Jaká je chemická struktura sacharidů: Podrobné informace

Nejprve byl termín uhlohydrát použit k definici chemických sloučenin, které mají empirický vzorec CH2O.

Sacharidy byly klasifikovány na základě jejich struktury, nikoli podle jejich vzorce. Sacharidy jsou aldehydy a ketony, které mají více hydroxylových skupin, proto známé jako polyhydroxy. Glykogen, škrob a celulóza patří mezi kompozity, které patří do rodiny sacharidů.

Jaká je struktura sacharidů?

sacharidy, jako je škrob, celulóza a cukry, jsou organické molekuly nacházející se v biologických tkáních a potravinách.

Cukry mají podobný poměr kyslíku k vodíku jako voda, tedy 2:1. Normálně se rozkládá v těle organismu, aby vydal energii. Vzorec pro všechny sacharidy je Cn(H2O)n, platí pro jednoduché cukry. Cukry jsou „také opticky aktivní.

Sacharidy jsou také známé jako sacharidy, což je řecký výraz, který znamená „cukr“, protože téměř všechny sacharidy mají sladkou chuť. Slovo sacharid nebo hydrát uhlíku pochází z jeho základního vzorce, který má uhlík spojený s vodíkem a kyslíkem ve stejném poměru jako voda.

Klasifikace sacharidů zrna je založena na chemických strukturách nebo stravitelnosti, pokud jsou přijímány lidmi jako potrava nebo dobytkem jako krmivo. Cukry nebo disacharidy jsou jednoduché sacharidy, které jsou sladké a rozpustné ve vodě a názvy většiny cukrů končí na -ose. V důsledku toho máme pojmy jako sacharóza pro běžný stolní cukr, glukóza pro krevní cukr a maltóza pro sladový cukr.

Klasifikace sacharidů

sacharidy
Obrázek: Klasifikace sacharidů. Kredit obrázku: Med Libretexts

Sacharidy se dělí do dvou tříd:

na základě jejich chemické struktury a polymerace

Jednoduché sacharidy

Jedna, dvě nebo několik molekul cukru tvoří jednoduché sacharidy. Jsou bohaté na mléko, zeleninu, ovoce a obiloviny. Tyto sacharidy jsou označovány jako „prázdné kalorie“, protože postrádají minerály, vitamíny a vlákninu.

jsou příklady jednoduchých sacharidů.

Monosacharidy

Monosacharidy jsou cukry složené pouze z jedné cukerné jednotky. Množství atomu uhlíku v atomu cukru se využívá k dodatečné diferenciaci monosacharidů.

Monosacharidové sacharidy jsou ty, které nemohou být dále hydrolyzovány za vzniku jednodušších polyhydroxyaldehydových nebo ketonových molekul. Aldóza odkazuje na monosacharid, který má aldehydovou skupinu, zatímco ketóza odkazuje na monosacharid, který obsahuje ketoskupinu.

(I)triózy (C3H6O3): Obsahuje tři atomy uhlíku. Příklad: Glyceraldehyd

(Ii)tetrózy (C4H6O4): Obsahuje čtyři atomy uhlíku. Příklad: Erytróza

(iii) Pentózy: Obsahuje pět atomů uhlíku. Příklad: Ribóza

(iv) Hexózy: obsahuje šest atomů uhlíku. Příklad: Glukóza

(V) Heptózy: Obsahuje sedm atomů uhlíku. Příklad: mannoeptulóza

A tak dále.

jaká je chemická struktura sacharidů
Obrázek: Klasifikace monosacharidů na základě počtu atomů uhlíku v jejich struktuře. Kredit obrázku: Lumen učení

Disacharidy

Disacharid je syntetizován, když se dva monosacharidové cukry správně spojí. Příklady: sacharóza, laktóza, maltóza atd.

• Když jsou disacharidy hydrolyzovány, produkují dvě molekuly monosacharidů, které jsou buď stejné, nebo odlišné.

• Oxidová vazba, vytvořená ztrátou molekuly vody, spojuje dvě monosacharidové jednotky a tato vazba je známá jako glykosidická vazba.

• Sacharóza se hydrolyzuje na glukózu a fruktózu.

• Maltóza (sladový cukr) a laktóza (běžně známá jako mléčný cukr) také patří do třídy disacharidů.

• V maltóze jsou dvě -D-glukózy a v laktóze jedna D-glukóza a jedna D-galaktóza, které jsou spojeny glykosidickou vazbou.

struktura sacharidů
Obrázek: Některé běžné disacharidy. Kredit obrázku: Lumen učení

Oligosacharidy

„Málo“ je význam slova „oligo“. Oligosacharidy jsou sacharidové molekuly vytvořené kondenzací 2-9 monomerů (krátké řetězce monosacharidů).

Příklady oligosacharidů jsou rafinóza a stachyóza.

Raffinóza
Obrázek: Rafinóza je běžný oligosacharid. Kredit obrázku: Wikimedia

Komplexní sacharidy (polysacharidy)

Potraviny bohaté na sacharidy obsahují alespoň dvě cukerné jednotky a jsou proto označovány jako komplexní sacharidy. Na rozdíl od jednoduchých sacharidů se komplexní sacharidy tráví postupně.

  • Čočka, fazole, arašídy, brambory, hrách, kukuřice, celozrnný chléb, obiloviny a další luštěniny.
  • Polysacharidy se skládají z dlouhých monosacharidových jednotek spojených dohromady glykosidickou vazbou a většina z nich, jako je škrob, slouží jako sklad potravin. Rostliny používají škrob jako svůj primární zásobní polysacharid.
  • Jedná se o glukózový polymer složený ze dvou částí: amylózy a amylopektinu.
  • Celulóza je pravděpodobně nejrozšířenějším polysacharidem rostlinná buněčná stěna.
  • Skládá se z jednotek D-glukózy spojených dohromady glykosidickou vazbou mezi C1 jedné glukózové jednotky a C4 z následujících.
  • Amylóza a amylopektin jsou dvě části škrobu. Amylopektin je řetězec s rozvětvenou strukturou, který začíná amylózou a končí amylopektinem.
  • Glykogen se nachází u zvířat a je podobný škrobu. avšak s výraznějším vzorem větvení.

Konstrukční prvek rostliny buněčná stěna je celulóza, což je sacharidový polymer. Je to tvrdý a vláknitý polysacharid. Na rozdíl od škrobu a glykogenu celulóza polymeruje za vzniku lineární struktury.

Jak vypadá chemická struktura sacharidu?

Cukry se skládají z uhlíku (C), vodíku (H) a kyslíku (O), přičemž počet vodíku je dvojnásobný ve srovnání s uhlíkem a kyslíkem.

Sacharidy jsou jednoduché cukry nebo monosacharidy ve své nejzákladnější struktuře. Tyto monomery mohou být spojeny za vzniku složitějších sacharidů. Disacharid je sloučenina tvořená dvěma jednoduchými cukry. Sacharidy obsahující dva až deset jednoduchých cukrů jsou známé jako oligosacharidy, zatímco ty, které mají více, jsou známé jako polysacharidy.

Cukry, škroby, celulóza a řada různých biomolekul nalezených v živých organismech jsou příklady sacharidů.

polysacharidy
Obrázek: Některé běžné příklady polysacharidových struktur. obrazový kredit: Lumen učení

Stereochemie

Chemické a biologické vlastnosti se u sacharidů s podobnými funkčními skupinami, ale odlišným prostorovým uspořádáním, liší. Stereochemie je zkoumání toho, jak jsou atomy organizovány ve třech dimenzích. Stereoizomery jsou struktury, ve kterých jsou atomy spojeny podobným vzorem, ale jsou organizovány jiným způsobem.

Enantiomery jsou struktury, které jsou navzájem zrcadlovými obrazy, ale nejsou stejné, jako levá a pravá obuv. Příklad D-glukóza a L-glukóza. Překlápěním a otáčením identických molekul je lze vyrobit tak, aby si navzájem odpovídaly.

Obracením a otáčením enantiomerů je však nelze porovnávat s jejich identickými reprezentacemi. Protože poskytuje přesnější reprezentaci vazebných úhlů molekuly, je glukóza často zobrazována jako „forma židle“. Glukóza ve formě „lodí“ je nestabilní.

Jaké jsou polymery sacharidů?

Existuje několik polymery sacharidů vyskytující se v živých organismech.

  • Škrob: Polymer glukózy spojený dohromady alfa-1,4-glykosidickými vazbami.
  • Glykogen: Polymer glukózy spojený dohromady alfa-1,4-glykosidickými vazbami.
  • Celulóza: Polymer glukózy spojený dohromady beta-1,4-glykosidickými vazbami.
  • Chitin: Polymer N-acetyl-aminoglukózy spojený dohromady beta-1,4-glykosidickými vazbami.

Škrob je skladovaná potrava rostlin, zatímco glykogen je skladovaná energetická rezerva/potrava nalezená u zvířat. Celulóza je součástí rostlinné buněčné stěny, zatímco Chitin je součástí buněčné stěny hub a exoskeletu na hmyzu.

Který atom je přítomen ve struktuře sacharidů?

Cukry se skládají z uhlíku (C), vodíku (H) a kyslíku (O), přičemž počet vodíku je dvojnásobný ve srovnání s uhlíkem a kyslíkem

Obecný vzorec pro všechny sacharidy je Cn(H2O)n. Tato rovnice platí pouze pro jednoduché cukry, které obsahují podobné množství uhlíku a vody.

Také čtení: