

Il maltosio è uno zucchero riducente, poiché ha un gruppo ossidrile emiacetale non sostituito.
Quando si fa bollire il maltosio con acido diluito e sotto l'azione dell'enzima, il maltosio viene idrolizzato (si formano due molecole di glucosio₆H₁₂O₆).
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2C₆H₁₂O₆

http://formula-info.ru/khimicheskie-formuly/m/formula-maltozy-strukturnaya-khimicheskaya

Il maltosio è composto da

Disaccaridi (maltosio, lattosio, saccarosio)

Disaccaridi come saccarosio, lattosio, maltosio, ecc. Sono comuni e importanti come componenti dei prodotti alimentari.

Per struttura chimica, i disaccaridi sono glicosidi di monosaccaridi. La maggior parte dei disaccaridi è costituita da esosi, ma i disaccaridi costituiti da una molecola esosa e una molecola pentosa sono noti in natura.

Quando si forma un disaccaride, una molecola di monosaccaride forma sempre un legame con la seconda molecola usando il suo idrossile emiacetale. Un'altra molecola di monosaccaride può essere collegata o con idrossido di hemiacetal o con uno di alcol idrossili. In quest'ultimo caso, un idrossile emiacetale rimarrà libero nella molecola disaccaride.

Il maltosio, un oligosaccaride di riserva, si trova in molte piante in piccole quantità, si accumula in grandi quantità nel malto, di solito nei semi di orzo che hanno germinato in determinate condizioni. Pertanto, il maltosio è spesso chiamato zucchero maltato. Il maltosio si forma negli organismi vegetali e animali a causa dell'idrolisi dell'amido sotto l'azione delle amilasi.

Il maltosio contiene due residui di D-glucopiranosio legati insieme da un legame glicosidico (1®4).

Il maltosio ha proprietà riducenti, che vengono utilizzate nella sua determinazione quantitativa. È facilmente solubile in acqua La soluzione rileva la mutarotazione.

Sotto l'azione dell'enzima a-glucosidasi (maltasi), lo zucchero di malto si idrolizza formando due molecole di glucosio:

Il maltosio è fermentato con lievito. Questa capacità di maltosio viene utilizzata nella tecnologia della produzione di fermentazione nella produzione di birra, alcool etilico, ecc. da materie prime contenenti amido.

Il lattosio - una riserva disaccaride (zucchero del latte) - è contenuto nel latte (4-5%) ed è ottenuto nell'industria casearia dal siero dopo la separazione della cagliata. Fermentato solo da lievito speciale di lattosio contenuto in kefir e koumiss. Il lattosio è costituito da residui di b-D-galattopiranosio e a-D-glucopiranosio, collegati da un legame b- (1 → 4) -glicosidico. Il lattosio è un disaccaride riducente, con l'ossidrile emiacetale libero che appartiene al residuo di glucosio e il ponte dell'ossigeno collega il primo atomo di carbonio del residuo di galattosio al quarto atomo di carbonio del residuo di glucosio.

Il lattosio è idrolizzato dall'azione dell'enzima b-galattosidasi (lattasi):

Il lattosio differisce dagli altri zuccheri in assenza di igroscopicità, non si attenua. Lo zucchero del latte è usato come prodotto farmaceutico e come nutriente per i bambini. Soluzioni acquose di lattosio mutarote, il lattosio ha un sapore 4-5 volte meno dolce del saccarosio.

Il contenuto di lattosio nel latte materno raggiunge l'8%. Più di 10 oligosaccaridi sono stati isolati dal latte umano, il cui frammento strutturale è il lattosio. Questi oligosaccaridi sono di grande importanza per la formazione della flora intestinale dei neonati, alcuni di essi inibiscono la crescita dei batteri patogeni intestinali, in particolare il lattulosio.

Il saccarosio (zucchero di canna, zucchero di barbabietola) - questo è un disaccaride di riserva - è estremamente diffuso nelle piante, soprattutto nelle radici delle barbabietole (dal 14 al 20%), così come negli steli di canna da zucchero (dal 14 al 25%). Il saccarosio è uno zucchero da trasporto, nella forma in cui il carbonio e l'energia vengono trasportati attraverso la pianta. È sotto forma di saccarosio che i carboidrati si spostano dai luoghi di sintesi (foglie) al luogo in cui sono depositati nel brodo (frutti, radici, semi).

Il saccarosio è costituito da a-D-glucopiranosio e b-D-fruttofuranosio, collegati dal legame a-1 → b-2 a causa degli idrossili glicosidici:

Il saccarosio non contiene ossidrile emiacetale libero, quindi non è in grado di idrossi-osso-tautomerismo ed è un disaccaride non riducente.

Quando riscaldato con acidi o sotto l'azione di enzimi a-glucosidasi e b-fructofuranosidasi (invertasi), il saccarosio viene idrolizzato per formare una miscela di uguali quantità di glucosio e fruttosio, che viene chiamato zucchero invertito.

I disaccaridi più importanti sono saccarosio, maltosio e lattosio. Tutti hanno la formula generale C12H22O11, ma la loro struttura è diversa.

Il saccarosio consiste di 2 cicli collegati tra loro da un idrossido glicosidico:

Il maltosio consiste di 2 residui di glucosio:

lattosio:

Tutti i disaccaridi sono cristalli incolori, di sapore dolce, altamente solubili in acqua.

Proprietà chimiche dei disaccaridi.

1) Idrolisi. Di conseguenza, la connessione tra i 2 cicli viene interrotta e si formano i monosaccaridi:

Ridurre i dicharides - maltosio e lattosio. Reagiscono con una soluzione di ammoniaca di ossido d'argento:

Può ridurre l'idrossido di rame (II) in ossido di rame (I):

La capacità riducente è spiegata dalla natura ciclica della forma e del contenuto di idrossile glicosidico.

Nel saccarosio non c'è idrossile glicosidico, quindi la forma ciclica non può aprirsi e passare nell'aldeide.

L'uso di disaccaridi

Il disaccaride più comune è il saccarosio.

Disaccaridi (maltosio, lattosio, saccarosio)

È una fonte di carboidrati nel cibo umano.

Il lattosio si trova nel latte e si ottiene da esso.

Il maltosio si trova nei semi germinati dei cereali ed è formato dall'idrolisi enzimatica dell'amido.

Materiale aggiuntivo sull'argomento: Disaccaridi. Proprietà dei disaccaridi.

Calcolatori di chimica

Composti di elementi chimici

Chimica 7,8,9,10,11 classe, EGE, GIA

Ferro e suoi composti.

Bohr e i suoi composti.

Ridurre i disaccaridi

Lo zucchero maltosio o maltato è tra i disaccaridi riducenti. Il maltosio si ottiene per idrolisi parziale dell'amido in presenza di enzimi o di una soluzione acida acquosa. Il maltosio è costituito da due molecole di glucosio (vale a dire un glucoside). Il glucosio è presente nel maltosio sotto forma di mezzo acetale ciclico. Inoltre, la connessione tra i due cicli è formata dal glicoside idrossile di una molecola e l'ossidrile del quarto tetraedro dell'altra. La particolarità della struttura della molecola di maltosio è che è costruita dall'α-anomero del glucosio:

La presenza di idrossile glicosidico libero causa le principali proprietà del maltosio:

disaccaridi

Capacità di tautomeria e mutarotazione:

Il maltosio può essere ossidato e ridotto:

Per ridurre il disaccaride, è possibile ottenere fenilidrazone e un gap:

Il disaccaride riducente può essere alchilato con alcool metilico in presenza di acido cloridrico:

Sia riducendo o non riducendo - il disaccaride può essere alchilato con ioduro di metile in presenza di ossido di argento bagnato o acetilato di anidride acetica. In questo caso, tutti i gruppi ossidrilici del disaccaride entrano nella reazione:

Un altro prodotto dell'idrolisi polisaccaridica superiore è il disaccaride di cellobiosio:

Il cellobiosio, così come il maltosio, è costituito da due residui di glucosio. La differenza principale è che nella molecola di cellobiosio i residui sono legati da idrossile β-glicosidico.

A giudicare dalla struttura della molecola di cellobiosio, dovrebbe essere uno zucchero riducente. Ha anche tutte le proprietà chimiche dei disaccaridi.

Un altro zucchero riducente è il lattosio - lo zucchero del latte. Questo disaccaride si trova in ogni latte e dà un sapore di latte, anche se è meno dolce dello zucchero. Costruito da residui di β-D-galattosio e α-D-glucosio. Il galattosio è un epimero di glucosio e si distingue per la configurazione del quarto tetraedro:

Il lattosio ha tutte le proprietà di ridurre gli zuccheri: tautomeria, mutarotazione, ossidazione dell'acido lattobionico, riduzione, formazione di idrazoni e lacune.

Data di inserimento: 2017-08-01; Visualizzazioni: 141;

VEDI ALTRO:

Domanda 2. Disaccaridi

Formazione di glicosidi

Il legame glicosidico ha un importante significato biologico, perché è attraverso questo legame che avviene il legame covalente dei monosaccaridi nella composizione di oligo- e polisaccaridi. Quando si forma un legame glicosidico, il gruppo anomalo OH di un monosaccaride interagisce con il gruppo OH di un altro monosaccaride o alcool. Quando ciò accade, la scissione della molecola d'acqua e la formazione Legame O-glicosidico. Tutti gli oligomeri lineari (eccetto i disaccaridi) o i polimeri contengono residui monomerici coinvolti nella formazione di due legami glicosidici, ad eccezione dei residui terminali. Alcuni residui glicosidici possono formare tre legami glicosidici, che è caratteristico dell'oligo e dei polisaccaridi ramificati. Oligo- e polisaccaridi possono avere un residuo terminale di un monosaccaride con un gruppo anomalo OH non utilizzato nella formazione di un legame glicosidico. In questo caso, quando il ciclo è aperto, è possibile la formazione di un gruppo carbonilico libero capace di ossidarsi. Tali oligo- e polisaccaridi hanno proprietà riducenti e sono quindi chiamati riducenti o riducenti.

Figura - La struttura del polisaccaride.

A. Formazione di legami a-1,4 e a-1,6-glicosidici.

B. La struttura del polisaccaride lineare:

1 - a-1,4-glicosidici legami tra manomers;

2 - fine non riducente (la formazione di un gruppo carbonile libero nel carboidrato anomalo non è possibile);

3 - ripristinare la fine (possibilmente aprendo il ciclo con la formazione di un gruppo carbonilico libero in carbonio anomico).

Il gruppo monomerico OH del monosaccaride può interagire con il gruppo NH2 di altri composti, che porta alla formazione di un legame N-glicosidico. Un legame simile è presente nei nucleotidi e nelle glicoproteine.

Figura - Struttura del legame N-glicosidico

Domanda 2. Disaccaridi

Gli oligosaccaridi contengono da due a dieci residui di monosaccaridi collegati da un legame glicosidico. I disaccaridi sono i carboidrati oligomerici più comuni trovati in forma libera, vale a dire non legato ad altri composti. Per natura chimica, i disaccaridi sono glucosidi, che contengono 2 monosaccaridi collegati da un legame glicosidico nella configurazione a- o b. Il cibo contiene principalmente disaccaridi come saccarosio, lattosio e maltosio.

Figura - Disaccaridi alimentari

Il saccarosio è un disaccaride costituito da a-D-glucosio e b-D-fruttosio legati da un legame b-1,2-glicosidico. Nel saccarosio, entrambi i gruppi anomali di OH di residui di glucosio e fruttosio sono coinvolti nella formazione di un legame glicosidico. Pertanto saccarosio non si applica agli zuccheri riducenti. Il saccarosio è un disaccaride solubile con un sapore dolce.

Disaccaridi. Proprietà dei disaccaridi.

La fonte del saccarosio sono le piante, in particolare la canna da zucchero, la canna da zucchero. Quest'ultimo spiega l'emergere del sontuoso nome saccarosio - "zucchero di canna".

Lattosio - zucchero del latte. Il lattosio viene idrolizzato per formare glucosio e galattosio. Il più importante disaccaride di latte di mammifero. Nel latte vaccino contiene fino al 5% di lattosio, nelle donne - fino all'8%. Nel lattosio, il gruppo anomalo OH del primo atomo di carbonio del residuo di D-galattosio è legato da un legame b-glicosidico al quarto atomo di carbonio di D-glucosio (legame b-1,4). Poiché l'atomo di carbonio anomalo del residuo di glucosio non partecipa alla formazione del legame glicosidico, quindi, lattosio si riferisce a zuccheri riducenti.

Maltozavod viene fornito con prodotti contenenti amido parzialmente idrolizzato, ad esempio, malto, birra. Il maltosio si forma spaccando l'amido nell'intestino e parzialmente nella cavità orale. maltosio consiste di due residui di D-glucosio legati da un legame a-1,4-glicosidico. Si riferisce alla riduzione degli zuccheri.

Domanda 3. Polisaccaridi:

classificazione

A seconda della struttura dei residui di monosaccaridi, i polisaccaridi possono essere suddivisi in omopolysaccharides (tutti i monomeri sono identici) e eteropolisaccaridi (i monomeri sono diversi). Entrambi i tipi di polisaccaridi possono avere sia una disposizione lineare di monomeri, sia ramificati.

Si distinguono le seguenti differenze strutturali tra i polisaccaridi:

• la struttura dei monosaccaridi che compongono la catena;
• il tipo di legami glicosidici che collegano i monomeri in catene;
• sequenza di residui di monosaccaridi nella catena.

A seconda delle funzioni che svolgono (ruolo biologico), i polisaccaridi possono essere suddivisi in 3 gruppi principali:

• riserva i polisaccaridi che svolgono la funzione di energia. Questi polisaccaridi servono come fonte di glucosio, usato dal corpo come necessario. La funzione di riserva dei carboidrati è fornita dalla loro natura polimerica. polisaccaridi più difficile da risolvere, rispetto ai monosaccaridi, quindi, non influenzano la pressione osmotica e quindi può accumularsi nella cella, per esempio, amido - nelle cellule vegetali, glicogeno - nelle cellule animali;
• polisaccaridi strutturali, che forniscono alle cellule e agli organi forza meccanica;
• polisaccaridi che formano la matrice extracellulare, partecipare alla formazione di tessuti, oltre che alla proliferazione e differenziazione cellulare. I polisaccaridi a matrice extracellulare sono idrosolubili e altamente idratati.

Data di inserimento: 2016-04-06; Visualizzazioni: 583;

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Formula vera, empirica o grossolana: C12H22O11

Composizione chimica del maltosio

Peso molecolare: 342,297

Maltosio (dall'inglese Malt-malt) - zucchero di malto, 4-O-α-D-glucopiranosil-D-glucosio, un disaccaride naturale costituito da due residui di glucosio; trovato in grandi quantità in grani germinati (malto) di orzo, segale e altri cereali; trovato anche nei pomodori, nei pollini e nel nettare di un certo numero di piante.
La biosintesi del maltosio derivante dal fosfato β-D-glucopiranosil fosfato e dal D-glucosio è nota solo in alcune specie di batteri. Negli organismi animali e vegetali, il maltosio è formato dalla scissione enzimatica di amido e glicogeno (vedi Amilasi).
Il maltosio è facilmente assorbito dal corpo umano. La scissione del maltosio a due residui di glucosio si verifica a seguito dell'azione dell'enzima a-glucosidasi, o maltasi, che si trova nei succhi digestivi degli animali e degli esseri umani, nei chicchi germinati, nei funghi muffa e nei lieviti. La mancanza geneticamente determinata di questo enzima nella mucosa intestinale degli esseri umani porta a intolleranza congenita al maltosio, una malattia grave che richiede l'esclusione di maltosio, amido e glicogeno dalla dieta o l'aggiunta di maltasi al cibo.

α-maltosio - (2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-triidrossi-6- (idrossimetil) ossanile] ossi-6- (idrossimetil) ossano-2,3,4-triolo
β-maltosio - (2S, 3R, 4S, 5R, 6R) -5 - [(2R, 3R, 4S, 5R, 6R) -2,3,4-triidrossi-6- (idrossimetil) ossanile] ossi-6- (idrossimetil) ossano-2,3,4-triolo

Il maltosio è uno zucchero riducente, poiché ha un gruppo ossidrile emiacetale non sostituito.
Quando si fa bollire il maltosio con acido diluito e sotto l'azione dell'enzima, il maltosio viene idrolizzato (si formano due molecole di glucosio C6H12O6).
C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6

(dal malto inglese ≈ malto), zucchero di malto, un disaccaride naturale costituito da due residui di glucosio; trovato in grandi quantità in grani germinati (malto) di orzo, segale e altri cereali; trovato anche nei pomodori, nei pollini e nel nettare di un certo numero di piante. M. è facilmente solubile in acqua, ha un sapore dolce; è uno zucchero riducente, poiché ha un gruppo ossidrile emiacetale non sostituito. La biosintesi di M. da b-D-glucopiranosil fosfato e D-glucosio è nota solo in alcune specie di batteri. Negli organismi animali e vegetali M.

formato da rottura enzimatica di amido e glicogeno (vedi Amilasi). La scissione di M. a due residui di glucosio si verifica a seguito dell'azione dell'enzima a-glucosidasi, o maltasi, che è contenuta nei succhi digestivi degli animali e degli esseri umani, nei chicchi germinati, nei funghi muffa e nei lieviti. L'assenza geneticamente determinata di questo enzima nella mucosa dell'intestino umano porta a intolleranza congenita di M. - una malattia grave che richiede l'esclusione dalla dieta di M., amido e glicogeno o aggiunta di maltasi al cibo.

Lett.: Chimica dei carboidrati, M., 1967; Harris G., Fondamenti di Genetica biochimica umana, tradotto dall'inglese, M., 1973.

http://magictemple.ru/maltoza-sostoit-iz/

maltosio

Lo zucchero maltosio o malto è un disaccaride naturale che è un intermedio nella scomposizione dell'amido e del glicogeno.

Nella sua forma libera nei prodotti alimentari si trova in miele, malto, birra, melassa, cereali germogliati.

Il maltosio consiste di due residui di D-glucosio legati insieme da un legame O-glicosidico e ha la seguente formula strutturale:

Fig. 6.8. La formula strutturale del maltosio

Il maltosio è un omo-oligosaccaride, poiché è costituito da residui
α-D - glucosio.

Il legame O-glicosidico si forma tra α-С₁-l'atomo di carbonio di un residuo di glucosio e l'atomo di ossigeno del gruppo ossidrile situato in C₄-atomo di carbonio di un altro residuo di glucosio.

Denotato come legame glicosidico α (1 → 4).

Nel corpo, il maltosio viene idrolizzato dagli enzimi amilasi ai monosaccaridi, che penetrano attraverso le pareti intestinali. Quindi si trasformano in fosfati e già in questa forma entrano nel sangue.

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Formula del maltosio

Definizione e formula del maltosio

In condizioni normali si tratta di cristalli incolori (Fig. 1), che si sciolgono bene in acqua e hanno un sapore dolce. Il punto di fusione del maltosio è 108 o C.

Fig. 1. Maltosio. Aspetto.

Formula chimica del maltosio

Formula chimica del maltosio C₁₂H₂₂O₁₁. Mostra la composizione qualitativa e quantitativa della molecola (quanti e quali atomi sono inclusi in un particolare composto). Con la formula chimica, il peso molecolare dell'acido linolenico (Ar (C) = 12 amu, Ar (H) = 1 amu) può essere calcolato. m., Ar (O) = 16 amu):

Mr (C₁₂H₂₂O₁₁) = 12 × 12 + 22 × 1 + 11 × 16 = 144 + 22 + 176 = 342.

Formula strutturale (grafica) di maltosio

La formula strutturale (grafica) del maltosio è più visiva (Figura 2). Mostra come gli atomi sono collegati l'un l'altro all'interno della molecola.

http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-maltozy/

maltosio

Il maltosio ("maltum", tradotto dal latino significa "malto") è un disaccaride naturale costituito da due residui di D-glucosio collegati tra loro.

Un altro nome per la sostanza è "zucchero di malto". Il termine fu assegnato al chimico francese Nikol Theodor de Saussure all'inizio del XIX secolo.

Il ruolo principale del composto è di fornire energia al corpo umano. Il maltosio è prodotto dall'azione del malto sull'amido. Lo zucchero nella "forma libera" si trova nei pomodori, funghi muffa, lievito, chicchi germinati di orzo, arance, miele.

Informazioni generali

Maltose - che cos'è?

4 - O - α - D - glucopiranosil - D - glucosio è una polvere cristallina bianca, ben solubile in acqua, insolubile in etere, alcool etilico. Il disaccaride è idrolizzato dall'enzima maltosio e acidi, che si trovano nel fegato, sangue, succo pancreatico e intestino, muscoli. Ripristina soluzioni di Fehling (reagente tartrato di rame) e nitrato d'argento.

La formula chimica del maltosio è C12H22O11.

Qual è il valore nutrizionale del prodotto?

Lo zucchero di malto, a differenza della canna e della barbabietola, è meno dolce. È usato come additivo alimentare per la preparazione di sbitya, idromele, kvas, birra fatta in casa.

È interessante notare che la dolcezza del fruttosio è stimata in 173 punti, saccarosio - 100 punti, glucosio - 81, maltosio - 32 e lattosio - 16. Nonostante ciò, per evitare problemi di sovrappeso, misurare l'assunzione di carboidrati con la quantità di calorie consumate.

Il rapporto energetico del maltato B: W: Y è 0%: 0%: 105%. Calorie: 362 kcal per 100 grammi di prodotto.

Metabolismo dei disaccaridi

Il maltosio è facilmente assorbito nel corpo umano. Il composto viene scisso dall'azione degli enzimi maltasi e a - glucosidasi, che sono contenuti nel succo digestivo. La loro assenza indica un guasto genetico nel corpo e porta a intolleranza congenita allo zucchero di malto. Di conseguenza, per mantenere una buona salute, è importante che queste persone eliminino dalla dieta tutti gli alimenti che contengono glicogeno, amido, maltosio o assumono regolarmente enzimi maltasi per il cibo.

Normalmente, in una persona sana, dopo essere entrato nella cavità orale, il disaccaride viene esposto all'enzima amilasi. Quindi il cibo con carboidrati entra nello stomaco e nell'intestino, dove gli enzimi pancreatici vengono secreti per la sua digestione. L'elaborazione finale del disaccaride nei monosaccaridi avviene attraverso i villi che rivestono l'intestino tenue. Le molecole di glucosio rilasciate coprono rapidamente i costi energetici di una persona sotto carichi intensi. Inoltre, il maltosio è formato da una parziale scissione idrolitica dei principali composti di riserva: amido e glicogeno.

Il suo indice glicemico è 105, quindi i diabetici dovrebbero escludere questo prodotto dal menu, poiché provoca un forte rilascio di insulina e un rapido aumento dei livelli di zucchero nel sangue.

Necessità quotidiana

La composizione chimica del maltosio dipende dalle materie prime da cui viene prodotta (grano, orzo, mais, segale).

Allo stesso tempo, il complesso vitaminico-minerale medio dello zucchero di malto comprende i seguenti nutrienti:

I nutrizionisti raccomandano di limitare l'assunzione di zucchero a 100 grammi al giorno. Allo stesso tempo, il numero di maltosio al giorno per un adulto può raggiungere i 35 grammi.

Per ridurre il carico sul pancreas e prevenire lo sviluppo dell'obesità, si deve evitare l'uso della norma giornaliera dello zucchero di malto prendendo altri prodotti contenenti zucchero (fruttosio, glucosio, saccarosio). Si consiglia agli anziani di ridurre il composto a 20 grammi al giorno.

L'intensa attività fisica, lo sport, l'aumento dell'attività mentale richiedono alti costi energetici e aumentano il fabbisogno corporeo di carboidrati maltosio e semplici. Uno stile di vita sedentario, il diabete mellito, il lavoro sedentario, al contrario, richiedono di limitare la quantità di disaccaride a 10 grammi al giorno.

I sintomi che segnalano la carenza di maltosio nel corpo:

• umore depresso;
• la debolezza;
• mancanza di forza;
• apatia;
• letargia;
• esaurimento di energia.

Di norma, la mancanza di un disaccaride è rara perché il corpo umano stesso produce un composto di glicogeno, amido.

Sintomi di sovradosaggio di zucchero maltato:

• indigestione;
• reazioni allergiche (rash, prurito, bruciore agli occhi, dermatite, congiuntivite);
• nausea;
• gonfiore;
• apatia;
• bocca secca

Se si presentano sintomi di eccesso, è necessario cancellare i cibi ricchi di maltosio.

Benefici e danni

Il maltosio, nella composizione della pasta ottenuta dalla purea di grano germogliato, è un deposito di vitamine, minerali, fibre e aminoacidi.

È una fonte di energia universale per le cellule del corpo. Ricorda, la conservazione a lungo termine dello zucchero di malto porta a una perdita di proprietà benefiche.

Il maltosio è vietato portare persone con intolleranza al prodotto, poiché può causare gravi danni alla salute umana.

Inoltre, una sostanza zuccherina con uso incontrollato porta a:

• interruzione del metabolismo dei carboidrati;
• l'obesità;
• lo sviluppo di malattie cardiache;
• aumento dei livelli di glucosio nel sangue;
• aumentare il colesterolo;
• il verificarsi di aterosclerosi precoce;
• riduzione della funzione dell'apparato insulare, formazione dello stato di prediabete;
• violazione della secrezione di enzimi dello stomaco, intestino;
• la distruzione dello smalto dei denti;
• ipertensione;
• immunità ridotta;
• aumento della fatica;
• mal di testa.

Per mantenere una buona salute e la salute del corpo, si consiglia di utilizzare lo zucchero di malto in quantità moderata, non superiore alla tariffa giornaliera. Altrimenti, le proprietà benefiche del prodotto vengono trasferite in danno, e giustamente comincia a giustificare il suo tacito nome "dolce morte".

fonti

Il maltosio è ottenuto dalla fermentazione del malto, in cui vengono utilizzate le seguenti colture di cereali: grano, mais, segale, riso o avena. È interessante notare che la melassa contiene zucchero di malto estratto da funghi muffa.

http://foodandhealth.ru/komponenty-pitaniya/maltoza/

Formula ciclica del maltosio

Neurofibromatosi di tipo II - Una malattia ereditaria umana che è vicina alla neurofibromatosi di tipo I, dalla quale differisce nella frequente formazione di tumori benigni e che si presenta molto meno frequentemente (1: 40000). La neurofibromatosi di tipo II è causata da mutazioni nel gene soppressore del tumore, che codifica per una proteina chiamata "merlin".

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La plasmolisi è il processo di separazione del protoplasto dalla parete cellulare sotto l'azione di una soluzione di maggiore concentrazione rispetto alla concentrazione di linfa cellulare.

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Le proteine ​​di alto grado sono proteine ​​che contengono un set completo di aminoacidi essenziali.

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Cistron - Unità genetica, rilevata mediante test di complementazione; è equivalente a un gene e significa un'unità di DNA che codifica per una proteina.

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Mitosi: la divisione del nucleo, in seguito alla replica dei cromosomi, ha come conseguenza che i nuclei figlia contengono lo stesso numero di cromosomi dei genitori.

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Una situazione estrema è una situazione straordinaria e critica che richiede soluzioni non banali (insolite, originali) per superarla o uscirne.

http://molbiol.kirov.ru/spravochnik/structure/39/228.html

Lezioni in biochimica

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Numerose malattie sono strettamente correlate al disturbo del metabolismo dei carboidrati: diabete mellito, galattosemia, violazione del sistema di deposito di glicogeno, intolleranza al latte, ecc.

Va notato che nel corpo umano e animale i carboidrati sono presenti in una quantità inferiore (non più del 2% del peso secco del corpo) rispetto alle proteine ​​e ai lipidi; negli organismi vegetali, i carboidrati rappresentano fino all'80% del peso secco dei carboidrati, quindi, in generale, ci sono più carboidrati nella biosfera di tutti gli altri composti organici combinati.

6. Scrivere uno schema per l'ossidazione del glucosio in condizioni diverse e nominare i composti formati.

7. Scrivi l'equazione delle reazioni di alcol e fermentazione dell'acido lattico.

L'equazione chimica per la fermentazione alcolica: C6H22O6 ® 2C2H5OH + 2CO2 è stata data dai chimici francesi A. Lavoisier (1789) e J. Gay-Lussac (1815).

L'equazione della fermentazione alcolica può essere riassunta come segue:

C6H22O6 + 2H3PO4 + 2ADPH ® 2CH3CH3OH + 2CO2 + 2ATP.

Acido lattico B. I batteri dell'acido lattico sono suddivisi in 2 gruppi: omofermentativo ed eterofermentativo. I batteri omofermentanti (ad esempio, Lactobacillus delbrückii) dividono i monosaccaridi per formare due molecole di acido lattico secondo l'equazione risultante: C6H22O6 = 2CH3CHOH · COOH.

1. Considerare la struttura e le proprietà dei disaccaridi riducenti e non riducenti.

I disaccaridi sono O-glicosidi di monosaccaridi e formano due monosaccaridi identici o diversi durante l'idrolisi. I disaccaridi sono divisi in non riducenti e riducenti. Per non-ridurre includono, per esempio, trealosio:

Entrambi gli idrossili glicosidici sono coinvolti nella formazione del legame glicosidico, quindi i disaccaridi non riducenti non sono in grado di tautomerismo con la formazione della forma aperta e del gruppo oxo libero. Pertanto, i disaccaridi non riducenti non danno reazioni caratteristiche della forma aperta di monosaccaridi, cioè non interagire con idrossido di diammina-argento, idrossido di rame, fenilidrazina, idrossilammina, acido cianidrico. Per ridurre i disaccaridi, rimane un ossido di glicoside libero (nelle figure è sottolineato da due trattini rossi), ad esempio:

Ridurre i disaccaridi sono in grado di tautomerismo, quindi un residuo monosaccaride che ha trattenuto il suo idrossile glicosidico può passare in una forma aperta (senza perdere la connessione con il residuo del secondo monosaccaride):

Per questo motivo, la riduzione dei disaccaridi è in grado di mutarotazione ed epimerizzazione. Si ossidano (da qui il nome - ripristina):

Restaurato con amalgama di sodio o idruri metallici complessi:

Alchilati dagli alcoli in un mezzo acido (solitamente in presenza di HCl), formando glicosidi disaccaridi:

Sia i disaccaridi riducenti che quelli non riducenti sono alchilati dagli aloalchili:

e sono acilati da anidridi o alogenuri acidi:

Durante l'idrolisi, che si verifica quando una soluzione acquosa di un disaccaride viene riscaldata in presenza di un acido (solitamente solforico), si formano monosaccaridi, ad esempio, quando il saccarosio idrolizza una miscela di glucosio e fruttosio e idrolizza il lattosio, una miscela di galattosio e glucosio.

Scrivi le formule per maltosio, lattosio e saccarosio e dai loro nomi sistematici.

Il maltosio (zucchero di malto) si trova nel malto, ad es. in grani di cereali germogliati. Il maltosio si ottiene per idrolisi incompleta dell'amido da parte degli enzimi di malto. Il maltosio è isolato nello stato cristallino, è ben solubile in acqua, fermentato dal lievito. Il maltosio consiste di due unità di D-glucopiranosio legate da un legame glicosidico tra carbonio C-1 (carbonio anomico) di un'unità di glucosio e carbonio C-4 di un'altra unità di glucosio. Questo legame è chiamato legame -1,4-glicosidico. La formula di Heors-Maltose mostrata sotto è indicata dal prefisso - poiché il gruppo OH con il carbonio anomalo dell'unità di glucosio a destra è l'idrossile. Il maltosio è uno zucchero riducente. Il suo gruppo emiacetale è in equilibrio con la forma di aldeide libera e può essere ossidato in acido carbossilico multibionico.

Heuors Formule di maltosio in formulazioni cicliche e aldeidiche

Il lattosio (zucchero del latte) è contenuto nel latte (4-6%), si ottiene dal siero dopo aver rimosso la cagliata. Il lattosio è molto meno dolce dello zucchero di barbabietola. È usato per preparare pappe e prodotti farmaceutici. Il lattosio è costituito da residui di molecole D-glucosio e D-galattosio ed è 4- (-D-galattopiranosil) -D-glucosio, cioè non ha legame -, e - glicosidico.
Nello stato cristallino, le forme u del lattosio sono isolate, entrambe appartengono agli zuccheri riducenti.

Heuors formula del lattosio (forma)

Il saccarosio (tavolo, barbabietola o zucchero di canna) è il disaccaride più comune nel mondo biologico. In saccarosio, il carbonio D-glucosio C-1 è combinato con il carbonio
C-2 D-fruttosio per legame -1,2-glicosidico. Il glucosio è nella forma ciclica a sei membri (piranosio) e il fruttosio nella forma ciclica a cinque membri (furanosio). Il nome chimico del saccarosio è -D-glucopiranosil-β-D-fruttofuranoside. Poiché sia ​​il carbonio anomico (sia il glucosio che il fruttosio) sono coinvolti nella formazione di un legame glicosidico, il glucosio è un disaccaride non riducente. Le sostanze di questo tipo sono capaci solo della formazione di eteri ed esteri, come tutti gli alcoli polivalenti. Il saccarosio e altri disaccaridi non riducenti sono particolarmente facili da idrolizzare.

Heuors formula saccarosio

3. Descrivere il ruolo biologico e l'uso dei disaccaridi.

Disaccaridi, bios, carboidrati, le cui molecole consistono in due residui di monosaccaridi. Tutti i disaccaridi sono costruiti in base al tipo di glicosidi. In questo caso, l'atomo di idrogeno dell'idrossile glicosidico di una molecola di monosaccaride viene sostituito dal resto delle altre molecole di monosaccaride a causa dell'idrossile emiacetale o alcolico. Nel primo caso si formano disaccaridi che non hanno proprietà riducenti, nel secondo caso si formano disaccaridi con proprietà riducenti. Il gruppo di disaccaridi non riducenti comprende il trealosio (micosi o zucchero fungino), costituito da 2 residui di glucosio; saccarosio, costituito da residui di glucosio e fruttosio, ecc. Il gruppo di riduttori di disaccaridi comprende maltosio, cellobiosio, lattosio, ecc. I disaccaridi possono contenere anelli a 5 e 6 membri di monosaccaridi (pentosi ed esosi) e variare nella configurazione del legame glicosidico (a- o b-glicosidi). Le forme spaziali (conformazioni) degli anelli di residui monosaccaridi in diversi disaccaridi possono variare. Quindi, il cellobiosio e il maltosio differiscono non solo nella configurazione del legame glicosidico (a - in maltosio e b - nel cellobiosio), ma anche nel fatto che nel cellobiosio entrambi i residui sono nella stessa conformazione, e nel maltosio - in differenti.

Disaccaridi: sostanze ben cristallizzanti, facilmente solubili in acqua e in alcool a 45 - 48 °, scarsamente solubili in alcol a 96 °; otticamente attivo; dolce al gusto. L'idrolisi di D. (per saccarosio è chiamata inversione) avviene sotto l'azione degli acidi; in presenza di un anello a 5 membri nel residuo monosaccaride, aumenta la velocità di idrolisi acida di D. L'idrolisi di D. viene effettuata anche da enzimi (carboidrasi), ad esempio a- o b-glicosidasi (a seconda del tipo di legame glicosidico nei disaccaridi). Come risultato dell'idrolisi, si formano monosaccaridi.

I disaccaridi sono ampiamente distribuiti negli animali e nelle piante. Si trovano nello stato libero (come prodotti della biosintesi o dell'idrolisi parziale di polisaccaridi) e anche come componenti strutturali di glicosidi e altri composti. Di solito D. è ottenuto da fonti naturali (per esempio, saccarosio - da barbabietola da zucchero o canna da zucchero, lattosio - da latte animale). Molti D. sintetizzano metodi chimici e biochimici.

Il saccarosio, il lattosio e il maltosio sono preziosi alimenti e sostanze aromatiche. L'industria dello zucchero è impegnata nella produzione di saccarosio.

1. Descrivi la struttura dell'amido.

L'amido è costituito da 2 polisaccaridi - amilosio e amilopectina, formati da residui di glucosio. È stato sperimentalmente dimostrato che la formula chimica dell'amido (C6H20O5) n.

È stabilito che l'amido consiste non solo di molecole lineari, ma anche di molecole di struttura ramificata. Questo spiega la struttura granulare dell'amido. Si accumula sotto forma di grani, principalmente nelle cellule di semi, bulbi, tuberi, nonché nelle foglie e nei gambi. L'amido è una polvere bianca, insolubile in acqua fredda. In acqua calda, si gonfia e forma una pasta.

2. Scrivi le formule delle unità strutturali di amilosio e amilopectina.

Descrivi il ruolo biologico dell'amido.

L'amido, essendo uno dei prodotti della fotosintesi, è ampiamente distribuito in natura. Per le piante, è uno stock di sostanze nutritive e si trova principalmente in frutta, semi e tuberi. Il grano delle piante di cereali è il più ricco di amido: riso (fino all'86%), grano (fino al 75%), mais (fino al 72%) e tuberi di patata (fino al 24%). Per il corpo umano, l'amido insieme al saccarosio è il principale fornitore di carboidrati - uno dei componenti più importanti del cibo. Sotto l'azione degli enzimi, l'amido viene idrolizzato al glucosio, che viene ossidato nelle cellule in anidride carbonica e acqua con il rilascio di energia necessaria per il funzionamento di un organismo vivente.

La soluzione di amido in acqua è un liquido non newtoniano.

4. Scrivi la formula per l'unità strutturale di cellulosa.

http://works.doklad.ru/view/Yh3ILZZWyfY/6.html

CAPITOLO 11. CARBOIDRATI

I carboidrati sono parte delle cellule e dei tessuti di tutti gli organismi vegetali e animali. Sono di grande importanza come fonti di energia nei processi metabolici.

I carboidrati sono l'ingrediente principale del cibo dei mammiferi. Il loro noto rappresentante - il glucosio - si trova nei succhi di verdura, frutta, frutta e soprattutto uva (da qui il suo nome - zucchero d'uva). È una componente essenziale del sangue e dei tessuti degli animali e una fonte diretta di energia per le reazioni cellulari.

I carboidrati si formano nelle piante durante la fotosintesi da anidride carbonica e acqua. Per gli esseri umani, la principale fonte di carboidrati è il cibo vegetale.

I carboidrati sono suddivisi in monosaccaridi e polisaccaridi. I monosaccaridi non si idrolizzano per formare carboidrati più semplici. I polisaccaridi capaci di idrolisi possono essere considerati come i prodotti della policondensazione dei monosaccaridi. I polisaccaridi sono composti altamente molecolari le cui macromolecole contengono centinaia e migliaia di residui di monosaccaridi. Il gruppo intermedio tra mono- e polisaccaridi è costituito da oligosaccaridi (dal greco Oligos - un po '), aventi un peso molecolare relativamente piccolo.

Una parte dei nomi sopra, i saccaridi, è associata al nome comune di carboidrati, zucchero, che è ancora usato.

11.1.1. Struttura e stereoisomerismo

I monosaccaridi, di norma, sono solidi altamente solubili in acqua, scarsamente alcolici e insolubili nella maggior parte dei solventi organici. Quasi tutti i monosaccaridi hanno un sapore dolce.

I monosaccaridi possono esistere sia in forme aperte (oxoformiche) che cicliche. In soluzione, queste forme isomeriche sono in equilibrio dinamico.

Forme aperte I monosaccaridi (monosaccaridi) sono composti eterofunzionali. Le loro molecole contengono contemporaneamente carbonile (aldeide o chetone) e diversi gruppi idrossilici, cioè i monosaccaridi sono composti poliidrossicarbonilici - poliidrossialdeidi e poliidrossicetoni. Hanno una catena in carbonio non ramificata.

I monosaccaridi sono classificati in base alla natura del gruppo carbonile e alla lunghezza della catena di carbonio. I monosaccaridi contenenti un gruppo aldeidico sono chiamati aldosi e un gruppo chetone (solitamente in posizione 2), chetosi (il suffisso -ose è usato per i nomi dei monosaccaridi: glucosio, galattosio, fruttosio, ecc.). In generale, la struttura di aldosi e chetosi può essere rappresentata come segue.

A seconda della lunghezza della catena di carbonio (3-10 atomi), i monosaccaridi sono divisi in triosi, tetrosi, pentosi, esosi, eptosi, ecc. Pentosi ed esosi sono i più comuni.

Stereoisomeria. Le molecole di monosaccaridi contengono diversi centri di chiralità, che è la ragione per l'esistenza di molti stereoisomeri corrispondenti alla stessa formula strutturale. Per esempio, ci sono quattro atomi di carbonio asimmetrici in aldoesosio e 16 stereoisomeri (2 4) corrispondono ad esso, cioè 8 coppie di enantiomeri. Rispetto ai corrispondenti aldosi, le chetoesosi contengono un atomo di carbonio chirale in meno, quindi il numero di stereoisomeri (2 3) è ridotto a 8 (4 coppie di enantiomeri).

Forme di monosaccaridi aperte (non cicliche) sono raffigurate come formule di proiezione di Fisher (vedi 7.1.2). La catena di carbonio in loro è registrata verticalmente. Nel caso di aldosi, un gruppo aldeidico è posto in alto, e in chetosi, il gruppo di alcol primario adiacente al carbonile. Da questi gruppi inizia la numerazione della catena.

Per indicare la stereochimica, viene utilizzato il sistema D, L. L'assegnazione di un monosaccaride alle serie D o L viene eseguita in base alla configurazione del centro chirale, che è il più lontano dal gruppo oxo, indipendentemente dalla configurazione degli altri centri! Per i pentosi, questo centro "determinante" è l'atomo C-4 e per gli esosi - C-5. La posizione del gruppo OH nell'ultimo centro di chiralità a destra indica che il monosaccaride appartiene alla serie D, a sinistra - alla serie L, cioè, per analogia con lo standard stereochimico - glicerolo aldeide (vedi 7.1.2).

È noto che per designare la struttura stereochimica dei composti con diversi centri di chiralità, il sistema R, S è universale (vedi 7.1.2). Tuttavia, l'imbarazzo dei nomi dei monosaccaridi ottenuti in questo modo limita la sua applicazione pratica.

La maggior parte dei monosaccaridi naturali appartengono alla serie D. D-ribosio e D-xilosio sono comuni tra l'alopopentosi e la D-ribulosio e D-xilulosio derivante dalla chetopentosi.

Nomi comuni per chetosi sono formati dall'introduzione del suffisso -ul nei nomi dei corrispondenti aldosi: il ribosio corrisponde a ribosio, xilosio a xilulosio (questa regola lascia il nome "fruttosio", che non ha alcuna connessione con il nome dell'alodosi corrispondente).

Come si può vedere dalle precedenti formule, le d-aldoesosi stereoisomeriche, così come d-aldopentosi e d-chetopentosi, sono diastereomeri. Tra loro ci sono quelli che differiscono nella configurazione di un solo centro di chiralità. I diastereomeri che differiscono nella configurazione di un solo atomo di carbonio asimmetrico sono chiamati epimeri. Gli epimeri sono un caso particolare di diastereomeri. Ad esempio, d-glucosio e d-galattosio sono diversi.

dall'altra, solo la configurazione dell'atomo C-4, cioè sono epimeri di C-4. Allo stesso modo, d-glucosio e d-mannosio sono epimeri in C-2 e d-ribosio e d-xilosio in C-3.

Ogni aldoso della serie d corrisponde all'enantiomero della serie l con la configurazione opposta di tutti i centri di chiralità.

Forme cicliche. Le forme aperte di monosaccaridi sono convenienti per considerare le relazioni spaziali tra i monosaccaridi stereoisomerici. In effetti, i monosaccaridi sono ciclici mezzo-acetale nella struttura. La formazione di forme cicliche di monosaccaridi può essere rappresentata come il risultato dell'interazione intramolecolare dei gruppi carbonile e idrossile (vedi 9.2.2) contenuto nella molecola del monosaccaride.

Il gruppo idrossile semi-acetale nella chimica dei carboidrati è chiamato glicosidico. Per proprietà, è significativamente diverso dagli altri gruppi di idrossile (alcool).

Come risultato della ciclizzazione, si formano cicli furanosio termodinamicamente più stabili (a cinque membri) e piranosici (a sei membri). I nomi dei cicli derivano dai nomi dei relativi composti eterociclici: furano e pyran.

La formazione di questi cicli è associata alla capacità delle catene di carbonio dei monosaccaridi di adottare una conformazione sufficientemente simile a un trucco (vedi 7.2.1). Come risultato, i gruppi aldeidico (o chetone) e idrossile a C-4 (o C-5) si uniscono nello spazio, cioè quei gruppi funzionali, come risultato dell'interazione di cui si verifica la ciclizzazione intramolecolare. Se un gruppo ossidrile a C-5 reagisce in aldohexosis, si verifica un emiacetale con un ciclo di piranosio a sei membri. Un ciclo simile nella chetoessosi si ottiene quando un gruppo idrossile è coinvolto nella reazione a C-6.

Nel nome delle forme cicliche, insieme al nome del monosaccaride, indica la dimensione del ciclo con le parole piranosio o furanosio. Se un gruppo idrossile è coinvolto nella ciclizzazione in aldohexosis a C-4, e in chetohexosis in C-5, si ottengono emisferi con un ciclo di furanosio a cinque membri.

Nella forma ciclica, viene creato un ulteriore centro di chiralità: un atomo di carbonio che era precedentemente parte del gruppo carbonile (per aldosi, questo è C-1). Questo atomo è chiamato anomia e i due stereoisomeri corrispondenti sono chiamati α- e β-anomers (Figura 11.1). Gli anomeri sono un caso speciale di epimeri.

Diverse configurazioni dell'atomo di carbonio anomico sorgono a causa del fatto che il gruppo aldeidico, a causa della rotazione attorno al legame σ C-1-C-2, viene attaccato dall'atomo di ossigeno nucleofilo da diversi lati (vedi Fig. 11.1). Come risultato, si formano emiacetali con configurazioni opposte del centro anomerico.

Nell'anomero α, la configurazione del centro anomerico è la stessa con la configurazione del centro chirale "end", che determina se appartiene alla riga d o l, mentre nell'anomero β è opposto. Nelle formule di proiezione di Fisher dei monosaccaridi a d-row nell'α-anomero, il gruppo glicosidico OH è a destra e nel β-anomero - a sinistra della catena di carbonio.

Fig. 11.1. Formazione di α- e β-anomers sull'esempio di d-glucosio

Heuors Formula. Le forme cicliche dei monosaccaridi sono rappresentate nella forma delle promettenti formule di Heuors, in cui i cicli sono mostrati sotto forma di poligoni piatti che giacciono perpendicolari al piano della figura. L'atomo di ossigeno si trova nel ciclo piranosico nell'angolo all'estrema destra, nel furanose - dietro il piano del ciclo. I simboli degli atomi di carbonio nei cicli non indicano.

Per andare alle formule di Heuors, la formula ciclica di Fisher viene trasformata in modo tale che l'atomo di ossigeno del ciclo si trovi sulla stessa linea retta degli atomi di carbonio nel ciclo. Questo è mostrato sotto dall'esempio di a-d-glucopiranosio di due permutazioni all'atomo C-5, che non cambia la configurazione di questo centro asimmetrico (vedi 7.1.2). Se la formula di Fisher trasformata è posizionata orizzontalmente, come richiesto dalle regole per scrivere le formule di Heuors, i sostituenti a destra della linea verticale della catena di carbonio si troveranno sotto il piano del ciclo e quelli che erano a sinistra saranno sopra questo piano.

Nella d-aldoesosi nella forma piranosa (e nella d-aldopentosi nella forma furanosica), il gruppo CH 2 OH si trova sempre sopra il piano del ciclo, che è un segno formale della serie d. Il gruppo ossidrile glicosidico negli a-anomeri di d-aldosi appare sotto il piano del ciclo, negli β-anomeri - sopra il piano.

Per semplicità, le formule di Heuors spesso non raffigurano i simboli degli atomi di idrogeno e dei loro legami con gli atomi di carbonio del ciclo. Se stiamo parlando di una miscela di anomalie o di uno stereoisomero con una configurazione sconosciuta del centro dell'anomero, allora la posizione del gruppo glicosidico OH è indicata da una linea ondulata.

Con le stesse regole, la transizione viene effettuata anche in chetosi, che viene mostrato di seguito dall'esempio di uno degli anomeri della forma furanosica del d-fruttosio.

Allo stato solido, i monosaccaridi sono in forma ciclica. A seconda del solvente da cui è stato ricristallizzato il d-glucosio, si ottiene come a-d-glucopiranosio (da alcool o acqua) o come β-d-glucopiranosio (dalla piridina). Differiscono nella grandezza dell'angolo di rotazione specifica [a]_D 20, ovvero +112? a un-anomero e +19? a β-anomero. In una soluzione appena preparata

ogni anomero, in posizione eretta, viene osservato un cambiamento nella rotazione specifica fino a quando un angolo di rotazione costante, uguale per quella e l'altra soluzione, è +52,5?.

La variazione temporale dell'angolo di rotazione del piano di polarizzazione della luce con soluzioni di carboidrati è detta mutarotazione.

L'essenza chimica della mutarotazione è la capacità dei monosaccaridi di esistere sotto forma di una miscela di equilibri di tautomeri - forme aperte e cicliche. Questo tipo di tautomerismo è chiamato cicloossero-tautomerismo.

Nelle soluzioni, l'equilibrio tra i quattro tautomeri ciclici dei monosaccaridi viene stabilito attraverso la forma aperta, l'ossoformio. L'interconversione di a- e β-anomers l'uno nell'altro attraverso un intermedio oxoforma viene chiamata anomerizzazione.

Pertanto, in una soluzione, il d-glucosio esiste sotto forma di tautomeri: ossoformi e β-anomeri delle forme cicliche di piranosio e furanosio.

In una miscela di tautomeri predominano le forme piranosiche. Oxoform e tautomeri con cicli di furanosio sono contenuti in piccole quantità. È importante, tuttavia, non il contenuto assoluto di un tautomero, ma la possibilità della loro transizione l'uno nell'altro, il che porta a ricostituire la quantità della forma "desiderata" man mano che viene consumata.

in qualsiasi processo. Ad esempio, nonostante il basso contenuto di oxoform, il glucosio reagisce caratteristico del gruppo aldeidico.

Trasformazioni tautomeriche simili si verificano in soluzioni con tutti i monosaccaridi e gli oligosaccaridi più noti. Di seguito è riportato uno schema delle trasformazioni tautomeriche del più importante rappresentante di chetoesosio, d-fruttosio, contenuto in frutta, miele e anche parte di saccarosio (vedi 11.2.2).

Le formule visive di Hewors tuttavia non riflettono la reale geometria delle molecole di monosaccaride, poiché i cicli di cinque e sei membri non sono piatti. Quindi, il ciclo piranosico a sei membri, come il cicloesano, assume la conformazione più favorevole della sedia (vedi 7.2.2). Nei monosaccaridi comuni, il gruppo alcolico primario alla rinfusa CH 2 OH e la maggior parte dei gruppi ossidrilici si trovano in posizioni equatoriali più favorevoli.

Dei due anomeri di d-glucopiranosio, il β-anomero domina nella soluzione, in cui tutti i sostituenti, incluso l'ossidrile emiacetale, sono localizzati equatoriali.

L'elevata stabilità termodinamica del d-glucopiranosio a causa della sua struttura conformazionale spiega la maggiore distribuzione di d-glucosio in natura tra i monosaccaridi.

La struttura conformazionale dei monosaccaridi predetermina la disposizione spaziale delle catene di polisaccaridi, formando la loro struttura secondaria.

11.1.4. Monosaccaridi non classici

I monosaccaridi non classici sono una serie di composti che hanno una "architettura" strutturale comune con monosaccaridi ordinari, "classici" (aldosi e chetosi), ma che differiscono nella modifica di uno o più gruppi funzionali o nell'assenza di alcuni di essi. In tali composti, il gruppo OH è spesso assente. Sono chiamati aggiungendo al nome del monosaccaride originale il prefisso deossi- (che significa l'assenza del gruppo OH) e il nome del "nuovo" sostituente.

Zucchero decaffeinato Il più comune degli zuccheri deossi, il 2-deossi-D-ribosio, è un componente strutturale del DNA. I glicosidi cardiaci naturali (vedere 15.3.5) usati in cardiologia contengono residui di zuccheri dideosoppressi, ad esempio digitossosi (glicosidi cardiaci della digitale).

ammino zuccheri. Questi derivati, che al posto del gruppo ossidrile contengono un gruppo amminico (di solito in C-2), hanno proprietà basiche e formano sali cristallini con acidi. I rappresentanti più importanti degli amino zuccheri sono analoghi del d-glucosio e del d-galattosio, per i quali usano spesso semi-banale

Altri nomi sono d-glucosamina e d-galattosamina, rispettivamente. Il gruppo amminico in essi può essere acilato con residui di acido acetico, a volte solforico.

Alditoli. Gli alditoli, chiamati anche alcoli di zucchero, includono alcoli poliidrossilici contenenti un gruppo idrossilico invece del gruppo oxo = O. Ogni aldoso corrisponde a un aldit, nel cui nome viene usato il suffisso -it invece di -thru, ad esempio, d-mannitolo (da d-mannose). Gli Aldith hanno una struttura più simmetrica degli aldosi, quindi, tra questi, vi sono composti meso (internamente simmetrici), ad esempio, xilitolo.

Zucchero acido Monosaccaridi, in cui al posto dell'unità CH 2 OH il gruppo COOH è contenuto, hanno il nome comune di acidi uronici. I loro nomi usano la combinazione di acido -uronico invece del suffisso -Oza del corrispondente aldose. Si noti che la numerazione della catena è condotta dall'atomo di carbonio aldeidico, e non da quello carbossilico, per preservare la relazione strutturale con il monosaccaride originale.

Gli acidi uronici sono componenti di polisaccaridi vegetali e batterici (vedi 13.3.2).

I monosaccaridi contenenti un gruppo carbossilico invece di un gruppo aldeidico sono indicati come acidi aldonici. Se i gruppi carbossilici sono presenti a entrambe le estremità della catena di carbonio, allora tali composti sono collettivamente chiamati acidi aldarici. Nella nomenclatura di questi tipi di acidi, rispettivamente, vengono utilizzate le combinazioni di acido nuovo e acido di primavera, rispettivamente.

Gli acidi alonico e aldarico non possono formare forme cicliche tautomeriche, poiché mancano di un gruppo aldeidico. Gli acidi alditici, come gli alditoli, possono esistere come composti meso (ad esempio l'acido galattarico).

Acido ascorbico (vitamina C). Questa, forse, la vitamina più vecchia e più popolare ha una struttura vicina ai monosaccaridi ed è un γ-lattone dell'acido (I). Acido ascorbico

trovato in frutta, in particolare agrumi, bacche (rosa selvatica, ribes nero), verdure, latte. È prodotto su larga scala nell'industria dal d-glucosio.

L'acido ascorbico presenta proprietà acide abbastanza forti (pK_e 4,2) a causa di uno dei gruppi ossidrile del frammento di endiolo. Quando si formano i sali, l'anello γ-lattone non si apre.

L'acido ascorbico ha forti proprietà riducenti. L'acido deidroascorbico formatosi durante la sua ossidazione viene facilmente ridotto in acido ascorbico. Questo processo fornisce una serie di reazioni redox nel corpo.

11.1.5. Proprietà chimiche

I monosaccaridi sono sostanze ad alta reattività. Le loro molecole contengono i seguenti centri di reazione più importanti:

• ossidrile emiacetale (evidenziato a colori);

• gruppi ossidrile alcolici (tutti gli altri, eccetto emiacetale);

• gruppo carbonile di forma aciclica.

Glicosidi. I glicosidi includono derivati ​​di carboidrati ciclici, in cui il gruppo ossidrile emiacetale viene sostituito dal gruppo OR. Il componente non carboidratico del glicoside è chiamato aglicone. La connessione tra il centro dell'anomero (in aldosi è C-1, in chetosi - C-2) e il gruppo OR è chiamato glicosidico. I glicosidi sono acetati di forme cicliche di aldosi o chetosi.

A seconda delle dimensioni del ciclo di ossido, i glicosidi sono suddivisi in piranosidi e furanosidi. I glucosidi glicosidi sono chiamati glucosidi, ribosio - ribosidi, ecc. Il nome completo dei glicosidi è seguito dal nome del radicale R, dalla configurazione del centro dell'anomero (α- o β-) e dal nome del residuo di carboidrati con la sostituzione del suffisso -oside (vedere esempi nello schema di reazione di seguito).

I glicosidi sono formati dall'interazione di monosaccaridi con alcoli in condizioni di catalisi acida; in questo caso, solo il gruppo emiacetale OH reagisce.

Le soluzioni di glicosidi non si alterano.

La trasformazione di un monosaccaride in un glicoside è un processo complesso che procede attraverso una serie di reazioni successive. In generale, lo è

è logico ottenere acetali aciclici (vedi 5.3). Tuttavia, a causa della reversibilità della reazione in soluzione, le forme tautomeriche del monosaccaride di partenza e quattro glicosidi isomerici (gli α- e i β-anomeri dei furanosidi e dei piranosidi) possono essere in equilibrio.

Come tutti gli acetali, i glicosidi sono idrolizzati con acidi diluiti, ma sono resistenti all'idrolisi in un terreno debolmente alcalino. L'idrolisi dei glicosidi porta ai corrispondenti alcoli e monosaccaridi ed è una reazione, il contrario della loro formazione. L'idrolisi enzimatica dei glicosidi è alla base della scissione dei polisaccaridi effettuata negli organismi animali.

Esteri. I monosaccaridi sono facilmente acilati da anidridi di acidi organici, formando esteri con la partecipazione di tutti i gruppi ossidrile. Per esempio, quando si interagisce con l'anidride acetica, si ottengono derivati ​​acetilici di monosaccaridi. Gli esteri di monosaccaridi sono idrolizzati sia in mezzi acidi che alcalini.

Particolarmente importanti sono gli esteri di acidi inorganici, in particolare esteri fosfato - fosfati. Si trovano in tutti gli organismi vegetali e animali e sono forme metabolicamente attive di monosaccaridi. Il ruolo più importante è svolto dai d-glucosio e dai fosfati d-fruttosio.

Gli esteri dell'acido solforico - solfati - fanno parte dei polisaccaridi del tessuto connettivo (vedi 11.3.2).

Recovery. Quando i monosaccaridi sono ridotti (il loro gruppo aldeidico o chetonico), si formano gli alditoli.

Alcoli a sei atomi - D-glucite (sorbitolo) e D-mannitolo - si ottengono riducendo glucosio e mannosio, rispettivamente. Gli alditi sono facilmente solubili in acqua, hanno un sapore dolce, alcuni di loro (xilitolo e sorbitolo) sono usati come sostituti dello zucchero per i diabetici.

Quando si riduce l'aldosi, si ottiene solo un poliolo, mentre si riduce la chetosi, una miscela di due polioli; per esempio, d-glucite e d-mannitolo sono formati da d-fruttosio.

Ossidazione. Le reazioni di ossidazione sono utilizzate per rilevare i monosaccaridi, in particolare il glucosio, nei fluidi biologici (urine, sangue).

Qualsiasi atomo di carbonio può subire l'ossidazione in una molecola di monosaccaride, ma il gruppo aldeidico di aldosi nella forma aperta è più facilmente ossidabile.

Gli agenti ossidanti lievi (acqua di bromo) possono ossidare il gruppo aldeidico in carbossile, senza influenzare altri gruppi. a

Questo forma acidi aldonici. Quindi, quando il d-glucosio viene ossidato con acqua di bromo, si ottiene l'acido d-gluconico. In medicina, si usa il suo sale di calcio - gluconato di calcio.

L'azione degli ossidanti più forti, come l'acido nitrico, il permanganato di potassio e persino gli ioni Cu 2+ o Ag + porta a una profonda scomposizione dei monosaccaridi con una rottura dei legami carbonio-carbonio. La catena di carbonio viene conservata solo in alcuni casi, ad esempio quando il d-glucosio viene ossidato in acido d-glucarico o d-galattosio in acido galattarico (muco).

L'acido galattarico risultante è difficilmente solubile in acqua e precipita, che viene utilizzato per rilevare il galattosio con il metodo indicato.

Aldosi sono facilmente ossidati da composti complessi di rame (11) e argento, rispettivamente, dai reagenti di Fehling e Tollens (vedi anche 5.5). Tali reazioni sono possibili a causa della presenza della forma aldeidica (aperta) nella miscela tautomerica.

A causa della loro capacità di rigenerare gli ioni Cu 2+ o Ag +, i monosaccaridi e i loro derivati ​​contenenti un potenziale gruppo aldeidico sono chiamati riduzione.

I glucosidi non mostrano capacità riducenti e non danno un campione positivo con questi reagenti. Tuttavia, i chetosi sono in grado di ridurre i cationi metallici, poiché in un mezzo alcalino sono isomerizzati in aldosi.

L'ossidazione diretta dell'unità CH 2 OH dei monosaccaridi al gruppo carbossile è impossibile a causa della presenza del gruppo aldeidico che è più soggetto all'ossidazione, pertanto, per convertire il monosaccaride in acido uronico, il monosaccaride con il gruppo aldeidico protetto viene ossidato, ad esempio come glucoside.

La formazione di glicosidi dell'acido glucuronico - glucuronidi - è un esempio di un processo di coniugazione biosintetica, cioè il processo di associazione dei farmaci o dei loro metaboliti con sostanze nutritive, nonché con sostanze tossiche, seguita dall'eliminazione dall'organismo con l'urina.

Gli oligosaccaridi sono carboidrati costituiti da diversi residui di monosaccaridi (da 2 a 10) legati da un legame glicosidico.

Gli oligosaccaridi più semplici sono i disaccaridi (bios), che consistono in due residui di monosaccaridi e sono glucosidi (acetali completi), in cui uno dei residui agisce come aglicone. La capacità dei disaccaridi di idrolizzarsi in un ambiente acido con la formazione di monosaccaridi è associata alla natura dell'acetale.

Esistono due tipi di legame con i residui di monosaccaridi:

• a causa del gruppo emiacetale OH di un monosaccaride e di qualsiasi gruppo alcolico dell'altro (nell'esempio sotto, idrossile a C-4); questo è un gruppo di riduzione dei disaccaridi;

• con la partecipazione di gruppi di hemiacetal OH di entrambi i monosaccaridi; Questo è un gruppo di disaccaridi non riducenti.

11.2.1. Ridurre i disaccaridi

In questi disaccaridi, uno dei residui di monosaccaridi partecipa alla formazione del legame glicosidico dovuto al gruppo ossidrile (più spesso a C-4). Il disaccaride ha un gruppo ossidrile emiacetale libero, a seguito del quale viene mantenuta la capacità di aprire un ciclo.

Le proprietà riducenti di tali disaccaridi e la mutarotazione delle loro soluzioni sono dovute al cicloossero-tautomerismo.

I rappresentanti di ridurre i disaccaridi sono il maltosio, il cellobiosio, il lattosio.

Maltosio. Questo disaccaride è anche chiamato zucchero di malto (dal lat. Maltum-malt). È il principale prodotto della scissione dell'amido grazie all'azione dell'enzima beta-amilasi secreto dalla ghiandola salivare e contenuto anche nel malto (cereali germinati e quindi secchi e frantumati). Il maltosio ha un sapore meno dolce del saccarosio.

Il maltosio è un disaccaride in cui i residui di due molecole di d-glucopiranosio sono legati da un legame (1 ^ 4) -glucosidico.

L'atomo di carbonio aomerico che partecipa alla formazione di questo legame ha la a-configurazione, e l'atomo anomimo con un gruppo ossidrile emiacetale può avere sia la configurazione a-che β (rispettivamente a-e β-maltosio).

Nel nome sistematico del disaccaride, la "prima" molecola acquisisce il suffisso -osile, mentre il "secondo" conserva il suffisso -ose. Inoltre, il nome completo indica la configurazione di entrambi gli atomi di carbonio anomici.

Cellobiose. Questo disaccaride è formato da idrolisi incompleta del polisaccaride di cellulosa.

Il cellobiosio è un disaccaride in cui i residui di due molecole di d-glucopiranosio sono legati da un legame β (1-4) -glicosidico.

La differenza tra cellobiosio e maltosio è che l'atomo di carbonio anomalo coinvolto nella formazione del legame glicosidico ha la configurazione β.

Il maltosio viene scisso dall'enzima α-glucosidasi, che non è attivo contro il cellobiosio. Il cellobiosio è in grado di essere scisso dall'enzima β-glucosidasi, ma questo enzima è assente nel corpo umano, pertanto il cellobiosio e la corrispondente cellulosa polisaccaride non possono essere processati nel corpo umano. I ruminanti possono mangiare erba cellulosa (fibra) perché i batteri nel loro tratto gastrointestinale hanno β-glucosidasi.

La differenza di configurazione tra maltosio e cellobiosio comporta una differenza conformazionale: il legame α-glicosidico nel maltosio è situato assialmente, e il legame β-glicosidico nella cellobiosi è equatoriale. Lo stato conformazionale dei disaccaridi è la causa primaria della struttura lineare della cellulosa, che include il cellobiosio, e la struttura a spirale di amilosio (amido), costituita da unità di maltosio.

Il lattosio è contenuto nel latte (4-5%) ed è ottenuto dal siero dopo la separazione della cagliata (da qui il suo nome "zucchero del latte").

Il lattosio è un disaccaride in cui i residui di d-galattopiranosio e d-glucopiranosio sono legati da un legame P (1-4) -glicosidico.

L'atomo di carbonio anomico di d-galactopiranosio che partecipa alla formazione di questo legame ha la configurazione β. L'atomo aomerico del frammento di glucopiranosio può avere sia la configurazione α che β (α e β lattosio, rispettivamente).

11.2.2. Disaccaridi non riducenti

Il più importante disaccaride non riducente è il saccarosio. La sua fonte è la canna da zucchero, la barbabietola da zucchero (fino al 28% della sostanza secca), i succhi vegetali e di frutta.

Il saccarosio è un disaccaride in cui i residui di a-d-glucopiranosio e β-d-fruttofuranosio sono legati da legami glicosidici a causa di gruppi ossidrile emiacetale di ciascun monosaccaride.

Poiché non ci sono gruppi ossidrile emiacetali nella molecola del saccarosio, esso è incapace di cicloossiro-tautomerismo. Le soluzioni di saccarosio non sono in agguato.

11.2.3. Proprietà chimiche

Chimicamente, gli oligosaccaridi sono glicosidi e anche gli oligosaccaridi riducenti possiedono segni di monosaccaridi, poiché contengono un potenziale gruppo aldeidico (in forma aperta) e ossidrile emiacetale. Questo è ciò che determina il loro comportamento chimico. Entrano in molte reazioni caratteristiche dei monosaccaridi: formano esteri, possono essere ossidati e ridotti dall'azione degli stessi reagenti.

La reazione più caratteristica dei disaccaridi è l'idrolisi acida, che porta alla scissione del legame glicosidico con la formazione di monosaccaridi (in tutte le forme tautomeriche). In termini generali, questa reazione è simile all'idrolisi degli alchilglicosidi (vedi 11.1.5).

I polisaccaridi costituiscono la maggior parte della materia organica nella biosfera terrestre. Svolgono tre importanti funzioni biologiche, agendo come componenti strutturali di cellule e tessuti, riserva di energia e sostanze protettive.

I polisaccaridi (glicani) sono carboidrati ad alto peso molecolare. Per natura chimica, sono poliglicosidi (poliacetali).

Secondo il principio di struttura, i polisaccaridi non differiscono dalla riduzione degli oligosaccaridi (vedi 11.2). Ogni unità di monosaccaridi è collegata da legami glicosidici con le unità precedenti e successive. Nello stesso momento, per connessione con il collegamento successivo, un gruppo ossidrile hemiacetal è presentato, e con quello precedente - un gruppo alcolico. La differenza sta solo nella quantità di residui di monosaccaridi: i polisaccaridi possono contenere centinaia e persino migliaia di essi.

Nei polisaccaridi di origine vegetale, i legami (1-4) -glicosidici sono più comuni, e nei polisaccaridi di origine animale e batterica ci sono altri tipi di legami. Ad una estremità della catena polimerica vi è il residuo del monosaccaride riducente. Poiché la sua parte nell'intera macromolecola è molto piccola, i polisaccaridi praticamente non mostrano proprietà riducenti.

La natura glicosidica dei polisaccaridi causa la loro idrolisi in acido e la stabilità nei mezzi alcalini. L'idrolisi completa porta alla formazione di monosaccaridi o loro derivati, incompleti, in un numero di oligosaccaridi intermedi, compresi i disaccaridi.

I polisaccaridi hanno un alto peso molecolare. Sono caratterizzati da un livello superiore di organizzazione strutturale macromolecolare tipica delle sostanze ad alto peso molecolare. Insieme alla struttura primaria, cioè con una sequenza specifica di residui monomerici, un ruolo importante è giocato dalla struttura secondaria definita dalla disposizione spaziale della catena macromolecolare.

Le catene di polisaccaridi possono essere ramificate o non ramificate (lineari).

I polisaccaridi sono divisi in gruppi:

• omopolysaccaridi costituiti da residui di un monosaccaride;

• eteropolisaccaridi costituiti da residui di diversi monosaccaridi.

Gli omopolisaccaridi comprendono molti polisaccaridi vegetali (amido, cellulosa, pectina), animali (glicogeno, chitina) e batteri (destrano).

Gli eteropolisaccaridi, che comprendono molti animali e polisaccaridi batterici, sono meno studiati, ma svolgono un ruolo biologico importante. Gli eteropolisaccaridi nel corpo sono associati a proteine ​​e formano complessi supramolecolari complessi.

Amido. Questo polisaccaride consiste di due tipi di polimeri costruiti a partire da d-glucopiranosio: amilosio (10-20%) e amilopectina (80-90%). L'amido si forma nelle piante durante la fotosintesi e viene "immagazzinato" in tuberi, radici e semi.

L'amido è una sostanza amorfa bianca. È insolubile in acqua fredda, si gonfia in acqua calda e in parte si dissolve gradualmente. Quando l'amido viene rapidamente riscaldato a causa dell'umidità (10-20%) in esso contenuta, la scissione idrolitica della catena macromolecolare avviene in pezzi più piccoli e si forma una miscela di polisaccaridi, chiamati destrine. I destrina sono più solubili in acqua dell'amido.

Questo processo di scissione dell'amido, o destrinizzazione, viene effettuato durante la cottura. L'amido di farina convertito in destrina è più facile da digerire grazie alla sua maggiore solubilità.

L'amilosio è un polisaccaride in cui i residui di d-glucopiranosio sono legati da un legame (1-4) -glicosidico, cioè il frammento di disaccaride dell'amilosio è maltosio.

La catena di amilosio è non ramificata, comprende fino a mille residui di glucosio, il peso molecolare è fino a 160 mila.

Secondo l'analisi a raggi X, la macromolecola di amilosio è avvolta a spirale (Figura 11.2). Per ogni turno dell'elica ci sono sei collegamenti monosaccaridi. Le molecole di dimensioni corrispondenti, ad esempio le molecole di iodio, possono formare il canale interno dell'elica, formando complessi chiamati composti di inclusione. Il complesso di amilosio con iodio è blu. Viene utilizzato a scopo analitico per scoprire amido e iodio (test iodkrahmal).

Fig. 11.2. Struttura dell'amilosio a spirale (vista lungo l'asse dell'elica)

L'amilopectina, a differenza dell'amilosio, ha una struttura ramificata (Fig. 11.3). Il suo peso molecolare raggiunge 1-6 ppm.

Fig. 11.3. Macromolecola amilopectina ramificata (cerchi colorati - punti di diramazione delle catene laterali)

L'amilopectina è un polisaccaride ramificato, nelle cui catene i residui di D-glucopiranosio sono collegati da un legame (1 ^ 4) -glucoside e ai punti di ramificazione da un legame (1 ^ 6). Tra i punti di diramazione sono presenti 20-25 residui di glucosio.

L'idrolisi dell'amido nel tratto gastrointestinale avviene sotto l'azione di enzimi che scompongono un legame (1-4) e un (1-6) -glicosidico. I prodotti finali di idrolisi sono glucosio e maltosio.

Glicogeno. Negli organismi animali, questo polisaccaride è un analogo strutturale e funzionale dell'amido vegetale. Nella struttura, è simile all'amilopectina, ma ha una catena ramificata ancora più grande. Di solito tra i punti di ramificazione contiene 10-12, a volte anche 6 unità di glucosio. Condizionalmente si può dire che la ramificazione della macromolecola di glicogeno è due volte più grande dell'amilopectina. Una forte ramificazione contribuisce alla funzione energetica del glicogeno, poiché solo con molti residui terminali è possibile garantire la rapida eliminazione del numero richiesto di molecole di glucosio.

La massa molecolare del glicogeno è insolitamente grande e raggiunge i 100 milioni: questa dimensione di macromolecole contribuisce alla funzione di un carboidrato di riserva. Pertanto, la macromolecola di glicogeno, a causa delle sue grandi dimensioni, non passa attraverso la membrana e rimane all'interno della cellula finché non si presenta la necessità di energia.

L'idrolisi del glicogeno in un mezzo acido procede molto facilmente con una resa quantitativa di glucosio. Questo viene utilizzato nell'analisi dei tessuti per il contenuto di glicogeno in base alla quantità di glucosio formatosi.

Analogamente al glicogeno negli organismi animali, l'amilopectina, che ha una struttura meno ramificata, svolge lo stesso ruolo di un polisaccaride di riserva nelle piante. Ciò è dovuto al fatto che i processi metabolici avvengono molto più lentamente nelle piante e non richiedono un rapido flusso di energia, come talvolta è necessario per un organismo animale (situazioni stressanti, stress fisico o mentale).

Cellulosa. Questo polisaccaride, detto anche fibra, è il polisaccaride vegetale più comune. La cellulosa ha una grande resistenza meccanica e svolge la funzione del materiale di supporto delle piante. Il legno contiene il 50-70% di cellulosa; il cotone è quasi puro cellulosa. La cellulosa è una materia prima importante per un certo numero di industrie (cellulosa e carta, tessile, ecc.).

La cellulosa è un polisaccaride lineare in cui i residui di d-gluco-piranosio sono legati da legami P (1-4) -glicosidici. La frazione di cellulosa disaccaride è cellobiosio.

La catena macromolecolare non ha rami, contiene 2,5-12 mila residui di glucosio, che corrisponde a un peso molecolare di 400 mila a 1-2 milioni.

La configurazione β dell'atomo di carbonio anomico porta al fatto che la macromolecola della cellulosa ha una struttura strettamente lineare. Ciò è facilitato dalla formazione di legami idrogeno all'interno della catena, nonché tra catene adiacenti.

Tale imballaggio di catene fornisce elevata resistenza meccanica, fibra, insolubilità nell'acqua e inerzia chimica, il che rende la cellulosa un materiale eccellente per la costruzione di pareti cellulari di piante. La cellulosa non viene scissa dai soliti enzimi del tratto gastrointestinale, ma è necessaria per la normale alimentazione come zavorra.

Derivati ​​essenziali della cellulosa sono di grande importanza pratica: acetati (seta artificiale), nitrati (esplosivi, colloxilina) e altri (rayon, cellophane).

Polisaccaridi del tessuto connettivo. Tra i polisaccaridi del tessuto connettivo, condroitin solfati (pelle, cartilagine, tendini), acido ialuronico (corpo vitreo dell'occhio, cordone ombelicale, cartilagine, liquido articolare) ed eparina (fegato) sono stati studiati in modo più completo. Strutturalmente, questi polisaccaridi hanno alcune caratteristiche comuni: le loro catene non ramificate consistono di residui disaccaridi composti da acido urico (d-glucuronico, d-galatturonico, l-iduronico - epimero dell'acido d-glucuronico secondo C-5) e aminosugar (N-acetilglucosamina, N-acetilgalattosamina). Alcuni di essi contengono residui di acido solforico.

I polisaccaridi del tessuto connettivo sono talvolta chiamati mucopolisaccaridi acidi (dal muco latino - muco), perché contengono gruppi carbossilici e gruppi solfo.

Solfati di condroitina Consistono di residui disaccaridi di condrosina N-acetilata, collegati da legami β (1-4) -glicosidici.

L'N-acetilcondrosina è costituita da residui di acido D-glucuronico e N-acetil-D-galattosamina legati da un legame β (1-3) -glicosidico.

Come suggerisce il nome, questi polisaccaridi sono esteri dell'acido solforico (solfati). Il gruppo solfato forma un legame etereo con il gruppo ossidrile di N-acetil-D-galattosamina, che è in posizione 4 o 6. Rispettivamente, essi distinguono tra hondroitin-4-solfato e condroitin-6-solfato. La massa molecolare di condroitin solfato è 10-60 mila.

Acido ialuronico Questo polisaccaride è costituito da residui di disaccaride legati da legami β (1-4) -glucoside.

La parte disaccaridica è costituita da residui di acido D-glucuronico e N-acetil-D-glucosamina, legati da un legame glicosidico β (1-3).

Eparina. Nell'eparina, le unità ripetitive disaccaride contengono residui di d-glucosamina e uno degli acidi uronici, d-glucuronico o l-iduronico. Quantitativamente, prevale l'acido l-iduronico. All'interno del frammento di disaccaride, viene stabilito un legame α (1-4) -glucoside e tra i frammenti di disaccaride, un legame α (1-4), se il frammento termina con un acido l-edonico e una connessione β (1-4), se d - acido glucuronico.

Il gruppo amminico della maggior parte dei residui di glucosamina è solfato e alcuni di essi sono acetilati. Inoltre, i gruppi solfato sono contenuti in un numero di residui di acido l-iduronico (in posizione 2), così come glucosamina (in posizione 6). I residui dell'acido d-glucuronico non sono solfati. In media, 2,5-3 gruppi di solfati cadono su un frammento di disaccaride. Il peso molecolare dell'eparina è 16-20 mila.

L'eparina previene la coagulazione del sangue, cioè mostra proprietà anticoagulanti.

Molti eteropolisaccaridi, compresi quelli discussi sopra, non sono contenuti in libere, ma in forma legata con catene polipeptidiche. Tali composti molecolari elevati sono indicati come biopolimeri misti, per i quali viene attualmente utilizzato il termine glicoconiugato.

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