Строение углеводов

Углеводы или сахара — это биологические полимеры, органические вещества, играющие энергетическую роль во всех живых организмах. Физические, химические свойства, строение углеводов зависят от класса веществ.

Строение

Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. Общая формула Cn(H2O)m. Углерод образует карбонильные группы (=C=O) с кислородом, а водород образует гидроксильные группы (-OH). Соотношение водорода и кислорода в молекуле (структурной единице) такое же, как и в воде: 2:1.

Рис. 1. Углеводная структура.

Углеводы всегда имеют по крайней мере три атома углерода.

Виды

Все углеводы являются кристаллическими твердыми веществами. Однако это обширный класс простых и сложных органических веществ, различающихся по строению и свойствам. По общепринятой классификации углеводы включают три основных класса:

  • моносахариды – состоят из одной структурной единицы;
  • олигосахариды – включают 2-10 структурных единиц;
  • полисахариды – состоят из множества повторяющихся структурных единиц.

Особенности строения углеводов разных классов определяют их физические свойства. Моносахариды и олигосахариды похожи. Большинство этих веществ имеют сладкий вкус, хорошо растворимы в воде, имеют низкие температуры плавления и кипения.

Полисахариды имеют некоторые характеристики. Они не содержат сахара и плохо растворяются в воде. Полисахариды можно поджечь или замочить в воде (набухнуть). В отличие от моносахаридов и олигосахаридов, это более твердые вещества, выполняющие в первую очередь структурную функцию (поддержка экзоскелета, форма клетки и т д).

Моносахариды — простые углеводы, олигосахариды и полисахариды — сложные.

Простые

Моносахариды с формулой Cn(H2O)n различаются числом атомов углерода. В этом смысле существуют:

  • триозы (три атома);
  • тетрозы (четыре атома);
  • пентозы (пять атомов);
  • гексозы (шесть атомов);
  • гептозы (семь атомов);
  • октоза (восемь молекул);
  • нонозы (девять молекул).

Пентозы и гексозы являются наиболее важными моносахаридами. Они являются частью живых организмов. Пентозы образуют нуклеиновые кислоты. Основной источник энергии для всего живого, глюкоза, относится к гексозам.

Примеры моносахаридов:

  • глюкоза;
  • фруктоза;
  • галактоза;
  • рибоза.

Сложные

Олигосахариды с формулой CmH2nOn синтезируют из моносахаридов. Эти углеводы включают от двух до десяти моносахаридов.

Рис. 2. Олигосахариды.

При этом структурные единицы могут отличаться по структуре, поэтому различают:

  • гомоолигосахариды – состоят из тех же моносахаридов;
  • гетероолигосахариды – включают в себя разные структурные единицы.

По количеству моносахаридов олигосахариды классифицируют на боги (дисахариды), триозы (трисахариды), тетраозы (тетрасахариды) и др. дисахариды важны для организма. К ним относятся:

  • сахароза;
  • мальтоза;
  • лактоза.

Самые известные трисахариды:

  • рафиноза;
  • меликоцитоз;
  • мальтотриоз.

Полисахариды — полимерные вещества, содержащие сотни и даже тысячи структурных единиц (CnH2mOm). Они также могут состоять из гетерогенных моносахаридов и могут быть разделены на две группы:

  • гомополисахариды (целлюлоза, крахмал, хитин, гликоген);
  • гетерополисахариды (гепарин).

Самый сладкий углевод – это не глюкоза, а сахароза. Именно ее подают к чаю и используют в кондитерских изделиях.

Рис. 3. Сахароза.

Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть