Углеводы. Сахариды

Углеводы. Сахариды

Углеводы (сахариды) — это органические вещества, состав которых часто можно выразить общей формулой C_n(H_2O)_m. Они играют важнейшую роль в питании и обмене веществ всех живых организмов, служат источником энергии, строительным и запасным материалом. По способности к гидролизу углеводы делят на три большие группы: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Классификация углеводов

• Моносахариды не подвергаются гидролизу: глюкоза и фруктоза имеют формулу C_6H_12O_6.
• Дисахариды при гидролизе дают две молекулы моносахаридов: сахароза C_12H_22O_11.
• Полисахариды — высокомолекулярные вещества: крахмал и целлюлоза с формулой (C_6H_10O_5)_n.

Глюкоза — важнейший моносахарид

Молекула глюкозы содержит одну альдегидную группу и пять гидроксильных групп, поэтому она проявляет одновременно свойства альдегида и многоатомного спирта. Как альдегид глюкоза даёт реакцию серебряного зеркала, как многоатомный спирт — образует синий раствор с гидроксидом меди (II). Важнейшая практически реакция глюкозы — спиртовое брожение:

C_6H_12O_6 → 2C_2H_5OH + 2CO_2

Глюкоза образуется в зелёных растениях в процессе фотосинтеза и служит первичным источником энергии для клеток. В организме человека глюкоза окисляется с выделением энергии, необходимой для жизнедеятельности, поэтому её раствор применяют в медицине для питания больных. Спиртовое брожение глюкозы лежит в основе виноделия и хлебопечения, а молочнокислое брожение используется при изготовлении кисломолочных продуктов.

Полисахариды

Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую общую формулу (C_6H_10O_5)_n, но различаются строением молекул и свойствами. Характерная качественная реакция на крахмал — синее окрашивание при добавлении раствора йода. При полном гидролизе оба полисахарида в конечном счёте дают глюкозу:

(C_6H_10O_5)_n + nH_2O → nC_6H_12O_6

Частая ошибка: считать крахмал и целлюлозу одним и тем же веществом из-за одинаковой формулы. Это разные полисахариды: крахмал — запасное питательное вещество растений, которое легко усваивается человеком, а целлюлоза — прочный строительный материал клеточных стенок, который организм человека не переваривает.

Кратко о главном

• Углеводы делятся на моно-, ди- и полисахариды по способности к гидролизу.
• Глюкоза сочетает свойства альдегида и многоатомного спирта и способна к брожению.
• Качественные реакции: серебряное зеркало на глюкозу и йод-крахмальная реакция на крахмал.
• Гидролиз ди- и полисахаридов в конечном счёте приводит к образованию глюкозы.