Углеводы или сахара – биологические полимеры, органические вещества, выполняющие энергетическую функцию во всех живых организмах. Физические, химические свойства, строение углеводов зависит от класса веществ.
Виды
Все углеводы – твёрдые кристаллические вещества. Однако это обширный класс простых и сложных органических веществ, отличающихся строением и свойствами. Согласно общепринятой классификации углеводы включают три основных класса:
- моносахариды – состоят из одной структурной единицы;
- олигосахариды – включают 2-10 структурных единиц;
- полисахариды – состоят из множества повторяющихся структурных единиц.
Особенности строения углеводов разных классов определяют их физические свойства. Моносахариды и олигосахариды похожи. Большинство этих веществ сладкие на вкус, хорошо растворяются в воде, имеют небольшие температуры плавления и кипения.
Полисахариды имеют некоторые особенности. Они несладкие и плохо растворимые в воде. Полисахариды можно поджечь или размочить в воде (набухают). В отличие от моносахаридов и олигосахаридов это более жёсткие вещества, которые выполняют в первую очередь структурную функцию (поддерживают экзоскелет, форму клетки и т.д.).
Моносахариды относятся к простым углеводам, олигосахариды и полисахариды – к сложным.
Простые
Моносахариды с формулой Cn(Н2О)n различаются количеством атомов углерода. В связи с этим выделяют:
- триозы (три атома);
- тетрозы (четыре атома);
- пентозы (пять атомов);
- гексозы (шесть атомов);
- гептозы (семь атомов);
- октозы (восемь молекул);
- нонозы (девять молекул).
Пентозы и гексозы – наиболее важные моносахариды. Они входят в состав живых организмов. Пентозы составляют нуклеиновые кислоты. Главный источник энергии всех живых существ – глюкоза – относится к гексозам.
Примеры моносахаридов:
- глюкоза;
- фруктоза;
- галактоза;
- рибоза.
Сложные
Из моносахаридов синтезируются олигосахариды с формулой CmH2nOn. Эти углеводы включают от двух до десяти моносахаридов.
При этом структурные единицы могут отличаться строением, поэтому выделяют:
- гомоолигосахариды – состоят из одинаковых моносахаридов;
- гетероолигосахариды – включают разные структурные единицы.
По количеству моносахаридов олигосахариды классифицируются на диозы (дисахариды), триозы (трисахариды), тетраозы (тетрасахариды) и т.д. Важными для организма являются дисахариды. К ним относятся:
- сахароза;
- мальтоза;
- лактоза.
Наиболее известные трисахариды:
- рафиноза;
- мелицитоза;
- мальтотриоза.
Полисахариды полимерные вещества, включающие сотни или даже тысячи структурных единиц (CnH2mOm). Они также могут состоять из неоднородных моносахаридов и классифицироваться на две группы:
- гомополисахариды (целлюлоза, крахмал, хитин, гликоген);
- гетерополисахариды (гепарин).
Наиболее сладким углеводом является не глюкоза, а сахароза. Именно она подаётся к чаю и используется в кондитерских изделиях.
Что мы узнали?
Кратко рассмотрели строение и классы углеводов. Все углеводы включают карбонильные и гидроксильные группы. Выделяют простые (моносахариды) и сложные (олигосахариды, полисахариды) углеводы. Простые сахара и олигосахариды отличаются сладким вкусом и хорошей растворимостью в воде. Полисахариды – сложные, многоструктурные вещества, нерастворимые в воде и не имеющие сладкого вкуса. Олигосахариды и полисахариды могут включать как однородные, так и неоднородные структурные единицы.
