Шпаргалка по "Химии"

28.Физические свойства моносахаридов. Строение моносахаридов. Понятие о гликозидном гидроксиле.

Свойства- моносахариды в чистом виде – белые кристалл-е вещ-ва, хорошо раство-е в воде и в раст-х этанола (спирт) обладают сладким вкусом. Если сладость сахарозы принято за 100 единиц, то сладость фруктозы составляет 170 ед. Инвертного сахара –смесь глюкозы и фруктозы 1:1 -130 ед.

Строение.В природных условиях пентзы и гексозы нах-ся в алифатич-х и циклич-х формах различают 2 типа:

1)Пиранозная 6-ти звенная

2)Фуранозная 5-ти звенная

Гексозы –альдозы (кофермент альдегидной  группы) обычно образуют пиранзную  форму.

Гексозы- кетозы об-ют пиранозную форму. Гексоза-пентозы обр-ют пиранозн-ю форму. Глюкоза обычно сущ-ет в пираноз-й форме ,цилич-я форма образ-ся в резуль-те взаимодействия альдегидной группы и гидрокси находящейся при 5-том атому углерода. 
 
 

В процессе циклизации обр-ся допол-й ассиметр-ий атом углерода, гидроксильная группа образ-ся  из альдегид-й группы  обладающей повышенной реак-й способ-ю и наз-ся гликозидным гидроксилом. В зависим-ти от распол-я гликозидного гидроксила различ-ют α и β изомеры.если глико-й гид-л расположен под плоскостью кольца, тогда об-ся α-изо-р.Если над плоско-ю кольца то β.Значение изомеров закл-ся в том, что они образ-ют разные полисахариды. В сос-в крахмала и гликогена входят α- глюкоза, а в сос-в целлюлозы β-глюкоза.

Д-фруктофураноза 
 
 
 

Фруктоза  обр-ет фуранорную форму в этом случае происходит взаим-вие кетонной группы и гидроксильной при 5 атоме углерода.Гликозидный  гидроксил в мол-ах фруктофуранозы распол-ся при атоме углерода.В природе наиб-ее часто вст-ся β-изомеры фруктозы. 

29.Химические свойства моносахаридов.

1) Восстановление- моносахариды способны вос-ся с образ-ем могоатомных спиртов. 
 

При вос-ии глюкозы и фруктозы обр-ся 6-ти атомный спирт-сорит.Он содер-ся соке вишни, яблок.

2)Окисление-  при ок-ии моносах-од обр-ся  карбоновые к-ты. Характер кис-т  зависит от условий окис-ия.Если окис-ие протекает в мягких условиях,то окис-ся альдегидная группа и об-ся альдоновые кис-ты. Под действием сильных окис-й ок-ся альдегидная и первичная спиртовая группа. Ораз-ся дикарбоновая к-та.Если ок-ся только первичная спиртовая группа, то образ-ся уроновые к-ты. 
 
 
 
 

3)Взаимодействие  со спиртами-моносах-ды яв-ся производными  многоатомных спиртов. Могут взаимод-ть со спиртами с образ-ем простых эфиров типа R-O-R1,так как в реак-ю в первую очередь вступает гиликозидный гидроксил, то об-ся простые эфиры наз-ся гликозидами и образовавшаяся связь-гликозидной. 
 

Гликозиды часто встречаются в растительных органеллах.Многие гликозиды обладают горьким вкусом, обладают токсическими сое-ми при гидролизе вып-ют защитную фун-ю.Например, в тосточках абрикос, слив,миндаля.

4) Взаимодействие  с кислотами.

В результате обр-ся сложные эфиры.Наиболее важное значении имеют эфиры сахаров и фосфарной к-ты, так называемых сахарофасфаты. Эти соед-я обладают повышенной хим. активностью, так как донором фосф-й к-ты яв-ся молекулы АТР (содержат макроэргическую связьпри расщип-и связей выдел-ся Е). Сахарофасфаты участвуют во многих процессах, протекают в орган-ме, например дыхании,брожении,фотосинтез,реак-ии изомеризации 
 
 
 
 

5)Полимеризация.  Моносахариды могут взаимод-ть  друг с другом с образ-ем  полисахаридов. По хим. природе полисахариды-явл-ся простыми эфирами. В образовании полисахаридов уч-ет гликозидная связь. 
 
 

6)Моносахариды  и некот-ые полисах-ды 1-го порядка  имеющие своб-й гликозидный гидроксил  способны восс-ть оксиды Ме  до Ме¯ или оксидов с меньшей  степенью окис-ия, их наз-т восстанавливающими  сахарами. Качественная реакция на восстанавливающие сахара- яв-ся реа-я серебряного зеркала.Реак-ия Бертрана (осадок корич-го цвета). Cu→Cu

7) Изомеризация (Ι) может проис-ть по типу  альдоза- кетоза.Обычно в этих  реа-ях участ-ют сахарофосфаты.Например, триозофосфатизомеры – фермент, атализир-ий превращ-ия фосфо(альдоза) ?????????

(ІІ) фосфарные  эфиры моосахаридов способны  к мутации, т.е  перемещение  фосфарной группы внутри мол-лы.

(ΙΙΙ)при эпимиризации происходит измен-ие конформации при одном из ассиметрических атомов углерода.

8)Взаимодействие  с аминакислотами реак-ия меланоидинообразования.Моносахариды  яв-ся хим. активными соед-ми  и могут вступать во взаимод-ие  с различными вещ-ми в прцессе  технологической переработки растительного  сырья. Под влиянием повыш-я  темпера-ры ,кислой или щелочной среды, высокой влажности, моносх-ды участ-ют в реакции не ферментативного характера, которые потемнение продуктов.Эти реакции получили название меланоидинообразоваия.В этих реакциях происходит взаим-ое восстанов-их сахаров с аминакислотами, пептидами и белками. В рез-те образ-я темно-окрашенные соед-я меланоидины.Эта реакция протекает в 3 этапа. На 1-ом происходит разложение исходой аминокислоты в результате обр-ся: аммиак, углекислый газ, альдегид.на 2-м этапе происходит разложение сахара с образованием фурфурола или оксиметилфурфуролла.На 3-м этапе взаимод-ие фурфурола с другими аминокислотами в рез-те образуются желто-корич-й пигменты. Реакции меланоидинообразования определяют: вкус, цвет,аромат продукта, влияют на пищевую и биологическую ценность.

9) Пиролиз  моносахарида. Нагревание моносахарида  и дисахарида до тем-ры больше 100 градусов и приводит к их  распаду с образованием разнообразных  ароматических и темноокрашенных  продуктах. Наиболее интенсивно процесс пиролиза протеает при темпер-ры 150-400град. И наз-ся карамеллизацией.К вещ-м образую-ся при карамелизации относятся: альдегиды, кеноны, дикетоны, производные урана, разнооборзные темно-окрашенные соед-я не выясненные в природе.Процессы пиролиза протекают парел-но с процессми моаноидинообоазования. 
 

30.Полисахариды 1-го порядка. Характеристика мальтозы, целлобиозы, лактозы.

Мальтоза или солодовый сахар яв-ся производным 2-х α-глюкоз соед-х α-1,4 гликозидной связью. Формула С12Н12О11. Структурная формула  
 
 

Мальтоза  содержит свободный глиозидный гидроксил, поэтому яв-ся восстанавлив-м сахаром. Мальтоза в свободном состоянии в растениях сод-ся в небольшом кол-ве, она проявляется при проростании, так как образуется при гидролизе крахмала, в зрелом зерне и муке она отсутствует.Значительное кол-во мальтозы сод-ся в солоде, поэтому ее называют солодовый сахар.Солод это проросшие зерна ячменя. Мальтоза сбраживается дрожжами.

Лактоза или молочный сахар.С12Н22О11. Состоит из β-1→4 гликозидной связью 
 
 

Лактоза яв-ся восстанав-м сахаром, в растениях не встречается в значительном кол-ве 4-5% сод-ся в молоке. Лактоза сбраживается лактозными дрожжами до молочной к-ты.

Целлобиоза С12Н22О11, состоит и двух остатков β-глюкозы, сое-х β1-4 гликозидной связью. 
 
 

Целлобиоза  яв-ся структурной ед. целлюлозы и образуется при ее гидролизе под действием фермента целлобиазы, этот фермент продуцируется микроорганизмами, сод-ся в проросших семенах. 

31.Строение и свойства Сахарозы.

Сахароза  С12Н22О11.Явл-ся производными α-глюкозы и β-фруктозы соед-х α 1→4 гликозидной связью 
 
 
 

Сахароза  яв-ся не восстанав-м сахаром, она химически энертна. Сахароза содер-ся во всех зеленых растениях в большом кол-ве накапливается в сахарной свекле. От 14 до 20%, и в стеблях сахарного торостника-тростниковый сахар.В большенстве растений сахароза выполнят транспортную функцию благодаря своей  хим. энертности.( не активна), она осущ-ет перенос глюкозы от места синтеза к местам накопления запасных полисахаридов. При нагревании сахарозы до температуры 190-200град. Происходит его дегидротация с образованием различных окрашенных соед-й карамелей.Эти продукты под названием колер исполь-ся в коньячном произ-ве для придания окраски коньяка. При нагревании водных растворов ахарозы в кислой среде или под действием фермента β-фруктофуранозидаза. В рез-те об-ся смесь глюкозы и фруктозы называемая инвертным сахаром.Этот сахар слаще сахара и не кристаллизу-ся в кондитерской промышленности. 

32.Запасные полисахариды.

Крахмал (С6Н10О5)n –это важнейший запасной полисах-д, синтезир-ся растениями. В животном организме не образ-ся, но  легко усваевается. В больших кол-х крахмал сод-ся в эндосперме злаков, от 65-85%, в картофеле до 20%.В клетках крахмал откладывается в запас в виде крахмальных зерен форма и размер которых характерны для данного вида растений. Различают 2 типа крахмальных зерен –простые и сложные. Простые- представляют собой сложные образования окруженные оболочкой. Сложные- состоит из нескольких простых имеющих общую оболочку. Крахмал- яв-ся сложным соед-ем состоящим из углеводной и не углеводной частей.Не углеводная часть-составляет от 2 до 4% и состоит из минеральных вещ-в в 1-ую очередь фосфорной кис-ты,липидов,жирных кислот. Углеводная часть представлена полисахаридами двух типов: амилазой и амилопептином. Амилаза – это линейная часть крахмала состоит из остатков α-глюкозы соед-х α-1-4 гликозидной связью, образует длинные цепи, которые сворачиваются в спираль за счет водородных связей. 
 
 
 

В молекуле амилазы присутствует 1-н восстанавливающий  А и один не восстанавл-й Б концы. Амилаза хорошо раст-ся в воде и образует истинные растворы, но при хранении р-ры не устойчивы и способны к ретроградации (самопроиз-ое выпад-ие в осадок).при взаимод-ии с J амилаза окрашив-ся в синий цвет, образование синей окраски объясняется тем, что молек-лы J способны проникать внутрь спирали амилазы и образуют соед-ие синего цвета. Амилопептин- разветвленная часть крахмала, осноdyst цепи образованны за счет связи α-1-6 эти связи составляют около 5% от общего числа связей. Молекула амилопептина имеет сферическую форму. В воде амилопептин не растворяется, образует суспензию, при нагревании до определенной темпер-ры образ-ся вязкий коллоидный раствор крахмальный клестер.Темпер-ра при которой образ-ся клестер для разных видов крахмала различна и наз-ся темпер-й кристаллизации. При взаим-и с J –амилопептин окрашив-ся в красно-бурый цвет. В растениях как правило в составе крахмала сод-ся большие амилопептины, на долю амилазы от 10-30%. Некоторые сорта риса,ячменя, кукурузы наз-ют восковидными они сод-т только амилопептины.

Гликоген и фитогликоген- эти полисахариды яв-ся производными α- глюкозы по строению похож на амилопептин, но имеет большую степень разветвления.Они содержат около 10% связей α-1,6 . Гликоген накапливается в животных клетках в его образовании принимает участие гармон инсулин. Фитогликоген обнаружен в зерне кукурузы. Инсулин- относится к запасным полисах-м растений, яв-ся полимером β-фруктозы, сое-ся  β-2-1 гликозидной связью.Молекула инсулина содер-т порядка 30-35% остатков молекулы глюкозы. Накапливается в подземных запасающих органах растений- в клубнях топинамбра,ортишока. 

33.Структурные  полисахариды.

Целлюлоза С5Н10О5. Яв-ся остальным структурным полисах-ом растений, состоит из остатков β-глюкозы соед-х

β-1-4 гликозидной связью. Относится к микрофибриллярным полисах-м –отдельные мол-лы целлюлозы, за счет водородных сязей объе-ся в пучки-микрофибрилы. В составе 1-й микроф-лы сод-ся до 60 молекул целлюлозы.Целлюлоза широко распространена в природе в волокнах хлопчатника,50% в в древесине, листьях табака-10%,зерне-5%.В среднем на 1-ну молекулу целлюлозы прих-ся около 8 тыс. остатков глюкозы. Свойства Целлюлоза: Она не растворяется в воде, но набухает. Свободные гидроксильные группы могут взаим-ть с другими в виде этиловых спиртов. Производные целлюлозы исполь-ся в произ-ве лаков, искуст-й кожи.В организме большенства животных целлюлоза не усваеватся, так как не вырабатывается фермент-целлюлаза, расщип-й β-1,4 гликозидные свфзи.Этот фермент синтезируется различными микроорганизмами обитаю-х в желудке жвачных животных. Целлюлоза относится к группе пищевых волокон.

Пектиновые  вещ-ва.-Пектин – представляет собой группу высокомолек-х соед-й которые вместе с целлюлозой входят в состав клеточных стеок растений. Они яв-ся производными галактуроновой кис-ты , часть карбоксильных групп которой этирифицированны метиловым спиртом. Основные цепи образованы α-1,4 гликозидными связями.Боковые цепи присое-ны разветвленными 1-2 гликозидными связями.Если пектин содер-т более 50% этирифи-х карбоксиль-х групп, то яв-ся высоко этирифицир-м.Пектиновые вещ-ва содер-ся в растит-м сырье в кол-ве от 0,5 до2,5%.Много пектинов содер-ся в сахарной свекле,яблоке,смородине.Пектиновые вещ-ва обладают желерующей способностью в присутствии большого кол-ва сахара 65-70% и в кислой среде РН-3,1 и 3,5.Они образуют прочные студни при этом соде-ие пектина должно быть от 02-1,5% Высокоэтерефицирую-е пектины образуют более прочные студни.Пектиновые вещ-ва относятся к группе пищевых волокон необход-х питанию человека. 

34.Ферментативный  гидролиз крахмала. Характер-ка амилаз.

В гидролизе  крахмала участвуют ферменты амилазы, они относятся к классу гидролаз, к подклассу карбогидраз.Ферменты этого подкласса катализируют гидролиз простой эфирной связью.По составу  амилазы яв-ся однокомпонент-ми ферментами и в активном центре содержат аминогруппы NH2 и сульфгидрильную- группу.Различают β и αамилазы.

α-амилаза : этот фермент содержится в слюне, в поджелудочной железе животных вырабатыва-ся плесневыми грибами, накапливается в зернах ячьменя, ржи.Особенностью α-амилазы яв-ся термостабильность-оптим-я темпер-ра 70 град. рН=5.6-6 в кислой среде при рН=3.3 и 3 фермент теряет свою активность.