390 likes | 911 Views
SACHARIDY = CUKRY. fotosyntéza. nejrozšířenější přírodní organické sloučeniny − tvoří největší podíl organické hmoty na Zemi rostlinný původ – vznik - …………………. nesprávná označení: karbohydráty , uhlohydráty, uhlovodany základní složení − C , H , O ; v derivátech navíc − N, P, S, …
E N D
fotosyntéza • nejrozšířenější přírodní organické sloučeniny −tvoří největší podíl organické hmoty na Zemi • rostlinný původ – vznik - …………………. • nesprávná označení: karbohydráty, uhlohydráty, uhlovodany • základní složení −C, H, O;v derivátech navíc − N, P, S, … • obecný vzorec: Cn(H2O)n • v názvu koncovka …….. • obsahují mnoho skupin –OH (oxidací –OH na posledním uhlíku vznikají uronové kyseliny) -osa
triosy, tetrosy, pentosy, hexosy atd. rozdělení podle počtu základních jednotek • monosacharidy • podle počtu uhlíků: ………………………………………………… • rozdělení podle struktury • aldosy – mají aldehydovou skupinu • ketosy – mají ketonovou skupinu pozn. kombinace obou skutečností v označení – aldohexosa, ketohexosa, aldopentosa atd. • oligosacharidy (disacharidy, trisacharidy…) • polysacharidy
energie VÝZNAM SACHARIDŮ • zdroj a krátkodobá zásoba ………….. (glukosa, fruktosa) • zásobní látky (škrob − rostliny, glykogen − člověk, inulin − některé hvězdnicovité a zvonkovité rostliny) • zdroj uhlíku • stavební materiál (celulosa, chitin) • složka některých složitějších látek (nukleové kyseliny, hormony, koenzymy) • průmyslový význam − jsou přírodními surovinami pro výrobu papíru, textilních vláken, ethanolu, výbušnin
DIHYDROXYACETON 1,3-dihydroxypropan-2-on • odvozují se od něj ketosy • mezičlánek mnoha biochemických pochodů • není opticky aktivní TRIOSY • GLYCERALDEHYD 2,3-dihydroxypropan-1-al • odvozují se od něj aldosy • mezičlánek mnoha biochemických pochodů • opticky aktivní
OPTICKÁ IZOMERIE • sacharidy mají chirální • (= asymetrické) uhlíky (nesou 4 • různé substituenty) • jsou opticky aktivní, tj. stáčí rovinu lineárně polarizovaného světla o stejný úhel, každý izomer v jiném směru • izomery = enantiomery, antipody • směs optických antipodů v poměru 1:1 je opticky neaktivní, nazývá se racemát (racemická směs) * * D-glyceraldehyd L-glyceraldehyd předposlední skupina OH doprava → D, doleva → L počet optických izomerů 2n, n je počet C*
PENTOSY • D-/L-arabinosa, xylosa − součást mnoha rozšířených polysacharidů (arabská guma, sláma, dřeviny) • D-RIBOSA − součást RNA, po redukci OH na C2 → 2-deoxy-D-ribosa (součást DNA) D- a L-lyxosa D-xylosa D-ribosa L-xylosa D-arabinosa L-ribosa L-arabinosa
HEXOSY D-glukosa D-mannosa D-galaktosa D-fruktosa
HEXOSY GLUKOSA (hroznový cukr) • bílá krystalická ve vodě rozpustná látka sladké chuti, lehce stravitelná • v ovoci (nejvíce v hroznech → hroznový cukr), medu, v rostlinných šťávách a v krvi (0,1 %) • zdroj energie pro organismy • součást sacharosy, laktosy, celulosy, ... • umělá výživa v lékařství • diabetes mellitus(cukrovka), normálně je 3,3−5,6 mmol/l glukosy v krvi, řídí hormon inzulín a glukagon (slinivka břišní)
HEXOSY MANNOSA • v rostlině svatojánský chléb, v krevní plazmě koní a psů, ve skeletu ořechů GALAKTOSA • D-g je součástí krve, glykoproteinů, hemicelulos a rostlinných slizů, je obsažena v mléce • L-g je v polysacharidu agaru
HEXOSY D-FRUKTOSA (ovocný cukr) • v ovoci a medu (38 %) = ovocný cukr • nejsladší sacharid vůbec, součást sacharosy
KVAŠENÍ (FERMENTACE) přeměna sacharidů na jiné látky působením enzymů mikroorganismů • lihové (alkoholové) kvašení hexosy → ethanol + CO2 kvasinky (pivní, vinná) • mléčné kvašení sacharidy → kyselina mléčná bakterie (výroba jogurtů, kysaného zelí a okurek, siláže) • octové kvašení sacharidy → ethanol →kyselina octová bakterie (výroba octa) • citronové kvašení sacharidy → kyselina citronová některé plísně
1 • Fischerovy vzorce 2 • Haworthovy vzorce 3 4 5 6
molekula monosacharidu ve tvaru řetězce (Fischerův vzorec) – ve vodném roztoku • cyklická forma – v krystalu • izomery = anomery: α-anomer (poloacetalový hydroxyl u D-cukru směřuje dolů nebo β-anomer (poloacetalový hydroxyl u D-cukru směřuje nahoru • u L-cukrů obráceně • ve vodném roztoku může α-anomer přecházet přes lineární formu na β-anomer a naopak • šestičlenný kruh (5 C a 1 O) – pyranosy • pětičlenný kruh (4 C a 1 O) - furanosy
6 5 5 4 1 4 1 2 3 2 3 6 5 β-D-glukosa β-D-ribosa 2 5 1 β-D-glukopyranosa β-D-ribofuranosa 4 1 3 3 4 2 β-D-2-deoxyribosa β-D-fruktosa β-D-fruktofuranosa β-D-2-deoxyribofuranosa
OLIGOSACHARIDY spojení 2 až 10 monosacharidových jednotek (glykosidická vazba) 1 6 5 2 2 5 1 6 4 3 3 4 β-D-fruktofuranosa α-D-glukopyranosa + H2O sacharosa O-α-D-glukopyranosyl-(1→2)-β-D-fruktofuranosid
pokud má jeden z obsažených monosacharidů volnýpoloacetalovýhydroxyl, oligosacharid je redukující (maltosa, laktosa, cellobiosa) • dokazuje se pomocí: • Fehlingova činidla: obsahuje ionty Cu2+ (modrá barva), které se působením redukčního činidla mění na elementární měď Cu0 (rezavá barva) • Tollensova činidla: obsahuje ionty Ag+ (bezbarvé), které se působením redukčního činidla mění na elementární stříbro Ag0 (černá barva nebo stříbrné zrcátko na povrchu zkumavky)
OLIGOSACHARIDY SACHAROSA • bílá krystalická látka, dobře rozpustná ve vodě, s výrazně sladkou chutí • neredukující cukr • glukosa + fruktosa • enzymem sacharasou nebo v kyselém prostředí se štěpí na monosacharidy • v kořenech cukrové řepy (řepný cukr), ve stéblech cukrové třtiny (22 %), ve sladkém ovoci a v dalších rostlinných šťávách • používá se jako běžné sladidlo v potravinářství • silným zahřátím přechází v karamel, který se používá jako potravinářské barvivo, např. při výrobě černého piva
První kostku cukru na světě vyrobil v Dačicích Jakub Kryštof Rad roku 1843, když se jeho manželka zranila při sekání cukru z nepraktické homole.
OLIGOSACHARIDY MALTOSA (sladový cukr) • vzniká rozkladem škrobu účinkem kyselin nebo enzymů • 2 molekuly glukosy • ve sladu, naklíčeném ječmenu − jedné ze surovin pro výrobu piva • redukující cukr
OLIGOSACHARIDY LAKTOSA (mléčný cukr) • v mléce savců (kravské 5 %, lidské až 7 %) • galaktosa + glukosa • vyrábí se ze syrovátky • výroba mléka pro kojence • redukující cukr • nesnášenlivost laktosy – chybění enzymu laktasy, která ji rozkládá
OLIGOSACHARIDY CELLOBIOSA produkt rozpadu celulosy
POLYSACHARIDY • makromolekulární látky obecného složení (C6H10O5)n • funkce: zásobní a stavební látky • dělení: • dle řetězce: lineární, větvené • dle přítomnosti dalších složek: homo a heteropolysacharidy
POLYSACHARIDY ŠKROB • zásobní polysacharid rostlin (semena, hlízy) • z α-D-glukosových jednotek, bílá krystalická látka • důkaz: s roztokem jodu dává modré zbarvení • směs dvou složek − amylosa (asi 20 %) − lineární řetězce stočené do šroubovice + amylopektin − rozvětvená struktura • působením kyselin se řetězce trhají − vznikají dextriny • použití: potravinářský průmysl (pudinky, omáčky), výroba alkoholu, lepidla, impregnace, kosmetika (dextriny), škrobení prádla
amylopektin - vazby α(1→4) v řetězci - vazby α(1→6) větvení amylosa - vazby α(1→4)
POLYSACHARIDY GLYKOGEN • pro živočichy má podobný význam jako škrob pro rostliny, zásobní látka • v játrech a svalech • z α-D-glukosových jednotek, podobný amylopektinu (α(1→4) a α(1→6) vazby, častěji rozvětvený • nebarví roztok jodu, rozpustný ve vodě • při hladovění nebo tělesné námaze se glykogen odčerpává z tkání a jeho obsah klesá
POLYSACHARIDY INULIN • zásobní polysacharid • z molekul fruktos • snadno stravitelný pro diabetiky • v zelenině (např. v topinamburu, artyčoku), pampeliškách, čekance • Využití: k výrobě fruktosy a jako přísada do pečiva pro diabetiky • prebiotikum
POLYSACHARIDY PEKTINY • zásobní heteropolysacharidy • v nezralých plodech a ve slupkách ovoce • k výrobě džemů a marmelád methoxyskupina karboxylová skupina
POLYSACHARIDY CELULOSA • β-D glukosové jednotky, β(1→4) vazba • nejhojnější organická sloučenina v přírodě • čistá celulosa je v bavlně • hlavní stavební materiál cévnatých rostlin (dřevo), ale i bakterií, mořských rostlin a živočichů, tvoří podstatnou část buněčných stěn rostlinných buněk • využití:pro výrobu papíru, hygienických potřeb, textilních vláken (bavlna, viskóza, acetátové hedvábí), celofánu, nitrocelulosy (střelná bavlna, celuloid, nátěrové hmoty), bioplynu • = vláknina, nestravitelná, ale důležitá pro trávení (podporuje peristaltiku střev)
POLYSACHARIDY HEMICELULOSY • polysacharidy z jednotek glukosy, mannosy, galaktosy, arabinosy, xylosy, glukuronových kyselin • v rostlinných vláknech (dřevo, sláma…)
POLYSACHARIDY CHITIN • stavební heteropolysacharid • v buněčných stěnách hub, součást vnější kostry členovců
MUKOPOLYSACHARIDY • heteropolysacharidy živočišného původu se speciální funkcí: KYSELINA HYALURONOVÁ: • váže vodu v organismu • obsažena ve sklivci, pupeční šňůře, pojivové tkáni (chrupavky)
HEPARIN • polysacharid vázaný na bílkoviny. • v krvi • zabraňuje srážení krve, embolii, trombóze
CHONDROITINSULFÁT • v chrupavkách, kloubech a skořápkách vajec • získává se extrakcí chrupavek, nejčastěji hovězích nebo vepřových • dokáže zastavit ztrátu kloubní chrupavky, ke které dochází při artróze