Що таке вуглеводи

Вуглеводи є складними органічними сполуками, до складу молекул яких входять кілька груп: гідроксильна (— ОН), карбоксильна група (— СООН) або карбонільна (— СОН). Загальна формула вуглеводів — Сn(Н20)m де n і m є натуральними числами. Найбільш поширеними вуглеводами є глюкоза (C6H1206), сахароза (С12Н24012), лактоза (С12Н22О11), целюлоза, хітин, крохмаль.

Значна частина вуглеводів є біополімерами (крохмаль, целюлоза, глікоген). Такі біополімери називають полісахаридами. їхніми мономерами є молекули невеликих вуглеводів (наприклад, глюкоза), які називають моносахаридами. Такі вуглеводи містять невелику кількість атомів Карбону (від 3 до 7 атомів у молекулі).

Часто живі організми використовують у своїй життєдіяльності молекули вуглеводів, які складаються з двох моносахаридів (наприклад, сахароза, що нам добре відома як звичайний цукор). Такі сполуки називають дисахаридами.

Будова та властивості вуглеводів

Розглянемо особливості будови молекул вуглеводів та їхні характерні властивості на прикладі конкретних сполук.

Целюлоза — вуглевод, який утворює клітинні стінки в клітинах рослин

Хітин — вуглевод, який утворює зовнішні покриви комах

Лактоза — вуглевод, який міститься в молоці

Мал. 6.1. Вуглеводи в живих організмах та продуктах їхньої життєдіяльності

Особливості будови та властивості моносахаридів і дисахаридів

Особливості будови та властивості полісахаридів

Слід відмітити, що дуже незначні відмінності у способі з’єднання молекул глюкози в полісахаридах призводять до відмінностей у їхніх властивостях. Саме через такі незначні відмінності ферменти ссавців не здатні розщеплювати молекули целюлози, але можуть розщеплювати молекули глікогену або крохмалю.

Біологічна роль вуглеводів

Основними функціями вуглеводів у живих організмах є структурна, захисна, резервна, рецепторна, пластична й енергетична.

Структурну й захисну функції виконують такі вуглеводи, як целюлоза й хітин. Вони створюють структури клітин і організмів, які забезпечують підтримання їхньої форми, міцність і захист від пошкоджень. Ці сполуки можуть входити до складу клітин або формувати структури поза клітинами. Наприклад, целюлоза є основою клітинної стінки, а хітин становить основу зовнішнього скелета членистоногих, який є неклітинною структурою.

Резервну функцію виконують глікоген (у тварин і грибів) і крохмаль (у рослин). У формі цих сполук організми запасають поживні речовини. Рецепторну функцію виконують ті невеликі молекули вуглеводів, які разом з білками утворюють рецептори на поверхні клітин.

Пластичну функцію здійснюють такі вуглеводи, як рибоза й дезоксирибоза. Вони беруть участь в утворенні нових молекул органічних речовин (нуклеїнові кислоти). Енергетичну функцію можуть виконувати багато вуглеводів. Під час окиснення 1 г вуглеводів у клітині утворюється 4,1 ккал (17,17 кДж) енергії, яка потім використовується клітиною.

Дріжджі не мають ферментів для розщеплення молекул крохмалю. Але вони легко перетворюють моносахариди або дисахариди на спирт. Тому у виробництві пива використовують солод — продукт із пророщеного зерна злаків. Солод містить багато ферментів, які розщеплюють крохмаль до мальтози. А вже з неї дріжджі роблять пиво.