Мальтоза и лактоза реферат
Обновлено: 02.07.2024
Дисахариды – органические соединения, одна из основных групп углеводов; являются частным случаем олигосахаридов. К дисахаридам относятся: изомальтоза, лактоза, лактулоза, мальтоза, мелибиоза, нигероза, сахароза, рутиноза, треголоза, целлобиоза и пр.
Дисахариды, формула, строение, состав, вещество:
Молекулы дисахаридов состоят из двух остатков моносахаридов, соединённых друг с другом за счёт взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой) – гликозидной связи. Общая формула дисахаридов, как правило, C12H22O11.
Все дисахариды представляют собой бесцветные кристаллы, сладкие на вкус, хорошо растворимы в воде.
К дисахаридам относятся: изомальтоза, лактоза, лактулоза, мальтоза, мелибиоза, нигероза, сахароза (обычный сахар, тростниковый или свекловичный), рутиноза, треголоза, целлобиоза и пр.
Важнейшие наиболее распространенные дисахариды – сахароза (пищевой сахар), мальтоза (солодовый сахар) и лактоза (молочный сахар).
Сахароза состоит из остатков глюкозы и фруктозы.
Ее структурная формула (строение молекулы):
Мальтоза состоит из двух остатков глюкозы.
Ее структурная формула (строение молекулы):
Лактоза состоит из остатков глюкозы и галактозы.
Ее структурная формула (строение молекулы):
Дисахариды широко распространены в животных и растительных организмах. Они встречаются в свободном состоянии (как продукты биосинтеза или частичного гидролиза полисахаридов), а также как структурные компоненты гликозидов и других соединений. Многие дисахариды получают из природных источников, так, например, для сахарозы основными источниками служат либо сахарная свёкла, либо сахарный тростник.
Восстанавливающие дисахариды. Невосстанавливающие дисахариды:
По химическим свойствам дисахариды можно разделить на две группы:
- восстанавливающие;
- невосстанавливающие.
Если один полуацетальный гидроксил остается свободным, а дисахариды проявляют альдегидные свойства, то такие дисахариды называются восстанавливающими. Если же связь между двумя остатками моносахаридов осуществляется посредством обоих полуацетальных гидроксилов, то для таких дисахаридов альдегидные свойства не характерны и они называются невосстанавливающими. Восстанавливающие дисахариды часто называют гликозо-гликозидами, а невосстанавливающие – гликозидо-гликозидами.
К первой группе (восстанавливающие дисахариды) относятся: лактоза, мальтоза, целлобиоза. Ко второй (невосстанавливающие дисахариды): сахароза, трегалоза.
Химические свойства дисахаридов:
Основные химические реакции дисахаридов следующие:
1. реакция гидролиза дисахаридов:
При гидролизе дисахариды расщепляются на составляющие их моносахариды за счёт разрыва гликозидных связей между ними. Данная реакция является обратной процессу образования дисахаридов из моносахаридов.
Гидролиз протекает в кислой среде и (или) при нагревании.
В результате гидролиза α-мальтозы образуются две молекулы глюкозы.
В результате гидролиза лактозы образуются глюкоза и галактоза.
В результате гидролиза сахарозы образуются глюкоза и фруктоза.
2. восстанавливающие дисахариды – мальтоза, лактоза и целлобиоза – реагируют с аммиачным раствором оксида серебра:
В результате реакции образуется среди прочего чистое серебро.
3. восстанавливающие дисахариды – мальтоза, лактоза и целлобиоза – могут восстанавливать гидроксид меди (II) до оксида меди (I):
В результате реакции образуются среди прочего оксида меди (I) и вода.
4. невосстанавливающие дисахариды не реагируют с аммиачным раствором оксида серебра и не восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I), т.к. не содержат полуацетальные гидроксилы.
Функции дисахаридов:
Диисахариды выполняют выполняют следующие функции:
Энергетическая функция. Так, сахароза и мальтоза служат источниками глюкозы для организма человека. Сахароза к тому же – важнейший источник углеводов (она составляет 99,4 % от всех получаемых организмом углеводов). Лактоза используются для диетического детского питания.
Структурная функция. Целлобиоза имеет важное значение для жизни растений, так как она входит в состав целлюлозы.
Важнейшие дисахариды — сахароза, мальтоза и лактоза. Все они являются изомерами и имеют формулу С12Н22О11, однако их строение различно.
Молекула сахарозы состоит из двух циклов: шестичленного (остатка α-глюкозы в пиранозной форме) и пятичленного (остатка β-фруктозы в фура-нозной форме), соединенных за счет гликозидного гидроксила глюкозы:
Индусы еще за 300 лет до нашей эры умели получать тростниковый сахар из тростника. В наше время получают сахарозу из тростника, произрастающего в тропиках (на о.Куба и в других странах Центральной Америки).
В середине 18 века дисахарид был обнаружен и в сахарной свекле, а в середине 19 века был получен в производственных условиях.
В сахарной свекле содержится 12-15% сахарозы, по другим источникам 16-20% (сахарный тростник содержит 14-26% сахарозы).
Тростниковый сахар применяется в медицине для изготовления порошков, сиропов, микстур и т.д.
Свекловичный сахар широко применяется в пищевой промышленности, кулинарии, приготовлении вин, пива и т.д.
Из молока получают молочный сахар - лактозу. В молоке лактоза содержится в довольно значительном количестве: в коровьем молоке 4-5,5% лактозы, женское молоко содержит 5,5-8,4% лактозы.
Лактоза отличается от других сахаров отсутствием гидроскопичности - она не отсыревает. Это свойство имеет большое значение: если нужно приготовить с сахаром какой-либо порошок, содержащий легко гидролизующее лекарство, то берут молочный сахар. Если взять тростниковый или свекловичный сахар, то порошок быстро отсыреет и легко гидролизующее лекарственное вещество быстро разложится.
Значение лактозы очень велико, т.к. она является важным питательным веществом, особенно для растущих организмов человека и млекопитающихся животных.
Солодовый сахар - это промежуточный продукт при гидролизе крахмала. По другому его называют еще мальтоза, т.к. солодовый сахар получается из крахмала при действии солода (по лат. солод - maltum).
Солодовый сахар широко распространен как в растительных, так и в животных организмах. Например, он образуется под влиянием ферментов пищеварительного канала, а также при многих технологических процессах бродильной промышленности: винокурения, пивоварении и т.д.
б) Мальтозы и лактоза
Молекула мальтозы состоит из двух остатков α -глюкозы в пиранозной форме, соединенных через 1-й и 4-й атомы углерода:
Лактоза состоит из остатков (3-галактозы и а-глюкозы в пиранозной форме, соединенных через 1-й и 4-й атомы углерода:
Все эти вещества представляют собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, хорошо растворимые в воде.
Химические свойства дисахаридов определяются их строением. При гидролизе дисахаридов в кислой среде или под действием ферментов связь между двумя циклами разрывается и образуются соответствующие моносахариды, например:
По отношению к окислителям дисахариды делят на два типа: восстанавливающие и невосстанавливающие. К первым относятся мальтоза и лактоза, которые реагируют с аммиачным раствором оксида серебра по упрощенному уравнению:
Эти дисахариды могут также восстанавливать гидроксид меди (II) до оксида меди (I):
Восстановительные свойства мальтозы и лактозы обусловлены тем, что их циклические формы содержат гликозидный гидроксил (обозначен звездочкой), и, следовательно, эти дисахариды могут переходить из циклической формы в альдегидную, которая и реагирует с Ag2O и Сu(ОН)2.
В молекуле сахарозы нет гликозидного гидроксила, поэтому ее циклическая форма не может раскрываться и переходить в альдегидную форму. Сахароза — невосстанавливающий дисахарид; она не реагирует с гидро-ксидом меди (II) и аммиачным раствором оксида серебра.
Распространение в природе. Наиболее распространенный дисахарид — сахароза. Это химическое название обычного сахара, который получают экстракцией из сахарной свеклы или сахарного тростника. Сахароза — главный источник углеводов в пище человека.
Лактоза содержится в молоке (от 2 до 8%) и получается из молочной сыворотки. Мальтоза содержится в проросших семенах хлебных злаков. Мальтоза также образуется при неполном гидролизе крахмала.
Связь между моносахаридами, возникающая в реакции конденсации, называется гликозидной связью. Обычно она образуется между 1-ми 4-м углеродными атомами соседних моносахаридных единиц (1,4-гликозид-ная связь). Этот процесс может повторяться бессчетное число раз, в результате чего и возникают гигантские молекулы полисахаридов. После того как моносахаридные единицы соединятся друг с другом… Читать ещё >
- некоторые частные пути углеводного обмена. метаболизм сахарозы
- лактозы
- мальтозы. углеводы структурно-функциональных компонентов клетки
Метаболизм сахарозы, лактозы, мальтозы ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )
Связь между моносахаридами, возникающая в реакции конденсации, называется гликозидной связью. Обычно она образуется между 1-ми 4-м углеродными атомами соседних моносахаридных единиц (1,4-гликозид-ная связь). Этот процесс может повторяться бессчетное число раз, в результате чего и возникают гигантские молекулы полисахаридов. После того как моносахаридные единицы соединятся друг с другом, их называют остатками. Таким образом, мальтоза состоит из двух остатков глюкозы. Среди дисахаридов наиболее широко распространены мальтоза, лактоза и сахароза.
Дисахариды, так же как и моносахариды, широко распространены в природе наиболее часто встречаются сахароза, лактоза и мальтоза. Простейший дисахарид-мальтоза-содержит два остатка D-глюкозы, соединенных гликозидной связью между первым атомом углерода (аномерным углеродом) одного остатка глюкозы и четвертым атомом углерода второго остатка. Аномерный атом углерода в гликозидной связи между двумя остатками D-глюкозы имеет а-конфигурацию, соответственно эта связь обозначается как, а (1 ->4). В этом обозначении первая цифра, или локант, указывает намоносахаридный остаток с аномерным углеродом. Оба остатка глюкозы в молекуле мальтозы находятся в пиранозной форме. Мальтоза относится к восстанавливающим сахарам, поскольку она содержит одну потенциально свободную карбонильную группу, которая может быть окислена. Второй остаток глюкозы в молекуле мальтозы может существовать как в а-, так и в Р-форме а-форма образуется при действии на крахмал содержащегося в слюне фермента,-амилазы. Под действием секретируемого слизистой кишечника фермента мальтазы, специфически гидролизующего а (1 -> 4)-связь, мальтоза подвигается гидролизу с образованием двух молекул D-глюкозы. Дисахарид целлобиоза также содержит два остатка D-глюкозы, но они соединены друг с другом Р (1 4)-связью.
К ним относятся прежде всего ферменты, действующие на дисахариды, такие как инвертаза (или сахараза), расщепляющая сахарозу на фруктозу и глюкозу, трегалазаи мальтаза, делящие соответственно на две молекулы глюкозы трегалозу и мальтозу, и лактаза, расщепляющая на глюкозу и галактозу дисахарид лактозу. Ферменты этой категории, будучи широко распространены у грибов, имеются все же не у всех. Например, у haeto eratosto-та longirostre отсутствует инвертаза, и при росте без глюкозы, которая способствует образованию у нее красного пигмента, ее колония на среде с. сахарозой остается неокрашенной. Вследствие этого данный вид может служить тестом для обнаружения инвертазы у других грибов, в совместной культуре с которыми на среде с сахарозой его колония становится окрашенной пигментом, синтезируемым на базе глюкозы, образующейся в результате действияинвертазы культивируемого вместе с ним вида гриба.
Полисахариды- это высокомолекулярные углеводы состоящие из 11 и более молекул моносахаридных соединений гликозидной связью.Они отличаются природой моносахаридов, типом гликозидной связи и молекулярной массы. Бывают гомо- и гетеро полисахариды, в зависимости от того построены ли их молекулы из остатков одного вида или различных моносахаридов.
Сахароза(C12H22O11)- дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов — α-глюкозы и β-фруктозы. Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и сахарном тростнике, которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.
Сахароза имеет высокую растворимость. Иногда сахароза откладывается в качестве запасного питательного вещества. Не проявляет восстанавливающих свойств — не реагирует с реактивом Толленса и реактивом Фелинга. Не образует открытую форму, поэтому не проявляет свойств альдегидов и кетонов. Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов. сахароза при каталитическом действии кислоты подвергается гидролизу, в результате чего образуются глюкоза и фруктоза.
Мальтоза(C12H22O11)-это солодовый сахар, состоит из 2ух молекул глюкозы. В свободном состоянии содержится в растениях в небольшом количестве. Появляется про прорастании в связи с тем, что происходит гидролитическое расщепление крахмала. Является восстанавливающим сахаром.
В молекуле мальтозы есть 1 гликозидный гидроксил, поэтому мальтозу можно определять методом Бертрана.
Мальтоза содержится в ячменном солоде, который используется в пищевой промышленности. Мальтоза сбраживается с дрожжами и накапливается в тесте при разложении крахмала с участием фермента мальтоза. Чем больше мальтозы накопиться в тесте, тем вкуснее и ароматнее будет мякиш хлеба.
Изомальтоза- аморфна, гигроскопична, в высшей степени легко растворима в воде, растворима в древесном спирте и обыкновенном спирте. Изомальтоза сладка. От декстрозы и мальтозы изомальтоза отличается, главным образом, большей трудностью, с которою ее можно заставить бродить, впрочем, обыкновенные дрожжи вызывают брожение изомальтозы, но не все дрожжи на нее не действуют. Она входит в состав амилопектина растительного и животного крахмала, в качестве продукта возникает при ферментативном гидролизе крахмала.
Лактоза (Молочный сахар)- Состоит из остатков молекулы галактозы и глюкозы соединенных связью 1-4. В молоке молочный сахар содержится в 2-ух формах альфа и бета( альфа менее растворима). Обе формы легко переходят в друг друга. Из водных растворов лактоза кристаллизуется с одной молекулой кристаллизационной воды в альфогидратной формы. В такой форме лактозу получают из молочной сыворотки и используют для производства пенициллина а так же в пищевой промышленности.
Кристаллизация лактозы является важной операцией при производстве сгущенного молока. При нагревании молока до температуры выше 100 градусов, лактоза частично превращается в лактулозу. При температуре от 160-180 градусов молочный сахар кристаллизуется и водный раствор приобретает коричневую окраску. При нагревании молока при температуре выше 90 градусов происходит его потемнение, это реакция Майяра, с образованием меланаидина.
Целлобиоза-дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы, соединённых β-глюкозидной связью. Она построена так же, как и мальтоза, но тогда как мальтоза является α-гликозидом, целлобиоза представляет собой β-гликозид. Белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и в 45—48° спирте. Плохо растворима в 96° спирте и эфирах. Для целлобиозы характерны реакции с участием альдегидной (полуацетальной) группы и гидроксильных групп, может образовывать гликозиды со спиртами, аминами, другими моносахаридами. При кислотном гидролизе или под действием фермента β-глюкозидазы расщепляется с образованием 2 молекул глюкозы. Получают целлобиозу ферментативным гидролизом целлюлозы. В свободном виде целлобиоза содержится в соке некоторых деревьев.
Инверсия сахарозы: Сахароза является не восстанавливающийся сахар, поэтому методом бертрана её определить нельзя. Если провести инверсию, гидролиз сахарозы при кипечении с кислотй, то получим смесь глюкозы и фруктозы, который будет называтся инвертным сахаром. В природе процесс инверсии сахарозы происходит при участии фермента фруктофураназидазы(сахараза или инвертаза).
40. Крахмал: его свойства, строение полисахаридов крахмала.
Крахмал. С6Н10О5. Является важным полисахаридом растений. На 98% полисахариды и 2% жирные кислоты и остатки фосфорной кислоты.
Структурной единицей является мальтоза. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза. В растениях присутствует в виде гранул различных размеров и формы, самые крупные гранулы у картофелин, они имеют яйцевидную форму с правильными контурами, размером от 1 до 100мкм.
С размером крахмальных гранул связанна консистенция картофеля и его рассыпчатость при варке. При варки картофеля зёрна крахмала набухают, клетки содержащие крахмал становятся круглыми и легко отделяются друг от друга что придаёт картофелю рассыпчатость. В некоторых сортах разбухших крахмал разрушает стенки клеток, такой картофель при варке даёт полужидкую массу.
Крахмальные зёрна у злаковых одинаковых размеров. У кукурузы, овса и риса зёрна разного размера.
С йодом крахмал даёт реакцию синие окрашивание.
Крахмал — это сложный углевод который состоит из двух полисахаридов это амилоза и амилопектин. Амилоза имеет линейную структуру, в ней молекулы глюкозы соединены в цепочки, с гликозидной связью 1-4. Амилопектин имеет ветвистую структуру, и ответвления идут через 12 глюкоз. В прямой цепи гликозидная связь 1-4, в ответвлениях 1-6.
Амилоза с йодом даёт синюю окраску, а амилопектин красно-бурую.
Амилоза легко растворимая и даёт не вязкие растворы. Амилопектин растворяется только при нагревании под давлением, образует вязкий раствор.
41. Структурные полисахариды: целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества.
Матрикс состоит из гемецеллюлозы и пектиновых веществ.
Структурной единицей целлюлозы является дисахарид – целобиаза.
При прорастании зерен, семян клетчатка выполняет функцию запасных питательных веществ. Под действием фермента она гидролизуется до целобиазы, которая в свою очередь под действием целюазы, гидролизуется до глюкозы.
Гемецеллюлоза (полуклетчатка) – вместе с пектиновыми веществами и лигнином заполняет каркас клеточных стенок.
Гемецеллюлозы делят на 3 группы:
-ксиланы (состоят из ксиноз)
-маннаны (сост. из манноз)
-галактаны (сост. из галактоз)
Так же не усваивается организмом человека, но процесс гидролиза легче чем у клетчатки. Гидролизующий фермент носит название – гемецеллобиаза. Содержится в плодовых и семечковых оболочках.
Пектиновые вещества – делятся на:
Пектиновые вещества вместе с целлюлозой и гемецеллюлозой образуют клеточные стенки растений. Основным структурным элементом является галактуроновая кислота, которая образуется из галактозы. Согласно международной классификации пектином называют водорастворимое вещество свободное от целлюлозы и состоящее из остатков полигалактуроновой кислоты.
Природный пектин состоит из сети пектиновых цепей, соединенных ионами металлов, карбоксильной и гидроксильной группами — протопетин
Протопектин переходит в растворимую форму-пектин, под действием фермента протопектиазы.
Важным свойством пектиновых веществ является образование студней и гелей, в присутствии органических кислот и сахара.
Это свойство используется в кулинарии и кондитерской промышленности. Пектиновые веществ играют важную роль при созревании, хранении и переработки овощей. Способны выводить тяжелые металлы из организма человека. Во время созревания плодов протопектины откладываются в клеточных стенках и постепенно накапливаются. В яблоках, грушах, сливах таких ягодах как смородина, крыжовник.
В процессе созревания протопектин превращается в пектин, содержание которого увеличивается в процессе хранения.
Читайте также: