Застосування вуглеводів, їхня біологічна роль.

Тема уроку. Застосування вуглеводів, їхня біологічна роль.

Джерело: Застосування вуглеводів, їхня біологічна роль.

Учитель хімії та біолгії Сіряченко Юлія Валеріївна

Значення вуглеводів можна описати одним реченням: це речовини, без яких життя на планеті Земля не було б таким солодким.

І не лише тому,судіть самі: вуглеводи допомагають нам розв'язати безліч проблем. Вони живлять, вдягають, лікують, зігрівають, забезпечують рух, зберігають сталість внутрішнього середовища організму, беруть участь у збереженні й відтворенні спадкової інформації тощо.

Глюкоза є цінним поживним продуктом. В організмі вона піддається

складним біохімічним перетворенням, у результаті яких утворюються вуглекислий газ і вода :

С₆Н₁₂О₆+6О₂- 6СО₂ +6Н₂О( при цьому виділяється 2870кдж/моль енергії)

Цей процес перебігає поступово, і тому енергія виділяється повільно.

Оскільки глюкоза легко засвоюється організмом, її використовують:

-у медицині як лікарський засіб при явищах серцевої слабкості та входить до протишокових рідин;

- широко застосовують глюкозу в кондитерській справі для виготовлення

мармеладу, карамелі, пряників тощо,

-у текстильній промисловості як відновник, як вихідний продукт при виробництві аскорбінової і гліконових кислот,

-для синтезу ряду похідних цукрів .

Велике значення мають процеси бродіння глюкози.

Так, наприклад, при квашенні капусти, огірків, молока відбувається молочнокисле бродіння глюкози, так само як і при силосуванні кормів

В даному випадку утворена молочна кислота є природнім консервантом.

Якщо ж масу, що піддається силосуванню, недостатньо ущільнити, то під впливом повітря відбувається масляно-кисле бродіння і корм стає непридатним до застосування.

На практиці часто використовується також спиртове бродіння глюкози, наприклад, при виробництві вина та пива.

Фруктоза

У рослинному світі широко поширена фруктоза або фруктовий (плодовий) цукор. Фруктоза міститься в солодких плодах, меді. Витягуючи з кольорових солодких плодів соки, бджоли готують падовий мед, який за хімічним складом являє собою в основному суміш глюкози і фруктози. Також фруктоза входить до складу складних цукрів, наприклад тростинного та бурякового. Калорійність фруктози аналогічна до глюкози і складає близько 4 ккал/г. Фруктозу ,в невеликих дозах, можна рекомендувати для харчування хворим на цукровий діабет, оскільки її засвоєння не супроводжується значним підвищенням рівня цукру у крові.

Сахароза

Сахароза застосовується:

а) як продукт харчування;

б) у кондитерській промисловості;

в) для одержання штучного меду ;

г) для приготування вин, пива.

«Здивуй мене» Цікаві факти про цукор

-У Індії ще 2000 років тому виробляли кристалічний цукор з очерету. Коли Олександр Македонський дістався до індійської території, він був здивований процесом отримання меду без використання бджіл (тобто, штучного меду з цукру).

-У 1747 році німецький хімік Андреас Маргаф виявив, що цукор в цукровому буряці ідентичний такому в цукровій тростині. Це відкриття відкрило дорогу виробництву цукру в північних регіонах – перший цукровий завод, одержуючий цукор з буряка, запрацював в 1802 році.

-Вживання зайвої кількості цукру може привести до появи зморшок через те, що цукор відкладається про запас в колаген шкіри, роблячи її менш еластичною. Хороша новина – якщо зменшити споживання цукру, то цей процес звертається назад.

-Цукор зміцнює асфальт. Також він уповільнює застигання готового бетону і клею.

-Цукор використовується при виготовленні чорнила і фарб для принтерів.

-Ви можете за один присід з’їсти 16 кубиків цукру? А знаєте, що в 500 мл кока-коли знаходиться еквівалент 16 кубиків цукру, і при її вживанні увесь цей цукор в розчиненому виді потрапляє у ваш шлунок.

-Якщо змішати глюкозу, кукурудзяний сироп і селітру, вийде один з видів ракетного палива, яке використовується любителями модельного ракетобудування.

Крохмаль

Крохмаль - рослинний полісахарид, утворюється в рослинах із глюкози і накопичується в коренях, бульбах і насінні. Він є основним вуглеводом продуктів харчування.

Так, у борошні міститься 75–80 % крохмалю, в картоплі — 25 % і т. д.

Безпосередньо він організмом не засвоюється, його енергетична цінність

складає близько 16,8 кДж/моль.

Крохмаль є цінним поживним продуктом. Щоб полегшити його засвоєння, продукти, що містять крохмаль, піддають дії високої температури, тобто картоплю варять, хліб печуть. Під дією ферментів відбувається гідроліз крохмалю, який починається вже при пережовуванні їжі в роті, триває в шлунку й кишечнику. Глюкоза, що утворюється в результаті гідролізу, усмоктується в кров і надходить у печінку, а звідти — в усі тканини організму. Надлишок глюкози відкладається в печінці у вигляді високомолекулярного вуглеводу глікогену («тваринний крохмаль»), що знову гідролізується до глюкози у міру витрати її клітинами організму.

У промисловості крохмаль шляхом гідролізу перетворюють на патоку

і глюкозу.

- Якщо гідроліз крохмалю не доводити до кінця, то утворюється

суміш декстрину з глюкозою — патока, яку застосовують у кондитерській

промисловості.

- Отримані за допомогою крохмалю декстрини використовуються як клей, для загустіння фарб при нанесенні малюнків на тканину.

- Крохмаль застосовують для накрохмалювання білизни.

- Крохмаль і його похідні також застосовуються при виробництві паперу, текстильних виробів, у ливарному та інших виробництвах, а також

у фармацевтичній промисловості.

- Великі об’єми крохмалю витрачаються на виробництво етилового спирту. У цьому процесі спочатку крохмаль піддають гідролізу під дією ферментів солоду, а продукт гідролізу — бродінню в присутності дріжджів

з утворенням спирту.

Целюлоза

- Целюлоза — основна речовина рослинних клітин: деревина складається з неї на 50 %, а бавовна і льон — це майже чиста целюлоза.

- Організм людини і багатьох інших тварин (окрім жуйних тварин і кроликів) не здатні перетравлювати целюлозу.

- Хоча крохмаль і целюлоза мають однаковий хімічний склад, завдяки різній будові молекул вони виконують різні функції в організмі: крохмаль — поживна речовина, а целюлоза — міцний будівельний матеріал.

Целюлоза використовується людиною з дуже давніх часів.

- Спочатку застосовували деревину як горючий і будівельний матеріал;

- Потім бавовняні, лляні та інші волокна почали використовувати як текстильну сировину.

- Основна галузь, у якій використовується целюлоза,— паперова. Папір

складається в основному з целюлози, яку з цією метою виділяють із деревини. Це тонкий шар волокон клітковини, спресованих і проклеєних для

створення механічної міцності та гладкої поверхні.

- Целюлозу використовують також у виробництві штучних волокон і вибу-хових речовин.

- Із майже чистої целюлози виготовляють дуже міцну плівку — целофан.

- Обробкою целюлози оцтовою кислотою добувають ацетилцелюлозу,

з якої виготовляють ацетатне волокно (штучний шовк) та кіно- і фотоплівку.

- Целюлоза використовується також для отримання скипидару, деревного

вугілля, оцтової кислоти, метану, каніфолі, смоли, глюкози, кормових дріжджів, бездимного пороху та ін.