Галактоза, свойства, получение и применение.
Галактоза – один из природных моносахаридов и источников энергии в живых организмах на планете, имеющий формулу C6H12O6.
Галактоза, формула, молекула, строение, изомерия, вещество
Химические свойства галактозы. Химические реакции (уравнения) галактозы
Галактоза, формула, молекула, строение, изомерия, вещество:
Галактоза – органическое соединение, естественный моносахарид, имеющий формулу C6H12O6.
Галактоза (от греч. корня γάλακτ-– «молоко» и суффикса «оза») – один из простых сахаров, моносахарид из группы гексоз, изомер глюкозы. Отличается от глюкозы пространственным расположением водородной и гидроксильной групп у 4-го углеродного атома.
Галактоза – один из главных источников энергии для организма, необходима для его полноценного функционирования. Она представляет собой простой молочный сахар и является важным компонентом пищи грудного ребенка.
Галактоза содержится в животных и растительных организмах, в том числе в некоторых микроорганизмах. Она содержится в молочных продуктах (молоко, кефир, простокваша, ряженка, творог, сметана, сыр, масло сливочное, сливки и т.д.), овощах, фруктах и зелени (авокадо, сахарная свекла, сельдерей), камеди и пр.
Галактоза – это моносахарид, т.е. простейший углевод, состоящий из одной молекулы или одной структурной единицы.
Она (галактоза) является структурной единицей большинства пищевых дисахаридов (лактозы и лактулозы), олигосахаридов (мелибиозы, рафинозы, стахиозы), полисахаридов и гликозидов.
Полисахариды – высокомолекулярные углеводы, полимеры моносахаридов (гликаны). Молекулы полисахаридов представляют собой длинные линейные или разветвлённые цепочки моносахаридных остатков, соединённых гликозидной связью. Олигосахариды – это углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков. Дисахариды – углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.
Химическая формула галактозы C6H12O6.
Галактоза принадлежит к классу альдогексоз, то есть является полигидроксиальдегидом.
Галактоза представляет собой моносахарид, содержащий шесть атомов углерода, одну альдегидную (-CHO) и пять гидроксильных (-OH) групп.
Молекула галактозы может существовать в циклической и линейной – открытой цепной (ациклической) формах, а также в двух различных стереоизомерных формах: L-изомером и D-изомером.
D-изомер галактозы широко распространен в природе и входит в состав олигосахаридов, гликозидов, полисахаридов. L-форма галактозы – менее распространена – будучи компонентом некоторых полисахаридов, присутствует в красных водорослях.
Циклическая форма представлена четырьмя изомерами: два из них с пиранозным (шестичленным) кольцом, два с фуранозным (пятичленным) кольцом. В свою очередь каждая циклическая форма имеет два аномера: α-форму и β-форму. Циклические α- и β-формы галактозы представляют собой пространственные изомеры, отличающиеся положением полуацетального гидроксила относительно плоскости кольца. В α-форме этот гидроксил находится в транс-положении к гидроксиметильной группе –СН2ОН, в β-форме – в цис-положении.
К циклической форме относятся:
– α-D-галактопираноза,
– β-D-галактопираноза,
– α-D-галактофураноза,
– β-D-галактофураноза,
– α- L -галактопираноза,
– β-L-галактопираноза,
– α- L -галактофураноза,
– β- L –галактофураноза.
Линейная – открытая цепная (ациклическая) форма представлена двумя изомерами: D-галактозой и L-галактозой.
Строение молекулы галактозы, структурная формула галактозы:
Рис. 1. α-D-галактопираноза
Рис. 2. β-D-галактопираноза
Рис. 3. α-D-галактофураноза
Рис. 4. β-D-галактофураноза
Рис. 5. D-галактоза (галактогексоза)
Рис. 6. D-галактоза (слева) и L-галактоза (справа)линейной формы
Систематическое химическое наименование галактозы: (2R,3S,4S,5R)-2,3,4,5,6-пентагидроксигексаналь (для ациклической формы – D-галактозы), (2S,3R,4R,5S)-2,3,4,5,6-пентагидроксигексаналь (для ациклической формы – L-галактозы). Используются также и другие химические названия галактозы: галактогексоза.
По внешнему виду галактоза представляет собой белое кристаллическое вещество, со сладким вкусом, без запаха. Однако сладость галактозы ниже, чем сахарозы.
Галактоза очень хорошо растворяется в воде. Растворимость в воде составляет 9,091 г на 100 г воды (при 0 °C), 40,48 г/100 г (при 25 °C). Малорастворима в этаноле.
Температура плавления галактозы составляет 167 °C.
Галактоза обладает низким гликемическим индексом.
Биологическая роль галактозы:
В организме человека и животных галактоза является одним из главных источников энергии для организма. Попадая в организм человека, большая часть галактозы, полученной из пищи, превращается в глюкозу, после чего усваивается.
Галактоза является важным компонентом пищи грудного ребенка. Она входит в состав дисахарида лактозы, который представляет собой главный углевод молока.
У некоторых людей галактоза не усваивается по причине отсутствия фермента в желудочно-кишечном тракте. Нарушение усвоения галактозы называется галактоземией и является тяжелым заболеванием, которое передается по наследству.
Физические свойства галактозы:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Цвет | белый, бесцветный |
| Запах | без запаха |
| Вкус | сладкий |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое кристаллическое вещество |
| Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 | 1,723 |
| Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 | 1723 |
| Температура разложения, °C | — |
| Температура плавления галактозы, °C | 167 |
| Температура кипения, °C | — |
| Молярная масса галактозы, г/моль | 180,156 |
Химические свойства галактозы. Химические реакции (уравнения) галактозы:
Основные химические реакции галактозы аналогичны химическим реакциям глюкозы.
Применение галактозы:
Галактоза используется в различных отраслях промышленности и быту:
– в медицине;
– в микробиологии;
– в качестве спортивного питания;
– для создания пищевой добавки камеди.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com.