導入
– 炭素数6
– 5 OH 基
– アルデヒド基
炭水化物は、カルボニル基 (アルデヒドまたはケトン) といくつかのヒドロキシル基 (-OH) を含む有機分子の一種です。炭水化物は歴史的には炭水化物と呼ばれていました。それらの化学式は C n (H 2 O) pモデルに基づいています (これが歴史的な名前の由来です)。ただし、このモデルはすべての炭水化物に適用できるわけではなく、一部の炭水化物には窒素原子やリン原子が含まれています (たとえば)。
これらは、エネルギーの貯蔵と消費の主要な生物学的中間体の 1 つであるため、タンパク質や脂質とともに、生物とその栄養の必須構成要素の一部です。植物などの独立栄養生物では、糖は貯蔵のためにデンプンに変換されます。動物などの従属栄養生物では、グリコーゲンの形で貯蔵され、その後代謝反応のエネルギー源として使用され、比色爆弾の研究によれば、炭水化物の消化中の酸化により約 17 kJ/g が得られます。
カテゴリ
炭水化物は通常、オシド（グルコース、ガラクトース、フルクトースなどの単糖）とオシドのポリマー（多糖）であるオシドに分けられます。スクロースやラクトースなどの二糖類（二糖類）は、後者のカテゴリーに属します。しかし、甘味を与える力があるのは単糖類と二糖類だけです。多糖類はデンプンと同様に無味です。
- 糖 (単糖) は、結晶を形成する単純な非加水分解性分子です。
- 加水分解性糖 (複合糖) は、糖結合によって結合した糖ポリマーです。
- ホロシドはオースのみからなるポリマーです。
- グリコシドは、オーシスと非炭水化物分子アグリコンのポリマーです。
- アグリコンのアルコール官能基 (-OH) が糖結合に関与するO-ヘテロシド。
- アグリコンのアミン官能基 (-N=) がグリコシド結合に関与するN-ヘテロシド。
- アグリコンのチオール官能基 (-SH) がグリコシド結合に関与するS-ヘテロシド。
化学的性質
還元性
遊離ヘミアセタール炭素を有する単純なオースおよび二糖類は、アルデヒド機能により還元されます。アルデヒド官能基はカルボン酸官能基に酸化されます。第一級アルコール官能基の 1 つを酸化してカルボン酸官能基にすることができます。
非還元二糖類は、遊離のヘミアセタール炭素がなく、オシド結合に関与しているものです。
- 金属イオンの低減
銅IIイオン(Cu 2+ ) の酸化銅I (Cu 2 O) への還元 (フェーリング液)。この特性は、炭水化物を測定するベルトラン法で使用されます。
- 有機化合物の削減
たとえば、3,5-ジニトロサリチレート (DNS) は、比色分析による減量の決定を可能にする赤茶色の化合物である 3-アミノ-5-ニトロサリチレートに還元されます。
- 酵素酸化
二酸素の存在下では、グルコースオキシダーゼは過酸化水素を放出しながらグルコースをグルコノラクトン（その後グルコン酸）に酸化します。炭素 1 (擬似アルデヒド機能を持つ) が酸化されるとグルコノラクトン (非還元性) が生成され、C6 ではグルクロン酸 (還元性) が生成されます。 C1 と C6 での二重酸化により、グルコ糖酸(非還元) が生成されます。グルコースオキシダーゼは血糖値の測定に使用されます。
糖結合の加水分解
化学加水分解
化学的加水分解は特異的ではなく、炭水化物の最小のサブユニットであるオーセスにつながります。それは塩酸の存在下で行われます
酵素加水分解
酵素的加水分解は、化学的加水分解とは異なり、特異的です。これらの酵素は加水分解酵素です。
- β-グルコシダーゼは、ヘミアセタール酸-OHがβ位にあるグルコースを含む糖結合を加水分解します。
- α-アミラーゼはアミロース鎖内の糖結合を切断します。
- β-アミラーゼはグリコシド結合を末端から加水分解します。