Kohlenhydrate und Kategorie:Kunststoffe: Unterschied zwischen den Seiten

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[[Datei:D-L- Glucose farbig V1.png|mini|Struktur von D-Glucose ('''links''') und L-Glucose('''rechts)'''<br><small>D</small>-Glucose (links) und <small>L</small>-Glucose (rechts)
[[Kategorie:Werkstoffe]]
[[Wikipedia:Fischer-Projektion|Fischer-Projektion]] in offenkettiger Darstellung]]
[[Kategorie:Kunststoffe|!]]
 
Die '''Kohlenhydrate''' oder '''Saccharide''' (von [[skrt.]] शर्करा ''sarkarā'' „Grieß, Geröll, Kies, Sandzucker“, über {{arS|سكر&lrm;}} ''sukkar'', aus {{laS|''saccharum''}} bzw. {{ELSalt| σάκχαρον}} ''sákcharon'' „[[Zucker]]“) sind eine Klasse von [[Organische Verbindung|organischen Verbindungen]], die für das [[Leben]] und für die [[Chemie]] hoch bedeutsam sind. Die von den [[Pflanzen]] durch [[Photosynthese]] gebildeten Kohlenhydrate machen den größten Teil der [[irdisch]]en [[Wikipedia:Biomasse|Biomasse]] aus und zählen zusammen mit den [[Fette]]n und den [[Protein]]en zu den wichtigsten verwertbaren oder als [[Wikipedia:Ballaststoffe|Ballaststoffe]] nicht nicht-verwertbaren [[Nahrung]]sstoffen der irdischen [[Lebewesen]].
 
Die Saccharide wurden erstmals 1844 von dem [[Wikipedia:Deutsch-baltisch|deutsch-baltischen]] [[Arzt]] und [[Chemiker]] [[Wikipedia:Carl Ernst Heinrich Schmidt|Carl Ernst Heinrich Schmidt]] als „'''Kohlehydrate'''“ bezeichnet, da sie vielfach der Summenformel C<sub>n</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>m</sub> entsprechen und daher fälschlich angenommen wurde, dass es sich dabei um Hydrate des [[Kohlenstoff]]s handelt. Tatsächlich sind aber einerseits nicht alle Stoffe, die dieser Summenformel genügen, als Saccharide aufzufassen, und andererseits gibt es auch Saccharide, die in ihrer Zusammensetzung davon abweichen. Die meisten Saccharide sind nur aus aus den [[Chemische Elemente|Elementen]] [[Kohlenstoff]] (C), [[Wasserstoff]] (H) und [[Sauerstoff]] (O) aufgebaut. In selten Fällen sind noch weitere Elemente wie etwa [[Schwefel]] oder [[Stickstoff]] beteiligt, wie z.&nbsp;B. bei dem stickstoffhaltigen [[Wikipedia:Chitin|Chitin]] (von ({{ELSalt|χιτών}} ''chitón'' „Hülle, Panzer“), das bei den [[Gliederfüßer]]n den Hauptbestandteil des [[Wikipedia:Exoskelett|Exoskelett]]s bildet.
 
[[Chemie|Chemisch]] gesehen sind die Kohlenhydrate [[Wikipedia:Poly|Poly]]-[[Wikipedia:Hydroxy|Hydroxy]]-[[Wikipedia:Aldehyde|Aldehyde]] oder -[[Wikipedia:Ketone|Ketone]]. Die einfachsten Saccharide sind '''[[Wikipedia:Monosaccharide|Monosaccharide]]''' ('''[[Wikipedia:Einfachzucker|Einfachzucker]]'''), wie z.&nbsp;B. [[Wikipedia:Traubenzucker|Traubenzucker]] (''Glucose'') und [[Wikipedia:Fruchtzucker|Fruchtzucker]] (''Fructose''), deren [[Wikipedia:Gemisch|Gemisch]] zusammen mit [[Wasser]] den Hauptbestandteil des [[Honig]]s bildet. Glucose und Fructose haben die gleiche Summenformel C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub>, unterscheiden sich aber durch ihre [[Struktur]]. Da sie 6 Kohlenstoffatome enthalten, zählen sie zu den [[Wikipedia:Hexosen|Hexosen]] (von {{ELSalt|ἑξα}} ''hexa'' „sechs“). In der Natur kommt der '''Traubenzucker''' ausschließlich als sog. D-Glucose vor, die früher auf Vorschlag von [[Wikipedia:Friedrich August Kekulé|Friedrich August Kekulé]] auch ''Dextrose'' genannt wurde, da ihre wässrige Lösung polarisiertes Licht nach rechts - [[lat.]] ''dexter'' - dreht, nicht aber als linksdrehende L-Glucose, ihrem spiegelbildlich aufgebauten [[Wikipedia:Enantiomer|Enantiomer]]. Durch intramolekulare [[Wikipedia:Acetale|Halbacetal]]-Bildung kann die Glucose zwei verschiedene ringförmige Strukturen ausbilden: Reagiert die [[Wikipedia:Aldehyd|Aldehyd]]-Gruppe (-CHO) mit der [[Wikipedia:Hydroxy|Hydroxy]]-Gruppe am fünften Kohlenstoffatom, so entsteht ein 6er-Ring, die sog. [[Wikipedia:Pyranose|Pyranose]]-Form; reagiert sie hingegen mit der Hydroxygruppe am vierten C-Atom, bildet sich ein 5er-Ring, die sog. [[Wikipedia:Furanose|Furanose]]-Form. In wässriger Lösung wandeln sich diese Formen beständig ineinander um, d.&nbsp;h. sie stehen im dynamischen Gleichgewicht, und lassen damit die lebendige Formenvielfalt der Saccharide bis auf die unterste stoffliche Ebene erahnen. Die lebendige Struktur der Glucose kann auf verschiedene Arten veranschaulicht werden, wobei man sich aber alle diese Formen in lebendiger Bewegung denken muss:
 
{| class="wikitable centered"
|- style="background:#FFDEAD;"
! colspan="3"| Verschiedene Formen und Darstellungen von <small>D</small>-Glucose im Vergleich
|- class="hintergrundfarbe5"
! Keilstrichformel
! colspan="2"| [[Wikipedia:Haworth-Formel|Haworth-Schreibweise]]
|- class="hintergrundfarbe2"
| align="center" rowspan="2" | [[Datei:D-Glucose Keilstrich.svg|100px]]
| align="center" | [[Datei:Alpha-D-Glucofuranose.svg|120px]]<br />α-<small>D</small>-Glucofuranose
| align="center" | [[Datei:Beta-D-Glucofuranose.svg|120px]]<br />β-<small>D</small>-Glucofuranose
|- class="hintergrundfarbe2"
| align="center" | [[Datei:Alpha-D-Glucopyranose.svg|100px]]<br />α-<small>D</small>-Glucopyranose
| align="center" | [[Datei:Beta-D-Glucopyranose.svg|100px]]<br />β-<small>D</small>-Glucopyranose
|- class="hintergrundfarbe5"
! colspan="3"| α-<small>D</small>-Glucopyranose in (1) Tollens/Fischer- (2) Haworth- (3) Sessel-Darstellung (4) stereochemischer Ansicht
|- class="hintergrundfarbe2"
| align="center" colspan="3" | [[Datei:Alpha glucose views.svg|500px]]
|}
 
Monosaccharide können auch eine andere Zahl von Kohlenstoffatomen enthalten. Bei drei C-Atomen spricht man von [[Wikipedia:Triosen|Triosen]] ([[Wikipedia:Glycerinaldehyd]] und [[Wikipedia:Dihydroxyaceton|Dihydroxyaceton]]), bei vier C-Atomen von [[Wikipedia:Tetrosen|Tetrosen]] (z.B. [[Wikipedia:Erythrose|Erythrose]] oder [[Wikipedia:Threose|Threose]], bei 5 C-Atomen von [[Wikipedia:Pentosen|Pentosen]], wie etwa die <small>D</small>-[[Wikipedia:Ribose|Ribose]] und in ihrer reduzierten Form die <small>D</small>-[[Wikipedia:Desoxyribose|Desoxyribose]], die wesentliche Bestandteile der [[Wikipedia:Ribonukleinsäure|RNA]] bzw. der [[Wikipedia:Desoxyribonukleinsäure|DNA]] und - damit des [[Erbgut]]es - sind. Zu den Hexosen zählt etwa auch der [[Wikipedia:Aminozucker|Aminozucker]] [[Wikipedia:Glucosamin|Glucosamin]], der ein stickstoffhaltiges Derivat der Glucose ist. Theoretisch ist die Zahl der Kohlenstoffatome in den Monosacchariden unbegrenzt. Tatsächlich findet man in der Natur aber nur solche mit maximal 9 C-Atomen (''Nonosen'').
 
Monosaccharide können sich unter Ausscheidung von Wasser zu größeren [[Molekül]]en verbinden.
 
:<math>\mathrm{n\ C_6H_{12}O_6 \longrightarrow C_{6n}H_{10n+2}O_{5n+1} + \left( n-1 \right) H_2O}</math>
 
Dabei entstehen zunächchst '''[[Wikipedia:Disaccharide|Disaccharide]]''' ('''[[Wikipedia:Zweifachzucker|Zweifachzucker]]'''), etwa die [[Wikipedia:Saccharose|Saccharose]], der „[[Zucker]]“ schlechthin, der aus je einem Molekül Traubenzucker und Fruchtzucker entsteht (Summenformel: C<sub>12</sub>H<sub>22</sub>O<sub>11</sub>). Ein weiteres Beispiel ist die [[Wikipedia:Lactose|Lactose]], der [[Wikipedia:Milchzucker|Milchzucker]], der aus den beiden Hexosen <small>D</small>-Glucose und <small>D</small>-[[Wikipedia:Galactose|Galactose]] entsteht und in der Milch der [[Säugetier]]e vorkommt. Lactose wird mittels des [[Enzym]]s [[Wikipedia:Lactase|Lactase]] verdaut; wird dieses im Körper nich ausreichend gebildet, kommt es zur [[Wikipedia:Lactoseintoleranz|Lactoseintoleranz]].
 
Weiters gibt es '''[[Wikipedia:Trisaccharide|Trisaccharide]]''' ([[Wikipedia:Dreifachzucker|Dreifachzucker]]), z.&nbsp;B. die [[Wikipedia:Melezitose|Melezitose]], die etwa im [[Wikipedia:Honigtau|Honigtau]], dem zuckerhaltigen Ausscheidungsprodukt verschiedener [[Insekten]], vorkommt und aus Saccharose und Glucose gebildet wird. Daneben gibt es auch eine Reihe von '''[[Wikipedia:Oligosacchariden|Oligosacchariden]]''' ('''[[Wikipedia:Mehrfachzucker|Mehrfachzucker]]'''), die aus bis zu 10 Monosacchariden gebildet werden, und die als Depot- und Stützsubstanzen besonders bedeutsamen '''[[Wikipedia:Polysaccharide|Polysaccharide]]''' ('''[[Wikipedia:Mehrfachzucker|Mehrfachzucker]]'''), allen voran die [[Wikipedia:Cellulose|Cellulose]]) als Stützsubstanz und die [[Wikipedia:Stärke|Stärke]] (''Amylose'') als wichtigster [[Wikipedia:Reservestoff|Reservestoff]] der Pflanzen und wichtiges Nahrungsmittel für [[Tier]] und [[Mensch]]. Beide werden aus zehntausenden Glucose-Einheiten aufgebaut. Der Stärke homolog ist das '''[[Wikipedia:Glykogen|Glykogen]]''', die '''Leberstärke''', als Speicherstoff der Tiere und des Menschen.
 
== Siehe auch ==
 
* {{WikipediaDE|Kohlenhydrate}}
 
== Weblinks ==
{{Commonscat|Carbohydrates|Kohlenhydrate}}
 
== Einzelnachweise ==
<references />
 
[[Kategorie:Lebensmittelinhaltsstoff]]
[[Kategorie:Kohlenhydrate|!]]
[[Kategorie:Biomolekül]]
[[Kategorie:Nährstoff]]
[[Kategorie:Chemische Verbindung nach Funktion]]
[[Kategorie:Stoffgruppe]]

Version vom 9. Dezember 2018, 01:32 Uhr