Полисахариды: крахмал, целлюлоза

Урок 44                                                   Лекция

Тема: «Углеводы»

Цель урока: систематизировать знания об углеводах, как классе органических соединений; изучить строение, свойства, нахождение в природе.

Углеводы –кислородосодержащие органические вещества природного происхождения, содержащие в своем составе несколько гидроксильных групп и карбонильную группу, а также их производные.

Углеводы – природные соединения, большая часть которых имеет состав: Сn(H₂O)m

· Если в молекуле углевода 5 атомов углерода, то его называют пентоза, если 6 – гексоза;

· Если в молекуле углевода присутствует альдегидная группа, то его называют альдоза, кетонная группа –кетоза.

Классификация углеводов.

Углеводы

Простые (моносахариды)       Сложные

Пентозы Гексозы Дисахариды Полисахариды

Рибоза(С₅Н₁₀О₅) Глюкоза Фруктоза Сахароза Гликоген Крахмал

Дезоксирибоза

 

Глюкоза.

Глюкоза представляет собой наиболее распространенный моносахарид. Это бесцветноекристаллическое вещество, сладкое на вкус, хорошо растворимое в воде, не растворима в эфире. Температура плавления

150 °C.

Строение глюкозы.

Молекулярная формула глюкозы С₆Н₁₂О₆

Имеет неразветвленный углеродный скелет и представляет собой альдегидоспирт, содержащий одну альдегидную и пять гидроксильных групп.

Содержится в соке винограда (название- виноградный сахар), других ягод и фруктов, является структурным звеном сахарозы, клетчатки и крахмала. В крови человека содержится около 0,1%  глюкозы.

В природе глюкоза образуется в зеленых листьях растений из углекислого газа, поглощаемого из воздуха, и воды под действием солнечного света. Упрощенно фотосинтез можно изобразить уравнением:

6СО₂ + 6Н₂О + 2920кДж → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Для глюкозы характерны реакции брожения. Брожением называются реакции, протекающие под действием органических катализаторов – ферментов. Различают несколько типов брожения.

1. Спиртовое брожение. Протекает под действием ферментов – дрожжей. В результате образуется этиловый спит и углекислый газ:

С₆Н₁₂О₆ → 2С₂Н₅ОН + 2СО₂↑

2. Молочнокислое брожение (образуется молочная кислота). Так, например, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение глюкозы, так же как и при силосовании кормов.

C₆H₁₂O₆ → 2CH₃ - CH(OH - COOH

                                                                            Молочная кислота

3. Маслянокислое брожение (образуется масляная кислота). Пи прогоркании масла, а также если подвергаемая силосованию масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего воздуха происходит маслянокислое брожение и корм становится непригоден к применению.

C₆H₁₂O₆ → C₃H₇COOH + 2H₂ + 2CO₂

                                                                Масляная кислота

4. Лимоннокислое брожение

C₆H₁₂O₆→ HOOC-CH₂-C(OH)(COOH)-CH₂-COOH+2H₂O

                                                                  Лимонная кислота

Изомером глюкозы является фруктоза. Фруктоза C₆H₁₂O₆ почти в три раза слаще сахара и вместе с глюкозой является основной составной частью мёда.

 Сахароза.

Сахароза представляет собой дисахарид с молекулярной формулой С₁₂Н₂₂О₁₁. Образован двумя молекулами гексоз - глюкозой и  фруктозой.

Сахароза бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, имеет сладкий вкус. Она содержится в соке сахарного тростника (14-16%), сахарной свеклы (16-21%) и некоторых других растений.

Изомерами сахарозы являются мальтоза и лактоза.

Мальтоза (C₁₂H₂₂O₁₁) – дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы; содержится в больших количествах в проросших зёрнах (солоде) ячменя, ржи и других зерновых; обнаружен также в томатах, в пыльце и нектаре ряда растений. Мальтоза менее сладка, чем, например, сахароза, однако, она более чем в 2 раза слаще лактозы.

Лактоза C₁₂H₂₂O₁₁ – углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах. Молекула лактозы состоит из остатков молекул глюкозы и галактозы.

Полисахариды: крахмал, целлюлоза

Основные представители - крахмал и целлюлоза - построены из остатков одного моносахарида - глюкозы. Крахмал и целлюлоза обладают различными свойствами, но имеют одинаковую молекулярную формулу, то есть являются изомерами:

(C₆H₁₀O₅)_n

Целлюлоза – самый распространенный растительный полисахарид. Выполняет функцию опорного материала растений. Древесина содержит 50—70% целлюлозы; хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу. Целлюлоза является важным сырьем для ряда отраслей промышленности (целлюлозно-бумажной, текстильной и т. п.).

Крахмал – это белый порошок, без запаха, нерастворимый в воде. В горячей воде набухает, образуя коллоидный раствор – клейстер.

Крахмал чрезвычайно распространен в растительном мире. Так клубни картофеля содержат до 20% крахмала, в зернах пшеницы и кукурузы около 70%, а в рисе до 80%.

Реактивом на крахмал является йод, при этом появляется синее окрашивание.

    В древности недобросовестные торговцы подмешивали в сметану муку, чтобы она становилась гуще. Обнаружить такой обман можно было очень легко. Для этого достаточно было капнуть маленькую капельку йода на сметану. И если продукт содержал крахмал, то йод приобретал синюю окраску.

Одним из важнейших химических свойств крахмала является процесс гидролиза, который протекает ступенчато. Вначале образуются макромолекулы с меньшей молекулярной массой, чем у крахмала – декстрины, затем образуется изомер сахарозы – мальтоза и конечным продуктом гидролиза является – глюкоза

   Крахмала → декстрины → мальтоза → глюкоза

(С₆Н₁₀О₅)_n  + nН₂О → nС₆Н₁₂О₆

Впервые реакцию гидролиза крахмала при каталитическом действии серной кислоты открыл в 1881 г. русский ученый К.С. Кирхгофф.

 

Сделать тест!