Көмірсулар және көмірсуларбар биополимерлер құрылымы

Көмірсулар табиғатта кең тараған заттар, олар барлык өсімдік және жануар ағзаларының құрамына кіреді. Көмірсулар өсімдіктердің құрғақ зат массасына шаққанда 80%, жануарлар ағзаларының 2%, ал қанның 0, 1% құрайды. Көмірсулар құрамы (С6Н10О5) n формуласымен өрнектелетін глюкоза немесе жүзім қанты (С6Н12О6), Қамыс немесе қызылша канты (С12Н22О11) және крахмал немесе целлюлозаны келтіруге болады. «Көмірсулар» деген атауды 1844 жылы К. Шмидт ұсынған. Бұл атау осы қосылыстар тобының алғашқы белгілі өкілдерін анализдеу негізінде пайда болды. Зерттеу нәтижесінде осы топ заттарының көміртектен, сутектен, оттектен тұратыны және сутек пен оттек атомдарының сандық қатынасы су молекуласындағыдай, яғни сутектің екі атомына оттектің бір атомы келетіні анықталған. Осы айтылғандарға сәйкес көмірсулардың жалпы формуласы: Жақша сыртына n-ді шығарсақ Сm(Н2О) n деген «көмірсулар» атауына дәл келетін формуланы аламыз. аламыз.

Көмірсулар

Көмірсулар үлкен топтарға бөлінеді. Олардың бір өкілдері гидролиздегенде өзгермейді - оларды моносахаридтер дейді. Егер гидролиздегенде көмірсу молекуласы екі моносахарид молекуласына ыдырайтын болса, ондай заттарды дисахаридтер деп атайды. Егер гидролиз нәтижесінде моносахаридтердің көп молекулалары түзілсе, ондай заттар полисахаридтер деп аталады.

Глюкоза.

Молекула құрылысы. Глюкоза(жүзім қанты) - аса кең тараған моносахарид. Глюкозанаң құрамын И. Берцелиус анықтаған, оның молекулалық формуласы C6H12O6 . Глюкоза молекуласында біршама көміртек, сутек және оттек атомдарының болуы оның молекуласында сәйкес функционалдық топтар бар екендігіне мүмкіндік береді.

Глюкоза құрылысы

CH2OH

Алынуы. Глюкоза көп мөлшерде жүзім шырынында кездесетіндіктен жүзім қанты деп атайды. Алайда оны басқа заттардан да алуға болады.

Глюкозаны қышқыл қатысында сахарозаны гидролиздеу арқылы алады. Бұл кезде глюкозамен бірге глюкоза изомері - фруктоза да түзіледі:

глюкоза

фруктоза

Химиялық қасиеті

Моносахаридтер спирттердің, карбонильді қосылыстардың және жартылай ацетальдардың қасиеттерін көрсетеді.

Қанттардың тотықсыздануында көп атомды спирттер түзіледі:

Құрамында Оттек бар бес буынды гетероциклді қосылыс фуран деп аталады,

Алты буындысы - пиран. Сондықтан бес буынды монозалар фуранозалар деп аталады, алты буындылары - пиранозалар.

Ацетилирлеу реакциясы. Глюкозаны сірке ангидридімен әрекеттестірсе Петаацетилглюкоза алынады:

Алкилирлеу реакциясы. Қанттарды алкилирлегенде таутомерлік жартылай ацетал (циклді) формаларында рекцияласады.

Спиртті ашу кезінде - спирт, сүтқышқылды ашу кезінде - сүт қышқылы түзіледі. Олардың ең көп тараған түрі ашытқының ферменті - зимазаның әсерінен болатын спирттік ашу.

1. Спиртті ашу ашытқы ферменттерінің әсерінен жүруі.

C6H12O6 → 2C2H5OH +2CO2

Ашу процесі

Қолданылуы

Глюкоза ағзада зат алмасуға қажет энергияның негізгі көзі, маңызды қоректік зат. Глюкозаның тотығу реакциясы экзотермиялық және соңғы өнімдері көмірқышкыл газы мен су болатын бірнеше саты арқылы жүреді:

Глюкоза медицинада дәрілік препараттар жасауға, қанды сақтауға, тамырға құюға, қан алмастырғыш сүйықтықтың құрамдас бөлігі ретінде кеңінен қолданылады, аскорбин қышқылын синтездеу үшін шикізат ретінде пайдаланылады. Тамақ өнеркәсібінде глюкоза мармелад, карамель дайындау үшін, ал тоқыма өнеркәсібінде маталар мен терілерді бояғанда, айна және шырша ойыншықтары өндірісінде қолданылады.

Көмірсулардың адам ағзасы үшін маңызы зор. Қалыпты жағдайда ағзаның тәулігіне жұмсаған қуатының 60 - 70% көмірсулар арқылы өтеледі. Әсіресе мидың, қан жасушаларының, бүйректің т. б. қызметіне қажет қуат. 1г көмірсу тотыққанда 4, 1 ккал (17, 15 кДж) қуат бөлінеді. Адам мен жануар ағзасында көмірсулар бейорганикалық, заттардан пайда болмайды. Сондықтан олар көмірсуларды тек тағам арқылы енгізеді. Бірақ та жануарлардан алынған азықтарда көмірсулардың мөлшері аз. Мысалы, бірталай уақыт тұрып қалған етте, балық етінде гликогеннің қалдығы, ізі ғана кездеседі. Егер де 200-300 г - дай піскен бауыр желінсе, ағзаға тек қана 4 - 15 г гликоген түседі, ал 0, 5 л сүт ішкенде 25 г лактоза енгізіледі.