GLUCIDELE sau ZAHARIDELE

Raspandirea in natura si clasificare

Zaharidele reprezinta o clasa de substante cu mare raspandire in lumea vie, mai ales in cea vegetala. Ele apar in plante, ca produsi ai fotosintezei, unde indeplinesc doua roluri fundamentale: rezerva de hrana si schelet mecanic de sustinere a plantei. De exemplu, membrana celulara vegetala au ca si componenta celuloza, cea mai raspandita substanta organica de pe Terra. In seminte, in tuberculi, in fructe sau tulpini aeriene sunt prezente glucidele in proportii variabile.

Analiza chimica a demonstrat ca peste 50% din materia uscata existenta in organismele vegetale superioare este reprezentata de glucide.

In lume animala, glucidele sunt mai putin reprezentate, atat calitativa cat si cantitativ, fata de celelalte componente fundamentale ale materiei vii. Glicogenul, polizaharid constituie principala form de rezerv utilizat de regnul animal.

Din punct de vedere chimic, zaharidele sunt combinatii polihidroxicarbonilice. In compozitia zaharidelor apare carbonul, hidrogenul si oxigenul, ultimele doua elemente in proportia in care apar in compozitia apei. Din acest motiv zaharidele au fost denumite mult timp hidrati de carbon, termen care sugereaza ideea ca zaharidele ar fi simple combinatii ale carbonului cu apa, ceea ce evident este fals. Zaharidele sunt sintetizate de catre plante, din dioxidul de carbon si apa, sub actiunea razelor solare. Majoritatea reprezentatiilor corespund unei formule moleculare C_n(H₂O)n, in care raportul dintre hidrogen si oxigen este de 2:1, la fel ca si apa, glucoza are formula moleculara C₆(H₂O)₆, iar zaharoza C₁₂(H₂O)_11.

Zaharidele sunt denumite, in special in domeniul biochimiei, glucide, de la gustul dulce pe care multe dintre ele il au. Glucidele au astfel un important rol alimentar si fiziologic. Sunt o sursa de energie necesara proceselor vitale sau reprezinta material de rezerva.

Se cunosc trei categorii de zaharide: monozaharide, oligozaharide si polizaharide, produsii din ultimele doua categorii fiind alcatuiti dintr-un numar variabil de molecule de monozaharide legate intre ele.

Clasificarea zaharidelor

Ozele (monozaharidele): sunt compusi carbonilici polihidroxilici continand 4-6 sau mai multi atomi de carbon (C).

Ozide: - Holozide: Oligozaharide si Polizaharide

- Heterozide

1. MONOZAHARIDE

Monozaharidele sunt compusi organice cu functiuni mixte. Ele contin in molecula o grupare carbonil, una sau mai multe grupari alcool secundar si una sau doua grupari de alcool primar. Monozaharidele, numite uneori si oze. Ozele sunt structuri nehidrolizabile

Clasificarea manozaharidelor

Se pot clasifica in functie de numarul atomilor de carbon (C) in:

Trioze (C₃)

Tetroze (C₄₎

Pentoze (C₅)

Hexoze (C₆), etc.

- Dupa natura grupei carbonil:

Aldoze (contin o grupare aldehidica)

Cetoze (grupare cetozica)

Ele se pot clasifica astfel:

in functie de natura gruparii carbonil, monozaharidele se clasifica in aldoze si cetoze.

in functie de numarul atomilor de carbon din molecula, monozaharidele sunt: trioze, tetroze, pentoze, hexoze.

aldotrioza cetotrioza aldotetroza cetotetroza

Mai multe resturi de monozaharide unite prin legatura glicozidica formeaza asa numitele ozide.

in functie de numarul de resturi de monozaharide, ozidele se clasifica in oligoglucide si poliglucide.

Prin hidroliza acida sau enzimatica ozidele pun in libertate monozaharidele constituente. Ozidele pot exista in natura in stare libera sau combinate cu resturi de substante neglucidice (agliconi). Prin hidroliza lor se elibereaza partea glucidica, de partea neglucidica. Aceste glucide ce au in alcatuire componenta neglucidica se numesc heterozide. Heterozidele se deosebesc de holozide care prin hidroliza elibereaza numai oze.

Stabilirea denumirii monozaharidelor

Denumirea monozaharidelor nu se face dupa o regula stiintifica, cu exceptia termenului care indica tipul de grupari carbonil si numarul atomilor de carbon, de exemplu, aldohexoze, cetopentoze. Aceasta terminologie precizeaza doar tipul monozaharidei in cauza, nu si numele sau individual. In acest scop sunt folosite nume nestiintifice, atribuite de diferiti cercetatori in decursul timpului, ca: arabinoza, riboza, glucoza, fructoza, manoza, calactoza.

Structura monozaharidelor     

Monozaharidele sunt compusi organice cu functiuni mixte. Ele contin in molecula o grupare carbonil, una sau mai multe grupari alcool secundar si una sau doua grupari de alcool primar. Monozaharidele, numite uneori si oze. Ozele sunt structuri nehidrolizabile

Stabilirea structurii monozaharidelor a constituit una dintre problemele de mare interes teoretic in chimia organica si ea continua si astazi sa preocupe un numar mare de cercetatori.

In general monozaharidele sunt substante ternare, in alcatuirea carora intra carbonul, hidrogenul si oxigenul. Pentru majoritatea lor se poate da o formula moleculara generala de tipul: C_mH_2nO_n. Raportul de combinare dintre hidrogen si oxigen este de doi la un, tocmai ca in molecula de apa si de aceea ele au fost numite in trecut, hidrati de carbon.

Scrierea formala: C₆H₁₂O₆ C₆(H₂O)₆

C₁₂H₂₂O₁₁ C₁₂(H₂O)₁₁

(C₆H₁₀O₅)n [C₆(H₂O)₅]n

Exista insa si exceptii, de exemplu ramnoza are formula moleculara C₆H₁₂O₅, iar formula generala nu se mai respecta.

Investigatiile chimice au evidentiat faptul ca monozaharidele sunt combinatii polihidroxilice carbonilice. Intr-o scriere foarte simpla cu ajutorul formulelor de proiectie, monozaharidle se pot reprezenta, astfel:

izomera cu

aldotrioza cetotiorza

Toate monozaharidele pot fi reprezentate prin astfel de formule. Acest tip de formule se numesc se numesc formule carbonilice, liniare aciclice.

Glucoza si fructoza, cele mai raspandite monozaharide, au fost studiate cu precadere, conducand la urmatoarele concluzii:

au compozitia chimica: C₆H₁₂O₆;

glucoza are functiunea carbonil de tip aldehidic, fiind deci o aldohexoza;

in molecula glucozei exista o singura grupare alcool primar, in timp ce fructoza prezinta doua asemenea grupari;

fructoza are functiunea carbonil de tip cetonic si este deci o cetohexoza;

numerotarea in astfel de catene se face pentru aldoze incepand cu carbonul aldehidic, iar pentru cetoze de la capatul cu gruparea cetonica cea mai apropiata.

Formula restransa este insa aceeasi pentru toate cele 16 aldoze izomere, respectiv pentru toate cele 8 cetohexoze izomere din care glucoza si fructoza, constituie cate un termen.

Procedand la diferite degradari controlate a celor doua monozaharide si la omologii cu termeni mai simpli, dar inruditi, s-au stabilit pentru cele doua hexoze urmatoarele formule structurale:

glucoza fructoza

Asemenea formulari reprezinta multumitor structura celor doua molecule dar nu explica o serie de proprietati chimice constatate experimental, ca de exemplu:

absenta, in unele cazuri, a reactiilor specifice gruparii carbonil;

prezenta in anumite conditii a unei grupari hidroxil cu reactivitate mult marita fata de a celorlalte;

Acest tip de formule nu explica nici anumite comportamente ale pentozelor si hexozelor:

- pentozele si hexozele in solutie apoasa nu reactioneaza in toate privintele ca si cum ar avea grupare carbonil: - nu se condenseaza cu amoniacul;

- nu recoloreaza fuxina decolorata de dioxidul de sulf;

- la glucoza si alte monozaharide s-a constatat fenomenul de schimbare a rotatiei specifice:

- daca glucoza proaspat preparata roteste planul luminii polarizate spre dreapta cu 112º, dupa un timp unghiul de rotatie e la 52,5º; acest fenomen a fost numit mutarotatie;

`- in situatia in care carbonilul este mascat sau absent se constata aparitia unui hidroxil in plus si cu proprietati privilegiate - fiind mult mai reactiv;

Toate acestea au putut fi explicate in momentul in care s-a demonstrat ca in molecula pentozelor si hexozelor se produce o semiacetalizare intramoleculara (aditionarea unei grupari hidroxil la gruparea carbonil).

→

Semiacetalizarea la hexoze si pentoze se produce prin aditionarea unei grupari hidroxil dintr-o pozitie convenabila la carbonilul propriu. Ca urmare a acestei aditionari in locul gruparii carbonil apare un nou hidroxil si intre pozitiile care au reactionat se realizeaza o legatura prin atom de oxigen, rezultand un ciclu.

Adoptarea acestei structuri ciclice a permis rezolvarea unor neconcordante dintre formula de structura si proprietatile acestor monozaharide. In cazul glucozei la ciclizare pot participa gruparile hidroxil din pozitia 4 sau 5, iar la fructoza gruparile din pozitia 5 sau 6.

glucoza cu ciclu 1- 4 glucoza glucoza cu ciclu 1- 5

(forma furanozica) (forma aciclica) (forma piranozica)

In mod asemanator se pot scrie si pentru fructoza cel doua structuri ciclice.

fructoza cu ciclu 2 - 6 fructoza fructoza cu ciclu 2 - 5

(forma piranozica) (forma aciclica) (forma furanozica)

Se numesc asa prin analogie cu heterociclii corespunzatori: piranul si furanul

piranul furanul

Aceste formule se numesc formule ciclice sau semiacetalice. In aceste ciclizari rezulta cicluri de 5 sau 6 atomi din care unul de oxigen (heterocicluri cu oxigen), glucozei fiindu-i caracteristic ciclul cu 6 atomi, iar fructozei cel de 5 atomi.

In formularile ciclice se observa ca grupare carbonil a fost modificata, ceea ce concorda cu absenta reactiilor sale specifice. De asemenea, ca urmare a ciclizarii la atomul de carbon carbonilic apare o noua grupare hidroxil, cu proprietati privilegiate numite hidroxil glicozidic.

S-a stabilit ca pentozele si hexozele exista sub forma a doi stereoizomeri aflati in echilibru dinamic. Cei doi stereoizomeri isi datoreaza existenta, aparitiei hidroxilului glicozidic care poate ocupa doua pozitii diferite in raport cu planul ciclului. Cei doi steroizomeri se numesc anomeri.

In cazul glucozei anomerul α are hidroxilul glicozidic de aceeasi parte cu hidroxilul de la carbon doi. Anomerul β are hidroxilul glicozidic de parti diferite ale planului fata de hidroxilul de la carbon doi. Cele doua forme anomere se interconvertesc numai prin intermediul formei carbonilice:

α β

Fenomenul de mutarotatie este ecplicat prin interconversia celor doua forme anomere. La dizolvarea in apa a unei pentoze (hexoze) pure e prezent numai un anomer. Dupa un timp, o parte din anomer se transforma in cealalta forma, pana la stabilirea unui echilibru. S-a demonstrat prin metode spectrale ca exista si forma aciclica intr-o proportie foarte mica.

In cazul glucozei, α-glucoza proaspat preparata roteste cu 112˚, scazand la 52,5, in timp ce β-glucoza proaspat preparata roteste cu 19˚, crescand la 52,5. La echilibru exista urmatoarea reprezentare a termenilor: 36% α si 64% β.

Cu timpul, cand metodele fizico-chimice au avansat s-a demonstrat ca formularile ciclice atribuie oxigenului prin care se inchide ciclul legaturi ciclice anormal de lungi si deci incorecte. De aceea s-a recurs la reprezentarea ciclului sub forma unui hexagon regulat pentru glucoza si pentagon pentru fructoza, plan cu substituentii atomilor de carbon dispusi de o parte si de alta a acestuia. Au fost astfel elaborate formulele de perspectiva ale zaharidelor (Haworth).

In aceste reprezentari se tine seama de un set de conventii a caror respectare face ca trecerea de la un tip de reprezentare la altul sa nu schimbe semnificatia formulei. Formele piranozice se reprezinta printr-un hexagon si cele furanozice se reprezinta printr-un pentagon. Numerotarea acestor figuri a atomilor de carbon se face in sens orar. Prin conventie toate gruparile hidroxil care in forma ciclica sunt in dreapta se scriu in jos, iar cele aflate in partea stanga se scriu deasupra planului ciclului. Prin conventie gruparea CH₂OH din pozitia sase se scrie deasupra planului ciclului.

Glucoza in forma piranozica:

α-glucopiranoza β-glucopiranoza

Fructoza in forma furanozica:

Ciclurile de sase in mod real, nu sunt reprezentate de un hexagon pentru ca o coplanaritate a componentilor lor din ciclu ar crea o tensiune. Ciclul de sase adopta conformatia de scaun sau baie.

α

forma preferata

β

forma preferata

α - glucoza este usor defavorizata energetic de β - glucoza datorita faptului ca in β toti hidroxizii sunt in pozitie ecuatoriala.

Activitatea optica

Cu exceptia dihidroxiacetonei toate monozaharidele au atomii de carbon asimetrici.

aldopentoza cetopentoza aldohexoza cetohexoza

4 16 8

Numarul de izomeri optici: 2ⁿ, unde n reprezinta numarul de atomi de carbon asimetrici. Aldozele si cetozele se deosebesc printr-un carbon asimetric in plus la aldoze. Izomerii optici sunt doi cate doi in raport cu enantiomerii. Restul respecta raportul de diasteroizomeri.

Termenii care rotesc planul luminii polarizate spre dreapta se numesc dextrogiri (+), iar termenii care rotesc planul luminii polarizate spre stanga se numesc levogiri (-). Amestecul echimolecular al unui enantiomer dextro - si levogir se numeste amestec racemic.

Ca o consecinta a ciclizarii mai apare un carbon asimetric, ceea ce duce la cresterea numarului de izomeri optici. De exemplu, aldohexozele ciclizate au 32 izomeri optici.

Seriile sterice

Seriile sterice au fost introduse de catre Rosanov (1906) pentru a clasifica substantele cu carbon asimetric. El a grupat substantele in doua serii sterice: D si L. Ca si "cap" al seriei sterice D a fost stabilita aldehida glicerica dextrogira (+).

(+), D (-), L

In cazul celorlalte monozaharide, apartenenta la D sau L se face in functie de configuratia atomilor de carbon asimetric cel mai departe de gruparea carbonil. Daca acest atom de carbon are configuratia identica cu al aldehidei D glicerice, in cazul glucozei aceasta apartine lui D. A nu se face confuzie intre D si L (care se stabileste prin metoda corelatiei sterice) si sensul de rotatie (+) si (-) care se stabileste prin poralimetrie.

D (+) D (-)

Aceasta forma de proiectie poate fi rotita in plan oricat fara a i se schimba configuratia.

≡

Rotirea cu scoaterea din plan duce la enantiomerul structurii initiale.

aldehida D - glicerica

eritoza treoza

riboza arabinoza xiloza lixoza

riboza arabinoza xiloza lixoza

aloza altroza glucoza manoza guloza idoza galactoza taloza

Cahn, Ingold si Prelog au propus un nou sistem de clasificare si denumire a substantelor care contin atomi de carbon asimetrici. Ei au gasit un mod de a se stabili configuratia absoluta a fiecarui centru de asimetrie in parte si de-al include in denumirea fiecarei substante.

Se propune stabilirea unui ordin de prioritate pentru toti substituentii cu atomi de carbon asimetric. Prioritatea este data de numarul atomic Z al fiecarui atom legat direct de centru de asimetrie. Prioritatea cea mai mare o are atomul cu Z cel mai mare. Se priveste centrul de asimetrie din parte opusa celui in care se gasesc substituentii cu prioritatea cea mai mica. Se observa modul in care scade prioritatea pentru ceilalti trei substituenti. Daca aceasta scade in sens orar, atunci centrul de asimetrie are configuratia absoluta R (in latina, rectus = dreapta) sau scade in sens antiorar, atunci centrul de asimetrie are configuratia S (in latina, sinester = stanga).

Se porneste de la formula de proiectie:

aldehida D-glicerica      R

aldehida L-glicerica      S descreste prioritatea

Proprietati fizice

Monozaharidele sunt substante solide, cristalizate, cu gust dulce. Sunt solubile in apa, mai greu solubile in alcool si insolubile in eter, cloroform si hidrocarburi. Punctul de topire este de 146-165^oC. La distilare se descompun, au un gust dulce, prezinta proprietati optice.

Metode de preparare

Monozaharidele sunt obtinute de catre plante in procesul fotosintezei, deasemenea au fost cercetate si metode de sinteza de laborator, prin:

Condensarea formaldehidei

Fotosinteza sau asimilarea clorofiliana,

Proprietari chimice

reactii datorate semiacetalizarii intramoleculare

mutarotatia

reactii ale grupei carbonil

reactii de reducere

condensare cu compusi de azot (hidroxilamina)

reactii de oxidare

oxidare blinda (cu apa de brom sau acid azotic diluat). Din glucoza se obtine acid gluconic, din galactoza, acid galactonic.

oxidare energetica (cu acid azotic concentrat)

oxidarea grupei hidroxil primare

oxidare cu acid periodic

reactii ale hidroxilului glicozidic

eterificare, se obtin glicozidele

esterificare cu: esteri cu acizi organici, esteri cu acizi anorganici

substitutia nucleofila

reactii ale gruparilor de hidroxil

acetalizare

actiunea acizilor asupra ozelor

actiunea bazelor asupra ozelor

reactii de lungire a catenei monozaharidelor

reactii care duc la scurtarea catenei unei oze

transformari biochimice ale ozelor. Transformarile biochimice ale glucidelor in organismele vii au loc atat in absenta oxigenului cat si in prezenta lui. Fermentatia alcoolica este procesul anaerob in care sub actiunea microorganismelor din drojdia de bere are loc transformarea glucozei in etanol si dioxid de carbon.

Proprietatile gruparii carbonil

Reactii de oxidare specifice aldozelor

Oxidari blande - care afecteaza numai gruparea aldehidica rezultand acizi aldonici.

Necesita apa de clor, apa de brom, acid azotic diluat sau reactivi Tollens sau Fehling.

ox.

glucoza acid gluconic γ - lactona

Oxidarea energica - utilizeaza ca agent de oxidare acidul azotic concentrat si determina oxidarea atat a gruparii carbonil cat si a hidroxilului primar la carboxil, rezultand acizi zaharici.

ox.

acid glucozaharic

Acidul zaharici sunt stabili doar in mediul bazic, in mediu acid sau neutru se transforma in lactone.

H +

puternic

dilactona

Oxidarea menajata - cu protejarea gruparii aldehidice si a hidroxizilor secundari, iar hidroxilul primar este oxidat la carboxil, rezultand acizi uronici.

acid glucuronic

Acizii uronici mai sunt accesibili si din γ lactonele acizilor zahrici prin reducere cu amalgam de sodiu (se reduce functia esterica si se realizeaza o largire de ciclu).

Na / Hg

acid glucuronic

Prin fierberea acizilor uronici in HCl concentrat se decarboxileaza la pentoza corespunzatoare care in mediu acid se transforma in furfurol.

HCl

- CO₂

Acizii uronici sunt cei mai asemanatori cu monozaharidele, prezentand fenomenul de mutarotatie.

α β

Sunt reducatori fata de solutia Tolllens si Felling.

C₆H₁₂O₆ + 2 [Ag(NH₃)₂]OH → C₆H₁₂O₇ + 2 Ag + 4 NH₃ + H₂O

C₆H₁₂O₆ + 2 Cu(OH)₂ → C₆H₁₂O₇ + Cu₂O + 2 H₂O

Acidul periodic oxideaza diferite grupari functionale, transformand gruparea aldehidica in acid formic, hidroxidul secundar in acid formic, iar hidroxidul primar in formaldehida.

+ 5 HIO₄ → CH₂O + 5 HCOOH + 5 HIO₃

Reactii de reducere

Acest tip de reactii afecteaza gruparea aldehidica la fel cu cea cetonica rezultand alcooli. Conditiile de reactie sunt: Na ⁄ Hg, Al ⁄ Hg, Na(BH₄), H₂ activat catalitic.

H₂ H₂

Prin reducerea galactozei se formeaza dulcita. Acest alcool exista in natura in sucurile dulci ale fructelor.

In unele situatii cu toate ca sunt atomi de carbon asimetrici, datorita unei compensatii intramoleculare, activitatea optica dispare.

Reactii de condensare

Reactia cu H₂N - OH, ce duce la formarea oximelor. In cazul unor oxime este posibila mutarotatia.

+ H₂N - OH

- H₂O

oxima α β

Reactia cu fenihidrozina, cu formare de fenihidrazone.

H₂N - NH - C₆H₅

- H₂O

fenilhidrazona α β

In exces de fenilhidrozina se formeaza compusi intensi colorati in galben, numiti osazone.

H₂N - NH - C₆H₅ H₂N - NH - C₆H₅

- C₆H₅ - NH₂ - H₂O

- NH₃

osazona (sistem cromofor)

Osazonele servesc la identificarea si separarea monozaharidelor. Au puncte de topire caracteristice. Sunt substante cristaline, solide si de culoare galbena.

Acele monozaharide care difera prin substituentii de la C1 si C2, dau nastere acelorasi osazone. Monozaharidele care difera prin C1 si C2 si formeaza aceeasi osazona se numesc epimere.

Reactia de aditie

Aditia HCN cu formare de cianhidrine

HCN

Proprietatile gruparii hidroxil

Reactii de esterificare

Acest tip de reactii se realizeaza cu cloruri acide sau anhidride. Clorura acidului p - toluen sulfonic (clorura de tosil).

Depinde de conditiile de reactie (CH₃ - CO - Ac)

Ac₂O

ZnCl₂

0˚ C

Ac₂O      α - pentaacetil derivatul

CH₃COONa

SN2

HBr ⁄ acid acetic glacial

β - pentaacetil derivatul acetohalogenoza (importanta in sinteza de oligozaharide)

La tratarea pentaacizilor derivati cu HBr in acid acetic glacial are loc inversia Valden.

Reactii de eterificare

Eterificarea se desfasoara diferit la hidroxilul glicozidic si la hidroxizii alcoolici. Reactia de eterificare la care participa hidroxilul glicozidic este o acetalizare.

R' - OH

+ R' - OH

- H₂O

acetalizarea

Reprezentanti

aldehida glicerica

dihidroxiacetona, este cea mai simpla trioza

pentozele se gasesc in natura sub forma de glicozizi, esteri si polizaharide

L(+)-Arabinoza, se gaseste in sfecla de zahar

D(+)-Xiloza, in paie, lemn, seminte de floarea soarelui, etc.

D(-)-riboza si D-2-desoxiriboza, sunt prezenti in toate celulele vii

Hexozele sunt larg raspindite in natura, principali reprezentanti sunt

D(+)-glucoza, se gaseste in fructe dulci, miere de albina, in sange in concentratie de aprox.0,10%, scaderea limitei este hipoglicemia , iar cresterea concentratiei glucozei in singe peste limita este hiperglicemia), in lichid cefalorahidian. Se gaseste in oligozaharide, polizaharide, si glicozide. Glucoza se obtine industrial prin hidroliza enzimatica sau acida a amidonului. Produsele comerciale sunt, siropul de glucoza (concentratie de 32-40%, glucoza solida 65-70% si cea cristalizata 99%)

D(+)-galactoza, se gaseste in galactozide si fosfatide (lipide complexe din creier)

L(-)-galactoza, in alge marine

D(+)-manoza, in polizaharide numite manini

D(-)-fructoza, se gaseste in regnul vegetal, in stare libera in fructe dulci, se foloseste la fabricarea produselor de panificatie, bauturi nealcoolice

L(-)-sorboza, este materia prima in sinteza vitaminei C

Glicozidele, sunt denumite in functie de monozaharidul de la care provin: glucozide, galactozide, fructozide, din plante de vanilie, migdale, samburi de prune, cirese, piersici, etc.

N-glicozidele se gasesc in nucleoside, cerebroside

Beta-(D)-galactosamina, se gaseste in cartilagii si numeroase vegetale sub forma de polizaharida

Streptomicina este un antibiotic de biosinteza, structural molecula streptomicinei este alcatuit din trei componente: streptidina, L-streptoza, si N-metil-L-glucozamina.

Eritromicina este un antibiotic , utilizat in terapia infectiilor produse de stafilococi, bacterii gram -pozitive, etc. , in componenta sa este alcatuit din doua glucide piranozice: cladinoza, D-desozamina.

2. OLIGOZAHARIDELE

Oligazaharidele sunt compusi din clasa zaharidelor, in a caror structura moleculara intra un numar mic de unitari de monozaharide, identice sau diferite, unite prin ele prin legaturi glicozidice. Dupa numarul unitatilor de monozaharide componente se intilnesc di-, tri-, tetrazaharide.

A. Dizaharidele

Se obtin prin eliminarea unei molecule de apa intre doua monozaharide. In natura cele mai adesea dizaharide sunt formate din hexoze (glucoza, galactoza, fructoza). Se cunosc doua tipuri de dizaharide: dizaharide reducatoare si dizaharide nereducatoare.

Dizaharidele reducatoare

Structura

Sunt glicozide ce contin la nivelul grupei aglicon un rest de hexoza cu grupare hidroxil glicozidic libera.

Proprietari fizice

Sunt compusi in stare solida, cu o buna solubilitate in apa, la incalzire se descompun, se "caramelizeaza".

Proprietari chimice

Au toate proprietatile caracteristice monozaharidelor,

Reprezentanti

Maltoza- se gaseste in cantitati mici in plante, in maltul incoltit, in drojdia de bere, in unele secretii animale. Maltoza este unitatea structurala a amidonului. Se obtine prin hidroliza amidonului in prezenta acizilor minerali sau pe cale enzimatica, sub actiunea enzimei amilaza.

Celobioza- este unitatea structurala a celulozei

Lactoza- se gaseste in laptele mamiferelor,

Dizaharide nereducatoare

Reprezentanti

Trehaloza- a fost identificata in ciuperci, in drojdii si in unele plante superioare

Zaharoza- , formeaza zaharul. Se gaseste in fructe in plante in cantitate mare in sfecla si trestia de zahar. Zaharoza este o substanta solida, cristalina, solubila in apa, insolubila in etanol. Industrial zaharul se botine din extractia zaharozei din plante, purificarea si concentrarea solutiei apoase obtinute urmata de cristalizare. Fenomenul de invertie a zaharului descrie schimbarea sensului de rotatie al planului luminii polarizate in urma hidrolizei zaharozei. Albinele poseda enzime invertaze, fiind astfel capabile sa hidrolizeze zaharoza, mierea de albine fiind un amestec de glucoza, fructoza, si zaharoza, mai contine arome ale diferitelor flori din care provine zaharoza prelucrata enzimatic de catre albine.

Zaharoza este mult utilizata in alimentatie D- fructoza este cea mai dulce dintre zaharidele simple, aproape de doua ori mai dulce ca zaharoza.

Dintre cele mai cunoscute edulcoloranti amintim: zaharina (descoperita in 1879), care este aprox. de 300 de ori mai dulce decat zaharoza si aspartamul de aproximativ 160 de ori mai dulce dacat zaharoza.

B. Trizaharide

In natura se gasesc putine tri- si tetrazaharide.

Rafinoza- este o trizaharoza nereducatoare care insoteste zaharoza in sfecla de zahar. Se concentreaza in solutiile ramase de la cristalizarea zaharului (melasa).

POLIZAHARIDE

Polizaharidele sunt substante naturale cu structura macromoleculara, formate din monozaharide unite intre ele prin legaturi glicozidice. Sunt raspindite atit in regnul vegetal (celuloza, amidonul), cit si in regnul animal (glicogen).

Sunt substante solide, de culoare alba, insolubile sau greu solubile in apa, cu care formeaza solutii coloidale. Nu au gust dulce.

Reprezentanti

1. Celuloza- este cea mai raspindita polizaharida din natura. Alaturi de hemiceluloze, lignina si materii pectice intra in compozitia peretilor celulelor vegetale, avand rol de schelet. In plante se gaseste sub forma unor fibre, bumbacul contine 85-96% celuloza. Industrial celuloza se obtine din materiale vegetale (lemn, paie, stuf) materiale ce sunt dezagregate la temperatura si presiune (4-8 atm.). In medicina se utilizeaza o serie de esteri (metilici , benzilici) ai celulozei.

Pentru organism este principala sursa de rezidii, amestecat cu sucul digestiv, cu ajutorul unor microorganisme este transformat in acizi grasi, glucoza.

2. Amidonul- este de rezerva si se gaseste in fructe, seminte (grau, 57-75%), tuberculi (de cartofi, 14-215%). Este format din doua componente: amilopectina, amiloza.

3. Dextrinele

4. Ciclodextrinele

5. Glicogenul- substanta de rezerva in ficat (18%), muschi. Digestia glicogenului si a amidonului in cepe inca din cavitatea bucala , unde amilaza salivara are un rol important, la un ph de 8, se transforma in dextrine si maltoza.

6 Dextranul

7. Lichenina- hrana de baza a renilor din tinuturile reci cu vegetatie putina

8. Hemicelulozele, (Xiloza, arabinoza, manoza, galactoza- intra in compozitia structurilor cerebrale)

9. Inulina

10.Heteropolizahari

11. Pectinele

12. Mucopolizaharidele

chitina

heparina este un anticoagulant al singelui si este utilizat in acest scop in medicina