Les propriétés des glucides. Les fonctions et les propriétés des glucides: table

Dans la nature vivante, de nombreuses substances sont largement distribuées, dont l'importance est difficile à surestimer. Par exemple, cela comprend les glucides. Ils sont extrêmement importants en tant que source d'énergie pour les animaux et les humains, et certaines propriétés des glucides en font une matière première indispensable pour l'industrie.

Qu'est-ce que c'est?

Ce sont toutes des substances dont la structure peut être décrite par la formule Cn (H ₂ O) m. Ils ont une énorme importance biologique, jouent un rôle crucial dans la vie de nombreux êtres vivants.

Le nom de ce groupe de scientifiques est apparu après l'analyse primaire des substances qui l'incluaient. Ensuite, il a été découvert que leurs principaux composants sont le carbone et l'eau. Plus tard, il s'est avéré que le nom devenait extrêmement précis, car les propriétés des glucides sont telles que le rapport entre l'hydrogène et les atomes d'oxygène est complètement identique à celui de l'eau. Autrement dit, il n'y a qu'un seul oxygène pour deux atomes d'hydrogène. La version russe du nom a d'abord été proposée en 1844 par le professeur K. Schmidt.

Quelques ajouts

Si vous modifiez légèrement la formule ci-dessus, en mettant "n" entre parenthèses, l'expression deviendra quelque peu différente: Sm (H ₂ O) n. Peut-être, il reflète aussi l'essence même du nom «charbon-eau».

À ce jour, les scientifiques ont établi avec précision qu'il existe un certain nombre de substances qui ont les propriétés des glucides, mais ne correspondent pas à la formule décrite par nous. C'est pourquoi, dans la littérature étrangère, on peut souvent trouver le mot «glycides», qui est un synonyme moderne pour le terme de 1844, qui s'est avéré être pas assez précis.

Classification simple

Toute la classe énorme de substances peut être divisée en deux grands groupes: des glycides simples et complexes. Quelles sont les propriétés des glucides qu'ils incluent? En fait, ils ne sont pas aussi complexes:

• Sont simples les substances du groupe qui ne se prêtent pas à l'hydrolyse, suivies de la formation d'autres glucides. Mais la différence principale est que le nombre d'atomes d'oxygène dans leur structure est égal au même nombre d'atomes de carbone. Ils sont appelés monosaccharides.
• En conséquence, la définition de «complexe» tous les glycides qui tombe dans l'hydrolyse avec la formation de plusieurs glucides simples. Bien sûr, ils ont un rapport différent entre l'oxygène et les atomes de carbone. Ils sont appelés disaccharides. Un rôle très important dans la nature est joué par les glucides complexes, dont nous mentionnons partiellement dans l'article.

En outre, il existe une autre classification selon laquelle les hydrates de carbone sont divisés en trois types. Ils sont ici:

• Monosaccharides.
• Oligosaccharides.
• Polysaccharides.

Le tableau suivant des glucides vous aidera certainement à comprendre leurs différences les plus importantes.

Bien sûr, nous avons donné une brève table de glucides, mais il est tout simplement impossible d'adapter toutes les caractéristiques spécifiques qui caractérisent certains représentants de cette vaste classe. Par conséquent, nous analyserons les groupes principaux séparément, en détaillant les propriétés de certaines substances individuelles, les plus courantes. Alors, quelles sont les classes de glucides?

Monosaccharides

Il faut se rappeler qu'ils appartiennent tous à la catégorie des solides, ils sont facilement capables de passer à un état cristallin. Ils sont extrêmement hygroscopiques, parfaitement solubles dans l'eau, formant un sirop. Il est très difficile de les distinguer sous la forme de cristaux de là. Leurs solutions ont une réaction neutre, le plus souvent délicat à goûter. L'intensité du goût est différente: par exemple, le fructose est environ 3-3,5 fois plus doux que le glucose le plus souvent trouvé.

À propos de la forme structurelle

Toutes ces substances sont des composés de structure bifonctionnelle, qui comprennent nécessairement un squelette carboné, un groupe carbonyle et plusieurs groupes hydroxyle. Si le rôle du groupe carbonyle est un groupe aldéhyde, la substance s'appelle aldose. En conséquence, dans le cas de la présence d'une «queue» de cétone, elles sont appelées cétose.

Puisque dans la nature ces substances sont extrêmement distribuées, elles peuvent être trouvées à la fois sous leur forme libre et sous forme d'anhydride. En général, presque tous les glucides complexes sont, dans une certaine mesure, des anhydrides de sucres simples, qui sont facilement obtenus en prenant plusieurs (ou une) molécule d'eau (préfixe «an» – absence).

Le glucose est le représentant le plus typique

La formule de ce représentant le plus typique de son groupe est C ₆ H ₁₂ O ₆ . Très souvent, ces glucides se trouvent dans la cellule végétale. Ce n'est pas seulement répandu, mais aussi très important pour le corps, car c'est la principale source d'énergie pour lui (parler des animaux et de l'homme, bien sûr). En principe, ce sont les propriétés communes des protéines, des glucides et des graisses pour tous les organismes animaux. En outre, il est largement utilisé en médecine, médecine vétérinaire, industrie (y compris les aliments).

Propriétés physiques

Quelles sont les propriétés physiques communes des glucides dans ce groupe? Apparence – petits cristaux de couleur blanche, goût sucré, dans l'eau se dissolvent bien. La dissolvabilité augmente brusquement si la solution est chauffée: on obtient ainsi du sirop de glucose.

Brève information sur la structure chimique

Si l'on considère la formule linéaire, un groupe aldéhyde et cinq groupes hydroxyle sont clairement visibles dans ce glucide. Lorsque la substance est dans un état cristallin, ses molécules peuvent être sous l'une des deux formes possibles (α- ou β-glucose). Le fait est que le groupe hydroxyle lié au cinquième atome de carbone peut interagir avec le résidu carbonyle.

Prévalence dans les conditions naturelles

Comme il est exceptionnellement abondant dans le jus de raisin, le glucose est souvent appelé «sucre de raisin». Sous ce nom, nos ancêtres distants la connaissaient aussi. Cependant, il peut être trouvé dans n'importe quel autre légume ou fruit sucré, dans les tissus mous de la plante. Dans le monde animal, sa prévalence n'est pas inférieure: environ 0,1% de notre sang est le glucose. De plus, vous pouvez trouver ces glucides dans la cage de presque tous les organes internes. Mais surtout, il y en a beaucoup dans le foie, car c'est là que le glucose est transformé en glycogène.

Il (comme nous l'avons déjà dit) est une source d'énergie précieuse pour notre corps, il fait partie de presque tous les glucides complexes. Comme d'autres glucides simples, dans la nature, il se produit après la réaction de la photosynthèse, qui se produit exclusivement dans les cellules des organismes végétaux:

6CO ₂ + 6H ₂ O chlorophylle C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O ₂ – Q

Les plantes ont en même temps une fonction incroyablement importante pour la biosphère, accumulant l'énergie qu'ils reçoivent du soleil. En ce qui concerne les conditions industrielles, le sucre de raisin a été obtenu à partir d'amidon de temps en temps, produisant son hydrolyse, le catalyseur de réaction étant l'acide sulfurique concentré:

(C ₆ H ₁₀ O ₅ ) n + n H ₂ O H ₂ SO ₄ , t n C ₆ H ₁₂ O ₆

Propriétés chimiques

Quelles sont les propriétés chimiques des glucides de ce genre? Ont toutes les mêmes caractéristiques qui sont propres à l'alcool et à l'aldéhyde. De plus, ils ont également des caractéristiques spécifiques. La première synthèse de glucides simples (y compris le glucose) a été produite par le chimiste talentueux A. M. Butlerov en 1861, et en tant que matière première, il a utilisé du formaldéhyde, en le divisant en présence d'hydroxyde de calcium. Voici la formule pour ce processus:

6HSSON ——-> C6H ₁₂ O ₆

Et maintenant, nous examinerons certaines propriétés de deux autres représentants du groupe, dont la valeur naturelle n'est pas moins géniale, et donc ils sont étudiés par la biologie. Les glucides de ces espèces jouent un rôle très important dans notre vie quotidienne.

Fructose

La formule pour cet isomère de glucose est CeH ₁₂ O. Comme le «progéniteur» peut exister sous une forme linéaire et cyclique. Entrez toutes les réactions typiques pour les alcools polyhydriques, mais différant du glucose, n'interagit pas avec une solution ammoniacale d'oxyde d'argent.

Ribose

Le ribose et le désoxyribose sont d'un grand intérêt. Si vous vous souvenez un peu du programme de biologie, vous savez très bien que ces glucides dans le corps font partie de l'ADN et de l'ARN, sans quoi l'existence même de la vie sur la planète est impossible. Le nom "désoxyribose" signifie que dans sa molécule, un atome d'oxygène est moins élevé (par rapport au ribose ordinaire). Étant similaires à cet égard pour le glucose, ils peuvent également avoir une structure linéaire et cyclique.

Disaccharides

En principe, ces substances dans leur structure et leurs fonctions répètent de nombreuses façons la classe précédente et, par conséquent, il n'y a aucune raison de s'en tenir plus en détail. Quelles sont les propriétés chimiques des hydrates de carbone liés à ce groupe? Les représentants les plus importants de la famille sont le saccharose, le maltose et le lactose. Tous peuvent être décrits par la formule C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ , puisqu'ils sont des isomères, mais cela n'annule pas les énormes différences dans leur structure. Alors, qu'est-ce qui caractérise les hydrates de carbone complexes, une liste et une description dont vous pouvez voir ci-dessous?

Saccharose

Sa molécule se compose de deux cycles à la fois: l'un d'entre eux est un résidu à six chaînons (résidu d'α-glucose) et l'autre est un résidu à cinq éléments (β-fructose). Toute la construction est reliée par le glycoside hydroxyl glucose.

Obtenir et valeur générale

Selon l'information historique conservée, même trois siècles avant la Nativité du Christ, le sucre de la canne à sucre a appris à recevoir dans l'Inde antique. Seulement au milieu du 19ème siècle, il s'est avéré que beaucoup plus de saccharose avec des efforts moindres pourraient être extraits de la betterave à sucre. Certaines de ses qualités contiennent jusqu'à 22% de ces glucides, tandis que dans la canne, la teneur peut être inférieure à 26%, mais cela n'est possible que dans des conditions de croissance idéales et un climat favorable.

Nous avons déjà dit que les hydrates de carbone se dissolvent bien dans l'eau. C'est sur ce principe que la production de saccharose est basée, lorsque des appareils de diffusion sont utilisés à cet effet. Pour précipiter les impuretés possibles, la solution est filtrée à travers des filtres contenant de la chaux. Pour éliminer l'hydroxyde de calcium de la solution résultante, le dioxyde de carbone ordinaire est passé à travers elle. Le précipité est filtré et le sirop de sucre est évaporé dans des fours spéciaux, en obtenant le sucre que nous connaissons déjà.

Lactose

Ce glucide dans les conditions industrielles est extrait du lait ordinaire, dans lequel les graisses et les glucides sont abondants. Il contient beaucoup de cette substance: ainsi, le lait de vache contient environ 4-5,5% de lactose et, dans le lait de la femme, sa fraction de volume atteint 5,5-8,4%.

Chaque molécule de ce glycide se compose des résidus de 3-galactose et a-glucose dans la forme pyranose, qui forment des liaisons à travers les premier et quatrième atomes de carbone.

Contrairement à d'autres sucres, le lactose possède une propriété exceptionnelle. Il s'agit d'un manque complet d'hygroscopicité, de sorte que, même dans une pièce humide, ce glycid n'est pas humide du tout. Cette propriété est activement utilisée dans les produits pharmaceutiques: si la composition d'un médicament sous forme de poudre comprend le saccharose habituel, le lactose y est nécessairement ajouté. Il est complètement naturel et inoffensif pour le corps humain, contrairement à de nombreux additifs artificiels qui empêchent l'agglomération et le mouillage. Quelles sont les fonctions et propriétés des glucides de ce type?

La signification biologique du lactose est extrêmement élevée, car le lactose est le composant nutritif le plus important du lait de tous les animaux et des humains. En ce qui concerne le maltose, ses propriétés sont quelque peu différentes.

Maltose

C'est un produit intermédiaire, qui est obtenu par hydrolyse de l'amidon. Le nom "maltose" a été reçu en raison du fait qu'il se forme en grande partie sous l'influence du malt (maltum dans le latin maltum). Il est largement distribué non seulement dans les plantes, mais aussi dans les organismes animaux. En grande quantité, elle se forme dans le tube digestif des ruminants.

Structure chimique et propriétés

La molécule de ce glucide se compose de deux parties d'a-glucose dans la forme pyranose, qui sont reliées entre elles par les premier et quatrième atomes de carbone. En apparence, il est incolore, des cristaux blancs. Le goût est doux, parfaitement soluble dans l'eau.

Polysaccharides

Il convient de rappeler que tous les polysaccharides peuvent être considérés du point de vue qu'ils sont des produits de polycondensation de monosaccharides. Leur formule chimique générale est (C ₆ H ₁₀ O ₅ ) n. Dans le cadre de cet article, nous considérerons l'amidon, car il est le représentant le plus typique de la famille.

Amidon

Il est formé à la suite de la photosynthèse, en grande quantité, il est déposé dans les racines et les graines d'organismes végétaux. Quelles sont les propriétés physiques des glucides de cette espèce? En apparence, il s'agit d'une poudre blanche avec une cristallinité médiocre, insoluble dans l'eau froide. Dans un liquide chaud, il forme une structure colloïdale (pâte, kissel). Dans le tube digestif des animaux, il existe de nombreuses enzymes qui favorisent son hydrolyse avec la formation de glucose.

C'est le polymère naturel le plus courant , qui est formé à partir d'une variété de résidus a-glucose. Dans la nature, simultanément il existe deux de ses formes: l'amylose et l'amshopectine. L'amylose, qui est un polymère linéaire, peut être dissous dans l'eau. La molécule se compose des résidus d'alpha-glucose, qui sont liés par les premier et quatrième atomes de carbone.

Il faut se rappeler que c'est l'amidon qui est le premier produit visible de la photosynthèse végétale. Dans le blé et d'autres céréales, il contient jusqu'à 60-80%, alors que dans les tubercules de pomme de terre, il ne représente que 15 à 20%. Soit dit en passant, selon le type de graines d'amidon au microscope, il est possible de déterminer avec précision les espèces appartenant à une plante, car elles sont toutes différentes.

Si le glucide est chauffé rapidement , sa grande molécule se décompose rapidement avec la formation de petits polysaccharides, connus sous le nom de dextrines. Ils ont une formule chimique commune (C ₆ H ₁₂ O ₅ ) x avec de l'amidon, mais il existe une différence dans la valeur de la variable "x", qui est inférieure à la valeur "n" dans l'amidon.

Enfin, nous donnons une table qui reflète non seulement les principales classes de glucides, mais aussi leurs propriétés.

C'est ce que les fonctions et les propriétés des principales classes d'hydrates de carbone.