Sacharidy – štruktúra a rozdelenie sacharidov. Chemické vlastnosti monosacharidov – redoxné reakcie, estery monosacharidov, glykozidy. Zložité sacharidy a ich vlastnosti. Biosyntéza a metabolizmus sacharidov. Biologický význam sacharidov.
Sacharidy – sú prírodné organické látky zložené z atómov C, H a O. Z chemického hľadiska sú to hydroxyaldehydy alebo hydroxyketóny.
V prírode majú sacharidy veľký význam :
Ø súčasť rastlinných a živočíšnych tiel, buniek a tkanív
Ø stavebná jednotka nukleových kyselín (NK)
Ø zdroj energie
Ø rezervné látky v organizme
V prírode vznikajú zložitým biochemickým procesom – fotosyntézou.
Fotosyntézou vzniká najprv sacharid glukóza, ktorý sa v rastlinách premieňa najmä na polysacharidy škrob a celulózu. Škrob je zásobnou látkou, z ktorej rastlina čerpá energiu potrebnú pre životné procesy, celulózu potrebuje rastlina pre svoj rast.
Sacharidy sa dostávajú do tela živočíchov rastlinnou potravou. Trávením sa polysacharidy štiepia na glukózu, ktorá je zdrojom telesnej energie. Glukóza sa oxiduje a mení sa na vodu a oxid uhličitý. Oxid uhličitý sa dostáva do vzduchu a energia uvoľnená pri tejto reakcii sa spotrebúva na životné procesy.
Delenie sacharidov :
1. Podľa počtu monosacharidových jednotiek:
a) monosacharidy – v molekule majú 3 až 9 atómov C a pri hydrolýze sa už nerozkladajú na jednoduchšie sacharidy
b) oligosacharidy – sú zložené z 2 až 10 monosacharidov a pri hydrolýze sa štiepia na jednoduchšie sacharidy (monosacharidy)
c) polysacharidy – v molekule obsahujú viac ako 10 monosacharidových jednotiek
2. podľa funkčnej skupiny, ktorú obsahujú:
a) aldózy – obsahujú v molekule aldehydickú skupinu -CHO
b) ketózy – obsahujú v molekule ketoskupinu -CO-
3. podľa počtu atómov uhlíka:
a) triózy – obsahujú 3C
b) tetrózy – obsahujú 4C
c) pentózy – obsahujú 5C
d) hexózy – obsahujú 6C
e) heptózy – obsahujú 7C ....
Vlastnosti sacharidov
Monosacharidy a oligosacharidy sú biele kryštalické látky, dobre rozpustné vo vode. Majú sladkú chuť, preto sa nazývajú cukry. Polysacharidy sú vo vode nerozpustné a nemajú sladkú chuť. Všetky sacharidy, ktoré majú chirálny uhlík, sú opticky aktívne látky (chirálny uhlík má na každej zo štyroch jednoduchých väzieb naviazaný iný atóm alebo skupinu a označujeme ho hviezdičkou).
Významné monosacharidy:
Ribóza – patrí medzi pentózy, je súčasťou NK
Glukóza – hroznový cukor
Ø biela, sladká, kryštalická látka, vo vode dobre rozpustná
Ø kvasením bez prístupu vzduchu sa mení na etanol a oxid uhličitý
Ø nachádza sa v rastlinných šťavách, ovocí, mede (50%) a krvi živočíchov
Ø priemyselne sa vyrába hydrolýzou škrobu
Ø hladinu cukru v krvi udáva glykémia (u zdravých ľudí je v rozmedzí 3,3 – 5,6 mmol/l)
Ø je ľahko stráviteľná, preto sa používa v lekárstve ako umelá výživa
Fruktóza – ovocný cukor
Ø bezfarebné kryštáliky
Ø je najsladší zo všetkých cukrov
Ø nachádza sa v ovocí a mede (50%)
Ø je ľahko stráviteľná a používa sa na sladenie potravy pre diabetikov
Významné oligosacharidy:
Z oligosacharidov sú najvýznamnejšie disacharidy. Molekuly disacharidov vznikajú spojením dvoch molekúl monosacharidov glykozidovou väzbou.
Sacharóza – trstinový alebo repný cukor
Ø najdôležitejší disacharid, nachádza sa takmer vo všetkých plodoch rastlín a mnohých rastlinných šťavách
Ø získava sa z cukrovej repy alebo cukrovej trstiny
Ø bezfarebné kryštáliky sa zohrievaním menia na hnedý karamel, vo vode je dobre rozpustná
Ø je zložená z molekuly glukózy a molekuly fruktózy
Ø používa sa ako sladidlo v potravinárstve a tiež pri výrobe cukru
Maltóza – sladový cukor
Ø vzniká zo škrobu pôsobením enzýmov v klíčiacich semenách
Ø je zložená z dvoch molekúl glukózy
Ø je neskvasiteľná
Ø používa sa pri výrobe piva
Laktóza – mliečny cukor
Ø nachádza sa v mlieku cicavcov
Ø používa sa na výrobu detskej výživy a detskom lekárstve
Významné polysacharidy
Polysacharidy sú prírodné makromolekulové látky zložené z veľkého počtu monosacharidových jednotiek. Najvýznamnejšími sú škrob, celulóza, glykogén. Polysacharidy nekryštalizujú, vo vode sa len veľmi ťažko rozpúšťajú a nemajú sladkú chuť.
Škrob
Ø zásobná látka rastlín, nachádza sa najmä v hľuzách a plodoch
Ø má zrnitú štruktúru
Ø priemyselne sa vyrába zo zemiakov a obilia
Ø tvoria ho dve zložky - amylóza – tvorí asi pätinu škrobu a rozpúšťa sa v horúcej vode
- amylopektín – je vo vode nerozpustný
Ø používa sa na výrobu glukózy, etanolu, zásypov, tekutých púdrov, lepidiel, v textilnom priemysle, pri škrobení prádla a pod.
Celulóza
Ø v najčistejšej forme je v bavlníkových vláknach
Ø získava sa aj z dreva, ľanu, konopí, juty a pod.
Ø používa sa pri výrobe papiera, priadze, lakov, plastov, výbušnín
Ø čistá celulóza je vata a filtračný papier
Ø výroba celulózy
Glykogén
Ø zásobná látka živočíchov
Ø nachádza sa najmä v pečeni
Ø v prípade potreby sa rýchlo štiepi na glukózu, ktorá prechádza do krvi
Použitá literatúra:
KOTLÍK, B. – RUŽIČKOVÁ, K.: Chémia v kocke II. Pre stredné školy, Organická chémia a biochémia. vyd. 1. Bratislava: ART AREA spol. s.r.o., 2002. 94-96 s. ISBN 978-80-88879-97-3
KMEŤOVÁ, J. – SKORŠEPA, M. – VYDROVÁ, M.: Chémia pre 3. ročník gymnázia so štvorročným štúdiom a 7. ročník gymnázia s osemročným štúdiom. vyd.1. Martin: Matica slovenská s.r.o., 2011. 34-45 s. ISBN 978-80-8115-042-5