Ivan pečie          11/23/2018

Všeobecný vzorec glukózy. Disacharidy ako polyoly. Chemické vlastnosti glukózy a fruktózy ako karbonylových zlúčenín

sacharidy   - organické zlúčeniny, najčastejšie prírodného pôvodu, pozostávajúce iba z uhlíka, vodíka a kyslíka.

Sacharidy hrajú obrovskú úlohu v živote všetkých živých organizmov.

Táto skupina organických zlúčenín dostala svoje meno, pretože prvé uhľohydráty študované u ľudí mali všeobecný vzorec Cx (H20) y. tj bežne sa považovali za zlúčeniny uhlíka a vody. Neskôr sa však ukázalo, že zloženie niektorých uhľohydrátov sa od tohto vzorca odchyľuje. Napríklad uhľovodík, ako je deoxyribóza, má vzorec C5H10O4. Súčasne existujú niektoré zlúčeniny, ktoré formálne zodpovedajú vzorcu C x (H20) y, ale nesúvisia s uhľohydrátmi, ako je formaldehyd (CH20) a kyselina octová   (C2H4O2).

Náhrady cukru s obsahom kalórií: Cukrové alkoholy

Výrobky sladené alkoholmi cukru sa s väčšou pravdepodobnosťou objavia na trhu a sú propagované na reguláciu hmotnosti, pretože môžu znížiť energetický obsah cukrov v cukrovinky   a iné potravinové výrobky. Cukerné alkoholy sú chemicky definované ako deriváty sacharidov, v ktorých je ketónová alebo aldehydová skupina nahradená hydroxylovou skupinou. Sú klasifikované podľa počtu sacharidových jednotiek prítomných v molekule. Prirodzene sa vyskytujú v malom množstve v niektorých druhoch ovocia a zeleniny a komerčne sa vyrábajú hydrogenáciou mono, di - alebo polysacharidov.

Avšak pojem „uhľohydráty“ bol historicky priradený k tejto triede zlúčenín, a preto sa v našej dobe používa všade.

Klasifikácia uhľohydrátov

V závislosti od schopnosti uhľohydrátov rozkladať sa počas hydrolýzy na iné uhľohydráty s nižšou molekulovou hmotnosťou sa delia na jednoduché (monosacharidy) a komplexné (disacharidy, oligosacharidy, polysacharidy).

Do úvahy sa berú cukry ideálna náhrada   cukor, pretože majú rovnaké fyzikálne a chemické vlastnosti, ale menej energie ako cukor. Až donedávna sa používanie alkoholov cukrov v roku 2005 hotové výrobky bola hlavne obmedzená ich prítomnosťou v malom množstve v sladkostiach a žuvačkách, v potravinách, ktoré tiež majú málo kalórií. Na trh však vstúpili vysoko kalorické potraviny sladené alkoholmi cukru a označené „s nízkym obsahom sacharidov“ alebo „bez obsahu uhľohydrátov“, ako je čokoláda, sušienky, zmrzlina, raňajkové cereálie a chlieb.

Ako asi viete, z jednoduchých uhľohydrátov, t. monosacharidov, nie je možné hydrolyzovať uhľovodíky s ešte menšou molekulovou hmotnosťou.

Hydrolýza jednej disacharidovej molekuly produkuje dve monosacharidové molekuly a úplná hydrolýza jednej molekuly ľubovoľného polysacharidu produkuje mnoho monosacharidových molekúl.

Chemické vlastnosti monosacharidov, ako je napríklad glukóza a fruktóza

Najbežnejšie monosacharidy sú glukóza a fruktóza, ktoré majú nasledujúce štruktúrne vzorce:

Účinok potravín sladených alkoholovými cukrami na príjem potravy a na sýtost je málo známy. Požitie 25 g xylitolu alebo laktitolu namiesto 25 g glukózy neviedlo k zmene termogenézy a čistej energetickej bilancie. Napríklad subjekty, ktoré neboli informované o zložení jogurtu, konzumovali menej energie pri konzumácii jogurtu s nízkym obsahom tuku ako pri bežnom jogurte. A naopak, keď dostali výrobky, ktoré boli identifikované ako bežné alebo s nimi s nízkym obsahom   v ten deň, keď dostali tukový jogurt, spotrebovali viac energie.

Ako vidíte, v molekule glukózy aj v molekule fruktózy je prítomných 5 hydroxylových skupín, a preto sa môžu považovať za viacsýtne alkoholy.

Molekula glukózy obsahuje aldehydovú skupinu, t.j. v skutočnosti je glukóza viacsýtny aldehydový alkohol.

V prípade fruktózy sa môže v jej molekule detegovať ketónová skupina, t.j. fruktóza je viacsýtny ketoalkohol.

Nadmerná spotreba energie v akejkoľvek forme v porovnaní s nákladmi vedie k zvýšeniu telesnej hmotnosti a absorpcii energeticky náročných výrobkov, či už s s vysokým obsahom   tuky alebo uhľohydráty, prispieva k nadmernej spotrebe. Na zistenie účinku alkoholov cukrov na príjem potravy a energetická bilancia, Navrhuje sa, že náhrady cukru majú výhodu, pretože okrem toho, že majú o niečo nižšiu energiu ako cukor, majú menší vplyv na hladinu glukózy v krvi, a preto znižujú glykemickú záťaž na stravu.

Chemické vlastnosti glukózy a fruktózy ako karbonylových zlúčenín

Všetky monosacharidy môžu reagovať v prítomnosti katalyzátorov s vodíkom. V tomto prípade je karbonylová skupina redukovaná na alkoholický hydroxyl. Najmä umelé sladidlo, hexaatomický alkohol sorbitol, sa v priemysle získava hydrogenáciou glukózy v priemysle:

Neexistuje však žiadny dôkaz, že glykemický index   jedlo a strava sú spojené s reguláciou hmotnosti. Okrem toho je nepravdepodobné, že malé množstvo   cukrové alkoholy, ktoré sa môžu pridávať do stravy, môžu mať rozhodujúci vplyv na energetickú rovnováhu, pretože redukcia kalórií dosiahnutá ich nahradením cukrami je malá.

Všeobecný opis disacharidov

Možno by bolo poučné skúmať vplyv náhradiek cukru na krátkodobý apetít a príjem potravy po konzumácii v nápoji alebo jedle. Cukry zvyšujú hladinu glukózy a inzulínu v krvi, napodobňujú uvoľňovanie intestinálnych peptidových hormónov zapojených do mechanizmov sýtosti a potláčajú žalúdok, hladový hormón, grilín. V krátkodobých štúdiách závisí veľkosť potravy po cukroch nepriamo na hladine glukózy v krvi. Môže sa tak stať, že cukrové alkoholy nemôžu potláčať príjem potravy v pomere k kalórii, ktoré obsahujú, pretože tieto stimulačné signály nestimulujú.

Molekula glukózy obsahuje aldehydovú skupinu, a preto je logické predpokladať, že jej vodné roztoky poskytujú vysoko kvalitné reakcie s aldehydmi. Keď sa zahrieva vodný roztok glukózy s čerstvo vyzrážaným hydroxidom meďnatým, ako v prípade akéhokoľvek iného aldehydu, pozoruje sa zrážanie tehlovočervenej zrazeniny oxidu meďnatého. V tomto prípade sa aldehydová skupina glukózy oxiduje na karboxylovú kyselinu - vzniká kyselina glukonová:

V dôsledku toho možno ich potenciálne výhody lepšie posúdiť meraním fyziologických saturačných biomarkerov skôr ako predbežným zaťažením príjmu potravy. Je ťažké určiť účinok rozdielov medzi liečbami pred liečbou na neskoršom jedle, ak sa líšia o menej ako 100 kcal.

Polyoly alebo cukrové alkoholy sa vyrábajú z cukrov a vyrábajú sa komerčne hydrogenáciou zodpovedajúcich cukrov. Sú skupinou vysoko kalorických sladidiel, ktoré nie sú úplne absorbované a metabolizované v tele, a preto prispievajú menej kalórie ako cukry. Bežne používané polyoly zahŕňajú sorbitol, manitol, xylitol, maltitol, maltitolový sirup, laktitol, erytritol a izomalt. Kvôli ich neúplnej absorpcii vytvárajú polyolové sladidlá nižšiu glykemickú reakciu ako glukóza alebo sacharóza a môžu byť užitočné pre ľudí s cukrovkou.

Glukóza tiež vstupuje do reakcie „strieborného zrkadla“ pôsobením roztoku oxidu amónneho striebra. Na rozdiel od predchádzajúcej reakcie sa však namiesto kyseliny glukonovej tvorí jej soľ - glukonát amónny, pretože rozpustený amoniak je v roztoku prítomný:

Fruktóza a iné monosacharidy, ktoré sú viacsýtnymi ketoalkoholmi, nevstupujú do kvalitatívnych reakcií na aldehydy.

Vo formuláciách výrobkov sa používajú s rovnakou úrovňou použitia sacharózy. Typické aplikácie polyolov zahŕňajú cukrovinky, ako sú lisované tablety bez cukru, čokoláda, gumové pastilky a želé, karamel alebo karamel; pekárenské výrobkyako sú cookies, cookies, špongie a niektoré mliečne výrobky, napríklad zmrzlina.

Disacharidy ako polyoly

Pokiaľ ide o sladkosť, väčšina cukrových alkoholov je menej sladká ako sacharóza s xylitolom a maltitolom, ktoré majú najbližšiu relatívnu sladkosť k sacharóze, ako je znázornené na obrázku 1. Z tohto dôvodu sú polyoly často zahrnuté do formulácií, ktorých hlavnou úlohou je poskytnúť objem alebo štruktúra cukru, nie sladkosť. To platí najmä pre pacientov s veľmi nízkou relatívnou sladkosťou, ako je polydextróza.

Chemické vlastnosti glukózy a fruktózy ako polyolov

Pretože monosacharidy vrátane glukózy a fruktózy majú vo svojich molekulách niekoľko hydroxylových skupín. Všetky z nich majú vysoko kvalitnú reakciu na viacsýtne alkoholy. Obzvlášť čerstvo vyzrážaný hydroxid meďnatý sa rozpustí vo vodných roztokoch monosacharidov. V tomto prípade sa namiesto modrej zrazeniny Cu (OH) 2 vytvorí tmavomodrý roztok komplexných zlúčenín medi.

Ďalšou výhodou spojenou s polyolmi je, že neprispievajú k zubnému kazu. Najmä Xylitol vykazuje prínosy pre zdravie zubov a jeho špecifické účinky na ústnu flóru a najmä na určité kmene mutantov streptokokov, prispieva k profilu prevencie zubného kazu a dáva mu jedinečnú úlohu v preventívnych stratégiách pre zdravie zubov. Preukázalo sa, že xylitol znižuje kyselinu plakovú a existujú presvedčivé dôkazy preukazujúce lokálny karyostatický účinok u rôznych zvierat a intraorálnych modelov, ako aj v klinických štúdiách.

Fermentačné reakcie glukózy

Alkoholová fermentácia

Keď niektoré enzýmy pôsobia na glukózu, môže sa z glukózy zmeniť etylalkohol   a oxid uhličitý:

Fermentácia kyseliny mliečnej

Okrem alkoholového typu fermentácie existuje aj mnoho ďalších. Napríklad mliečna fermentácia, ktoré sa vyskytuje počas kysnutia mlieka, kapusty a uhoriek:

Tento nekariogénny účinok xylitolu je dôvodom, prečo sa často používa žuvačka   a ďalšie cukrárske kompozície, Existujú však niektoré kľúčové rozdiely medzi polyolmi a sacharózou, ktoré je potrebné zohľadniť pri spracovaní pomocou polyolov namiesto sacharózy, fruktózy alebo laktózy. Po prvé, polyoly v koncentráciách vyšších ako 10% môžu mať laxatívny účinok.

Po druhé, polyoly nemajú redukčný koniec a ako také sa nezúčastňujú Maillardovej reakcie a nezúčastňujú sa na tvorbe zafarbenia. V prípade výroby karamelu alebo karamelu s polyolmi, ako je napríklad maltitol, je potrebné pridať farbu a arómu.

Vlastnosti existencie monosacharidov vo vodných roztokoch

Monosacharidy existujú vo vodnom roztoku v troch formách - dva cyklické (alfa a beta) a jeden necyklické (bežné). Napríklad v roztoku glukózy existuje nasledujúca rovnováha:

Ako vidíte, aldehydová skupina chýba v cyklických formách, pretože sa podieľa na tvorbe cyklu. Na jeho základe sa vytvára nová hydroxylová skupina, ktorá sa nazýva acetalhydroxylová skupina. Podobné prechody medzi cyklickými a necyklickými formami sa pozorujú pre všetky ostatné monosacharidy.

Polyoly alebo cukrové alkoholy sú redukované formy aldózového alebo ketózového monosacharidu. Vyskytujú sa v riasach, niektorých halofytických rastlinách a hmyze citlivom na mrazenie. Najbežnejšími polyolmi v rastlinách sú manitol, sorbitol, galaktitol a cyclitol myo-inositol. Primárnou cestou syntézy manitolu je redukcia fruktózofosfátu na 1-manitolfosfát a následná defosforylácia na manitol. Ukázali sa cyklitoly, ako napríklad myo-inozitol lepšia ochrana   od stresu.

Tieto transgény sa potvrdili akumuláciou malondialdehydu a vyššími hladinami prolínu a rozpustného cukru. Glycerín je viacsýtny alkohol, ktorý sa často považuje za chemický dráždivý sklerozér. Je tu klasifikovaný ako detergenty, pretože je podobný detergenty, pretože spôsobuje denaturáciu proteínov bunkového povrchu. V porovnaní s inými sklerozantmi je to veľmi slabý sklerotizátor a je užitočný najmä pri skleróze malých ciev.

Disacharidy. Chemické vlastnosti.

Všeobecný opis disacharidov

Disacharidy sa nazývajú uhľohydráty, ktorých molekuly pozostávajú z dvoch zvyškov monosacharidov spojených kondenzáciou dvoch poloacetálových hydroxylov alebo jedného alkoholového hydroxylu a jedného poloacetálu. Takto vytvorené väzby medzi zvyškami monosacharidov sa nazývajú glykozidické. Vzorec väčšiny disacharidov možno písať ako C12H22O11.

Jeho hlavnou výhodou je to, že zriedka spôsobuje hyperpigmentáciu alebo telangiektatické rohože a že veľmi zriedka spôsobuje nekrózu extravazácie. Hlavné problémy s glycerínom sú to, že je ťažké s nimi pracovať, pretože je veľmi viskózne, že keď je injikovaný, môže byť veľmi bolestivé, chromatický fragment je veľmi alergénny a niekedy sa uvádza, že spôsobuje uretrálnu koliku a hematúriu. , Xylitol je cukrový alkohol, ktorý po požití nespôsobuje významné zvýšenie hladiny glukózy v krvi, a preto nestimuluje uvoľňovanie inzulínu z ľudskej pankreasu.

Najbežnejším disacharidom je známy cukor sacharóza , Molekula tohto uhľohydrátu je tvorená cyklickými zvyškami jednej molekuly glukózy a jednej molekuly fruktózy. Vzťah medzi zvyškami disacharidov je v tomto prípade dosiahnutý odstránením vody z dvoch poloacetálových hydroxylov:

Avšak u psov spôsobuje xylitol masívne rýchle a na dávke závislé uvoľňovanie inzulínu z pankreatických beta buniek. Toto činidlo spôsobuje uvoľňovanie inzulínu z pankreasu. Po uvoľnení inzulínu sa môže vyvinúť klinicky významná hypoglykémia.

Chemické vlastnosti škrobu a celulózy

Medzi klinické príznaky patrí hypoglykémia, zvracanie, slabosť, ataxia, mentálna depresia, hypokaliémia, hypoglykemické kŕče a kóma. Klinické príznaky spojené s užívaním xylitolu sa môžu objaviť do 30 minút po požití a môžu trvať dlhšie ako 12 hodín, a to aj pri agresívnej liečbe. Môžu sa vyskytnúť prípady akútnej nekrózy pečene, s vracaním, žltačkou, koagulopatiou a smrťou.

Pretože väzba medzi monosacharidovými zvyškami sa vytvorila počas kondenzácie dvoch acetálových hydroxylov, nie je možné, aby molekula cukru otvorila ktorýkoľvek z kruhov, t.j. konverzia na karbonylovú formu nie je možná. V tomto ohľade sacharóza nie je schopná dať vysoko kvalitné reakcie na aldehydy.

Disacharidy tohto druhu, ktoré nedávajú kvalitatívnu reakciu na aldehydy, sa nazývajú neredukujúce cukry.

Známe použitie xylitolu by sa malo zvážiť ako pri inej konzumácii toxínov. Ak sa neurologické abnormality nepozorujú v čase pozorovania pacienta, vyvolajte zvracanie a potom ho podajte aktívne uhlie, V súčasnosti nie je známe, či aktívne uhlie skutočne oneskoruje alebo zabraňuje absorpcii xylitolu z gastrointestinálneho traktu psa. Ak už boli klinické príznaky vyvinuté, vykonajte orogastrický výplach a dekontamináciu žalúdka. Hypokaliémia sa môže vyvinúť, pretože sa vyskytuje intracelulárne pôsobením inzulínu.

Existujú však disacharidy, ktoré dávajú aldehydovej skupine kvalitatívne reakcie. Takáto situácia je možná, keď hemiacetalhydroxylová skupina z aldehydovej skupiny jednej z východiskových molekúl monosacharidov zostáva v molekule disacharidov.

Maltóza reaguje najmä s roztokom amoniaku z oxidu strieborného, \u200b\u200bako aj s hydroxidom meďnatým, ako sú aldehydy. Je to spôsobené skutočnosťou, že vo vodných roztokoch je táto rovnováha:

Sorbitol obsahujúci šesťmocný cukorný alkohol je bežnou súčasťou mnohých jedlých plodov. Aj keď je známe už mnoho desaťročí, nemôže nájsť žiadne komerčné využitie, pretože bolo veľmi nákladné extrahovať ho z ovocia. Jeho význam sa uznal neskôr až potom, čo sa vo veľkej miere dosiahla ekonomická výroba sorbitolu z komerčne dostupnej glukózy pomocou katalytických reakcií s vodíkom.

Kvalitatívna reakcia na škrob

Univerzálne a jedinečné vlastnosti   sorbitol sa stal známym indickému priemyslu iba za posledné dve až tri desaťročia. Dokonca aj dnes nie sú pôvodné priemyselné odvetvia oboznámené s rôznymi oblasťami a univerzálne vlastnosti   sorbitol a jeho aplikácie v priemyselných procesoch.

Ako vidíte, vo vodných roztokoch maltóza existuje v dvoch formách - s dvoma cyklami v molekule a jedným cyklom v molekule a aldehydovou skupinou. Z tohto dôvodu maltóza na rozdiel od sacharózy poskytuje kvalitatívnu reakciu na aldehydy.

Hydrolýza disacharidov

Všetky disacharidy sú schopné vstúpiť do hydrolytickej reakcie katalyzovanej kyselinami, ako aj rôznymi enzýmami. Počas tejto reakcie sa z jednej molekuly východiskového disacharidu tvoria dve molekuly monosacharidov, ktoré môžu byť rovnaké alebo rôzne v závislosti od zloženia východiskového monosacharidu.

Napríklad hydrolýza sacharózy vedie k tvorbe glukózy a fruktózy v rovnakých množstvách:

A hydrolýzou maltózy sa tvorí iba glukóza:

Disacharidy ako polyoly

Disacharidy, ako viacsýtne alkoholy, dávajú vhodnú kvalitatívnu reakciu s hydroxidom meďnatým, t.j. keď sa ich vodný roztok pridá k čerstvo vyzrážanému hydroxidu meďnatému, vo vode nerozpustná modrá zrazenina Cu (OH) 2 sa rozpustí za vzniku tmavomodrého roztoku.

Polysacharidy. Škrob a dužina

polysacharidy   - komplexné uhľohydráty, ktorých molekuly pozostávajú z veľkého počtu zvyškov monosacharidov spojených glykozidovými väzbami.

Existuje ďalšia definícia polysacharidov:

polysacharidy   nazývané komplexné uhľohydráty, ktorých molekuly sa tvoria počas úplnej hydrolýzy veľkého počtu molekúl monosacharidov.

Vo všeobecnom prípade možno polysacharidový vzorec písať ako (C6H11O5) n.

škrob   - látka, ktorá je vo forme bieleho amorfného prášku, nerozpustná v studená voda   a čiastočne rozpustné v horúcom stave, čím sa vytvorí koloidný roztok, ktorý sa v každodennom živote nazýva škrobová pasta.

Škrob sa tvorí z oxidu uhličitého a vody počas fotosyntézy v zelených častiach rastlín pod vplyvom slnečného žiarenia. najväčšie množstvá   škrob sa nachádza v zemiakových hľúzach, pšenici, ryži a obilných zrnách. Z tohto dôvodu sú tieto zdroje škrobu surovinou pre jeho výrobu v priemysle.

celulóza   - látka v čistom stave je biely prášoknerozpustný ani v chlade, ani horúca voda, Na rozdiel od škrobu celulóza netvorí pastu. Filtračný papier, bavlnená vlna, topoľová chmýří pozostáva prakticky z čistej celulózy. Škrob aj celulóza sú výrobky. rastlinný pôvod, Úlohy, ktoré v živote rastlín zohrávajú, sa však líšia. Celulóza je hlavne stavebným materiálom, hlavne z nej sú tvorené membrány rastlinných buniek. Na druhej strane má škrob predovšetkým funkciu ukladania energie.

Chemické vlastnosti škrobu a celulózy

pálenie

Všetky polysacharidy vrátane škrobu a celulózy po úplnom spálení v kyslíku tvoria oxid uhličitý a vodu:

Výroba glukózy

S úplnou hydrolýzou škrobu a celulózy sa vytvára rovnaký monosacharid, glukóza:

Kvalitatívna reakcia na škrob

Pri pôsobení na všetko, čo obsahuje škrob, sa objaví modré škvrny. Po zahriatí modrá farba po ochladení zmizne a znova sa objaví.
  Počas suchej destilácie celulózy, najmä dreva, sa čiastočne rozloží za vzniku takých nízkomolekulárnych produktov, ako sú metylalkohol, kyselina octová, acetón atď.

Pretože v molekulách škrobu aj celulózy sú alkoholové hydroxylové skupiny, môžu tieto zlúčeniny vstúpiť do esterifikačných reakcií s organickými aj anorganickými kyselinami.

Typ lekcie:učenie sa nového materiálu (kombinovaná lekcia).

ciele:

  • Uveďte klasifikáciu uhľohydrátov.
  • Zvážte a absorbujte fyzikálne a chemické vlastnosti glukózy.
  • Ak chcete študovať štruktúru molekuly glukózy, zvážte izomerizmus glukózy.
  • Poznať umiestnenie glukózy v prírode, v ľudskom tele, jej biologický význam a rozsah.

Ciele lekcie

  • vzdelávacie:
    • tvoriť predstavy o skupine organických látok s duálnymi vlastnosťami;
    • študovať štruktúru glukózy;
    • zdôrazniť hlavné a špeciálne vlastnosti glukózy.
  • rozvíjanie:
    • rozvoj zručností experimentálnej práce, schopnosť porovnávať, zovšeobecňovať a vyvodzovať nezávislé závery;
    • identifikácia nenahraditeľnej úlohy glukózy v živote ľudí, zvierat vrátane mnohých mikroorganizmov,
  • vzdelávacie:
    • formovanie vedeckého a materiálneho svetonázoru medzi študentmi, potvrdenie jednoty prírody, vyjadrené vo vzájomných premenách anorganických a organických látok (fotosyntéza);
    • rozšíriť a prehĺbiť obzory uhľohydrátov,
    • vzdelávanie kognitívnych aktivít, zmysel pre zodpovednosť, vzájomný rešpekt, vzájomné porozumenie, vzájomná podpora, sebavedomie;
    • podpora kultúry komunikácie.

Metódy a techniky:konverzácia, príbeh, samostatná práca s učebnicou, vytváranie problémových situácií, prezentácie študentov.

vybavenie:

  • TCO - počítač, materiál na elektronických médiách;
  • stolík;
  • leták;
  • Činidlá: glukóza, glycerín, NaOH, CuS04. laboratórne vybavenie a chemické činidlá na experimenty.

LESSON STROKE

I. Motivácia

Pozdrav, kontrola pripravenosti študentov a učebne na lekciu, vyplnenie časopisu triedy, zdôvodnenie témy a účel lekcie.

II. Hlavné telo

1. Úvod učiteľa(predstavenie   , snímka 1).

Sacharidy ... A to sú tie sladkosti, ktoré máte tak radi (ovocie, koláče, sladkosti, džemy, čokoláda atď., Najmä hrozno obsahuje veľa sacharidov). Sacharidy sú životne dôležité látky, ktoré potrebuje každé telo. Tieto látky sa konzumujú a človek musí neustále dopĺňať svoje rezervy. Je zrejmé, že látky, ktoré tvoria tkanivá tela, nie sú podobné látkam, ktoré konzumuje. Procesy ľudského tela potravinárske výrobky   a v procese svojho života neustále spotrebúva energiu, ktorá, ako vieme, sa uvoľňuje pri oxidácii v tkanivách tela, uhľohydráty sú súčasťou nukleových kyselín, ktoré vykonávajú biosyntézu proteínov a prenos dedičných vlastností.
  Zvieratá a ľudia nesyntetizujú uhľohydráty. V zelených rastlinách sa za účasti chlorofylu a slnečného žiarenia vykonáva celý rad procesov na premenu oxidu uhličitého absorbovaného zo vzduchu a vody absorbovanej z pôdy. Konečným produktom tohto procesu, fotosyntézou, je komplexná sacharidová molekula.
sacharidy- Dôležitý zdroj energie pre telo, podieľať sa na metabolizme. Hlavnými zdrojmi uhľohydrátov sú rastlinné potraviny.

2. Historické pozadie   o sacharidoch(predstavenie   , snímky 2-4, študent 1).

3. Klasifikácia uhľohydrátov(predstavenie   , snímky 5-6).

Pozrime sa na tabuľky č. 1, 2. Venujte pozornosť tomu, ktoré látky obsahujú a sú bohaté na uhľohydráty?

Odpoveď a záver študenta:   Sacharidy sú rozsiahlou triedou prírodných zlúčenín.

Prejdime k schéme 1. „Klasifikácia uhľohydrátov“. ( predstavenie   i, diapozitívy 7–8) V závislosti od počtu monosacharidových zvyškov v molekule sa delia na monosacharidy, disacharidy a polysacharidy.

monosacharidy(jednoduché uhľohydráty) - uhľohydráty, ktoré nie sú hydrolyzované. V závislosti od počtu atómov uhlíka sa delia na triózy, tetózy, pentózy, hexózy. Pre ľudí sú najdôležitejšie glukóza, fruktóza, galaktóza, ribóza, deoxyribóza.

disacharidy   - uhľohydráty, ktoré hydrolyzujú za vzniku dvoch molekúl monosacharidov. Najdôležitejšie pre človeka sú sacharóza, maltóza a laktóza.

polysacharidy   - zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou - uhľovodíky, ktoré hydrolyzujú za vzniku mnohých molekúl monosacharidov. Rozdeľujú sa na stráviteľné a nestráviteľné gastrointestinálny trakt, Medzi jedlé látky patrí škrob a glykogén, vlákniny, hemicelulóza a pektín sú dôležité pre človeka.
  Sacharidy sa často nazývajú cukry alebo cukry. Môžu byť bez chuti, sladkosti a horkosti. Ak sa sladkosť roztoku sacharózy považuje za 100%, potom je sladkosť fruktózy 173%, glukóza 81%, maltóza a galaktóza 32%, laktóza 16%.

4. Kvalitatívne zloženie uhľohydrátov(predstavenie   , diapozitívy 9-10).

otázka:   Pri pohľade na uhľohydrátový vzorec, odpoveď - je pomer H2 a O 2 rovnaký v uhľohydrátoch a vode? Cn (H20) ma H20

Odpoveď znie:   2: 1. Sacharidy - organické zlúčeniny pozostávajúce z uhlíka, vodíka a kyslíka a vodíka a kyslíka sú v pomere (2: 1) ako vo vode, odtiaľ názov.

Na základe tejto analógie ruský chemik K. Schmidt navrhol v roku 1844 pojem uhľohydrát (uhlík a voda) a všeobecný vzorec pre uhľohydráty je Сn (Н 2 О) m

otázka:   Preto je glukóza najdôležitejším predstaviteľom monosacharidov. Aké témy sme sa pri štúdiu stretli s touto látkou na chemickom kurze? Biológia?

Odpoveď: chémia - aldehydy, alkoholy; biológia - fotosyntéza, bunková štruktúra.

5. Glukóza v prírode a ľudské telo(predstavenie   , snímky 11-14, študent 2).

6. Výroba glukózy(predstavenie   , diapozitívy 15-16).

Pamätajte, ako môžete získať glukózu. Čo sa nazýva fotosyntéza?

a) fotosyntetická reakcia

6C02 + 6H20 -\u003e C6H126 + 6O2 + Q

b) Polymerizačná reakcia

c) Hydrolýza škrobu (rovnicu píše učiteľ)

(С6 Н 10 О 5) n + nH20 -\u003e nС6 Н 12 О 6

7. Fyzikálne vlastnosti   glukóza(predstavenie   , snímka 17).

otázka:Opíšte fyzikálne vlastnosti glukózy.

Fyzikálne vlastnosti:bezfarebná kryštalická látka, ľahko rozpustná vo vode, sladká podľa chuti, teplota topenia 146 ° C .

8. Laboratórne experimenty(kvalitatívne reakcie na glukózu a glycerín)

Molekulový vzorec glukózyC6H1206 znamená, že molekula musí mať funkčné skupiny obsahujúce kyslík. Predtým, ako prejdeme na štruktúru molekuly, vykonáme laboratórne experimenty.

Laboratórne experimenty(Skúsenosti č. 1)

Úloha 1.Otázka. Ako empiricky dokázať, že látkou, ktorá sa vám podáva, je glycerín (kvalitatívna reakcia na glycerín)

Odpoveď.   Interakcia glycerolu s Cu (OH) 2. Zrazenina sa rozpustí.

Urobte experiment: odoberte 2 skúmavky, pridajte roztok hydroxidu sodného a pridajte roztok síranu meďnatého (II). Vytvorí sa zrazenina - Cu (OH) 2. Nalejte glycerín do jednej skúmavky a roztok glukózy do druhej. Na základe pozorovaní urobte záver.

Odpoveď. záver:   roztok glukózy získava jasne modrú farbu, zrazenina sa rozpustí rovnako ako pri glycerole modrá farba   (vysokokvalitná reakcia na viacsýtne alkoholy).

Preto v molekule glukózy existuje veľa hydroxylových skupín.

Úloha 2.   Výsledný jasne modrý roztok sa zahreje. Čo pozorujete?

Odpoveď. záver:   pri zahrievaní jasne modrého roztoku sme dostali červenú zrazeninu do skúmavky s glukózou, čo dokazuje prítomnosť aldehydovej skupiny.

9. Štruktúra molekuly glukózy. Izoméry.(predstavenie   , diapozitívy 18-20).

učiteľ:   Predpokladajme, že molekula má 1 aldehydovú skupinu, potom hydroxylová skupina bude 5. Prítomnosť 5 hydroxylových skupín je potvrdená esterom glukózy obsahujúcim 5 zvyškov kyseliny octovej a experimentálne dokazuje, že všetky atómy uhlíka sú spolu spojené v priamom reťazci. Píšeme vzorec vyjadrujúci glukózu:




záver:glukóza je teda aldehydealkohol, presnejšie viacsýtny aldehydealkohol.
  Zistilo sa, že v roztoku glukózy nie je iba jeho aldehydová forma; ale aj molekuly cyklickej štruktúry.
  Zistilo sa, že skupina OH tretieho atómu uhlíka je umiestnená inak ako skupina ostatných atómov uhlíka, spoločná štruktúra glukózy vyzerá takto:


Transformácia molekuly lineárnej štruktúry na molekulu cyklickej štruktúry je pochopiteľná, ak si pripomíname, že atómy uhlíka sa môžu otáčať okolo p-väzieb. Aldehydová skupina sa môže priblížiť k hydroxylovej skupine piateho atómu uhlíka, pretože atóm kyslíka-karbonylovej skupiny nesie čiastočný náboj a atóm vodíka hydroxylovej skupiny čiastočne + náboj.

Uskutočňuje sa zvláštny chemický proces: väzba je prerušená medzi karbonylovou skupinou, atóm vodíka sa spája s atómom kyslíka a atóm kyslíka hydroxylovej skupiny s atómom uhlíka uzatvára reťazec. Cyklické formy sú v rovnováhe, sústružené   a   tvar. Vo vodnom roztoku glukózy sú teda prítomné tri izomérne formy. Molekula kryštalickej glukózy - forma, ak je rozpustená vo vode - otvorená forma a potom opäť cyklická forma. Tento izoméria sa nazýva dynamický (tautoméria).

10. Chemické vlastnosti   glukóza(predstavenie   , diapozitívy 21-25).

Po zistení štruktúry glukózy sa vraciame k laboratórnym pokusom a určujeme niektoré chemické vlastnosti.
  Monosacharidy vstupujú do chemických reakcií charakteristických pre karbonylové a hydroxylové skupiny.

1) Reakcia „strieborného zrkadla“ ( predstavenie   , posúvač 21).

Otázka.   Preukázajte prítomnosť aldehydovej skupiny ďalším experimentom (reakcia „Silver Mirror“ - kvalitatívna reakcia glukózy s roztokom amoniaku z oxidu strieborného (I)).
  Prítomnosť aldehydovej skupiny v glukóze sa môže dokázať pomocou roztoku oxidu amónneho striebra. K roztoku oxidu amónneho striebra sa pridá roztok glukózy a zmes sa zahrieva vo vodnom kúpeli. Čoskoro sa na stenách banky začne zrážať kovové striebro. Táto reakcia sa nazýva reakcia strieborného zrkadla. Používa sa ako vysoko kvalitná látka na objavovanie aldehydov. Aldehydová skupina glukózy je oxidovaná na karboxylovú skupinu. Glukóza sa prevádza na kyselinu glukónovú.
  Napíšte reakčnú rovnicu:

CH20H - (CHOH) 4 - CHOH + Ag20 \u003d CH20H - (CHOH) 4 - COOH + 2Ag

(Reakcia strieborných zrkadiel sa v priemysle používa na strieborné zrkadlá, výrobu baniek na termózy, ozdoby na vianočné stromčeky).

2) Interakcia glukózy s hydroxidom meďnatým (II)


3) Hydrogenácia glukózy

Aldehydová skupina sa môže redukovať na hydroxylovú skupinu pôsobením vodíka v prítomnosti katalyzátora.

otázka:   Aký alkohol vznikol?

Odpoveď znie:   Šesť atómov.

Špecifické vlastnosti.

Veľmi dôležité sú procesy fermentácie glukózy, ku ktorej dochádza pôsobením organických katalyzátorov-enzýmov (vytvárajú sa mikroorganizmy).

a) alkoholová fermentácia (pôsobením kvasiniek)

С 6 Н 12 О 6 -\u003e 2С 2 Н 5 ОН + 2СО 2

b) fermentácia kyseliny mliečnej (pôsobením baktérií mliečneho kvasenia)

c) fermentácia kyseliny maslovej

11. Biologický význam glukózy(predstavenie   , diapozitívy 26-30, študent 3).

12. Použitie glukózy(predstavenie   , diapozitívy 31-34).

Glukóza sa používa v rôznych priemyselných odvetviach:

  • v potravinársky priemyselako náhrada sacharózy;
  • v cukrovinkách pri výrobe nealkoholických cukroviniek, odrody dezertov   čokoláda, koláče a rôzne dietetické výrobky;
  • v pekárni glukóza zlepšuje podmienky fermentácie, dodáva pórovitosť a dobrý vkus    výrobky, spomaľuje tvrdnutie;
  • pri výrobe zmrzliny podceňuje bod tuhnutia, zvyšuje jej tvrdosť;
  • vo výrobe konzervované ovocie, džúsy, likéry, vína, nealkoholické nápojepretože glukóza nemaskuje vôňu a chuť;
  • v mliekarenskom priemysle pri výrobe mliečnych výrobkov a výrobkov detská výživa    odporúča sa použiť glukózu v určitom pomere so sacharózou, aby sa týmto výrobkom poskytla vyššia nutričná hodnota;
  • vo veterinárnom lekárstve;
  • v chove hydiny;
  • vo farmaceutickom priemysle.

Odporúča sa používať kryštalickú glukózu na kŕmenie pacientov, ktorí sú zranení, zotavujú sa, ako aj ľudí pracujúcich s veľkým preťažením.

Lekárska glukóza sa používa v antibiotikách a iných lieky, vrátane na intravenózne infúzie a na výrobu vitamínu C. Technická glukóza sa používa ako redukčné činidlo v kožiarskom priemysle, v textilnom priemysle na výrobu viskózy, pretože živné médium   keď rastie rôzne druhy   mikroorganizmy v lekárskom a mikrobiologickom priemysle.

III. Zhrnutie lekcie

Lekciu robí učiteľ spolu so študentmi.

IV. domácu úlohu