Будова, приклади і функції вуглеводів

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.

Дезоксирибоза5Н10О4) відрізняється від рибози (С5Н10О5) тим, що при другому атомі вуглецю має атом водню, а не гідроксильну групу, як у рибози.

Будова 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.

Крохмаль6Н10О5)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).

Глікоген6Н10О5)– 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.

Целюлоза6Н10О5)– 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.
Посилання на основну публікацію