SUBSTANTE ORGANICEDIN CORPUL UMAN

Corpul uman este format din cellule,dar la baza lor se afla substante organice foarte importate,datorita carora noi traim.Cele mai importante sunt :proteinele,glucidele si lipidele.

Proteinele

Se numesc proteine produsii naturali cu structura macromoleculara care se transforma prin hidroliza in L-amino-acizi. Proteinele sunt componente esentiale, alaturi de apa, saruri anorganice, lipide, hidrati de carbon, acizi nucleici, vitamine, enzime, ale materialelor lichide si gelificate din celule, in care se petrec interactiunile chimice si fizice intense cuprinse sub denumirea de viata.

De proteine depind multe functiuni importante ale organismelor vii. Sunt proteine unele substante cu puternica activitate biologica ale celulelor ca: enzimele, pigmentii respiratori, multi hormoni si anticorpii. Substanta contractila din fibrele musculare, din cilii si din flagelele organismelor inferioare, care poseda proprietatea de a transforma energia chimica in energie mecanica, este de asemenea o proteina. Proteinele care asigura functiuni se bucura de proprietatea neintalnita la alte combinatii, specificitatea. Proteinele diferitelor specii de animale si vegetale sunt tipice pt aceste specii si se deosebesc de proteinele altor specii, in timp ce, de exemplu amidonul, glicogenul si grasimile nu difera decat putin de la o specie la alta. Deci, numarul proteinelor care se observa in natura este extrem de mare.

Pe baza de solubilitate se disting doua clase de proteine : proteine insolubile si solubile. Cele dintai, numite proteine fibroase, se gasesc in organismul animal in stare solida si confera tesuturilor rezistenta mecanica( proteine de schelet) sau protectie impotriva agentilor exteriori. De exemplu, keratina din par, unghii, copite, epiderma, colagenul din piele, oase si tendoane,miosina din muschi si fibroina din matase. In vegetale nu se gasesc proteine fibroase; functiunea lor este indeplinita in plante de celuloza. Proteinele fibroase se dizolva numai in acizi si baze concentrate, la cald, dar aceasta dizolvare este insotita de o degradare a macromoleculelor; din solutiile obtinute nu se mai regenereaza proteina initiala.

Proteinele solubile sau globulare apar in celule in stare dizolvata sau sub forma de geluri hidratate. Albuminele sunt solubile in apa si in solutii diluate de electroliti (acizi, baze, saruri); globulinele sunt solubile numai in solutii de electroliti. Din categoria aceasta fac parte toate proteinele cu proprietati fiziologice specifice : poteinele din serul sanguin, enzimele, hormonii proteici, anticorpii si toxinele.

O categorie importanta sunt proteidele sau proteinele conjugate, combinatii ale unei proteine cu o componenta neproteica.

IZOLARE SI PURIFICARE

Proteinele insolubile pot fi usor separate de compusii care le insotesc in organismele animale, grasimi, hidrati de carbon sau proteine solubile, asa ca izolarea lor nu prezinta dificultati. Din cauza insolubilitatii lor, nu pot fi purificate prin dizolvare.

Proteinele solubile sufera usor la incalzire, sau sub actiunea acizilor, a bazelor, a dizolvantilor organici si a altor compusi chimici, o transformare numita denaturare, prin care se pierde activitatea biologica specifica.

Proteina se extrage din materialele biologice in care se gaseste cu o solutie salina, mai rar cu dizolvanti organici ca glicerina sau acetona, diluate cu apa. Solutiile acestea cintin si substante neproteice; indepartarea acestora se face cu ajutorul dializei prin membrane permeabile pt aceste substante dar impermeabile pt proteine. Proteinele insolubile in apa distilata se precipita la sfarsitul dializei. Indepartarea ionilor straini poate fi accelerata prin suprapunerea unei electrolize, intr-un dispozitiv special (electrodializa).

Metoda obisnuita pt obtinerea proteinelor din solutiile purificate prin dializa consta in precipitare cu saruri neutre, sulfat de amoniu sau sulfat de sodiu, in stare solida sau in solutie saturata. Dupa un alt procedeu, precipitarea proteinei se face cu etanol.

COMPOZITIA PROTEINELOR

Toate proteinele contin elementele: C, H, O, N,S; in unele proteine se mai gasesc, in cantitati mici: P, FE, Cu, I, Cl si Br. Continutul procentual al elementelor principale este de: C 50-52 %, H 6,8-7,7 %, S 0,5-2 %, N 15-18 %.

Prin hidroliza, proteinele se transforma in amino-acizi. Hidroliza proteinelor se poate efectua cu acizi, cu baze sau cu enzime. Hidroliza acida se face prin fierbere indelungata (12-48 ore) cu acid clorhidric de 20% sau mai bine cu acid formic continand HCl (2 ore). Hidroliza cu hidroxizi alcalini sau cu hidroxid de bariu are loc intr-un timp mai scurt. Prin hidroliza se obtine un

amestec care poate sa contina circa 20 L-amino-acizi. Se formeaza si amoniac prin hidroliza grupelor CONH2 ale asparaginei si glutaminei.

STRUCTURILE PROTEINELOR NATURALE

Se disting patru grade structurale sau niveluri de organizare dupa complexitatea lor. Acestea au fost numite structuri primare, secundare, tertiare si cuaternare.

Structura primara a unei proteine este determinata prin numarul si succesiunea specifica a amino-acizilor din catena polipeptidica. Structura secundara a unei proteine este determinata de aranjarea in spatiu a catenei polipeptidice si de legaturile care se stabilesc intre catene. Cercetarile in domeniu au sugerat ca macromolecula peptidica nu are forma extinsa, ci adopta o forma rasucita sau incretita. Structurile tertiare : structurile secundare sunt determinate de legaturile de hidrogen dintre grupele CO si NH ale catenelor polipeptidice. Intr-o elice L foarte lunga , se pot stabili legaturi slabe, dar numeroase , si intre grupele R proeminente spre exterior , ale amino-acizilor. Sunt folosite 4 feluri de legaturi intre grupe R apartinand aceleiasi catene polipeptidice prin care se poate realiza o structura tertiara. La adoptarea si mentinerea unei anumite conformatii tertiare contribuie uneori ioni metalici sau, in proteide, grupele prostetice.Un model de structura tertiara este aceea a mioglobinei; iar un model de structura secundara este acela al keratinei.

Mai multe asemenea structuri tertiare sunt asociate intre ele formand structuri cuaternare. Fortele de atractie sunt aceleasi ca in structurile tertiare, dar ele actioneaza la acest caz intermolecular, unind catene polipeptidice sau elice L-diferite. Un exemplu de structura cuaternara este acela al hemoglobinei.

ASIMILATIA SI SINTEZA PROTEINELOR

Se gasesc proteine in fiecare celula vie. Pentru sinteza lor, respectiv a amino-acizilor care le compun, plantele se folosesc de combinatii anorganice ale azotului, amoniac si azotati, pe care le extrag din sol. Unele vietuitoare inferioare, bacteriile de sol, pot folosi chiar azotul molecular.

Animalele nu au facultatea de a asimila combinatiile anorganice ale azotului, ci sunt nevoite sa utilizeze proteinele de origine animala sau vegetala, continute in hrana lor. Proteinele nu pot fi intrebuintate ca atare, ci sunt hidrolizate in timpul digestiei, pana la amino-acizi. Acestia difuzeaza prin peretele intestinului in sange si servesc apoi celulelor pentru sinteza proteinelor proprii ale organismului. Numai datorita acestui mecanism, fiecare celula isi poate construi proteina ei specifica.

Organismul animal nu poate sintetiza decat anumiti amino-acizi; altii provin din proteinele hranei. De aceea, nu este suficient ca hrana animalelor sa contina o anumita cantitate de proteine, ci acestea trebuie sa cuprinda o cant. suficienta din fiecare amino-acid esential. Proteinele din lapte, carne, peste, oua, creier, serum, fibrina, soia si din embrionul de grau contin amino-acizii esentiali in proportie adecvata. In schimb, hemoglobina, gelatina si multe proteine din vegetale sunt deficiente in unul sau altul din amino-acizii esentiali. Folosirea exclusiva in alimentatie a acestor proteine duce la tulburari grave. Lipsa amino-acizilor esentiali din proteinele hranei se manifesta la animalele tinere a caror crestere inceteaza sau este incetinita. Simptomele de deficienta dispar daca se completeaza dieta cu lapte.

PROTEINE SOLUBILE. ALBUMINE SI GLOBULINE ANIMALE.

Proteinele din aceste doua clase, mult raspandite in natura, apar adesea impreuna si se diferentiaza greu unele de altele. Albuminele se definesc de obicei ca proteine solubile in apa curata si in solutii diluate de acizi, baze, saruri, iar globulinele ca proteine solubile numai in solutii de electroliti.

Proteinele din sange . Sangele este o suspensie a unor corpuscule mari, vizibile la microscop, globulele albe si rosii, intr-un lichid omogen numit plasma. Globulele rosii contin toata proteina colorata rosie, hemoglobina. Plasma contine in solutie fibrinogenul, globuline si albumine. Lichidul ramas la indepartarea globulelor si a fibrinogenului se numeste serul sanguin. Coagularea sangelui se datoreste transformarii fibrinogenului intr-un gel ireversibil, fibrina.

Globulinele din ser pot fi separate in trei fractiuni, L-, B si y. o importanta deosebita o cinstituie y-globulinele, care s-au dovedit identice cu anticorpii din serul sanguin.

Se stie ca in urma infectiilor cu bacterii sau virusuri, organismul animal devine imun, un timp mai lung sau mai scurt, fata de o noua infectie cu acelasi germen patogen. Imunitatea se datoreste aparitiei de anticorpi in serul animalului infectat. Substantele care determina formarea anticorpilor, numite antigeni, sunt proteine, produse de bacteriisau provenite din acestea sau din virusuri prin dezagregarea lor. Orice proteina straina introdusa prin injectie in organism actioneaza ca antigen. Proteinele din muschi. Muschii vertebratelor contin 15-20% proteine. Au fost izolate : miogenul, miosina, globulina X, stroma musculara, tropomiosina si actina.

Miogenul este un amestec de cel putin 3 proteine, cu caracter de albuminesi globuline. Miogenul contine enzimele esentiale ale muschiului: fosforilaza, fosfoglucomutaza, etc..

Miosina si actina sunt proteinele care asigura functiunea contractila a muschiului. Tropomiosina este o proteina unitara.PROTEINE VEGETALE. Globulinele vegetale sunt mult raspandite in natura, alaturi de albumine.de exemoplu globulinele din semintele oleaginoase :edestina, din samanta de canepa, excelsina din nuca braziliana, amandina din migdale si corilina din alune, apoi globulinele din leguminoase, de ex.: faseolina din fasole, legumina din mazare, precum si globulinele din cartofi, tomate, spanac,etc. Toate au configuratii globulare.Proteine din cereale. Proteina graului de a da o faina panificabila se datoreste caracterului special al proteinelor din endospermul, bogat in amidon, al semintelor acestei cereale. Proteina din grau, glutenul, se obtine prin framantarea fainei intr-un curent de apa; acesta antreneaza granulele de amidon, lasand glutenul sub forma unei mase lipicioase. Spre deosebire de celelalte proteine vegetale, glutenul este insolubil in apa si in solutii saline. Cercetarea clasica a glutenului a dus la concluzia ca el este un amestec de doua proteine : glutenina si gliadina. Cea din urma este singura proteina solubila in alcool de 70 % si poate astfel fi separata de glutenina.

PROTEINE FIBROASE (INSOLUBILE).KERATINELE- proteinele din epiderma, par, pene, unghii, copite si coarne se disting printr-un continut mare de sulf. Keratinele sunt insolubile in apa atat rece cat si calda, precum si in solutii saline. Din cauza aceasta keratinele prezinta o mare inertie fata de agentii chimici, precum si fata de enzime.FIBROINA, componenta fibroasa din matasea naturala, se gaseste in acest material inconjurata cu o componenta amorfa, cleioasa, sericina, care reprezinta cca. 30 % din greutatea totala. In cele doua glande ale viermelui de matase, proteinele sunt continute sub forma de solutie concentrata, vascoasa.COLAGENUL, este componenta principala a tesuturilor conjunctive, tendoanelor, ligamentelor, cartilajelor, pielii, oaselor, solzilor de peste. Exista numeroase varietati de colagen. Colagenul are o compozitie deosebita de a keratinei si fibroinei, caci este bogat in glicol, prolina si hidroxiprolina, nu contine cistina si triptofan. Prin incalzire prelungita cu apa, colagenul intai se imbiba,apoi se dizolva transformandu-se in gelatina sau clei.ELASTINA constituie tesutul fibros, cu o elasticitate comparabila cu a cauciucului, a arterelor si a unora din tendoane, cum este de exemplu tendonul de la ceafa boului. Elastina nu se transforma in gelatina la

fierbere cu apa si este digerata de tripsina. Ca si colagenul, fibrele de elastina sunt compuse din amino-acizi simpli, mai ales leucina, glicocol si prolina.

Grasimile

Grasimile sunt substante organice produse atat in renul animal il stocheaza in tesutul subcutan, in epiploon sau in jurul oranelor interne iar plantele il acumuleaza in jurul elementelor reproducatoare.Din cele mai vechi timpuri grasimile si-au gasit diferite intrebuintari in alimentatie, medicina, industrie.

Sinteza naturala a grasimilor

In plante, grasimea ia nastere prin transformarea glucidelor, sub influenta enzimelor. S-a constatat ca prin maturizare, plantele saracesc in amidon si zaharuri, imbogatindu-si continutul in ulei.

Glucidele sunt sintetizate prim asimilatie clorofiliana in frunze, dupa urmatorul mecanism:

CO2+H2O O2+HCHOAldehida formica

Oxigenul se degaja, iar aldehida formica se condenseaza, formand glucoza

6HCHO C6H12O6glucoza

care formeaza produsi superiori, bioze, trioze, polioze (zaharuri si amidon)

Principalele mecanisne chimice din plante care conduc la formarea grasimilor pornind de la glucide sunt:

R-CHOH-CHOH-R’ R-CO-CH2-R’ R-CHOH-CH2-R’ R-CH=CH-R’ R-CH2-CH2-R’ Polioza cetona alcool superior produs nesaturat produs saturat

Aceste reactii succesive de deshidratare-hidrogenare au loc in tot lantul moleculei de polioza. La unul din capetele lantului are loc o oxidare cu formarea unui radical acid (-COOH) asa incat in final din polioza initiala cu formula:

R-CHOH-CHOH-R’

in care

R=CH2-CHOH-CHOH- etcR’=-CHO

se obtine un compus cu formula generala :

CH3-(CH2)n-COOH

, adica acid

Se obtin prin acest mecanism, acizi grasi saturati, care contin in moleculele lor un numar de atomi de carbon multiplu de 6.

Formarea acizilor grasi nesaturati are loc cand zaharurile se degradeaza formand un compus numit metilglioxal (CH3-CO-CHO) care se condenseaza cu el insusi formand o poli-oxicetona-aldehida saturata, care prin hidrogenarii si deshidratari succesive se transforma intr-o aldehida superioara nesaturata. Aceasta la randul ei este oxidata la gruparea –CHO (aldehidica) transformandu-se in acidul gras nesaturat . corespunzator

Glicerina se formeaza in plante prin reactii asemanatoare cu formarea acizilor grasi. Printr-o reactie de

esterificare, acizii grasi se combina cu glicerina dand nastere grasimilor”

CH2OH HOOC-R CH2-OOC-R! !CHOH + HOOC-R1 CH-OOC-R1+3H2O! !CH2OH HOOC-R2 CH2-OOC-R2

Triclicerida

In plante materia grasa se concentreaza numai in anumite parti cum sunt semintele, fructele, samburii, jucand rolul unei substante de rezerva, pe care planta o utilizeaza in timpul dezvoltarii ei, drept sursa de energie.Grasimile prezinta avantajul ca puterea lor calorica este foarte ridicata si sunt lipsite de apa de cristalizare.

Cele mai multe plante naturale au seminte oleaginoase. La cele de cultura predomina cele cu seminte amidonoase. Acumulari de grasimi de rezerva se produc si in tulpinile unor copaci. La germinatie, rezervele de grasimi sunt practic complet epuizate. Se produce o hidroliza a grasimilor la acizi grasi si glicerina, sub actiunea lipazelor vegetale prezente in toate semintele si in alte organe ale plantei.

Seminte Specia vegetala Grasimi Glucide Oleaginoase Floarea soarelui 45-55 10

Nuci de cocos 65 12Ricin 60-65 15

Amidonoase Boabe grau 1.8 69Boabe mazare 1.9 53Boabe orez 1.3 77

Tabel 1. Continutul de substanta de rezerva in semintele oleaginoase si amidonoase

Energia chimica a grasimilor este eliberata prin oxidarea produsilor de hidroliza: acizi grasi si glicerina. Grasimile si acizi grasi fiind greu translocabile in organismele

vegatale , rezerva lor de energie se poate valorifica direct numai in organul de depozitare.

Grasimile din regnul animal

In organismul animal, sintetizarea grasimilor propriise face, fie in urma tranformarii altor componente ale alimentelor. Formarea grsimilor din glucide si proteine este legata de ciclul lui Krebs

De remarcat este importanta pentru aceste transformariia unor substante care ocupa un loc central: acidul piruvic, acetilcoenzima A si subsatntele care constitue unele etape ale ciclului Krebs, precum si coenzimele procesului redox, care de asemenea au rolul unor substante active. Acesti metaboliti, care sunt comuni in metabolismul mai multor clase de substante, formeaza pentru organism asa-numitul “fond metabolic comun”.

Grasimile din tesuturile animale contin in structurile lor acizi grasi cu un numar pereche de atomi de carbon cuprins intre 4 si 24. Posibilitatile organismului de a sintetiza acesti acizi, sunt foare diferite de la tesut la tesut si de specie la specie. Comun penrtu toate speciile si toate tesuturile este faptul aratat mai sus, ca biosinteza porneste de la aceiasi substanta simpla care este acetilul coenzima A denumit acid acetic activat si care poate provenii din glucide, din aminoacizi, din alcool etilic si din acizi grasi. Dupa felul cum este folosit acetilul conezima A se poate realiza sinteza de acizi grasi, deci grasimi sau producere de energie prin oxidare pana la CO2 si H2O in ciclul citric.

Trecerea spre o cale sau alta depinde de starea generala a organismului si de factorii de mentinere a homeostazei generale. Intr-un regim normal , acetil coenzima A pentru sinteza de acizi grasi provine 30% din glucide.

Dupa sintetizarea acizilor grasi, pentru formarea lipidelor propriu-zise, acestia rebuie sa se esterificecu glicerina, obtinuta in ciclul Krebs din glucide.Procesul de esterificare are loc dupa o prealabila fosforilare a glicerinei.

Cea mai mare parte din grasimea animalelor se gaseste sub forma se tesuturi adipoase subcutante, tesuturi adipoase asezate pe membranele

peritoneale care sustin stomacul si intestinele si grasimea depusa la suprafata organelor interne.Aceasta sursa o constituie principala sursa de lipide pentru organism, functionand in acelasi timp ca termoregulator.In functie de starea de ingrasare a animalului in carne se gaseste asa numita “grasime de marmorare” dintre muschi, si cea de perselare in interiorul muschiului. O cantitate mica de grasime se gaseste chiar in interiorul fibrei.

Grasimile crude den diferite parti ale corpului difera in ceea ce priveste consistenta, culoarea, compozitia chimica. In general grasimile de acoperire au un punct de topire mai scazut, dacat grasimea acumulata in interiorul organismului.La animalele din zone calde grasimea are consistenta mai tare dacat la cele dintr-un climat temperat – rece. Grasimea de bovine este culoare galbena, determinata de pigmentii carotenoici . Intensitatea culorii depinde de continutul de caroten. Pana la 1mg caroten /kg grasimea este alb-galbuie, intre 2-3 mg caroten/kg este galbena iar peste 5 mg caroten /kg este galben intens. Femelele au grasimea mai intens colorata decat masculii.

Efect hotarator in compozitia grasimii il are hrana.Cand hrana are putina grasime se formeaza grasime prin sinteza din glucide si proteine si in consecinta bogata in acizi grasi saturati si monosaturati. Aceasta deoarece organismul animal este in stare sa sa sintetizeze din glucide si proteine numai acizi grasi saturati si monosaturati ceilalti acizi grasi polinesaturati putand fi sintetizati nami daca alimentele ingerate contin acizi grasi cel putin dinesaturati.

ZaharideleMonozaharidele sunt compuşi hidroxil-carbonilici, care conţin in O ||molecula lor, pe lângă grupe hidroxil -OH, o grupa aldehidica - C - H O ||

sau cetonica -C-- . In funcţie de numărul atomilor de carbon care alcătuiesc molecula, monozaharidele se clasifica in : -dioze (cu 2 atomi de carbon) -trioze (cu 3 atomi) -tetroze (cu 4 atomi)-pentoze (cu 5 atomi) -hexoze (cu 6 atomi) etc.

Glucoza, C6 H12 O6, este cea mai răspândita hexoza. In natura se gaseste in fructele dulci, in mustul de struguri, in mierea de albine si in toate celulele vegetale. In cantitati mici se gaseste in sânge (0,09 %); in urina poate ajunge pana la 10 % in cazul diabetului zaharat. Formula structurala a glucozei este:

O In glucoza cristalizata moleculele au o structura || ciclica rezultata prin trecerea unui atom de 1 C-H hidrogen de la hidroxilul carbonului 5 sau 4, la | O 2 H - C-OH || | grupa carbonil, --C- ,cu care formează un 3 HO-C-H hidroxil nou foarte activ numit hidroxil glicozidic. | In soluţie apoasa, glucoza se gaseste sub 4 H-C-OH forma a doi izomeri (forma carbonilica si forma | ciclica), care se găsesc in echilibru dinamic. 5 H-C-OH |

6 CH2 OH

Glucoza- forma aciclica sau carbonilica

Obţinere. Glucoza se obţine in industrie prin hidroliza amidonului (din cartofi sau cereale), cum si prin hidroliza celulozei sub acţiunea acizilor minerali diluaţi (HCl sau H2 SO4),in autoclave, la presiune de 2 at, conform ecuaţiei: (H2SO4) [C6 H10 O5]n + nH2O nC6 H12 O6 Polizaharida Glucoza (amidon sau celuloza) Se obţine, in funcţie de condiţiile de lucru, fie un sirop gros, fie o masa incolora, cristalina. Proprietati. Glucoza este o substanţa solida, cristalizata, de culoare alba sau gălbuie, solubila in apa. Este aproximativ de doua ori mai puţin dulce decât zaharul. Prin oxidarea glucozei se obţine acidul gluconic, iar printr-o oxidare mai înaintata, acidul zaharic.O proprietate chimica importanta a glucozei o constituie faptul ca ea fermentează, sub influenta zimazei din drojdia de bere, cu formare de alcool etilic si dioxid de carbon: Zimaza C6 H12 O6 2 CH3 -CH2OH -2 CO2

Intrebuintari. Glucoza se intrebuinteaza la prepararea alcoolului etilic, a dioxidului de carbon si la prepararea produselor zaharoase in locul zaharului, la fabricarea oglinzilor, in industria textila la imprimarea tesaturilor, la prepararea vitaminei C pe cale sintetica etc.

Fructoza sau zaharul din fructe, C6H12O6 , se gaseste împreuna cu glucoza in fructele dulci si in miere. Fructoza este o cetoza, o funcţie mixta de alcool si cetona. Structura chimica. Ca si in cazul glucozei, moleculele fructozei cristalizate au o structura ciclica. In stare libera are forma piranozica, iar in combinaţii se gaseste in forma furanozica:

CH2 OH CH2 OH | | HO-C HO-C | | HO-C-H HO-C-H | | O H-C-OH O ; H-C-OH | | H-C-OH H-C | | CH2 CH2 OH | Fructofuranoza Fructopiranoza

In soluţie apoasa, intre forma carbonilica si cele doua forme ciclice (piranozica) si (furanozica) se stabileşte un echilibru dinamic. Preparare. Fructoza se obţine prin hidroliza zaharozei cu acizi diluaţi: ( H2SO4) C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Zaharoza Glucoza Fructoza

Proprietati. Fructoza este o substanţa solida, cristalizata, de culoare alba, solubila in apa. Este mai dulce decât zaharoza de 1,52 ori si decât glucoza de 2,2 ori.

Formulele perspectivice ale celor doua forme ciclice ale fructozei sunt: H HOCH2 O H |6 O 1 CH2 OH OH H 5 2 5 2 H HO H HO H 1 CH2OHHO OH OH H OH H Fructopiranoza Fructofuranoza

Intrebuintari. Fructoza se intrebuinteaza la înlocuirea altor produse care conţin zahar si in special in alimentaţia suferinzilor de diabet.

Dizaharidele sunt rezultate din unirea a doua molecule de hexoza, prin eliminarea unei molecule de apa. -H2O 2 C6H12O6 C12H22O11 Monozaharida Dizaharida

Dizaharidele sunt substanţe cristalizate, solubile in apa si insolubile in dizolvanţi organici. Cele mai importante dizaharide sunt: zaharoza, maltoza, lactoza si celobioza.

Zaharoza, C12H22O11 ,este foarte răspândita in regnul vegetal. Se gaseste in tulpina trestiei de zahar, in sfecla de zahar, in morcovi, pepeni galbeni, zmeura, piersici, caise etc.

Structura chimica a zaharozei. Zaharoza este formata dintr-o molecula de glucoza si o molecula de fructoza, cu eliminare de apa, care se face intre cei doi hidroxili glicozidici ai glucozei si fructozei.

CH2OH CH2 OH | |H--1C- OH H -O-2C H-C O-C | | | |H-C-OH HO-C-H -H2 O H-C -OH HO-C-H | | O | O | O HO-C-H O H-C-OH HO-C-H H-C-OH | | | | H-C-OH H-C H-C-OH H-C | | | |H-C CH2OH H-C CH2 OH | | CH2OH CH2OH Glucoza Fructoza Zaharoza

Obţinerea zaharului din sfecla de zahar. Pentru a obţine zaharul din sfecla de zahar se fac o serie de operaţii, dintre care cele mai importante sunt: spălarea si tăierea sfeclei; obţinerea sucului zaharat; purificarea sucului; concentrarea si cristalizarea; separarea cristalelor de sirop si albirea zaharului; rafinarea. Proprietati fizice. Zaharoza este un corp solid, cristalizat, incolor. Se topeşte la 185; încălzita peste 185ş se

ingalbeneste, devine bruna si apoi se transforma in cărbune de zahar. Este solubila in apa si insolubila in alcool. Proprietati chimice. Prin hidroliza zaharozei cu acizi se obţine un amestec de glucoza si de fructoza. Amestecul rezultat se mai numeşte zahar invertit, iar hidroliza care are loc se numeşte invertirea zaharului:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Glucoza Fructoza

Întrebuintari. Se intrebuinteaza in alimentaţie, fiind o substanţa cu o mare valoare alimentara, gustoasa si asimilata uşor de organism. Prin asimilarea unui gram de zaharoza in organism se obţin 3,7- 4,2 cal.Zaharul este un aliment preţios pentru om si serveşte ca materie primã in fabricile de produse zaharoase (bomboane, ciocolatã etc.).

Polizaharidele sunt răspândite atât în regnul vegetal cât si în cel animal, având o mare importanta biologică. Dintre polizaharidele vegetale se mentioneaza amidonul si celuloza. Dintre cele de origine animală se mentionează glicogenul. Polizaharidele se obţin prin eliminarea a n molecule de apă între mai multe molecule de monozaharide:

n C6 H12O6 -n H2O [C6H10O5]n Monozaharidă Polizaharidă

Proprietăti. Au aceeaşi structura macromolecularã; nu au gust dulce; prin încalzire nu se topesc.

Structura. Amidonul [C6H10O5] n este un amestec de doua polizaharide: amiloza si amilopectina. Amidonul este o polizaharida cu structura macromoleculara. Se gaseste aproape in toate plantele cu clorofila. Se formează in partile verzi ale plantelor si, in special, in fructe, dar nu ramane mult timp in ele; O parte este trecuta intr-o forma solubila, ce serveşte ca hrana plantei, iar alta parte se depune ca amidon insolubil in rădăcinile, tulpinele si seminţele plantelor. Fotosinteza. Sinteza amidonului din CO2 si H2O in celulele verzi ale plantelor, sub influenta luminii solare si in prezenta clorofilei, se numeşte fotosinteza. Reacţiile care au loc in procesul fotosintezei sunt:

6CO2+6H2O C6H12O6+6O2 -- nH2O nC6H12O6 [C6H10O5]n Glucoza AmidonDe obicei, industrial, amidonul se obţine din cartofi sau faina de grâu, prin spălare cu apa, care antrenează mai uşor amidonul decât celelalte cumponente.Amidonul se prezintă ca o pulbere fina, de culoare alba mai mult sau mai puţin strălucitoare. Este insolubil in apa rece, iar cu apa calda, la ~500 formează soluţii vâscoase care la rece devin un gel numit coca.Prelucrarea amidonului. Amidonul poate fi prelucrat in produse de importanta alimentara si industriala. In acest scop se folosesc diferite reacţii chimice, cea mai importanta fiind hidroliza. In industrie, hidroliza acida a amidonului este folosita la prepararea glucozei, iar hidroliza enzimatica, la obţinerea etanolului.

Celuloza [C6H10O5]n este o polizaharida cu structura macromoleculara, care constituie componentul principal al

pereţilor celulari din plante. Se prezintă sub forma de macromolecule filiforme. In plante, celuloza se formează prin procese biochimice complicate:

6nCO2+5nH2O [C6H10O5]n +6nO2

In stare pura, celuloza se fabrica din fibrele de bumbac. In industrie, celuloza se obţine, din lemn, stuf, si paie.Proprietati. Celuloza este o substanţa alba, cu structura macromoleculara fibroasa, fara gust si fara miros, insolubila in apa, in acizi minerali diluaţi cat si in dizolvanţi organici. Structura celulozei. Macromolecula filiforma a celulozei este formata din resturi de D-glucopiranoza unite intre ele prin atomi de oxigen.Studiul reacţiilor de esterificare a dus la concluzia ca in fiecare grupa C6H10O5 sunt conţinute trei grupe hidroxli. Pe aceasta baza, formula moleculara a celulozei se poate scrie astfel: OH [C6H7O2(OH)3]n sau C6H7O2 -OH OH n

Hidroliza celulozei. In prelucrarea celulozei hidroliza prezintă o deosebita importanta, deoarece permite obţinerea glucozei din celuloza; glucoza rezultata la rândul ei, poate fi transformata in alcool etilic. O reacţie chimica importanta folosita in prelucrarea celulozei este esterificarea. Celuloza, datorita celor trei grupe hidroxil, se comporta ca un polialcool si da reacţii in care grupele -OH suferă schimbări. Dintre acestea, cele mai importante sunt reacţii de formare ale esterilor celulozei.

Glicogenul [C6H10O5] este denumit „amidonul" regnului animal. Este o polizaharida, care se gaseste in toate celulele organismului, fiind depozitata mai ales in ficat unde este sitetizata, de glucoza. Se mai gaseste in muşchi, creier si nervi. Cantitatea de glicogen din muşchi descreşte foarte

mult in timpul unei munci fizice intense si continue sau in inaniţie. Este o pulbere alba, solubila in apa calda. Este insolubil in alcool. Cu iodul da o coloraţie roşie- violeta, caracteristica. Culoarea dispare la fierbere si reapare la rece, ca in cazul amidonului. Prin hidroliza acida, glicogenul se scindează in glucoza. Prin hidroliza enzimatica glicogenul din ficat este transformat in glucoza, care este transportata in muşchi si in alte organe, de către singe. O parte din glucoza reface glicogenul si aşa se explica prezenta glicogenului in muşchi (pana la 4%) si in alte ţesuturi. In timpul activitatii musculare, glicogenul trece in acid lactic printr-un proces exoterm, dând energia necesara producerii travaliului muscular.

Bibliografie Grasimile, aliment si materie prima pentru industrie, Ionescu Boeru , Ed Tehnica BucurestiChimie organica,C.D. Nenitescu