Теория:
Простые углеводы относятся к группе моносахаридов. Моносахариды отличаются от других групп углеводов отсутствием реакции гидролиза. Они не реагируют с водой и не разлагаются на более простые вещества.
Вспомним свойства двух шестиуглеродных моносахаридов: глюкозы и фруктозы. Состав молекул этих веществ одинаковый и выражается формулой: .
Глюкоза
Глюкоза — наиболее распространённый в природе моносахарид. Она образуется растениями в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды:
.Глюкоза встречается во всех органах растений, в спелых фруктах и ягодах. Много её содержится в винограде, поэтому глюкозу называют ещё виноградным сахаром.
Глюкоза находится и в организмах животных. В крови человека её содержится примерно \(0,1\) %.
Глюкоза представляет собой белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, сладкое на вкус.
Установлено, что в природе глюкоза существует в линейной и циклических формах, которые способны к взаимопревращениям. Поэтому её строение выражают не одной, а тремя структурными формулами.
Циклические формы глюкозы отличаются расположением гидроксильных групп у первого атома углерода (выделены на рисунке).
Молекула глюкозы в линейной форме содержит пять гидроксильных групп и одну альдегидную группу. Функциональные группы определяют характерные химические свойства глюкозы: ей характерны как реакции многоатомных спиртов, так и реакции альдегидов.
Одно из свойств глюкозы — взаимодействие с гидроксидом меди(\(II\)). При комнатной температуре глюкоза со свежеприготовленным гидроксидом образует прозрачный ярко-синий раствор (реакция многоатомных спиртов).
При нагревании глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра на стенках пробирки появляется блестящий налёт — «серебряное зеркало» (реакция альдегидов).
Глюкозе характерны также особые реакции, которые протекают в клетках живых организмов. Это реакции брожения. В результате брожения, в зависимости от условий протекания, могут образовываться разные продукты.
Под влиянием ферментов дрожжей происходит спиртовое брожение. Образуются этиловый спирт и углекислый газ:
.Этот процесс используется в приготовлении дрожжевого теста, в виноделии, пивоварении.
Под влиянием ферментов молочнокислых бактерий глюкоза превращается в молочную кислоту:
.Молочнокислое брожение используется для получения простокваши, кефира, творога, сметаны, сыра.
В клетках живых организмов глюкоза является главным источником энергии для всех жизненных процессов. В живом организме происходит медленное окисление глюкозы с образованием углекислого газа и воды. При этом выделяется энергия:
.Глюкоза используется в медицине как питательное вещество и составная часть противошоковых жидкостей. Применяется она для получения лимонной кислоты, витаминов С и Н.
Находит глюкоза применение в кондитерской промышленности при изготовлении мармелада, пряников, карамели; в производстве молочной кислоты, этанола.
Получают глюкозу гидролизом полисахаридов: крахмала или целлюлозы.
Фруктоза
Фруктоза имеет такой же состав, как и глюкоза, но отличается строением. Фруктоза — изомер глюкозы.
Фруктоза содержится во многих фруктах (поэтому так называется). Она входит в состав мёда (до \(50\) %).
Фруктоза, как и глюкоза, представляет собой мелкие кристаллы без запаха, хорошо растворимые в воде. Она в два раза слаще глюкозы и часто рекомендуется людям с нарушением обмена веществ в качестве заменителя сахара.