Galaktoza, svojstva, priprema i uporaba

Od prvih dana života djetetu je potrebna galaktoza za rast i jačanje imuniteta. Beba prima veliku količinu ove tvari s majčinim mlijekom. S godinama se potreba za galaktozom smanjuje, ali i dalje ostaje jedna od glavnih.

Galaktoza je jedan od glavnih izvora energije za tijelo. To je jednostavan mliječni šećer. Neophodan je za potpuno funkcioniranje našeg tijela, a koristi se i u medicini i mikrobiologiji.

Hrana bogata galaktozom:

Opće karakteristike galaktoze

Galaktoza je monosaharid koji je vrlo čest u prirodi. Po sastavu je blizak glukozi, samo se malo razlikuje od atomske građe..

Galaktoza se nalazi u nekim mikroorganizmima, u gotovo svim proizvodima biljnog i životinjskog podrijetla. Njegov najveći sadržaj nalazi se u laktozi..

Postoje dvije vrste galaktoze: L i D. Prva, u obliku udjela polisaharida, pronađena je u crvenim algama. Drugi se nalazi mnogo češće, može ga se naći u mnogim organizmima u sastavu raznih tvari - glikozida, oligosaharida, u nizu polisaharida bakterijske i biljne prirode, tvari pektina, desni. Oksidacijom galaktoza stvara galakturonske i galaktonske kiseline.

Galaktoza se koristi u medicini kao kontrastno sredstvo za ultrazvuk, kao i u mikrobiologiji za određivanje vrste mikroorganizama.

Dnevna potreba za galaktozom

Razina galaktoze u krvi trebala bi ostati na 5 mg / dL. Dnevnu dozu galaktoze možete lako dobiti ako konzumirate mliječne proizvode ili celer. Unatoč činjenici da se galaktoza vrlo često nalazi u hrani, ona jednostavno ne postoji u svom čistom obliku u organizmima ili hrani. Odnosno, na galaktozu u proizvodima treba tražiti prisutnost laktoze.

Potreba za galaktozom raste:

  • u dojenčadi;
  • tijekom dojenja (galaktoza je bitna komponenta za sintezu laktoze);
  • s povećanom tjelesnom aktivnošću;
  • s povećanim mentalnim stresom;
  • pod stresom;
  • uz stalni umor.

Potreba za galaktozom se smanjuje:

  • u starosti;
  • ako ste alergični na galaktozu ili mliječne proizvode;
  • s bolestima crijeva;
  • s upalnim bolestima ženskih spolnih organa;
  • sa zatajenjem srca;
  • kršeći asimilaciju - galaktozemija.

Probavljivost galaktoze

Galaktoza se brzo apsorbira u tijelo. Kao monosaharid, galaktoza je najbrži izvor energije.

Da bi tijelo upilo galaktozu, ona odlazi u jetru i pretvara se u glukozu. Kao i bilo koji ugljikohidrat, apsorpcija galaktoze vrlo je velika..

Oštećena apsorpcija galaktoze naziva se galaktosemija i teško je, nasljedno stanje. Bit galaktozemije je da se galaktoza ne može pretvoriti u glukozu zbog nedostatka enzima.

Kao rezultat, galaktoza se nakuplja u tjelesnim tkivima i krvi. Njegov toksični učinak uništava leću u oku, jetri i središnjem živčanom sustavu. Ako se odmah ne liječi, bolest može biti fatalna, jer uzrokuje cirozu jetre.

Galaktozemija se liječi uglavnom strogom dijetom u kojoj pacijent uopće ne konzumira hranu koja sadrži galaktozu ili laktozu.

Korisna svojstva galaktoze i njezin učinak na tijelo

Galaktoza aktivno sudjeluje u stvaranju staničnih stijenki, a također pomaže tkivima da budu elastičnija. Dio je lipida u mozgu, krvi i vezivnog tkiva.

Galaktoza je neophodna za mozak i živčani sustav. Normalizirana razina galaktoze sprječava razvoj demencije i živčanih poremećaja. Smanjuje rizik od razvoja Alzheimerove bolesti.

Također povoljno utječe na rad organa gastrointestinalnog trakta..

Galaktoza sudjeluje u stvaranju hemiceluloze koja je neophodna za stvaranje staničnih stijenki.

Sprječava razvoj određenih bolesti živčanog sustava.

Interakcija s drugim elementima

Galaktoza reagira s glukozom stvarajući disaharid o kojem ste vjerojatno puno čuli - laktozu. Lako se topi u vodi.

Znakovi nedostatka galaktoze u tijelu

Znakovi nedostatka galaktoze slični su nedostatku ugljikohidrata - osoba se brzo i jako umara, osjeća da joj je teško koncentrirati se. Lako je depresivan i ne može se fizički razvijati..

Galaktoza je, poput glukoze, izvor energije za tijelo, pa bi njegova razina uvijek trebala biti normalna.

Znakovi viška galaktoze u tijelu

  • poremećaj živčanog sustava i hiperaktivnost;
  • poremećaj jetre;
  • uništavanje očne leće.

Čimbenici koji utječu na sadržaj galaktoze u tijelu

Galaktoza ulazi u tijelo hranom, a također se stvara u crijevima hidrolizom iz laktoze.

Glavni čimbenik koji utječe na sadržaj galaktoze je prisutnost posebnog enzima koji pretvara galaktozu u tvar (glukoza-1-fosfat) koju ljudi mogu apsorbirati. U nedostatku ovog enzima, u tijelu započinje neravnoteža galaktoze, što dovodi do razvoja bolesti.

Vrlo je važna i redovita konzumacija hrane koja sadrži galaktozu. Za zdravu osobu nedovoljna konzumacija odgovarajuće hrane dovodi do razvojnih poremećaja, kako fizičkih, tako i mentalnih.

Galaktoza za ljepotu i zdravlje

Galaktoza je vrlo važna za ljudsko tijelo kao izvor energije. Omogućuje mu rast i razvoj, ostaje energičan i energičan..

Galaktoza je važna za fizički razvoj tijela, stoga sportaši aktivno konzumiraju hranu i pripravke koji sadrže ovu tvar..

Kemijska svojstva galaktoze

Ugljikohidrati: monosaharidi i njihovi derivati; disaharidi; polisaharidi.

Plan

  1. Klasifikacija ugljikohidrata.
  2. Ciklični hemiacetali monosaharida (piranoza i furanoza). Formule Fisherove projekcije. Tautomerni oblici monosaharida. Mutarotacija.
  3. Stereokemijski ((D i L) niz monosaharida. Fisherove formule.
  4. Reaktivnost monosaharida. Preparativne metode za identifikaciju monosaharida i nekih oligo- i polisaharida.
  5. Stvaranje glikozida, njihova uloga u stvaranju oligo- i polisaharida, nukleozida, nukleotida i nukleinskih kiselina. Derivati ​​monosaharida: deoksisaharidi i aminosaharidi.
  6. Askorbinska kiselina kao derivat heksoze, biološka uloga vitamina C.
  7. Klasifikacija disaharida prema njihovoj sposobnosti za OVR. Saharoza i laktoza, maltoza i celobioza. Dvije vrste veza između ostataka monosaharida i njihov utjecaj na reaktivnost disaharida.
  8. Struktura (amiloza i amilopektin), hidroliza, biološka uloga i uporaba škroba.
  9. Metabolizam ugljikohidrata u tijelu.

Ugljikohidrati (saharidi) su opsežna skupina spojeva koji su dio svih živih organizama i čine njihovu glavninu po težini. Važni su kao izvor skladišne ​​energije (škrob, glikogen), kao strukturni elementi staničnih membrana (celuloza, hitin), kao sastavni dio nukleinskih kiselina, vitamina, koenzima.

Klasifikacija saharida. Svi se ugljikohidrati mogu podijeliti prema njihovoj sposobnosti hidrolize na jednostavne (monosaharidi) i složene (polisaharidi, oligosaharidi i disaharidi).

Polisaharidi prolaze hidrolizu da bi stvorili monosaharide. Monosaharidi obično imaju sastav Cn(H2O)n i heteropolifunkcionalni su spojevi, čije molekule sadrže jednu karbonilnu skupinu i nekoliko hidrokso skupina.

Monosaharidi se obično dijele u skupine.

1) Dužinom ugljičnog lanca: pentoza, heksoza, trioza itd. Najčešće C6(H2OKO)6 ili sapet(H2OKO)pet

Na primjer, glukoza je heksoza, a riboza je pentoza.

2) Po položaju karbonilne skupine: aldoza i ketoza. Sastavimo strukturne formule za heksoaldozu i heksoketozu. Te su tvari strukturni izomeri (prema položaju karbonilne skupine). Na primjer, glukoza je heksoaldoza, a fruktoza heksoketoza.

Ali puno češće formule monosaharida pišemo u obliku vertikalnih formula, koje se obično nazivaju Fisherovim formulama. Poanta je u tome što je optička izomerija karakteristična za monosaharide, ovo je druga vrsta prostorne izomerije. Sjećate li se da u supstancama s dvostrukom vezom (cis i trans izomeri) postoje prostorni izomeri (stereoizomeri).

3) Optički izomeri (enantiomeri) međusobno se odnose na objekt i njegovu zrcalnu sliku. Imaju središte asimetrije - atom ugljika, koji je vezan za četiri različita supstituenta, a ravnina simetrije ne može se povući kroz molekulu. Sva su fizička svojstva optičkih izomera ista, osim jedne stvari: oni okreću ravninu polarizirane svjetlosti koja prolazi kroz sloj materije pod istim kutom, ali u suprotnim smjerovima. Desna rotacija označena je znakom (+), a lijeva rotacijom (-)..

Kod uobičajenog zračenja oscilacije vektora električnog polja javljaju se u različitim smjerovima, okomito na smjer širenja zrake svjetlosti. Kad svjetlost prolazi kroz polarizator (posebna prizma koja omogućuje prolazak samo određenim valovima), svjetlost postaje polarizirana (tj. Vektor električnog polja oscilira u samo jednoj ravnini). Kad takva svjetlost prolazi kroz optički aktivnu tvar, između zraka nastaje fazna razlika, a kao rezultat toga, na izlazu, ravnina polarizacije bit će skrenuta s početnog položaja za određeni kut. Veličina i smjer odstupanja (desno ili lijevo) ne mogu se predvidjeti, oni se određuju eksperimentalno.

Kemijska svojstva stereoizomera također su ista, ali u reakcijama s drugim optički aktivnim spojevima optički izomeri mogu se ponašati drugačije. Taj se fenomen naziva stereospecifičnost i s tim je fenomenom povezana visoka selektivnost djelovanja enzima i drugih bioorganskih spojeva.Takve optički aktivne tvari uključuju mnoge lipide, sve α-aminokiseline, sve monosaharide itd...

Na primjer, sve reakcije u tijelu uključuju enzime. Svi su enzimi proteinske prirode i građeni su od L-α -aminokiselina. Stoga su enzimski biokemijski procesi vrlo stereospecifični. Na primjer: Zamjena D-glukoze L-glukozom onemogućava alkoholni proces fermentacije uz sudjelovanje kvasca. Ili kada se mlijeko ukiseli, nastaje D-mliječna kiselina, koja je "zrcalna slika" mliječne kiseline koja nastaje tijekom glikolize u ljudskom tijelu.

Ako molekula ima središte asimetrije (optički centar), tada se, kako bi se razlikovali optički izomeri, prikazuju pomoću Fisherovih formula. Da bi se to učinilo, lanac ugljika zapisan je okomito, s glavnom funkcionalnom skupinom što je više moguće. Atomi se broje od vrha. Lijevo i desno od atoma ugljika napišite atom vodika ili supstituent (hidroksilna skupina, amino skupina), a radi uštede vremena i prostora atomi ugljika i vodika možda neće biti prikazani. Dogovorili smo se da ćemo glicerolni aldehid odabrati kao referentnu točku u svijetu stereoizomera. Ima samo jedno optičko središte i dva optička izomera. Općenito je prihvaćeno da ako je supstituent s desne strane asimetričnog atoma, tada optički izomer pripada D - optičkoj seriji, ako je s lijeve - onda L. Za glicerinski aldehid D - izomer (+) - okreće polarizirani snop svjetlosti udesno. Otuda i zapis. Ali znak rotacije polarizirane svjetlosti nije povezan s pripadnošću jednoj ili drugoj seriji. Određuje se eksperimentalno. A relativnu konfiguraciju svih tvari određuje glicerolni aldehid. Na primjer, prirodne α-aminokiseline pripadaju L-seriji.

D-serija uključuje monosaharide u kojima je OH skupina na kiralnom ugljiku s najvećim brojem zdesna, a L-red slijeva. Monohaharidne molekule obično sadrže nekoliko asimetričnih atoma (centara kiralnosti), što može biti razlog postojanja velikog broja stereoizomera koji odgovaraju istoj strukturnoj formuli. Na primjer, heksoaldoza ima četiri asimetrična atoma ugljika, a broj stereoizomera bit će 2 4. Ako zapišemo sve moguće varijante rasporeda vodikove i hidrokso skupine u odnosu na ugljikov lanac aldoheksoze, dobit ćemo onih 16 stereoizomera, koji su gore spomenuti. Štoviše, među njima se može razlikovati 8 parova, koji su međusobne zrcalne slike. Na primjer, D- i L-glukoza. Svaka aldoheksoza jedne optičke serije odgovara enantiomeru druge serije. Velika većina prirodnih monosaharida pripada D-seriji. Na primjer, živi organizmi "ne prepoznaju" i "ne rade" s L-glukozom.

3) Po broju atoma u ciklusu: piranoza (6) i furanoza (5)

U svemiru molekule monosaharida mogu imati različite oblike (slobodno okretanje oko jednostrukih veza) i zatvoriti se u cikluse zbog interakcije karbonilne skupine i jedne od hidroksilnih skupina, ciklus obično sadrži 5 ili 6 atoma.

Fisherove formule su nezgodne za prikaz ciklusa, stoga koriste Heworsove formule. Cikluse prikazuju kao ravne poligone koji leže okomito na ravninu crteža. Atom kisika u piranoznom ciklusu nalazi se u krajnjem desnom kutu, u onom furanoze - iza ravnine crteža. Simboli ugljika u ciklusu obično nisu napisani. Svi supstituenti koji su bili lijevo u Fisherovoj formuli nacrtani su u Heworsovoj formuli ispod ravnine ciklusa, oni koji su bili desno su iznad ravnine. Aldoze D-serije imaju CH skupinu2ON je smješten iznad ravnine,

Ciklički oblici monosaharida po kemijskoj su prirodi ciklički hemiacetali (sjetimo se reakcija dodavanja alkohola u aldehid). Kad se ciklus zatvori, mogu nastati još dva optička izomera (anomera), jer broj kiralnih centara ne postaje 4, već 5. OH skupina, koja je nastala iz karboksilne skupine kad se prsten zatvori, može se pojaviti ili iznad ravnine molekule (na jednoj strani sa šestim atomom ugljika), ili ispod ravnine. Ako je u Heworthovoj formuli hidroksilna skupina na prvom atomu ugljika povučena ispod ravnine, to je α-izomer, ako je iznad ravnine β. Rezultirajuća OH skupina naziva se glikozid, a svojim se svojstvima razlikuje od ostalih OH skupina. Atomi se broje u smjeru kazaljke na satu od atoma kisika.

Najvažniji monosaharidi: D-riboza, D-glukoza, D-manoza, D-galaktoza, D-fruktoza.

U čvrstom stanju, D-glukoza ima cikličku strukturu (bilo α ili β), a ti se anomeri razlikuju u kutu rotacije polariziranog svjetla (+112 ° za α i +19 ° za β). Kada se bilo koji od anomera otopi, nakon nekog vremena kut rotacije postaje +52,5 °. Taj se fenomen naziva "mutarotacija". A razlog tome je tautomerizam, tj. postojanje u otopini ravnotežne smjese svih mogućih oblika molekule. A to znači da se u rješenju ciklusi otvaraju i mogu ponovno zatvoriti, ali u suprotnom.

U svemiru ciklus može imati različite oblike. (Zapravo, u šesterokutu bi kutovi trebali biti 120 0, a u našoj molekuli oni su 109!) Rendgenskom strukturnom analizom utvrđeno je da je konformacija stolice najpovoljnija za glukopiranozu, pa molekula glukoze u stvarnosti izgleda ovako:

Svojstva monosaharida, derivati ​​monosaharida. Monosaharidi su krutine koje su lako topljive u vodi. Većina (ali ne svi!) Slatkog su okusa. D-glukoza se u slobodnom stanju nalazi uglavnom u prirodi, a osim toga dio je mnogih složenih saharida. Velika količina glukoze nalazi se u voću i voću, ali uz to je bitna komponenta krvi i tkiva životinja. Razina glukoze u krvi je konstantna (

0,1%), tj. krv odrasle osobe sadrži otprilike 5-6 g glukoze, to je dovoljno za 15 minuta njegovog života. Određena koncentracija glukoze u krvi održava se kroz nekoliko procesa: sintezu i hidrolizu glikogena, glukoneogenezu, oksidaciju glukoze, hidrolizu polisaharida hrane i tijela itd. Kod nekih je bolesti poremećen metabolizam ugljikohidrata. U tom slučaju koncentracija glukoze u krvi može premašiti 10%. Ostali monosaharidi uglavnom su poznati kao složene saharidne komponente.

Deoksi šećer Jesu li derivati ​​monosaharida, u kojima su jedna ili dvije hidroksilne skupine zamijenjene atomom vodika. Na primjer: D-riboza i 2-deoksiriboza.

Ti su monosaharidi dio nukleozida.

Amino šećer umjesto jedne od hidroksilnih skupina sadrže amino skupinu. Amino skupina zauzvrat može biti acilirana (vodik je zamijenjen kiselinskim ostatkom) ili alkilirana (vodik je zamijenjen ugljikovodičnim radikalom). Na primjer, N-metil-L-glukozamin, koji je dio streptomicina.

Među amino šećerima važno mjesto zauzima neuraminska kiselina i njeni derivati ​​- sijalne kiseline.

Te su kiseline u cerebrospinalnoj tekućini sadržane u slobodnom stanju, sastojci su određenih krvnih tvari i dio su gangliozida mozga.

Askorbinska kiselina (vitamin C) je strukturno slična monosaharidima. Nalazi se u voću, agrumima, bobičastom voću, povrću, mlijeku. Njegov nedostatak hrane uzrokuje razne bolesti, na primjer, skorbut. Dnevna potreba je veća od 30 mg. Pripada vitaminima topivim u vodi. U industriji se dobiva iz glukoze. Askorbinska kiselina je jaka (pK 4,2) i ima reducirajuća svojstva. Ovaj proces redukcije oksidacije askorbinske kiseline odvija se u tijelu, pružajući antioksidativnu ulogu ovog vitamina.

Kemijska svojstva monosaharida.

I. Kada hidroksilna skupina monosaharida stupi u interakciju s alkoholima i fenolima, glikozidi. Mehanizam reakcije sličan je stvaranju etera. Glikozidi se lako hidroliziraju razrijeđenim kiselinama. Enzimska sinteza i hidroliza glikozida vrlo su specifični. Te su reakcije važne u metabolizmu ugljikohidrata, jer temelj su stvaranja i hidrolitičke razgradnje polisaharida u ljudskom tijelu. Ova reakcija je najlakša za prvi atom ugljika..

P. Monosaharidi se lako stvaraju esteri kiseline uz sudjelovanje svih hidroksilnih skupina. Ti se esteri podvrgavaju hidrolizi u kiselim i alkalnim medijima. Za ljudsko tijelo najvažniji su esteri fosforne kiseline i glukoza - glukoza fosfati. Sadrže ih svi živi organizmi, oni su strukturni elementi nukleinskih kiselina i koenzima. Metabolizam ugljikohidrata u tijelu, fotosinteza, fermentacija i drugi biološki procesi provode se uz sudjelovanje monosaharidnih fosfata. Esteri sumporne kiseline strukturni su elementi vezivnog tkiva (hondroitin sulfati).

Sh. Kada se karbonilna skupina reducira iz monosaharida, nastaju polihidrični alkoholi. Na primjer, glukoza se lako reducira s vodikom (nikal-katalizator) u sorbitol heksahidrični alkohol:

Ti su alkoholi kristalne tvari, lako su topljivi i slatkastog su okusa. Koriste se kao zamjena za šećer i za stvaranje hranjivih podloga u mikrobiologiji (sorbitol, manitol, ksilitol itd.).

IV. Vrlo važna reakcija u kemiji monosaharida je reakcija oksidacije. Ovisno o uvjetima, tijekom oksidacije monosaharida nastaju različiti proizvodi.

A) Potpuna oksidacija završava stvaranjem ugljičnog dioksida i vode. Oni. glukoza može izgarati kao bilo koja organska tvar. I istodobno se oslobađa značajna količina energije.

U živim organizmima glukoza se polako oksidira djelovanjem tjelesnih enzima uz sudjelovanje kisika (aerobna oksidacija) ili bez sudjelovanja kisika (anaerobna oksidacija ili glikoliza). Jedan je od glavnih izvora energije za životinje.

B) Oksidacija u alkalnom mediju, u pravilu, prati uništavanje ugljičnog lanca. Na primjer: aldoze mogu reducirati metale iz njihovih spojeva u alkalnom okruženju. U kliničkoj praksi koriste se Tollensove ("srebrne zrcale") ili Fehlingove reakcije za otkrivanje aldoze. U tom slučaju nastaju različiti proizvodi oksidacije ugljikohidrata i karakteristični produkti redukcije.

Glukoza + ag2O → Ag ↓ + produkti oksidacije

Glukoza + Cu (OH)2 → Cu2O ↓ + produkti oksidacije

C) Oksidacija u neutralnom ili kiselom mediju omogućuje vam očuvanje ugljičnog kostura monosaharida. Ovisno o reakcijskim uvjetima, dobivaju se razne kiseline:

1) ako je oksidirajuće sredstvo slabo, aldehidna skupina može se oksidirati bez utjecaja na krajnju alkoholnu skupinu, stvaraju se glikonske (aldonske) kiseline.

2) ako je oksidirajuće sredstvo jako, tada su i aldehidna skupina i terminalna alkoholna skupina oksidirane, nastaju glikarinske (šećerne) kiseline.

3) Ako zaštitite aldehidnu skupinu i oksidirate alkohol na šestom atomu ugljika, nastaju glikoronske (uronske) kiseline. Uronske kiseline su vrlo važne za tijelo. Dio su polisaharida (heparin, pektin). Uronske kiseline bubrezima uklanjaju strane i otrovne tvari iz tijela.

D) Osim toga, moguć je i proces fermentacije - to je oksidacija uz pomoć enzima koje proizvode mikroorganizmi (gljivice, bakterije). Razlikovati alkoholnu, mliječnu kiselinu itd. vrenje. Na primjer, alkoholna fermentacija događa se pod djelovanjem enzima koje proizvode gljivice kvasca:

2) Kako reagira polihidrični alkohol glukoze:

A) s bakrenim hidroksidom (P), tvoreći topljivi plavi spoj. Ova reakcija, zajedno s Fehlingovom reakcijom (oksidacija karbonilne skupine), koristi se za određivanje glukoze.

Dobivanje glukoze:

1) obično - tijekom hidrolize polisaharida, na primjer, škroba (kod vrenja u kiselom mediju);

2) u prirodi nastaje tijekom fotosinteze (u biljkama) ili glukoneogeneze (u životinja).

V. Do dehidracije dolazi kada se monosaharidi zagriju s jakim anorganskim kiselinama (na primjer koncentriranom sumpornom kiselinom), a 3 molekule vode se odcijepe od molekule glukoze. U tom slučaju nastaju heterociklički spojevi koji se zatim koriste za dobivanje lijekova.

Primjena glukoze:

- u medicini s iscrpljenošću, nakon bolesti ili operacije (intravenska otopina glukoze);

- u tekstilnoj industriji kao redukcijsko sredstvo za bojenje tkanina;

- u prehrambenoj industriji, procesi fermentacije u proizvodnji proizvoda s mliječnom kiselinom, piva, kiseljenja povrća;

- silaža krme u poljoprivredi.

Dihaharidi Te su tvari sastavljene od dvije monosaharidne jedinice. Glikozidna veza nastaje između dvije molekule monosaharida. (vidi prvo kemijsko svojstvo monosaharida). Rezultirajuća veza je vrlo krhka i stoga je najvažnije kemijsko svojstvo disaharida sposobnost hidrolize kada se zagrije u kiselom mediju da bi se stvorili monosaharidi.

Na primjer: saharoza + H2O = α (D) glukoza + (D) fruktoza

Ostali česti disaharidi:

Maltoza = α (D) glukoza + α (D) glukoza

Celobioza = β (D) glukoza + β (D) glukoza

Laktoza (mliječni šećer) = α (D) glukoza + (D) galaktoza

Uz slobodne disaharide, rašireni su i fragmenti disaharida, koji su dio mnogih glikozida biljnog i bakterijskog podrijetla..

Postoje dvije vrste vezivanja ostataka monosaharida:

1) zbog glikozidne OH skupine jedne, a alkoholne skupine druge (reducirajući šećeri);

2) zbog glikozidnih OH skupina oba monosaharida (nereducirajući šećeri).

U prvu skupinu spadaju maltoza, laktoza, celobioza. Druga je saharoza. Saharoza nema aldehidnu skupinu, pa su ORP reakcije za nju nekarakteristične. Tvori plavu otopinu s bakarnim hidroksidom (karakteristična reakcija za polihidrične alkohole) i u reakciji oksidacije s Cu (OH)2 ne ulazi.

Saharoza (ili šećer, kako se ta tvar obično naziva) nalazi se u mnogim biljkama. Najviše ga ima u šećernoj repi (16-20%) i šećernoj trsci (14-26%). To je bezbojna kristalna tvar, lako topljiva u vodi. Točka topljenja 160 0 S. Amorfna saharoza naziva se karamela.

Primjena: Prehrambeni proizvod, plastifikator za plastiku, proizvodnja oblika doziranja.

Polisaharidi su tvari visoke molekulske mase koje su proizvodi polikondenzacije monosaharida i njihovih derivata. Po svojoj kemijskoj prirodi oni su poliglikozidi, t.j. svaka jedinica monosaharida povezana je glikozidnim vezama s prethodnom i sljedećom jedinicom. Glikozidna priroda određuje njihovu laku hidrolizu u kiselom mediju i stabilnost u alkalnom. Kompletna hidroliza dovodi do stvaranja monosaharida, nepotpuna - do niza intermedijarnih oligosaharida i disaharida. Polisaharidi nemaju samo primarnu strukturu (tj. Slijed monomernih ostataka), već i sekundarnu - određeni oblik makromolekule u prostoru. Polisaharidi mogu biti homopolisaharidi (sastavljeni od istih ostataka) i heteropolisaharidi (sastavljeni od različitih ostataka). Homopolisaharidi se nazivaju glikanima. U ovu skupinu spadaju mnogi polisaharidi biljnog porijekla (škrob, celuloza, pektinske tvari), životinjskog podrijetla (glikogen, hitin) i bakterijskog (dekstrans) podrijetla. Heteropolisaharidi u tijelu obično su povezani s proteinima (proteoglikani).

Škrob. To je smjesa dva homopolisaharida izgrađena od D-glukoze: amiloze (10-20%) i amilopektina (80-90%). U amilozi su ostaci glukoze povezani α-1,4-glikozidnom vezom, lanac je nerazgranat, molekulska masa je 40-160 000. Makromolekula amiloze je namotana, sa šest molekula monosaharida po svakom zavoju. Ovaj unutarnji kanal može primiti prikladnu molekulu, poput molekule joda. Ova reakcija škroba s jodom (stvaranje složene plave boje) koristi se kao kvalitativna. Amilopektin ima razgranatu strukturu, ostaci glukoze povezani su α-1,4-glikozidnom vezom, a na mjestima grananja α-1,6-glikozidnom vezom. Molekularna težina 1-6 milijuna.

Škrob je bijeli prah, bubri u hladnoj vodi i može se djelomično otopiti u vrućoj vodi. Brzim zagrijavanjem škroba dolazi do djelomične hidrolize i stvaraju se dekstrini - fragmenti škroba manje molekulske mase. Duljim vrenjem u kiselom mediju dolazi do potpune hidrolize škroba i stvara se glukoza. Škrob je glavni izvor glukoze za ljude. Proces hidrolize odvija se uz sudjelovanje slinovne amilaze i amilaze gušterače.

Glikogen (životinjski škrob) strukturni je i funkcionalni analog biljnog škroba. Po strukturi je sličan amilopektinu, ali ima 2 puta više grana, a molekulska masa mu je oko 100 milijuna. Praktički je netopiv u vodi. Hidroliza glikogena odvija se vrlo lako i brzo zbog razgranate strukture. Zbog vrlo velike mase, molekula glikogena ne može proći kroz membranu i ostaje u stanici u kojoj je nastala sve dok se ne pojavi potreba za energijom čiji je izvor glukoza. Razina glukoze u krvi je konstantna (

0,1%), tj. krv odrasle osobe sadrži otprilike 5-6 g glukoze, to je dovoljno za 15 minuta njegovog života. Određena koncentracija glukoze u krvi održava se uglavnom zahvaljujući procesima sinteze i hidrolize glikogena. Nakon jela škrob se podvrgava hidrolizi u crijevima sat vremena i apsorbira se u krv u obliku glukoze. Razina glukoze naglo raste, a inzulin zapovijeda sintezu glikogena. Razina "šećera", t.j. glukoza se ponovno vraća u normalu. Kada se dio glukoze sadržane u krvi oksidira, započinje hidroliza jetrenog glikogena i razina glukoze u krvi ponovno se normalizira. Kod nekih je bolesti poremećen metabolizam ugljikohidrata. Istodobno, koncentracija glukoze u krvi može premašiti 10% ili se naglo smanjiti. Ova se bolest naziva dijabetesom..

Dekstran je polisaharid bakterijskog podrijetla. Također se gradi od ostataka α-D-glukopiranoze, makromolekule su jako razgranate. Otopine dekstrana koriste se kao nadomjesci krvne plazme, ali njihova velika molekularna težina (nekoliko milijuna) otežava njihovu topljivost. Stoga se hidroliza (kisela ili ultrazvučna) obično koristi za smanjenje njihove molekularne težine i poboljšanje topljivosti. Tako se dobivaju "klinički dekstrani", na primjer, lijek "poliglucin".

Celuloza (vlakna) je najrasprostranjeniji biljni polisaharid. Strukturna jedinica celuloze je β-D-glukopiranoza, ostaci su povezani β-1,4-glikozidnim vezama. Makromolekularni lanac celuloze nema grana, molekulska masa je 400 000 - 20 000 000. Celuloza se ne razgrađuje od probavnih enzima čovjeka, ali je balastna tvar neophodna za normalnu prehranu. Dobro bubri, ali se ne otapa u vodi. Punjenjem crijeva uzrokuje njegovo skupljanje. Vlaknaste strukture, vlakno adsorbira mnoge otrovne tvari i metaboličke proizvode i uklanja ih iz tijela. Mikroorganizmi koji žive u debelom crijevu hrane se vlaknima.

Tvari s pektinom nalaze se u voću i povrću, karakterizira ih geliranje u prisutnosti organskih kiselina. Osnova pektina je poligalakturonska kiselina, ostaci D-galakturonske kiseline povezani su α-1,4-glikozidnom vezom. Neke pektinske tvari djeluju protiv čira i osnova su brojnih lijekova, na primjer, "plantaglucid".

Polisaharidi koji čine vezivno tkivo obično su povezani s proteinima. Takvi se kompleksi nazivaju proteoglikani. Najpoznatiji od njih: hondroitin sulfati (koža, hrskavica, tetive), hijaluronska kiselina (hrskavica, pupkovina, staklasto tijelo, zglobna tekućina), heparin (jetra). Ti polisaharidi imaju nerazgranate lance koji su građeni od disaharidnih ostataka (uronske kiseline + N-acetilheksosamin).

Hondroitin sulfati također sadrže ostatke sumporne kiseline. Hijaluronska kiselina ima visoku molekularnu težinu ≈ 10 6, njezine otopine imaju visoku viskoznost, pružajući barijernu funkciju ove kiseline. Ti polisaharidi u tijelu postoje u obliku gelova i zadržavaju veliku količinu vode u svojoj koloidnoj strukturi. Kompleksi hijaluronske kiseline s hondroitin sulfatima polivalentni su anioni sposobni vezati i zadržati kalij kalija, natrija i kalcija u tkivima. Postoje i drugi heteropolisaharidi, više o njima - tijekom biokemije.

Pripravak enzima sastav galaktoze. Galaktoza

Popularni materijali

Današnji:

  • Vrijeme oporavka od koronavirusa. Faze koronavirusne bolesti
  • Zdravstvena skupina 1, 2, 3, što je to. Odrasle zdravstvene skupine
  • Mršavite uz Herbalife - glavni meni. Gubitak kilograma tijekom uzimanja lijeka "Herbalife": planirajte i ispravite režim
  • Puhao sam u propuhu, kako liječiti. Hladno od propuha: koji će način liječenja pomoći u pobjedi bolesti
  • Osjećaj pečenja u različitim dijelovima tijela. Uzroci izgaranja u tijelu
  • Ukratko priroda i čovjek. Čovjek i priroda
  • Što reći muškarcu da bude lud za tobom. 9 psiholoških trikova za izluđivanje muškarca za tobom.
  1. Pripravak enzima sastav galaktoze. Galaktoza
  2. Primjena galaktoze. Kemijska svojstva
  3. Biološka uloga galaktoze. Biološka uloga monosaharida | sebulfin.com
  4. Glukoza i galaktoza jesu. Konverzija galaktoze
    • Poremećaji pretvorbe galaktoze
  5. Razlika u galaktozi i laktozi. Što je galaktoza

Pripravak enzima sastav galaktoze. Galaktoza

Laktaza je enzim obruba četkice (mikrovili) enterocita tankog crijeva. Kad je laktaza nedovoljna, laktoza koja ulazi u tijelo s hranom ne razgrađuje se, što uzrokuje nadimanje i proljev. Postoje primarni nedostatak laktaze u odraslih, sekundarni nedostatak laktaze i urođeni nedostatak laktaze (rjeđi). Primarni nedostatak laktaze u odraslih nasljeđuje se izvan recesivno. Razvija se smanjenjem aktivnosti laktaze, obično nakon odbića djeteta, a javlja se i kod adolescenata i kod odraslih. U nordijskim zemljama nedostatak laktaze javlja se u samo 15% Europljana, ali u nekim etničkim skupinama njegova učestalost doseže 50-100%.

Sekundarna insuficijencija: razvija se uslijed oštećenja obruba enterocita četkom kod bolesti tankog crijeva.

Kongenitalna insuficijencija: javlja se u vrlo rijetkim slučajevima, laktaza je potpuno odsutna.

Galaktoza ulazi u naše tijelo kad jedemo laktozu - disaharid koji se sastoji od galaktoze i glukoze (slika 20.1). U tankom crijevu enzim laktaza hidrolizira laktozu (mliječni šećer), stvarajući galaktozu i glukozu, koji ulaze u jetru izravno kroz jetrenu portalnu venu. Nadalje, galaktoza može ući u iste metaboličke putove kao i glukoza. Prvo, galaktokinaza fosforilira galaktozu stvarajući galaktoza-1-fosfat. Tada se od galaktoze-1-fosfata i UDP-glukoze stvaraju glukoza-1-fosfat i UDP-galaktoza. Ova reakcija je katalizirana galaktoza-1-fosfaturidiltransferazom. Epimeraza pretvara UDP-galaktozu u UDP-glukozu, iz koje se također može stvoriti glukoza-1-fosfat. Dalje, glukoza-1-fosfat ili ulazi u metabolički put sinteze glikogena, ili se pretvara u glukoza-6-fosfat i ulazi u reakcije glikolize ili ciklus pentoza-fosfata.

Nedostatak galaktoze-1-fosfaturidil transferaze rijetka je nasljedna bolest u kojoj se razvijaju galaktozemija i galaktozurija. Obično se pojavljuje ubrzo nakon rođenja. Dijete povraća, ne dodaje dobro težinu. Bez liječenja moguće je razviti mrenu, cirozu jetre i mentalnu retardaciju. Bolest se nasljeđuje na autosomno recesivni način.

Slični simptomi razvijaju se s nedostatkom galaktokinaze. U oba slučaja, galaktoza se nakuplja u tjelesnim tkivima, koja se aldoza reduktazom reducira u galaktitol.

Da bolest ne bi napredovala, potrebno je iz prehrane izuzeti hranu koja sadrži galaktozu i laktozu (ne miješajte ove bolesti s intolerancijom na laktozu zbog nedostatka laktaze, slika 20.1).

Primjena galaktoze. Kemijska svojstva

Biološka uloga galaktoze. Biološka uloga monosaharida | sebulfin.com

S gledišta biokemičara, monosaharidi su ugljikohidrati koji se ne mogu hidrolizirati u jednostavnije oblike ugljikohidrata..

Monosaharidi uključuju glukozu, fruktozu i galaktozu. Više informacija o klasifikaciji ugljikohidrata možete pronaći u članku Biološka uloga ugljikohidrata. U ovom ćemo članku razmotriti koja je biološka uloga monosaharida.

Za ljubitelje biokemije evo klasifikacije monosaharida.

- u stereoizomere prema konformaciji asimetričnih atoma ugljika - L- i D - oblika;

- ovisno o konformaciji HO-skupine prvog atoma ugljika - a i b-oblika;

- ovisno o prisutnosti aldehidne ili ketonske skupine - ketoze i aldoze.

Derivati ​​monosaharida su:

- uranove kiseline - glukuronske, galakturonske, askorbinske kiseline. Vrlo često su dio proteoglikana;

- amino šećer - glukozamin, galaktozamin. Brojni antibiotici (eritromicin, karbomicin) sadrže aminokiselin u svom sastavu;

- sijalne kiseline. Dio su proteoglikana i glikolipida;

- glikozidi - primjeri su srčani glikozidi, antibiotik streptomicin.

Biološka uloga glukoze.

Glukoza je aldoza i heksoza.

1. Glukoza je dio škroba, vlakana, saharoze.

2. Jedini je izvor energije za živčano tkivo, aktivno ga koriste mišići i eritrociti. Tijekom dana kod osobe teške 70 kg mozak troši oko 100 g glukoze, prugasti mišići - 35 g, eritrociti - 30 g.

Oksidacija 1 molekule glukoze u anaerobnim uvjetima (bez prisutnosti kisika) daje tijelu 2 ATP molekule, a u aerobnim uvjetima (u prisutnosti kisika) ukupno 38 ATP molekula.

Zato se smanjenjem koncentracije glukoze u krvi (hipoglikemija) bilježi slabost, letargija, letargija. S kritičnom hipoglikemijom dolazi do gubitka svijesti, razvija se koma.

3. Uz dovoljno veliku količinu u stanici, glukoza se skladišti u obliku glikogena.

4. U hepatocitima (stanice jetre) i adipocitima (stanice masnog tkiva) glukoza je uključena u sintezu triacilglicerola, a u hepatocitima u sintezu kolesterola.

5. Određena količina glukoze sudjeluje u stvaranju riboze-5-fosfata i NADPH (put pentozo-fosfata).

6. Glukoza se koristi za sintezu glikozamina, a zatim strukturnih ili drugih heteropolisaharida.

Stalnu razinu glukoze u krvi održavaju hormoni gušterače inzulin i glukagon.

Glukoza ulazi u tijelo kada se razgradi u crijevima hrane koja sadrži škrob, saharozu, laktozu ili maltozu, s medom, voćem, bobičastim voćem i brojnim povrćem, u kojem je u slobodnom obliku. Značajna količina glukoze nalazi se u marelicama, lubenicama, patlidžanima, bananama, vinskom grožđu, jagodama, trešnjama, kupusu, malinama, čičak, kakiju, trešnjama, bundevi.

Biološka uloga fruktoze.

Po biokemijskoj strukturi fruktoza je ketoza i heksoza.

1. Fruktoza ima najveću slatkoću od svih prirodnih šećera. Da bi se postigao isti efekt okusa, potrebno mu je 2 puta manje od glukoze ili saharoze.

2. Većinu fruktoze, kada uđe u tijelo, tkiva brzo apsorbiraju bez sudjelovanja inzulina, drugi dio pretvara se u glukozu. Proizvodi koji sadrže fruktozu, pod određenim uvjetima, mogu se preporučiti pacijentima s dijabetesom melitusom. Kontraindicirani su kod pretilih bolesnika jer doprinose bržem i intenzivnijem debljanju od hrane koja sadrži glukozu. Stoga ljudi s povećanom tjelesnom težinom ne bi trebali zlouporabiti takve prehrambene tvari..

3. Kombinirajući sa željezom, fruktoza tvori helirajuće spojeve koji se puno bolje apsorbiraju od uobičajenih spojeva željeza druge hrane, stoga je u slučaju anemije vrlo učinkovito dodavati prehrambene tvari bogate fruktozom u prehranu. U ovoj se situaciji može koristiti i u čistom obliku..

Velika količina fruktoze nalazi se u dunji, lubenici, bananama, kruškama, trešnjama, grožđu, medu, malinama, čičaku, paprici, dragu, crnom ribizlu, trešnjama, jabukama.

Biološka uloga galaktoze.

Galaktoza pripada aldozama i heksozama.

1. Galaktoza je sastavni dio laktoze - disaharida mlijeka.

2. Većina galaktoze u jetri se pretvara u glukozu, i obrnuto, glukoza se može pretvoriti u galaktozu.

Glukoza i galaktoza jesu. Konverzija galaktoze

Galaktoza se prvo podvrgava fosforilaciji na 1. atomu ugljika. Karakteristična značajka je pretvorba u glukozu ne izravno, već sintezom UDP-galaktoze iz galaktoza-1-fosfata. Izvor UMP je UDP-glukoza koja je prisutna u stanici. Stvorena UDP-galaktoza se potom izomerizira u UDP-glukozu i tada je njena sudbina drugačija..

  • sudjeluju u reakciji prijenosa UMP na galaktoza-1-fosfat,
  • pretvoriti u slobodnu glukozu i izaći u krv,
  • ići.
Pretvorba galaktoze u glukozu
(reverzibilnost obje reakcije uridil transferaze nije prikazana)

Biokemijska komplikacija naizgled jednostavne reakcije epimerizacije očito je uzrokovana sintezom UDP-galaktoze iz glukoze u mliječnoj žlijezdi radi dobivanja laktoze tijekom stvaranja mlijeka. Također se galaktoza koristi u sintezi odgovarajućih heksosamina u heteropolisaharidima.

Poremećaji pretvorbe galaktoze

Metabolički poremećaji galaktoze mogu biti uzrokovani genetskim nedostatkom u jednom od enzima:

  • galaktokinaza, učestalost defekta 1: 500000,
  • galaktoza-1-fosfat uridiltransferaza, učestalost defekta 1: 40 000,
  • epimeraza, stopa defekta manja od 1: 1.000.000.

Bolest koja proizlazi iz ovih poremećaja naziva se galaktozemija..

Dijagnostika. Djeca odbijaju jesti. Koncentracija galaktoze u krvi povećava se na 11,1-16,6 mmol / l (norma je 0,3-0,5 mmol / l), u krvi se pojavljuje galaktoza-1-fosfat. Laboratorijski kriteriji također uključuju bilirubinemiju, galaktozuriju, proteinuriju, hiperaminoaciduriju, nakupljanje glikoziliranog hemoglobina.

Patogeneza. Višak galaktoze pretvara se u alkoholni galakitol (dulcitol), koji se nakuplja u leći i ovdje osmotski privlači vodu. Sastav soli se mijenja, konformacija proteina leće je poremećena, što dovodi do katarakte u mladoj dobi. Katarakta je moguća i kod fetusa majki s galaktosemijom koje su pile mlijeko tijekom trudnoće.

S nedostatkom u galaktoza-1-fosfat-uridil-transferazi, ATP se neprestano troši na fosforilaciju galaktoze, a nedostatak energije inhibira aktivnost mnogih enzima, "toksičnih" koji djeluju na neurone, hepatocite i nefrocite. Kao rezultat, mogući su zastoj psihomotornog razvoja, mentalna zaostalost, nekroza hepatocita i ciroza jetre. U bubrezima i crijevima višak galaktoze i njezinih metabolita inhibira apsorpciju aminokiselina.

Osnove liječenja. Izbjegavanje mlijeka i drugih izvora galaktoze iz prehrane sprječava razvoj patoloških simptoma. Međutim, očuvanje inteligencije može se postići samo rano, najkasnije u prva 2 mjeseca života, dijagnoza i liječenje započeti na vrijeme.

Razlika u galaktozi i laktozi. Što je galaktoza

Galaktoza je monosaharid klase heksoza, koji se nalazi u sastavu disaharida laktoze i drugih polisaharida. Nije bitan hranjiv sastojak. Ovaj bijeli kristalni prah slabo je topljiv u etanolu i u vodi na 25 Celzijevih stupnjeva. Točka topljenja je oko 165-170 stupnjeva, karamelizacija tvari započinje na 160 Celzijevih stupnjeva.

Nalazi se u mlijeku, šećernoj repu, desnima i nekim energetskim pićima. U sastavu složenih ugljikohidrata postoji monosaharid koji je prisutan u raznom voću i povrću, poput rajčice, krumpira, celera, cikle, kivija, trešanja. Osim toga, ljudsko je tijelo sposobno samostalno sintetizirati ovu tvar, koja je sastavni dio glikolipida i glikoproteina. Nalazi se u stanicama mozga, živčanim tkivima.

Jedan je od tri monosaharida koji se javljaju u prirodi (druga dva su glukoza i fruktoza). Služi kao gradivni blok za još jedan jednako važan ugljikohidrat - laktozu, koju osoba dobiva iz mlijeka. Ovaj monosaharid važan je za proizvodnju mlijeka u dojilja. Ali kao zaslađivač, galaktoza se koristi izuzetno rijetko, iako ova tvar pripada šećerima. U njemu je dvije trećine slastica manje nego u običnom šećeru. U međuvremenu, s obzirom na to da galaktoza, poput fruktoze, ima nizak glikemijski indeks, ima smisla govoriti o njoj kao o sigurnom šećeru, posebno za osobe s dijabetesom. Također se koristi kao lagano zaslađivač u sportovima i drugim dijetnim pićima..