المواد العضويةالبضائع عبارة عن مركبات تحتوي على ذرات الكربون والهيدروجين. وهي مقسمة إلى مونومرات وأوليغومرات وبوليمرات.

مونمر- مواد عضوية تتكون من مركب واحد ولا تتعرض للانقسام مع تكوين مواد عضوية جديدة. يحدث تكسير المونومرات أساسًا لثاني أكسيد الكربون والماء.

السكريات الأحادية - المونومرات التي تنتمي إلى فئة الكربوهيدرات ، والتي تشتمل جزيئاتها على الكربون والهيدروجين والأكسجين (CH2O) n. الأكثر انتشارا من هؤلاء سداسي(С6Н12О6) - الجلوكوز والفركتوز. توجد بشكل رئيسي في الأطعمة ذات الأصل النباتي (الفواكه والخضروات والمشروبات المنكهة والحلويات). تنتج الصناعة أيضًا الجلوكوز والفركتوز النقيين كمنتج غذائي ومواد خام لإنتاج الحلويات والمشروبات لمرضى السكر. من المنتجات الطبيعية ، يحتوي العسل على معظم الجلوكوز والفركتوز (حتى 60٪).

تعطي السكريات الأحادية المنتجات طعمًا حلوًا ، ولها قيمة طاقة (1 جم - 4 كيلو كالوري) وتؤثر على استرطاب المنتجات التي تحتوي عليها. يتم تخمير محاليل الجلوكوز والفركتوز جيدًا بواسطة الخميرة وتستخدمها الكائنات الحية الدقيقة الأخرى ، وبالتالي ، بمحتوى يصل إلى 20٪ ومحتوى مائي متزايد ، فإنها تزيد من مدة الصلاحية.

الأحماض العضوية المركبات التي تحتوي على مجموعة أو أكثر من مجموعات الكربوكسيل (-COOH) في جزيئاتها.

اعتمادًا على عدد مجموعات الكربوكسيل ، يتم تقسيم الأحماض العضوية إلى أحماض أحادية وثنائية الكربوكسيل. ميزات التصنيف الأخرى لهذه الأحماض هي عدد ذرات الكربون (من C2 إلى C40) ، وكذلك مجموعات الأمينو والفينول.

توجد الأحماض العضوية الطبيعية في الفواكه والخضروات الطازجة ومنتجاتها المصنعة ومنتجات النكهات وكذلك في منتجات الألبان المخمرة والجبن وزبدة الحليب المخمرة.

الأحماض العضوية المركبات التي تعطي الأطعمة طعمًا حامضًا. لذلك ، يتم استخدامها في شكل إضافات غذائية كمحمضات (حمض الخليك والليمون واللبن وغيرها) للحلويات السكرية والمشروبات الكحولية وغير الكحولية والصلصات.

الأكثر شيوعًا في المنتجات الغذائية هي أحماض اللاكتيك والخل والستريك والماليك والطرطريك. أنواع معينة من الأحماض (الستريك والبنزويك والسوربيك) لها خصائص مبيدة للجراثيم ، لذا فهي تستخدم كمواد حافظة. الأحماض العضوية للمنتجات الغذائية هي مواد طاقة إضافية ، حيث يتم إطلاق الطاقة أثناء الأكسدة البيولوجية.

حمض دهني - الأحماض الكربوكسيلية من السلسلة الأليفاتية ، التي تحتوي على ما لا يقل عن ست ذرات كربون في الجزيء (C6-C22 وما فوق). وهي مقسمة إلى (HFA) أعلى ووزن جزيئي منخفض (SFA).

أهم الأحماض الدهنية المشبعة الطبيعية هي دهني وبالميتيك ، أما الأحماض غير المشبعة فهي الأوليك والأراكيدونيك واللينوليك واللينولينيك. من بين هذين النوعين الأخيرين أحماض دهنية أساسية متعددة غير مشبعة ، والتي تحدد الفعالية البيولوجية للمنتجات الغذائية. يمكن العثور على الأحماض الدهنية الطبيعية على شكل دهون في جميع الأطعمة التي تحتوي على الدهون ، ولكن شكل حريجتمعون في بأعداد كبيرة، وكذلك NLC.

أحماض أمينية - أحماض كربوكسيلية تحتوي على مجموعة أمينية واحدة أو أكثر (NH2).

يمكن العثور على الأحماض الأمينية في المنتجات بشكل حر وكجزء من البروتينات. في المجموع ، هناك حوالي 100 حمض أميني معروف ، منها ما يقرب من 80 منها موجود فقط في شكل حر. يستخدم حمض الجلوتاميك وملح الصوديوم على نطاق واسع كمضافات غذائية في التوابل والصلصات ومركزات الطعام التي تعتمد على اللحوم والأسماك ، لأنها تعزز طعم اللحوم والأسماك.

الفيتامينات - المركبات العضوية منخفضة الوزن الجزيئي التي هي منظمات أو مشاركة في عمليات التمثيل الغذائي في جسم الإنسان.

يمكن أن تشارك الفيتامينات بشكل مستقل في عملية التمثيل الغذائي (على سبيل المثال ، الفيتامينات C ، P ، A ، إلخ) أو أن تكون جزءًا من الإنزيمات التي تحفز العمليات الكيميائية الحيوية (الفيتامينات B1 ، B2 ، B3 ، B6 ، إلخ).

بالإضافة إلى تلك المشار إليها الخصائص المشتركةكل فيتامين له وظائف وخصائص محددة. تعتبر هذه الخصائص ضمن تخصص "فسيولوجيا التغذية".

اعتمادًا على قابلية الذوبان ، يتم تقسيم الفيتامينات على النحو التالي:

• على ذوبان في الماء(B1 ، B2 ، B3 ، PP ، B6 ، B9 ، B12 ، C ، إلخ) ؛
• قابل للذوبان في الدهون(أ ، د ، ه ، ك).

تشمل مجموعة الفيتامينات أيضًا مواد تشبه الفيتاميناتبعضها يسمى بالفيتامينات (كاروتين ، كولين ، فيتامين يو ، إلخ).

كحول - المركبات العضوية التي تحتوي في الجزيئات على مجموعة هيدروكسيل واحدة أو أكثر (OH) عند ذرات الكربون المشبعة. وفقًا لعدد هذه المجموعات ، يتم تمييز الكحولات الأولى والثانية (الجليكول) وثلاثة (الجلسرين) والكحول متعدد الهيدروكسيل. يتم الحصول على الكحول الإيثيلي المنتجات النهائيةفي صناعة الكحول ، وكذلك في صناعة النبيذ ، والتقطير ، وصناعة التخمير ، وإنتاج النبيذ ، والفودكا ، والكونياك ، والروم ، والويسكي ، والبيرة. بجانب، الإيثانولبكميات صغيرة تتشكل أثناء إنتاج الكفير والكوميس والكفاس.

قلة قليلة- مواد عضوية تتكون من 2-10 بقايا جزيئات من مواد متجانسة وغير متجانسة.

اعتمادًا على التركيبة ، تنقسم القلة إلى مكون واحد ، وثلاثة ، وثلاثة ، ومتعدد المكونات. ل مكون واحد تشمل القلة قليلة السكريات (مالتوز ، طرهالوز) ، مكونان - السكروز واللاكتوز والدهون أحادية الجليسريد ، والتي تشمل بقايا جزيئات الجلسرين وحمض دهني واحد فقط ، بالإضافة إلى الجليكوزيدات والإسترات ؛ ل ثلاثة مكونات - رافينوز ، دهون ديجليسيريد ؛ ل متعدد المكونات - الدهون - الدهون الثلاثية ، الدهون: الفوسفاتيدات ، الشمع والمنشطات.

قلة السكريات - الكربوهيدرات ، والتي تشتمل على 2-10 بقايا من جزيئات السكاريد الأحادية المرتبطة بروابط جليكوسيدية. هناك سكريات ثنائية وثلاثية ورباعية. السكريات - السكروز واللاكتوز ، بدرجة أقل - المالتوز والتريهالوز ، وكذلك السكريات الثلاثية - رافينوز ، لها أكبر توزيع في المنتجات الغذائية. تم العثور على السكريات القليلة هذه فقط في المنتجات الغذائية.

السكروز(البنجر أو قصب السكر) عبارة عن ثنائي السكاريد يتكون من بقايا جزيئات الجلوكوز والفركتوز. أثناء التحلل المائي الحمضي أو الأنزيمي ، يتحلل السكروز إلى جلوكوز وفركتوز ، ويسمى خليط منه بنسبة 1: 1 السكر المحول. نتيجة للتحلل المائي ، يتم تحسين المذاق الحلو للأطعمة (على سبيل المثال ، عندما تنضج الفواكه والخضروات) ، نظرًا لأن الفركتوز والسكر المحول لهما درجة حلاوة أعلى من السكروز. لذلك ، إذا كانت درجة حلاوة السكروز 100 وحدة تقليدية ، فإن درجة حلاوة الفركتوز ستكون 220 ، والسكر المقلوب - 130.

السكروز هو السكر السائد في المنتجات الغذائية التالية: السكر المحبب ، السكر المكرر (99.7-99.9٪) ، منتجات الحلويات السكرية (50-96٪) ، بعض الفواكه والخضروات (الموز - حتى 18٪ ، البطيخ - حتى 12٪ ، البصل - حتى 10-12٪) ، إلخ. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن احتواء السكروز بكميات صغيرة في المنتجات الغذائية الأخرى ذات الأصل النباتي (منتجات الحبوب ، والعديد من المشروبات الكحولية وغير الكحولية ، والكوكتيلات منخفضة الكحول ، وحلويات الدقيق) ، وكذلك منتجات الألبان الحلوة - الآيس كريم ، والزبادي ، إلخ. لا يوجد السكروز في الأطعمة من أصل حيواني.

اللاكتوز (سكر الحليب) - ثنائي السكاريد يتكون من بقايا جزيئات الجلوكوز والجالاكتوز. أثناء التحلل المائي الحمضي أو الأنزيمي ، يتحلل اللاكتوز إلى الجلوكوز والجالاكتوز ، اللذين تستخدمهما الكائنات الحية: البشر ، أو الخميرة ، أو بكتيريا حمض اللاكتيك.

يعتبر اللاكتوز من حيث الحلاوة أقل بكثير من السكروز والجلوكوز اللذين يشكلان جزءًا منه. إنه أدنى منهم من حيث الانتشار ، حيث يوجد بشكل أساسي في الحليب. أنواع مختلفةالحيوانات (3.1-7.0٪) والمنتجات الفردية لمعالجتها. ومع ذلك ، عند استخدام حمض اللاكتيك و / أو التخمير الكحولي في عملية الإنتاج (على سبيل المثال ، منتجات الألبان المخمرة) و / أو المنفحة (في إنتاج الجبن) ، يتم تخمير اللاكتوز بالكامل.

المالتوز (سكر الشعير) هو ثنائي السكاريد يتكون من اثنين من بقايا جزيئات الجلوكوز. تم العثور على هذه المادة كمنتج للتحلل المائي غير الكامل للنشا في منتجات الشعير والبيرة والخبز والحلويات المصنوعة من الحبوب المنبثقة. توجد فقط بكميات صغيرة.

تريهالوز (سكر الفطر) هو ثنائي السكاريد يتكون من اثنين من بقايا جزيئات الجلوكوز. لا يتم توزيع هذا السكر على نطاق واسع في الطبيعة ويوجد بشكل أساسي في المنتجات الغذائية لمجموعة واحدة - الفطر الطازج والمجفف ، وكذلك في الأطعمة المعلبة الطبيعية منها والخميرة. في الفطر المخمر (المملح) ، لا يوجد طرهالوز ، حيث يتم استهلاكه أثناء التخمير.

رافينوز - السكاريد ثلاثي السكاريد ، ويتكون من مخلفات جزيئات الجلوكوز والفركتوز والجلاكتوز. مثل تريهالوز ، رافينوز مادة نادرة توجد بكميات صغيرة في منتجات دقيق الحبوب والبنجر.

ملكيات. جميع السكريات قليلة التعدد هي مغذيات احتياطية للكائنات النباتية. فهي شديدة الذوبان في الماء ، وتتحلل بسهولة إلى السكريات الأحادية ، ولها طعم حلو ، لكن درجة حلاوتها مختلفة. الاستثناء الوحيد هو رافينوز - غير محلى في الذوق.

قلة السكرياتاسترطابي ، في درجات حرارة عالية (160-200 درجة مئوية) فإنها تتكرمل مع تكوين مواد داكنة اللون (الكراميل ، إلخ). في المحاليل المشبعة ، يمكن أن تشكل السكريات القلة بلورات ، مما يؤدي في بعض الحالات إلى تفاقم الاتساق و مظهرالمنتجات التي تسبب عيوبًا (على سبيل المثال ، العسل أو المربى المسكر ؛ تكوين بلورات اللاكتوز في الحليب المكثف المحلى).

الدهون والدهون - أوليغومرات ، والتي تشمل بقايا جزيئات الجلسرين الكحولي ثلاثي الهيدروجين أو الكحولات الأخرى عالية الوزن الجزيئي والأحماض الدهنية وأحيانًا مواد أخرى.

الدهون هي أوليغومرات هي استرات الجلسرين والأحماض الدهنية - الجلسريدات. يسمى خليط من الدهون الطبيعية ، وخاصة الدهون الثلاثية الدهون.المنتجات تحتوي على دهون.

اعتمادًا على عدد بقايا جزيئات الأحماض الدهنية في الجليسريد ، هناك أحادي ، ديو الدهون الثلاثية ،واعتمادًا على غلبة الأحماض المشبعة أو غير المشبعة ، تكون الدهون سائلة وصلبة. الدهون السائلةغالبًا ما تكون من أصل نباتي (على سبيل المثال ، زيوت نباتية: عباد الشمس ، زيتون ، فول الصويا ، إلخ) ، على الرغم من وجود دهون نباتية صلبة (زبدة الكاكاو ، جوز الهند ، لب النخيل). الدهون الصلبة- هذه الدهون من أصل حيواني أو اصطناعي (لحم البقر ، دهن الضأن ، زبدة البقر ، المارجرين ، دهون الطبخ). ومع ذلك ، من بين الدهون الحيوانية هناك أيضًا دهون سائلة (الأسماك ، الحيتان ، إلخ).

اعتمادًا على المحتوى الكمي للدهون ، يمكن تقسيم جميع السلع الاستهلاكية إلى المجموعات التالية.

1. منتجات عالية الدهون (90.0-99.9٪). وتشمل هذه الزيوت النباتية والدهون الحيوانية ودهون الطبخ والسمن.

2. المنتجات ذات المحتوى الدهني السائد (60-89.9٪) ممثلون سمنة، السمن ، دهن الخنزير ، المكسرات: الجوز ، الصنوبر ، البندق ، اللوز ، الكاجو ، إلخ.

3. الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من الدهون (10-59٪). تشمل هذه المجموعة منتجات الألبان المركزة: الجبن والآيس كريم والحليب المعلب والقشدة الحامضة والجبن القريش والقشدة التي تحتوي على نسبة عالية من الدهون والمايونيز ؛ اللحوم الدهنية ومتوسطة الدسم والأسماك ومنتجات معالجتها وبطارخ السمك ؛ بيضة؛ فول الصويا الخالي من الدسم ومنتجات معالجته ؛ الكعك والمعجنات وبسكويت الزبدة والمكسرات والفول السوداني ومنتجات الشوكولاتة والحلاوة الطحينية والكريمات القائمة على الدهون ، إلخ.

4. المنتجات قليلة الدسم (1.5-9.9٪) - البقوليات ، الوجبات الخفيفة والغداء ، الأطعمة المعلبة ، الحليب ، الكريمة ، باستثناء المشروبات عالية الدسم ، اللبن الرائب ، أنواع معينةالأسماك قليلة الدسم (على سبيل المثال ، عائلة سمك القد) أو اللحوم من الفئة الثانية من السمنة ومخلفاتها (العظام ، الرؤوس ، الأرجل ، إلخ).

5. منتجات قليلة الدسم للغاية (0.1-1.4٪) - غالبية دقيق الحبوب ومنتجات الفاكهة والخضروات.

6. المنتجات التي لا تحتوي على دهون (0٪) ، - كحول منخفض و المشروبات الغازيةومنتجات الحلويات السكرية ، باستثناء الكراميل والحلويات بحشوات الحليب والجوز والتوفي ؛ سكر؛ عسل.

الخصائص العامة. الدهون هي مغذيات احتياطية ، ولها أعلى قيمة للطاقة من بين أمور أخرى. العناصر الغذائية(1 جم - 9 كيلو كالوري) ، وكذلك الفعالية البيولوجية إذا كانت تحتوي على أحماض دهنية أساسية متعددة غير مشبعة. الدهون ذات الكثافة النسبية أقل من 1 ، لذلك فهي أخف من الماء. إنها غير قابلة للذوبان في الماء ولكنها قابلة للذوبان فيها مادة متفاعلة(بنزين ، كلوروفورم ، إلخ). مع الماء ، تشكل الدهون الموجودة في وجود المستحلبات مستحلبات غذائية (السمن والمايونيز).

تخضع الدهون للتحلل المائي تحت تأثير إنزيم الليباز أو التصبن تحت تأثير القلويات. في الحالة الأولى يتكون خليط من الأحماض الدهنية والجلسرين. في الثانية - الصابون (أملاح الأحماض الدهنية) والجلسرين. يمكن أن يحدث التحلل المائي الأنزيمي للدهون أيضًا أثناء تخزين البضائع. تتميز كمية الأحماض الدهنية الحرة المتكونة بالرقم الحمضي.

تعتمد قابلية هضم الدهون إلى حد كبير على شدة الليباز ، بالإضافة إلى درجة الانصهار. يتم امتصاص الدهون السائلة ذات نقطة الانصهار المنخفضة بشكل أفضل من الدهون الصلبة ذات نقطة الانصهار العالية. تؤدي الكثافة العالية لامتصاص الدهون في ظل وجود كمية كبيرة من هذه المواد أو غيرها من مواد الطاقة (على سبيل المثال ، الكربوهيدرات) إلى ترسب فائضها على شكل مستودع للدهون والسمنة.

الدهون التي تحتوي على أحماض دهنية غير مشبعة قادرة على الأكسدة مع التكوين اللاحق للبيروكسيدات والهيدروبيروكسيدات ، والتي لها تأثير ضار على جسم الإنسان. المنتجات التي تحتوي على دهون فاسدة لم تعد آمنة ويجب إتلافها أو إعادة تدويرها. زنخ الدهون هو أحد المعايير لتاريخ انتهاء الصلاحية أو تخزين المنتجات المحتوية على الدهون (دقيق الشوفان ، دقيق القمح ، البسكويت ، الجبن ، إلخ). تتميز قدرة الدهون على الزنخ بأرقام اليود والبيروكسيد.

يمكن للدهون السائلة التي تحتوي على نسبة عالية من الأحماض الدهنية غير المشبعة أن تدخل في تفاعل الهدرجة - تشبع هذه الأحماض بالهيدروجين ، بينما تكتسب الدهون قوامًا صلبًا وتعمل كبدائل لبعض الدهون الحيوانية الصلبة. هذا التفاعل هو الأساس لإنتاج منتجات المارجرين والمارجرين.

الدهون - المواد الشبيهة بالدهون ، والتي تشتمل جزيئاتها على بقايا الجلسرين أو الكحولات الأخرى عالية الجزيئات والأحماض الدهنية والفوسفورية والنيتروجين والمواد الأخرى.

تشمل الدهون الفوسفاتيدات والستيرويدات والشموع. وهي تختلف عن الدهون في وجود حامض الفوسفوريك ، والقواعد النيتروجينية ، والمواد الأخرى الغائبة في الدهون. هذه مواد أكثر تعقيدًا من الدهون. يتحد معظمهم بوجود الأحماض الدهنية في التركيبة. المكون الثاني - الكحول - يمكن أن يكون له طبيعة كيميائية مختلفة: في الدهون والفوسفاتيدات - الجلسرين ، في المنشطات - الستيرولات الحلقية عالية الجزيئات ، في الشمع - الكحولات الدهنية العالية.

الأقرب في الطبيعة الكيميائية للدهون الفوسفاتيدات(الفسفوليبيدات) - إسترات الجلسرين للأحماض الدهنية والفوسفورية والقواعد النيتروجينية. اعتمادًا على الطبيعة الكيميائية للقاعدة النيتروجينية ، يتم تمييز الأنواع التالية من الفوسفاتيدات: الليسيثين (الاسم الجديد هو فوسفاتيديل كولين) ، الذي يحتوي على مادة الكولين ؛ وكذلك السيفالين المحتوي على إيثانولامين. تتمتع الليسيثين بأكبر قدر من التوزيع في المنتجات الطبيعية والتطبيقات في صناعة المواد الغذائية. صفار البيض ومخلفاته (المخ والكبد والقلب) ودهون الحليب والبقوليات وخاصة فول الصويا غنية بالليسيثين.

ملكيات.تحتوي الفسفوليبيدات على خصائص استحلاب ، حيث يتم استخدام الليسيثين كمستحلب في إنتاج المارجرين والمايونيز والشوكولاتة والآيس كريم.

منشطاتو الشموع هي استرات الكحولات عالية الوزن الجزيئي والأحماض الدهنية عالية الوزن الجزيئي (C16-C36). وهي تختلف عن الدهون والدهون الأخرى بغياب الجلسرين في جزيئاتها ، وعن بعضها البعض بالكحول: تحتوي الستيرويدات على بقايا جزيئات الستيرول - كحول دوري ، وشمع - كحول أحادي الهيدرات مع 12-46 درجة مئوية في الجزيء. الستيرول النباتي الرئيسي هو β-sitosterol والحيوانات - الكوليسترول والكائنات الحية الدقيقة - ergosterol. الزيوت النباتية غنية بالكوليسترول وزبدة البقر والبيض ومخلفاتها.

ملكيات.الستيرويدات غير قابلة للذوبان في الماء ، ولا تصبن بالقلويات ، ولها نقطة انصهار عالية ، ولها خصائص استحلاب. يمكن تحويل الكوليسترول والإرغوستيرول إلى فيتامين د بالتعرض للأشعة فوق البنفسجية.

جليكوسيدات - أوليغومرات ، حيث يرتبط ما تبقى من جزيئات السكريات الأحادية أو السكريات القليلة مع ما تبقى من مادة غير كربوهيدراتية - aglucone من خلال رابطة جليكوسيدية.

تم العثور على الجليكوسيدات فقط في المنتجات الغذائية ، ومعظمها من أصل نباتي. وهي متوفرة بكثرة بشكل خاص في الفواكه والخضروات ومنتجاتها المصنعة. يتم تمثيل جليكوسيدات هذه المنتجات بواسطة الأميجدالين (في حبات الفاكهة ذات النواة واللوز وخاصة المر منها) والسولانين والشكونين (في البطاطس والطماطم والباذنجان) ؛ هسبريدين ونارينجين (في الحمضيات) ، سينيجرين (في الفجل ، الفجل) ، الروتين (في العديد من الفواكه ، وكذلك الحنطة السوداء). توجد أيضًا كميات صغيرة من الجليكوسيدات في المنتجات الحيوانية.

ملكيات.الجليكوزيدات قابلة للذوبان في الماء والكحول ، والعديد منها له طعم مر و / أو حارق ، ورائحة معينة (على سبيل المثال ، الأميجدالين له رائحة اللوز المر) ، ومبيد للجراثيم و الخصائص الطبية(على سبيل المثال ، sinigrin ، جليكوسيدات القلب ، إلخ).

الاثيرات - أوليغومرات ، في الجزيء الذي تتحد فيه بقايا جزيئات المواد المكونة لها بواسطة روابط إيثرية بسيطة أو معقدة.

اعتمادًا على هذه الروابط ، يتم تمييز الإيثرات والإسترات.

• بسيط الاثيراتالمدرجة في البضائع المواد الكيميائية المنزلية(المذيبات) والعطور ومستحضرات التجميل. إنها غائبة في المنتجات الغذائية ، ولكن يمكن استخدامها كمواد خام مساعدة في صناعة المواد الغذائية.
• استرات- مركبات تتكون من بقايا جزيئات الأحماض الكربوكسيلية والكحول.

استرات الأحماض الكربوكسيلية المنخفضة وأبسط الكحوليات لها رائحة فاكهية لطيفة ، وهذا هو سبب تسميتها أحيانًا بإسترات الفاكهة.

مجمع (الفاكهة) استرات جنبا إلى جنب مع التربينات ومشتقاتها ، فإن الكحوليات العطرية (الأوجينول ، لينالو أول ، الأنثول ، إلخ) والألدهيدات (القرفة ، الفانيليا ، إلخ) هي جزء من الزيوت الأساسية ، التي تحدد رائحة العديد من المنتجات الغذائية (الفواكه ، والتوت ، والنبيذ ، والمشروبات الكحولية ، والحلويات). استرات وتكوينها و الزيوت الأساسيةهي منتج مستقل - المضافات الغذائية ، مثل المنكهات.

ملكيات.الإسترات تتطاير بسهولة ، وغير قابلة للذوبان في الماء ، ولكنها قابلة للذوبان في الكحول الإيثيلي والزيوت النباتية. تستخدم هذه الخصائص لاستخراجها من المواد الخام العطرية الحارة. تتحلل الإسترات تحت تأثير الأحماض والقلويات بتكوين أحماض كربوكسيلية أو أملاحها والكحول المتضمن في تركيبها ، وتدخل أيضًا في تفاعلات التكثيف لتشكيل بوليمرات واسترة للحصول على استرات جديدة عن طريق استبدال كحول واحد أو بقايا حمضية.

البوليمرات- مواد جزيئية عالية ، تتكون من عشرات أو أكثر من بقايا جزيئات مونومرات متجانسة أو غير متجانسة متصلة بواسطة روابط كيميائية.

تتميز بوزن جزيئي يتراوح من عدة آلاف إلى عدة ملايين من وحدات الأكسجين وتتكون من وحدات أحادية. رابط مونومر(كانت تسمى سابقا ابتدائي)- رابط مركب يتكون من جزيء واحد من المونومر أثناء البلمرة. على سبيل المثال ، في النشا - C6H10O5. مع زيادة الوزن الجزيئي وعدد الوحدات ، تزداد قوة البوليمرات.

حسب أصلها ، تنقسم البوليمرات إلى طبيعي، أو البوليمرات الحيوية (مثل البروتينات ، السكريات ، البوليفينول ، إلخ) ، و اصطناعي (مثل البولي إيثيلين والبوليسترين والراتنجات الفينولية). اعتمادًا على الموقع في الجزيء الكبير للذرات والمجموعات الذرية ، هناك البوليمرات الخطية مع فتح دارة خطية(مثل المطاط الطبيعي ، السليلوز ، الأميلوز) ، بوليمرات متفرعة ، وجود سلسلة خطية بفروع (على سبيل المثال ، أميلوبكتين) ، بوليمرات كروية تتميز بهيمنة قوى التفاعل الجزيئي بين مجموعات الذرات التي تشكل الجزيء على قوى التفاعل بين الجزيئات (على سبيل المثال ، البروتينات في الأنسجة العضلية للحوم والأسماك وما إلى ذلك) ، و بوليمرات الشبكة مع شبكات ثلاثية الأبعاد تتكون من أجزاء من مركبات جزيئية عالية من بنية سلسلة (على سبيل المثال ، راتنجات فينولية مصبوبة). هناك هياكل أخرى لجزيئات البوليمر الكبيرة (سلم ، إلخ) ، لكنها نادرة.

بواسطة التركيب الكيميائيتميز الجزيئات الكبيرة بين البوليمرات المتجانسة والبوليمرات المشتركة. البوليمرات المتجانسة - مركبات جزيئية عالية تتكون من المونومر الذي يحمل نفس الاسم (على سبيل المثال ، النشا ، السليلوز ، الإنولين ، إلخ). البوليمرات - مركبات تتكون من عدة مونومرات مختلفة (اثنان أو أكثر). ومن الأمثلة على ذلك البروتينات والإنزيمات والبوليفينول.

البوليمرات الحيوية - المركبات الجزيئية الطبيعية التي تشكلت خلال حياة الخلايا النباتية أو الحيوانية.

في الكائنات الحية ، تؤدي البوليمرات الحيوية أربع وظائف مهمة:

1) التخزين الرشيد للعناصر الغذائية التي يستهلكها الجسم عندما يكون هناك نقص أو عدم تناولها من الخارج ؛

2) تكوين وصيانة أنسجة وأنظمة الكائنات الحية في حالة قابلة للحياة ؛

3) ضمان التمثيل الغذائي اللازم ؛

4) الحماية من الظروف الخارجية المعاكسة.

تستمر الوظائف المدرجة للبوليمرات الحيوية في الأداء جزئيًا أو كليًا في السلع ، والمواد الخام التي هي كائنات حية معينة. في الوقت نفسه ، تعتمد هيمنة وظائف معينة للبوليمرات الحيوية على الاحتياجات التي تفي بمنتجات معينة. على سبيل المثال ، تلبي المنتجات الغذائية بشكل أساسي احتياجات الطاقة والبلاستيك ، فضلاً عن الحاجة إليها الأمن الداخليلذلك ، فإن تركيبها يهيمن عليها احتياطي قابل للهضم (النشا ، الجليكوجين ، البروتينات ، إلخ) وغير قابل للهضم (السليلوز ، مواد البكتين) أو البوليمرات الحيوية التي يصعب هضمها (بعض البروتينات) ، والتي تتميز بقوة ميكانيكية عالية و خصائص الحماية. تحتوي منتجات الفاكهة والخضروات على بوليمرات حيوية لها تأثير مبيد للجراثيم ، مما يضمن حماية إضافيةمن التأثيرات الخارجية المعاكسة ، ذات الطبيعة الميكروبيولوجية في المقام الأول.

يتم تمثيل البوليمرات الحيوية للمنتجات الغذائية بواسطة السكريات القابلة للهضم وغير القابلة للهضم ، والمواد البكتينية ، والبروتينات القابلة للهضم والصعبة أو غير القابلة للهضم ، وكذلك البوليفينول.

في المنتجات الغذائية ذات الأصل النباتي ، البوليمرات الحيوية السائدة هي عديد السكاريد والمواد البكتينية ، وفي المنتجات ذات الأصل الحيواني ، البروتينات. منتجات معروفة من أصل نباتي ، تتكون بالكامل تقريبًا من عديد السكاريد مع كمية صغيرة من الشوائب (منتجات النشا والنشا). في المنتجات الحيوانية ، السكريات غائبة عمليًا (الاستثناء هو لحوم الحيوانات والكبد ، والتي تحتوي على الجليكوجين) ، ولكن المنتجات التي تتكون فقط من البروتين غائبة أيضًا.

السكريات هي البوليمرات الحيوية التي تحتوي على الأكسجين وتتكون من عدد كبيروحدات مونومر مثل C5H8O4 أو C6H10O5.

وفقًا لهضم جسم الإنسان ، تنقسم السكريات إلى سهل الهضم(نشا ، جليكوجين ، أنولين) و غير قابل للهضم(السليلوز ، إلخ).

تتكون السكريات المتعددة أساسًا من الكائنات الحية النباتية ، وبالتالي فهي المواد السائدة كمياً في المنتجات الغذائية ذات الأصل النباتي (70-100٪ من المادة الجافة). الاستثناء الوحيد هو الجليكوجين ، وهو ما يسمى بالنشا الحيواني ، والذي يتكون في كبد الحيوانات. تختلف فئات ومجموعات السلع المختلفة في مجموعات فرعية من السكريات السائدة. لذلك ، في منتجات دقيق الحبوب (باستثناء فول الصويا) والحلويات والبطاطس والمكسرات ، يسود النشا. في منتجات الفاكهة والخضروات (باستثناء البطاطس والمكسرات) ومنتجات الحلويات السكرية ، يكون النشا إما غائبًا أو موجودًا بكميات صغيرة. في هذه المنتجات ، الكربوهيدرات الرئيسية هي السكريات الأحادية والقليلة.

نشاء - بوليمر حيوي يتكون من وحدات مونومر - بقايا جلوكوزيد.

يتم تمثيل النشا الطبيعي بواسطة بوليمرين: أميلوز خطي وأميلوبكتين متفرّع ، والأخير هو السائد (76-84٪). في الخلايا النباتية ، يتكون النشا على شكل حبيبات النشا. إن حجمها وشكلها وكذلك نسبة الأميلوز والأميلوبكتين تحدد سمات أنواع معينة من النشا الطبيعي (البطاطس والذرة وما إلى ذلك). النشا مادة احتياطية للكائنات الحية النباتية.

ملكيات.يختلف الأميلوز والأميلوبكتين ليس فقط في الهيكل ، ولكن أيضًا في الخصائص. الأميلوبكتين ذو الوزن الجزيئي الكبير (100000 أو أكثر) غير قابل للذوبان في الماء ، والأميلوز قابل للذوبان في ماء ساخنوتشكل محاليل ضعيفة اللزوجة. يرجع تكوين ولزوجة معجون النشا إلى حد كبير إلى الأميلوبكتين. يتحلل الأميلوز بسهولة إلى جلوكوز أكثر من الأميلوبكتين. أثناء التخزين ، يحدث شيخوخة النشا ، ونتيجة لذلك تقل قدرتها على الاحتفاظ بالمياه.

• الأطعمة التي تحتوي على نسبة عالية من النشا(50-80٪) ممثلة بالحبوب ومنتجات الدقيق - الحبوب والحبوب باستثناء البقوليات ؛ المعكرونة والمقرمشات وكذلك المضافات الغذائية - النشا والنشا المعدل.
• الأطعمة متوسطة النشا(10-49٪). وتشمل البطاطس والبقوليات باستثناء فول الصويا التي تفتقر إلى النشا والخبز والحلويات والمكسرات والموز غير الناضج.
• الأطعمة منخفضة النشا(0.1-9٪): معظم الفواكه والخضروات الطازجة ما عدا المذكورة ومنتجاتها ، الزبادي ، الآيس كريم ، النقانق المطبوخة وغيرها من المنتجات المركبة التي يستخدم إنتاجها النشا كمثبت أو مثخن.

لا يوجد نشا في المنتجات الغذائية الأخرى.

الجليكوجين - السكريات الاحتياطية للكائنات الحيوانية. له هيكل متفرع ويشبه في هيكله الأميلوبكتين. تم العثور على أكبر كمية منه في كبد الحيوانات (تصل إلى 10٪). بالإضافة إلى أنه يوجد في أنسجة العضلات والقلب والدماغ وكذلك في الخميرة والفطر.

ملكيات.يشكل الجليكوجين محاليل غروانية بالماء ، ويتحلل الماء لتشكيل الجلوكوز ، ويعطي لونًا بنيًا أحمر مع اليود.

السليلوز (الألياف) - عديد السكاريد الطبيعي الخطي ، يتكون من بقايا جزيئات الجلوكوز.

ملكيات.السليلوز عبارة عن بوليمر متعدد الحلقات يحتوي على عدد كبير من مجموعات الهيدروكسيل القطبية ، مما يعطي صلابة وقوة لسلاسله الجزيئية (ويزيد أيضًا من قدرة الرطوبة ، والرطوبة). السليلوز غير قابل للذوبان في الماء أحماض ضعيفةوالقلويات ، ولكنها قابلة للذوبان فقط في عدد قليل جدًا من المذيبات (في مذيب من النحاس والأمونيا وفي محاليل مركزة من قواعد الأمونيوم الرباعية).

مواد البكتين - مجمع البوليمرات الحيوية ، تتكون سلسلته الرئيسية من بقايا جزيئات حمض الجالاكتورونيك.

يتم تمثيل مواد البكتين بالبروتوبكتين والبكتين وحمض البكتين ، والتي تختلف في الوزن الجزيئي ودرجة البلمرة ووجود مجموعات الميثيل. ملكيتهم المشتركة هي عدم الذوبان في الماء.

بروتوبكتين - بوليمر ، تتكون سلسلته الرئيسية من عدد كبير من وحدات المونومر - بقايا جزيئات البكتين. يشمل البروتوبكتين جزيئات عربان وزيلان. إنه جزء من الصفائح المتوسطة التي تربط الخلايا الفردية بالأنسجة ، جنبًا إلى جنب مع السليلوز والهيميسليلوز - في قشور الأنسجة النباتية ، مما يوفر صلابتها وقوتها.

ملكيات.يخضع البروتوبكتين للتحلل المائي الحمضي والإنزيمي (على سبيل المثال ، أثناء نضج الفواكه والخضروات) ، وكذلك التدمير أثناء الطهي المطول في الماء. ونتيجة لذلك ، تنعم الأنسجة ، مما يسهل امتصاص الجسم للطعام.

البكتين - بوليمر يتكون من بقايا جزيئات إستر الميثيل وحمض الجالاكتورونيك غير الميثيل. تختلف البكتين في النباتات المختلفة بدرجات مختلفة من البلمرة والميثلة. هذا يؤثر على خصائصهم ، على وجه الخصوص ، قدرة التبلور ، بسبب استخدام البكتين والفواكه التي تحتوي عليها بكميات كافية في صناعة الحلويات في إنتاج مربى البرتقال ، أعشاب من الفصيلة الخبازية ، المربى ، إلخ. تزداد خصائص التبلور في البكتين مع زيادة وزنه الجزيئي ودرجة الميثلة.

ملكيات. يخضع البكتين للتصبن تحت تأثير القلويات ، وكذلك التحلل المائي الأنزيمي بتكوين أحماض البكتين وكحول الميثيل. البكتين غير قابل للذوبان في الماء ، ولا يمتصه الجسم ، ولكنه يتمتع بقدرة عالية على الاحتفاظ بالمياه وامتصاصه. بفضل الخاصية الأخيرة ، يزيل العديد من المواد الضارة من جسم الإنسان: الكوليسترول وأملاح المعادن الثقيلة والنويدات المشعة والسموم البكتيرية والفطرية.

توجد مواد البكتين فقط في المنتجات الغذائية غير المكررة ذات الأصل النباتي (الحبوب ومنتجات الفاكهة والخضروات) ، وكذلك في المنتجات التي تحتوي على البكتين أو المواد الخام النباتية الغنية بها (حلويات الفاكهة والتوت ، والحلويات المخفوقة ، والكعك ، وما إلى ذلك).

السناجب - البوليمرات الحيوية الطبيعية ، التي تتكون من بقايا جزيئات الأحماض الأمينية المرتبطة بروابط أميد (ببتيد) ، ومجموعات فرعية منفصلة تحتوي بالإضافة إلى ذلك على مركبات غير عضوية وعضوية خالية من النيتروجين.

لذلك ، بطبيعتها الكيميائية ، يمكن أن تكون البروتينات عبارة عن بوليمرات عضوية ، أو بسيطة ، وبوليمرات عضوية ، أو بوليمرات مشتركة معقدة.

بروتينات بسيطةتتكون فقط من بقايا جزيئات الأحماض الأمينية ، و بروتينات معقدةبالإضافة إلى الأحماض الأمينية ، يمكن أن تحتوي على عناصر غير عضوية (الحديد ، الفوسفور ، الكبريت ، إلخ) ، وكذلك المركبات الخالية من النيتروجين (الدهون ، الكربوهيدرات ، الأصباغ ، الأحماض النووية).

اعتمادًا على القدرة على الذوبان في المذيبات المختلفة ، تنقسم البروتينات البسيطة إلى الأنواع التالية: الألبومين ، الجلوبيولين ، البرولامين ، الجلوتلين ، البروتامين ، الهيستونات ، البروتينات.

تنقسم البروتينات المعقدة اعتمادًا على المركبات الخالية من النيتروجين التي تشكل جزيئاتها الكبيرة إلى المجموعات الفرعية التالية:

• البروتينات الفوسفورية - البروتينات التي تحتوي على بقايا جزيئات حمض الفوسفوريك (كازين الحليب ، فيتامين بيض ، إيكثولين السمك). هذه البروتينات غير قابلة للذوبان ولكنها تنتفخ في الماء.
• البروتينات السكرية - البروتينات التي تحتوي على بقايا جزيئات الكربوهيدرات (الغشاء المخاطي والعظام والغضاريف واللعاب وكذلك قرنية العين والغشاء المخاطي للمعدة والأمعاء) ؛
• البروتينات الدهنية - البروتينات التي تحتوي على بقايا جزيئات الدهون (الموجودة في الأغشية ، بروتوبلازم الخلايا النباتية والحيوانية ، بلازما الدم ، إلخ) ؛
• الكروموبروتينات - بروتينات مع بقايا جزيئات مركبات التلوين (ميوغلوبين الأنسجة العضلية وهيموغلوبين الدم ، إلخ) ؛
• البروتينات النووية - البروتينات التي تحتوي على بقايا الحمض النووي (بروتينات نواة الخلية ، وجراثيم بذور الحبوب ، والحنطة السوداء ، والبقوليات ، وما إلى ذلك).

يمكن أن يشتمل تكوين البروتينات على 20-22 حمضًا أمينيًا بنسب وتسلسلات مختلفة. تنقسم هذه الأحماض الأمينية إلى أساسية وغير أساسية.

الأحماض الأمينية الأساسية - الأحماض الأمينية التي لا يتم تصنيعها في جسم الإنسان ، لذلك يجب أن تأتي من الخارج مع الطعام. وتشمل هذه الأيزولوسين ، والليوسين ، والليسين ، والميثيونين ، والفينيل ألانين ، والثريونين ، والتربتوفان ، والفالين ، والأرجينين ، والهيستيدين.

الأحماض الأمينية غير الأساسية - الأحماض الأمينية المركبة في جسم الإنسان.

اعتمادًا على المحتوى والنسبة المثلى للأحماض الأمينية الأساسية ، تنقسم البروتينات إلى كاملة وأدنى.

بروتينات كاملة - البروتينات ، وتشمل جميع الأحماض الأمينية الأساسية بالنسب المثلى لجسم الإنسان. وتشمل بروتينات الحليب والبيض وأنسجة عضلات اللحوم والأسماك والحنطة السوداء ، إلخ.

بروتينات غير مكتملة بروتينات مفقودة أو ناقصة في واحد أو أكثر من الأحماض الأمينية الأساسية. وتشمل بروتينات العظام والغضاريف والجلد والأنسجة الضامة وما إلى ذلك.

حسب قابلية الهضم ، تنقسم البروتينات إلى سهل الهضم(بروتينات العضلات ، الحليب ، البيض ، الحبوب ، الخضار ، إلخ) و غير قابل للهضم(الإيلاستين ، الكولاجين ، الكيراتين ، إلخ).

جزيئات البروتين لها بنية معقدة. هناك أربعة مستويات لتنظيم جزيئات البروتين: الهياكل الأولية والثانوية والثالثية والرباعية. الهيكل الأساسييسمى تسلسل بقايا الأحماض الأمينية في سلسلة عديد الببتيد ، متصلة بواسطة رابطة أميد. الهيكل الثانوييشير إلى نوع تكديس سلاسل البولي ببتيد ، غالبًا في شكل حلزوني ، يتم عقد المنعطفات بواسطة روابط هيدروجينية. تحت الهيكل الثالثفهم موقع سلسلة البولي ببتيد في الفضاء. في العديد من البروتينات ، يتكون هذا الهيكل من عدة كريات مدمجة تسمى المجالاتومتصلة بجسور رفيعة - سلاسل بولي ببتيد ممدودة. هيكل رباعييعكس طريقة الارتباط والترتيب في مساحة الجزيئات الكبيرة ، التي تتكون من عدة سلاسل متعددة الببتيد غير متصلة بالروابط التساهمية.

تنشأ الروابط الهيدروجينية والأيونية وغيرها بين هذه الوحدات الفرعية. تؤدي التغييرات في الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة والمعالجة بالأملاح والأحماض وما شابه ذلك إلى تفكك الجزيء الكبير في الوحدات الفرعية الأصلية ، ولكن عندما يتم التخلص من هذه العوامل ، تحدث إعادة بناء تلقائية للبنية الرباعية. يتم استدعاء التغييرات الأعمق في بنية البروتينات ، بما في ذلك البروتين الثالث تمسخ.

توجد البروتينات في العديد من المنتجات الغذائية: أصل نباتي - دقيق الحبوب والفواكه والخضروات ومنتجات حلويات الدقيق والأصل الحيواني - اللحوم والأسماك ومنتجات الألبان. في عدد من المنتجات الغذائية ، إما أن البروتينات غائبة تمامًا ، أو أن محتواها ضئيل وغير ضروري في التغذية ، على الرغم من أنه يمكن أن يؤثر على الترسيب أو التعكر (على سبيل المثال ، في العصائر).

ملكيات.فيزيائي- الخواص الكيميائيةيتم تحديد البروتينات من خلال طبيعتها الجزيئية العالية ، وانضغاط سلاسل البولي ببتيد والترتيب المتبادل للأحماض الأمينية. يتراوح الوزن الجزيئي للبروتينات من 5 آلاف إلى 1 مليون.

في المنتجات الغذائية ، تعتبر الخصائص التالية ذات أهمية قصوى: قيمة الطاقة ، التحلل المائي الأنزيمي والحمضي ، التمسخ ، التورم ، تكوين الميلانويد.

قيمة الطاقةالبروتين 4.0 كيلو كالوري لكل 1 جرام ، ومع ذلك ، فإن القيمة البيولوجية للبروتينات ، التي يحددها محتوى الأحماض الأمينية الأساسية ، هي أكثر أهمية لجسم الإنسان.

التحلل المائي الأنزيمي والحمضي للبروتيناتيحدث تحت تأثير الإنزيمات المحللة للبروتين و حمض الهيدروكلوريكعصير المعدة. بسبب هذه الخاصية ، يستخدم جسم الإنسان البروتينات القابلة للهضم ، وتشارك الأحماض الأمينية المتكونة أثناء التحلل المائي في تخليق البروتينات في جسم الإنسان. يحدث التحلل المائي للبروتينات أثناء تخمير العجين وإنتاج الكحول والنبيذ والبيرة والخضروات المخللة.

تمسخ البروتينيحدث من خلال تغييرات قابلة للانعكاس وعميقة لا رجعة فيها في بنية البروتين. يرتبط التمسخ العكسي بالتغيرات في البنية الرباعية ، ولا رجعة فيه - في الهياكل الثانوية والثالثية. يحدث التمسخ تحت تأثير ارتفاع و درجات الحرارة المنخفضة، الجفاف ، تغير في درجة الحموضة في الوسط ، زيادة تركيز السكريات والأملاح والمواد الأخرى ، بينما تتحسن هضم البروتينات ، لكن القدرة على الذوبان في الماء والمذيبات الأخرى ، وكذلك الانتفاخ ، تضيع. تعتبر عملية تمسخ البروتين من أهم العمليات في إنتاج العديد من المنتجات الغذائية ومنتجات الطهي (مخبز الخبز ومنتجات حلويات الدقيق ، تخليل الخضار ، الحليب ، تمليح الأسماك والخضروات ، التجفيف ، التعليب بالسكر والأحماض).

تورم البروتينات أو ترطيبها - قدرتها على امتصاص الماء المربوط والاحتفاظ به مع زيادة الحجم. هذه الخاصية هي أساس تحضير العجين للمخابز ومنتجات الحلويات ، وفي إنتاج النقانق ، وما إلى ذلك. يعد الحفاظ على البروتينات في حالة منتفخة مهمة مهمة للعديد من المنتجات الغذائية التي تحتوي عليها. يسمى فقدان القدرة على الاحتفاظ بالماء من البروتينات التآزريتسبب في شيخوخة بروتينات الدقيق والحبوب ، وخاصة البقوليات ، وقلة منتجات المخابز والحلويات.

تشكيل الميلانويد- قدرة بروتين بقايا الأحماض الأمينية على التفاعل مع السكريات المختزلة لتكوين مركبات داكنة اللون - الميلانويدات. هذه الخاصية هي الأكثر وضوحا عندما درجات حرارة مرتفعةودرجة الحموضة من 3 إلى 7 في إنتاج المخبوزات والحلويات والبيرة والأغذية المعلبة والفواكه والخضروات المجففة. نتيجة لذلك ، يتغير لون المنتجات من الذهب الأصفر إلى البني. ظلال مختلفةوالأسود ، مع تقليل القيمة البيولوجية للمنتجات.

الانزيمات - البوليمرات الحيوية ذات الطبيعة البروتينية ، والتي تعد محفزات للعديد من العمليات البيوكيميائية.

تتمثل الوظيفة الرئيسية للإنزيمات في تسريع تحول المواد التي تدخل ، أو متوفرة ، أو تتشكل أثناء عملية التمثيل الغذائي في أي كائن حيوي (الإنسان ، والحيوان ، والنبات ، والكائنات الحية الدقيقة) ، وكذلك تنظيم العمليات الكيميائية الحيوية اعتمادًا على الظروف الخارجية المتغيرة.

اعتمادًا على الطبيعة الكيميائية للجزيئات الكبيرة ، يتم تقسيم الإنزيمات إلى مكون واحد ومكونين. مكون واحدتتكون فقط من البروتين (على سبيل المثال ، الأميليز ، البيبسين ، إلخ) ، مكونان- من المركبات البروتينية وغير البروتينية. على سطح جزيء البروتين أو في فتحة خاصة ، توجد مراكز نشطة ممثلة بمجموعة من المجموعات الوظيفية من الأحماض الأمينية التي تتفاعل مباشرة مع الركيزة و / أو المكونات غير البروتينية - الإنزيمات المساعدة. يشمل الأخير الفيتامينات (B1 ، B2 ، PP ، إلخ) ، وكذلك المعادن (Cu ، Zn ، Fe ، إلخ). لذلك ، تشمل الإنزيمات المحتوية على الحديد البيروكسيديز والكتلاز ، والإنزيمات المحتوية على النحاس - أوكسيديز أسكوربات.

• أوكسيدوروكتاز - الإنزيمات التي تحفز تفاعلات الأكسدة والاختزال عن طريق نقل أيونات الهيدروجين أو الإلكترونات ، على سبيل المثال ، إنزيمات الجهاز التنفسي بيروكسيداز ، الكاتلاز ؛
• ناقل- الإنزيمات التي تحفز نقل المجموعات الوظيفية (CH3 ، COOH ، NH2 ، إلخ) من جزيء إلى آخر ، على سبيل المثال ، الإنزيمات التي تحفز نزع الأمين ونزع الكربوكسيل من الأحماض الأمينية المتكونة أثناء التحلل المائي لبروتينات المواد الخام (الحبوب والفواكه والبطاطس) ، مما يؤدي إلى تراكم كحول الإيثيل العالي ؛
• هيدروليسات- الإنزيمات التي تحفز الانقسام المائي للروابط (الببتيد ، الجليكوسيد ، الأثير ، إلخ). وتشمل هذه الليباز التي تحلل الدهون ، والببتيدات - البروتينات ، الأميليز والفوسفوريلاز - النشا ، إلخ ؛
• ليات- الإنزيمات التي تحفز الانقسام غير المائي لمجموعات من الركيزة مع تكوين رابطة مزدوجة وردود فعل عكسية. على سبيل المثال ، يزيل بيروفات ديكاربوكسيلاز ثاني أكسيد الكربون من حمض البيروفيك ، مما يؤدي إلى تكوين الأسيتالديهيد كمنتج وسيط للتخمير الكحولي وحمض اللاكتيك ؛
• ايزوميراز- الإنزيمات التي تحفز تكوين أيزومرات الركيزة عن طريق تحريك روابط متعددة أو مجموعات من الذرات داخل الجزيء ؛
• إنزيمات دمج الجزيئات- إنزيمات تحفز إضافة جزيئين مع تكوين روابط جديدة.

أهمية الإنزيمات. في الشكل الخام ، تم استخدام الإنزيمات منذ العصور القديمة في إنتاج العديد من المنتجات الغذائية (في المخابز ، وصناعة الكحول ، وصناعة النبيذ ، وصناعة الجبن ، وما إلى ذلك). تتشكل خصائص المستهلك لعدد من السلع إلى حد كبير في عملية خاصة - التخمير (أسود ، أحمر ، شاي أصفر ، حبوب الكاكاو ، إلخ). بدأ استخدام المستحضرات الأنزيمية المنقاة في القرن العشرين. في إنتاج العصائر والأحماض الأمينية النقية للعلاج والتغذية الاصطناعية ، وإزالة اللاكتوز من الحليب لأغذية الأطفال ، إلخ. أثناء تخزين المنتجات الغذائية ، تساهم الإنزيمات في إنضاج اللحوم والفواكه والخضروات ، ولكنها قد تسبب أيضًا تلفها (التعفن ، والعفن ، والتنحيف ، والتخمير).

ملكيات.تتمتع الإنزيمات بنشاط تحفيزي عالٍ ، حيث يمكن لكمية صغيرة منها تنشيط العمليات الكيميائية الحيوية لكميات ضخمة من الركيزة ؛ خصوصية العمل ، أي بعض الإنزيمات تعمل على مواد معينة ؛ انعكاس العمل (نفس الإنزيمات يمكن أن تقوم بتفكيك وتركيب مواد معينة) ؛ التنقل ، والذي يتجلى في تغيير في النشاط تحت تأثير عوامل مختلفة (درجة الحرارة ، والرطوبة ، ودرجة الحموضة للوسط ، والمنشطات والمثبطات).

تتميز كل خاصية من هذه الخصائص بنطاقات مثالية معينة (على سبيل المثال ، في نطاق درجة حرارة 40-50 درجة مئوية ، لوحظ أعلى نشاط للإنزيمات). يؤدي أي انحراف عن النطاق الأمثل إلى انخفاض في نشاط الإنزيم ، وفي بعض الأحيان تعطيله التام (على سبيل المثال ، درجات حرارة عالية للتعقيم). تعتمد العديد من طرق الحفاظ على المواد الخام الغذائية على هذا. في هذه الحالة ، هناك تعطيل جزئي أو كامل للأنزيمات الخاصة بالمواد الخام والمنتجات ، وكذلك الكائنات الحية الدقيقة التي تسبب تلفها.

لتعطيل إنزيمات المواد الخام الغذائية والسلع أثناء التخزين ، يتم استخدام مجموعة متنوعة من الطرق الفيزيائية والفيزيائية والكيميائية والكيميائية والبيوكيميائية والمجمعة.

بوليفينول - البوليمرات الحيوية ، التي قد تحتوي جزيئاتها الكبيرة على الأحماض الفينولية والكحول وإستراتها ، وكذلك السكريات والمركبات الأخرى.

توجد هذه المواد في الطبيعة فقط في الخلايا النباتية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن العثور عليها في المنتجات الخشبية والخشبية ، والجفت ، والفحم البني والفحم الصلب ، ومخلفات الزيت.

البوليفينول هو الأكثر أهمية في الفواكه الطازجة والخضروات ومنتجاتها المصنعة ، بما في ذلك النبيذ والمشروبات الكحولية ، وكذلك في الشاي والقهوة والكونياك والروم والبيرة. تؤثر مادة البوليفينول في هذه المنتجات على الخصائص الحسية (الطعم واللون) والقيمة الفسيولوجية (العديد من هذه المواد لها نشاط فيتامين ب وخصائص مبيدة للجراثيم) ومدة الصلاحية.

تشمل البوليفينول الموجود في المنتجات ذات الأصل النباتي التانينات (على سبيل المثال ، بمضادات الاكسدة) ، وكذلك الأصباغ (مركبات الفلافونويد ، والأنثوسيانين ، والميلانين ، وما إلى ذلك).

كل علم مشبع بالمفاهيم ، إذا لم يتم إتقانه ، فإن الموضوعات القائمة على هذه المفاهيم أو الموضوعات غير المباشرة يمكن أن تكون صعبة للغاية. أحد المفاهيم التي يجب أن يفهمها جيدًا كل شخص يعتبر نفسه متعلمًا إلى حد ما هو تقسيم المواد إلى مواد عضوية وغير عضوية. بغض النظر عن عمر الشخص ، فإن هذه المفاهيم مدرجة في قائمة تلك التي تحدد المستوى العام للتطور في أي مرحلة من مراحل حياة الإنسان. لفهم الاختلافات بين هذين المصطلحين ، عليك أولاً معرفة ماهية كل منهما.

المركبات العضوية - ما هذا

المواد العضوية هي مجموعة من المركبات الكيميائية ذات البنية غير المتجانسة والتي تشمل عناصر الكربونمرتبطة تساهميًا ببعضها البعض. الاستثناءات هي الكربيدات والأحماض الكربوكسيلية والكربونية. أيضا ، من المواد المكونة ، بالإضافة إلى الكربون ، عناصر الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت والفوسفور والهالوجين.

تتشكل هذه المركبات بسبب قدرة ذرات الكربون على البقاء في روابط مفردة ومزدوجة وثلاثية.

موطن المركبات العضوية كائنات حية. يمكن أن تكون في تكوين الكائنات الحية ، وتظهر كنتيجة لنشاطها الحيوي (الحليب والسكر).

منتجات تخليق المواد العضوية هي الغذاء ، الأدوية ، الملابس ، مواد البناء ، المعدات المختلفة ، المتفجرات ، أنواع مختلفةالأسمدة المعدنية والبوليمرات والمضافات الغذائية ومستحضرات التجميل وأكثر من ذلك.

المواد غير العضوية - ما هذا

المواد غير العضوية - مجموعة من المركبات الكيميائية التي لا تحتوي على عناصر الكربون أو الهيدروجين أو المركبات الكيميائية ، والعنصر المكون منها هو الكربون. كل من العضوية وغير العضوية هي مكونات الخلايا. الأول في شكل العناصر الواهبة للحياة ، والآخر في تكوين الماء والمعادن والأحماض وكذلك الغازات.

ما هو القاسم المشترك بين المواد العضوية وغير العضوية؟

ما الذي يمكن أن يكون مشتركًا بين مفهومين متضادين على ما يبدو؟ اتضح أن لديهم أيضًا شيء مشترك ، وهو:

1. تتكون المواد من أصل عضوي وغير عضوي من جزيئات.
2. يمكن الحصول على المواد العضوية وغير العضوية نتيجة تفاعل كيميائي معين.

المواد العضوية وغير العضوية - ما الفرق؟

1. العضوية أكثر شهرة والبحث في العلوم.
2. هناك العديد من المواد العضوية في العالم. يبلغ عدد العناصر العضوية المعروفة للعلم حوالي مليون ، غير عضوية - مئات الآلاف.
3. ترتبط معظم المركبات العضوية ببعضها البعض باستخدام الطبيعة التساهمية للمركب ؛ يمكن ربط المركبات غير العضوية ببعضها البعض باستخدام مركب أيوني.
4. هناك اختلاف في تكوين العناصر الواردة. المواد العضوية هي الكربون والهيدروجين والأكسجين ، في كثير من الأحيان - عناصر النيتروجين والفوسفور والكبريت والهالوجين. غير عضوي - يتكون من جميع عناصر الجدول الدوري ، باستثناء الكربون والهيدروجين.
5. المواد العضوية أكثر عرضة لتأثير درجات الحرارة العالية ، ويمكن تدميرها حتى في درجات الحرارة المنخفضة. معظم المواد غير العضوية أقل عرضة للتعرض للحرارة الشديدة بسبب طبيعة نوع المركب الجزيئي.
6. المواد العضوية هي العناصر المكونة للجزء الحي من العالم (المحيط الحيوي) ، غير عضوي - غير حي (الغلاف المائي والغلاف الصخري والغلاف الجوي).
7. يعتبر تكوين المواد العضوية أكثر تعقيدًا في التركيب من تكوين المواد غير العضوية.
8. تتميز المواد العضوية بمجموعة متنوعة من إمكانيات التحولات والتفاعلات الكيميائية.
9. نظرًا لنوع الرابطة التساهمية بين المركبات العضوية ، فإن التفاعلات الكيميائية تستمر لفترة أطول إلى حد ما من التفاعلات الكيميائية في المركبات غير العضوية.
10. لا يمكن أن تكون المواد غير العضوية غذاء للكائنات الحية ، بل إن بعضًا من هذا النوع من التوليفات يمكن أن يكون مميتًا للكائن الحي. المادة العضوية هي منتج تنتجه الحياة البرية ، وكذلك عنصر في بنية الكائنات الحية.

اسم فئة الاتصال	الصيغة العامة
الألكانات	ج ن H 2 ن +2
الألكينات ، الألكانات الحلقية	ج ن ح 2 ن
Alkynes ، alkadienes ، cycloalkenes	ج ن ح 2 ن -2
الكحولات أحادية الماء والإيثرات	C n H 2n + 1 OH
كحول ثنائي الهيدروجين	C n H 2n (OH) 2
كحول ثلاثي الهيدروجين	C n H 2n-1 (OH) 3
الألدهيدات (الحد) ، الكيتونات	C n H 2n + 1 CHO
أحماض كربوكسيلية أحادية القاعدة ، استرات	C n H 2n + 1 COOH
أحماض كربوكسيلية ثنائية القاعدة	C n H 2n (COOH) 2
الأمينات	C n H 2n + 1 NH 2
مركبات النيترو	ج ن H 2n + 1 لا 2
أحماض أمينية	C n H 2n NH 2 COOH
الهيدروكربونات العطرية ، متماثلات البنزين	ج ن H 2n-6
كحول عطري أحادي الهيدرات	C n H 2n-7 OH
كحول ثنائي هيدروي عطري	C n H 2n-8 (OH) 2
الألدهيدات العطرية	C n H 2n-7 CHO
الأحماض العطرية أحادية القاعدة	C n H 2n-7 COOH

خوارزمية صياغة أيزومر الألكان

1. حدد عدد ذرات الكربون من جذر اسم الهيدروكربون.

2. ارسم مخططًا لسلسلة كربون عادية وقم بترقيم ذرات الكربون فيها.

3. ارسم مخططًا لسلسلة الكربون المرقمة للأيزومرات ، وهي ذرة كربون أقل من السلسلة العادية ، اربط ذرة الكربون هذه في جميع المواضع الممكنة لذرات الكربون في السلسلة الرئيسية المرقمة ، باستثناء الذرات المتطرفة.

4. ارسم مخططًا لسلسلة الكربون المرقمة للأيزومرات التي يوجد فيها ذرتان كربون أقل مقارنة بالسلسلة العادية ؛ اربط ذرتين من الكربون في جميع المواضع الممكنة بذرات الكربون في السلسلة الرئيسية المرقمة ، باستثناء الذرات المتطرفة.

5. أدخل ذرات الهيدروجين ، مع مراعاة وحدات التكافؤ المفقودة لذرات الكربون في مخططات سلسلة الكربون (تكافؤ الكربون - IV).

6. يجب ألا يتغير عدد ذرات الكربون والهيدروجين في سلسلة الكربون للأيزومرات.

خوارزمية لتجميع الصيغ الهيدروكربونية بأسمائها

1. حدد عدد ذرات الكربون في الجزيء من خلال جذر اسم الهيدروكربون.

2. ارسم سلسلة كربون وفقًا لعدد ذرات الكربون في الجزيء.

3. رقم سلسلة الكربون.

4. إثبات وجود رابطة الكربون المقابلة في الجزيء من خلال لاحقة اسم الهيدروكربون ، وتصوير هذه الرابطة في سلسلة الكربون.

5. استبدل الجذور وفقًا لعدد ذرات الكربون في السلسلة.

6. ارسم شرطات للتكافؤ المفقود في ذرات الكربون.

7. املأ ذرات الهيدروجين المفقودة.

8. اعرض الصيغة الهيكلية بصيغة مختصرة.

أسماء بعض المواد العضوية

صيغة كيميائية	الاسم المنهجي للمادة	اسم تافه لمادة
CH 2 Cl 2	ثنائي كلورو ميثان	كلوريد الميثيلين
CHCl 3	ثلاثي كلورو ميثان	كلوروفورم
CCl 4	رابع كلوريد الكربون	رابع كلوريد الكربون
ج 2 ح 2	إيتين	الأسيتيلين
ج 6 H 4 (CH 3) 2	ثنائي ميثيل بنزين	زيلين
ج 6 H 5 CH 3	ميثيل بنزين	التولوين
C6H5NH2	أمينوبنزين	الأنيلين
C6H5OH	هيدروكسي بنزين	الفينول وحمض الكربوليك
ج 6 H 2 CH 3 (NO 2) 3	2،4،6-ثلاثي نيتروتولوين	تول ، تروتيل
ج 6 ح 3 (أوه) 3	1،2،3 - ثلاثي هيدروكسي بنزين	بيروجالول
ج 6 ح 4 (أوه) 2	1،3 - ثنائي هيدروكسي بنزين	ريسورسينول
ج 6 ح 4 (أوه) 2	1،2-ثنائي هيدروكسي بنزين	بيروكاتشين
ج 6 ح 4 (أوه) 2	1،4 - ثنائي هيدروكسي بنزين	هيدروكينون
C 6 H 2 OH (NO 2) 3	2،4،6-ترينيتروفينول	حمض البكريك
ج 3 ح 5 (أوه) 3	بروبانتريول -1،2،3	الجلسرين
ج 2 ح 4 (أوه) 2	إيثانيديول - 1.2	أثلين كلايكول
C6H5CH2OH	فينيل ميثانول	كحول بنزيل
ج 6 ح 8 (أوه) 6	Hexanehexaol-1،2،3،4،5،6	السوربيتول
C3H6O	برابانون	الأسيتون
CH3OH	الميثانول ( كحول الميثيل)	كحول الخشب
CH 2 O	ميتانال	الفورمالديهايد
ج 2 ح 4 س	إيثانال	ألدهيد الخليك ، أسيتالديهيد
ج 3 ح 6 س	بروبانال	بروبيونالدهيد
ج 3 ح 4 س	Propenal	أكرولين
ج 6 ح 5 ابناء	بنزالديهايد	ألدهيد البنزويك
ج 4 ح 8 س	بوتانال	بوتيلديهيد
ج 5 H 10 O	بنتانال	فاليريك ألدهيد
UNSD	حمض الميثانويك	حمض الفورميك (ملح - فورمات)
CH 3 COOH	حمض إيثانويك	حمض الخليك (ملح - أسيتات)
ج 2 ح 5 COOH	حمض البروبانويك	حمض البروبيونيك
C 3 H 7 COOH	حمض البوتانويك	حمض البيوتيريك
ج 4 H 9 COOH	حمض البنتانويك	حمض الفاليريك
ج 5 H 11 COOH	حمض الهكسانويك	حمض كابرويك
ج 6 ح 13 COOH	حمض هيبتانويك	حمض إنانثيك
ج 7 ساعة 15 COOH	حمض أوكتانويك	حمض الكابريليك
ج 8 ح 17 COOH	حمض النونويك	حمض بيلارجوليك
NOOS - UNSD	حمض Ethandioic	حمض الأكساليك (ملح - أكسالات)
HOOS -CH 2 - COOH	حمض البروبانيديويك	حمض مالونيك
HOOS - (CH 2) 2 - COOH	حمض بوتانيديويك	حمض السكسينيك
ج 17 ح 33 COOH (غير متوقع)	حمض أوكتاديينويك	حمض الأوليك
C 15 H 31 COOH (السابق)	حمض هيكساديكانيك	حمض البالمتيك
ج 17 س 35 COOH (سابق)	حمض الأوكتاديكانيك	حامض دهني (ملح - ستيرات)

المادة العضوية هي مركب كيميائي يحتوي على الكربون. الاستثناءات الوحيدة هي حمض الكربونيك والكربيدات والكربونات والسيانيدات وأكاسيد الكربون.

قصة

ظهر مصطلح "المواد العضوية" نفسه في الحياة اليومية للعلماء في هذه المرحلة التنمية في وقت مبكركيمياء. في ذلك الوقت ، سادت وجهات النظر الحيوية للعالم. كان استمرارًا لتقاليد أرسطو وبليني. خلال هذه الفترة ، كان النقاد مشغولين بتقسيم العالم إلى حي وغير حي. في الوقت نفسه ، تم تقسيم جميع المواد ، دون استثناء ، بوضوح إلى مواد معدنية وعضوية. كان يعتقد أنه من أجل تخليق مركبات المواد "الحية" ، هناك حاجة إلى "قوة" خاصة. إنه متأصل في جميع الكائنات الحية ، ولا يمكن تكوين العناصر العضوية بدونه.

هيمنت هذه العبارة ، المضحكة للعلم الحديث ، لفترة طويلة جدًا ، حتى عام 1828 دحضها فريدريش فولر تجريبياً. كان قادرًا على الحصول على اليوريا العضوية من سيانات الأمونيوم غير العضوية. دفع هذا الكيمياء إلى الأمام. ومع ذلك ، فقد تم الحفاظ على تقسيم المواد إلى مواد عضوية وغير عضوية في الوقت الحاضر. انها تكمن وراء التصنيف. ما يقرب من 27 مليون مركب عضوي معروف.

لماذا يوجد الكثير من المركبات العضوية؟

المادة العضوية ، مع استثناءات قليلة ، هي مركب كربون. في الواقع ، هذا عنصر غريب للغاية. الكربون قادر على تكوين سلاسل من ذراته. من المهم جدًا أن يكون الاتصال بينهما مستقرًا.

بالإضافة إلى ذلك ، يُظهر الكربون الموجود في المواد العضوية تكافؤًا - IV. ويترتب على ذلك أن هذا العنصر قادر على تكوين روابط مع مواد أخرى ليس فقط منفردة ، ولكن أيضًا مزدوجة وثلاثية. كلما زاد تعددها ، ستصبح سلسلة الذرات أقصر. في الوقت نفسه ، يزيد استقرار الاتصال فقط.

أيضًا ، للكربون القدرة على تكوين هياكل مسطحة وخطية وثلاثية الأبعاد. هذا هو سبب وجود العديد من المواد العضوية المختلفة في الطبيعة.

مُجَمَّع

كما ذكر أعلاه ، فإن المادة العضوية هي مركبات الكربون. وهذا مهم جدا. تنشأ عندما يرتبط تقريبًا بأي عنصر من عناصر الجدول الدوري. في الطبيعة ، غالبًا ما يشتمل تكوينها (بالإضافة إلى الكربون) على الأكسجين والهيدروجين والكبريت والنيتروجين والفوسفور. أما باقي العناصر فهي نادرة جدًا.

ملكيات

إذن ، المادة العضوية هي مركب كربوني. ومع ذلك ، هناك العديد من المعايير المهمة التي يجب أن تفي بها. جميع المواد ذات الأصل العضوي لها خصائص مشتركة:

1. يؤدي التصنيف المختلف للروابط الموجودة بين الذرات حتمًا إلى ظهور أيزومرات. بادئ ذي بدء ، يتم تشكيلها عن طريق مزيج من جزيئات الكربون. الأيزومرات هي مواد مختلفة لها نفس الوزن الجزيئي والتركيب ، لكن لها خصائص كيميائية وفيزيائية مختلفة. هذه الظاهرة تسمى isomerism.

2. معيار آخر هو ظاهرة التنادد. هذه عبارة عن سلسلة من المركبات العضوية ، حيث تختلف صيغة المواد المجاورة عن سابقتها في مجموعة واحدة من الميثان. هذا خاصية مهمةالمستخدمة في علم المواد.

ما هي فئات المواد العضوية؟

هناك عدة فئات من المركبات العضوية. هم معروفون للجميع. الدهون والكربوهيدرات. يمكن تسمية هذه المجموعات بالبوليمرات البيولوجية. يشاركون في التمثيل الغذائي على المستوى الخلوي في أي كائن حي. تشمل هذه المجموعة أيضًا الأحماض النووية. لذلك يمكننا القول أن المادة العضوية هي ما نأكله كل يوم ، مما نتكون منه.

السناجب

تتكون البروتينات من مكونات هيكلية - أحماض أمينية. هذه هي مونومراتهم. تسمى البروتينات أيضًا بالبروتينات. حوالي 200 نوع من الأحماض الأمينية معروفة. تم العثور على كل منهم في الكائنات الحية. لكن عشرين منهم فقط هي مكونات للبروتينات. يطلق عليهم الأساسية. ولكن يمكن أيضًا العثور على المصطلحات الأقل شيوعًا في الأدبيات - الأحماض الأمينية المكونة للبروتين والبروتين. تحتوي صيغة هذه الفئة من المواد العضوية على مكونات أمين (-NH 2) وكربوكسيل (-COOH). ترتبط ببعضها البعض بنفس روابط الكربون.

وظائف البروتينات

تؤدي البروتينات في جسم النباتات والحيوانات العديد من الوظائف المهمة. لكن العامل الرئيسي هيكلي. البروتينات هي المكونات الرئيسية لغشاء الخلية ومصفوفة العضيات في الخلايا. في أجسامنا ، تتكون جميع جدران الشرايين والأوردة والشعيرات الدموية والأوتار والغضاريف والأظافر والشعر بشكل أساسي من بروتينات مختلفة.

الوظيفة التالية هي الأنزيمية. تعمل البروتينات كأنزيمات. إنها تحفز التفاعلات الكيميائية في الجسم. هم مسؤولون عن انهيار العناصر الغذائية في الجهاز الهضمي. في النباتات ، تثبت الإنزيمات موضع الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي.

يحمل البعض مواد مختلفة في الجسم ، مثل الأكسجين. المواد العضوية قادرة أيضًا على الانضمام إليهم. هذه هي الطريقة التي تعمل بها وظيفة النقل. تحمل البروتينات أيونات المعادن والأحماض الدهنية والهرمونات ، وبالطبع ثاني أكسيد الكربون والهيموجلوبين عبر الأوعية الدموية. يحدث النقل أيضًا على المستوى بين الخلايا.

مركبات البروتين - الغلوبولين المناعي - هي المسؤولة عن وظيفة الحماية. هذه أجسام مضادة للدم. على سبيل المثال ، يشارك الثرومبين والفيبرينوجين بنشاط في عملية التخثر. وبالتالي ، تمنع فقدان الدم بكميات كبيرة.

البروتينات مسؤولة أيضًا عن وظيفة الانكماش. نظرًا لحقيقة أن اللييفات الأولية للميوسين والأكتين تؤدي باستمرار حركات منزلقة بالنسبة لبعضها البعض ، فإن ألياف العضلات تنقبض. لكن عمليات مماثلة تحدث في الكائنات الحية وحيدة الخلية. ترتبط حركة الأسواط البكتيرية ارتباطًا مباشرًا بانزلاق الأنابيب الدقيقة ، والتي تكون ذات طبيعة بروتينية.

تؤدي أكسدة المواد العضوية إلى إطلاق كمية كبيرة من الطاقة. ولكن ، كقاعدة عامة ، نادرًا ما يتم استهلاك البروتينات لاحتياجات الطاقة. يحدث هذا عندما يتم استنفاد جميع المخزونات. الدهون والكربوهيدرات هي الأنسب لهذا الغرض. لذلك ، يمكن للبروتينات أن تؤدي وظيفة طاقة ، ولكن فقط في ظل ظروف معينة.

الدهون

المادة العضوية هي أيضًا مركب شبيه بالدهون. تنتمي الدهون إلى أبسط الجزيئات البيولوجية. إنها غير قابلة للذوبان في الماء ، ولكنها تتحلل في المحاليل غير القطبية مثل البنزين والأثير والكلوروفورم. هم جزء من جميع الخلايا الحية. كيميائيا ، الدهون هي كحول وأحماض كربوكسيلية. أشهرها الدهون. تؤدي هذه المواد في جسم الحيوانات والنباتات العديد من الوظائف المهمة. تستخدم الكثير من الدهون في الطب والصناعة.

وظائف الدهون

هذه العضوية مواد كيميائيةجنبا إلى جنب مع البروتينات في الخلايا تشكل أغشية بيولوجية. لكن وظيفتها الرئيسية هي الطاقة. عندما تتأكسد جزيئات الدهون ، يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة. يذهب إلى تكوين ATP في الخلايا. في شكل دهون ، يمكن أن تتراكم كمية كبيرة من احتياطيات الطاقة في الجسم. في بعض الأحيان تكون أكثر من ضرورية لتنفيذ الحياة الطبيعية. مع التغيرات المرضية في عملية التمثيل الغذائي للخلايا "الدهنية" ، يصبح أكثر. على الرغم من الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أن هذه الاحتياطيات الزائدة ضرورية ببساطة لسبات الحيوانات والنباتات. يعتقد الكثير من الناس أن الأشجار والشجيرات تتغذى على التربة خلال فترة البرد. في الواقع ، إنهم يستهلكون احتياطيات الزيوت والدهون التي صنعوها خلال الصيف.

في البشر والحيوانات ، يمكن أن تؤدي الدهون و وظيفة الحماية. تترسب في الأنسجة تحت الجلد وحول الأعضاء مثل الكلى والأمعاء. وبالتالي ، فهي بمثابة حماية جيدة ضد ضرر ميكانيكي، وهذا هو ، الضربات.

بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع الدهون بمستوى منخفض من التوصيل الحراري ، مما يساعد على الاحتفاظ بالدفء. هذا مهم للغاية ، خاصة في المناخات الباردة. في الحيوانات البحرية ، تساهم طبقة الدهون تحت الجلد أيضًا في الطفو الجيد. ولكن في الطيور ، تؤدي الدهون أيضًا وظائف طاردة للماء ومزلقة. يغطي الشمع ريشها ويجعلها أكثر مرونة. تحتوي بعض أنواع النباتات على نفس اللويحة على الأوراق.

الكربوهيدرات

تشير صيغة المادة العضوية C n (H 2 O) m إلى أن المركب ينتمي إلى فئة الكربوهيدرات. يشير اسم هذه الجزيئات إلى حقيقة أنها تحتوي على الأكسجين والهيدروجين بنفس كمية الماء. وبالإضافة إلى هذه العناصر الكيميائية، يمكن أن يوجد النيتروجين في المركبات ، على سبيل المثال.

الكربوهيدرات في الخلية هي المجموعة الرئيسية للمركبات العضوية. هذه منتجات أولية وهي أيضًا المنتجات الأولية لتخليق النباتات لمواد أخرى ، على سبيل المثال ، الكحوليات والأحماض العضوية والأحماض الأمينية. تعتبر الكربوهيدرات أيضًا جزءًا من خلايا الحيوانات والفطريات. توجد أيضًا بين المكونات الرئيسية للبكتيريا والأوليات. لذلك ، في الخلية الحيوانية يكونون من 1 إلى 2٪ ، وفي الخلية النباتية يمكن أن يصل عددهم إلى 90٪.

حتى الآن ، هناك ثلاث مجموعات فقط من الكربوهيدرات:

السكريات البسيطة (السكريات الأحادية) ؛

قلة السكريات ، تتكون من عدة جزيئات من السكريات البسيطة المتصلة على التوالي ؛

السكريات المتعددة ، وتشمل أكثر من 10 جزيئات من السكريات الأحادية ومشتقاتها.

وظائف الكربوهيدرات

تؤدي جميع المواد العضوية في الخلية وظائف معينة. لذلك ، على سبيل المثال ، الجلوكوز هو المصدر الرئيسي للطاقة. يتحلل في جميع الخلايا أثناء التنفس الخلوي. يشكل الجليكوجين والنشا احتياطي الطاقة الرئيسي ، حيث يوجد الأول في الحيوانات والأخير في النباتات.

تؤدي الكربوهيدرات أيضًا وظيفة هيكلية. السليلوز هو المكون الرئيسي لجدار الخلية النباتية. وفي المفصليات ، يؤدي الكيتين نفس الوظيفة. يوجد أيضًا في خلايا الفطريات العليا. إذا أخذنا السكريات القليلة كمثال ، فهي جزء من الغشاء السيتوبلازمي - في شكل دهون سكرية وبروتينات سكرية. أيضًا ، غالبًا ما يتم اكتشاف glycocalyx في الخلايا. تشارك البنتوز في تخليق الأحماض النووية. عندما يتم تضمين الريبوز في الحمض النووي ، يتم تضمينه في الحمض النووي الريبي. أيضًا ، توجد هذه المكونات في الإنزيمات المساعدة ، على سبيل المثال ، في FAD و NADP و NAD.

الكربوهيدرات قادرة أيضًا على أداء وظيفة وقائية في الجسم. في الحيوانات ، مادة الهيبارين تمنع بنشاط تخثر الدم السريع. يتشكل أثناء تلف الأنسجة ويمنع تكوين جلطات الدم في الأوعية. يوجد الهيبارين بكميات كبيرة في الخلايا البدينة في الحبيبات.

احماض نووية

البروتينات والكربوهيدرات والدهون ليست كلها فئات معروفة من المواد العضوية. تشمل الكيمياء أيضًا الأحماض النووية. هذه البوليمرات الحيوية المحتوية على الفوسفور. هم ، لوجودهم في نواة الخلية والسيتوبلازم لجميع الكائنات الحية ، يضمنون نقل البيانات الجينية وتخزينها. تم اكتشاف هذه المواد بفضل عالم الكيمياء الحيوية F. Miescher ، الذي درس حيوانات منوية السلمون. لقد كان اكتشافا "عرضيا". بعد ذلك بقليل ، تم العثور على الحمض النووي الريبي والحمض النووي أيضًا في جميع الكائنات الحية النباتية والحيوانية. كما تم عزل الأحماض النووية في خلايا الفطريات والبكتيريا وكذلك الفيروسات.

في المجموع ، تم العثور على نوعين من الأحماض النووية في الطبيعة - ribonucleic (RNA) و deoxyribonucleic (DNA). الفرق واضح من الاسم. deoxyribose هو سكر من خمسة كربون. تم العثور على الريبوز في جزيء الحمض النووي الريبي.

الكيمياء العضوية هي دراسة الأحماض النووية. مواضيع البحث تمليها الطب أيضًا. هناك العديد من الأمراض الوراثية المخبأة في رموز الحمض النووي ، والتي لم يكتشفها العلماء بعد.

تصنيف المواد العضوية أكثر تعقيدًا. هذا يرجع إلى عدد من الأسباب: الوفرة المفرطة للمركبات العضوية ، وتعقيد وتنوع بنيتها ، وتاريخ دراسة مركبات الكربون.
في الواقع ، حتى منتصف القرن التاسع عشر. يبدو أن الكيمياء العضوية ، في التعبير المجازي لـ F. Wöhler * ، هي "غابة كثيفة مليئة بالأشياء المدهشة ، غابة لا حدود لها لا يمكنك الخروج منها ، حيث لا تجرؤ على الاختراق." فقط مع ظهور نظرية التركيب الكيميائي للمركبات العضوية في عام 1861 "غابة كثيفة"
الكيمياء العضويةبدأت تتحول إلى غارقة ضوء الشمسمتنزه عادي به شبكة من الأزقة والممرات. كان مؤلفو هذه النظرية ثلاثيًا دوليًا بارزًا لعلماء الكيمياء: مواطننا إيه إم بتليروف ** والألماني إف إيه كيكولي والإنجليزي أ. كوبر.

أرز. 5. فريدريش فولر
(1800–1882)

أرز. 6. الكسندر
ميخائيلوفيتش بتليروف
(1828–1886)

يمكن صياغة جوهر نظرية التركيب الكيميائي الذي أنشأوه في شكل ثلاث افتراضات.
1. ترتبط الذرات في الجزيئات بترتيب معين وفقًا لتكافؤها ، ويكون الكربون في المركبات العضوية رباعي التكافؤ.
2. لا يتم تحديد خصائص المواد فقط من خلال التركيب النوعي والكمي للعناصر ، ولكن أيضًا بترتيب روابط الذرات في الجزيئات ، أي التركيب الكيميائي.
3. الذرات في الجزيئات لها تأثير متبادل على بعضها البعض ، مما يؤثر على خصائص المواد.
* كيميائي ألماني. أجرى بحثا في مجال الكيمياء العضوية وغير العضوية. ثبت وجود ظاهرة الايزومرية ، ولأول مرة نفذت تصنيع المواد العضوية (اليوريا) من غير العضوية. حصل على بعض المعادن (الألمنيوم ، البريليوم ، إلخ).
** كيميائي روسي متميز مؤلف نظرية الكيمياء
هيكل المادة العضوية. مرتكز علىمفاهيم التركيب أوضحت ظاهرة التماكب ، وتوقعت وجود ايزومرات لعدد من المواد وصنعها لأول مرة. كان أول من صنع مادة سكرية. مؤسس مدرسة الكيمياء الروسيةkov ، والتي تضمنت V.V. Markovnikov ، و AM Zaitsev ، و E.E. Wagner ، و A.

يبدو اليوم أنه من غير المعقول أنه حتى منتصف القرن التاسع عشر ، خلال فترة الاكتشافات العظيمة في العلوم الطبيعية ، كان لدى العلماء فكرة ضعيفة عن البنية الداخلية للمادة. كان بتليروف هو من أدخل مصطلح "التركيب الكيميائي" ، بمعنى أنه نظام من الروابط الكيميائية بين الذرات في الجزيء ، الترتيب المتبادلفي الفضاء. بفضل هذا الفهم لبنية الجزيء ، أصبح من الممكن شرح ظاهرة التماثل ، والتنبؤ بوجود أيزومرات غير معروفة ، وربط خصائص المواد بتركيبها الكيميائي. كتوضيح لظاهرة الأيزومرية ، نقدم صيغ وخصائص مادتين - كحول الإيثيل وثنائي ميثيل الأثير ، اللذان لهما نفس التركيب الأولي لـ C2H6O ، لكن لهما تركيبات كيميائية مختلفة (الجدول 2).
الجدول 2

رسم توضيحي لاعتماد خصائص مادة مامن هيكلها

تعد ظاهرة التماثل المنتشر بشكل كبير في الكيمياء العضوية أحد أسباب تنوع المواد العضوية. سبب آخر لتنوع المواد العضوية يكمن في القدرة الفريدة لذرة الكربون على تكوين روابط كيميائية مع بعضها البعض ، مما يؤدي إلى سلاسل الكربون.
أطوال وهياكل مختلفة: غير متفرعة ، متفرعة ، مغلقة. على سبيل المثال ، يمكن لأربع ذرات كربون أن تشكل سلاسل مثل هذه:

إذا أخذنا في الاعتبار أنه بين ذرتين من الكربون لا يمكن أن يكون هناك روابط بسيطة (مفردة) من C-C فقط ، ولكن أيضًا مزدوجة C = C وثلاثية C≡C ، فإن عدد المتغيرات من سلاسل الكربون ، وبالتالي ، تزداد المواد العضوية المختلفة بشكل كبير.
يعتمد تصنيف المواد العضوية أيضًا على نظرية بتليروف للتركيب الكيميائي. اعتمادًا على الذرات التي تشكل العناصر الكيميائية جزءًا من الجزيء ، كل المجموعات العضوية الكبيرة: الهيدروكربونات ، والمركبات المحتوية على الأكسجين ، والمركبات المحتوية على النيتروجين.
الهيدروكربونات مركبات عضوية تتكون فقط من ذرات الكربون والهيدروجين.
وفقًا لهيكل سلسلة الكربون ، ووجود أو عدم وجود روابط متعددة فيها ، يتم تقسيم جميع الهيدروكربونات إلى عدة فئات. هذه الفئات موضحة في الشكل 2.
إذا كان الهيدروكربون لا يحتوي على روابط متعددة وسلسلة ذرات الكربون غير مغلقة ، فإنها تنتمي ، كما تعلم ، إلى فئة الهيدروكربونات المشبعة ، أو الألكانات. أصل هذه الكلمة عربي ، واللاحقة -en موجودة في أسماء جميع الهيدروكربونات من هذه الفئة.
مخطط 2

تصنيف الهيدروكربون

إن وجود رابطة مزدوجة واحدة في جزيء الهيدروكربون يجعل من الممكن نسبتها إلى فئة الألكينات ، ويتم التأكيد على علاقتها بهذه المجموعة من المواد
اللاحقة -en في الاسم. أبسط ألكين هو الإيثيلين ، والذي له الصيغة CH2 = CH2. يمكن أن يكون هناك رابطان مزدوجان C = C في جزيء ، وفي هذه الحالة تنتمي المادة إلى فئة الكاديين.
حاول أن تشرح معنى اللواحق -dienes نفسك. على سبيل المثال ، يحتوي butadiene-1،3 على الصيغة البنائية: CH2 = CH – CH = CH2.
تسمى الهيدروكربونات ذات الروابط الثلاثية بين الكربون والكربون في الجزيء الألكينات. تشير اللاحقة -in إلى الانتماء إلى هذه الفئة من المواد. سلف فئة الألكينات هو الأسيتيلين (ethyne) ، الصيغة الجزيئية منها C2H2 ، والصيغة البنائية هي HC≡CH. من المركبات ذات السلسلة الكربونية المغلقة
أهم الذرات هي الساحات - فئة خاصة من الهيدروكربونات ، اسم الممثل الأول الذي ربما سمعت عنه - هذا هو البنزين C6H6 ، الصيغة الهيكلية معروفة أيضًا لكل شخص مثقف:

كما فهمت بالفعل ، بالإضافة إلى الكربون والهيدروجين ، يمكن أن تشتمل تركيبة المواد العضوية على ذرات عناصر أخرى ، خاصة الأكسجين والنيتروجين. في أغلب الأحيان ، تشكل ذرات هذه العناصر في مجموعات مختلفة مجموعات تسمى وظيفية.
المجموعة الوظيفية هي مجموعة من الذرات تحدد الخصائص الكيميائية الأكثر تميزًا لمادة ما وانتمائها إلى فئة معينة من المركبات.
يتم عرض الفئات الرئيسية للمركبات العضوية التي تحتوي على مجموعات وظيفية في المخطط 3.
مخطط 3
الفئات الرئيسية للمواد العضوية التي تحتوي على مجموعات وظيفية

تسمى المجموعة الوظيفية -OH الهيدروكسيل وتحدد الانتماء إلى واحدة من أهم فئات المواد العضوية - الكحولات.
يتم تشكيل أسماء الكحولات باستخدام اللاحقة -ol. على سبيل المثال ، أشهر ممثل للكحول هو الكحول الإيثيلي أو الإيثانول C2H5OH.
يمكن ربط ذرة الأكسجين بذرة الكربون للضعفين رابطة كيميائية. المجموعة> C = O تسمى كاربونيل. مجموعة كاربونيل هي جزء من عدة
المجموعات الوظيفية ، بما في ذلك الألدهيد والكربوكسيل. المركبات العضوية التي تحتوي على هذه المجموعات الوظيفية تسمى الألدهيدات والأحماض الكربوكسيلية ، على التوالي. أشهر ممثلي الألدهيدات هم الفورمالديهايد HCO وأسيتالديهيد CH3COH. مع حمض الأسيتيك CH3COOH ، الذي يسمى المحلول بخل المائدة ، ربما يكون الجميع مألوفًا. السمة الهيكلية المميزة للمركبات العضوية المحتوية على النيتروجين ، وقبل كل شيء ، الأمينات والأحماض الأمينية ، هي وجود المجموعة الأمينية –NH2 في جزيئاتها.
التصنيف أعلاه للمواد العضوية نسبي أيضًا. مثلما يمكن أن يحتوي جزيء واحد (على سبيل المثال ، alkadienes) على رابطتين متعددتين ، يمكن أن تكون المادة مالكة لمجموعتين وظيفيتين أو أكثر. لذا ، فإن الوحدات الهيكلية للحوامل الرئيسية للحياة على الأرض - جزيئات البروتين - هي أحماض أمينية. تحتوي جزيئات هذه المواد بالضرورة على مجموعتين وظيفيتين على الأقل - مجموعة الكربوكسيل والأمينية. يُطلق على أبسط حمض أميني اسم الجلايسين وله الصيغة:

مثل هيدروكسيدات الأمفوتريك ، تجمع الأحماض الأمينية بين خصائص الأحماض (بسبب مجموعة الكربوكسيل) والقواعد (بسبب وجود مجموعة أمينية في الجزيء).
لتنظيم الحياة على الأرض ، فإن الخصائص المذبذبة للأحماض الأمينية لها أهمية خاصة - بسبب تفاعل المجموعات الأمينية ومجموعات الكربوكسيل من الأحماض الأمينية.
ترتبط الكثير في سلاسل البروتينات البوليمرية.
؟ 1. ما هي الأحكام الرئيسية لنظرية التركيب الكيميائي لـ A.M. Butlerov. ما الدور الذي لعبته هذه النظرية في تطوير الكيمياء العضوية؟
2. ما هي فئات الهيدروكربونات التي تعرفها؟ على أي أساس تم هذا التصنيف؟
3. ما يسمى بالمجموعة الوظيفية لمركب عضوي؟ ما هي المجموعات الوظيفية التي يمكنك تسميتها؟ ما هي فئات المركبات العضوية التي تحتوي على هذه المجموعات الوظيفية؟ اكتب الصيغ العامة لفئات المركبات وصيغ ممثليها.
4. أعط تعريفًا للتشابه ، اكتب صيغ الأيزومرات الممكنة لمركبات تكوين C4H10O. باستخدام مصادر المعلومات المختلفة ، قم بتسمية كل منها وإعداد تقرير عن أحد المجمعات.
5. خصص المواد التي تكون صيغها: C6H6 ، C2H6 ، C2H4 ، HCOOH ، CH3OH ، C6H12O6 للفئات المقابلة من المركبات العضوية. باستخدام مصادر المعلومات المختلفة ، قم بتسمية كل منها وإعداد تقرير عن أحد المجمعات.
6. الصيغة التركيبية للجلوكوز: إلى أي فئة من المركبات العضوية ستصنف هذه المادة؟ لماذا يطلق عليه مركب ذو وظيفة مزدوجة؟
7. قارن المركبات الأمفوتيرية العضوية وغير العضوية.
8. لماذا يشار إلى الأحماض الأمينية بمركبات ذات وظيفة مزدوجة؟ ما الدور الذي تلعبه هذه الميزة الهيكلية للأحماض الأمينية في تنظيم الحياة على الأرض؟
9. قم بإعداد رسالة حول موضوع "الأحماض الأمينية هي" لبنات "الحياة باستخدام إمكانيات الإنترنت.
10. أعط أمثلة على النسبية لتقسيم المركبات العضوية إلى فئات معينة. ارسم موازيات نسبية مماثلة للمركبات غير العضوية.