Моносахариды

Углеводы являются важным классом природных органических соединений. Углеводы входят в состав клеток и тканей всех растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле (до 80 % сухого вещества растений и около 2 % сухого вещества животных организмов составляют углеводы).

В живой природе углеводы выполняют следующие функции:

– источники энергии в метаболических процессах (в растениях - крахмал, в животных организмах - гликоген);

– структурные компоненты клеточных стенок растений (целлюлоза); -–– выполняют роль субстратов и регуляторов специфических биохимических процессов;

– являются составными элементами жизненно важных веществ: нуклеиновых кислот, коферментов, витаминов и др.

– углеводы служат основным компонентом пищи млекопитающих, а человека обеспечивают пищей, одеждой и жилищем.

На долю углеводов приходится 60-70% пищевого рациона. Они содержатся преимущественно в растительных продуктах, являются основными компонентами хлеба, круп, макарон, кондитерских изделий, служат сырьем в бродильной промышленности, в производстве пищевых кислот: уксусной, молочной, лимонной.

Только растения способны осуществлять полный синтез углеводов путем фотосинтеза, в процессе которого вода и углекислый газ превращаются в углеводы под действием солнечного света как источника энергии. Животные организмы не способны синтезировать углеводы и получают их из растительных источников:

солнечная

энергия (hn)

В результате фотосинтеза накапливается огромное количество гомополисахаридов - целлюлозы и крахмала. Некоторые растения накапливают углеводы в виде уникального дисахарида - сахарозы, который выделяют в настоящее время в значительных количествах (8.2 × 10⁷ т/год). В отличие от не возобновляемых запасов органических веществ (нефть, газ, каменный уголь) запасы углеводов восполняются в живой природе ежегодно.

Углеводами (или сахарами) называют группу природных веществ, которые в соответствии с химической классификацией являются полигидроксиальдегидами или полигидроксикетонами, либо продуктами их поликонденсации.

Впервые термин «углеводы» был предложен профессором Дерптского (Тартуского) университета К. Шмидтом в 1884 году, в связи с тем, что первые из известных их представителей имели состав С_n(Н₂О)_m, т. е. их рассматривали как соединения углерода с водой.

В настоящее время известно множество углеводов, по составу не соответствующих этой формуле. Однако термин «углеводы» сохранился, хотя не отражает ни состава, ни химической природы этого класса соединений. Второе название углеводов - (сахара) связано с тем, что многие представители этого класса соединений обладают сладким вкусом, обычный сахар С₁₂Н₂₂О₁₁ входит в их состав.

Классификация углеводов основана на структуре и физико-химических свойствах.

Углеводы подразделяются на две основные группы:

– моносахариды: альдозы и кетозы;

– полисахариды: низкомолекулярные и высокомолекулярные.

Моносахариды (простые сахара) (триозы, тетрозы, пентозы, гексозы). Это углеводы, которые не способны гидролизоваться до более простых соединений.

Полисахариды делятся на низкомолекулярные (сахароподобные или олигосахариды) и высокомолекулярные (несахароподобные) углеводы.

Низкомолекулярные сахара (олигосахариды) бывают восстанавливающие и невосстанавливающие. Это углеводы, которые при гидролизе распадаются на 2-8 моносахаридов («олигос» – по-гречески немногий).

Высокомолекулярные углеводы (гомополисахариды и герерополисахориды). Это продукты поликонденсации моносахаридов, они способны гидролизоваться с образованием простых углеводов (от десятков до сотен тысяч молекул моносахаридов).

2.1 Общая характеристика