Вуглеводи – це органічні сполуки, склад яких у більшості випадків виражається загальною формулою Cn(H2O)m (n і m ≥ 4). Вуглеводи поділяються на:
- моносахариди;
- олігосахариди;
- полісахариди.
Моносахариди – це прості вуглеводи, залежно від числа атомів вуглецю підрозділяються на:
- тріози (3);
- тетрози (4);
- пентози (5);
- гексози (6);
- гептози (7 атомів).
Найбільш поширені пентози і гексози.
Властивості моносахаридів:
- легко розчиняються у воді;
- кристалізуються;
- мають солодкий смак;
- можуть бути представлені у формі α-або β-ізомерів.
Рибоза і дезоксирибоза відносяться до групи пентоз, які входять до складу:
- нуклеотидів РНК і ДНК;
- рибонуклеозидтрифосфатів;
- дезоксирибонуклеозидтрифосфатів та ін.
Дезоксирибоза (С5Н10О4) відрізняється від рибози (С5Н10О5) тим, що при другому атомі вуглецю має атом водню, а не гідроксильну групу, як у рибози.
Глюкоза, або виноградний цукор (С6Н12О6), відноситься до групи гексоз і може існувати у вигляді α-глюкози або β-глюкози. Відмінність між цими просторовими ізомерами полягає в тому, що при першому атомі вуглецю у α-глюкози гідроксильна група розташована під площиною кільця, а у β-глюкози – над площиною.
Глюкоза – це:
- один з найпоширеніших моносахаридів;
- найважливіше джерело енергії для всіх видів робіт, які відбуваються в клітині (ця енергія виділяється при окисленні глюкози в процесі дихання);
- мономер багатьох олігосахаридів і полісахаридів;
- необхідний компонент крові.
Фруктоза, або фруктовий цукор, відноситься до групи гексоз, солодше глюкози, у вільному вигляді міститься в міді (більше 50 %) і фруктах. Є мономером багатьох олігосахаридів і полісахаридів.
Олігосахариди – це вуглеводи, які утворюються в результаті реакції конденсації між декількома (від двох до десяти) молекулами моносахаридів. Залежно від числа залишків моносахаридів розрізняють:
- дисахариди;
- трисахаріди і т. д.
Найбільш поширені – дисахариди.
Властивості олігосахаридів:
- розчиняються у воді;
- кристалізуються;
- солодкий смак зменшується у міру збільшення числа залишків моносахаридів.
Зв’язок, який утворюється між двома моносахаридами, називається глікозидою.
Сахароза, або тростинний, чи буряковий цукор – це дисахарид, який складається із залишків глюкози і фруктози. Міститься в тканинах рослин. Є продуктом харчування (побутова назва – цукор). У промисловості сахарозу виробляють з:
- цукрової тростини (стебла містять 10-18%);
- цукрового буряка (коренеплоди містять до 20% сахарози).
Мальтоза, або солодовий цукор – це дисахарид, який складається з двох залишків глюкози. Присутній в проростаючому насінні злаків.
Лактоза, або молочний цукор – це дисахарид, який складається із залишків глюкози і галактози. Присутній в молоці всіх ссавців (2-8,5 %).
Полісахариди – це вуглеводи, які утворюються в результаті реакції поліконденсації безлічі (кілька десятків і більше) молекул моносахаридів.
Властивості полісахаридів:
- не розчиняються чи погано розчиняються у воді;
- не утворюють ясно оформлених кристалів;
- не мають солодкого смаку.
Крохмаль (С6Н10О5)n – полімер, мономером якого є α-глюкоза. Полімерні ланцюжки крохмалю містять розгалужені (амілопектин, 1,6-глікозидні зв’язку) і нерозгалужені (амилоза, 1,4-глікозидні зв’язку) ділянки.
Крохмаль – це основний резервний вуглевод рослин, є одним з продуктів фотосинтезу, накопичується в:
- насінні;
- бульбах;
- кореневищах;
- цибулинах.
Вміст крохмалю в:
- зернівках рису – до 86 %;
- пшениці – до 75%;
- кукурудзи – до 72%;
- в бульбах картоплі – до 25 %.
Крохмаль – це основний вуглевод їжі людини (травний фермент – амілаза).
Глікоген (С6Н10О5)n – це полімер, мономером якого також є α-глюкоза. Полімерні ланцюжки глікогену нагадують амілопектинові ділянки крохмалю, але на відміну від них розгалужуються ще сильніше. Глікоген – це основний резервний вуглевод тварин, зокрема, людини. Накопичується в:
- печінці (вміст – до 20%);
- м’язах (до 4%);
- є джерелом глюкози.
Целюлоза (С6Н10О5)n – це полімер, мономером якого є β-глюкоза. Полімерні ланцюжки целюлози не гілкуються (β-1,4-глікозидні зв’язку).
Целюлоза – це основний структурний полісахарид клітинних стінок рослин.
Вміст целюлози в:
- деревині – до 50%;
- у волокнах насіння бавовнику – до 98%.
Целюлоза не розщеплюється травними соками людини, тому у людини відсутній фермент целлюлаза, який розриває зв’язки між β-глюкози.
- Інулін – це полімер, мономером якого є фруктоза. Резервний вуглевод рослин сімейства складноцвіті.
- Гліколіпіди – це комплексні речовини, які утворюються в результаті з’єднання вуглеводів і ліпідів.
- Глікопротеїни – це комплексні речовини, які утворюються в результаті з’єднання вуглеводів і білків.