कार्बोहाइड्रेट

कार्बोहाइड्रेट के प्रकार।

कार्बोहाइड्रेट हैं:

1) मोनोसैक्राइड

2) oligosaccharides

3) काम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट्स

स्टार्च12.jpg

मुख्य कार्य।

ऊर्जा।

प्लास्टिक।

पोषक तत्वों की आपूर्ति।

विशिष्ट।

सुरक्षात्मक।

नियामक।

रासायनिक गुण

मोनोसेकेराइड अल्कोहल और कार्बोनिल यौगिकों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं।

ऑक्सीकरण।

ए) सभी एल्डिहाइड के साथ, मोनोसेकेराइड के ऑक्सीकरण से संबंधित एसिड होता है। इसलिए, जब ग्लूकोज को सिल्वर ऑक्साइड हाइड्रेट के अमोनिया घोल से ऑक्सीकृत किया जाता है, तो ग्लूकोनिक एसिड बनता है ("सिल्वर मिरर" प्रतिक्रिया)।

b) मोनोसैकेराइड को कॉपर हाइड्रॉक्साइड के साथ गर्म करने पर अभिक्रिया से भी ऐल्डोनिक अम्ल बनता है।

सी) मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट कार्बोक्सिल समूह को न केवल एल्डिहाइड, बल्कि प्राथमिक अल्कोहल समूह को भी ऑक्सीकरण करते हैं, जिससे डिबासिक चीनी (एल्डेरिक) एसिड होता है। आमतौर पर, इस ऑक्सीकरण के लिए केंद्रित नाइट्रिक एसिड का उपयोग किया जाता है।

स्वास्थ्य लाभ।

शर्करा की कमी से पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल होता है। निकल, लिथियम एल्युमिनियम हाइड्राइड आदि की उपस्थिति में हाइड्रोजन का उपयोग अपचायक के रूप में किया जाता है।

III. विशिष्ट प्रतिक्रियाएं

उपरोक्त के अलावा, ग्लूकोज को कुछ विशिष्ट गुणों - किण्वन प्रक्रियाओं की भी विशेषता है। किण्वन एंजाइम (एंजाइम) के प्रभाव में चीनी के अणुओं का टूटना है। तीन कार्बन परमाणुओं के गुणक वाले शर्करा को किण्वित किया जाता है। किण्वन कई प्रकार के होते हैं, जिनमें से निम्नलिखित सबसे अच्छी तरह से जाने जाते हैं:

ए) मादक किण्वन

बी) लैक्टिक एसिड किण्वन

ग) ब्यूटिरिक किण्वन

सूक्ष्मजीवों के कारण होने वाले किण्वन के प्रकारों में व्यापक है व्यवहारिक महत्व... उदाहरण के लिए, अल्कोहल का उपयोग एथिल अल्कोहल, वाइनमेकिंग, ब्रूइंग आदि में किया जाता है, और लैक्टिक एसिड का उपयोग लैक्टिक एसिड और किण्वित दूध उत्पादों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

3. डी- और एल-श्रृंखला मोनोसेकेराइड का स्टीरियोइसोमेरिज्म। खुला और चक्रीय सूत्र। पायरानोज़ और फ़्यूरानोज़। α- और β-एनोमर्स। साइक्लोचैन टॉटोमेरिज्म। उत्परिवर्तन की घटना।

कई कार्बनिक यौगिकों की ध्रुवीकृत प्रकाश के ध्रुवण तल को दायीं या बायीं ओर घुमाने की क्षमता को प्रकाशिक गतिविधि कहते हैं। उपरोक्त के आधार पर, यह निम्नानुसार है कि कार्बनिक पदार्थ डेक्सट्रोरोटेटरी और लीवरोटेटरी आइसोमर्स के रूप में मौजूद हो सकते हैं। इस तरह के आइसोमर्स को स्टीरियोइसोमर्स कहा जाता है, और स्टीरियोइसोमेरिज्म की घटना।

स्टीरियोइसोमर्स के वर्गीकरण और पदनाम की अधिक कठोर प्रणाली प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान के रोटेशन पर आधारित नहीं है, बल्कि स्टीरियोइसोमर अणु के पूर्ण विन्यास पर आधारित है, अर्थात। केंद्र में स्थानीयकृत कार्बन परमाणु के चारों ओर टेट्राहेड्रोन के शीर्ष पर स्थित चार आवश्यक रूप से अलग-अलग स्थानापन्न समूहों की पारस्परिक व्यवस्था, जिसे असममित कार्बन परमाणु या चिरल केंद्र कहा जाता है। चिरल या, जैसा कि उन्हें भी कहा जाता है, वैकल्पिक रूप से सक्रिय कार्बन परमाणुओं को संरचनात्मक सूत्रों में तारांकन द्वारा नामित किया जाता है

इस प्रकार, स्टीरियोइसोमेरिज्म शब्द को समान संरचनात्मक सूत्र वाले और समान रासायनिक गुणों वाले यौगिकों में प्रतिस्थापन के एक अलग स्थानिक विन्यास के रूप में समझा जाना चाहिए। इस प्रकार के समावयवता को दर्पण समावयवता भी कहा जाता है। दर्पण समरूपता का एक अच्छा उदाहरण हाथ की दाहिनी और बाईं हथेलियाँ हैं। ग्लिसराल्डिहाइड और ग्लूकोज के स्टीरियोइसोमर्स के संरचनात्मक सूत्र नीचे दिए गए हैं।

यदि ग्लिसरॉलिक एल्डिहाइड के प्रक्षेपण सूत्र में एक असममित कार्बन परमाणु के दाईं ओर एक OH समूह है, तो ऐसे आइसोमर को D-स्टीरियोआइसोमर कहा जाता है, और यदि OH समूह बाईं ओर है, तो एक L-स्टीरियोआइसोमर।

टेट्रोज़, पेन्टोज़, हेक्सोज़ और अन्य मोनोज़ के मामले में, जिसमें दो या अधिक असममित कार्बन परमाणु होते हैं, डी या एल श्रृंखला के लिए एक स्टीरियोइसोमर का संबंध श्रृंखला में अंतिम कार्बन परमाणु पर ओएच समूह की स्थिति से निर्धारित होता है। - यह अंतिम असममित परमाणु भी है। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज के लिए, 5 वें कार्बन पर ओएच समूह के अभिविन्यास का मूल्यांकन किया जाता है। बिल्कुल स्पेक्युलर स्टीरियोइसोमर्स कहलाते हैं एनैन्टीओमर या एंटीपोड।

स्टीरियोइसोमर्स अपने रासायनिक गुणों में भिन्न नहीं होते हैं, लेकिन जैविक क्रिया (जैविक गतिविधि) में भिन्न होते हैं। के सबसेस्तनधारियों में मोनोसेकेराइड डी-श्रृंखला से संबंधित हैं - उनके चयापचय के लिए जिम्मेदार एंजाइम इस विन्यास के लिए विशिष्ट हैं। विशेष रूप से, डी-ग्लूकोज को जीभ की स्वाद कलियों के साथ बातचीत करने की क्षमता के कारण एक मीठे पदार्थ के रूप में माना जाता है, जबकि एल-ग्लूकोज स्वादहीन होता है क्योंकि इसके विन्यास को स्वाद कलियों द्वारा नहीं माना जाता है।

वी सामान्य दृष्टि सेएल्डोसिस और किटोसिस की संरचना को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है।

स्टीरियोइसोमेरिज़्म।मोनोसैकराइड अणुओं में चिरायता के कई केंद्र होते हैं, जो एक ही संरचनात्मक सूत्र के अनुरूप कई स्टीरियोइसोमर्स के अस्तित्व का कारण है। उदाहरण के लिए, एल्डोहेक्सोज में चार असममित कार्बन परमाणु होते हैं और 16 स्टीरियोइसोमर्स इसके अनुरूप होते हैं (24), यानी, 8 जोड़े एनैन्टीओमर। संबंधित एल्डोज की तुलना में, केटोहेक्सोस में एक चिरल कार्बन परमाणु कम होता है; इसलिए, स्टीरियोइसोमर्स (23) की संख्या घटकर 8 (एनेंटिओमर्स के 4 जोड़े) हो जाती है।

खुला (गैर-चक्रीय)मोनोसेकेराइड के रूपों को फिशर के प्रक्षेपण सूत्रों के रूप में दर्शाया गया है। उनमें कार्बन श्रृंखला लंबवत दर्ज की जाती है। एल्डोज में, एल्डिहाइड समूह को शीर्ष पर रखा जाता है, किटोसिस में, कार्बोनिल समूह से सटे प्राथमिक अल्कोहल समूह। इन समूहों के साथ श्रृंखला क्रमांकन शुरू होता है।

डी, एल-सिस्टम का उपयोग स्टीरियोकेमिस्ट्री को दर्शाने के लिए किया जाता है। डी- या एल-श्रृंखला के लिए एक मोनोसेकेराइड का असाइनमेंट ऑक्सो समूह से सबसे दूर चिरल केंद्र के विन्यास के अनुसार किया जाता है, शेष केंद्रों के विन्यास की परवाह किए बिना! पेंटोस के लिए, ऐसा "परिभाषित" केंद्र सी -4 परमाणु है, और हेक्सोस के लिए, सी -5। दायीं ओर अंतिम चिरायता केंद्र में ओएच समूह की स्थिति इंगित करती है कि मोनोसेकेराइड डी-पंक्ति से संबंधित है, बाईं ओर - एल-पंक्ति के लिए, अर्थात, स्टीरियोकेमिकल मानक के अनुरूप - ग्लिसरॉल एल्डिहाइड

चक्रीय रूप।मोनोसेकेराइड के खुले रूप स्टीरियोइसोमेरिक मोनोसेकेराइड के बीच स्थानिक संबंधों पर विचार करने के लिए सुविधाजनक हैं। वास्तव में, मोनोसैकेराइड संरचनात्मक रूप से चक्रीय हेमीएसेटल हैं। मोनोसैकराइड अणु में निहित कार्बोनिल और हाइड्रॉक्सिल समूहों की इंट्रामोल्युलर बातचीत के परिणामस्वरूप मोनोसैकराइड के चक्रीय रूपों के गठन का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है।

पहली बार, ग्लूकोज का चक्रीय हेमिसिएटल सूत्र ए.ए. कोली (1870) द्वारा प्रस्तावित किया गया था। उन्होंने तीन-सदस्यीय एथिलीन ऑक्साइड (α-ऑक्साइड) चक्र की उपस्थिति से ग्लूकोज में कुछ एल्डिहाइड प्रतिक्रियाओं की अनुपस्थिति की व्याख्या की:

बाद में, टॉलेंस (1883) ने ग्लूकोज के लिए एक समान हेमिसिएटल फॉर्मूला प्रस्तावित किया, लेकिन पांच-सदस्यीय (γ-ऑक्साइड) ब्यूटिलीन ऑक्साइड रिंग के साथ:

कोली - टोलेंस सूत्र बोझिल और असुविधाजनक हैं, चक्रीय ग्लूकोज की संरचना को प्रतिबिंबित नहीं करते हैं, इसलिए हॉवर्थ सूत्र प्रस्तावित किए गए थे।

चक्रवात के परिणामस्वरूप, थर्मोडायनामिक रूप से अधिक स्थिर फुरानोज (पांच सदस्यीय)तथा पायरानोज़ (छह सदस्यीय) चक्र।चक्रों के नाम संबंधित हेट्रोसायक्लिक यौगिकों के नाम से आते हैं - फुरान और पायरान।

इन चक्रों का निर्माण मोनोसेकेराइड की कार्बन श्रृंखलाओं की क्षमता के साथ जुड़ा हुआ है, जो कि एक लाभप्रद पंजा जैसी रचना को ग्रहण करता है। नतीजतन, एल्डिहाइड (या कीटोन) और हाइड्रॉक्सिल समूह C-4 (या C-5 पर) पर, यानी वे कार्यात्मक समूह, जो अंतःक्रियात्मक चक्रीकरण के परिणामस्वरूप अंतरिक्ष में एक साथ लाए जाते हैं।

चक्रीय रूप में, चिरायता का एक अतिरिक्त केंद्र बनाया जाता है - एक कार्बन परमाणु जो पहले कार्बोनिल समूह का हिस्सा था (एल्डोस के लिए, यह सी -1 है)। इस परमाणु को एनोमेरिक कहा जाता है, और दो संगत स्टीरियोइसोमर्स हैं α- और β-एनोमर्स(अंजीर.11.1)। एनोमर्स प्रतिनिधित्व करते हैं विशेष मामलाएपिमर्स

α-anomer में, विसंगति केंद्र का विन्यास "टर्मिनल" चिरल केंद्र के विन्यास के साथ समान है, जो d- या l-श्रृंखला से संबंधित निर्धारित करता है, जबकि β-anomer में यह विपरीत है। प्रक्षेपण में फिशर के सूत्रα-anomer में d-श्रृंखला मोनोसेकेराइड में, OH ग्लाइकोसिडिक समूह दाईं ओर और β-anomer में, कार्बन श्रृंखला के बाईं ओर स्थित होता है।

चावल। ११.१. डी-ग्लूकोज के उदाहरण से α- और β-एनोमर्स का निर्माण

हॉवर्थ के सूत्र।मोनोसेकेराइड के चक्रीय रूपों को हॉवर्थ के परिप्रेक्ष्य सूत्रों के रूप में दर्शाया गया है, जिसमें चक्रों को आरेखण के तल के लंबवत स्थित तलीय बहुभुजों के रूप में दिखाया गया है। ऑक्सीजन परमाणु पाइरोज़ चक्र में दूर दाहिने कोने में, फ़्यूरानोज़ में - चक्र के तल के पीछे स्थित होता है। चक्रों में कार्बन परमाणुओं के प्रतीक संकेत नहीं देते हैं।

हॉवर्थ सूत्रों में जाने के लिए, फिशर चक्रीय सूत्र को रूपांतरित किया जाता है ताकि चक्र का ऑक्सीजन परमाणु चक्र में शामिल कार्बन परमाणुओं के साथ एक ही सीधी रेखा पर स्थित हो। यह सी-5 परमाणु पर दो क्रमपरिवर्तनों द्वारा a-d-glucopyranose के उदाहरण द्वारा नीचे दिखाया गया है, जो इस असममित केंद्र के विन्यास को नहीं बदलता है (देखें 7.1.2)। यदि रूपांतरित फिशर सूत्र क्षैतिज रूप से रखा गया है, जैसा कि हॉवर्थ सूत्र लिखने के नियमों द्वारा आवश्यक है, तो कार्बन श्रृंखला की ऊर्ध्वाधर रेखा के दाईं ओर के स्थानापन्न चक्र के तल के नीचे होंगे, और जो बाईं ओर होंगे इस विमान के ऊपर।

d-aldohexoses में pyranose रूप में (और d-aldopentoses में furanose रूप में), CH2OH समूह हमेशा चक्र के तल के ऊपर स्थित होता है, जो d-श्रृंखला का एक औपचारिक संकेत है। डी-एल्डोज के ए-एनोमर्स में ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल समूह चक्र के तल के नीचे, β-एनोमर्स में - विमान के ऊपर स्थित होता है।

डी-glucopyranose

संक्रमण किटोसिस में उन्हीं नियमों के अनुसार किया जाता है, जो डी-फ्रुक्टोज के फुरानोज रूप के विसंगतियों में से एक के उदाहरण के लिए नीचे दिखाया गया है।

साइक्लोचेन टॉटोमेरिज्ममोनोसैकेराइड के खुले रूपों के चक्रीय और इसके विपरीत में संक्रमण के कारण।

कार्बोहाइड्रेट के विलयन द्वारा प्रकाश के ध्रुवण के तल के घूर्णन कोण के समय में परिवर्तन को कहते हैं उत्परिवर्तन।

उत्परिवर्तन का रासायनिक सार मोनोसेकेराइड की क्षमता है जो टॉटोमर्स के संतुलन मिश्रण के रूप में मौजूद है - खुले और चक्रीय रूप। इस प्रकार के टॉटोमेरिज़्म को साइक्लो-ऑक्सो-टॉटोमेरिज़्म कहा जाता है।

समाधान में, मोनोसेकेराइड के चार चक्रीय टॉटोमर्स के बीच संतुलन को खुले रूप, ऑक्सोफॉर्म के माध्यम से स्थापित किया जाता है। एक मध्यवर्ती ऑक्सोफॉर्म के माध्यम से ए- और β-एनोमर्स का एक-दूसरे में अंतःरूपण कहलाता है विसंगति

इस प्रकार, समाधान में, डी-ग्लूकोज टॉटोमर्स के रूप में मौजूद है: ऑक्सोफॉर्म और ए- और β-पाइरोज़ और फ़्यूरानोज़ चक्रीय रूपों के एनोमर्स।

LACTIM-LACTAM टॉटोमेट्री

इस प्रकार का टॉटोमेरिज्म एन = सी-ओएच टुकड़े के साथ नाइट्रोजन युक्त हेट्रोसायकल की विशेषता है।

टॉटोमेरिक रूपों का अंतःसंक्रमण हाइड्रॉक्सिल समूह से एक प्रोटॉन के स्थानांतरण के साथ जुड़ा हुआ है, जो एक फेनोलिक ओएच समूह जैसा दिखता है, मुख्य केंद्र, पाइरीडीन नाइट्रोजन परमाणु और इसके विपरीत। आमतौर पर लैक्टम रूप संतुलन में प्रबल होता है।

मोनोएमिनोमोनोकारबॉक्सिलिक।

कट्टरपंथी की ध्रुवीयता से:

एक गैर-ध्रुवीय मूलक के साथ: (एलेनिन, वेलिन, ल्यूसीन, फेनिलएलनिन) मोनोअमिनो, मोनोकारबॉक्सिलिक

एक ध्रुवीय अपरिवर्तित कट्टरपंथी (ग्लाइसिन, सेरीन, शतावरी, ग्लूटामाइन) के साथ

एक नकारात्मक चार्ज रेडिकल (एसपारटिक, ग्लूटामिक एसिड) मोनोअमिनो, डाइकारबॉक्सिलिक के साथ

एक सकारात्मक चार्ज रेडिकल (लाइसिन, हिस्टिडीन) डायमिनो, मोनोकारबॉक्सिलिक . के साथ

स्टीरियोइसोमेरिज्म

ग्लाइसीन (NH 2 -CH 2 -COOH) को छोड़कर सभी प्राकृतिक α-एमिनो एसिड में एक असममित कार्बन परमाणु (α-कार्बन परमाणु) होता है, और उनमें से कुछ में दो चिरल केंद्र भी होते हैं, उदाहरण के लिए, थ्रेओनीन। इस प्रकार, सभी अमीनो एसिड असंगत दर्पण एंटीपोड (एनेंटिओमर) की एक जोड़ी के रूप में मौजूद हो सकते हैं।

प्रारंभिक यौगिक के लिए, जिसके साथ α-एमिनो एसिड की संरचना की तुलना करने के लिए प्रथागत है, डी- और एल-लैक्टिक एसिड पारंपरिक रूप से लिए जाते हैं, जिनमें से कॉन्फ़िगरेशन, बदले में, डी- और एल-ग्लिसरिक एल्डिहाइड के लिए स्थापित होते हैं।

ग्लिसराल्डिहाइड से α-एमिनो एसिड में संक्रमण के दौरान इन श्रृंखलाओं में होने वाले सभी परिवर्तन मुख्य आवश्यकता के अनुसार किए जाते हैं - वे नए नहीं बनाते हैं और असममित केंद्र पर पुराने बंधन नहीं तोड़ते हैं।

सेरीन (कभी-कभी ऐलेनिन) का उपयोग अक्सर α-एमिनो एसिड के विन्यास को निर्धारित करने के लिए एक संदर्भ के रूप में किया जाता है।

प्राकृतिक अमीनो एसिडजो प्रोटीन बनाते हैं वे एल-श्रृंखला से संबंधित हैं। अमीनो एसिड के डी-रूप अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं, वे केवल सूक्ष्मजीवों द्वारा संश्लेषित होते हैं और "अप्राकृतिक" अमीनो एसिड कहलाते हैं। डी-एमिनो एसिड पशु जीवों द्वारा आत्मसात नहीं होते हैं। स्वाद कलियों पर डी- और एल-एमिनो एसिड के प्रभाव को नोट करना दिलचस्प है: अधिकांश एल-सीरीज़ अमीनो एसिड का स्वाद मीठा होता है, जबकि डी-सीरीज़ अमीनो एसिड कड़वा या बेस्वाद होता है।

एंजाइमों की भागीदारी के बिना, एक विषुव मिश्रण (रेसमिक मिश्रण) के गठन के साथ एल-आइसोमर्स का डी-आइसोमर में स्वतःस्फूर्त संक्रमण पर्याप्त लंबी अवधि में होता है।

किसी दिए गए तापमान पर प्रत्येक एल-एसिड का रेसमाइज़ेशन एक निश्चित दर पर होता है। इस परिस्थिति का उपयोग लोगों और जानवरों की उम्र निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, दांतों के सख्त तामचीनी में डेंटिन नामक एक प्रोटीन होता है, जिसमें एल-एस्पार्टेट प्रति वर्ष 0.01% की दर से मानव शरीर के तापमान पर डी-आइसोमर में परिवर्तित हो जाता है। दांतों के निर्माण की अवधि के दौरान, डेंटिन में केवल एल-आइसोमर होता है, इसलिए, किसी व्यक्ति या जानवर की उम्र की गणना डी-एस्पार्टेट की सामग्री से की जा सकती है।

मैं। सामान्य विशेषता

1. इंट्रामोल्युलर न्यूट्रलाइजेशन→ एक द्विध्रुवीय zwitterion बनता है:

जलीय विलयन विद्युत प्रवाहकीय होते हैं। इन गुणों को इस तथ्य से समझाया गया है कि अमीनो एसिड अणु आंतरिक लवण के रूप में मौजूद होते हैं, जो कार्बोक्सिल से अमीनो समूह में एक प्रोटॉन के स्थानांतरण के कारण बनते हैं:

ज़्विटेरियन

अमीनो एसिड के जलीय घोल में कार्यात्मक समूहों की संख्या के आधार पर एक तटस्थ, अम्लीय या क्षारीय वातावरण होता है।

2. पॉलीकंडेंसेशन→ पॉलीपेप्टाइड्स (प्रोटीन) बनते हैं:

जब दो α-अमीनो अम्ल परस्पर क्रिया करते हैं, डाइपेप्टाइड.

3. अपघटन→ अमीन + कार्बन डाइऑक्साइड:

NH 2 -CH 2 -COOH → NH 2 -CH 3 + CO 2

चतुर्थ। गुणात्मक प्रतिक्रिया

1. नीले-बैंगनी उत्पादों के निर्माण के साथ सभी अमीनो एसिड निनहाइड्रिन द्वारा ऑक्सीकृत होते हैं!

2. भारी धातु आयनों के साथα-एमिनो एसिड इंट्राकॉम्प्लेक्स लवण बनाते हैं। गहरे नीले रंग के तांबे (II) के परिसरों का उपयोग α-एमिनो एसिड का पता लगाने के लिए किया जाता है।

शारीरिक रूप से सक्रिय पेप्टाइड्स। उदाहरण।

उच्च शारीरिक गतिविधि रखने वाले पेप्टाइड्स विभिन्न जैविक प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं। बायोरेगुलेटरी प्रभाव के अनुसार, पेप्टाइड्स को आमतौर पर कई समूहों में विभाजित किया जाता है:

· हार्मोनल गतिविधि वाले यौगिक (ग्लूकागन, ऑक्सीटोसिन, वैसोप्रेसिन, आदि);

· पदार्थ जो पाचन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं (गैस्ट्रिन, गैस्ट्रिक अवरोधक पेप्टाइड, आदि);

पेप्टाइड्स जो भूख को नियंत्रित करते हैं (एंडोर्फिन, न्यूरोपेप्टाइड-वाई, लेप्टिन, आदि);

एनाल्जेसिक प्रभाव वाले यौगिक (ओपिओइड पेप्टाइड्स);

· कार्बनिक पदार्थ जो उच्च तंत्रिका गतिविधि को नियंत्रित करते हैं, स्मृति, सीखने के तंत्र से जुड़ी जैव रासायनिक प्रक्रियाएं, भय, क्रोध, आदि की भावना का उदय;

पेप्टाइड्स जो रक्तचाप और संवहनी स्वर को नियंत्रित करते हैं (एंजियोटेंसिन II, ब्रैडीकिनिन, आदि)।

पेप्टाइड्स जिनमें एंटी-ट्यूमर और एंटी-इंफ्लेमेटरी गुण होते हैं (लुनाज़िन)

न्यूरोपैप्टाइड्स - सिग्नलिंग गुणों के साथ न्यूरॉन्स में संश्लेषित यौगिक

प्रोटीन वर्गीकरण

-आणविक आकार द्वारा(गोलाकार या तंतुमय);

-आणविक भार से(कम आणविक भार, उच्च आणविक भार, आदि);

-पर रासायनिक संरचना (गैर-प्रोटीन भाग की उपस्थिति या अनुपस्थिति);

-पिंजरे में स्थानीयकरण द्वारा(परमाणु, साइटोप्लाज्मिक, लाइसोसोमल, आदि);

-शरीर में स्थानीयकरण द्वारा(रक्त, यकृत, हृदय, आदि के प्रोटीन);

-जितना संभव हो सके इन प्रोटीनों की मात्रा को अनुकूली रूप से नियंत्रित करें: एक स्थिर दर (संवैधानिक) पर संश्लेषित प्रोटीन, और प्रोटीन, जिसके संश्लेषण को पर्यावरणीय कारकों (inducible) के प्रभाव में बढ़ाया जा सकता है;

-पिंजरे में जीवन प्रत्याशा से(बहुत तेजी से नवीनीकृत होने वाले प्रोटीन से, टी 1/2 के साथ 1 घंटे से कम, बहुत धीरे-धीरे नवीनीकृत प्रोटीन के लिए, टी 1/2 जिनमें से हफ्तों और महीनों के लिए गणना की जाती है);

-प्राथमिक संरचना और संबंधित कार्यों के समान क्षेत्रों द्वारा(प्रोटीन परिवार)।

प्रोटीन का रासायनिक वर्गीकरण

सरल प्रोटीनकुछ प्रोटीन में केवल पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं, जिसमें अमीनो एसिड अवशेष होते हैं। उन्हें "सरल प्रोटीन" कहा जाता है। सरल प्रोटीन का एक उदाहरण - हिस्टोन; उनमें कई अमीनो एसिड अवशेष होते हैं लाइसिन और आर्जिनिन, जिनमें से रेडिकल का सकारात्मक चार्ज होता है.

2. जटिल प्रोटीन . कई प्रोटीन, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के अलावा, कमजोर या सहसंयोजक बंधों द्वारा प्रोटीन से जुड़ा एक गैर-प्रोटीन भाग होता है। गैर-प्रोटीन भाग को धातु आयनों, कम या उच्च आणविक भार वाले किसी भी कार्बनिक अणु द्वारा दर्शाया जा सकता है। ऐसे प्रोटीन को "जटिल प्रोटीन" कहा जाता है। गैर-प्रोटीन भाग जो प्रोटीन से मजबूती से बंधा होता है, प्रोस्थेटिक समूह कहलाता है।

बायोपॉलिमर में, मैक्रोमोलेक्यूल्स जिनमें ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय समूह होते हैं, ध्रुवीय समूह विलायक होते हैं यदि विलायक ध्रुवीय होता है। एक गैर-ध्रुवीय विलायक में, क्रमशः, मैक्रोमोलेक्यूल्स के गैर-ध्रुवीय क्षेत्र सॉल्व होते हैं।

आमतौर पर यह रासायनिक संरचना में इसके करीब एक तरल में अच्छी तरह से सूज जाता है। तो, हाइड्रोकार्बन पॉलिमर जैसे रबर गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थों में सूज जाते हैं: हेक्सेन, बेंजीन। अणु युक्त बायोपॉलिमर भारी संख्या मेध्रुवीय कार्यात्मक समूह, उदाहरण के लिए, प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में बेहतर रूप से प्रफुल्लित होते हैं: पानी, अल्कोहल, आदि।

एक बहुलक अणु के सॉल्वैंशन शेल का निर्माण ऊर्जा की रिहाई के साथ होता है, जिसे कहा जाता है सूजन की गर्मी.

सूजन गर्मीपदार्थों की प्रकृति पर निर्भर करता है। बड़ी संख्या में ध्रुवीय समूहों वाले एचएमसी के ध्रुवीय विलायक में सूजन पर यह अधिकतम होता है और हाइड्रोकार्बन बहुलक के गैर-ध्रुवीय विलायक में सूजन पर न्यूनतम होता है।

पर्यावरण की अम्लता जिस पर धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों की समानता स्थापित हो जाती है और प्रोटीन बन जाता है विद्युत रूप से तटस्थ, जिसे आइसोइलेक्ट्रिक पॉइंट (IEP) कहा जाता है. आईईपी के साथ प्रोटीन अम्लीय वातावरणखट्टा कहा जाता है। जिन प्रोटीनों का IEP मान एक क्षारीय वातावरण में होता है, उन्हें मूल कहा जाता है। अधिकांश पादप प्रोटीनों में IEP थोड़े अम्लीय वातावरण में होता है।

... आईयूडी की सूजन और विघटन इस पर निर्भर करता है:
1. विलायक और बहुलक की प्रकृति,
2. बहुलक मैक्रोमोलेक्यूल्स की संरचना,
3.तापमान,
4. इलेक्ट्रोलाइट्स की उपस्थिति,
5. माध्यम के पीएच पर (पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स के लिए)।

2,3-डिफोस्फोग्लिसरेट की भूमिका

2,3-डिफॉस्फोग्लाइसेरेट एरिथ्रोसाइट्स में 1,3-डिफोस्फोग्लिसरेट से बनता है, ग्लाइकोलाइसिस का एक मध्यवर्ती मेटाबोलाइट, जिसे प्रतिक्रियाओं में कहा जाता है रैपोपोर्ट शंट।

रैपोपोर्ट शंट प्रतिक्रियाएं

2,3-डिफॉस्फोग्लिसरेट डीऑक्सीहीमोग्लोबिन के टेट्रामर की केंद्रीय गुहा में स्थित है और β-श्रृंखला से बांधता है, 2,3-डिफॉस्फोग्लिसरेट के ऑक्सीजन परमाणुओं और दोनों β- के टर्मिनल वेलिन के एमिनो समूहों के बीच एक अनुप्रस्थ नमक पुल बनाता है। चेन, साथ ही रेडिकल के अमीनो समूह लाइसिन और हिस्टिडीन।

हीमोग्लोबिन में 2,3-डिफोस्फोग्लिसरेट का स्थान

2,3-डिफोस्फोग्लिसरेट का कार्य है घटती आत्मीयता मेंहीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन। ऊंचाई पर चढ़ते समय यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जब साँस की हवा में ऑक्सीजन की कमी होती है। इन स्थितियों में, फेफड़ों में हीमोग्लोबिन के लिए ऑक्सीजन का बंधन बाधित नहीं होता है, क्योंकि इसकी सांद्रता अपेक्षाकृत अधिक होती है। हालांकि, ऊतकों में, 2,3-डाइफॉस्फोग्लिसरेट के कारण, ऑक्सीजन की रिहाई बढ़ जाती है 2 बार।

कार्बोहाइड्रेट। वर्गीकरण। कार्यों

कार्बोहाइड्रेट- कार्बन (C), हाइड्रोजन (H) और ऑक्सीजन (O2) से मिलकर बने कार्बनिक यौगिक कहलाते हैं। ऐसे कार्बोहाइड्रेट का सामान्य सूत्र Cn (H2O) m है। एक उदाहरण ग्लूकोज है (C6H12O6)

रासायनिक रूप से, कार्बोहाइड्रेट कार्बनिक पदार्थ होते हैं जिनमें कई कार्बन परमाणुओं की एक असंबद्ध श्रृंखला होती है, एक कार्बोनिल समूह (सी = ओ), और कई हाइड्रॉक्सिल समूह (ओएच)।

मानव शरीर में, कार्बोहाइड्रेट नगण्य मात्रा में उत्पन्न होते हैं, इसलिए उनमें से अधिकांश भोजन के साथ शरीर में प्रवेश करते हैं।

कार्बोहाइड्रेट के प्रकार।

कार्बोहाइड्रेट हैं:

1) मोनोसैक्राइड(कार्बोहाइड्रेट का सबसे सरल रूप)

ग्लूकोज 6Н12О6 (हमारे शरीर में मुख्य ईंधन)

फ्रुक्टोज 6Н12О6 (सबसे मीठा कार्बोहाइड्रेट)

राइबोज C5H10O5 (न्यूक्लिक एसिड का हिस्सा)

एरिथ्रोस C4H8O4 (कार्बोहाइड्रेट के टूटने में मध्यवर्ती रूप)

2) oligosaccharides(2 से 10 मोनोसैकराइड अवशेष होते हैं)

सुक्रोज 12Н22О11 (ग्लूकोज + फ्रुक्टोज, या बस - गन्ना चीनी)

लैक्टोज C12H22O11 (दूध चीनी)

माल्टोस C12H24O12 (माल्टेड चीनी, दो जुड़े ग्लूकोज अवशेषों से बनी)

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3) काम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट्स(कई ग्लूकोज अवशेषों से मिलकर)

स्टार्च (С6H10O5) n (आहार का सबसे महत्वपूर्ण कार्बोहाइड्रेट घटक, एक व्यक्ति कार्बोहाइड्रेट से लगभग 80% स्टार्च का सेवन करता है।)

ग्लाइकोजन (शरीर के ऊर्जा भंडार, अतिरिक्त ग्लूकोज, जब यह रक्त में प्रवेश करता है, ग्लाइकोजन के रूप में शरीर द्वारा आरक्षित में जमा होता है)

स्टार्च12.jpg

4) रेशेदार, या अपचनीय, कार्बोहाइड्रेट, जिसे आहार फाइबर के रूप में परिभाषित किया गया है।

सेलूलोज़ (पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में कार्बनिक पदार्थ और एक प्रकार का फाइबर)

सरल वर्गीकरण के अनुसार, कार्बोहाइड्रेट को सरल और जटिल में विभाजित किया जा सकता है। साधारण लोगों में मोनोसेकेराइड और ओलिगोसेकेराइड, जटिल पॉलीसेकेराइड और फाइबर शामिल हैं।

मुख्य कार्य।

ऊर्जा।

कार्बोहाइड्रेट मुख्य ऊर्जा स्रोत हैं। जब कार्बोहाइड्रेट टूटते हैं, तो जारी ऊर्जा गर्मी के रूप में समाप्त हो जाती है या एटीपी अणुओं में जमा हो जाती है। कार्बोहाइड्रेट शरीर की दैनिक ऊर्जा खपत का लगभग 50 - 60% प्रदान करते हैं, और मांसपेशियों की सहनशक्ति गतिविधियों के दौरान - 70% तक। जब 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकृत होते हैं, तो 17 kJ ऊर्जा (4.1 kcal) निकलती है। शरीर मुख्य ऊर्जा स्रोत के रूप में ग्लाइकोजन के रूप में मुक्त ग्लूकोज या संग्रहीत कार्बोहाइड्रेट का उपयोग करता है। यह मस्तिष्क का मुख्य ऊर्जा सब्सट्रेट है।

प्लास्टिक।

एटीपी, एडीपी और अन्य न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लिक एसिड बनाने के लिए कार्बोहाइड्रेट (राइबोज, डीऑक्सीराइबोज) का उपयोग किया जाता है। वे कुछ एंजाइमों का हिस्सा हैं। कुछ कार्बोहाइड्रेट कोशिका झिल्ली के संरचनात्मक घटक होते हैं। ग्लूकोज रूपांतरण उत्पाद (ग्लुकुरोनिक एसिड, ग्लूकोसामाइन, आदि) पॉलीसेकेराइड और उपास्थि और अन्य ऊतकों के जटिल प्रोटीन का हिस्सा हैं।

पोषक तत्वों की आपूर्ति।

ग्लाइकोजन के रूप में कार्बोहाइड्रेट कंकाल की मांसपेशी, यकृत और अन्य ऊतकों में संग्रहीत (संग्रहित) होते हैं। व्यवस्थित पेशीय गतिविधि से ग्लाइकोजन भंडार में वृद्धि होती है, जिससे शरीर की ऊर्जा क्षमता में वृद्धि होती है।

विशिष्ट।

कुछ कार्बोहाइड्रेट रक्त समूहों की विशिष्टता सुनिश्चित करने में शामिल होते हैं, एंटीकोआगुलंट्स (थक्के का कारण) की भूमिका निभाते हैं, हार्मोन या औषधीय पदार्थों की श्रृंखला के लिए रिसेप्टर्स होते हैं, जो एक एंटीट्यूमर प्रभाव प्रदान करते हैं।

सुरक्षात्मक।

घटकों में जटिल कार्बोहाइड्रेट शामिल हैं प्रतिरक्षा तंत्र; म्यूकोपॉलीसेकेराइड श्लेष्म पदार्थों में पाए जाते हैं जो नाक, ब्रांकाई, पाचन तंत्र, मूत्रजननांगी पथ के जहाजों की सतह को कवर करते हैं और बैक्टीरिया और वायरस के प्रवेश के साथ-साथ यांत्रिक क्षति से भी बचाते हैं।

नियामक।

भोजन का फाइबर आंतों में विभाजन की प्रक्रिया के लिए खुद को उधार नहीं देता है, हालांकि, यह आंतों के मार्ग के क्रमाकुंचन को सक्रिय करता है, पाचन तंत्र में उपयोग किए जाने वाले एंजाइम, पाचन में सुधार और पोषक तत्वों के अवशोषण में सुधार करता है।

कार्बोहाइड्रेट (चीनी ए , saccharides) - कार्बनिक पदार्थ जिसमें कार्बोनिल समूह और कई हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं। यौगिकों के वर्ग का नाम "कार्बन हाइड्रेट्स" शब्द से आया है, यह पहली बार 1844 में के। श्मिट द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इस नाम की उपस्थिति इस तथ्य के कारण है कि विज्ञान के लिए ज्ञात पहले कार्बोहाइड्रेट को सकल सूत्र C x (H 2 O) y द्वारा वर्णित किया गया था, औपचारिक रूप से कार्बन और पानी के यौगिक हैं।

सभी कार्बोहाइड्रेट व्यक्तिगत "इकाइयों" से बने होते हैं जो सैकराइड होते हैं। मोनोमर्स में हाइड्रोलाइज करने की उनकी क्षमता के अनुसार, कार्बोहाइड्रेट को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: सरल और जटिल। एक इकाई वाले कार्बोहाइड्रेट को मोनोसेकेराइड कहा जाता है, दो इकाइयाँ डिसैकराइड हैं, दो से दस इकाइयाँ ओलिगोसेकेराइड हैं, और दस से अधिक पॉलीसेकेराइड हैं। कार्बन परमाणुओं की एक रैखिक श्रृंखला (एम = 3-9) के साथ सामान्य मोनोसेकेराइड पॉलीऑक्साल्डिहाइड (एल्डोस) या पॉलीपॉक्सीकेटोन (केटोज) होते हैं, जिनमें से प्रत्येक (कार्बोनिल कार्बन को छोड़कर) एक हाइड्रॉक्सिल समूह से बंधे होते हैं। सबसे सरल मोनोसेकेराइड, ग्लिसराल्डिहाइड में एक असममित कार्बन परमाणु होता है और इसे दो ऑप्टिकल एंटीपोड (डी और एल) के रूप में जाना जाता है। मोनोसैकेराइड्स रक्त शर्करा को तेजी से बढ़ाते हैं और इनका ग्लाइसेमिक इंडेक्स उच्च होता है, इसलिए इन्हें भी कहा जाता है तेज कार्बोहाइड्रेट... वे पानी में आसानी से घुल जाते हैं और हरे पौधों में संश्लेषित होते हैं। 3 या अधिक इकाई वाले कार्बोहाइड्रेट को जटिल कार्बोहाइड्रेट कहा जाता है। धीमी कार्बोहाइड्रेट से भरपूर खाद्य पदार्थ धीरे-धीरे ग्लूकोज बढ़ाते हैं और उनका ग्लाइसेमिक इंडेक्स कम होता है, यही वजह है कि उन्हें धीमा कार्बोहाइड्रेट भी कहा जाता है। जटिल कार्बोहाइड्रेट सरल शर्करा (मोनोसेकेराइड) के पॉलीकोंडेशन उत्पाद होते हैं और सरल के विपरीत, हाइड्रोलाइटिक क्लेवाज की प्रक्रिया में, वे सैकड़ों और हजारों मोनोसेकेराइड अणुओं के गठन के साथ मोनोमर्स में अपघटन करने में सक्षम होते हैं।

जीवित जीवों में, कार्बोहाइड्रेट कार्य करते हैं निम्नलिखित कार्य:

1. संरचनात्मक और सहायक कार्य। विभिन्न समर्थन संरचनाओं के निर्माण में कार्बोहाइड्रेट शामिल हैं। तो सेल्युलोज पौधों की कोशिका भित्ति का मुख्य संरचनात्मक घटक है, काइटिन कवक में एक समान कार्य करता है, और आर्थ्रोपोड्स के एक्सोस्केलेटन की कठोरता भी प्रदान करता है।

2. पौधों में सुरक्षात्मक भूमिका। कुछ पौधों में सुरक्षात्मक संरचनाएं होती हैं (कांटों, कांटों, आदि), जिसमें मृत कोशिकाओं की कोशिका भित्ति होती है।

3. प्लास्टिक समारोह। कार्बोहाइड्रेट जटिल अणुओं का हिस्सा हैं (उदाहरण के लिए, पेंटोस (राइबोज और डीऑक्सीराइबोज) एटीपी, डीएनए और आरएनए के निर्माण में शामिल हैं)।

4. ऊर्जा कार्य। कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा के स्रोत के रूप में कार्य करते हैं: जब 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट का ऑक्सीकरण होता है, तो 4.1 किलो कैलोरी ऊर्जा और 0.4 ग्राम पानी निकलता है।

5. भंडारण समारोह। कार्बोहाइड्रेट आरक्षित पोषक तत्वों के रूप में कार्य करते हैं: जानवरों में ग्लाइकोजन, पौधों में स्टार्च और इनुलिन।

6. आसमाटिक कार्य। कार्बोहाइड्रेट विनियमन में शामिल हैं परासरण दाबजीव में। तो, रक्त में 100-110 मिलीग्राम /% ग्लूकोज होता है, रक्त का आसमाटिक दबाव ग्लूकोज की एकाग्रता पर निर्भर करता है।

7. रिसेप्टर समारोह। ओलिगोसेकेराइड कई सेलुलर रिसेप्टर्स या लिगैंड अणुओं के रिसेप्टर भाग का हिस्सा हैं।

18. मोनोसेकेराइड्स: ट्रायोज़, टेट्रोज़, पेंटोस, हेक्सोज़। संरचना, खुले और चक्रीय रूप। ऑप्टिकल आइसोमेरिज्म। ग्लूकोज, फ्रुक्टोज के रासायनिक गुण। गुणात्मक ग्लूकोज प्रतिक्रियाएं।

मोनोसैक्राइड(ग्रीक से मोनोस- एकमात्र, सच्चर- चीनी) - सरल कार्बोहाइड्रेट जो सरल कार्बोहाइड्रेट बनाने के लिए हाइड्रोलाइज नहीं करते हैं - आमतौर पर वे रंगहीन होते हैं, पानी में आसानी से घुलनशील, अल्कोहल में खराब और ईथर में पूरी तरह से अघुलनशील, ठोस पारदर्शी कार्बनिक यौगिक, कार्बोहाइड्रेट के मुख्य समूहों में से एक, सबसे सरल चीनी का रूप... जलीय घोल में एक तटस्थ पीएच होता है। कुछ मोनोसेकेराइड में मीठा स्वाद होता है। मोनोसैकेराइड में कार्बोनिल (एल्डिहाइड या कीटोन) समूह होता है, इसलिए उन्हें पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल का व्युत्पन्न माना जा सकता है। मोनोसेकेराइड, जिसमें कार्बोनिल समूह श्रृंखला के अंत में स्थित होता है, एक एल्डिहाइड है और कहा जाता है एल्डोस... कार्बोनिल समूह की किसी अन्य स्थिति में, मोनोसैकेराइड एक कीटोन होता है और इसे कहा जाता है कीटोसिस... कार्बन श्रृंखला की लंबाई (तीन से दस परमाणुओं से) के आधार पर, के बीच एक अंतर किया जाता है तिकड़ी, टेट्रोस, पेंटोस, हेक्सोज, हेप्टोसआदि। उनमें से, प्रकृति में सबसे व्यापक रूप से पेंटोस और हेक्सोज हैं। मोनोसेकेराइड निर्माण खंड हैं जिनसे डिसाकार्इड्स, ओलिगोसेकेराइड और पॉलीसेकेराइड संश्लेषित होते हैं।

डी-ग्लूकोज (अंगूर चीनी या डेक्सट्रोज, सी 6 एच 12 हे 6) - हेक्साहेड्रल चीनी ( हेक्सोज), कई पॉलीसेकेराइड (पॉलिमर) की एक संरचनात्मक इकाई (मोनोमर) - डिसाकार्इड्स: (माल्टोज, सुक्रोज और लैक्टोज) और पॉलीसेकेराइड (सेल्युलोज, स्टार्च)। अन्य मोनोसेकेराइड को आमतौर पर di-, oligo- या पॉलीसेकेराइड के घटक के रूप में जाना जाता है और मुक्त अवस्था में दुर्लभ होते हैं। प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड मोनोसेकेराइड के मुख्य स्रोत हैं।

गुणात्मक प्रतिक्रिया:

ग्लूकोज के घोल में कॉपर (II) सल्फेट के घोल और क्षार के घोल की कुछ बूंदें मिलाएं। कोई कॉपर हाइड्रॉक्साइड अवक्षेप नहीं बनता है। घोल चमकीला नीला हो जाता है। इस मामले में, ग्लूकोज कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड को घोलता है और एक पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल की तरह व्यवहार करता है, जिससे एक जटिल यौगिक बनता है।
आइए घोल को गर्म करें। इन शर्तों के तहत, कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया ग्लूकोज के कम करने वाले गुणों को प्रदर्शित करती है। घोल का रंग बदलने लगता है। सबसे पहले, Cu 2 O रूपों का एक पीला अवक्षेप, जो समय के साथ बड़े लाल CuO क्रिस्टल बनाता है। इस मामले में, ग्लूकोज ग्लूकोनिक एसिड में ऑक्सीकृत हो जाता है।

2HOCH 2 - (CHOH) 4) -CH = O + Cu (OH) 2 2HOCH 2 - (CHOH) 4) -COOH + Cu 2 O ↓ + 2H 2 O

19. ओलिगोसेकेराइड्स: संरचना, गुण। डिसाकार्इड्स: माल्टोज, लैक्टोज, सेलोबायोज, सुक्रोज। जैविक भूमिका।

थोक oligosaccharidesडिसाकार्इड्स द्वारा प्रतिनिधित्व किया जाता है, जिनमें से सुक्रोज, माल्टोस और लैक्टोज पशु जीव के लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सेलोबायोज डिसैकराइड पौधे के जीवन के लिए आवश्यक है।
डिसाकार्इड्स (बायोस) हाइड्रोलिसिस दो समान या अलग मोनोसेकेराइड बनाते हैं। उनकी संरचना को स्थापित करने के लिए, यह जानना आवश्यक है कि डिसैकराइड किस मोनोसेस से निर्मित होता है; किस रूप में, फ़्यूरानोज़ या पाइरोज़, डिसैकराइड में मोनोसेकेराइड है; जिसकी भागीदारी से हाइड्रॉक्सिल दो सरल चीनी अणुओं से जुड़े होते हैं।
डिसाकार्इड्स को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: गैर-अपचायक और कम करने वाले शर्करा।
पहले समूह में ट्रेहलोस (मशरूम चीनी) शामिल है। यह टॉटोमेरिज़्म में असमर्थ है: दो ग्लूकोज अवशेषों के बीच ईथर बंधन ग्लूकोसाइड हाइड्रॉक्सिल दोनों की भागीदारी से बनता है
दूसरे समूह में माल्टोस (माल्ट शुगर) शामिल है। यह टॉटोमेरिज़्म में सक्षम है, क्योंकि ग्लूकोसाइड हाइड्रॉक्सिल में से केवल एक ईथर बंधन बनाने के लिए उपयोग किया जाता है और इसलिए, एक गुप्त रूप में एक एल्डिहाइड समूह होता है। कम करने वाला डिसैकराइड उत्परिवर्तन में सक्षम है। यह कार्बोनिल समूह (ग्लूकोज के समान) के लिए अभिकर्मकों के साथ प्रतिक्रिया करता है, पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल में कम हो जाता है, एसिड में ऑक्सीकृत हो जाता है
डिसाकार्इड्स के हाइड्रॉक्सिल समूह अल्किलीकरण और एसाइलेशन प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं।
सुक्रोज(चुकंदर, गन्ना)। यह प्रकृति में बहुत आम है। यह चुकंदर (शुष्क पदार्थ की 28% तक सामग्री) और गन्ने से प्राप्त किया जाता है। यह एक अपचायक शर्करा है, क्योंकि ऑक्सीजन सेतु दोनों ग्लाइकोसिडिक हाइड्रॉक्सिल समूहों की भागीदारी से बनता है।

माल्टोस(अंग्रेजी से। माल्टो- माल्ट) - माल्ट शुगर, एक प्राकृतिक डिसैकराइड जिसमें दो ग्लूकोज अवशेष होते हैं; जौ, राई और अन्य अनाज के अंकुरित अनाज (माल्ट) में बड़ी मात्रा में पाया जाता है; टमाटर, पराग और कई पौधों के अमृत में भी पाया जाता है। माल्टोस मानव शरीर द्वारा आसानी से अवशोषित हो जाता है। दो ग्लूकोज अवशेषों में माल्टोस का विभाजन एंजाइम ए-ग्लूकोसिडेज़, या माल्टेज़ की क्रिया के परिणामस्वरूप होता है, जो जानवरों और मनुष्यों के पाचक रस में, अंकुरित अनाज में, मोल्ड्स और खमीर में निहित होता है।

सेलोबायोज- 4- (β-ग्लूकोसिडो) -ग्लूकोज, एक डिसैकराइड जिसमें दो ग्लूकोज अवशेष होते हैं जो β-ग्लूकोसिडिक बॉन्ड से जुड़े होते हैं; सेल्यूलोज की बुनियादी संरचनात्मक इकाई। जुगाली करने वालों के जठरांत्र संबंधी मार्ग में रहने वाले जीवाणुओं द्वारा सेल्युलोज के एंजाइमैटिक हाइड्रोलिसिस के दौरान सेलोबायोज का निर्माण होता है। फिर सेलोबायोज को जीवाणु एंजाइम β-ग्लूकोसिडेस (सेलोबियस) द्वारा ग्लूकोज में विभाजित किया जाता है, जो जुगाली करने वालों द्वारा बायोमास के सेल्यूलोज भाग को आत्मसात करना सुनिश्चित करता है।

लैक्टोज(दूध चीनी) 12Н22О11 - दूध में पाए जाने वाले डिसैकराइड समूह का कार्बोहाइड्रेट। लैक्टोज अणु में ग्लूकोज और गैलेक्टोज अणुओं के अवशेष होते हैं। पोषक मीडिया की तैयारी के लिए उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, पेनिसिलिन के उत्पादन में। में एक उत्तेजक (भराव) के रूप में प्रयोग किया जाता है दवाइयों की फैक्ट्री... लैक्टोज से, लैक्टुलोज प्राप्त होता है, आंतों के विकारों के उपचार के लिए एक मूल्यवान दवा, जैसे कि कब्ज।

20. होमोपॉलीसेकेराइड: स्टार्च, ग्लाइकोजन, सेल्युलोज, डेक्सट्रिन। संरचना, गुण। जैविक भूमिका। स्टार्च के लिए गुणात्मक प्रतिक्रिया।

होमोपॉलीसेकेराइड ( ग्लाइकान ), एक मोनोसेकेराइड के अवशेषों से मिलकर, हेक्सोज या पेंटोस हो सकता है, यानी हेक्सोज या पेंटोस को मोनोमर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। पॉलीसेकेराइड की रासायनिक प्रकृति के आधार पर, ग्लूकेन्स (ग्लूकोज अवशेषों से), मन्नान (मैननोज से), गैलेक्टन (गैलेक्टोज से) और अन्य समान यौगिकों को प्रतिष्ठित किया जाता है। होमोपॉलीसेकेराइड के समूह में पौधे के कार्बनिक यौगिक (स्टार्च, सेल्युलोज, पेक्टिन पदार्थ), पशु (ग्लाइकोजन, काइटिन) और बैक्टीरिया ( डेक्सट्रांस) मूल।

पॉलीसेकेराइड जानवरों और पौधों के जीवों के जीवन के लिए आवश्यक हैं। यह शरीर में ऊर्जा के मुख्य स्रोतों में से एक है, जो चयापचय के परिणामस्वरूप बनता है। पॉलीसेकेराइड प्रतिरक्षा प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं, ऊतकों में कोशिकाओं के आसंजन प्रदान करते हैं, और जीवमंडल में कार्बनिक पदार्थों के थोक हैं।

स्टार्च (सी 6 एच 10 हे 5) एन - दो होमोपॉलीसेकेराइड का मिश्रण: रैखिक - एमाइलोज और शाखित - एमाइलोपेक्टिन, जिसका मोनोमर अल्फा-ग्लूकोज है। सफेद अनाकार पदार्थ, ठंडे पानी में अघुलनशील, गर्म पानी में सूजन और आंशिक रूप से घुलनशील। आण्विक भार 10 5 -10 7 डाल्टन। प्रकाश संश्लेषण के दौरान प्रकाश की क्रिया के तहत क्लोरोप्लास्ट में विभिन्न पौधों द्वारा संश्लेषित स्टार्च अनाज संरचना, आणविक पोलीमराइजेशन की डिग्री, बहुलक श्रृंखलाओं की संरचना और भौतिक रासायनिक गुणों में कुछ भिन्न होता है। एक नियम के रूप में, स्टार्च में एमाइलोज की सामग्री 10-30%, एमाइलोपेक्टिन - 70-90% होती है। एमाइलोज अणु में औसतन लगभग 1,000 ग्लूकोज अवशेष होते हैं जो अल्फा-1,4 बॉन्ड से जुड़े होते हैं। एमाइलोपेक्टिन अणु के अलग-अलग रैखिक क्षेत्रों में 20-30 ऐसी इकाइयाँ होती हैं, और एमाइलोपेक्टिन के शाखाओं वाले बिंदुओं पर, ग्लूकोज अवशेष इंटरचेन अल्फा-1.6 बॉन्ड द्वारा जुड़े होते हैं। स्टार्च के आंशिक अम्लीय हाइड्रोलिसिस के साथ, पोलीसेकेराइड की कम डिग्री के पोलीसेकेराइड बनते हैं - डेक्सट्रिन ( सी 6 एच 10 हे 5) पी, और पूर्ण हाइड्रोलिसिस के साथ - ग्लूकोज।

ग्लाइकोजन (सी 6 एच 10 हे 5) एन - अल्फा-डी-ग्लूकोज अवशेषों से निर्मित एक पॉलीसेकेराइड - उच्च जानवरों और मनुष्यों का मुख्य आरक्षित पॉलीसेकेराइड, लगभग सभी अंगों और ऊतकों में कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में कणिकाओं के रूप में निहित है, हालांकि, इसकी सबसे बड़ी मात्रा जमा होती है मांसपेशियों और यकृत में। ग्लाइकोजन अणु ब्रांचिंग पॉलीग्लुकोसाइड चेन से बना होता है, जिसके रैखिक क्रम में, ग्लूकोज अवशेष अल्फा-1,4-बॉन्ड से जुड़े होते हैं, और शाखा बिंदुओं पर इंटरचेन अल्फा-1,6-बॉन्ड द्वारा जुड़े होते हैं। ग्लाइकोजन का अनुभवजन्य सूत्र स्टार्च के समान है। रासायनिक संरचना के संदर्भ में, ग्लाइकोजन जंजीरों की अधिक स्पष्ट शाखाओं के साथ एमाइलोपेक्टिन के करीब है, इसलिए इसे कभी-कभी "पशु स्टार्च" शब्द कहा जाता है। आण्विक भार 10 5 -10 8 डाल्टन और उससे अधिक। जंतु जीवों में, यह एक पौधे पॉलीसेकेराइड का संरचनात्मक और कार्यात्मक एनालॉग है - स्टार्च... ग्लाइकोजन एक ऊर्जा भंडार बनाता है, जो, यदि आवश्यक हो, ग्लूकोज की अचानक कमी को पूरा करने के लिए, जल्दी से जुटाया जा सकता है - इसके अणु की मजबूत शाखाओं में बड़ी संख्या में टर्मिनल अवशेषों की उपस्थिति होती है, जो तेजी से होने की संभावना प्रदान करते हैं ग्लूकोज अणुओं की आवश्यक मात्रा में दरार। ट्राइग्लिसराइड्स (वसा) के भंडारण के विपरीत, ग्लाइकोजन का भंडारण इतना क्षमता नहीं है (कैलोरी प्रति ग्राम में)। केवल यकृत कोशिकाओं (हेपेटोसाइट्स) में संग्रहीत ग्लाइकोजन को पूरे शरीर को खिलाने के लिए ग्लूकोज में संसाधित किया जा सकता है, जबकि हेपेटोसाइट्स ग्लाइकोजन के रूप में अपने वजन का 8 प्रतिशत तक जमा करने में सक्षम होते हैं, जो सभी प्रकार की कोशिकाओं में अधिकतम एकाग्रता है। वयस्कों के जिगर में ग्लाइकोजन का कुल द्रव्यमान 100-120 ग्राम तक पहुंच सकता है। मांसपेशियों में, ग्लाइकोजन विशेष रूप से स्थानीय खपत के लिए ग्लूकोज में टूट जाता है और बहुत कम सांद्रता (कुल मांसपेशी द्रव्यमान का 1% से अधिक नहीं) में जमा होता है, हालांकि, मांसपेशियों में कुल आपूर्ति हेपेटोसाइट्स में संचित आपूर्ति से अधिक हो सकती है।

सेल्यूलोज(सेल्यूलोज) पौधे की दुनिया का सबसे आम संरचनात्मक पॉलीसेकेराइड है, जिसमें बीटा-पाइरानोज रूप में अल्फा-ग्लूकोज अवशेष शामिल हैं। इस प्रकार, सेल्यूलोज अणु में, बीटा-ग्लूकोपाइरानोज मोनोमेरिक इकाइयाँ बीटा-1,4-बॉन्ड द्वारा रैखिक रूप से परस्पर जुड़ी होती हैं। सेल्यूलोज के आंशिक हाइड्रोलिसिस के साथ, सेलोबायोज डिसैकराइड बनता है, और पूर्ण हाइड्रोलिसिस के साथ, डी-ग्लूकोज बनता है। मानव जठरांत्र संबंधी मार्ग में, सेल्यूलोज पचता नहीं है, क्योंकि पाचन एंजाइमों के सेट में बीटा-ग्लूकोसिडेज़ नहीं होता है। हालांकि, भोजन में पौधे के फाइबर की एक इष्टतम मात्रा की उपस्थिति मल के सामान्य गठन में योगदान करती है। इसकी उच्च यांत्रिक शक्ति के साथ, सेल्यूलोज पौधों के लिए सहायक सामग्री की भूमिका निभाता है, उदाहरण के लिए, लकड़ी की संरचना में इसका हिस्सा 50 से 70% तक भिन्न होता है, और कपास लगभग एक सौ प्रतिशत सेलूलोज़ होता है।

स्टार्च के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया आयोडीन के अल्कोहल समाधान के साथ की जाती है। आयोडीन के साथ बातचीत करते समय, स्टार्च नीले-बैंगनी रंग का एक जटिल यौगिक बनाता है

मानव शरीर के साथ-साथ अन्य जीवों के लिए भी ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसके बिना कोई भी प्रक्रिया संभव नहीं है। आखिरकार, हर जैव रासायनिक प्रतिक्रिया, किसी भी एंजाइमेटिक प्रक्रिया या चयापचय के चरण के लिए एक ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता होती है।

इसलिए शरीर को जीवन के लिए शक्ति प्रदान करने वाले पदार्थों का महत्व बहुत ही महान और महत्वपूर्ण है। वे किस प्रकार के पदार्थ हैं? कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, उनमें से प्रत्येक अलग है, वे रासायनिक यौगिकों के पूरी तरह से अलग वर्गों से संबंधित हैं, लेकिन उनका एक कार्य समान है - शरीर को जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करना। आइए सूचीबद्ध पदार्थों के एक समूह पर विचार करें - कार्बोहाइड्रेट।

कार्बोहाइड्रेट का वर्गीकरण

उनकी खोज के क्षण से कार्बोहाइड्रेट की संरचना और संरचना उनके नाम से निर्धारित की गई थी। दरअसल, शुरुआती सूत्रों के अनुसार, यह माना जाता था कि यह यौगिकों का एक समूह है जिसकी संरचना में पानी के अणुओं से जुड़े कार्बन परमाणु होते हैं।

अधिक गहन विश्लेषण, साथ ही इन पदार्थों की विविधता के बारे में संचित जानकारी ने यह साबित करना संभव बना दिया कि सभी प्रतिनिधियों के पास केवल ऐसी रचना नहीं है। हालांकि, यह विशेषता अभी भी उनमें से एक है जो कार्बोहाइड्रेट की संरचना को निर्धारित करती है।

यौगिकों के इस समूह का आधुनिक वर्गीकरण इस प्रकार है:

1. मोनोसेकेराइड (राइबोज, फ्रुक्टोज, ग्लूकोज, आदि)
2. ओलिगोसेकेराइड्स (बायोस, ट्रायोज़)।
3. पॉलीसेकेराइड (स्टार्च, सेल्युलोज)।

साथ ही, सभी कार्बोहाइड्रेट को निम्नलिखित दो में विभाजित किया जा सकता है: बड़े समूह:

• बहाल करना;
• गैर-बहाल।

आइए हम प्रत्येक समूह के कार्बोहाइड्रेट अणुओं की संरचना पर अधिक विस्तार से विचार करें।

मोनोसैकराइड: विशेषताएं

इस श्रेणी में सभी सरल कार्बोहाइड्रेट शामिल हैं जिनमें एल्डिहाइड (एल्डोस) या कीटोन (कीटोज) समूह होते हैं और श्रृंखला संरचना में 10 से अधिक कार्बन परमाणु नहीं होते हैं। यदि आप मुख्य श्रृंखला में परमाणुओं की संख्या को देखें, तो मोनोसेकेराइड को इसमें विभाजित किया जा सकता है:

• ट्रायोज़ (ग्लिसराल्डिहाइड);
• टेट्रोस (एरिथ्रुलोज, एरिथ्रोसिस);
• पेंटोस (राइबोज और डीऑक्सीराइबोज);
• हेक्सोज (ग्लूकोज, फ्रुक्टोज)।

अन्य सभी प्रतिनिधि निकाय के लिए उतने महत्वपूर्ण नहीं हैं जितने सूचीबद्ध हैं।

अणुओं की संरचना की विशेषताएं

उनकी संरचना से, मोनोस को एक श्रृंखला के रूप में और एक चक्रीय कार्बोहाइड्रेट के रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है। यह कैसे होता है? मुद्दा यह है कि यौगिक में केंद्रीय कार्बन परमाणु एक असममित केंद्र है जिसके चारों ओर घोल में अणु घूमने में सक्षम है। इस प्रकार एल- और डी-फॉर्म मोनोसेकेराइड के ऑप्टिकल आइसोमर बनते हैं। इस मामले में, एक सीधी श्रृंखला के रूप में लिखे गए ग्लूकोज सूत्र को एल्डिहाइड समूह (या कीटोन) द्वारा मानसिक रूप से पकड़ा जा सकता है और एक गेंद में घुमाया जा सकता है। आपको संबंधित चक्रीय सूत्र मिलेगा।

कई मोनोज़ के कार्बोहाइड्रेट काफी सरल होते हैं: एक श्रृंखला या चक्र बनाने वाले कई कार्बन परमाणु, जिनमें से प्रत्येक हाइड्रॉक्सिल समूह और हाइड्रोजन परमाणु अलग-अलग या एक तरफ स्थित होते हैं। यदि एक ही नाम की सभी संरचनाएं एक तरफ हैं, तो डी-आइसोमर बनता है, यदि वे एक दूसरे के विकल्प के साथ भिन्न होते हैं, तो एल-आइसोमर। अगर आप लिखते हैं सामान्य सूत्रआणविक रूप में ग्लूकोज मोनोसेकेराइड का सबसे आम प्रतिनिधि, तो यह इस तरह दिखेगा: सी 6 एच 12 ओ 6। इसके अलावा, यह रिकॉर्ड फ्रुक्टोज की संरचना को भी दर्शाता है। आखिरकार, रासायनिक रूप से, ये दो मोनोस संरचनात्मक आइसोमर हैं। ग्लूकोज एक एल्डिहाइड अल्कोहल है, फ्रुक्टोज एक किटोजेनिक अल्कोहल है।

कई मोनोसेकेराइड के कार्बोहाइड्रेट की संरचना और गुण आपस में जुड़े हुए हैं। दरअसल, संरचना में एल्डिहाइड और कीटोन समूहों की उपस्थिति के कारण, वे एल्डिहाइड और कीटोन अल्कोहल से संबंधित हैं, जो उन्हें निर्धारित करता है रासायनिक प्रकृतिऔर प्रतिक्रियाएँ जो वे प्रवेश करने में सक्षम हैं।

तो, ग्लूकोज निम्नलिखित रासायनिक गुणों को प्रदर्शित करता है:

1. कार्बोनिल समूह की उपस्थिति के कारण प्रतिक्रियाएं:

• ऑक्सीकरण एक "चांदी का दर्पण" प्रतिक्रिया है;
• हौसले से अवक्षेपित (II) के साथ - एल्डोनिक एसिड;
• मजबूत ऑक्सीडेंट डिबासिक एसिड (एल्डेरिक) बनाने में सक्षम हैं, न केवल एल्डिहाइड, बल्कि एक हाइड्रॉक्सिल समूह को भी बदलते हैं;
• वसूली - पॉलीहाइड्रिक अल्कोहल में परिवर्तित।

2. अणु में हाइड्रॉक्सिल समूह भी होते हैं, जो संरचना को दर्शाता है। इन समूहों से प्रभावित कार्बोहाइड्रेट के गुण:

• अल्काइलेट करने की क्षमता - ईथर का निर्माण;
• एसाइलेशन - गठन;
• कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड की गुणात्मक प्रतिक्रिया।

3. ग्लूकोज के अत्यधिक विशिष्ट गुण:

• ब्यूट्रिक एसिड;
• शराब;
• लैक्टिक एसिड किण्वन।

शरीर में किए जाने वाले कार्य

कई मोनोस के कार्बोहाइड्रेट की संरचना और कार्य निकटता से संबंधित हैं। उत्तरार्द्ध में, सबसे पहले, जीवित जीवों की जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेना शामिल है। इसमें मोनोसेकेराइड क्या भूमिका निभाते हैं?

1. ओलिगो- और पॉलीसेकेराइड के उत्पादन का आधार।
2. पेंटोस (राइबोज और डीऑक्सीराइबोज) एटीपी, आरएनए और डीएनए के निर्माण में शामिल सबसे महत्वपूर्ण अणु हैं। और वे, बदले में, वंशानुगत सामग्री, ऊर्जा और प्रोटीन के मुख्य आपूर्तिकर्ता हैं।
3. मानव रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता आसमाटिक दबाव और इसके परिवर्तनों का एक विश्वसनीय संकेतक है।

ओलिगोसेकेराइड्स: संरचना

इस समूह में कार्बोहाइड्रेट की संरचना संरचना में दो (डायोस) या तीन (ट्रायोज) मोनोसैकराइड अणुओं की उपस्थिति तक कम हो जाती है। 4, 5 या अधिक संरचनाओं (10 तक) वाले भी हैं, लेकिन सबसे आम डिसाकार्इड्स हैं। यही है, हाइड्रोलिसिस के दौरान, ऐसे यौगिक ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, पेंटोस, आदि के निर्माण के साथ विघटित हो जाते हैं। इस श्रेणी में कौन से कनेक्शन हैं? एक विशिष्ट उदाहरण है (सामान्य गन्ना (दूध का मुख्य घटक), माल्टोज, लैक्टुलोज, आइसोमाल्टोस।

कार्बोहाइड्रेट की इस श्रृंखला की रासायनिक संरचना में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

1. सामान्य आणविक सूत्र: सी 12 एच 22 ओ 11.
2. डिसैकराइड संरचना में दो समान या अलग-अलग मोनोस अवशेष एक ग्लाइकोसिडिक पुल का उपयोग करके एक दूसरे से जुड़े होते हैं। शर्करा की अपचयन क्षमता इस यौगिक की प्रकृति पर निर्भर करेगी।
3. डिसाकार्इड्स को कम करना। इस प्रकार के कार्बोहाइड्रेट की संरचना में एल्डिहाइड के हाइड्रॉक्सिल और विभिन्न मोनोजाइम अणुओं के हाइड्रॉक्सिल समूहों के बीच एक ग्लाइकोसिडिक पुल का निर्माण होता है। इनमें शामिल हैं: माल्टोस, लैक्टोज, और इसी तरह।
4. नॉन-रिड्यूसिंग - सुक्रोज का एक विशिष्ट उदाहरण - जब एल्डिहाइड संरचना की भागीदारी के बिना, केवल संबंधित समूहों के हाइड्रॉक्सिल के बीच एक पुल बनता है।

इस प्रकार, कार्बोहाइड्रेट की संरचना को संक्षेप में इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: आण्विक सूत्र... यदि एक विस्तृत विस्तारित संरचना की आवश्यकता है, तो इसे फिशर के ग्राफिक अनुमानों या हेवर्स के सूत्रों का उपयोग करके चित्रित किया जा सकता है। विशेष रूप से, दो चक्रीय मोनोमर्स (मोनोस) या तो भिन्न होते हैं या एक ही (ऑलिगोसेकेराइड के आधार पर), एक ग्लाइकोसिडिक पुल से जुड़े होते हैं। निर्माण करते समय, कनेक्शन के सही प्रदर्शन के लिए पुनर्स्थापना क्षमता को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

डिसैकराइड अणुओं के उदाहरण

यदि कार्य इस रूप में है: "कार्बोहाइड्रेट की संरचनात्मक विशेषताओं पर ध्यान दें," तो डिसाकार्इड्स के लिए सबसे पहले यह इंगित करना सबसे अच्छा है कि इसमें मोनोसेस के अवशेष क्या हैं। सबसे आम प्रकार हैं:

• सुक्रोज - अल्फा ग्लूकोज और बीटा फ्रुक्टोज से निर्मित;
• माल्टोस - ग्लूकोज अवशेषों से;
• सेलोबायोज - डी-फॉर्म बीटा-ग्लूकोज के दो अवशेष होते हैं;
• लैक्टोज - गैलेक्टोज + ग्लूकोज;
• लैक्टुलोज - गैलेक्टोज + फ्रुक्टोज और इसी तरह।

फिर, उपलब्ध अवशेषों के आधार पर, ग्लाइकोसिडिक ब्रिज के प्रकार के स्पष्ट नुस्खे के साथ एक संरचनात्मक सूत्र तैयार किया जाना चाहिए।

जीवों के लिए महत्व

डिसाकार्इड्स की भूमिका भी बहुत महत्वपूर्ण है, न केवल संरचना महत्वपूर्ण है। कार्बोहाइड्रेट और वसा के कार्य आम तौर पर समान होते हैं। यह ऊर्जा घटक पर आधारित है। हालांकि, कुछ व्यक्तिगत डिसैकराइड के लिए, उनके विशेष महत्व का संकेत दिया जाना चाहिए।

1. सुक्रोज मानव शरीर में ग्लूकोज का मुख्य स्रोत है।
2. स्तनधारी स्तन के दूध में लैक्टोज पाया जाता है, जिसमें महिला दूध भी शामिल है, 8% तक।
3. लैक्टुलोज को चिकित्सा उपयोग के लिए प्रयोगशाला में प्राप्त किया जाता है और इसे डेयरी उत्पादों के उत्पादन में भी जोड़ा जाता है।

मानव शरीर और अन्य प्राणियों में कोई भी डिसैकराइड, ट्राइसेकेराइड, और इसी तरह मोनोसेस बनाने के लिए तत्काल हाइड्रोलिसिस से गुजरता है। यह वह विशेषता है जो मनुष्यों द्वारा अपने कच्चे, अपरिवर्तित रूप (चुकंदर या गन्ना) में कार्बोहाइड्रेट के इस वर्ग के उपयोग को रेखांकित करती है।

पॉलीसेकेराइड: आणविक विशेषताएं

कार्बोहाइड्रेट के कार्य, संरचना और संरचना यह श्रृंखलासजीवों के जीवों के साथ-साथ इनके लिए भी बहुत महत्व है आर्थिक गतिविधिव्यक्ति। सबसे पहले, आपको यह पता लगाने की जरूरत है कि कौन से कार्बोहाइड्रेट पॉलीसेकेराइड हैं।

उनमें से काफी कुछ हैं:

• स्टार्च;
• ग्लाइकोजन;
• मुरीन;
• ग्लूकोमानन;
• सेलूलोज़;
• डेक्सट्रिन;
• गैलेक्टोमैनन;
• मुरोमिन;
• अमाइलोज;
• चिटिन

यह पूरी सूची नहीं है, बल्कि जानवरों और पौधों के लिए सबसे महत्वपूर्ण है। यदि आप "कई पॉलीसेकेराइड के कार्बोहाइड्रेट की संरचनात्मक विशेषताओं पर ध्यान दें" कार्य करते हैं, तो सबसे पहले आपको उनकी स्थानिक संरचना पर ध्यान देना चाहिए। ये बहुत भारी, विशाल अणु होते हैं, जिनमें सैकड़ों मोनोमेरिक इकाइयाँ होती हैं, जो ग्लाइकोसिडिक रासायनिक बंधों द्वारा एक साथ जुड़ी होती हैं। अक्सर पॉलीसेकेराइड कार्बोहाइड्रेट अणुओं की संरचना एक स्तरित संरचना होती है।

ऐसे अणुओं का एक निश्चित वर्गीकरण होता है।

1. होमोपॉलीसेकेराइड - मोनोसेकेराइड की समान दोहराई जाने वाली इकाइयों से मिलकर बनता है। मोनोज के आधार पर, वे हेक्सोज, पेंटोस, और इसी तरह (ग्लुकन, मन्नान, गैलेक्टन) हो सकते हैं।
2. Heteropolysaccharides - विभिन्न मोनोमेरिक इकाइयों द्वारा निर्मित।

एक रैखिक स्थानिक संरचना वाले यौगिकों में शामिल होना चाहिए, उदाहरण के लिए, सेल्युलोज। अधिकांश पॉलीसेकेराइड में एक शाखित संरचना होती है - स्टार्च, ग्लाइकोजन, काइटिन, और इसी तरह।

जीवित चीजों के शरीर में भूमिका

कार्बोहाइड्रेट के इस समूह की संरचना और कार्य सभी प्राणियों की महत्वपूर्ण गतिविधि से निकटता से संबंधित हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, पौधे आरक्षित पोषक तत्व के रूप में जमा होते हैं विभिन्न भागशूट या रूट स्टार्च। जानवरों के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत फिर से पॉलीसेकेराइड है, जिसके टूटने से बहुत अधिक ऊर्जा पैदा होती है।

इसमें कार्बोहाइड्रेट बहुत अहम भूमिका निभाते हैं। कई कीड़ों और क्रस्टेशियंस के आवरण में काइटिन होता है, म्यूरिन बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति का एक घटक होता है, सेल्युलोज पौधों का आधार होता है।

एक पशु आरक्षित पोषक तत्व ग्लाइकोजन अणु है, या जैसा कि इसे आमतौर पर पशु वसा कहा जाता है। यह शरीर के अलग-अलग हिस्सों में जमा होता है और न केवल ऊर्जा करता है, बल्कि यांत्रिक प्रभावों के खिलाफ एक सुरक्षात्मक कार्य भी करता है।

अधिकांश जीवों के लिए, कार्बोहाइड्रेट की संरचना का बहुत महत्व है। प्रत्येक जानवर और पौधे का जीव विज्ञान ऐसा होता है जिसकी उसे आवश्यकता होती है निरंतर स्रोतऊर्जा, अटूट। और केवल वे इसे दे सकते हैं, और सबसे अधिक पॉलीसेकेराइड के रूप में। तो, चयापचय प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट के पूर्ण टूटने से 4.1 किलो कैलोरी ऊर्जा निकलती है! यह अधिकतम है, कोई कनेक्शन अब और नहीं देता है। इसलिए किसी भी व्यक्ति और जानवर के आहार में कार्बोहाइड्रेट जरूर मौजूद होना चाहिए। दूसरी ओर, पौधे अपना ख्याल रखते हैं: प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, वे अपने अंदर स्टार्च बनाते हैं और इसे स्टोर करते हैं।

कार्बोहाइड्रेट के सामान्य गुण

वसा, प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट की संरचना आम तौर पर समान होती है। आखिरकार, वे सभी मैक्रोमोलेक्यूल्स हैं। यहां तक ​​कि उनके कुछ कार्य भी सामान्य प्रकृति के हैं। ग्रह के बायोमास के जीवन में सभी कार्बोहाइड्रेट की भूमिका और महत्व को सामान्यीकृत किया जाना चाहिए।

1. कार्बोहाइड्रेट की संरचना और संरचना पौधों की कोशिकाओं, जानवरों और जीवाणुओं की झिल्ली, साथ ही इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल के निर्माण के लिए एक निर्माण सामग्री के रूप में उनका उपयोग करती है।
2. सुरक्षात्मक कार्य। यह पौधों के जीवों की विशेषता है और कांटों, कांटों आदि के निर्माण में स्वयं को प्रकट करता है।
3. प्लास्टिक की भूमिका महत्वपूर्ण अणुओं (डीएनए, आरएनए, एटीपी और अन्य) का निर्माण है।
4. रिसेप्टर समारोह। पॉलीसेकेराइड और ओलिगोसेकेराइड कोशिका झिल्ली में परिवहन परिवहन में सक्रिय भागीदार हैं, "गार्ड" जो प्रभावों को पकड़ते हैं।
5. ऊर्जा की भूमिका सबसे महत्वपूर्ण है। सभी इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं के साथ-साथ पूरे जीव के काम के लिए अधिकतम ऊर्जा प्रदान करता है।
6. आसमाटिक दबाव का विनियमन - ग्लूकोज यह नियंत्रण करता है।
7. कुछ पॉलीसेकेराइड एक आरक्षित पोषक तत्व बन जाते हैं, जो जानवरों के लिए ऊर्जा का एक स्रोत है।

इस प्रकार, यह स्पष्ट है कि वसा, प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट की संरचना, उनके कार्य और जीवित प्रणालियों के जीवों में भूमिका निर्णायक और निर्णायक महत्व के हैं। ये अणु जीवन के निर्माता हैं, वे इसका संरक्षण और समर्थन भी करते हैं।

अन्य उच्च आणविक भार यौगिकों के साथ कार्बोहाइड्रेट

कार्बोहाइड्रेट की भूमिका शुद्ध रूप में नहीं, बल्कि अन्य अणुओं के संयोजन में भी जानी जाती है। इनमें सबसे आम शामिल हैं, जैसे:

• ग्लाइकोसामिनोग्लाइकेन्स या म्यूकोपॉलीसेकेराइड्स;
• ग्लाइकोप्रोटीन।

इस प्रकार के कार्बोहाइड्रेट की संरचना और गुण काफी जटिल होते हैं, क्योंकि जटिल विभिन्न प्रकार के कार्यात्मक समूहों को जोड़ता है। इस प्रकार के अणुओं की मुख्य भूमिका जीवों की कई जीवन प्रक्रियाओं में भागीदारी है। प्रतिनिधि हैं: हाईऐल्युरोनिक एसिड, चोंड्रोइटिन सल्फेट, हेपरान, केराटन सल्फेट और अन्य।

अन्य जैविक रूप से सक्रिय अणुओं के साथ पॉलीसेकेराइड के परिसर भी हैं। उदाहरण के लिए, ग्लाइकोप्रोटीन या लिपोपॉलीसेकेराइड। गठन में उनका अस्तित्व आवश्यक है प्रतिरक्षाविज्ञानी प्रतिक्रियाएंजीव, क्योंकि वे लसीका प्रणाली की कोशिकाओं का हिस्सा हैं।

प्राचीन काल में भी, मानव जाति कार्बोहाइड्रेट से परिचित हो गई और उन्हें अपने में उपयोग करना सीखा दिनचर्या या रोज़मर्रा की ज़िंदगी... कपास, सन, लकड़ी, स्टार्च, शहद, गन्ना चीनी कुछ ऐसे कार्बोहाइड्रेट हैं जिन्होंने सभ्यता के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। कार्बोहाइड्रेट प्रकृति में सबसे आम कार्बनिक यौगिकों में से हैं। वे बैक्टीरिया, पौधों और जानवरों सहित किसी भी जीव की कोशिकाओं के अभिन्न अंग हैं। पौधों में, कार्बोहाइड्रेट 80 - 90% सूखे वजन के लिए होता है, जानवरों में - शरीर के वजन का लगभग 2%। कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से उनका संश्लेषण हरे पौधों द्वारा सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करके किया जाता है ( प्रकाश संश्लेषण ) इस प्रक्रिया के कुल स्टोइकोमेट्रिक समीकरण का रूप है:

फिर ग्लूकोज और अन्य सरल कार्बोहाइड्रेट स्टार्च और सेल्युलोज जैसे अधिक जटिल कार्बोहाइड्रेट में परिवर्तित हो जाते हैं। श्वसन के दौरान ऊर्जा छोड़ने के लिए पौधे इन कार्बोहाइड्रेट का उपयोग करते हैं। यह प्रक्रिया अनिवार्य रूप से प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के विपरीत है:

जानना दिलचस्प है! प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में हरे पौधे और बैक्टीरिया सालाना लगभग 200 बिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड को वायुमंडल से अवशोषित करते हैं। इस मामले में, लगभग 130 बिलियन टन ऑक्सीजन वायुमंडल में छोड़ी जाती है और 50 बिलियन टन कार्बनिक कार्बन यौगिक, मुख्य रूप से कार्बोहाइड्रेट, संश्लेषित होते हैं।

पशु कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बोहाइड्रेट को संश्लेषित करने में असमर्थ हैं। भोजन के साथ कार्बोहाइड्रेट का सेवन करते हुए, जानवर महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को बनाए रखने के लिए उनमें संग्रहीत ऊर्जा को खर्च करते हैं। हमारे खाद्य पदार्थ कार्बोहाइड्रेट से भरपूर होते हैं, जैसे पके हुए माल, आलू, अनाज आदि।

"कार्बोहाइड्रेट" नाम ऐतिहासिक है। इन पदार्थों के पहले प्रतिनिधियों को कुल सूत्र सी एम एच 2 एन ओ एन या सी एम (एच 2 ओ) एन द्वारा वर्णित किया गया था। कार्बोहाइड्रेट का दूसरा नाम है सहारा - सरलतम कार्बोहाइड्रेट के मीठे स्वाद के कारण। उनकी रासायनिक संरचना से, कार्बोहाइड्रेट यौगिकों का एक जटिल और विविध समूह है। उनमें से लगभग 200 के आणविक भार के साथ काफी सरल यौगिक हैं, और विशाल बहुलक हैं, जिनमें से आणविक भार कई मिलियन तक पहुंचता है। कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ, कार्बोहाइड्रेट की संरचना में फॉस्फोरस, नाइट्रोजन, सल्फर और, कम बार, अन्य तत्वों के परमाणु शामिल हो सकते हैं।

कार्बोहाइड्रेट का वर्गीकरण

सभी ज्ञात कार्बोहाइड्रेट को दो बड़े समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है - सरल कार्बोहाइड्रेटतथा काम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट्स... एक अलग समूह कार्बोहाइड्रेट युक्त मिश्रित पॉलिमर से बना है, उदाहरण के लिए, ग्लाइकोप्रोटीन- एक प्रोटीन अणु के साथ जटिल, ग्लाइकोलिपिड्स -लिपिड कॉम्प्लेक्स, आदि।

सरल कार्बोहाइड्रेट (मोनोसैकराइड, या मोनोसेस) पॉलीहाइड्रॉक्सीकार्बोनिल यौगिक होते हैं जो हाइड्रोलिसिस पर सरल कार्बोहाइड्रेट अणु नहीं बना सकते हैं। यदि मोनोसेकेराइड में एल्डिहाइड समूह होता है, तो वे एल्डोज (एल्डिहाइड अल्कोहल) के वर्ग से संबंधित होते हैं, यदि कीटोन - किटोसिस (केटल अल्कोहल) के वर्ग से संबंधित होते हैं। मोनोसेकेराइड के अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या के आधार पर, ट्रायोज़ (सी 3), टेट्रोज़ (सी 4), पेंटोस (सी 5), हेक्सोज़ (सी 6) आदि प्रतिष्ठित हैं:

पेंटोस और हेक्सोज प्रकृति में सबसे आम हैं।

जटिलकार्बोहाइड्रेट ( पॉलीसैकराइड, या पॉलीओज) मोनोसैकराइड अवशेषों से निर्मित बहुलक हैं। हाइड्रोलाइज्ड होने पर, वे सरल कार्बोहाइड्रेट बनाते हैं। पोलीमराइजेशन की डिग्री के आधार पर, उन्हें कम आणविक भार में विभाजित किया जाता है ( oligosaccharides, जिसके पोलीमराइजेशन की डिग्री आमतौर पर 10 से कम होती है) और उच्च आणविक भार... ओलिगोसेकेराइड चीनी जैसे कार्बोहाइड्रेट होते हैं जो पानी में घुलनशील और स्वाद में मीठे होते हैं। धातु आयनों (Cu 2+, Ag +) को कम करने की उनकी क्षमता के अनुसार, उन्हें . में विभाजित किया गया है बहालतथा गैर बहाल... पॉलीसेकेराइड, उनकी संरचना के आधार पर, दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: होमोपॉलीसेकेराइड्सतथा हेटरोपॉलीसेकेराइड्स... होमोपॉलीसेकेराइड एक ही प्रकार के मोनोसैकराइड अवशेषों से निर्मित होते हैं, और हेटरोपॉलीसेकेराइड - विभिन्न मोनोसेकेराइड के अवशेषों से।

कार्बोहाइड्रेट के प्रत्येक समूह के सबसे आम प्रतिनिधियों के उदाहरणों के साथ जो कहा गया है उसे निम्नलिखित आरेख के रूप में दर्शाया जा सकता है:

कार्बोहाइड्रेट के कार्य

पॉलीसेकेराइड के जैविक कार्य बहुत विविध हैं।

ऊर्जा और भंडारण समारोह

कार्बोहाइड्रेट में भोजन के साथ एक व्यक्ति द्वारा उपभोग की जाने वाली कैलोरी की मुख्य मात्रा होती है। भोजन के साथ आपूर्ति किया जाने वाला मुख्य कार्बोहाइड्रेट स्टार्च है। यह पके हुए माल, आलू और अनाज में पाया जाता है। मानव आहार में ग्लाइकोजन (यकृत और मांस में), सुक्रोज (विभिन्न व्यंजनों में योजक के रूप में), फ्रुक्टोज (फलों और शहद में), और लैक्टोज (दूध में) भी होता है। पॉलीसेकेराइड, शरीर द्वारा अवशोषित होने से पहले, पाचन एंजाइमों द्वारा मोनोसेकेराइड में हाइड्रोलाइज्ड होना चाहिए। केवल इस रूप में वे रक्तप्रवाह में अवशोषित होते हैं। रक्त प्रवाह के साथ, मोनोसेकेराइड को अंगों और ऊतकों तक पहुंचाया जाता है, जहां उनका उपयोग अपने स्वयं के कार्बोहाइड्रेट या अन्य पदार्थों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है, या उनसे ऊर्जा निकालने के लिए तोड़ा जाता है।

ग्लूकोज के टूटने के परिणामस्वरूप निकलने वाली ऊर्जा एटीपी के रूप में जमा होती है। ग्लूकोज के टूटने की दो प्रक्रियाएं हैं: अवायवीय (ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में) और एरोबिक (ऑक्सीजन की उपस्थिति में)। अवायवीय प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, लैक्टिक एसिड बनता है

जो भारी शारीरिक परिश्रम के दौरान मांसपेशियों में जमा हो जाता है और दर्द का कारण बनता है।

एरोबिक प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, ग्लूकोज कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) और पानी में ऑक्सीकृत हो जाता है:

ग्लूकोज के एरोबिक टूटने के परिणामस्वरूप, एनारोबिक टूटने के परिणामस्वरूप काफी अधिक ऊर्जा निकलती है। सामान्य तौर पर, 1 ग्राम कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण से 16.9 kJ ऊर्जा निकलती है।

ग्लूकोज अल्कोहलिक किण्वन से गुजर सकता है। यह प्रक्रिया खमीर द्वारा अवायवीय परिस्थितियों में की जाती है:

शराब और एथिल अल्कोहल के उत्पादन के लिए उद्योग में मादक किण्वन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मनुष्य ने न केवल मादक किण्वन का उपयोग करना सीखा, बल्कि लैक्टिक एसिड किण्वन का अनुप्रयोग भी पाया, उदाहरण के लिए, लैक्टिक एसिड उत्पादों को प्राप्त करने और सब्जियों का अचार बनाने के लिए।

मनुष्यों और जानवरों में, सेल्युलोज को हाइड्रोलाइज़ करने में सक्षम कोई एंजाइम नहीं हैं; फिर भी, सेल्यूलोज कई जानवरों के लिए मुख्य खाद्य घटक है, विशेष रूप से जुगाली करने वालों के लिए। इन जानवरों के पेट में बड़ी मात्रा में बैक्टीरिया और प्रोटोजोआ होते हैं जो एंजाइम का उत्पादन करते हैं सेल्युलेसग्लूकोज के लिए सेल्युलोज के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करना। उत्तरार्द्ध आगे के परिवर्तनों से गुजर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप ब्यूटिरिक, एसिटिक, प्रोपियोनिक एसिड बनते हैं, जो जुगाली करने वालों के रक्त में अवशोषित हो सकते हैं।

कार्बोहाइड्रेट एक अतिरिक्त कार्य भी करते हैं। तो, पौधों में स्टार्च, सुक्रोज, ग्लूकोज और ग्लाइकोजनजानवरों में वे अपनी कोशिकाओं के ऊर्जा भंडार हैं।

संरचनात्मक, सहायक और सुरक्षात्मक कार्य

पौधों में सेल्यूलोज और काइटिनअकशेरूकीय और मशरूम में, वे सहायक और सुरक्षात्मक कार्य करते हैं। पॉलीसेकेराइड सूक्ष्मजीवों में एक कैप्सूल बनाते हैं, जिससे झिल्ली मजबूत होती है। जीवाणुओं के लिपोपॉलेसेकेराइड और पशु कोशिकाओं की सतह के ग्लाइकोप्रोटीन शरीर के अंतरकोशिकीय अंतःक्रियाओं और प्रतिरक्षात्मक प्रतिक्रियाओं की चयनात्मकता प्रदान करते हैं। राइबोज सर्व करता है निर्माण सामग्रीआरएनए के लिए, और डीएनए के लिए डीऑक्सीराइबोज।

सुरक्षात्मक कार्य द्वारा किया जाता है हेपरिन... रक्त के थक्के अवरोधक के रूप में यह कार्बोहाइड्रेट रक्त के थक्कों को रोकता है। यह स्तनधारियों के रक्त और संयोजी ऊतक में पाया जाता है। पॉलीसेकेराइड द्वारा निर्मित बैक्टीरिया की कोशिका भित्ति, छोटी अमीनो एसिड श्रृंखलाओं द्वारा एक साथ रखी जाती है और बैक्टीरिया की कोशिकाओं को प्रतिकूल प्रभावों से बचाती है। बाहरी कंकाल के निर्माण में कार्बोहाइड्रेट क्रस्टेशियंस और कीड़ों में शामिल होते हैं, जो एक सुरक्षात्मक कार्य करता है।

नियामक कार्य

फाइबर आंतों की गतिशीलता को बढ़ाता है, जिससे पाचन में सुधार होता है।

एक दिलचस्प संभावना तरल ईंधन के स्रोत के रूप में कार्बोहाइड्रेट का उपयोग करना है - इथेनॉल। लंबे समय से, लकड़ी का उपयोग घरों को गर्म करने और खाना पकाने के लिए किया जाता रहा है। वी आधुनिक समाजइस प्रकार के ईंधन को अन्य प्रकारों से प्रतिस्थापित किया जा रहा है - तेल और कोयला, जो सस्ते और उपयोग में अधिक सुविधाजनक हैं। हालांकि, संयंत्र कच्चे माल, तेल और कोयले के विपरीत, उपयोग में कुछ असुविधाओं के बावजूद, एक अक्षय ऊर्जा स्रोत हैं। लेकिन आंतरिक दहन इंजनों में इसका अनुप्रयोग कठिन है। इन उद्देश्यों के लिए, तरल ईंधन या गैस का उपयोग करना बेहतर होता है। सेल्यूलोज या स्टार्च युक्त निम्न-श्रेणी की लकड़ी, पुआल या अन्य पौधों की सामग्री का उपयोग तरल ईंधन - एथिल अल्कोहल प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, आपको पहले सेल्युलोज या स्टार्च को हाइड्रोलाइज करना होगा और ग्लूकोज प्राप्त करना होगा:

और फिर परिणामी ग्लूकोज को एथिल अल्कोहल प्राप्त करने के लिए अल्कोहलिक किण्वन के अधीन किया जाता है। एक बार साफ हो जाने के बाद, इसे आंतरिक दहन इंजनों में ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ब्राजील में, इस उद्देश्य के लिए, गन्ना, ज्वार और कसावा से सालाना अरबों लीटर अल्कोहल प्राप्त किया जाता है और आंतरिक दहन इंजन में उपयोग किया जाता है।

कार्बोहाइड्रेट कार्बनिक यौगिकों का एक विशाल वर्ग है। जीवित जीवों की कोशिकाओं में, कार्बोहाइड्रेट ऊर्जा के स्रोत और संचायक होते हैं, पौधों में (वे 90% तक शुष्क पदार्थ खाते हैं) और कुछ जानवर (शुष्क पदार्थ का 20% तक) वे एक सहायक (कंकाल) की भूमिका निभाते हैं सामग्री, कई महत्वपूर्ण प्राकृतिक यौगिकों का हिस्सा हैं, कई महत्वपूर्ण जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के नियामक के रूप में कार्य करते हैं। प्रोटीन और लिपिड के संयोजन में, कार्बोहाइड्रेट जटिल उच्च-आणविक परिसरों का निर्माण करते हैं जो उप-कोशिकीय संरचनाओं के आधार का प्रतिनिधित्व करते हैं, और इसलिए जीवित पदार्थ का आधार। वे प्राकृतिक बायोपॉलिमर का हिस्सा हैं - वंशानुगत जानकारी के संचरण में शामिल न्यूक्लिक एसिड।

प्रकाश संश्लेषण के दौरान पौधों में कार्बोहाइड्रेट का निर्माण होता है, क्लोरोफिल द्वारा आत्मसात करने के कारण, सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में, हवा में निहित कार्बन डाइऑक्साइड, और परिणामस्वरूप ऑक्सीजन वातावरण में छोड़ी जाती है। प्रकृति में कार्बन चक्र में कार्बोहाइड्रेट पहला कार्बनिक पदार्थ है।

सभी कार्बोहाइड्रेट दो समूहों में विभाजित हैं: सरल और जटिल। सरल कार्बोहाइड्रेट (मोनोसैकराइड, मोनोसेस) ऐसे कार्बोहाइड्रेट होते हैं जो सरल यौगिकों को बनाने के लिए हाइड्रोलाइज करने में सक्षम नहीं होते हैं।

जटिल कार्बोहाइड्रेट (पॉलीसेकेराइड, पॉलीओज) कार्बोहाइड्रेट होते हैं जिन्हें सरल लोगों में हाइड्रोलाइज्ड किया जा सकता है। उनके कार्बन परमाणुओं की संख्या ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या के बराबर नहीं है। जटिल कार्बोहाइड्रेट संरचना, आणविक भार और, परिणामस्वरूप, गुणों में बहुत विविध हैं। वे दो समूहों में विभाजित हैं: ग्रीक से कम आणविक भार (चीनी की तरह या ओलिगोसेकेराइड)। ओलिगोस - छोटे, कुछ और उच्च आणविक भार (गैर-चीनी जैसे पॉलीसेकेराइड)। उत्तरार्द्ध एक उच्च आणविक भार वाले यौगिक हैं, जिसमें सैकड़ों हजारों सरल कार्बोहाइड्रेट के अवशेष हो सकते हैं।

सरल कार्बोहाइड्रेट के अणु - मोनोज़ - विभिन्न कार्बन परमाणुओं वाली असंबद्ध कार्बन श्रृंखलाओं से निर्मित होते हैं। पौधों और जानवरों की संरचना में मुख्य रूप से 5 और 6 कार्बन परमाणुओं के साथ मोनोज़ होते हैं - पेंटोस और हेक्सोज़। हाइड्रॉक्सिल समूह कार्बन परमाणुओं पर स्थित होते हैं, और उनमें से एक एल्डिहाइड (एल्डोज) या कीटोन (कीटोज) समूह में ऑक्सीकृत हो जाता है।

जलीय घोलों में, एक कोशिका सहित, एसाइक्लिक (एल्डिहाइड-कीटोन) रूपों से मोनोसेस चक्रीय (फुरानोज, पाइरानोज) और इसके विपरीत में गुजरते हैं। इस प्रक्रिया को डायनेमिक आइसोमेरिज्म - टॉटोमेरिज्म कहा जाता है।

जो चक्र मोनोज अणुओं का हिस्सा होते हैं, उन्हें 5 परमाणुओं (जिनमें से 4 कार्बन परमाणु और एक ऑक्सीजन) से बनाया जा सकता है - उन्हें फ़्यूरानोज़ कहा जाता है, या 6 परमाणुओं (5 कार्बन परमाणु और एक ऑक्सीजन) से, उन्हें पाइरोज़ कहा जाता है।

मोनोसैकराइड अणुओं में चार अलग-अलग पदार्थों से जुड़े कार्बन परमाणु होते हैं। उन्हें असममित कहा जाता है और तारांकन के साथ ग्लूकोज और फ्रुक्टोज के सूत्रों में इंगित किया जाता है। मोनोजाइम अणुओं में असममित कार्बन परमाणुओं की उपस्थिति एक समतल-ध्रुवीकृत प्रकाश किरण को घुमाने में सक्षम ऑप्टिकल आइसोमर्स की उपस्थिति की ओर ले जाती है। रोटेशन की दिशा "+" (दक्षिणावर्त रोटेशन) और "-" (वामावर्त रोटेशन) द्वारा इंगित की जाती है। मोनोस की एक महत्वपूर्ण विशेषता विशिष्ट रोटेशन है। पहले उल्लिखित टॉटोमेरिक परिवर्तनों के कारण एक ताजा तैयार मोनोसेकेराइड समाधान के ध्रुवीकरण के विमान के रोटेशन का कोण तब तक बदलता रहता है जब तक कि यह एक निश्चित स्थिर मूल्य तक नहीं पहुंच जाता। खड़े होने पर सखारोव विलयनों के घूर्णन कोण में परिवर्तन को उत्परिवर्तन कहते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज के लिए, यह परिवर्तन +106 से + 52.5 ° तक होता है; इसे आमतौर पर इस तरह चित्रित किया जाता है: +106 ° - "- +52.5 °।

पौधों में अक्सर डी-फॉर्म मोनो होते हैं।

अल्कोहल, एल्डिहाइड या कीटोन समूहों की उपस्थिति, साथ ही साथ ओएच समूह के मोनोस के चक्रीय रूपों में उपस्थिति विशेष गुण(ग्लाइकोसिडिक, हेमियासेटल हाइड्रॉक्सिल) इन यौगिकों के रासायनिक व्यवहार को निर्धारित करता है, और, परिणामस्वरूप, उनका परिवर्तन तकनीकी प्रक्रियाएं... मोनोसेकेराइड - मजबूत कम करने वाले एजेंट - सिल्वर ऑक्साइड के अमोनिया घोल से चांदी का अवक्षेपण (हर कोई स्कूल के रसायन विज्ञान के पाठ्यक्रम से "सिल्वर मिरर" और कॉपर ऑक्साइड Cu20 की प्रतिक्रिया को जानता है जब फेहलिंग के घोल (फेहलिंग का तरल) के साथ बातचीत करते हैं, जो बराबर मिलाकर तैयार किया जाता है। कॉपर सल्फेट के जलीय घोल की मात्रा और एक क्षारीय घोल सोडियम- पोटेशियम नमकटारटरिक अम्ल। बाद की प्रतिक्रिया का उपयोग अवक्षेपित कॉपर ऑक्साइड CigO की मात्रा से शर्करा (बर्ट्रेंड की विधि) को कम करने की सामग्री को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

फुरफुरल उन घटकों में से एक है जो उन पदार्थों का हिस्सा है जो रोटी की सुगंध पैदा करते हैं।

खाद्य प्रौद्योगिकी में बहुत महत्व मोनोस और अन्य कम करने वाली शर्करा (कार्बोनिल समूह के साथ अन्य यौगिक, एल्डिहाइड, केटोन्स, आदि भी प्रतिक्रिया में भाग ले सकते हैं) अमीनो समूह युक्त यौगिकों के साथ - NH2: प्राथमिक अमाइन, अमीनो एसिड, पेप्टाइड्स, प्रोटीन।

मोनोसेकेराइड के परिवर्तनों में दो प्रक्रियाएं एक विशेष स्थान रखती हैं: श्वसन और किण्वन।

श्वास पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के लिए मोनोस के एंजाइमेटिक ऑक्सीकरण की एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रक्रिया है।

खपत किए गए ग्लूकोज के प्रत्येक मोल (180 ग्राम) के लिए 2870 kJ (672 kcal) ऊर्जा निकलती है। प्रकाश संश्लेषण के साथ-साथ श्वास जीवों के लिए ऊर्जा का सबसे महत्वपूर्ण स्रोत है।

एरोबिक (ऑक्सीजन) श्वसन के बीच भेद करें - पर्याप्त मात्रा में हवा के साथ श्वसन (इस प्रक्रिया की योजना थी; हमने अभी विचार किया है) और अवायवीय (ऑक्सीजन मुक्त श्वसन, जो अनिवार्य रूप से मादक किण्वन है:

इस मामले में, 118.0 kJ (28.2 kcal) ऊर्जा प्रति 1 मोल खपत किए गए ग्लूकोज में जारी की जाती है।

सूक्ष्मजीवों के प्रभाव में अल्कोहलिक किण्वन वाइन और बेकरी उत्पादों में अल्कोहल के उत्पादन में एक असाधारण भूमिका निभाता है। मुख्य उत्पादों अल्कोहल और कार्बन डाइऑक्साइड के साथ, मोना के अल्कोहल किण्वन के दौरान, विभिन्न उप-उत्पाद बनते हैं (ग्लिसरीन, स्यूसिनिक एसिड, एसिटिक एसिड, आइसोमाइल और आइसोप्रोपिल अल्कोहल, आदि), जो भोजन के स्वाद और सुगंध को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। अल्कोहलिक किण्वन के अलावा, मोनोसेस का लैक्टिक एसिड किण्वन होता है:

दही दूध, केफिर और अन्य लैक्टिक एसिड उत्पाद, सॉकरक्राट प्राप्त करने में यह मुख्य प्रक्रिया है।

मोनोसेस के किण्वन से ब्यूटिरिक एसिड (ब्यूटिरिक एसिड किण्वन) का निर्माण हो सकता है।

मोनोसेकेराइड ठोस क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं, वे हीड्रोस्कोपिक होते हैं, पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं, सिरप बनाते हैं, और शराब में शायद ही घुलनशील होते हैं। उनमें से ज्यादातर का स्वाद मीठा होता है। आइए सबसे महत्वपूर्ण मोनोसेकेराइड पर विचार करें।

हेक्सोज। मोनोस के इस समूह के मुख्य प्रतिनिधि ग्लूकोज और फ्रुक्टोज हैं।

ग्लूकोज (अंगूर चीनी, डेक्सट्रोज) प्रकृति में व्यापक है: यह पौधों के हरे भागों में पाया जाता है, में अंगूर का रस, बीज और फल, जामुन, शहद। यह सबसे महत्वपूर्ण पॉलीसेकेराइड का हिस्सा है: सुक्रोज, स्टार्च, फाइबर, कई ग्लाइकोसाइड। स्टार्च और फाइबर के हाइड्रोलिसिस द्वारा ग्लूकोज प्राप्त किया जाता है। खमीर के साथ किण्वित।

फ्रुक्टोज (फल चीनी, लेवुलोज) मुक्त अवस्था में पौधों के हरे भागों, फूलों के अमृत, बीज, शहद में पाया जाता है। यह सुक्रोज का हिस्सा है, एक उच्च आणविक भार पॉलीसेकेराइड इंसुलिन बनाता है। खमीर के साथ किण्वित। सुक्रोज, इंसुलिन से प्राप्त, जैव प्रौद्योगिकी विधियों का उपयोग करके अन्य मोनोस का परिवर्तन।

ग्लूकोज और फ्रुक्टोज एक बड़ी भूमिका निभाते हैं खाद्य उद्योगभोजन का एक महत्वपूर्ण घटक और किण्वन के लिए एक प्रारंभिक सामग्री होने के नाते।

पेंटोस। एल (+) - अरबी, राइबोज, ज़ाइलोज़ प्रकृति में व्यापक हैं, मुख्य रूप से जटिल पॉलीसेकेराइड के संरचनात्मक घटकों के रूप में: पेंटोसैन, हेमिकेलुलोज, पेक्टिन पदार्थ, साथ ही न्यूक्लिक एसिड और अन्य प्राकृतिक

कड़वा और तीखा स्वाद, जिसकी विशेषता है और जिसके लिए सरसों और सहिजन को महत्व दिया जाता है, हाइड्रोलिसिस के दौरान आवश्यक सरसों के तेल के बनने के कारण होता है। सरसों और सहिजन में सिनिग्रिन पोटेशियम नमक की मात्रा 3-3.5% होती है।

आड़ू, खुबानी, आलूबुखारा, चेरी, सेब, नाशपाती, लॉरेल के पत्तों और कड़वे बादाम के बीजों में एमिग्डालिन ग्लाइकोसाइड होता है। यह डिसैकराइड जेंटिओबायोज और एग्लिकोन का एक संयोजन है, जिसमें शेष हाइड्रोसायनिक एसिड और बेंजाल्डिहाइड शामिल हैं।

एल (+) - अरबी, खमीर द्वारा किण्वित नहीं। बीट्स में निहित।

राइबोज राइबोन्यूक्लिक एसिड का एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक घटक है।

डी (+) - जाइलोज पुआल, चोकर, लकड़ी में निहित जाइलोसन पॉलीसेकेराइड का एक संरचनात्मक घटक है। हाइड्रोलिसिस से प्राप्त जाइलोज का उपयोग मधुमेह रोगियों के लिए स्वीटनर के रूप में किया जाता है।

ग्लाइकोसाइड। प्रकृति में, मुख्य रूप से पौधों में, शर्करा के डेरिवेटिव, जिन्हें ग्लाइकोसाइड कहा जाता है, व्यापक हैं। ग्लाइकोसाइड अणु में दो भाग होते हैं: चीनी, जो आमतौर पर एक मोनोसेकेराइड होता है, और एग्लिकोन ("गैर-चीनी")।

अल्कोहल, सुगंधित यौगिकों, स्टेरॉयड आदि के अवशेष, ग्लाइकोसाइड अणुओं के निर्माण में एक एग्लिकोन के रूप में भाग ले सकते हैं। कई ग्लाइकोसाइड में कड़वा स्वाद और एक विशिष्ट गंध होती है, जो खाद्य उद्योग में उनकी भूमिका की व्याख्या करती है; विषाक्त प्रभाव, यह याद रखना चाहिए।

सिनिग्रीन ग्लाइकोसाइड - काले और सरेप्टा सरसों, सहिजन की जड़ों के बीजों में निहित, बलात्कार में, उन्हें कड़वा स्वाद और एक विशिष्ट गंध देता है। सरसों के बीज में निहित एंजाइमों के प्रभाव में, यह ग्लाइकोसाइड हाइड्रोलाइज्ड होता है।

अम्लीय या एंजाइमैटिक हाइड्रोलिसिस के साथ, दो ग्लूकोज अणु बनते हैं, हाइड्रोसायनिक एसिड और बेंजाल्डिहाइड। एमिग्डालिन में निहित हाइड्रोसायनिक एसिड विषाक्तता पैदा कर सकता है।

वेनिला ग्लाइकोसाइड वेनिला फली (शुष्क पदार्थ पर 2% तक) में निहित है, इसके एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस के साथ ग्लूकोज और वैनिलिन बनते हैं:

वैनिलिन एक मूल्यवान सुगंधित पदार्थ है जिसका उपयोग खाद्य और इत्र उद्योगों में किया जाता है।

आलू और बैंगन में सैलोनिना ग्लाइकोसाइड होते हैं, जो आलू को कड़वा, अप्रिय स्वाद दे सकते हैं, खासकर अगर बाहरी परतों को खराब तरीके से हटाया जाता है।

पॉलीसेकेराइड (जटिल कार्बोहाइड्रेट)। पॉलीसेकेराइड अणु हाइड्रोलिसिस के दौरान बनने वाले मोनोस अवशेषों की एक अलग संख्या से निर्मित होते हैं काम्प्लेक्स कार्बोहाइड्रेट्स... इसके आधार पर, उन्हें कम आणविक भार और उच्च आणविक भार पॉलीसेकेराइड में विभाजित किया जाता है। सबसे पहले, डिसाकार्इड्स का विशेष महत्व है, जिसके अणु दो समान या अलग-अलग मोनोस अवशेषों से बने होते हैं। मोनोस अणुओं में से एक हमेशा अपने हेमिसिएटल हाइड्रॉक्सिल द्वारा एक डिसैकराइड अणु के निर्माण में शामिल होता है, दूसरा इसके हेमियासेटल या अल्कोहल हाइड्रॉक्सिल में से एक द्वारा। यदि मोनोसेस अपने हेमिसिएटल हाइड्रॉक्सिल के साथ एक डिसैकराइड अणु के निर्माण में भाग लेते हैं, तो दूसरे में एक गैर-कम करने वाला डिसैकराइड बनता है - एक कम करने वाला। यह डिसाकार्इड्स की मुख्य विशेषताओं में से एक है। डिसैकराइड की सबसे महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया हाइड्रोलिसिस है।

आइए माल्टोज, सुक्रोज, लैक्टोज की संरचना और गुणों पर करीब से नज़र डालें, जो प्रकृति में व्यापक हैं - जो खाद्य प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

माल्टोस (माल्ट चीनी)। माल्टोस अणु में दो ग्लूकोज अवशेष होते हैं। यह एक कम करने वाला डिसैकराइड है:

माल्टोस प्रकृति में काफी व्यापक है, यह अंकुरित अनाज में और विशेष रूप से माल्ट और माल्ट के अर्क में बड़ी मात्रा में पाया जाता है। इसलिए इसका नाम (लाट से। माल्टम - माल्ट)। पतला एसिड या एमाइलोलिटिक एंजाइम के साथ स्टार्च के अधूरे हाइड्रोलिसिस द्वारा निर्मित, यह स्टार्च सिरप के मुख्य घटकों में से एक है, जिसका व्यापक रूप से खाद्य उद्योग में उपयोग किया जाता है। माल्टोस के हाइड्रोलिसिस से दो ग्लूकोज अणु बनते हैं।

यह प्रक्रिया खाद्य प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, उदाहरण के लिए किण्वित शर्करा के स्रोत के रूप में आटे के किण्वन में।

सुक्रोज (गन्ना चीनी, चुकंदर चीनी)। इसके हाइड्रोलिसिस के दौरान, ग्लूकोज और फ्रुक्टोज बनते हैं।

नतीजतन, सुक्रोज अणु में ग्लूकोज और फ्रुक्टोज अवशेष होते हैं। सुक्रोज अणु के निर्माण में, ग्लूकोज और फ्रुक्टोज अपने हेमिसिएटल हाइड्रॉक्सिल में भाग लेते हैं। सुक्रोज एक अपचायक शर्करा है।

सुक्रोज पोषण और खाद्य उद्योग में सबसे प्रसिद्ध और व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली चीनी है। पत्तियों, तनों, बीजों, फलों, पौधों के कंदों में निहित। चुकंदर में 15 से 22% सुक्रोज, गन्ना -12-15% होता है, ये इसके उत्पादन के मुख्य स्रोत हैं, इसलिए इसके नाम - गन्ना या चुकंदर।

आलू में 0.6% सुक्रोज, प्याज - 6.5, गाजर - 3.5, बीट - 8.6, तरबूज - 5.9, खुबानी और आड़ू - 6.0, संतरे - 3.5, अंगूर - 0.5% ... यह मेपल और ताड़ के रस में प्रचुर मात्रा में है, मक्का - 1.4-1.8%।

सुक्रोज पानी के बिना बड़े मोनोक्लिनिक क्रिस्टल के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है। इसके जलीय घोल का विशिष्ट घुमाव - (- 66.5 °। सुक्रोज का हाइड्रोलिसिस ग्लूकोज और फ्रुक्टोज के निर्माण के साथ होता है। फ्रुक्टोज में दाएं हाथ के ग्लूकोज (+ 52.5 °) की तुलना में एक मजबूत बाएं हाथ का रोटेशन (-92 °) होता है, इसलिए सुक्रोज के हाइड्रोलिसिस के दौरान, रोटेशन का कोण सुक्रोज के हाइड्रोलिसिस को उलटा (उलटा) कहा जाता है, और विभिन्न मात्रा में ग्लूकोज और फ्रुक्टोज के मिश्रण को इनवर्ट शुगर कहा जाता है। सुक्रोज को खमीर (हाइड्रोलिसिस के बाद) द्वारा किण्वित किया जाता है, और जब पिघलने बिंदु (160-186 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर गरम किया जाता है, यह कारमेलिज़ करता है, यानी जटिल उत्पादों के मिश्रण में बदल जाता है: कारमेलन और अन्य, पानी खोने के दौरान "रंग" नामक इन उत्पादों का उपयोग पेय के उत्पादन में और रंग के लिए कॉन्यैक उत्पादन में किया जाता है तैयार उत्पाद।

लैक्टोज (दूध चीनी)। लैक्टोज अणु में गैलेक्टोज और ग्लूकोज अवशेष होते हैं और इसमें गुण कम होते हैं।

मक्खन और पनीर के उत्पादन से मट्ठा अपशिष्ट से लैक्टोज प्राप्त किया जाता है। वी गाय का दूधइसमें 46% लैक्टोज होता है। इसलिए इसका नाम (अक्षांश। लैक्टम दूध से)। लैक्टोज के जलीय घोल उत्परिवर्तित होते हैं, इस प्रक्रिया के पूरा होने के बाद उनका विशिष्ट घुमाव +52.2 ° है। लैक्टोज हीड्रोस्कोपिक है। यह मादक किण्वन में भाग नहीं लेता है, लेकिन लैक्टिक एसिड खमीर के प्रभाव में यह परिणामस्वरूप उत्पादों के बाद के किण्वन के साथ लैक्टिक एसिड में हाइड्रोलाइज हो जाता है।

उच्च आणविक भार वाले गैर-शर्करा जैसे पॉलीसेकेराइड मोनोस अवशेषों की एक बड़ी संख्या (6-10 हजार तक) से निर्मित होते हैं। वे होमोपॉलीसेकेराइड में विभाजित हैं, जो केवल एक प्रकार (स्टार्च, ग्लाइकोजन, फाइबर) के मोनोसेकेराइड के अणुओं से निर्मित होते हैं, विभिन्न मोनोसेकेराइड के अवशेषों से युक्त हेटरोपॉलीसेकेराइड।

स्टार्च (CeHioOs) एक आरक्षित पॉलीसेकेराइड है, जो अनाज, आलू और कई प्रकार के खाद्य कच्चे माल का मुख्य घटक है। खाद्य उद्योग में इसके पोषण मूल्य और उपयोग के मामले में सबसे महत्वपूर्ण गैर-चीनी जैसा पॉलीसेकेराइड।

खाद्य कच्चे माल में स्टार्च सामग्री संस्कृति, विविधता, बढ़ती परिस्थितियों, परिपक्वता से निर्धारित होती है। कोशिकाओं में, स्टार्च 2 से 180 माइक्रोन के आकार के अनाज (दानेदार, चित्र 8) बनाता है। विशेष रूप से आलू स्टार्च के बड़े अनाज। अनाज का आकार संस्कृति पर निर्भर करता है, वे छोटे अनाज से मिलकर सरल (गेहूं, राई) या जटिल हो सकते हैं। इसके भौतिक-रासायनिक गुण स्टार्च अनाज की संरचना और आकार की विशेषताओं पर और स्वाभाविक रूप से, स्टार्च की संरचना पर निर्भर करते हैं। स्टार्च ग्लूकोपाइरानोज अवशेषों से निर्मित दो प्रकार के पॉलिमर का मिश्रण है: एमाइलोज और एमाइलोपेक्टिन। स्टार्च में उनकी सामग्री संस्कृति पर निर्भर करती है और 18 से 25% एमाइलेज और 75-82% एमाइलोपेक्टिन तक होती है।

एमाइलोज ग्लूकोपाइरानोज अवशेषों, 1-4a बांड से निर्मित एक रैखिक बहुलक है। इसके अणु में 1000 से 6000 ग्लूकोज अवशेष होते हैं। आणविक भार 16,000-1,000,000. एमाइलोज की एक सर्पिल संरचना होती है। इसके अंदर, 0.5 एनएम के व्यास वाला एक चैनल बनता है, जहां आयोडीन जैसे अन्य यौगिकों के अणु प्रवेश कर सकते हैं, जो इसे नीला रंग देता है।

एमाइलोपेक्टिन एक बहुलक है जिसमें 5,000 से 6,000 ग्लूकोज अवशेष होते हैं। 106 तक आणविक भार। ए-डी-ग्लूकोपाइरानोज अवशेषों के बीच संबंध 1-4a, 1-6a, 1-3a। अशाखित क्षेत्रों में 25-30 ग्लूकोज अवशेष होते हैं। एमाइलोपेक्टिन अणु गोलाकार होता है। एमाइलोपेक्टिन आयोडीन के साथ एक लाल रंग के टिंट के साथ एक बैंगनी रंग बनाता है। स्टार्च में 0.6% उच्च आणविक भार फैटी एसिड और 0.2-0.7% खनिज होते हैं।

नमी और गर्मी के प्रभाव में तकनीकी प्रसंस्करण के दौरान, स्टार्च, स्टार्च युक्त कच्चे माल नमी को सोखने, प्रफुल्लित करने, जिलेटिनाइज़ करने और विनाश से गुजरने में सक्षम होते हैं। इन प्रक्रियाओं की तीव्रता स्टार्च के प्रकार, प्रसंस्करण मोड और उत्प्रेरक की प्रकृति पर निर्भर करती है।

स्टार्च के दाने सामान्य तापमान पर पानी में नहीं घुलते हैं, बढ़ते तापमान के साथ सूज जाते हैं, जिससे चिपचिपा कोलाइडल घोल बनता है। जब यह ठंडा हो जाता है, तो एक स्थिर जेल बनता है (हम सभी के लिए प्रसिद्ध स्टार्च पेस्ट)। इस प्रक्रिया को स्टार्च जिलेटिनाइजेशन कहा जाता है। विभिन्न मूल के स्टार्च जिलेटिनाइज़ करते हैं जब अलग तापमान(55-80 डिग्री सेल्सियस)। स्टार्च की सूजन और जिलेटिनाइज करने की क्षमता एमाइलोज अंश की सामग्री से जुड़ी होती है। एंजाइम या एसिड की क्रिया के तहत, गर्म होने पर, स्टार्च पानी से जुड़ जाता है और हाइड्रोलाइज्ड हो जाता है। हाइड्रोलिसिस की गहराई इसके कार्यान्वयन की शर्तों और उत्प्रेरक (एसिड, एंजाइम) के प्रकार पर निर्भर करती है।

हाल के वर्षों में, अधिक से अधिक विस्तृत आवेदनखाद्य उद्योग में, संशोधित स्टार्च पाए जाते हैं, जिनमें से गुण, विभिन्न प्रकार के प्रभाव (भौतिक, रासायनिक, जैविक) के परिणामस्वरूप सामान्य स्टार्च के गुणों से भिन्न होते हैं। स्टार्च का संशोधन इसके गुणों (हाइड्रोफिलिसिटी, जिलेटिनाइजेशन की क्षमता, जेलेशन), और इसके परिणामस्वरूप, इसके उपयोग की दिशा को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है। संशोधित स्टार्च ने प्रोटीन मुक्त खाद्य उत्पादों के उत्पादन सहित बेकिंग और कन्फेक्शनरी उद्योग में आवेदन पाया है।

फाइबर सबसे प्रचुर मात्रा में उच्च आणविक भार बहुलक है। यह पादप कोशिका भित्ति का मुख्य घटक और सहायक सामग्री है। कपास के बीज के बालों में फाइबर की मात्रा 98%, लकड़ी - 40-50, गेहूं के दाने - 3, राई और मकई - 2.2, सोयाबीन - 3.8, फलों के कोट के साथ सूरजमुखी - 15% तक होती है। फाइबर अणु हाइड्रोजन बांड द्वारा समानांतर श्रृंखलाओं से मिलकर मिसेल (बंडल) में जुड़े होते हैं। फाइबर पानी में अघुलनशील है और सामान्य परिस्थितियों में एसिड द्वारा हाइड्रोलाइज्ड नहीं होता है। ऊंचे तापमान पर, हाइड्रोलिसिस अंतिम उत्पाद के रूप में डी-ग्लूकोज का उत्पादन करता है। हाइड्रोलिसिस के दौरान, स्टार्च का विध्रुवण और डेक्सट्रिन का निर्माण, फिर माल्टोस, और ग्लूकोज के पूर्ण हाइड्रोलिसिस के साथ धीरे-धीरे होता है। स्टार्च का विनाश, जो स्टार्च अनाज की सूजन और विनाश के साथ शुरू होता है और इसके साथ-साथ अंतिम उत्पाद के रूप में ग्लूकोज के निर्माण के लिए डीपोलीमराइजेशन (आंशिक या गहरा) होता है, कई खाद्य उत्पादों के उत्पादन के दौरान होता है - गुड़, ग्लूकोज, बेकरी उत्पाद, शराब, आदि।

ग्लाइकोजन (पशु स्टार्च) ग्लूकोज अवशेषों से बना होता है। जानवरों की एक महत्वपूर्ण ऊर्जा आरक्षित सामग्री (यकृत में 10% तक, मांसपेशियों में ग्लाइकोजन का 0.3-1% तक) कुछ पौधों में मौजूद है, उदाहरण के लिए, मकई के दाने में। इसकी संरचना एमाइलोपेक्टिन जैसी होती है, लेकिन यह अधिक शाखित होती है और इसके अणु में अधिक कॉम्पैक्ट पैकेज होता है। यह a-D-glucopyranose अवशेषों से बना है, उनके बीच के बंधन 1-4a (90% तक), 1-6a (10% तक), और 1-3a (1% तक) हैं।

लकड़ी के प्रसंस्करण के दौरान बनने वाले कचरे के फाइबर युक्त हाइड्रोलिसिस के उत्पादों का व्यापक रूप से फ़ीड खमीर, एथिल अल्कोहल और अन्य उत्पादों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।

मानव जठरांत्र संबंधी मार्ग के एंजाइम सेल्यूलोज को नहीं तोड़ते हैं, जिसे गिट्टी के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। पोषण में उनकी भूमिका पर बाद में चर्चा की जाएगी। वर्तमान में, सेल्युलस के एंजाइम कॉम्प्लेक्स की कार्रवाई के तहत, ग्लूकोज सहित सेल्युलोज के हाइड्रोलिसिस के उत्पाद पहले से ही औद्योगिक परिस्थितियों में प्राप्त किए जाते हैं। यह देखते हुए कि सेल्युलोज युक्त कच्चे माल के अक्षय भंडार व्यावहारिक रूप से असीमित हैं, सेल्युलोज का एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस ग्लूकोज के उत्पादन का एक बहुत ही आशाजनक तरीका है।

हेमिकेलुलोज उच्च आणविक भार पॉलीसेकेराइड का एक समूह है जो सेल्युलोज के साथ मिलकर पौधों के ऊतकों की कोशिका भित्ति बनाते हैं। वे मुख्य रूप से अनाज, पुआल, मकई के गोले, सूरजमुखी की भूसी के परिधीय पतवार भागों में मौजूद होते हैं। उनकी सामग्री कच्चे माल पर निर्भर करती है और 40% (मकई के गोले) तक पहुंचती है। गेहूं और राई के दानों में 10% तक हेमिकेलुलोज होता है। इनमें पेंटोसैन शामिल हैं, जो हाइड्रोलिसिस (अरबीनोज ज़ाइलोज़) के दौरान पेंटोस बनाते हैं, हेक्सोसैन, जो हाइड्रोलाइज़ से हेक्सोज़ (मैनोज़, गैलेक्टोज़, ग्लूकोज, फ्रक्टोज़, और मिश्रित पॉलीसेकेराइड का एक समूह है जो पेंटोस, हेक्सोज़ और यूरोनिक एसिड के लिए हाइड्रोलाइज्ड होता है। भीतर मोनोस की स्थिति। बहुलक श्रृंखला समान नहीं हैं। एक दूसरे के साथ उनका संबंध 2, 3, 4, 6 कार्बन परमाणुओं पर हेमिसिएटल हाइड्रॉक्सिल और हाइड्रॉक्सिल समूहों की भागीदारी के साथ किया जाता है। वे क्षारीय समाधानों में घुल जाते हैं। हेमिकेलुलोज का एसिड हाइड्रोलिसिस की तुलना में बहुत आसान होता है सेल्यूलोज। हेमिकेलुलोज में कभी-कभी अगर का एक समूह शामिल होता है (सल्फोनेटेड पॉलीसेकेराइड का मिश्रण - agarose और agaropectin) - शैवाल में मौजूद एक पॉलीसेकेराइड और कन्फेक्शनरी उद्योग में उपयोग किया जाता है। हेमिकेलुलोज का व्यापक रूप से विभिन्न प्रकार के तकनीकी, चिकित्सा, फ़ीड और खाद्य उत्पादों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। , जिनमें से agar और agarose, xylitol को उजागर करना आवश्यक है। हेमिकेलुलोज रेफरिंग सामान्य पाचन के लिए आवश्यक आहार फाइबर के समूह के लिए टी।

पेक्टिन पदार्थ उच्च आणविक भार पॉलीसेकेराइड का एक समूह है जो सेलूलोज़, हेमिकेलुलोज, लिग्निन के साथ सेल की दीवारों और पौधों के अंतरकोशिकीय संरचनाओं का हिस्सा हैं। सेल सैप में निहित। सबसे बड़ी संख्याफलों और जड़ों में पेक्टिन पदार्थ पाए जाते हैं। वे सेब खली, चुकंदर, सूरजमुखी की टोकरियों से प्राप्त किए जाते हैं। अघुलनशील पेक्टिन (प्रोटोपेक्टिन) के बीच भेद करें, जो प्राथमिक कोशिका भित्ति का हिस्सा हैं और अंतरकोशिकीय पदार्थ, और सेल सैप में घुलनशील। पेक्टिन का आणविक भार 20,000 से 50,000 तक भिन्न होता है। इसका मुख्य संरचनात्मक घटक गैलेक्टुरोनिक एसिड होता है, जिसके अणुओं से मुख्य श्रृंखला बनाई जाती है, और साइड चेन में 1-अरबिनोज, डी-गैलेक्टोज और रमनोज शामिल होते हैं। कुछ एसिड समूह मिथाइल अल्कोहल के साथ एस्ट्रिफ़ाइड होते हैं, कुछ लवण के रूप में मौजूद होते हैं। फलों के पकने और भंडारण के दौरान, पेक्टिन के अघुलनशील रूप घुलनशील में बदल जाते हैं, यह पकने और भंडारण के दौरान फलों के नरम होने से जुड़ा होता है। अघुलनशील रूपों का घुलनशील रूपों में संक्रमण पौधों की सामग्री के गर्मी उपचार, फलों और बेरी के रस के स्पष्टीकरण के दौरान होता है। पेक्टिन पदार्थ अनुपात की परिभाषा के अधीन एसिड और चीनी की उपस्थिति में जैल बनाने में सक्षम हैं। यह मुरब्बा, मार्शमैलो, जेली और जैम के उत्पादन के साथ-साथ बेकरी और पनीर बनाने में कन्फेक्शनरी और कैनिंग उद्योग में जेली बनाने वाले पदार्थ के रूप में उनके उपयोग का आधार है।