Carbohidrați; Structura chimică a moleculelor și importanța lor pentru studiul
Monozaharide
Carbohidrații sunt molecule formate din carbon, hidrogen și oxigen, monozaharidele al căror cuvânt înseamnă mono „unu” și zaharidă provin din grecescul sakcharon care înseamnă „zahăr”, sunt compuse dintr-un lanț de cinci sau șase atomi de carbon cu o grupă cetonică care este un carbon cu dublă legătură la un oxigen, fiind într-un carbon non-terminal (vezi figura 1) sau aldehidă care este un carbon cu dublă legătură la un oxigen dintr-un carbon terminal (vezi figura 2) și două sau mai mulți hidroxil grupează un carbon atașat la un oxigen fără dublă legătură (vezi figura 3).
Monozaharidele sunt foarte solubile în apă, datorită radicalilor lor OH și, datorită hidrogenului lor cu polaritate ridicată, pot face multe legături de hidrogen cu forțe de atracție cu moleculele de apă.1 Zaharurile care fac parte din ADN și ARN, sunt monozaharide cu cinci atomi de carbon . Zaharul din ADN este dezoxiriboză (vezi figura 4). iar în ARN zahărul este riboza. (vezi figura 5). Diferența dintre zaharuri este prezența grupării hidroxil pe cel de-al doilea carbon. 3 Structura de susținere a unei catene de ADN este alcătuită din unități de grupări fosfat și zahăr dezoxiriboză. Două
Figura 4 Dezoxiriboză Figura 5 Riboză
Glucoză
Printre cele mai importante monozaharide avem glucoza, fructoza și galactoza.
Glucoza este o moleculă formată din hidrogen și oxigen, formula sa este C6H1206 (a se vedea figura 6). Primul carbon este o grupare aldehidă, ceilalți atomi de carbon au grupări hidroxil OH,
Figura 6 Glucoza
Glucoza în soluție apoasă are o structură ciclică sau inelară (a se vedea figura 7). rezultatul reacției carbonului 1 cu oxigenul OH al carbonului 5.
Figura 7 Glucoza ciclică
Caracteristicile glucozei sunt că are șase atomi de carbon, deci aparține grupului de hexoze, are o grupare aldehidă pe primul carbon, are grupări OH hidroxil, formează cristale solide, are un gust dulce. Este important de reținut că orientarea grupărilor hidroxil este foarte relevantă, deoarece glucoza are acea configurație specifică. Mannose, de exemplu, are o altă orientare.
Zahărul pe care îl cunoaștem în mod obișnuit este zaharoza (vezi figura 8), care este alcătuită dintr-o moleculă de glucoză și o moleculă de fructoză, este obținută din trestie de zahăr și sfeclă.4 Capacitatea sa de a îndulci depinde de mărimea cristalelor sale, cristale mai mari se dizolvă mai încet și sunt mai puțin dulci.
Figura 8 Zaharoza
Modul de a obține zahăr este prin fabricile de zahăr, unde are loc cristalizarea. Cristalele rezultate se numesc blanquilla și este cea mai pură formă de zahăr. Ceea ce rămâne din prima cristalizare este folosit pentru a doua cristalizare pentru a forma un zahăr mai închis la culoare. După a doua, a treia cristalizare dă naștere la zahăr brun 5.
Fructoză.
Fructoza este o monozaharidă cu formula C6H1206. (vezi figura 9). Au aceeași formulă chimică ca și glucoza, dar structura lor este diferită. Aceasta se numește izomer. Are o cetonă în structura sa la carbonul doi și având 6 atomi de carbon în lanț, se numește cetohexoză. Se numește în mod obișnuit fructoză, dar denumirea sa chimică este 1,3,4,5,6-pentahidroxi-2-hexanonă.
Figura 9 Fructoza
Forma sa ciclică este mai stabilă decât forma liniară (vezi Figura 10) când se află în apă. Această formă seamănă cu un inel furan, motiv pentru care este numită și fructofuranoză
Figura 10. Fructoza ciclică