Qué fórmulas generales corresponden a los carbohidratos de estos grupos. Carbohidratos. Clasificación. Funciones. Suministro de nutrientes

Según su capacidad de hidrolizarse, los carbohidratos se dividen en monosacáridos simples y polisacáridos complejos, disacáridos (oligo., tri.)

Monosacáridos(azúcares simples) son carbohidratos que no se pueden hidrolizar en compuestos más simples.

oligosacáridos(azúcares de bajo peso molecular): carbohidratos que, tras la hidrólisis, se descomponen en 2-8 monosacáridos.

Polisacáridos(azúcares complejos) son productos de condensación de monosacáridos; pueden hidrolizarse para formar carbohidratos simples (de decenas a cientos de miles de moléculas de monosacáridos);

ESTRUCTURA DE LOS CARBOHIDRATOS

El término "hidratos de carbono", propuesto en siglo XIX, se basó en el supuesto de que todos los carbohidratos contienen 2 componentes: carbono y agua, y su composición elemental puede expresarse mediante la fórmula general C m (H 2 O) n. Aunque existen excepciones a esta regla y no es del todo exacta, esta definición permite caracterizar de la forma más sencilla la clase de carbohidratos en su conjunto. Además, fracasó el intento de la Comisión de Nomenclatura Química de sustituir el término “carbohidratos” por “glúcidos”. El nuevo término no fue ampliamente aceptado. El término "carbohidratos" está arraigado y generalmente aceptado.

Los carbohidratos se pueden dividir en 3 grupos principales según la cantidad de monómeros que contienen: monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

6. Propiedades físico-químicas de los carbohidratos

Propiedades físicas

Los monosacáridos son sustancias sólidas que son fácilmente solubles en agua, poco solubles en alcohol y completamente insolubles en éter. Las soluciones acuosas tienen una reacción neutra al tornasol. La mayoría de los monosacáridos tienen un sabor dulce, pero menos que el azúcar de remolacha.

Propiedades químicas

Los monosacáridos exhiben las propiedades de los alcoholes y los compuestos carbonílicos.

7.Principios de clasificación de los derivados de carbohidratos: glicoproteínas, glicolípidos, proteoglicanos, etc. papel biológico datos de conexión..(lo tomaste)

8.Carbohidratos como componentes de ácidos nucleicos, coenzimas, vitaminas.

Ácidos nucleicos es un componente no proteico de la nucleoproteína

nuevo Actualmente son considerados como complejos supramoleculares.

y basado en la presencia de un componente no proteico, desoxirribonucleopro-

teínas (DRNP) y ribonucleoproteínas (RNP).

Composición de ácido nucleico

La composición de los ácidos nucleicos se estudió a finales del siglo XIX utilizando

utilizando métodos simples: hidrólisis y reacciones cualitativas a estructurales.

Componentes. Entonces se encontró que la composición de los ácidos nucleicos contiene.

carbohidratos, compuestos que contienen nitrógeno y ácido fosfórico.

Los carbohidratos están representados por pentosas, ribosa y desoxirribosa (Fig.

5.2), que se encuentran en el ARN y el ADN, respectivamente. .

COENZIMAS(del latín co- - un prefijo que significa compatibilidad y enzimas) (coenzimas), org. natural Conexiones necesarias para la implementación del catalizador. acción enzimática. Estas sustancias, a diferencia del componente proteico de la enzima (apoenzima), tienen un mol relativamente pequeño. masa y, por regla general, termoestable. A veces, por coenzimas se entiende cualquier sustancia poco fundida. in-va, cuya participación es necesaria para la manifestación del catalizador. acción de la enzima, incluidos los iones, por ejemplo. K+, Mg2+ y Mn2+.

vitaminas- (del latín vita - vida), compuestos orgánicos de bajo peso molecular de diversa naturaleza química, necesarios en pequeñas cantidades para el metabolismo normal y la actividad vital de los organismos vivos. Muchas vitaminas son precursoras de coenzimas, que participan en diversas reacciones enzimáticas. 10.funciones biológicas y características estructurales de los aminoácidos.

Aminoácidos (ácidos aminocarboxílicos) - compuestos orgánicos, cuya molécula contiene simultáneamente carboxilo Y amina grupos.

Aminoácidos- compuestos cristalinos incoloros, en la mayoría de los casos muy solubles en agua. Su estructura contiene dos grupos funcionales de átomos: amina NH 2 y carboxilo COOH.

Características de la estructura de los aminoácidos. Consisten en isomería, que también puede deberse a la ramificación del esqueleto carbonado, así como a la estructura de su cadena carbonada.

Funciones biológicas de los aminoácidos.

1. Elementos estructurales de péptidos y proteínas. Las proteínas contienen 20 aminoácidos proteinogénicos , que están codificados por el código genético y se encuentran constantemente en las proteínas. Algunos de ellos están sujetos a modificación post-traduccional, es decir. puede estar fosforilado, acilado o hidroxilado.

2. Elementos estructurales de otros compuestos naturales. Los aminoácidos y sus derivados están incluidos en la composición. coenzimas ,ácidos biliares ,antibióticos.

3. Portadores de señales. Algunos de los aminoácidos son neurotransmisores o precursores de neurotransmisores, mediadores o hormonas .

4. Metabolitos. Los aminoácidos son los más importantes y algunos de ellos son vitales. componentes de potencia .Algunos aminoácidos participan en metabolismo, por ejemplo, sirven como donantes de nitrógeno. Los aminoácidos no proteinógenos se forman como productos intermedios durante la biosíntesis y degradación de aminoácidos proteinógenos o en el ciclo de la urea.

Reacciones de la glucosa por grupos alcohol.

La glucosa reacciona con los ácidos carboxílicos o sus anhídridos para formar ésteres. Por ejemplo, con anhídrido acético:

Como alcohol polihídrico, la glucosa reacciona con hidróxido de cobre (II) para formar una solución azul brillante de glucósido de cobre (II):

Reacciones de la glucosa por grupo aldehído.

La reacción del “espejo de plata”:

Oxidación de glucosa con hidróxido de cobre (II) cuando se calienta en un medio alcalino:

Cuando se expone al agua con bromo, la glucosa también se oxida a ácido glucónico.

La oxidación de la glucosa con ácido nítrico conduce a un ácido de azúcar dibásico:

Reducción de glucosa a sorbitol de alcohol hexahídrico:

El sorbitol se encuentra en muchas bayas y frutas.

Tres tipos de fermentación de glucosa.
bajo la influencia de varias enzimas

Fermentación alcohólica:

Fermentación del ácido láctico:

Fermentación del ácido butírico:

Reacciones de disacáridos

Hidrólisis de sacarosa en presencia. ácidos minerales(H 2 SO 4, HCl, H 2 CO 3):

Oxidación de la maltosa (un disacárido reductor), por ejemplo la reacción del “espejo de plata”:

Reacciones de polisacáridos.

La hidrólisis del almidón en presencia de ácidos o enzimas puede ocurrir en etapas. EN diferentes condiciones Se pueden distinguir varios productos: dextrinas, maltosa o glucosa:

El almidón da un color azul con una solución acuosa de yodo. Cuando se calienta, el color desaparece y cuando se enfría vuelve a aparecer. La reacción del almidón y el yodo es una reacción cualitativa del almidón. Se cree que el yoduro de almidón es un compuesto de inclusión-incorporación de yodo en los túbulos internos de las moléculas de almidón.

Hidrólisis de celulosa en presencia de ácidos:

Nitración de celulosa con ácido nítrico concentrado en presencia de ácido sulfúrico concentrado. De los tres posibles nitroésteres (mono, di y trinitroésteres) de celulosa, dependiendo de la cantidad Ácido nítrico y la temperatura de la reacción, se forma predominantemente uno de ellos. Por ejemplo, la formación de trinitrocelulosa:

Trinitrocelulosa, llamada piroxilina, utilizado en la producción de pólvora sin humo.

Acetilación de celulosa por reacción con anhídrido acético en presencia de ácidos acético y sulfúrico:

La fibra artificial se produce a partir de triacetilcelulosa. acetato.

La celulosa se disuelve en un reactivo de cobre y amoníaco, una solución de (OH) 2 en amoníaco concentrado. Cuando dicha solución se acidifica en condiciones especiales La celulosa se obtiene en forma de hilos.
Este - Fibra de cobre y amoníaco.

Cuando la celulosa se expone a un álcali y luego a un disulfuro de carbono, se forma xantato de celulosa:

La fibra de celulosa se obtiene a partir de una solución alcalina de dicho xantato: viscosa.

Los carbohidratos son sustancias orgánicas cuyas moléculas están formadas por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Además, el hidrógeno y el oxígeno que contienen se encuentran en la misma proporción que en las moléculas de agua (1:2).
La fórmula general de los carbohidratos es C n (H 2 O) m, es decir, parecen estar compuestos de carbono y agua, de ahí el nombre de la clase, que tiene raíces históricas. Surgió a partir del análisis de los primeros hidrocarburos conocidos. Posteriormente se descubrió que hay carbohidratos en cuyas moléculas no existe una relación 1H: 2O, por ejemplo, desoxirribosa - C 5 H 10 O 4. También se conocen compuestos orgánicos cuya composición coincide con la fórmula general dada, pero que no pertenecen a la clase de los carbohidratos. Estos incluyen, por ejemplo, formaldehído CH 2 O y ácido acético CH 3 COOH.
Sin embargo, el nombre “hidrocarburos” se ha arraigado y es generalmente aceptado para estas sustancias.
Los hidrocarburos, según su capacidad de hidrolizarse, se pueden dividir en tres grupos principales: mono, di y polisacáridos.

Monosacáridos- carbohidratos que no se hidrolizan (no se descomponen con agua). A su vez, dependiendo del número de átomos de carbono. Los monosacáridos se dividen en triosis(cuyas moléculas contienen tres átomos de carbono), tetrosas(cuatro átomos), pentosas(cinco), hexosas(seis), etc.
En la naturaleza, los monosacáridos se proporcionan predominantemente. pentosas Y hexosas. Las pentosas incluyen, por ejemplo, ribosa C5H10O5 y desoxirribosa(ribosa a la que se le ha “eliminado” el átomo de oxígeno) C 5 H 10 O 4 . Forman parte del ARN y del ADN y determinan la primera parte de los nombres de los ácidos nucleicos.
A las hexosas que tienen un común fórmula molecular C 6 H 12 O 6 incluyen, por ejemplo, glucosa, fructosa, galactosa.
disacáridos– carbohidratos que se hidrolizan para formar dos moléculas de monosacáridos, como las hexosas. La fórmula general de la gran mayoría de los disacáridos no es difícil de derivar: es necesario "agregar" dos fórmulas de hexosa y "restar" una molécula de agua de la fórmula resultante: C 12 H 22 O 10. En consecuencia, podemos escribir la ecuación general de hidrólisis:

C 12 H 22 O 10 + H 2 O → 2C 6 H 12 O 6
Los disacáridos incluyen:
1) C acarosa(azúcar de mesa común), que al hidrólisis forma una molécula de glucosa y una molécula de fructosa. Se encuentra en grandes cantidades en la remolacha azucarera, la caña de azúcar (de ahí los nombres de remolacha y caña de azúcar), el arce (los pioneros canadienses extrajeron el azúcar de arce), la palma de azúcar, el maíz, etc.

2) Maltosa(azúcar de malta), que se hidroliza para formar dos moléculas de glucosa. La maltosa se puede obtener mediante hidrólisis del almidón bajo la acción de enzimas contenidas en la malta: granos de cebada germinados, secos y molidos.
3)Lactosa(azúcar de la leche), que se hidroliza para formar moléculas de glucosa y galactosa. Se encuentra en la leche de los mamíferos, tiene poco dulzor y se utiliza como relleno en grageas y comprimidos farmacéuticos.

El sabor dulce de los diferentes mono y disacáridos es diferente. Así, el monosacárido más dulce, la fructosa, es 1,5 veces más dulce que la glucosa, que se toma como estándar. . sacarosa(disacárido), a su vez, es 2 veces más dulce que la glucosa y entre 4 y 5 veces más dulce que la lactosa, que es casi insípida.

Polisacáridos – almidón, glucógeno, dextrinas, celulosa, etc. - carbohidratos que se hidrolizan para formar muchas moléculas de monosacáridos, con mayor frecuencia glucosa.
Para derivar la fórmula de los polisacáridos, es necesario "restar" una molécula de agua de una molécula de glucosa y escribir una expresión con el índice n: (C 6 H 10 O 5)n. Al fin y al cabo, es gracias a la escisión de las moléculas de agua que en la naturaleza se forman di y polisacáridos.
El papel de los carbohidratos en la naturaleza y su valor en la vida humana es extremadamente importante. Formados en las células vegetales como resultado de la fotosíntesis, actúan como fuente de energía para las células animales. Esto se aplica principalmente a la glucosa.
Muchos carbohidratos (almidón, glucógeno, sacarosa) desempeñan una función de almacenamiento, una función de reserva. nutrientes.
Los ácidos de ADN y ARN, que contienen algunos carbohidratos (pentosa-ribosa y desoxirribosa), realizan las funciones de transmisión de información hereditaria.
Celulosa – Material de construcción células vegetales: desempeña el papel de marco para las membranas de estas células. Otro polisacárido - quitina- Realiza una función similar en las células de algunos animales: se forma el esqueleto externo de artrópodos (crustáceos), insectos y arácnidos.
En última instancia, los carbohidratos sirven como nuestra fuente de nutrición: consumimos cereales, que contienen almidón, o se los damos a los animales, en cuyos cuerpos el almidón se convierte en grasas y proteínas. La ropa más higiénica está hecha de celulosa o productos a base de celulosa: algodón y lino, fibra de viscosa, acetato de seda. Casas de madera y los muebles se construyen con la misma celulosa que forma la madera. La producción de películas cinematográficas y fotográficas se basa en la misma celulosa. Libros, periódicos, cartas y billetes son todos productos de la industria de la celulosa y el papel. Esto significa que los carbohidratos nos proporcionan lo esencial para la vida: comida, ropa, refugio.
Además, los carbohidratos participan en la construcción de proteínas, enzimas y hormonas complejas. Los carbohidratos también son sustancias vitales como la heparina (desempeña un papel vital: previene la coagulación de la sangre), el agar-agar (se obtiene de algas marinas y se utilizan en la industria microbiológica y de confitería (recordemos el famoso pastel de leche de pájaro).
Hay que destacar que el único tipo de energía en la Tierra (además de la nuclear, por supuesto) es la energía del Sol, y la única forma de acumularla para asegurar la vida de todos los organismos vivos es el proceso de fotosíntesis, que ocurre en células y conduce a la síntesis de carbohidratos a partir de agua y dióxido de carbono. Es durante esta transformación que se forma oxígeno, sin el cual la vida en nuestro planeta sería imposible:
6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Propiedades físicas y ocurrencia en la naturaleza.

Glucosa Y fructosa– sustancias sólidas e incoloras, sustancias cristalinas. La glucosa, que se encuentra en el jugo de uva (de ahí el nombre "azúcar de uva"), junto con la fructosa, que se encuentra en algunas frutas y verduras (de ahí el nombre "azúcar de frutas"), constituye una porción importante de la miel. La sangre de humanos y animales contiene constantemente alrededor de un 0,1% de glucosa (80-120 mg por 100 ml de sangre). La mayor parte (alrededor del 70%) sufre una lenta oxidación en los tejidos con liberación de energía y formación de productos finales: agua y dióxido de carbono (proceso de glucólisis):
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + 2920 kJ
La energía liberada durante la glucólisis cubre en gran medida las necesidades energéticas de los organismos vivos.
Un aumento en los niveles de glucosa en sangre de 180 mg por 100 ml indica una violación del metabolismo de los carbohidratos y el desarrollo de enfermedad peligrosa– diabetes mellitus.

Estructura de la molécula de glucosa.

La estructura de la molécula de glucosa se puede juzgar sobre la base de datos experimentales. Reacciona con ácidos carboxílicos para formar ésteres que contiene de 1 a 5 residuos ácidos. Si se agrega una solución de glucosa al hidróxido de cobre recién obtenido (||), el precipitado se disuelve y se obtiene una solución azul brillante del compuesto de cobre, es decir, se produce una reacción cualitativa con alcoholes polihídricos. Por eso , glucosa es un alcohol polihídrico. Si se calienta la solución resultante, se forma nuevamente un precipitado, esta vez de color rojizo, es decir. Habrá una reacción cualitativa. aldehídos. De manera similar, si se calienta una solución de glucosa con una solución de óxido de plata y amoníaco, se producirá una reacción de “espejo de plata”. Por lo tanto, la glucosa es a la vez un alcohol polihídrico y un aldehído. alcohol aldehído. Intentemos retirarnos fórmula estructural glucosa. Hay seis átomos de carbono en la molécula C 6 H 12 O 6. Un átomo es parte del grupo aldehído:
Los cinco átomos restantes están asociados con grupos hidroxi. Y por último, teniendo en cuenta que el carbono es tetravalente, ordenaremos los átomos de hidrógeno:
o:
Sin embargo, se ha establecido que en una solución de glucosa, además de las moléculas lineales (aldehído), hay moléculas de estructura cíclica que forman la glucosa cristalina. La transformación de moléculas de forma lineal en cíclica se puede explicar si recordamos que los átomos de carbono pueden girar libremente alrededor de enlaces σ ubicados en un ángulo de 109 o 28 / mientras que el grupo aldehído (1er átomo de carbono) puede acercarse al hidroxilo. grupo del quinto átomo de carbono. En el primero, bajo la influencia del grupo hidroxi, se rompe el enlace π: se añade un átomo de hidrógeno al átomo de oxígeno, y el oxígeno del grupo hidroxi que ha “perdido” este átomo cierra el ciclo.
Como resultado de esta reordenación de los átomos, se forma una molécula cíclica. La fórmula cíclica muestra no sólo el orden de enlace de los átomos, sino también su disposición espacial. Como resultado de la interacción del primer y quinto átomo de carbono, aparece un nuevo grupo hidroxi en el primer átomo, que puede ocupar dos posiciones en el espacio: arriba y debajo del plano del ciclo, por lo que son posibles dos formas cíclicas de glucosa. :
1) Forma α de glucosa: los grupos hidroxilo en el primer y segundo átomo de carbono están ubicados en un lado del anillo de la molécula;
2) Formas β de glucosa: los grupos hidroxilo están ubicados en lados opuestos del anillo de la molécula:
En una solución acuosa de glucosa en equilibrio dinámico Hay tres formas isoméricas: la forma α cíclica, la forma lineal (aldehído) y la forma β cíclica.
En el equilibrio dinámico establecido, predomina la forma β (alrededor del 63%), ya que es energéticamente preferible: tiene grupos OH en el primer y segundo átomo de carbono en lados opuestos del ciclo. En la forma α (alrededor del 37%), los grupos OH de los mismos átomos de carbono están ubicados en un lado del plano, por lo que es energéticamente menos estable que la forma β. La proporción de la forma lineal en equilibrio es muy pequeña (sólo alrededor del 0,0026%).
El equilibrio dinámico se puede cambiar. Por ejemplo, cuando la glucosa se expone a una solución de óxido de plata con amoníaco, la cantidad de su forma lineal (aldehído), que es muy pequeña en la solución, se repone todo el tiempo debido a las formas cíclicas, y la glucosa se oxida completamente a glucónica. ácido.
El isómero del alcohol aldehído de la glucosa es el alcohol cetónico: la fructosa.

Propiedades químicas de la glucosa.

Propiedades químicas glucosa, como cualquier materia orgánica, están determinados por su estructura. La glucosa tiene una doble función, siendo a la vez un aldehído y un alcohol polihídrico, por lo que se caracteriza por las propiedades tanto de los alcoholes polihídricos como de los aldehídos.
Reacciones de la glucosa como alcohol polihídrico.
La glucosa hace reaccionar cualitativamente los alcoholes polihídricos (piense en el glicerol) con hidróxido de cobre recién preparado (ǀǀ), formando una solución azul brillante de compuesto de cobre (ǀǀ).
La glucosa, al igual que los alcoholes, puede formar ésteres.
Reacciones de la glucosa como aldehído.
1. Oxidación del grupo aldehído. La glucosa, como aldehído, es capaz de oxidarse al ácido (glucónico) correspondiente y dar reacciones cualitativas a los aldehídos. Reacción del “Espejo de Plata” (cuando se calienta):
CH 2 -OH-(CHOH) 4 -COH + Ag 2 O → CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + 2Ag↓
Reacción con Cu(OH) 2 recién obtenido cuando se calienta:
CH 2 -OH-(CHOH) 4 -COH + 2 Cu(OH) 2 → CH 2 -OH-(CHOH) 4 -COOH + Cu 2 O↓ +H 2 O

2. Reducción del grupo aldehído. La glucosa se puede reducir al alcohol correspondiente (sorbitol):
CH 2 -OH-(CHOH) 4 -COH + H 2 → CH 2 -OH-(CHOH) 4 - CH 2 -OH
Reacciones de fermentación
Estas reacciones ocurren bajo la influencia de catalizadores biológicos especiales de naturaleza proteica: las enzimas.

1.Fermentación alcohólica:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
Los humanos lo han utilizado durante mucho tiempo para producir alcohol etílico y bebidas alcohólicas.
2. Fermentación del ácido láctico:
que constituye la base de la actividad vital de las bacterias del ácido láctico y se produce al agriar la leche, encurtir repollo y pepinos y ensilar piensos verdes.

Todo Los carbohidratos se clasifican. en cuatro clases principales: monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

Los carbohidratos son moléculas biológicas formadas por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. En bioquímica, los carbohidratos son sinónimo de sacáridos, grupo que incluye azúcares, almidón y celulosa.

Los carbohidratos sí diferentes significados en organismos vivos.

Los polisacáridos se utilizan para almacenar energía (por ejemplo, en almidón y glucógeno) y como componentes estructurales (celulosa en plantas).

Las cinco ribosas carbonato monosacáridos son un componente esencial de muchas enzimas y forman la base de la molécula genética conocida como ARN.

Los sacáridos y sus derivados incluyen muchas biomoléculas importantes que desempeñan papel importante V sistema inmunitario, fertilización, en la producción de patogénesis, en la coagulación sanguínea y el desarrollo.

En la ciencia de los alimentos, el término "carbohidrato" generalmente significa cualquier alimento rico en almidones de carbohidratos complejos, como cereales, pasta y pan; o carbohidratos simples, como el azúcar que se encuentra en los dulces.

Los carbohidratos se encuentran en una amplia variedad de alimentos. El almidón y el azúcar son carbohidratos importantes en nuestra dieta. Las patatas, el maíz, el arroz y otros cereales son ricos en almidón.

La clasificación más simple de carbohidratos.

Monosacáridos

Los monosacáridos se denominan azúcares simples; son la unidad más básica de carbohidratos. Son las unidades fundamentales de los carbohidratos y no pueden hidrolizarse en compuestos más simples.

Los monosacáridos son la forma más simple de azúcar y suelen ser sólidos cristalinos, incoloros y solubles en agua; algunos de ellos tienen un aroma dulce. Ejemplos de algunos monosacáridos comunes incluyen fructosa, glucosa y galactosa.

Los monosacáridos son la base sobre la que se construyen los disacáridos y polisacáridos. Algunas fuentes de este tipo de carbohidratos incluyen frutas, nueces, verduras y dulces.

Glucosa

Se trata de un azúcar simple que circula en la sangre de los animales. Se crea durante la fotosíntesis de agua y dióxido de carbono, utilizando energía de luz de sol. Es la fuente de energía más importante para la respiración celular.

Se encuentra en el azúcar de uva y en la dextrosa.

galactosa

Es un azúcar monosacárido menos dulce que la fructosa. Se puede encontrar como componente de la lactosa en la leche.

Fructosa

También llamada levulosa, es un monosacárido simple que se encuentra en muchas plantas, donde a menudo se combina con glucosa para formar el disacárido sacarosa.

Se absorbe directamente en el torrente sanguíneo durante la digestión. La fructosa pura y seca es bastante dulce, blanca, cristalina e inodora. Es el más soluble de todos los azúcares.

La fructosa se encuentra en la miel, las flores, la mayoría de los tubérculos y las bayas.

disacáridos

Este tipo de carbohidrato se forma cuando dos monosacáridos se unen mediante un enlace glicosídico. Al igual que los monosacáridos, también son solubles en agua.

La unión de moléculas de azúcar simples se produce en una reacción de condensación, que implica la eliminación de una molécula de agua de los grupos funcionales. Junto con otras reacciones, son vitales para el metabolismo.

Los ejemplos comunes incluyen sacarosa, lactosa y maltosa. Los ejemplos más comunes tienen 12 átomos de carbono. La diferencia entre estos disacáridos es la posición atómica dentro de la molécula.

sacarosa

Es un carbohidrato natural y común que se encuentra en muchas plantas y partes de plantas. La sacarosa a menudo se extrae de la caña de azúcar y de la remolacha azucarera para el consumo humano.

El proceso de refinación del azúcar industrial moderno a menudo implica la cristalización de este compuesto, a menudo llamado azúcar granulada o simplemente azúcar.

Este compuesto juega un papel central como aditivo en la producción de alimentos y el consumo humano en todo el mundo.

Lactosa

Es un disacárido formado por galactosa y glucosa que se encuentra en la leche. La lactosa constituye aproximadamente entre el 2 y el 8 % de la leche, aunque se puede extraer de ella.

oligosacáridos

Es un polímero sacárido que contiene una pequeña cantidad. azúcares simples. Los oligosacáridos pueden tener muchas funciones, incluido reconocer y conectar células. Por ejemplo, los glicolípidos juegan un papel importante en la respuesta inmune.

Glicolípidos

Estos son lípidos con carbohidratos unidos a glucósidos. Su función principal es mantener la estabilidad de la membrana y facilitar el reconocimiento celular.

Los carbohidratos se encuentran en la superficie de toda la membrana de las células eucariotas.

Polisacáridos

Se trata de moléculas de carbohidratos poliméricos que constan de grandes cadenas de unidades de monosacáridos unidas por enlaces glicosídicos.

Tienen un amplio espectro estructural, desde lineal hasta muy expandido. Los ejemplos incluyen polisacáridos de almacenamiento como el glucógeno y el almidón, o polisacáridos estructurales como la celulosa.

Los polisacáridos se pueden encontrar en tubérculos, cereales, carne, pescado, cereales y hojas de hortalizas.

glucógeno

Es un polisacárido de glucosa multicadena que sirve como forma de almacenamiento de energía en humanos, animales, hongos y bacterias.

La estructura de polisacárido es la mayor forma de almacenamiento de glucosa en el cuerpo. En los seres humanos, el glucógeno se almacena principalmente en el hígado y las células musculares, hidratadas con 3-4 partes de agua.

El glucógeno funciona como almacenamiento secundario de energía en a largo plazo, almacenando las principales fuentes de energía en el tejido adiposo.

Las células musculares convierten el glucógeno muscular en glucosa, y el glucógeno del hígado se convierte en glucosa para que pueda utilizarse en todo el cuerpo, incluido el sistema nervioso central.

Celulosa

Este compuesto orgánico, que consta de una cadena lineal de varios cientos o miles de unidades de glucosa unidas. La celulosa es un componente estructural importante de la pared celular primaria de las plantas verdes, al igual que muchos tipos de algas.

Algunos tipos de bacterias lo secretan para formar biopelículas. La celulosa es el polímero orgánico más abundante en el planeta Tierra.

Utilizado principalmente para la producción de papel. Cantidades más pequeñas se convierten en una serie de subproductos como el celofán.

Los carbohidratos son la principal fuente de energía del cuerpo humano.

Fórmula general de carbohidratos Сn(H2O)m

Los carbohidratos son sustancias de composición Cm H2p Op, que son de suma importancia bioquímica, están muy extendidas en la naturaleza viva y desempeñan un papel importante en la vida humana. Los carbohidratos forman parte de las células y tejidos de todos los organismos vegetales y animales y, en peso, constituyen la mayor parte de la materia orgánica de la Tierra. Los carbohidratos representan alrededor del 80% de la materia seca en las plantas y alrededor del 20% en los animales. Las plantas sintetizan carbohidratos a partir de compuestos inorgánicos: dióxido de carbono y agua (CO2 y H2O).

Las reservas de carbohidratos en forma de glucógeno en el cuerpo humano son de aproximadamente 500 g. La mayor parte (2/3) se encuentra en los músculos y 1/3 en el hígado. Entre comidas, el glucógeno se descompone en moléculas de glucosa, lo que mitiga las fluctuaciones de los niveles de azúcar en sangre. Sin carbohidratos, las reservas de glucógeno se agotan en aproximadamente 12 a 18 horas. En este caso, se activa el mecanismo para la formación de carbohidratos a partir de productos intermedios del metabolismo de las proteínas. Esto se debe a que los carbohidratos son vitales para la formación de energía en los tejidos, especialmente en el cerebro. Las células cerebrales obtienen energía principalmente a través de la oxidación de la glucosa.

Tipos de carbohidratos

Los carbohidratos se pueden dividir según su estructura química en carbohidratos simples (monosacáridos y disacáridos) y carbohidratos complejos (polisacáridos).

Carbohidratos simples (azúcares)

La glucosa es el más importante de todos los monosacáridos, ya que es la unidad estructural de la mayoría de los di y polisacáridos dietéticos. Durante el proceso metabólico, se descomponen en moléculas individuales de monosacáridos que, en el curso de múltiples etapas reacciones químicas convertido en otras sustancias y finalmente oxidado a dióxido de carbono y agua, utilizado como “combustible” para las células. La glucosa es un componente necesario del metabolismo de los carbohidratos. Cuando su nivel en sangre disminuye o su concentración es alta y es imposible su uso, como ocurre en la diabetes, se produce somnolencia y puede producirse pérdida del conocimiento (coma hipoglucémico).

La glucosa “en su forma pura”, como monosacárido, se encuentra en verduras y frutas. Las uvas son especialmente ricas en glucosa (7,8%), las cerezas dulces (5,5%), las frambuesas (3,9%), las fresas (2,7%), las ciruelas (2,5%), la sandía (2,4%). Entre las verduras, la calabaza contiene la mayor cantidad de glucosa: 2,6%. repollo blanco– 2,6%, en zanahorias – 2,5%.

La glucosa es menos dulce que el disacárido más famoso, la sacarosa. Si tomamos el dulzor de la sacarosa en 100 unidades, entonces el dulzor de la glucosa es 74 unidades.

La fructosa es uno de los carbohidratos más abundantes en las frutas. A diferencia de la glucosa, puede penetrar desde la sangre a las células de los tejidos sin la participación de la insulina. Por este motivo, se recomienda la fructosa como la fuente más segura de carbohidratos para los diabéticos. Parte de la fructosa ingresa a las células del hígado, que la convierten en un "combustible" más versátil: la glucosa, por lo que la fructosa también puede aumentar el azúcar en sangre, aunque en mucha menor medida que otros azúcares simples. La fructosa es más fácil de convertir en grasa que la glucosa. La principal ventaja de la fructosa es que es 2,5 veces más dulce que la glucosa y 1,7 veces más dulce que la sacarosa. Su uso en lugar de azúcar le permite reducir la ingesta total de carbohidratos.

Las principales fuentes de fructosa en los alimentos son las uvas (7,7%), las manzanas (5,5%), las peras (5,2%), las cerezas (4,5%), las sandías (4,3%), las grosellas negras (4,2%), las frambuesas (3,9%), las fresas (2,4%), los melones. – 2,0%. El contenido de fructosa en las verduras es bajo: desde el 0,1% en la remolacha hasta el 1,6% en la col blanca. La miel contiene fructosa, aproximadamente un 3,7%. Se ha demostrado fehacientemente que la fructosa, que tiene un dulzor significativamente mayor que la sacarosa, no provoca caries, que se favorecen con el consumo de azúcar.

La galactosa no se encuentra libre en los productos. Forma un disacárido con la glucosa, la lactosa (azúcar de la leche), el principal carbohidrato de la leche y los productos lácteos.

La lactosa se descompone en tracto gastrointestinal a glucosa y galactosa bajo la acción de la enzima lactasa. Una deficiencia de esta enzima provoca intolerancia a la leche en algunas personas. La lactosa no digerida es un buen nutriente para la microflora intestinal. En este caso, es posible la formación abundante de gases y el estómago se "hincha". En los productos lácteos fermentados, la mayor parte de la lactosa se fermenta hasta obtener ácido láctico, por lo que las personas con deficiencia de lactasa pueden tolerar los productos lácteos fermentados sin consecuencias desagradables. Además, las bacterias del ácido láctico en los productos lácteos fermentados suprimen la actividad de la microflora intestinal y reducen los efectos adversos de la lactosa.

La galactosa, formada durante la descomposición de la lactosa, se convierte en glucosa en el hígado. Con una deficiencia hereditaria congénita o la ausencia de la enzima que convierte la galactosa en glucosa, se desarrolla una enfermedad grave: la galactosemia, que conduce al retraso mental.

La sacarosa es un disacárido formado por moléculas de glucosa y fructosa. El contenido de sacarosa en el azúcar es del 99,5%. Los amantes de los dulces saben tan bien que el azúcar es la “muerte blanca”, como los fumadores saben que una gota de nicotina mata a un caballo. Desafortunadamente, ambos perogrulladas Más a menudo sirven como motivo de bromas que de reflexiones serias y conclusiones prácticas.

El azúcar se descompone rápidamente en el tracto gastrointestinal, la glucosa y la fructosa se absorben en la sangre y sirven como fuente de energía y el precursor más importante del glucógeno y las grasas. A menudo se le llama "portador de calorías vacías", ya que el azúcar es un carbohidrato puro y no contiene otros nutrientes, como vitaminas y sales minerales. De los productos vegetales, la mayor parte de sacarosa se encuentra en la remolacha (8,6%), los melocotones (6,0%), los melones (5,9%), las ciruelas (4,8%) y las mandarinas (4,5%). En las hortalizas, excepto la remolacha, en las zanahorias se observa un contenido significativo de sacarosa: 3,5%. En otras hortalizas, el contenido de sacarosa oscila entre el 0,4 y el 0,7%. Además del azúcar en sí, las principales fuentes de sacarosa en los alimentos son la mermelada, la miel, los productos de confitería, las bebidas dulces y los helados.

Cuando dos moléculas de glucosa se combinan, se forma maltosa: azúcar de malta. Contiene miel, malta, cerveza, melaza y productos de panadería y repostería elaborados con la adición de melaza.

Hidratos de carbono complejos

Todos los polisacáridos presentes en los alimentos humanos, salvo raras excepciones, son polímeros de glucosa.

El almidón es el principal polisacárido digerible. Representa hasta el 80% de los carbohidratos consumidos en los alimentos.

La fuente del almidón son los productos vegetales, principalmente cereales: cereales, harina, pan y patatas. Los cereales contienen la mayor cantidad de almidón: desde un 60% en el trigo sarraceno (grano) hasta un 70% en el arroz. De los cereales, la menor cantidad de almidón la contienen la avena y sus productos procesados: avena, avena"Hércules" - 49%. La pasta contiene del 62 al 68% de almidón, el pan de harina de centeno dependiendo de la variedad, del 33% al 49%, pan de trigo y otros productos elaborados con harina de trigo - del 35 al 51% de almidón, harina - del 56 (centeno) al 68% (trigo de primera calidad). Hay mucho almidón en productos de legumbres– del 40% en lentejas al 44% en guisantes. Por este motivo, los guisantes, las judías, las lentejas y los garbanzos secos se clasifican como legumbres. Destacan la soja, que contiene sólo un 3,5% de almidón, y la harina de soja (10-15,5%). Debido al alto contenido de almidón de las patatas (15-18%), en dietética no se clasifican como hortalizas, donde los principales hidratos de carbono son los monosacáridos y disacáridos, sino como alimentos ricos en almidón junto con cereales y legumbres.

En la alcachofa de Jerusalén y en algunas otras plantas, los carbohidratos se almacenan en forma de un polímero de fructosa: la inulina. Productos alimenticios con la adición de inulina se recomienda para la diabetes y especialmente para su prevención (recordemos que la fructosa ejerce menos presión sobre el páncreas que otros azúcares).

El glucógeno, "almidón animal", consta de cadenas muy ramificadas de moléculas de glucosa. Se encuentra en pequeñas cantidades en productos animales (en el hígado, 2-10%, en tejido muscular, 0,3-1%).

Alimentos ricos en carbohidratos

Los carbohidratos más comunes son la glucosa, la fructosa y la sacarosa, que se encuentran en las verduras, las frutas y la miel. La lactosa es parte de la leche. El azúcar refinada es una combinación de fructosa y glucosa.

La glucosa juega un papel central en el proceso metabólico. Suministra energía a órganos como el cerebro, los riñones y promueve la producción de glóbulos rojos.

El cuerpo humano no es capaz de almacenar demasiada glucosa y, por lo tanto, necesita reponerla periódicamente. Pero esto no significa que deba consumir glucosa en su forma pura. Es mucho más saludable consumirlo como parte de compuestos de carbohidratos más complejos, por ejemplo, el almidón, que se encuentra en verduras, frutas y cereales. Todos estos productos, además, son un auténtico depósito de vitaminas, fibra, microelementos y otras sustancias útiles que ayudan al organismo a combatir muchas enfermedades. Los polisacáridos deberían constituir la mayoría de todos los carbohidratos que ingresan a nuestro cuerpo.

Fuentes importantes de carbohidratos.

Las principales fuentes de carbohidratos de los alimentos son: pan, patatas, pasta, cereales y dulces. El azúcar es un carbohidrato puro. La miel, según su origen, contiene entre un 70 y un 80% de glucosa y fructosa.

Se utiliza una unidad de pan especial para indicar la cantidad de carbohidratos en los alimentos.

Además, el grupo de los carbohidratos también incluye fibra y pectinas, que son poco digeribles para el cuerpo humano.

Los carbohidratos se utilizan como:

Medicamentos,

Para la producción de pólvora sin humo (piroxilina),

explosivos,

Fibras artificiales (viscosa).

La celulosa es de gran importancia como fuente para la producción de alcohol etílico.

1.Energía

La función principal de los carbohidratos es que son un componente indispensable de la dieta humana; cuando se descompone 1 g de carbohidratos, se libera 17,8 kJ de energía.

2. Estructural.

La pared celular de las plantas está formada por el polisacárido celulosa.

3. Almacenamiento.

El almidón y el glucógeno son productos de almacenamiento en plantas y animales.

Referencia histórica

· Los hidratos de carbono se utilizan desde la antigüedad: el primer hidrato de carbono (más precisamente, una mezcla de hidratos de carbono) que conoció el hombre fue la miel.

· La caña de azúcar es originaria del noroeste de India-Bengala. Los europeos se familiarizaron con la caña de azúcar gracias a las campañas de Alejandro Magno en el 327 a.C.

· El almidón era conocido por los antiguos griegos.

· El azúcar de remolacha en su forma pura no fue descubierto hasta 1747 por el químico alemán A. Marggraf

· En 1811, el químico ruso Kirchhoff obtuvo por primera vez glucosa mediante hidrólisis de almidón.

· Por primera vez, la fórmula empírica correcta de la glucosa fue propuesta por el químico sueco J. Bercellius en 1837 C6H12O6

· La síntesis de carbohidratos a partir de formaldehído en presencia de Ca(OH)2 fue realizada por A.M. Butlerov en 1861

Conclusión

Es difícil sobreestimar la importancia de los carbohidratos. La glucosa es la principal fuente de energía del cuerpo humano; se utiliza para construir muchas cosas; sustancias importantes en el cuerpo: glucógeno (reserva de energía), forma parte de las membranas celulares, enzimas, glicoproteínas, glicolípidos y participa en la mayoría de las reacciones que ocurren en el cuerpo humano. Al mismo tiempo, la sacarosa es la principal fuente de glucosa que ingresa al medio interno. que contiene casi todos productos vegetales En la nutrición, la sacarosa proporciona el aporte necesario de energía y una sustancia esencial: la glucosa.

El cuerpo definitivamente necesita carbohidratos (obtenemos más del 56% de la energía de los carbohidratos)

Los carbohidratos pueden ser simples y complejos (se llaman así por la estructura de sus moléculas)

La cantidad mínima de carbohidratos debe ser de al menos 50-60 g.