Topik pelajaran: "Karbohidrat" untuk kelas 11 jurusan kemanusiaan

Sasaran:

pendidikan:

Untuk membentuk pengetahuan siswa tentang karbohidrat, komposisi dan klasifikasinya. Pertimbangkan ketergantungan sifat kimia karbohidrat pada struktur molekul. Reaksi kualitatif untuk glukosa dan pati. Untuk memberikan gambaran tentang peran biologis karbohidrat, pentingnya mereka dalam kehidupan manusia.

mengembangkan:

Terus mengembangkan operasi mental pada siswa: kemampuan untuk menghubungkan pengetahuan yang ada dengan pengetahuan yang baru diperoleh, kemampuan untuk menyoroti hal utama dalam materi yang dipelajari, untuk menggeneralisasi materi yang dipelajari dan menarik kesimpulan.

pendidikan:

Pendidikan sikap bertanggung jawab untuk belajar, keinginan untuk kreatif, aktivitas kognitif.

Jenis: mempelajari materi baru

Melihat: kuliah

metode : penjelasan dan ilustrasi dengan dukungan komputer

Rencana belajar

1. Momen organisasi

2. Motivasi untuk pelajaran

Karbohidrat adalah sumber nutrisi yang penting: kita mengonsumsi biji-bijian, atau memberi makan hewan, yang dalam tubuhnya pati diubah menjadi protein dan lemak. Pakaian yang paling higienis terbuat dari selulosa atau produk berdasarkan itu: katun dan linen, serat viscose atau sutra asetat. Rumah dan furnitur kayu dibangun dari bubur kayu yang sama. Di jantung produksi fotografi dan film masih selulosa yang sama. Buku, koran, uang kertas semuanya merupakan produk dari industri pulp dan kertas. Jadi, karbohidrat memberi kita semua yang kita butuhkan.

Selain itu, karbohidrat terlibat dalam pembangunan protein kompleks, enzim, hormon. Karbohidrat juga merupakan zat penting seperti heparin (memainkan peran penting - mencegah pembekuan darah), agar-agar (diperoleh dari rumput laut dan digunakan dalam industri mikrobiologi dan gula-gula).

Satu-satunya sumber energi di Bumi (selain nuklir) adalah energi Matahari, dan satu-satunya cara untuk mengumpulkannya untuk memastikan aktivitas vital semua organisme hidup adalah proses fotosintesis, yang berlangsung di sel tumbuhan dan mengarah ke sintesis karbohidrat dari air dan karbon dioksida. Omong-omong, selama transformasi inilah oksigen terbentuk, yang tanpanya kehidupan di planet kita tidak mungkin terjadi.

rencana kuliah

1. Konsep karbohidrat. Klasifikasi karbohidrat.

2. Monosakarida

3. Disakarida

4. Polisakarida

1. Konsep karbohidrat. Klasifikasi karbohidrat.

Karbohidrat- kelas luas senyawa alami yang memainkan peran penting dalam kehidupan manusia, hewan dan tumbuhan .

Senyawa ini diberi nama "karbohidrat" karena komposisinya banyak dinyatakan dengan rumus umum Cn (H 2 O ) m, yaitu. secara formal, mereka adalah senyawa karbon dan air. Dengan perkembangan kimia karbohidrat, telah ditemukan senyawa yang komposisinya tidak sesuai dengan rumus di atas, tetapi memiliki sifat zat dari kelasnya (misalnya, deoksiribosa C 5 H 10 O 4). Pada saat yang sama, ada zat yang sesuai dengan rumus umum karbohidrat, tetapi tidak menunjukkan sifatnya (misalnya, inositol C 6 H 12 O 6 alkohol).

Klasifikasi karbohidrat

Semua karbohidrat dapat dibagi menjadi dua kelompok: karbohidrat sederhana (monosakarida) dan karbohidrat kompleks.

Karbohidrat sederhana (monosakarida) adalah karbohidrat paling sederhana yang tidak terhidrolisis menjadi karbohidrat sederhana.

Karbohidrat kompleks- ini adalah karbohidrat, molekul yang terdiri dari dua atau lebih residu monosakarida dan terurai menjadi monosakarida ini selama hidrolisis.

2. Monosakarida

Monosakarida adalah senyawa dengan fungsi campuran. Mereka mengandung gugus aldehida atau keto dan beberapa gugus hidroksil, mis. adalah alkohol aldehida atau alkohol keto.

Monosakarida yang memiliki gugus aldehida disebut aldosa, dan dengan grup keto - ketosis.

Menurut jumlah atom karbon dalam suatu molekul, monosakarida dibagi menjadi: tetrosa, pentosa, heksosa dll.

Heksosa dan pentosa adalah monosakarida yang paling penting.

Struktur monosakarida

Proyeksi proyeksi digunakan untuk menggambarkan struktur monosakarida. rumus nelayan. Dalam rumus Fisher, rantai atom karbon terletak dalam satu rantai. Penomoran rantai dimulai dari atom gugus aldehida (dalam kasus aldosa) atau dari atom karbon ekstrem, di mana gugus keto terletak lebih dekat (dalam kasus ketosa).

Tergantung pada susunan spasial atom H dan gugus OH pada atom karbon ke-4 dalam pentosa dan atom karbon ke-5 dalam heksosa, monosakarida ditetapkan ke seri D - atau L -.

Monosakarida diklasifikasikan sebagai seri-D jika gugus OH dari atom-atom ini terletak di sebelah kanan rantai.

Hampir semua monosakarida alami termasuk dalam seri-D.

Namun, monosakarida juga bisa ada dalam bentuk siklik. Bentuk siklik dari heksosa dan pentosa masing-masing disebut piranosa dan furanosa.

Dalam larutan monosakarida, keseimbangan seluler terbentuk antara bentuk asiklik dan siklik - tautomerisme.

Bentuk siklik biasanya digambarkan formula Haworth yang menjanjikan.

Dalam bentuk siklik monosakarida, atom karbon asimetris muncul (C-1 untuk aldosa, C-2 untuk ketosa). Atom karbon ini disebut anomerik. Jika gugus OH pada atom anomer terletak di bawah bidang, maka terbentuk -anomer, susunan yang berlawanan mengarah pada pembentukan -anomer.

Properti fisik

Zat kristal tidak berwarna, rasanya manis, sangat larut dalam air, sukar larut dalam alkohol. Manisnya monosakarida bervariasi. Misalnya, fruktosa 3 kali lebih manis dari glukosa.

(slide 8 - 12.)

Sifat kimia

Sifat kimia monosakarida disebabkan oleh kekhasan strukturnya.

Pertimbangkan sifat kimia glukosa sebagai contoh.

1. Reaksi yang melibatkan gugus aldehida glukosa

sebuah) pemulihan (hidrogenasi) dengan pembentukan sorbitol alkohol polihidrat

CH=O CH2OH

│ kat , t 0

(CHOH) 4 + H2 → (CHOH) 4

CH2OH CH2OH

b) oksidasi

reaksi "cermin perak" (dengan larutan amonia dari oksida perak,t 0 ),

reaksi dengan tembaga hidroksida (II ) Cu (Oh ) 2 dalam lingkungan basat 0 )

CH = OCOOH

│ NH 4 OH, t 0

(CHOH) 4 + Ag 2 O → (CHOH) 4

CH2OH CH2OH

Produk oksidasinya adalah asam glukonat (garam dari asam ini adalah kalsium glukonat, obat yang terkenal).

CH = OCOOH

│ t0

(CHOH) 4 + 2Cu(OH) 2 → (CHOH) 4 + Cu 2 O↓ + 2H 2 O

│ biru merah bata

CH2OH CH2OH

Reaksi ini kualitatif untuk glukosa sebagai aldehida.

Di bawah aksi zat pengoksidasi kuat (misalnya, asam nitrat), asam glukarat dibasa terbentuk.

CH = OCOOH

│ t0

(CHOH) 4 + HNO 3 → (CHOH) 4

CH2OHCOOH

2. Reaksi glukosa dengan partisipasi gugus hidroksil (yaitu sifat glukosa sebagai alkohol polihidrat)

sebuah) interaksi Cu (Oh ) 2 dalam dingin dengan pembentukan tembaga (II) glukonat - reaksi kualitatif untuk glukosa sebagai alkohol polihidrat.

3. Fermentasi (fermentasi) monosakarida

sebuah) fermentasi alkohol

C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

b) fermentasi butirat

C 6 H 12 O 6 → CH 3 ─CH 2 CH 2 COOH + 2H 2 + 2CO 2

di) fermentasi laktat

C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 CH COOH

APAKAH DIA

Peran biologis glukosa

D-glukosa (gula anggur) didistribusikan secara luas di alam: ditemukan dalam anggur dan buah-buahan lainnya, dalam madu. Ini adalah komponen penting dari darah dan jaringan hewan dan sumber energi langsung untuk reaksi seluler. Kadar glukosa dalam darah manusia adalah konstan dan berada pada kisaran 0,08-0,11%. Seluruh volume darah orang dewasa mengandung 5-6 g glukosa. Jumlah ini cukup untuk menutupi biaya energi tubuh selama 15 menit. aktivitas hidupnya. Dalam beberapa patologi, misalnya, dengan diabetes mellitus, kadar glukosa darah meningkat, dan kelebihannya diekskresikan dalam urin. Pada saat yang sama, jumlah glukosa dalam urin dapat meningkat hingga 12% dibandingkan dengan 0,1% biasa.

3. Disakarida

(slide 13.)

Disakarida - produk kondensasi dua monosakarida.

Perwakilan alami yang paling penting: sukrosa (gula tebu atau bit), maltosa (gula malt), laktosa (gula susu), selobiosa. Semuanya memiliki rumus empiris yang sama C 12 H 22 O 11, yaitu adalah isomer.

Disakarida adalah karbohidrat seperti gula yang khas; Ini adalah zat kristal padat yang memiliki rasa manis.

(slide 14-15.)

Struktur

1. Molekul disakarida dapat mengandung dua residu dari satu monosakarida atau dua residu dari monosakarida yang berbeda;

2. Ikatan yang terbentuk antara residu monosakarida dapat terdiri dari dua jenis:

a) hidroksil hemiasetal dari kedua molekul monosakarida mengambil bagian dalam pembentukan ikatan. Misalnya, pembentukan molekul sukrosa;

b) hidroksil hemiasetal dari satu monosakarida dan hidroksil alkohol dari monosakarida lain mengambil bagian dalam pembentukan ikatan. Misalnya pembentukan molekul maltosa, laktosa dan selobiosa.

(slide 16-17.)

Sifat kimia disakarida

1. Disakarida, di mana molekul di mana hemiasetal hidroksil (maltosa, laktosa, selobiosa) diawetkan, dalam larutan sebagian diubah menjadi bentuk aldehida terbuka dan masuk ke dalam reaksi karakteristik aldehida, khususnya, ke dalam reaksi "cermin perak" dan dengan tembaga (II) hidroksida. Disakarida ini disebut memulihkan.

Disakarida, dalam molekul yang tidak memiliki hidroksil hemiasetal (sukrosa) tidak dapat masuk ke gugus karbonil terbuka. Disakarida ini disebut tidak mengurangi(tidak mengembalikan Cu(OH)2 dan Ag2O).

2. Semua disakarida adalah alkohol polihidrat, mereka dicirikan oleh sifat-sifat alkohol polihidrat, mereka memberikan reaksi kualitatif terhadap alkohol polihidrat - reaksi dengan Cu (OH) 2 dalam dingin.

3. Semua disakarida dihidrolisis menjadi monosakarida:

H+, t0

C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

sukrosa glukosa fruktosa

Pada organisme hidup, hidrolisis terjadi di bawah aksi enzim.

4. Polisakarida

(slide 18 - 20.)

Polisakarida- karbohidrat non-gula seperti molekul tinggi yang mengandung sepuluh hingga ratusan ribu residu monosakarida (biasanya heksosa) yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik.

Perwakilan alami yang paling penting: pati, glikogen, selulosa. Ini adalah polimer alami (VMC), monomernya adalah glukosa. Rumus empiris umum mereka adalah (C 6 H 10 O 5) n.

Pati- bubuk amorf berwarna putih, tidak berasa dan tidak berbau, sukar larut dalam air, membentuk larutan koloid dalam air panas. Makromolekul pati dibangun dari sejumlah besar residu -glukosa yang dihubungkan oleh ikatan -1,4-glikosidik.

Pati terdiri dari dua fraksi: amilosa (20-30%) dan amilopektin (70-80%).

Molekul amilosa adalah rantai tidak bercabang yang sangat panjang yang terdiri dari residu -glukosa. Molekul amilopektin, tidak seperti amilosa, sangat bercabang.

Sifat kimia pati:

(slide 21.)

1. hidrolisis

H2O, enzim

(C 6 H 10 O 5) n → (C 6 H 10 O 5) m → C 12 H 22 O 11 → n C 6 H 12 O 6

pati dekstrin glukosa maltosa

Reaksi konversi pati menjadi glukosa di bawah aksi katalitik asam sulfat ditemukan pada tahun 1811 oleh ilmuwan Rusia K. Kirchhoff.

2. Reaksi kualitatif terhadap pati

(C 6 H 10 O 5) n + I 2 → senyawa kompleks biru-ungu.

Saat dipanaskan, pewarna menghilang (kompleksnya hancur), ketika didinginkan, ia muncul kembali.

Pati adalah salah satu produk fotosintesis, nutrisi cadangan utama tanaman. Residu glukosa dalam molekul pati terhubung cukup kuat dan pada saat yang sama, di bawah aksi enzim, mereka dapat dengan mudah dipisahkan. Begitu ada kebutuhan akan sumber energi.

Glikogen adalah setara dengan pati yang disintesis dalam tubuh hewan, yaitu. itu juga merupakan polisakarida cadangan, molekul yang dibangun dari sejumlah besar residu -glukosa. Glikogen ditemukan terutama di hati dan otot.

Selulosa atau serat

Komponen utama sel tumbuhan disintesis pada tumbuhan (sampai 60% selulosa dalam kayu). Selulosa murni adalah zat berserat putih, tidak berasa dan tidak berbau, tidak larut dalam air.

Molekul selulosa merupakan rantai panjang yang terdiri dari residu -glukosa yang dihubungkan dengan pembentukan ikatan -1,4-glikosidik.

Tidak seperti molekul pati, selulosa hanya terdiri dari molekul tidak bercabang dalam bentuk filamen, karena: bentuk residu -glukosa menghalangi penggulungan.

Selulosa bukanlah produk makanan bagi manusia dan sebagian besar hewan, karena. dalam organisme mereka tidak ada enzim yang memecah ikatan -1,4-glikosidik yang lebih kuat.

(slide 22-23.)

Sifat kimia selulosa:

1. hidrolisis

Dengan pemanasan berkepanjangan dengan asam mineral atau di bawah aksi enzim (pada ruminansia dan kelinci), hidrolisis bertahap terjadi:

H2O

(C 6 H 10 O 5) n → y (C 6 H 10 O 5) x → n / 2 C 12 H 22 O 11 → n C 6 H 12 O 6

selobiosa selulosa -glukosa

2. pembentukan ester

a) interaksi dengan asam anorganik

b) interaksi dengan asam organik

3. terbakar

(C 6 H 10 O 5) n + 6nO 2 → 6nCO 2 + 5nH 2 O

4. dekomposisi termal selulosa tanpa akses udara:

t0

(C 6 H 10 O 5) n → arang + H 2 O + zat organik yang mudah menguap

Menjadi bagian integral dari kayu, selulosa digunakan dalam konstruksi dan pertukangan; sebagai bahan bakar; kertas, karton, etil alkohol diperoleh dari kayu. Dalam bentuk bahan berserat (katun, linen), selulosa digunakan untuk membuat kain dan benang. Selulosa eter digunakan dalam pembuatan pernis nitro, plastik, collodion medis, dan serat buatan.

Karbohidrat, bersama dengan protein dan lipid, adalah senyawa kimia terpenting dari organisme hidup. Dalam tubuh hewan dan manusia, karbohidrat melakukan fungsi yang sangat penting: terutama energi (jenis utama bahan bakar seluler), struktural (komponen wajib dari sebagian besar struktur intraseluler), pelindung (polisakarida sangat penting dalam menjaga kekebalan).

Karbohidrat juga digunakan untuk sintesis asam nukleat (ribosa, deoksiribosa), mereka adalah konstituen koenzim nukleotida, yang memainkan peran yang sangat penting dalam metabolisme makhluk hidup. Baru-baru ini, biopolimer campuran kompleks yang mengandung karbohidrat telah menarik perhatian yang meningkat. Biopolimer campuran tersebut termasuk, selain asam nukleat, glikopeptida dan glikoprotein, glikolipid dan lipopolisakarida, glikolipoprotein, dll. Zat-zat ini melakukan fungsi yang kompleks dan penting dalam tubuh.

Dalam komposisi tubuh manusia dan hewan, karbohidrat hadir dalam jumlah yang lebih kecil (tidak lebih dari 2% dari berat badan kering) daripada protein dan lipid. Dalam organisme tumbuhan, karbohidrat mencapai hingga 80% dari massa kering, oleh karena itu, secara umum, ada lebih banyak karbohidrat di biosfer daripada gabungan semua senyawa organik lainnya.

Istilah "karbohidrat" pertama kali dikemukakan oleh K. Schmidt, seorang profesor di Universitas Dorpat (sekarang Tartu), pada tahun 1844. Pada saat itu, diasumsikan bahwa semua karbohidrat memiliki rumus umum C m (H 2 O) n, yaitu. karbon + air. Oleh karena itu nama "karbohidrat". Misalnya, glukosa dan fruktosa memiliki rumus C 6 (H 2 O) 6, gula tebu (sukrosa) - C 12 (H 2 O) 11, pati - [C 6 (H 2 O) 5] n, dll. Dalam kemudian ternyata sejumlah senyawa yang termasuk dalam sifat mereka untuk kelas karbohidrat mengandung hidrogen dan oksigen dalam proporsi yang sedikit berbeda dari yang ditunjukkan dalam rumus umum (misalnya, deoksiribosa - C 5 H 10 O 4. Pada tahun 1927, Komisi Internasional untuk Reformasi Nomenklatur kimia menyarankan bahwa istilah "karbohidrat" diganti dengan istilah "glisida", tetapi tidak menjadi meluas. Nama lama "karbohidrat" telah berakar dan dipegang teguh dalam sains, yang secara umum diakui .

Perlu dicatat bahwa kimia karbohidrat menempati salah satu tempat terkemuka dalam sejarah perkembangan kimia organik. Gula tebu dapat dianggap sebagai senyawa organik pertama yang diisolasi dalam bentuk kimia murni. Sintesis (di luar tubuh) karbohidrat dari formaldehida, yang dilakukan pada tahun 1861 oleh A. M. Butlerov, adalah sintesis pertama dari salah satu dari tiga zat dasar (protein, lipid, karbohidrat) yang menyusun organisme hidup. Struktur kimia gula paling sederhana telah dijelaskan pada akhir abad ke-19 sebagai hasil penelitian mendasar oleh ilmuwan Jerman G. Kliani dan E. Fischer. Kontribusi signifikan untuk studi gula dibuat oleh ilmuwan domestik A. A. Colli, P. P. Shorygin, dan lainnya.Pada 1920-an, karya peneliti Inggris W. Haworth meletakkan dasar bagi kimia struktural polisakarida. Sejak paruh kedua abad ke-20, telah terjadi perkembangan pesat kimia dan biokimia karbohidrat, karena signifikansi biologisnya yang penting.

Menurut klasifikasi yang diterima saat ini, karbohidrat dibagi menjadi tiga kelompok utama: monosakarida, oligosakarida dan polisakarida.

Monosakarida dapat dianggap sebagai turunan dari alkohol polihidrat yang mengandung gugus karbonil (aldehida atau keton). Jika gugus karbonil berada di ujung rantai, maka monosakarida adalah aldehida dan disebut aldosa; pada posisi lain dari kelompok ini, monosakarida adalah keton dan disebut ketosa.

Perwakilan paling sederhana dari monosakarida adalah triosa: gliseraldehida dan dihidroksiaseton. Ketika gugus alkohol primer dari alkohol trihidrat, gliserol, dioksidasi, gliseraldehida (aldosa) terbentuk, dan oksidasi gugus alkohol sekunder mengarah pada pembentukan dihidroksiaseton (ketosis):

Stereoisomerisme monosakarida . Semua monosakarida mengandung satu atau lebih atom karbon asimetris: aldotriosis - 1 pusat asimetri, aldotetrosa - 2, aldopentosa - 3, aldoheksosa - 4, dll. Ketosa mengandung satu atom asimetris lebih sedikit daripada aldosa dengan jumlah atom karbon yang sama. Oleh karena itu, ketotriosa - dihidroksiaseton - tidak mengandung atom karbon asimetris. Semua monosakarida lain dapat eksis sebagai berbagai stereoisomer. Untuk penunjukan stereoisomer, rumus proyeksi yang diusulkan oleh E. Fisher nyaman. Untuk mendapatkan rumus proyeksi, rantai karbon monosakarida ditempatkan secara vertikal dengan gugus aldehida (atau keton) di bagian atas rantai, dan rantai itu sendiri harus berbentuk setengah lingkaran, menghadap pengamat secara cembung (Gbr. 79).

Jumlah total stereoisomer untuk setiap monosakarida dinyatakan dengan rumus: N = 2 n , di mana N adalah jumlah stereoisomer dan n adalah jumlah atom karbon asimetris. Seperti yang telah dicatat, gliseraldehida hanya mengandung satu atom karbon asimetris dan oleh karena itu dapat eksis sebagai dua stereoisomer yang berbeda.

Isomer gliseraldehida itu, di mana, ketika model diproyeksikan ke bidang, gugus OH pada atom karbon asimetris terletak di sisi kanan, biasanya untuk mempertimbangkan D-gliseraldehida, dan pantulan cermin - L-gliseraldehida:

Aldoheksosa mengandung empat atom karbon asimetris dan dapat eksis sebagai 2 4 = 16 stereoisomer, yang mewakili, misalnya, glukosa. Untuk aldopentosa dan aldotetrosa, jumlah stereoisomer masing-masing adalah 2 3 = 8 dan 2 2 = 4.

Semua isomer monosakarida dibagi lagi menjadi bentuk D dan L (konfigurasi D dan L) sesuai dengan kesamaan susunan gugus atom pada pusat asimetri terakhir dengan susunan gugus pada D- dan L-gliseraldehida. Heksosa alami - glukosa, fruktosa, manosa, dan galaktosa, sesuai dengan konfigurasi stereokimia, termasuk dalam senyawa seri-D.

Diketahui juga bahwa monosakarida alami memiliki aktivitas optik. Kemampuan untuk memutar bidang berkas cahaya terpolarisasi adalah salah satu fitur terpenting zat (termasuk monosakarida), yang molekulnya memiliki atom karbon asimetris atau asimetris secara umum. Properti untuk memutar bidang balok terpolarisasi ke kanan dilambangkan dengan tanda (+), dan dalam arah yang berlawanan - dengan tanda (-). Jadi, D-gliseraldehida memutar bidang berkas terpolarisasi ke kanan, yaitu D-gliseraldehida adalah D (+)-aldotriosa, dan L-gliseraldehida adalah L (-)-aldotriosa. Namun, harus diingat bahwa arah sudut rotasi sinar terpolarisasi, yang ditentukan oleh asimetri molekul secara keseluruhan, tidak dapat diprediksi sebelumnya. Monosakarida milik konfigurasi stereokimia dari D-series dapat kidal. Jadi, bentuk glukosa yang biasa ditemukan di alam adalah dextrorotatory, dan bentuk fruktosa yang biasa adalah levorotatory.

Bentuk siklik (semiasetal) dari monosakarida (rumus Tollens). Setiap monosakarida, yang memiliki sejumlah sifat fisik tertentu (titik leleh, kelarutan, dll.), dicirikan oleh nilai tertentu dari rotasi spesifik [α] 20 D . Telah ditetapkan bahwa nilai rotasi spesifik dalam pembubaran monosakarida apa pun secara bertahap berubah dan hanya ketika larutan dibiarkan untuk waktu yang lama mencapai nilai yang ditentukan dengan baik. Jadi, misalnya, larutan glukosa yang baru disiapkan memiliki [α] 20 D = + 112,2°, yang setelah lama berdiri mencapai nilai kesetimbangan [α] 20 D = + 52,5°. Perubahan rotasi spesifik larutan monosakarida saat berdiri (dalam waktu) disebut mutarotasi. Jelas, mutarotasi harus disebabkan oleh perubahan asimetri molekul dan, akibatnya, oleh transformasi strukturnya dalam larutan.

Fenomena mutarotasi memiliki penjelasan sebagai berikut. Diketahui bahwa aldehida dan keton bereaksi dengan mudah dan reversibel dengan alkohol dalam jumlah yang sama untuk membentuk hemiasetal:

Reaksi pembentukan hemiasetal juga dapat dilakukan dalam satu molekul, jika ini tidak terkait dengan batasan spasial. Menurut teori Bayer, interaksi intramolekul alkohol dan gugus karbonil paling menguntungkan jika mengarah pada pembentukan cincin beranggota lima atau enam. Dengan pembentukan hemiasetal, pusat asimetris baru muncul (dalam kasus D-glukosa, ini adalah C 1). Cincin gula beranggota enam disebut piranosa, dan cincin beranggota lima disebut furanosa. Bentuk adalah bentuk di mana hidroksil hemiasetal memiliki lokasi yang sama dengan hidroksil (bebas atau terlibat dalam pembentukan cincin oksida) pada atom karbon asimetris, yang menentukan milik seri D atau L. Dengan kata lain, dalam formula dengan -modifikasi monosakarida seri-D, hidroksil hemiasetal ditulis di sebelah kanan, dan dalam formula perwakilan seri-L, di sebelah kiri. Saat menulis bentuk , yang terjadi adalah kebalikannya.

Seringkali bentuk - dan disebut anamers (dari bahasa Yunani ana - up, up from), karena dalam representasi vertikal biasa dari rumus aldosa, bentuk-bentuk ini berbeda dalam konfigurasi pada atom karbon pertama.

Dengan demikian, fenomena mutarotasi disebabkan oleh fakta bahwa setiap sediaan gula padat adalah salah satu bentuk siklik (semiasetal), tetapi ketika larutan dilarutkan dan berdiri, bentuk ini berubah melalui bentuk aldehida menjadi bentuk siklik tautomerik lainnya sampai keadaan kesetimbangan. tercapai. Dalam hal ini, rotasi spesifik, karakteristik bentuk siklik awal, secara bertahap berubah, dan, akhirnya, rotasi spesifik konstan, karakteristik campuran kesetimbangan tautomer, ditetapkan. Sebagai contoh, telah ditetapkan bahwa dalam larutan berair glukosa terutama dalam bentuk - dan -glukopiranosa, pada tingkat yang lebih rendah - dan -glukofuranosa, dan jumlah yang sangat kecil dalam bentuk bentuk aldehida. Harus ditekankan bahwa dari berbagai bentuk glukosa tautomerik dalam keadaan bebas, hanya - dan -piranosa yang diketahui. Keberadaan furanosa dan bentuk aldehida dalam jumlah kecil dalam larutan telah terbukti, tetapi mereka tidak dapat diisolasi dalam keadaan bebas karena ketidakstabilan. Berikut ini adalah bentuk siklik tautomer dari D-glukosa: [menunjukkan]

Rumus proyeksi Haworth

Pada 1920-an, Haworth mengusulkan cara yang lebih maju untuk menulis rumus struktur karbohidrat. Tidak seperti rumus Tollens, yang memiliki garis persegi panjang, rumus Haworth adalah segi enam atau segi lima, dan mereka ditampilkan dalam perspektif: cincin terletak pada bidang horizontal. Ikatan yang lebih dekat ke pembaca ditunjukkan dengan garis yang lebih tebal (atom karbon dari siklus tidak ditulis). Substituen yang terletak di sebelah kanan tulang punggung molekul dalam gambar liniernya ditempatkan di bawah bidang cincin, dan substituen yang terletak di sebelah kiri menempati posisi di atas bidang cincin. Aturan sebaliknya hanya berlaku untuk atom karbon tunggal yang gugus hidroksilnya berpartisipasi dalam pembentukan hemiasetal siklik. Jadi, pada gula-D, gugus CH 2 OH ditulis di posisi atas, dan atom hidrogen pada atom karbon yang sama ditulis di bawah. Akhirnya, harus diingat bahwa ketika menulis rumus struktur menurut Haworth, gugus hidroksil pada C1 akan terletak di bawah bidang cincin dalam bentuk dan di atas dalam bentuk . [menunjukkan]

Konformasi monosakarida . Rumus proyeksi Haworth tidak mencerminkan konformasi sebenarnya dari monosakarida. Karya Reeves, dan kemudian banyak penulis lain, menunjukkan bahwa, seperti sikloheksana, cincin piranosa dapat mengambil dua konfigurasi - bentuk kursi dan bentuk perahu. Konfigurasi bentuk kursi biasanya lebih stabil, dan, tampaknya, inilah yang berlaku di sebagian besar gula alami (Gbr. 80).

Reaksi dasar monosakarida,
produk reaksi dan sifat-sifatnya

• Reaksi hidroksil hemiasetal. Seperti yang telah dicatat, monosakarida, baik dalam bentuk kristal maupun dalam larutan, terutama ada dalam bentuk hemiasetal. Hidroksil hemiasetal lebih reaktif dan dapat digantikan oleh gugus lain dalam reaksi dengan alkohol, asam karboksilat, fenol, dll. Senyawa yang bekerja pada hidroksil hemiasetal dari monosakarida disebut aglikon, dan produk reaksi disebut glikosida. Menurut - dan -isomer monosakarida, ada - dan -glikosida. Misalnya, ketika metil alkohol (aglikon) bereaksi dengan glukosa (misalnya, dalam bentuk -piranosa) dengan adanya asam anorganik, produk alkilasi terbentuk - metil-β-D-glukopiranosida:

  

  Ketika -D-glukopiranosa diperlakukan dengan asam asetat, produk asilasi, asetil-β-D-glukopiranosida, terbentuk:

  

  Gugus hidroksil lain dari monosakarida juga dapat mengalami asilasi dan metilasi, meskipun ini membutuhkan kondisi yang jauh lebih ketat. Dalam kasus di mana alkohol, fenol, atau asam karboksilat bertindak sebagai aglikon, produk reaksi disebut O-glikosida. Oleh karena itu, metil-β-D-glukopiranosida dan asetil-β-D-glukopiranosida adalah O-glikosida (ikatan dengan aglikon melalui oksigen). O-glikosida alami, yang sebagian besar terbentuk sebagai hasil dari kehidupan tanaman, ada terutama dalam bentuk .

  Kelas glikosida yang sangat penting adalah N-glikosida, di mana hubungan dengan aglikon dilakukan melalui nitrogen, dan bukan melalui oksigen. Ada juga S-glikosida, yang merupakan turunan dari bentuk siklik tiosakarida, dalam gugus merkapto (-SH) pada C1 di mana atom hidrogen digantikan oleh radikal. S-Glikosida ditemukan di sejumlah tanaman (mustard, Montenegro, hawthorn, dll.).

  N-glikosida dianggap sebagai turunan gula, di mana bagian glikosil dari molekul dihubungkan melalui atom nitrogen ke radikal senyawa organik yang bukan gula. Seperti O-glikosida, N-glikosida dapat dibuat sebagai piranosida atau sebagai furanosida dan memiliki bentuk dan :

  

  N-glikosida termasuk produk pembelahan asam nukleat dan nukleoprotein (nukleotida dan nukleosida), ATP, NAD, NADP, beberapa antibiotik, yang sangat penting dalam metabolisme, dll.

• Reaksi yang melibatkan gugus karbonil. Meskipun bentuk hidroksikarbonil linier hadir dalam sediaan kristal monosakarida dan larutannya dalam jumlah kecil, namun partisipasinya dalam kesetimbangan tautomerik memberikan monosakarida semua sifat yang melekat pada aldehida (dalam aldosa) atau keton (dalam ketosa). Kami telah bertemu dengan kemampuan aldosa dan ketosa untuk mengikat alkohol (lihat di atas). Sekarang mari kita pertimbangkan beberapa properti lainnya.
• Gula Amino- turunan monosakarida, yang gugus hidroksilnya (-OH) diganti dengan gugus amino (-NH 2). Tergantung pada posisi gugus amino (pada atom karbon), 2-amino-, 3-amino-, 4-amino-gula, dll dibedakan dalam molekul gula amino. Gula monoamino dan gula diamino dibedakan berdasarkan jumlah dari kelompok amino.

  Gula amino memiliki semua sifat amina, monosakarida biasa, serta sifat spesifik karena kedekatan spasial gugus hidroksil dan amina.

  Pada manusia dan hewan, gula amino yang paling penting adalah D-glukosamin dan D-galaktosamin:

  

  Gula amino adalah bagian dari mukopolisakarida yang berasal dari hewan, tumbuhan dan bakteri, mereka adalah komponen karbohidrat dari berbagai glikoprotein dan glikolipid. Dalam komposisi senyawa makromolekul ini, gugus amino dari gula amino paling sering diasilasi, dan kadang-kadang tersulfonasi (lihat kondroitin-4-sulfat).

Oligosakarida adalah karbohidrat yang molekulnya mengandung 2 hingga 8-10 residu monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik. Sesuai dengan ini, disakarida, trisakarida, dll. dibedakan.

Disakarida adalah gula kompleks, yang setiap molekulnya, setelah hidrolisis, terurai menjadi dua molekul monosakarida. Disakarida, bersama dengan polisakarida, adalah salah satu sumber utama karbohidrat dalam makanan manusia dan hewan. Berdasarkan strukturnya, disakarida adalah glikosida, di mana dua molekul monosakarida dihubungkan oleh ikatan glikosidik.

Di antara disakarida, maltosa, laktosa dan sukrosa sangat terkenal.

Maltosa, yaitu -glucopyranosyl-(1-4)-α-glucopyranose, dibentuk sebagai perantara oleh aksi amilase pada pati (atau glikogen), dan mengandung dua residu -D-glukosa. Nama gula yang hidroksil hemiasetalnya berpartisipasi dalam pembentukan ikatan glikosidik diakhiri dengan "lumpur".

Dalam molekul maltosa, residu glukosa kedua memiliki hidroksil hemiasetal bebas. Disakarida tersebut memiliki sifat pereduksi.

Salah satu disakarida yang paling umum adalah sukrosa, gula makanan yang umum. Molekul sukrosa terdiri dari satu D-glukosa dan satu residu D-fruktosa. Oleh karena itu, -glucopyranosyl-(1-2)-β-fructofuranoside:

Tidak seperti kebanyakan disakarida, sukrosa tidak memiliki hidroksil hemiasetal bebas dan tidak memiliki sifat pereduksi.

Disakarida laktosa hanya ditemukan dalam susu dan terdiri dari D-galaktosa dan D-glukosa. Ini adalah -glucopyranosyl-(1-4)-glucopyranose:

Karena molekul laktosa mengandung hidroksil hemiasetal bebas (dalam residu glukosa), itu termasuk dalam jumlah disakarida pereduksi.

Di antara trisakarida alami, hanya sedikit yang penting. Yang paling terkenal adalah raffinose, yang mengandung residu fruktosa, glukosa dan galaktosa, yang ditemukan dalam jumlah besar di bit gula dan di banyak tanaman lainnya.

Secara umum oligosakarida yang terdapat pada jaringan tumbuhan lebih beragam komposisinya dibandingkan oligosakarida pada jaringan hewan.

Ditinjau dari prinsip struktur umum, polisakarida dapat dibedakan menjadi dua golongan, yaitu: homopolisakarida yang hanya terdiri dari satu jenis unit monosakarida, dan heteropolisakarida yang dicirikan oleh adanya dua atau lebih jenis unit monomer.

Dalam hal tujuan fungsional, polisakarida juga dapat dibagi menjadi dua kelompok: polisakarida struktural dan cadangan. Polisakarida struktural yang penting adalah selulosa, dan polisakarida cadangan utama adalah glikogen dan pati (masing-masing pada hewan dan tumbuhan). Hanya homopolisakarida yang akan dipertimbangkan di sini. Heteropolisakarida dijelaskan dalam bab "Biokimia jaringan ikat".

Pati adalah campuran dari dua homopolisakarida: linier - amilosa dan bercabang - amilopektin, rumus umumnya adalah (C 6 H 10 O 5) n [menunjukkan] .

Sebagai aturan, kandungan amilosa dalam pati adalah 10-30%, amilopektin - 70-90%. Polisakarida pati dibangun dari residu glukosa yang terhubung dalam amilosa dan dalam rantai linier amilopektin oleh ikatan -1,4-glukosidik, dan pada titik cabang amilopektin oleh ikatan antarrantai -1,6-glukosidik.

Dalam sebuah molekul amilosa, rata-rata, sekitar 1000 residu glukosa terikat; bagian linier individu dari molekul amilopektin terdiri dari 20-30 unit tersebut.

Dalam air, amilosa tidak memberikan solusi yang benar. Rantai amilosa dalam air membentuk misel terhidrasi. Dalam larutan, ketika yodium ditambahkan, amilosa berubah menjadi biru. Amilopektin juga memberikan solusi misel, tetapi bentuk misel agak berbeda. Amilopektin polisakarida mewarnai merah-ungu dengan yodium.

Pati memiliki berat molekul 10 6 -10 7 . Dengan hidrolisis asam parsial pati, polisakarida dengan tingkat polimerisasi yang lebih rendah terbentuk - dekstrin, dengan hidrolisis lengkap - glukosa. Pati adalah karbohidrat diet yang paling penting bagi manusia; kandungannya dalam tepung adalah 75-80%, dalam kentang 25%.

Glikogen - polisakarida cadangan utama hewan tingkat tinggi dan manusia, dibuat dari residu -D-glukosa. Rumus empiris glikogen, seperti pati (C 6 H 10 O 5) n. Glikogen ditemukan di hampir semua organ dan jaringan hewan dan manusia; Sebagian besar ditemukan di hati dan otot. Berat molekul glikogen adalah 10 7 -10 9 ke atas. Molekulnya dibangun dari rantai poliglukosidik bercabang di mana residu glukosa dihubungkan oleh ikatan -1,4-glukosidik. Ada ikatan -1,6-glukosidik pada titik cabang. Glikogen memiliki struktur yang mirip dengan amilopektin.

Dalam molekul glikogen, cabang internal dibedakan - bagian rantai poliglukosida antara titik cabang, dan cabang eksternal - bagian dari titik cabang perifer ke ujung rantai yang tidak pereduksi (Gbr. 81). [menunjukkan] . Selama hidrolisis, glikogen, seperti pati, dipecah untuk membentuk dekstrin pertama, kemudian maltosa, dan akhirnya glukosa.

Selulosa (serat) - polisakarida struktural paling luas dari dunia tumbuhan.

Selulosa terdiri dari residu -glukosa dalam bentuk -piranosanya, yaitu, dalam molekul selulosa, unit monomer -glukopiranosa terhubung secara linier satu sama lain oleh ikatan -1,4-glukosidik.

Anda melakukan ini beberapa kali sehari, setiap hari sepanjang hidup Anda. Masing-masing dari kita, dengan cara kita sendiri, adalah ahli gizi. Ketika Anda memasak bubur atau memotong sendiri Tapi sama seperti kita tidak menjadi dokter dengan menempelkan plester Jadi kita tidak menjadi ahli gizi nyata dengan membuka lemari es. Dietologi atau nutriciology adalah ilmu yang utuh. Dietetika bersifat multidisiplin, artinya menggabungkan banyak ilmu. Ini adalah fisiologi, kimia, biologi dan bahkan ilmu-ilmu sosial. Alat utama dietetika adalah diet. Ini adalah sistem makanan terorganisir. Seperangkat produk yang cocok untuk memecahkan masalah tertentu, untuk orang tertentu Tujuan dan sasaran, sebagai aturan, berbeda.Oleh karena itu, skema yang tampaknya merupakan nutrisi paling sehat dan tepat dapat cocok untuk satu orang, tetapi dapat membahayakan orang lain. Bagaimanapun, konsep nutrisi yang tepat untuk orang yang sama dengan berat 100 kg dan orang dengan berat 50 kg akan sangat berbeda.Seringkali sangat sulit dan mahal untuk mengetahui dengan tepat efek produk tertentu terhadap kesehatan. Banyak variabel. Produk, bahkan yang paling sederhana, berbeda satu sama lain dalam hal makro dan mikronutrien. Ditambah lagi, setiap orang memiliki karakteristik dan preferensi nutrisinya sendiri. Jika kita menempatkan orang-orang dalam eksperimen terkontrol plasebo ganda DAN selama bertahun-tahun sepenuhnya mengontrol diet sampai ke gram, itu cukup sulit untuk dibayangkan Semua karena studi format ini mahal. Industri makanan tidak memiliki uang sebanyak itu. Dan industri farmasi memilikinya. Oleh karena itu, uji coba terkontrol plasebo adalah standar emas dalam uji coba obat. Dan bahan tambahan makanan atau makanan tidak mendapatkan paten. Oleh karena itu, sekarang hampir semua studi tentang makan sehat adalah studi epidemiologi, para ilmuwan mempelajari pola makan dan gaya hidup orang-orang tertentu. Dan menarik kesimpulan berdasarkan korelasi tersebut. Apa yang mereka makan dan bagaimana pengaruhnya terhadap kesehatan mereka. Namun jika terlalu mahal dan sulit untuk dipelajari secara detail. Dan penelitian lain adalah korelasi statistik, jadi mengapa berinvestasi dalam penelitian nutrisi? Lagi pula, orang tanpa sains makan, dan beberapa bahkan makan banyak. Produsen permen atau alkohol, misalnya, seringkali tidak perlu membuktikan bahaya atau kegunaan produk mereka dibandingkan dengan industri farmasi. Selalu ada permintaan untuk produk. Mereka sudah dibeli, tetapi pilar utama nutrisi yang tepat berbasis ilmiah, semuanya telah ditetapkan oleh sains. Studi-studi ini didanai terutama oleh pemerintah yang menginginkan warganya yang menggerakkan ekonomi menjadi sehat dan produktif. Dan kita berbicara tentang epidemi obesitas. Secara evolusi, seseorang cenderung untuk menambah berat badan. Lagi pula, selama ratusan ribu tahun, homo hidup dalam kondisi kekurangan yang paling parah. Makanan harus diperoleh. Makanan harus disimpan. Dan siapa pun yang melakukannya dengan baik memiliki keuntungan. Sederhananya, kelebihan berat badan adalah jaminan kelangsungan hidup dan indikator kesehatan. Tapi sekarang semuanya telah berubah. abad 21. Gaya hidup menetap. Kurangnya aktivitas fisik, ketersediaan makanan berkalori tinggi. Kami hanya menekan telepon dan pizza tiba. Dan semakin banyak orang gemuk dari segala usia Dengan penyakit kronis yang berhubungan dengan indeks massa tubuh yang tinggi. Semua ini disebut sains modern - obesitas metabolik atau sindrom metabolik. Konsekuensi utama dari kelebihan berat badan adalah peningkatan risiko terkena diabetes dan penyakit kardiovaskular. Penyakit sistem muskuloskeletal Dan siapa yang tahu sindrom sleep apnea atau "mendengkur" Dan penyakit lain yang berhubungan dengan obesitas. Kriteria utama untuk menilai risiko kesehatan, menurut WHO, adalah indeks massa tubuh atau BMI. BMI memungkinkan Anda untuk menilai penyimpangan berat badan seseorang dari norma, dan mengetahui apakah massanya normal, kelebihan berat badan atau tidak mencukupi. Kriteria ini tidak langsung, karena komposisi tubuh yaitu. Proporsi massa otot dan massa lemak bervariasi dari orang ke orang. Persentase lemak tubuh dapat bervariasi berdasarkan jenis kelamin, ras, dan genetika. Misalnya: Orang Asia memiliki persentase massa lemak tubuh yang lebih tinggi Dengan nilai indeks massa tubuh yang lebih rendah, Terutama pada usia muda. Apalagi persentase lemak dalam tubuh meningkat seiring bertambahnya usia, sedangkan persentase massa otot semakin menurun. Sepertinya indeks massa tubuh tetap sama, tetapi tidak sama sekali. Indikator metabolisme lainnya juga harus diperhitungkan untuk menilai risiko kesehatan. Ini adalah insulin, hemoglobin terglikasi, profil lipid darah dan indikator lainnya. Namun, diabetes tipe 2 DAN penyakit kardiovaskular Ini adalah teman dari kelebihan berat badan Dan seiring bertambahnya usia, risikonya meningkat Para ilmuwan telah mencoba melacak hubungan antara kematian total dan BMI Sejumlah data menunjukkan bahwa semakin dekat kita dengan norma BMI, semakin tinggi kemungkinan hidup lebih lama. Terutama jika orang tersebut tidak kecanduan alkohol atau merokok Kolaborasi internasional dari pusat penelitian di seluruh dunia Melakukan meta-analisis dalam 239 studi prospektif kualitatif. Dengan partisipasi hampir 10 juta orang, berusia 20 hingga 90 tahun Dan mereka menemukan bahwa bahkan menjadi terlalu kurus yaitu. memiliki BMI rendah di bawah 18,5 juga berbahaya. Baik kelebihan berat badan maupun kekurangan berat badan Meningkatkan risiko semua penyebab kematian. Masalahnya jelas, masalah ini perlu dipecahkan. Alatnya adalah pola makan, yaitu diet. Yang layak diikuti. Di sini kita dihadapkan dengan berbagai skema kolosal, diet berbagai solusi. Masing-masing memiliki pro dan kontra. Diet rendah karbohidrat, diet keto. Diet yang menghilangkan atau meminimalkan makronutrien. Ini adalah karbohidrat. Atau diet rendah lemak di mana lemak tidak termasuk Diet rendah protein dengan pengecualian makanan berprotein. Puasa intermiten, pergantian protein-karbohidrat, makan terpisah Ada banyak dari mereka dan Anda dapat terus dan terus.Sebuah studi protokol nutrisi menunjukkan bahwa, pada kenyataannya, tidak ada perbedaan dalam mencapai hasil utama dari penurunan berat badan atau penurunan berat badan atau penambahan berat badan Diet mana yang tidak Anda ikuti. Karena semua diet, apa pun sebutannya, masih dibangun di atas prinsip yang sama. Jumlah energi yang diterima seseorang dari makanan DAN pengeluaran energi. Misalnya, diet rendah lemak dikecualikan dari diet Nutrisi berkalori tertinggi adalah lemak Dan dalam hal ini, jika Anda tidak memiliki lemak dalam diet Anda Sangat sulit untuk mendapatkan lebih banyak energi daripada yang Anda keluarkan Tidak peduli bagaimana Anda makan Jika itu sangat sederhana, jika Anda makan lebih sedikit dari yang Anda habiskan, Anda kehilangan berat badan. Jika Anda menghabiskan lebih dari yang Anda belanjakan, Anda akan menjadi gemuk. Alat dalam hal ini adalah prinsip sederhana menghitung kalori. Dan kendalikan makanan yang Anda makan. Namun, sayangnya, prinsip sederhana seperti itu terlalu sulit untuk dipraktikkan.Dari 60 hingga 90 persen orang yang mengalami penurunan berat badan, menurut berbagai perkiraan, tidak mampu mempertahankan hasil penurunan berat badan tersebut. Dan ini semua karena kesalahpahaman tentang pekerjaan semua diet. Mereka didasarkan pada surplus atau defisit kalori. Lebih mudah bagi orang untuk menerapkan beberapa pendekatan ekstrem. Pembatasan ketat, seperti "hilangkan semua makanan bertepung" Entah kita sepenuhnya mengecualikan lemak, atau hanya buah-buahan selama sebulan. Atau kita tidak makan daging sama sekali dan, tentu saja, dalam mode ini, orang mendapatkan hasil. Dan ketika mereka mendapatkan hasilnya, mereka kembali ke protokol nutrisi lama dan menambah berat badan lagi. Skema diet siap pakai seperti itu berhasil, tetapi mereka memiliki konsekuensi yang lebih negatif bagi kesehatan dan jiwa. Meskipun hasil yang jelas dalam penurunan berat badan. Ini adalah masalah dengan diet siap pakai. Sangat mudah untuk mengingat daftar pendek dari apa yang bisa Anda makan. Tapi ini sulit untuk dijalani. Kita semua menyukai solusi sederhana, mereka paling cocok di kepala. Tetapi pendekatan yang kategoris dan kaku sangat sulit untuk diubah menjadi cara hidup dan sulit untuk mempertahankannya dalam jangka panjang. Selain itu, penelitian di bidang kontrol kalori menunjukkan bahwa tanpa sistem, dan menurut perasaan subjektif, sukarelawan cenderung meremehkan jumlah kalori yang mereka makan. Relawan mengklaim mereka mengonsumsi 1.500 kalori sehari, sementara peneliti yang mengikuti relawan memperkirakan mereka benar-benar makan 3.000 kalori. Dan jika Anda ingin menjaga berat badan Anda tetap terkendali, hal pertama yang harus dilakukan adalah mempelajari cara mengevaluasi kandungan kalori dan komposisi produk. Itu. jumlah makanan yang Anda makan per hari. Pada awalnya, itu cukup sulit, tetapi dalam jangka panjang itu membenarkan dirinya sendiri. Ini adalah kebersihan makanan, kita makan setiap hari, seperti menggosok gigi. Mengapa kita hanya tahu sedikit tentang apa yang kita makan? Penurunan berat badan yang cepat memiliki hak untuk hidup, misalnya, untuk pertunjukan atau pemotretan. Tetapi kita harus memahami bahwa hasilnya akan bersifat jangka pendek. Jika Anda memiliki 25 pound ekstra, siapkan diri Anda untuk satu tahun penurunan berat badan dan perubahan gaya hidup di masa depan. Dan kita beralih ke poin ketiga, apa nutrisi yang tepat? GMO, gula, lemak, garam, gluten, e-aditif, glutomate, pengawet, daging, ragi, gula susu, laktosa atau minyak sawit, makanan cepat saji Dalam pikiran publik, semua hal ini dianggap tidak sehat. Tidak makan setelah jam 6, lebih banyak sayuran dan produk susu, veganisme, tanpa gula, makan dengan penuh kesadaran, diet paleo, beberapa gelas air sehari. Buah untuk sarapan atau sebelum tidur. Skema semacam itu dianggap bermanfaat bagi kesehatan. Namun sayang, pernyataan pertama, yang kedua, adalah mitos diet. Dan itulah kenapa. Di bidang gizi, sudah menjadi kebiasaan membagi makanan menjadi bermanfaat/sehat dan berbahaya/berbahaya. Dikotomi seperti itu - pembagian menjadi hitam dan putih, sering menyebabkan masalah serius. Misalnya gluten. Di media, di bidang profesional, gluten secara aktif dibenci, itu adalah protein gandum. Dan ini adalah contoh nyata dari kecenderungan orang-orang yang bersemangat dengan ide-ide gaya hidup sehat untuk bertindak terlalu jauh. Penyakit celiac, atau intoleransi gluten, adalah masalah paling banyak 1% dari populasi. Itu. Anda kemungkinan besar tidak memilikinya. Jadi orang mengambil dan memproyeksikan masalah dari kategori kecil populasi ke seluruh populasi secara keseluruhan. Akan sama anehnya jika kami memutuskan bahwa sekelompok orang tertentu alergi terhadap makanan laut. Mari kita nyatakan kepada semua orang reproduksi yang berbahaya dan katakan bahwa ini adalah sumber dari semua masalah. Ini adalah ide dari diet bebas gluten. Tetapi seringkali ide-ide ini berhasil karena menjadi bebas gluten berarti mengurangi banyak makanan cepat saji dan makanan olahan lainnya dari diet Anda. Dan kemudian mereka berbicara tentang bahaya gluten. Secara umum, hasil positif dari banyak diet biasanya merupakan kebetulan. Ini cerita yang sama dengan zat tertentu. Seperti laktosa, gula susu, garam, bahan tambahan makanan, protein dan tentu saja gula. Dalam kesadaran massa, gula diberkahi dengan ciri-ciri yang mengerikan dan menambah berat badan darinya, dan itu menyebabkan kecanduan, hampir seperti narkoba. Dan gula dianggap terkait dengan risiko diabetes tipe 2 dan epidemi obesitas. Studi terbaru dengan jelas menunjukkan konsumsi gula di Cina 10 kali lebih rendah daripada di Amerika Serikat. Tetapi pada saat yang sama, prevalensi diabetes di daerah yang dibandingkan setelah 50 tahun lebih tinggi dan bahkan terus bertambah. Gambarannya kurang lebih mirip jika dibandingkan di Inggris dan Amerika Serikat. Di Inggris, konsumsi gula sengaja dikurangi selama 50 tahun terakhir, tetapi pada saat yang sama, prevalensi diabetes tidak lebih rendah dari angka di Amerika, dan ada juga peningkatan diabetes yang berkelanjutan. Korea Utara dengan pertumbuhan kesejahteraan warga, urbanisasi aktif, dan peningkatan ketersediaan makanan berkalori tinggi. Dengan penurunan aktivitas motorik secara simultan, kami memiliki pelanggaran keseimbangan energi dalam tubuh dan, sebagai akibatnya, akumulasi kelebihan berat badan, karena lemak tubuh. Dan gula, secara umum, tidak ada hubungannya dengan itu. Kisah yang sama berlaku untuk kecanduan makanan gula, dengan hampir 1.500 siswa diskrining untuk tanda-tanda kecanduan makanan pada kategori makanan tertentu. Selain mengukur BMI mereka, data saat ini menunjukkan bahwa makanan manis berkontribusi minimal terhadap kecanduan makanan dan meningkatkan risiko kelebihan berat badan. Sebaliknya, data tersebut konsisten dengan gagasan yang sudah diketahui bahwa kepadatan energi makanan, mis. kandungan kalori dan pengalaman makan individu memainkan peran penting dalam epidemi obesitas. Sederhananya dan dengan kata-kata kita sendiri, masalahnya bukan pada gula, tetapi pada kombinasi faktor yang membuat produk atau kategori produk tertentu. Pada saat yang sama diinginkan dan sangat tinggi kalori. Dan ini adalah makanan cepat saji, gula tidak ada hubungannya dengan itu. Lalu bagaimana nutrisi yang tepat? Menyelidiki dampak makanan pada manusia, para ilmuwan tidak memeriksa produk itu sendiri, tetapi apa yang terkandung dalam makanan. Menggabungkan. Apa yang mempengaruhi kesehatan. Makanan terdiri dari zat gizi makro dan zat gizi mikro. Makronutrien adalah protein, lemak, karbohidrat. Apa yang dapat Anda temukan di paket produk apa pun, setelah berkenalan dengannya. Mikronutrien adalah vitamin dan mineral. Mikronutrien, tidak seperti makronutrien, tidak membawa nilai energi, mereka tidak memiliki kalori. Meskipun demikian, mereka adalah zat esensial atau vital bagi kesehatan dan aliran berbagai proses biokimia dalam tubuh. Untuk memahami berapa banyak yang Anda butuhkan secara pribadi, Anda dapat menggunakan kalkulator kalori yang sudah jadi. Atau hitung tingkat konsumsi energi Anda. Anda juga dapat mengetahui berapa banyak protein, lemak, karbohidrat yang Anda butuhkan secara pribadi. Anda dapat berkenalan dengan ini di berbagai situs web kesehatan. Di mana tabel dibuat dan tingkat konsumsi dialokasikan untuk individu tertentu, untuk kategori usia tertentu, wanita, pria, dll. Tautan ke tabel ini dan ke situs web organisasi kesehatan akan ada dalam deskripsi video YouTube. Nutrisi yang tepat harus memenuhi kebutuhan energi tubuh dan menyediakan tingkat karbohidrat, protein dan lemak yang diperlukan. Dan dari orang ke orang, kelompok yang berbeda, karakteristik individu, preferensi makanan, intoleransi terhadap makanan tertentu, nutrisi yang tepat untuk semua orang ini akan berbeda. Oleh karena itu, tidak ada standar yang jelas tentang nutrisi yang tepat. Perkiraan norma untuk konsumsi zat gizi makro, zat gizi mikro ditetapkan oleh WHO dan organisasi kesehatan. Untuk tugas-tugas tertentu, diperlukan untuk melampaui norma-norma konsumsi. Jika Anda terlibat dalam kerja keras atau olahraga. Mineral, elemen, vitamin, serta jumlah air yang cukup per hari diperlukan untuk tubuh. Akibatnya, dengan mempertimbangkan karakteristik individu setiap orang, perlu untuk menghitung jumlah energi yang dibutuhkan untuk Anda secara pribadi. Pertimbangkan semua makronutrien: protein, lemak, karbohidrat. Rejimen yang menduga penghapusan salah satu makronutrien dari makanan cenderung menyebabkan masalah kesehatan. Dan tidak memberikan hasil jangka panjang. Jika Anda ingin mengurangi kalori, kurangi jumlah total makanan yang Anda makan. Bukan item tertentu. Melacak BMI Anda. Seiring bertambahnya usia, BMI berubah dan ini merupakan prediktor penyakit pada sistem kardiovaskular. Jika Anda ingin tetap sehat dan mengurangi risiko terkena diabetes tipe 2, kendalikan berat badan Anda. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan skema sederhana. Kontrol kalori dan asupan makanan. Demikian teman-teman, terima kasih banyak atas perhatiannya. Satsulin Boris bersamamu. Berlangganan SciOne dan tautan ke pertanyaan ada di deskripsi video YouTube. Baiklah, terima kasih, dan semoga ilmunya menyertai Anda.

>> Kimia: Karbohidrat, klasifikasi dan maknanya

Rumus umum karbohidrat adalah C n (H 2 O) m, yaitu mereka tampaknya terdiri dari karbon dan air, maka nama kelas, yang memiliki akar sejarah. Itu muncul atas dasar analisis karbohidrat pertama yang diketahui. Kemudian ditemukan bahwa ada karbohidrat, dalam molekul yang rasionya ditunjukkan (2: 1) tidak diamati, misalnya, deoksiribosa - C5H10O4. Senyawa organik juga diketahui, yang komposisinya sesuai dengan rumus umum yang diberikan, tetapi tidak termasuk dalam kelas karbohidrat. Ini termasuk, misalnya, formaldehida CH20 dan asam asetat CH3COOH yang sudah Anda kenal.

Namun, nama "karbohidrat" telah berakar dan sekarang diterima secara umum untuk zat ini.

Karbohidrat menurut kemampuannya untuk menghidrolisis dapat dibagi menjadi tiga kelompok utama: mono-, di- dan polisakarida.

Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak terhidrolisis (tidak dipecah oleh air). Pada gilirannya, tergantung pada jumlah atom karbon, monosakarida dibagi menjadi triosa (molekul yang mengandung tiga atom karbon), tetrosa (empat atom karbon), pentosa (lima), heksosa (enam), dll. d.

Di alam, monosakarida diwakili terutama oleh pentosa dan heksosa.

Pentosa termasuk, misalnya, ribosa - C5H10O5 dan deoksiribosa (ribosa, dari mana atom oksigen "diambil") - C5H10O4. Mereka adalah bagian dari RNA dan DNA dan menentukan bagian pertama dari nama asam nukleat.

Heksosa yang memiliki rumus molekul umum C6H1206 meliputi, misalnya, glukosa, fruktosa, galaktosa.

Disakarida adalah karbohidrat yang dihidrolisis untuk membentuk dua molekul monosakarida, seperti heksosa. Rumus umum dari sebagian besar disakarida tidak sulit untuk diturunkan: Anda perlu "menambahkan" dua rumus heksosa dan "mengurangi" molekul air - 12Н22О11 - dari rumus yang dihasilkan. Dengan demikian, persamaan hidrolisis umum dapat ditulis:

12Н22O11 + 2O -> 2С6Н12O6

disakarida heksosa

Disakarida meliputi:

Sukrosa (gula makanan umum) yang, ketika dihidrolisis, menghasilkan satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Ini ditemukan dalam jumlah besar dalam bit gula, tebu (karenanya namanya - bit atau gula tebu), maple (pionir Kanada mengekstraksi gula maple), aren, jagung, dll.;

Maltosa (gula malt), yang terhidrolisis membentuk dua molekul glukosa. Maltosa dapat diperoleh dengan hidrolisis pati di bawah aksi enzim yang terkandung dalam biji-bijian jelai berkecambah, dikeringkan dan digiling;

Laktosa (gula susu), yang dihidrolisis untuk membentuk molekul glukosa dan galaktosa. Ini ditemukan dalam susu mamalia (hingga 4-6%), memiliki rasa manis yang rendah dan digunakan sebagai pengisi dalam pil dan tablet farmasi.

Rasa manis dari mono- dan disakarida yang berbeda berbeda. Jadi monosakarida termanis - fruktosa - adalah satu setengah kali lebih manis daripada glukosa, yang dianggap sebagai standar. Sukrosa (disakarida), pada gilirannya, 2 kali lebih manis dari glukosa dan 4-5 kali lebih manis dari laktosa, yang hampir tidak berasa.

Polisakarida - pati, glikogen, dekstrin, selulosa ... - karbohidrat yang dihidrolisis untuk membentuk banyak molekul monosakarida, paling sering glukosa.

Untuk menurunkan rumus polisakarida, Anda perlu "mengambil" molekul air dari molekul glukosa dan menulis ekspresi dengan indeks n: (C6H10O5) n - lagi pula, itu karena eliminasi molekul air yang di- dan polisakarida terbentuk di alam.

Peran karbohidrat di alam dan pentingnya mereka bagi kehidupan manusia sangat besar. Dibentuk dalam sel tumbuhan sebagai hasil fotosintesis, mereka bertindak sebagai sumber energi bagi sel hewan. Pertama-tama, ini berlaku untuk glukosa.

Banyak karbohidrat (pati, glikogen, sukrosa) melakukan fungsi penyimpanan, peran cadangan nutrisi.

Asam RNA dan DNA, yang mencakup beberapa karbohidrat (pentosa - ribosa dan deoksiribosa), melakukan fungsi mentransmisikan informasi keturunan.

Selulosa - bahan bangunan sel tumbuhan - memainkan peran kerangka kerja untuk membran sel-sel ini. Polisakarida lain - kitin - melakukan peran serupa dalam sel beberapa hewan - membentuk kerangka eksternal arthropoda (krustasea), serangga, dan arakhnida.

Karbohidrat adalah sumber utama nutrisi kita, apakah kita makan biji-bijian bertepung atau memberi makan hewan yang mengubah pati menjadi protein dan lemak. Pakaian kami yang paling higienis terbuat dari selulosa atau produk berdasarkan itu: katun dan linen, serat viscose, sutra asetat. Rumah dan furnitur kayu dibangun dari bubur kayu yang sama. Di jantung produksi fotografi dan film masih selulosa yang sama. Buku, koran, surat, uang kertas - semua ini adalah produk dari industri pulp dan kertas. Ini berarti bahwa karbohidrat memberi kita semua yang diperlukan untuk hidup: makanan, pakaian, tempat tinggal.

Selain itu, karbohidrat terlibat dalam pembangunan protein kompleks, enzim, hormon. Karbohidrat juga merupakan zat vital seperti heparin (memainkan peran penting - mencegah pembekuan darah), agar-agar (diperoleh dari rumput laut dan digunakan dalam industri mikrobiologi dan gula-gula - ingat kue Susu Burung yang terkenal).

Harus ditekankan bahwa satu-satunya sumber energi di Bumi (selain nuklir, tentu saja) adalah energi Matahari, dan satu-satunya cara untuk mengumpulkannya untuk memastikan aktivitas vital semua organisme hidup adalah proses fotosintesis, yang mengambil tempat di sel tanaman hidup dan mengarah pada sintesis karbohidrat dari air dan karbon dioksida. Omong-omong, selama transformasi inilah oksigen terbentuk, yang tanpanya kehidupan di planet kita tidak mungkin terjadi.

Fotosintesis
6С02 + 6Н20 ------> 6Н1206 + 602

Isi pelajaran ringkasan pelajaran mendukung bingkai pelajaran presentasi metode akselerasi teknologi interaktif Praktik tugas dan latihan ujian mandiri lokakarya, pelatihan, kasus, pencarian pekerjaan rumah pertanyaan diskusi pertanyaan retoris dari siswa Ilustrasi audio, klip video, dan multimedia foto, gambar grafik, tabel, skema humor, anekdot, lelucon, perumpamaan komik, ucapan, teka-teki silang, kutipan Add-on abstrak chip artikel untuk lembar contekan yang ingin tahu, buku teks dasar dan glosarium tambahan istilah lainnya Memperbaiki buku pelajaran dan pelajaranmengoreksi kesalahan dalam buku teks memperbarui fragmen dalam buku teks elemen inovasi dalam pelajaran menggantikan pengetahuan usang dengan yang baru Hanya untuk guru pelajaran yang sempurna rencana kalender untuk tahun rekomendasi metodologis dari program diskusi Pelajaran Terintegrasi

Karbohidrat adalah senyawa organik yang paling umum di alam. Mereka ditemukan dalam bentuk bebas dan terikat di semua sel tumbuhan, hewan dan bakteri. Mereka terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen dalam perbandingan berikut - ada satu molekul air per atom karbon. Karbohidrat biasanya terbentuk pada tumbuhan hijau selama fotosintesis.

Semua karbohidrat dibagi menjadi tiga kelompok: monosakarida, oligosakarida dan polisakarida.

Monosakarida mengandung 3-9 atom karbon dan termasuk zat-zat seperti glukosa, fruktosa, galaktosa, ribosa.

Glukosa (gula anggur) - ditemukan dalam bentuk bebas dalam beri dan buah-buahan, pati, glikogen, dll. Terdiri dari glukosa, ini merupakan bagian integral dari sukrosa, laktosa.

Fruktosa (gula buah) - ditemukan dalam bentuk murni dalam madu lebah, anggur, apel, juga merupakan bagian integral dari sukrosa.

Oligosakarida - molekul mengandung 2 hingga 10 residu monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik. Oligosakarida termasuk sukrosa, maltosa, laktosa, rafinosa, dll. Sukrosa adalah gula makanan yang umum, maltosa hanya ditemukan dalam susu.

Polisakarida - ini termasuk pati, glikogen, serat, dll.

Pati adalah karbohidrat yang paling umum. Ada umbi-umbian (kentang, ubi jalar) dan gandum (jagung, beras) pati. Itu disimpan dalam sel tumbuhan dalam bentuk biji-bijian, dari mana ia mudah dilepaskan oleh aksi mekanis dan ketika dicuci dengan air. Pati terdiri dari dua fraksi: amilosa (18-25%) dan amilopektin (75-82%). Selama pemrosesan teknologi di bawah pengaruh kelembaban dan panas, pati mampu menyerap kelembaban, membengkak, membuat gelatin, dan mengalami kehancuran.

Glikogen adalah karbohidrat asal hewan, terakumulasi di hati (sekitar 10%) dan di otot (0,3-1%) sebagai sumber energi cadangan. Ketika dipecah, glukosa terbentuk, yang memasuki aliran darah dan dikirim ke seluruh jaringan tubuh.

Serat merupakan bahan utama dinding sel tumbuhan. Enzim dari saluran pencernaan manusia tidak memecah serat, dan itu milik serat makanan.

Pektin adalah sekelompok polisakarida dengan berat molekul tinggi yang merupakan bagian dari dinding sel. Mereka terkandung dalam buah-buahan dan sayuran dalam bentuk protopektin yang tidak larut dalam air dingin dan pektin yang larut. Transisi bentuk tidak larut menjadi larut terjadi selama perlakuan panas. Zat pektik mampu membentuk gel dengan adanya asam dan gula. Pektin tidak diserap oleh tubuh, tetapi berperan lebih aktif dalam fisiologi nutrisi dan teknologi manusia daripada serat. Mereka membentuk senyawa kompleks dengan logam berat, mengeluarkannya dari tubuh, dan merupakan profilaksis penting untuk pencegahan berbagai penyakit.

Sekitar 52-66% karbohidrat berasal dari produk biji-bijian, 14-26% dari gula dan produk gula, 8-10% dari umbi-umbian dan umbi-umbian dan 5-7% dari sayuran dan buah-buahan. Jumlah karbohidrat dalam daging dan produk daging relatif kecil yaitu sekitar 1-1,5%. Peran mereka dalam daging ditentukan oleh partisipasi mereka dalam proses biokimia pematangan daging (perubahan pH), pembentukan rasa dan aroma, dan perubahan tekstur.

Karbohidrat melakukan fungsi-fungsi berikut:

adalah sumber energi;

regulasi (menolak pembentukan zat keton selama oksidasi lemak);

pelindung (asam glukuronat, bila dikombinasikan dengan zat beracun, membentuk ester tidak beracun yang dikeluarkan dari tubuh);

berpartisipasi dalam pembentukan karakteristik organoleptik produk.

Di antara karbohidrat, ada perwakilan yang tidak diserap oleh tubuh, tetapi melakukan fungsi fisiologis penting, yang disebut serat makanan. Karena sifat fungsional spesifiknya, mereka secara aktif terlibat dalam pengaturan proses biokimia sistem pencernaan (merangsang fungsi motorik usus, mencegah penyerapan kolesterol) dan menghilangkan zat beracun dari tubuh dari air, makanan dan udara. Serat pangan merupakan zat pencegah penyakit seperti diabetes, obesitas, jantung koroner.

Karbohidrat mengalami berbagai perubahan selama penyimpanan bahan baku makanan, pengolahannya, yang bergantung pada jenis karbohidrat, kondisi proses (kelembaban, suhu, pH) dan keberadaan enzim. Transformasi penting dari karbohidrat adalah: hidrolisis asam dan enzimatik di- dan polisakarida, fermentasi, reaksi pembentukan melanoidin dan karamelisasi.