Углеводы. Моносахариды

Углеводы
Углеводы представляют собой конечные продукты фотосинтеза и являются исходными веществами для биосинтеза других органических соединений.
Углеводы есть в клетках всех живых организмов. В животной клетке содержание углеводов составляет 1-2 % , а растительной достигает в некоторых случаях 85-90 % от массы сухого вещества клетки.

Углеводы получили название по элементному составу их молекул. Эти соединения содержат только химические элементы : углерод , водород и кислород , причем водород и кислород находятся в них , как правило , в таком же соотношении , как и в молекуле воды, — 2 : 1. Отсюда и происходит название класса веществ.
Много углеводов содержат фрукты и овощи. Так, углеводом является свекловичный или тростниковый сахар. Мед почти целиком состоит из углеводов. К ним относят различные виды крахмала , которые входят в состав картофеля и злаков. Широко применяемые в медицине вата и марля почти целиком состоят из целлюлозы. Бумага — это почти чистая целлюлоза.

Углеводы используются человеком непосредственно, а также для синтеза ряда лекарственных веществ, взрывчатых веществ, искусственных волокон и других столь необходимых в быту, медицине, сельском хозяйстве технике веществ и материалов.
В соответствии с особенностями их строения и свойств углеводы разделяют на три группы : моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды
Моносахариды — это углеводы, которые не разлагаются водой. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле их делят на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и др.

Моносахариды
Наибольшее значение имеют пентозы (C5H10O5) (молекулы этих моносахаридов содержат пять атомов углерода) и гексозы (содержат шесть атомов углерода). Среди пентоз необходимо назвать рибозу (С5H10O5), и дезоксирибозу (C5H10O4).

Рибоза и дизоксирибоза
Рибоза и дезоксирибоза играют важную роль в жизнедеятельности организмов. Они, соответственно, входят в состав РНК и ДНК. Рибоза входит также в состав АТФ — важнейшего энергетического вещества клетки, обеспечивающего обмен веществ и энергии в ней. Он протекает согласно схеме:

Глюкоза
Глюкоза — это белое кристаллическое вещество сладкого вкуса, хорошо растворимое в воде.
Глюкоза (С6H12O6) Представляет собой наиболее распространенный и наиболее важный моносахарид. Она содержится в соке винограда, ягодах и фруктах.

Реакция серебряного зеркала

Для глюкозы характерны также реакции брожения (превращения одних органических соединений в другие, которые осуществляются под действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами).
Молочнокислое брожение:
Спиртовое брожение:
Также, глюкоза вступает в реакцию гидрирования:

Глюкоза — основной источник энергии в клетке. Именно поэтому ее широко используют в лечебных целях ( применяют внутрь или вводят внутривенно ослабленным больным).
Глюкоза широко используется. Она — исходное вещество для получения различных соединений : этилового спирта, молочной кислоты и др.
Применение

В пищевой промышленности глюкозу применяют в качестве заменителя сахарозы, хотя она и немного менее сладка. Для этой цели обычно используют патоку — сиропообразную массу, получаемую при неполном гидролизе крахмала.
При добавлении глюкозы к сахарозе она препятствует ее кристаллизации и потому используется в кондитерском производстве для получения карамели, мармелада, помадки и др.

Фруктоза
Изомером глюкозы является другой моносахарид — фруктоза (C6H12O6), которая также является веществом с двойственной функцией, но уже кетоспиртом. Ее формулу можно представить следующим образом: