predavanja iz bromatologije 2014/2015

1. UGLJENI HIDRATI

2. UGLJENI HIDRATI
 Naziv ugljeni hidrati u hemijskom pogledu
nije ipravan.
 Bruto hemijska formula većine UH:
CnH2nOn ili Cn(H2O)n
 UH čiji se hemijski sasatav razlikuje od ove
opšte formule: dezoksi šećeri, amino šećeri,
tio šećeri
 jedinjenja čiji hemijski sastav odgovara ovoj
formuli, a nisu UH: formaldehid, sirćetna i
mlečna kiselina i njihovi anhidridi i dr.

3. Hemijska definicija:
 Ugljeni hidrati su aldehidni ili ketonski
derivati polihidroksilnih alkohola i njihovi
kondenzacioni proizvodi.
 Podela prema proizvodima hidolize pod
dejstvom mineralnih kiselina:
1. Prosti ili monosaharidi - ne hidrolizuju se
2. Složeni - potpunom hidrolizom daju mono-
saharide:
- disaharidi hidrolizom daju dva molekula
monosaharida
- oligosaharidi hidrolizom daju 3-10 molekula
monosaharida
- polisaharidi hidrolizom daju veći broj molekula
monosaharida

4. MONOSAHARIDI
 Definicija:
Monosaridi su polioksi aldehidi ili polioksi
alfa-ketoni
 Podela prema karakteru karbonilne grupe:
- aldoze (aldehid šećeri)
- ketoze (keto šećeri)
 Podela prema broju C atoma:
- tetroze
- pentoze
- heksoze
- heptoze

5.  Monosaharidi mogu da se izvedu iz polivalentnih
alkohola njihovom dehidrogenacijom:
H-CH-CH-CH-CH-CH-CH-H
OH OH OH OH OH OH
polivalentni alkohol
H-CH-CH-CH-CH-CH-C
OH OH OH OH OH
H-CH-CH-CH-CH-CH-C
O
H
aldoheksoza
H-CH-CH-CH-CH-C-CH-H
OH OH OH OH O OH
ketoheksoza
H-CH-CH-CH-C-CH-CH-H
OH OH OH O OH OH
polioksi-β−keton
ne ubraja se u monosaharide
-H2
-H2
-H2

6. KONFIGURACIJA MONOSAHARIDA
aldoze ketoze
br. C atoma
n
br. C* atoma (x)
n-2
br. izomera
2n-2
br. C* atoma (x)
n-3
br. izomera
2n-3
4 2 4 1 2
5 3 8 2 4
6 4 16 3 8
Broj steroizomera osnovnih monosaharida normalne građe (2x
)

7. Prikazivanje konfiguracije Fisher-ovim projekcionim
formulama:
D-glukoza D-galaktoza D-manoza D-fruktoza
C
C
C
C
CH2OH
C
O
H
OHH
HHO
OHH
OHH
C
C
C
C
CH2OH
C
O
H
OHH
HHO
HHO
OHH
C
C
C
C
CH2OH
C
O
H
HHO
HHO
OHH
OHH
C
C
C
C
CH2OH
C
O
H
O
HHO
OHH
OHH
CH2
OH
O
HOH
OHH
OHH
CH2
OH
D-fruktoza

8.  D- ili L- serija monosaharida označava se prema
položaju OH grupe na pretposlednjem C atomu u
odnosu na glicerin aldehid (Rozanov):
D-glicerinaldehid L-glicerinaldehid
CH2OH
C
C
H O
OHH
CH2OH
C
C
H O
HHO* *
 D- i L- oznaka za konfiguraciju
 (+) i (-) oznaka za optičku aktivnost
▪ (+) - dekstrogirne
▪ (-) - levogirne supstance
 npr: D(+) glukoza, D(-) fruktoza, D(+) galaktoza

9. Enantiomeri i dijastereoizomeri
 enantiomeri - parovi stereoizomera koji se odnose kao
predmet i lik u ogledalu (npr. D- i L- eritroza, D- i L-
treoza)
 dijastereoizomeri - imaju različitu konfiguraciju, ne
odnose sekao predmet i lik u ogledalu (npr. D-eritroza i
D-treoza, D-eritroza i L-treoza, L-eritroza i D-troza, L-
eritroza i L-treoza)
D-eritroza L-eritroza D-treoza L-treoza
CH2OH
C
C
C
OH
OHH
H
H O
CH2OH
C
C
C
H
HHO
HO
H O
CH2OH
C
C
C
OH
HHO
H
H O
CH2OH
C
C
C
H
OHH
HO
H O
*
*
*
*
*
*
*
*

10. ALDOZE D-SERIJE:
14 stereoizomera
CHO
OH
CH2OH
D-glicerinaldehid (gliceroza)
CHO
OH
OH
CH2OH
D-eritroza D-treoza
CHO
OH
OH
OH
CH2OH
CHO
OH
OH
OH
OH
CH2OH
CHO
HO
OH
OH
OH
CH2OH
CHO
HO
OH
OH
CH2OH
CHO
OH
HO
OH
OH
CH2OH
CHO
HO
HO
OH
OH
CH2OH
CHO
HO
OH
CH2OH
CHO
OH
HO
OH
CH2OH
CHO
HO
HO
OH
CH2OH
CHO
OH
OH
HO
OH
CH2OH
CHO
HO
OH
HO
OH
CH2OH
CHO
OH
HO
HO
OH
CH2OH
CHO
HO
HO
HO
OH
CH2OH
D-riboza D-arabinoza D-ksiloza D-liksoza
D-aloza D-altroza D-glukoza D-manoza D-guloza D-idoza D-galaktoza D-taloza

11. KETOZE D-SERIJE:
7 stereoizomera
Nazivi ketoza prave se tako što se u
nazivu odgovarajuće aldoze ispred
nastavka -oza ubacuje umetak -ul (npr.
ribuloza, ksiluloza)
C
OH
CH2OH
O
CH2OH
D-tetruloza
CH2OH
C
OH
OH
CH2OH
O
CH2OH
C O
HO
OH
CH2OH
D-eritro-pentuloza D-treo-pentuloza
(ribuloza) (ksiluloza)
CH2OH
C
OH
OH
OH
CH2OH
O
CH2OH
C
HO
OH
OH
CH2OH
O
CH2OH
C
OH
HO
OH
CH2OH
O
CH2OH
C
HO
HO
OH
CH2OH
O
D-psikoza D-fruktoza D-sorboza D-tagatoza
(D-aluloza)

12. CIKLIČNA STRUKTURA MONOSAHARIDA
 Razlike u ponašanju monosaharida i
aldehida i ketona:
- mutarotacija
- ne boje fuksin-sumporastu kiselinu
- ne daju kristalna adiciona jedinjenja sa
NaHSO3 (Schiff-ov reagens)
- sa alkoholima daju monoacetale (gube se
redukcione osobine)

13. Aldehidi reaguju sa alkoholima gradeći poluacetale i acetale:
R C
H
O
H2O
R C
OH
OH
H
CR
OR'
OH
H
CR
OR'
H
OR'
R C
OH
OH
H
R C
OH
OH
H
HOR'
-H2O
2HOR'
-2H2O
hidratni oblik aldehida
poluacetal
acetal

14.  Ciklična struktura monosaharida nastaje stvaranjem poluacetala
intramolekulskom reakcijom aldehidne grupe u hidratnom obliku ili
keto grupe sa alkoholnom grupom sa petog C atoma (piranoze) ili
sa četvrtog C atoma (furanoze).
CH2-
CH
CH
CH
CH-
O ili
CH2 O
CH
CHCH
CH
Struktura pirana
CH-
CH
CH
CH-
O ili
CH CH
CH
O
CH
Struktura furana
C
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
+H2O
H O
C-OH
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
-H20
H OH
C
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C
CH2OH
O
H OH
D-glukoza poluacetalni oblik

15.  Pri ciklizaciji nastaje nov hiralni centar
na prvom C atomu kod aldoza ili na
drugom C atomu kod ketoza.
 α-oblik - OH grupa je:
• sa desne strane (Fisher-ove formule)
• ispod ravni prstena (Hawort-ove formule)
 β-oblik - OH grupa je:
• sa leve strane (Fisher-ove formule)
• iznad ravni prstena (Hawort-ove formule)
 α-i β- oblici su anomeri (optički
izomeri) a ne enantiomeri

17.  α- i β- ciklični oblici i aciklični oblik stoje u dinamičkoj
ravnoteži čime se objašnjava pojava mutarotacije i
redukcione osobine.
α- D- g l uko pi r a no z a
H
C
C C
C
OCH
H
H
CH2OH
OH
OH
HO
C
C C
C
CH
H
H
CH2OH
OH
OH O
O
OH
OH
CH2OH
H
H
H
H C O
C
CC
C
O
H
H
β- D- g l uko pi r a no z a
a c i kl i ~ni a l de hi dni o bl i k
• Zagrevanjem se ravnoteža pomera u pravcu aldehidnog oblika.
a c i k l i č n i

18.  Mutarotacija je pojava da sveže pripremljen
rastvor nekih monosaharida menja ugao
skretanja ravni polarizovane svetlosti što se
objašnjava postizanjem ravnotežnog stanja
između α- i β- anomera.
 kod D(+) glukoze:
α- anomer [α]T
D = +112o
β-anomer [α]T
D = +19o
konačna vrednost skretanja [α]T
D = +52o
(36% α- i 64% β-anomera)
 Dodatkom male količina OH-
ili H+
jona trenutno
se završava mutarotacija.

19. ODREĐIVANJE KONFIGURACIJE NA ANOMERNOM C ATOMU
 Zasniva se na sposobnosti α-glikola da grade ciklične kompleksne
estre sa bornom kiselinom, usled čega ona postaje jaka kiselina pri
čemu se naglo povećava elektroprovodljivost rastvora:
CH2OH
CH2OH
+
HO
B
OH
HO H2C-O
HOCH2
HOCH2
+
H2C-O
B
O-CH2
O-CH2
H
H2C-O
B
O-CH2
H2C-O O-CH2
-
H+

20. OH
OH
CH2OH
C O
C
CC
C
O
OH
H
α-D-glukoza
H3BO3
H
-
H+
CH2OH
C O
C
CC
C
O
O
B
OOH
kompleksni estar sa
bornom kiselinom
OH
CH2OH
C O
C
CC
C
OH
O
OH
H
H3BO3
β-D-glukoza
ne reaguje
+
 α-oblici monosaharida reaguju na isti način, pri čemu se provodljivost
naglo povećava, a zatim opada zbog uspostavljanja ravnoteže.
 β-oblici ne reaguju, a provodljivost se postepeno povećava zbog
uspostavljanja ravnoteže.

21.  Promena provodljivosti rastvora borne kiseline s
vremenom u prisustvu α-D-glukoze i β-D- glukoze:
2 4 6 8 10 12 14
1
2
3
elektri~naprovodljivost,
vreme, h
α-D-glukoza
β-D-glukoza
λ

22. KONFORMACIJA MONOSAHARIDA
1. KONFORMACIJA OTVORENIH OBLIKA
 odgovara cik-cak liniji:
CH2OH
OH
OH
OH
CH2OH HO H
H OH
HOH2C
H OH
CH2OH
D-ribitol
projekciona formula perspektivna formula

23.  Rotacija oko jednogube veze je slobodna, a najstabilniji je onaj kon-
former kod koga su najvoluminoznije grupe maksimalno udaljene.
CH2OH
OH
OH
CH2OH
CH2OH
OH H
OHH
CH2OH
CH2OH
HOH
H OH
CH2OH
a) b) c)
konformacija
eritrola
CH2OH
OH
CH2OH
HO
CH2OH
HHO
H
CH2OH
HO
CH2OH
OH H
HHO
CH2OH
konformacija
treola
a) b) c)
a) Fisher-ova projekciona, b) Newman-ova i c) perspektivna formula

24. 3. KONFORMACIJA PIRANOZNIH OBLIKA
 Heterociklični piranozni oblik monosaharida prostorno je
najbiži cikloheksanskom sistemu i odgovara konformaciji
stolice 1C i C1. C
C C
O
C C
109.5O O
111
O
OH OH
OHCH2OH
OH O
OH
OH
CH2OH
HO
HO
1C C1
 Stabilniji je onaj konformer kod koga je najveći broj voluminoznih
supstituenata u ekvatorijalnom položaju.
 Kod β-D-glukopiranoze stabilniji je oblik C1 kod koga su svi
supstituenti ekvatorijalni.

25. EFEKTI NESTABILNOSTI KONFORMACIJE:
1. ∆2 -efekat
 Ekvatorijalni položaj OH grupe na C1 kod β-D-manopiranoze dovodi
do prostorne zbijenosti i odbijanja atoma kiseonika na C1 i C2 i O
prstena, zbog čega je α- oblik stabilniji.
O
OH
OH
HO
HO
HO2HC
OOH
HO
HO
HO2HC
OH
OH
C3 H
O OH
H
OH
C3 H
O H
OH
β-D-manopiranoza ∆ 2-efekat
α-D-manopiranoza stabilniji anomer

26. 2. anomerni efekat
 β-D-glukopiranoza je stabilnija od α-D-glukopiranoze, dok su α-
metil-glukopiranozidi stabilniji od β-metil-glukopiranozida zbog
odbijanja dipola na atomu kiseonika u prstenu i dipola kiseonika na
anomernom C atomu:
O
X
O
X
manje stabilan β-anomer stabilniji α-anomer
 Jačina anomernog efekta zavisi od prirode supstituenta na
anomernom C atomu:
Br > Cl > OCOR > OCH3 > OH

27. ODREĐIVANJE KARAKTERA KARBONILNE GRUPE
(CIJANHIDRINSKA REAKCIJA)
CHO
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
D-glukoza
+ HCN
CH0H
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
CN
cijanhidrin
hidroliza
CH0H
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
COOH
glukoheptilna
kiselina
redukcija
HJ
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH
3
COOH
heksankarbonska
kiselina (enatna kis.)
CH2OH
C=O
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
D-fruktoza
+ HCN
CH OH
C
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
cijanhidrin
hidroliza
CH OH
C
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
redukcija
HJ
CHCOOH
CH2
CH2
CH2
CH3
CH3
2-metilkapronska
kiselina
OH
CN
OH
COOH
2 2

28.  Na ovoj reakciji se zasniva Kiliani-Fisher-ova sinteza (cijanhidrinska
sinteza) pri kojoj se iz polaznog monosaharida dobijaju dva
monosaharida sa jednim C atomom više:
C
OH
OH
OH
H
CH2
OH
O
OH
OH
OH
CH2OH
CN
OH
OH
OH
OH
CH2OH
CN
OH
OH
OH
OH
CH2OH
OH
COOH
OH
OH
OH
CH2OH
OH
COOH
OH
OH
OH
CH2
OH
C
OH
O
H
OH
OH
OH
CH2
OH
C
OH
O
H
+
HCN hidrol.
D-ksiloza
+ +
D-guloza D-idoza
redukc.

29. STVARANJE OKSIMA SA HIDROKSILAMINOM
 Na ovome se zasniva Wohl-ova degradacija. Alkoholne grupe dobijenog
oksima se acetiluju anhidridom sirćetne kiseline, a oksimska grupa
transformiše u nitrilnu. Dejstvom amonijačnog rastvora srebro-oksida
otcepljuje se HCN i hidrolizuju estarske veze.
OH
HO
OH
OH
CH2OH
HC O
OH
HO
OH
OH
CH2OH
HC NOH
D-glukoza oksim D-glukoze
NH2OH
CH
OH
OH
OH
O
OH
CH2
OH
CH
OH
OH
OH
OH
CH2
OH
NOH C
OH
OH
OH
N
OH
CH2
OAc
CH O
OH
OH
OH
CH2OH
NH2OH
D-glukoza
Ac2O Ag(NH3)OH
-HCN
oksim D-glukoze D-arabinoza

30.  Daljom degradacijom arabinoze dobija se eritroza koja se oksidiše u
mezovinsku kiselinu čime je dokazana konfiguracija na 4. i 5. C
atomu glukoze
CHO
HO
OH
OH
CH2OH
degrad. [O]
CHO
OH
OH
CH2OH
COOH
OH
OH
COOH
D-arabinoza D-eritroza mezovinska
kiselina

31. HIDRAZONI I OZAZONI
 Monosaharidi sa fenilhidrazinom grade fenilhidrazone, a produženom
reakcijom ozazone:
CH
HC OH
HO
OH
OH
CH2OH
N NH C6H5
HC
HC OH
HO
OH
OH
CH2OH
O
CH
C N
HO
OH
OH
CH2OH
N NH C6H5
NH C6H5
CH
C O
HO
OH
OH
CH2OH
N NH C6H5
C6H5NHNH2
C6H5NHNH2
fenilhidrazon
D-glukoze
D-glukoza
3C6H5NHNH2
C6H5NHNH2
osazon D-glukoze
+ C6H5NH2
+ NH3

32.  Ozazoni su odigrali značajnu ulogu u određivanju konfiguracije
monosaharida npr. D-glukoza, D-manoza i D-fruktoza imaju isti
ozazon:
CH
C N
HO
OH
OH
CH2OH
N NH C6H5
NH C6H5
3C6H5NHNH2
3C6H5NHNH2
3C6H5NHNH2
HO
OH
OH
CH2OH
OH
CHO
D-glukoza
HO
OH
OH
CH2OH
C O
CH2OH
fenilosazon D-fruktoza
D-glukoze
HO
OH
OH
CH2OH
HO
CHO
D-manoza

33. DEJSTVO KISELINA NA MONOSAHARIDE
 Dejstvom razblaženih kiselina nastaju 1,6-anhidro šećeri
O
OH
OH
OH
OCH2
1,6-anhidro-D-idoza
(1C konformacija)
O
OCH2
OH
OH
OH
1,6-anhidro-D-glukoza
(1C konformacija)

34.  Dejstvom koncentrovanih kiselina iz pentoza nastaje ciklični nezasićen
aldehid furfural, a iz heksoza 5-oksimetlfurfural:
CHO
CHOH
CHOH
CHOH
CH2OH
CHO
CHOH
CHOH
CHOH
CHOH
CH2OH
O C
O
H
OHOH2C C
O
H
pentoza furfural
heksoza 5-hidroksimetilfurfural
 Furfural i njegovi derivati daju sa α-naftolom ljubičastocrvena jedinjenja
na čemu se zasniva Molish-ova proba za dokazivanje ugljenih hidrata.

35. DEJSTVO ALKALIJA NA MONOSAHARIDE
 Dejstvo razblaženih alkalija (0.05M) dovodi do epimerizacije monosaharida
(keto-enolna tautomerija)
H-C=O
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
H-C-OH
C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
D-glukoza endiolni
H-C=O
HO-C-H
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
D-manoza
CH2OH
C=O
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
D-fruktoza
oblik
Zbog epimerizacije i fruktoza,
koja nema aldehidnu grupu,
spada u redukujuće šećere.

36.  Jake baze dovode do degradacije šećera koja se odvija preko 1-2, 2-3
i 3-4 endiola pri čemu nastaju niži šećeri, formaldehid i glikol-aldehid:
C
C OH
CHO
C OH
C OH
CH2OH
OH
H
H
H
H
C
C OH
CHO
C OH
C OH
CH2OH
H
H
H
H
H
OH
C O
CHO
C OH
C OH
CH2OH
H
H
H
CH2OH
C OH
C
C OH
C OH
CH2OH
H
H
CH2OH
OH
C OH
C
C OH
C OH
CH2OH
H
H
H
CH2OH
O
C
C
C
C OH
CH2OH
H
H
CH2OH
OH
OH
OH
C
COH H
C OHH
C OHH
CH2OH
H OH
C
COH H
C OHH
C OHH
CH2OH
OH
C
O
H
H
C
C OH
CHO
C OH
C OH
CH2OH
H
H
H
H
H
OH
D-glukoza 1-2 endiol 2-3 endiol 3-4 endiol
C
O
H
H
C
C OHH
C OHH
CH2OH
H O C
C OHH
C OHH
CH2OH
H OH
C
O
H
H
CH
C OHH
CH2OH
O
C
C OH
C OHH
CH2OH
CH2OH
OH
C
CH2OH
OH
C
C
OH
OHH
CH2OH
glikolaldehid
trioza2-3 endiol
pentoze
1-2 endiol
formaldehid
pentoza
1-2 endiol
pentoze tetroza
formaldehid
1-2 endiol
tetroze
formaldehid
trioza

37.  Zbog degradacije šećera povećava se redukciona moć njihovih baznih
rastvora o čemu treba voditi računa pri određivanju šećera u baznoj
sredini.
CH2OH
C
C
C
C
CH2OH
OH
OH
OH
OH
H
H
CH2OH
C
O
H
C
C
C
CH2OH
OH
OH
H
H
O
H C
C
C
CH2OH
OH
OHH
H OH
CH
H
O
C
C
CH2OH
OHH
O
H2,3-endiol
glikol aldehid
tetroza 1,2-endiol
tetroze
formaldehid
trioza
CH2OH
C OH
H OH
OH
OH
CH2OH
C
C
C
H
3,4-endiol
CH2OH
C
C
OH
O
H
H
C
C
CH2OH
OH
O
H
H
trioza
trioza

38. DEJSTVO OKSIDACIONIH SREDSTAVA NA
MONOSAHARIDE
1. Aldonske kiseline
 Nastaju dejstvom blažih oksidacionih sredstava (alkalni
rastvor joda). Blaga oksidaciona sredstva oksidišu samo
aldoze što se koristi za njihovo određivanje pored
ketoza.
COOH
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
D-glukonska
kiselina
COOH
H-C-OH
H0-C-H
HO-C-H
H-C-OH
CH2OH
COOH
H-C-OH
H0-C-H
HO-C-H
CH2OH
D-galaktonska
kiselina
L-arabonska
kiselina

39.  U vodenim rastvorima aldonske kiseline se
obično nalaze kao ciklični estri: γ- i δ-laktoni
CO
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C
CH2OH
O
D-glukono-δ-lakton
-H2O
+H2O
COOH
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CH2OH
D-glukonska kiselina
-H2O
+H2O
CO
H-C-OH
H0-C-H
H-C
H-C-OH
CH2OH
O
D-glukono-γ -lakton

40. 2. Uronske kiseline
 Nastaju kada se zaštiti aldehidna grupa, a oksidiše
samo primarna alkoholna grupa. U rastvoru se nalaze
u obliku laktona:
CHO
H-C-OH
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
COOH
CHO
H-C
H0-C-H
H-C-OH
H-C-OH
CO
CHO
H-C-OH
HO-C-H
HO-C-H
H-C-OH
COOH
CHO
H-C
HO-C-H
HO-C-H
H-C-OH
CO
D-glukuronska
kiselina
D-glukurono-
δ-lakton
D-galakturonska
kiselina
D-galakturono-
δ-lakton
O O

41. 3. Šećerne kiseline
 Nastaju energičnom oksidacijom monosaharida (HNO3)
pri čemu se oksidišu i aldehidna i primarna alkoholna
grupa. Šećerne kiseline grade dvostruke γ-laktone:
COOH
H-C-OH
HO-C-H
HO-C-H
H-C-OH
COOH
COOH
H-C-OH
HO-C-H
H-C-OH
H-C-OH
COOH
COOH
HO-C-H
HO-C-H
H-C-OH
H-C-OH
COOH
CO
H-C-OH
C-H
H-C
H-C-OH
CO
O
O
sluzna kiselina D-gluko{e}erna D-mano{e}erna γ -lakton D-gluko-
kiselina kiselina {e}erne kiseline
 Sluzna kiselina je slabo rastvorna pa se reakcija sa HNO3 koristi za
dokazivanje galaktoze (odnosno laktoze) u čokoladi.
D-glukošećerna D-manošećerna
šećerne

42. Alkoholno vrenje:
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
enzim

43. DEJSTVO REDUKCIONIH SREDSTAVA NA MONOSAHARIDE
 Aldoze redukcijom daju jedan šećerni alkohol, a ketoze dva
CHO
OH
HO
OH
OH
CH2OH
CH2OH
OH
HO
OH
OH
CH2OH
CH2OH
OH
HO
OH
OH
CH2OH
CH2OH
C O
HO
OH
OH
CH2OH
CHO
OH
HO
OH
CH2OH
HO
CH2OH
OH
HO
OH
CH2OH
HO
CHO
OH
HO
OH
OH
CH2OH
D-glukoza D-sorbitol D-fruktoza D-manitol D-manoza
D-galaktoza dulcitol
OH
OH
OH
OH
CH2
OH
CH2
OH
OH
OH
OH
OH
CH2
OH
CHO
D-manitol D-manoza

44. Nutritivni zaslađivači (polioli)
Zasalađivač Hemijski sastav Osobine Napomene
(E 420) Sorbitol
(E 421) Manitol
(E 953) Izomalt
(E 965) Maltitol
(E 966) Laktitol
(E 967) Kslitol
Alkoholi dobijeni
katalitičkom
hidrogenacijom
mono- I
disaharida
Slatkoća* 0.5 – 0.8
Delimično se apsorbuju
Metabolički put različit od
glukoze
Energ. vrednost 2.4 kcal/g
Nemaju kariogeno dejstvo
Osmotski efekat
ADI NS
Upozorenje:
“prekomerna
upotreba
može da
izazove
laksativni
efekat”
* U odnosu na slatkoću saharoze = 1

45. lakltitol maltitol
O CH2OH
OH
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
OH O
O
CH2OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
CH2OH CH2OH
D-sorbitol D-ksilitol D-manitol
CH2OH
C
C
C
C
CH2OH
H
OH
OH
HO
H
H
HHO
CH2OH
C
C
C
C
CH2OH
OH
OH
OH
H
H
H
HHO
CH2OH
C
C
C
CH2OH
H
OH
HO
H
OHH

46. FOSFATI ŠEĆERA
 estri šećera sa fosfornom kiselinom
OH
CH2OH
C O
C
CC
C
O
OH
OP=O
OH
OH
α-D-glukoza-1-fosfat
(Cori estar)
OH
OH
C O
C
CC
C
O
OH
CH2OP=O
OH
OH
1
6
α-D-glukoza-6-fosfat
(Robinsonov estar)
O
OH
OH
CH2OH
OH
6
O=POH2C
OH
OH
α-D-fruktoza-6-fosfat
(Neuberg-ov estar)
O
OH
OH
OH
O=POH2C CH2OP=O
OH
OH
OH
OH
16
α-D-fruktoza-1,6-difosfat
(Harden-Joung-ov estar)

47. ŠEĆERI ANOMALNE GRAĐE
1. aminošećeri
2. dezoksišećeri
3. šećeri razgranatog niza

48. 1. AMINOŠEĆERI
 jedna OH grupa je zamenjena amino grupom
CHO
HC NH2
HO
OH
CH2OH
HO
HO
OH
OH
CH2OH
HC NH2
CHO
(2-amino-D-glukoza) (2-amino-D-galaktoza)
glukozamin galaktozamin
 glukozamin ulazi u sastav hitina (poliglukozamin)
 galaktozamin ulazi u sastav hondroproteina hrskavice

49. 2. DEZOKSI ŠEĆERI
 Imaju jedan atom kiseonika manje nego ugljenika
 U prirodi se postoje 2-dezoksi šećeri i ω-dezoksi
šećeri
CHO
C OH
H
H
CH3
HO
H
OH
H
HO
H
OH
OH
CH2OH
CHO
H
H
H
CHO
C OH
HO
OH
CH3
HO
H
H
H
H
2-dezoksi-D-riboza 6-dezoksi-L-manoza 6-dezoksi-D-galaktoza
(L-ramnoza) (D-fukoza)

50. 3. ŠEĆERI RAZGRANATOG NIZA
 Bočni niz zamenjuje H ili OH gupu
O
H3C
CHO
OH OH
CHO
OH
OHHOH2C
CH2OH
(flavonoidi per{una) (streptomicin)
apioza streptoza
H,OH
(flavonoidi peršuna)

51. Monosaharidi u namirnicama
monosaharid pojava u prirodi
D-riboza
ribonukleinske kiseline i koenzimi, ulazi u
sastav AMP, ADP, ATP
L-arabinoza
pentozani graška i pasulja, arabani guma,
bakterijski polisaharidi
D-ksiloza
ksilani, araboksilani, polisaharidi u
drvenastim delovima biljaka
D-glukoza
slobodna u voću i povrću, celuloza,
skrob, glikogen, dekstran, laktoza, med,
saharoza, krv

52. monosaharid pojava u prirodi
D-manoza
manani, galaktomanani, glikoproteini
krvne plazme, glikolipidi
D-galaktoza
laktoza, glikoproteini krvi, želudačnog
soka, mokraće, glikolipidi, gangliozidi
D-fruktoza
slobodna u voću i povrću, med, saharoza,
inulin

53. SLOŽENI UGLJENI HIDRATI
 Sastoje se iz monosaharida u cikličnom obliku
povezanih glikozidnim vezama.
 Dejstvom razblaženih mineralnih kiselina ili
enzima hidrolizuju do monosaharida
 Podela prema broju monosaharidnih jedinica:
- disaharidi (2)
- oligosaharidi (3-10)
- polisaharidi (10- više hiljada)

54.  Definisanje strukture:
1. identifikacija monosaharidnih jedinica
2. određivanje molekulske mase
3. Određivanje veličine prstena monosaharida
4. Određivane načina vezivanja monosarada
5. Utvrđivanje konfiguracije na glikozidnim C
atomima
6. Utvrđivanje redosleda povezivanja
monosaharida
7. Određivanje konformacije složenog sistema

55. DISAHARIDI
 Složeni ugljeni hidrati koji hidroliozom daju dva
monosaharida.
 Veza između dva ista ili različita osatatka monosaharida
ostvaruje se na dva načina:
1. maltozni tip veze (redukcioni disaharidi) uspostavlja se
reakcijom glikozidne (poluacetalne) grupe jednog i
alkoholne grupe drugog monosaharida. Imaju slobodnu
glikozidnu grupu i sve osobine karakteristične za nju
(redukcione osobine, mutarotaciju, građenje hidrazona,
ozazona i dr.)
2. trehalozni tip veze (neredukcioni disaharidi) uspostavlja
se reakcijom glikozidnih grupa oba monosaharida.
Nemaju slobodnu glikozidnu grupu i ne pokazuju
osobine karakteristične za nju.

56. 1. REDUKCIONI DISAHARIDI
 Nomenklatura: disaharid dobija osnovno ime po komponenti sa
redukujućim osobinama (završava se sa -oza), dok se ostatak
smatra supstituentom (završava se sa -il)
O
CH2OH
OH
OH
O
OH
OH
OH
CH2OH
O
H,OH
maltoza (α-1,4)
4-O-(α-D-glukopiranozil)-D-glukopiranoza
- nastaje dejstvom biljnih amilaza na skrob u namirnicama (žitarice,
krompir) naročito tokom klijanja.
- slatkog ukusa, dobro rastvorljiva u vodi, dejstvom kvaščevih
gljivica previre u alkohol (proizvodnja piva).

57.  nastaje dejstvom enzima celulaze na celulozu
 nema praktični značaj u ishrani
celobioza (β-1,4)
H,OH
O
O
O
CH2OH
OH
OH
OH
OH
OH
CH2OH
4-O-(β-D-glukopiranozil)-D-glukopiranoza

58.  nastaje enzimskom hidrolizom amilopektina
O
OH
OH
OH
CH2
H,OH
izomaltoza (α-1,6)
O
CH2OH
OH
OH
OH
O
6-O-(a-D-glukopiranozil)-D-glukopiranoza

59.  šećerna komponenta cijanogenetskog glikozida
amigdalina
O
CH2OH
OH
OH
OH
O
genciobioza (β-1,6)
H,OH
O
OH
OH
OH
CH2
6-O-(β-D-glukopiranozil)-D-glukopiranoza

60.  mleko je jedina namirnica koja sarži laktozu, kravlje
4.5%, humano 6-7%
 slabo slatkog ukusa, lako kristališe u obliku monohidrata,
teško se rastvara u vodi
 ne previre dejstvom kvaščevih gljivica
O
OH
CH2
OH
OH
laktoza
O
CH2OH
OH
OH
OH
O
H
H
4-O-(β−D-galaktopiranozil)-D-glukopiranoza

61.  dejstvom bakterija mlečnokiselinskog vrenja prelazi u
mlečnu kiselinu, pri čemu opada pH mleka, stvaraju se
uslovi za taloženje kazeina i dolazi do kvarenja mleka
 dejstvom čistih kultura mlečnokiselinskog vrenja (L.
bulgaricus, B. yogurthi) dobijaju se mlečno kiseli
proizvodi: kiselo mleko i jogurt
 stvara povoljne uslove u digestivnom traktu: korisne
bakterije je koriste za svoj razvoj, a mlečna kiselina
sprečava razvoj nepoželjnih proteolitičkih bakterija.
 dobija se iz surutke i ima primenu u proizvodnji
dijetetskih proizvoda, naročito hrane za decu
C12H22O11 +H2O 4 CH3 CHOH COOH

62. O
OH
OH
OH
CH2OH
O
O
CH2OH
CH2OH
OH
OH
β -1,4
4-O-(β−D-galaktopiranozil)-D-fruktofuranoza
laktuloza

63. 2. NEREDUKCIONI DISAHARIDI
 Nomenklatura: monosaharid koji se smatra supstituentom
ima nastavak -il a drugi monosaharid nastavak –id.
trehaloza
O
OH
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
OH
CH2OH
O
O
α-D-glukopiranozil-a-D-glukopiranozid
- Nađena je u šampinjonima i kvascu.
- Nema značaja u ishrani

64.  široka upotreba u svakodnevnoj ishrani
 nalazi se u voću i povrću u manjoj količini
nego glukoza i fruktoza
 industrijski se dobija iz šećerne repe i
šećerne trske (16-20%)
 lako kristališe, dobro je rastvorna u vodi,
zagrevanjem na oko 200o
C prelazi u karamel
 nema redukcione osobine, određuje se posle
hidrolize - invertni šećer
saharoza [α]T
D = +66.5o
,
invertni šećer [α]T
D = -19.8o
,
(fruktoza [α]T
D = -93o
, glukoza [α]T
D = +52.5o
)
 previre dejstvom kvaščevih gljivica posle
prethodne hidrolize
OH
OH
CH2OH
O
O
O
H
HO-CH2
O
CH2OH
OH
O
O
H
saharoza
β-D-fruktofuranozil-a-D-glukopiranozid
saharoza

65. GLIKOZIDI
 Glikozidna OH grupa je poluacetalna OH grupa na 1C
atomu
 O-glikozidi - nastaju zamenom H atoma na glikozidnoj
grupi prostim ili složenim ostatkom, aglukonom (digitalis
glikozidi, amigdalin dr.)
 S-glikozidi - glikozidna veza je uspostavljena preko
atoma S (sinigrin)
 N-glikozidi - glikozidna veza je uspostavljena preko
atoma N (adenozin, uridin)
 Aglukoni: alkoholi, fenoli, antrahinoni, derivati fenil-
benzopirena, steroli, merkaptoli, jedinjenja sa cijanidnom
grupom, šećeri
 nemaju redukcione osobine
 hidrolizuju kiselinama i enzimima (α-glikozididaze, β-
glikozidaze)

66.  Prisustvo u namirnicama:
slačica, beli i crni luk, badem, prirodne boje (antocijanske,
flavonske, flavonolske), karotenoidi, tanini...
O
OH
OH
OH
CH2OH
S C CH2
N
CH CH2
OSO3
sinigrin glukoza alilsenevol
hidrol.
-HOSO3
-
O
OH
OH
OH
CH2OH
OH
+ CH2 CH CH2 N C S
(mirozin)
O
CH2OH
OH
OH
OH
O
amigdalin
O
OH
OH
OH
CH2
H
O C
H
CN
C6H5
2C6H12O6 + C6H5CHO + HCN
glukoza benzaldehid
hidrol.
(mirozin)
genciobioza
benzaldehid
cijanhidrin

67. OLIGOSAHARIDI
 Neasimilirajući tri-, tetra- i pentasaharidi se sreću u zrnu graška,
pasulja, soje i u šećernoj repi
- rafinoza: α-D-galaktopiranozil-(1-6)-α-D-glukopiranozil-(1-2)-β-
D-fruktofuranozid
OH
OH
CH2OH
OOH
O
O
OH
OH
OH
CH2
O
CH2OH
OH
OH
CHOH2
O
HH
H
rafinoza
- stahioza: α-D-galaktopiranozil-(1-6)-α-D-galaktopiranozil-(1-6)-
α-D-glukopiranozil-α-D-fruktofuranozid
- verbaskoza: galaktozido-stahioza

68. CIKLODEKSTRINI
 Posebna specifična grupa oligosaharida koji sadrže 6, 7 ili 8
molekula glukoze međusobno povezanih α-1-4-glikozidnom vezom,
koji zajedno obrazuju makroprsten.
 Schardinger-ovi dekstrini (Franz Schardinger 1902. god.)
 Proizvodi transformacije skroba dejstvom Bacillus macerans-a
oo
o
o o
o
o
o o
o
o
o
o
o
o o
o
o
oo
o
transglikozidaza
B.Macerans
(Glcp)n
skrob
+ (Glcp)n-6
+ (Glcp)n-7
+ (Glcp)n-8
α
-ciklodekstrin
-ciklodekstrin
-ciklodekstrinβ
γ

69.  Sa jodom daju inkluziona plava jedinjenja. Daju inkluziona jedinje-
nja i sa hlorom i bromom
 Molekulska sita, prečnik šupljine:
α-dekstrini - 0.6nm - sa trihloretilenom daju kristalni proizvod
β-dekstrini - 0.75-0.8nm - sa toluolom daju kristalni proizvod
γ-dekstrini -0.95-1.0nm - sa brombenzolom daju kristalni proizvod
O
O
O
O
O O
O
O
O
O
O
J2
prostorni raspored α-dekstrina
− β-cikodekstrin (E 459) – stabilizator,
zgušnjivač

70. POLISAHARIDI
 Polisaharidi su jedinjenja čije se molekule
satoje iz velikog broja monosaharidnih
ostataka povezanih glikozidnom vezom
 Polisaharidi su amorfne supstance i nemaju
sladak ukus
1. Homopolisaharidi se sastoje samo iz
monosaharidnih ostataka (npr. skrob,
glikogen, celuloza)
2. Heteropolisaharidi sadrže i supstance koje
nisu monosaharidi (npr. heparin, pektini)

71. Nalaženje polisaharida u prirodi
Rezervne materije Skeletne materije
Biljni svet skrob
amiloza
amilopektin
inulin
laminarin (alge)
celuloza
fungin (gljive)
manani
pektini
agar, karagen i
galaktani (alge)
Životinjski svet glikogen hitin
hondroitinsulfati
mukopolisaharidi

72. SKROB
 glavni rezervni ugljeni hidrat biljaka
 Skrobna zrnca pretstavljaju velike agregate
molekula skroba (2-10 mm), različitog oblika
(sverična, ovalna, sočivasta, izdužena ili
nepravilna), a satoje se iz koncentrično ili
ekscentrično poređanih slojeva.

74.  Skrob se sastoji iz dve polisaharidne jedinice:
1. amiloza
 polisaharid linearnog niza
 600-1600 ostataka α-D-glukopiranoze međusobno povezanih
1-4 α-glikozidnom vezom.
 M = 2x105
- 2x106
H
O
OH
OH
CH2OH
OH H
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
OH
CH2OH
O
O
H
OH
OH
CH2OH
OH
OH
H
ne r e dukuj u} i kr a j r e dukuj u} i kr a j
α1-4 glikozidne veze u molekulu amiloze
neredukujući kraj redukujući kraj
- većina skrobova sadrži 20-25% amiloze.
- skrob graška sadrži oko 60% amiloze, a neke vrste kukuruza je uopšte ne sadrže.

75. Konformacija amiloze:
 glukopiranoza je u C1
konformaciji
 polisaharidni niz je
savijen u obliku spirale
 po jednom koraku
spirale (visina 0.701nm)
dolazi 6 molekula
glukopiranoze
O
O
O O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O

76.  Ovakva konformacija amiloze omogućava stvaranje
kompleksnog inkluzionog jedinjenja plave boje sa jodom
 u svaki hod spirale ugrađuje se po jedan jod.
0.701nm
J J J J

77. 2. amilopektin
 polisaharid razgranatog niza
 osnovni niz sastoji se od ostataka α-D-glukopiranoze povezanih 1-4 α-
glikozidnom vezom,
 bočni nizovi (20-25 jedinica glukoze) povezani su 1-6 α-glikozidnim
vezama.
 4-5% ostataka glukoze povezano je α-1-6 glikozidnom vezom
 M = 5x105
-5x106
 Amilopektin daje sa jodom ljubičasto obojenje jer su kod njega bočni
nizovi kraći
HH
OH
OH
CH2OH
OH
O
OH
OH
O
CH2
O
HH
OH
OH
CH2OH
O
O O
O
OH
OH
CH2OH
O HH
O
OH
OH
CH2OH
O HH
O
α 1-6 granjanje u molekuli amilopektina

78. Enzimska hidroliza skroba
 β-amilaza cepa 1-4 α-glikozidne do mesta račvanja →
granični dekstrin
 α-amilaza hidrolizuje1-4 α−gikozidne veze u unutrašnjosti
dekstrina
 Izoamilaza hidrolizuje 1-6 α-glikozidne veze
enzimska hidroliza amilopektina

79. FIZIČKE OSOBINE SKROBA
 Ne rastvara se u hladnoj vodi
 Zagrevanjem:
 na 55-70o
C bubri i prelazi u koloidni rastvor
 preko 100o
C raste viskozitet i nastaje gusta
masa – skrobni lepak

80. Retrogradovanje skroba
 stajanjem koloidnog rastvora skroba uz
hlađenje dolazi do taloženja amiloze

81. DEKSTRINI
 proizvodi nepotpune hidrolize skroba
 nastaju pri termičkom tretmanu namirnica (npr
kora hleba)
 rastvaraju se u hladnoj vodi
 komercijalni dekstrini se dobijaju zagrevanjem
skroba uz dodatak malih količina kiselina ili
dejstvom β-amilaze
 koriste se za pripremanje dijetetskih proizvoda

82. DEKSTRANI
 polisaharidi koje proizvode neki mikroorganizmi
(Leuconostoc dextranicum, Leuconostoc
mesenteroides)
 homopolisaharidi sastavljeni iz molekula α-D-
glukopiranoze vezanih 1-4, 1-6 i 1-3 glikozidnim
vezama.
 koriste se kao zamena za krvnu plazmu i u
proizvodnji sefadeksa (molekulska sita za gel
filtraciju)

83. GLIKOGEN
 rezervni polisaharid u jetri i mišićima životinja
 u mesu ga skoro uopšte nema jer tokom zrenja
mesa prelazi u mlečnu kiselinu
 struktura glikogena je ista kao amilopektina
samo su molekule razgranatije (ima više 1-6
glikozidnih veza)
 sa jodom se boji tamno crveno
 [α]T
D = +197o

84. CELULOZA
 najrasprostranjeniji polisaharid u biljnom svetu
 sastavni je deo ćelijskih zidova, pamuk (98%),
konoplja, lan
 sa ligninom i hemicelulozom glavni je sastojak
drvene mase.
 sastoji se iz dugačkih nizova β-D-glukopiranoze
povezanih 1-4 glikozidnom vezom (M = 104
-107
)
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
OH
CH2OH
O
O
H
H H
H
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
H
O
H
H
celuloza

85.  osnovni disaharid je celobioza
 nerastvorna u vodi, hidrolizuje dejstvom koncentrovanih kiselina, ne
boji se sa jodom
 bakterije u digestivnom traktu preživara luče enzim celulazu koji
hidrolizuje celulozu do glukoze
 u ljudskoj ishrani ima ulogu kao sastavni deo dijetarnih vlakana
 sirovina u industriji hartije, veštačkih vlakana (rejon, viskoza),
celuloida, plastičnih masa, nitrolakova i dr.
 dugi nizovi celuloze su međusobno povezani vodoničnim vezama u
stabilnu vlaknastu strukturu

89. HITIN
 skeletna materija ljuskara, insekata, školjki
 u namirnicama ima ga u gljivama (fungin)
 sastoji se iz ostataka N-acetil-glukozamina međusobno
povezanih 1-4 β-glikozidnom vezom (n > 5000)
 osnovni disaharid je hitobioza
HH
H
O OH
CH2OH
O
NHCOCH3
OH
CH2OH
O
OH
NHCOCH3
OH
hitobioza

90. • hitozan je deacetilovan hitin
n
O
OH
CH2OH
NH2
O
O
O
O
NHCOCH3
NHCOCH3
OH
OH
OH
OH
CH2OH
CH2OH
O
OH
CH2OH
NH2
O
O
O
O
NH2
NH2
OH
OH
OH
OH
CH2OH
CH2OH
n
hitozan
hitin

91. HETEROPOLISAHARIDI
 sastoje se iz različitih monosaharidnih
komponenti

92. HEMICELULOZE
 pratioci celuloze u biljkama
 heterogeni sasatav, kraći molekulski
nizovi, često razgranati
 uglavnom rastvorljive u vodi
 dele se na tri grupe:
1. ksilani,
2. glukomanani i
3. galaktani

93. 1. ksilani
 osnovni polisaharidni niz izgrađen je uglavnom iz
ostataka D-ksilopiranoze povezanih β-1-4-glikozidnim
vezama za koji su bočno vezani preko OH grupe na 4 ili
5C atomu ostaci galakturonske kisline (ili njeni metil ili
acetil derivati)
O O
O
OH
OH
O O
OH
OH OH
OH
O
OH
O
OO
O
H3CO
OH
COOH
OH
O
deo makromolekulskog niza ksilana
u sasatav ksilana ulaze i
L-arabinofuranoza (araboksilani)
i D- i L- galaktoza

94. 2. glukomanani
 sastoje se iz glukoze i manoze u odnosu 1:3
(β-1-4 veza)
3. galaktani
 osnovni niz izgrađuju ostaci D-galaktoze (β-1-3
i β-1-6), a sadrže i L-arabinozu obično kao
krajnje grupe u razgranatom sistemu

95. PEKTIN
 nalaze se u plodovima voća
 u prisustvu šećera i razblaženih kiselina
prelaze u želatinoznu masu (žele)
 postoje dava tipa pektina: pektinska i
pektininska kiselina

96. 1. pektinska kiselina
 sastoji se iz ostataka D-galakturonske kiseline (α-1-4)
OH
O
COOH
OH
OH
OH
O
COOH
OH
OH
O
OH
COOH
OH
O
OH
COOH
O
H
HH
O
H
O
H
H
H
O
pektinska kiselina

97. 2. pektininska kiselina
 pektinska kiselina koja je metilovana u različitom
stepenu
OH
OOH
OH
COOCH3
OH
O
OH
COOCH3
HH
O
H
O
pektininska kiselina

98.  Moć želiranja zavisi od stepena metoksiliranja
(DM - degree of metoxylation)
 DM < 50% - nisko metoksilirani pektini (LM), za
njihovo želiranje potrebno je prisustvo Ca2+ jona
 DM > 50% - visoko metoksilirani pektini (HM),
brzo želiraju u prisustvu malih količina šećera pri
pH 3

99. ALGINATI
 ima ih u mrkim morskim algama (Laminaria)
 polimeri β-D-1-4 manuronske kiseline
O
COOH
OH OH
O
O
O
OH OH
COOH
O
alginska kiselina

100. AGAR
 polisaharid morskih algi
 sastoji se iz agaroze i agaropektina
 osnovna građevinska jedinica je agarobioza koja
se sastoji iz β-D-galaktoze i 3,6-anhidro-L-
galaktoze

101. INULIN
 linearni oligosaharid,
 2–70 (~32–34) ostataka
D-fruktofuranoze (β-1,2)
 niz se završava
neredukcionim ostatkom
glukoze povezanim sa
poslednjim molekulom
fruktoze 1,2-glikozidnom
vezom kao kod
saharoze.
O
OH
HO
HOH2C
CH2
O
O
OH
HO
HOH2C
CH2
O
O O
O
OH
HO
HOH2C
CH2
O
OH
OH
OH
CH2OH
inulin
n

102.  Inulin je rezervni oligosaharid biljaka iz familija
Liliaceae, Amarillidaceae, Gramineae,
Compositae i dr.
 industrijski se dobija iz cigure (Cichorium
intybus).
 beo prašak bez mirisa i ukusa, rastvorljiv u toploj
vodi, molekulske mase oko 5000.
 Levogiran je, nema redukcione osobine i ne boji
se sa jodom.
 Nije digestibilan u ljudskom digestivnom traktu
 spada u grupu rastvorljivih dijetarnih vlakana.

103.  Fruktozani iz trave su linearne molekule
sastavljene iz jedinica D-fruktofuranoze (β-2,6)
- razlika od inulina
 Niz se završava neredukcionim ostatkom
glukoze povezanim 1,2-glikozidnom vezom kao
kod saharoze.
O
CH2OH
OH
CH2OH
O CH2
OH
O OH
CH2OH
O CH2
OH
O OH
CH2OH
O
OH
O
OH
OH
OH
HOH2C
n
Fruktozan iz trave

104.  imaju značaj pri čuvanju stočne hrane u kojoj
visok sadržaj fruktozana omogućuje razvoj
bakterija koje dovode do mlečno kiselinskog
vrenja na račun ugljenih hidrata biljke što
sprečava putrefakciju proteina.
 ako fruktozana nema u dovoljnim količinama u
odnosu na proteine trave javlja se buterno kiselo
vrenje koje dovodi do razlaganja proteina.
 U prirodi se pored glukozana i fruktozana sreću i
arabani, manani, ksilani, galaktani

105. GUME I SLUZI
 Razgranati polisaharidi koji se sastoje iz uronskih kiselina
(D-glukuronske i D-galakturonske) i monosaharida (D-
galaktoze, D-ksiloze, L-arabinoze, L-ramnoze I L-fukoze)
 Gume se izlučuju na mestu mehaničkih ili bakterijskih
oštećenja kore biljaka.
 arapska guma (gummi arabica) dobija se iz kore Akacija
 tragakanta (tragakantha) dobija se iz biljaka roda Astragalus
 smole trešnje, višnje, kajsije i dr.
 Sluzi su produkti normalnog metabolizma i pretstavljaju
rezervne hranljive materije ili materije koje zadržavaju
vodu

106. HONDROITINSUMPORNA KISELINA
 Nalazi se u hrskavici (20-40%) gde je kao so vezana za
belančevinu kolagen
 Heteropolisaharid (M = 10000-260000) koji se sastoji iz
β-D-glukuronske kiseline i N-acetil-β-D-galaktozamina
esterifikovanog sumpornom kiselinom na primarnoj
alkoholnoj grupi, povezanih 1,3-glikozidnom vezom

107. HEPARIN
 heteropolisaharid jetre (M = 20 000) izgrađen iz ostataka
D-glukuronske kiseline I D-glukozamina pri čemu je za 4
monosaharidne jedinice vezano 5 ostataka sumporne
kiseline od kojih su 2 vezana za amino grupu
(sulfamidna struktura).
 antikoagulans krvi

108. VLAKNA
- ugljeni hidrati (biljnog i životinjskog porekla) i lignin
- ne digestiraju se u ljudskom organizmu
1. Nerastvorna vlakna
 Celuloza
 Lignin – nije ugljeni hidrat (polimer fenil-propana,
M=1000-4000)
 Hitin (životinjsko poreklo)
1. Rastvorna vlakna
 Hemiceluloze (ksilani, glukomanani, arabani)
 Pektini
 Gume i sluzi

111. Preporučen dnevni unos vlakana
 3 – 20 godina
 Godine starosti + 5 g
 Odrasli
 22 – 35 g
 Dijabetičari
 30 – 35 g
Maksimalan dnevni unos
 45 g (smanjuju apsorpciju mineralnih materija)

112. DIGESTIJA UGLJENIH HIDRATA
 U ustima se delimično hidrolizuje skrob pod dejstvom ptijalina iz
pluvačke - otcepljuju se dekstrini i mali polisaharidni fragmenti.
Dejstvo ptijalina se prekida u kiseloj sredini želudca
 U tankom crevu se svi digestibilni ugljeni hidrati cepaju do mono-
saharida koji se apsorbuju
- α-amilaza hidrolizuje a-1-4 glikozidne veze do glukoze
- izoamilaza hidrolizuje a-1-6 glikozidne veze do glukoze
- invertaza hidrolizuje saharozu do glukoze i fruktoze
- laktaza hidrolizuje laktozu do glukoze i galaktoze
- trehalaza hidrolizuje trehalozu do glukoze
 U debelo crevo prelaze nedigestibilni ugljeni hidrati. Oligosaharidi
leguminoza: rafinoza, stahioza i verbaskoza fermentiraju pod dej-
stvom bakterija pri čemu se oslobađaju gasovi

113. APSORPCIJA UGLJENIH HIDRATA
 Monosaharidi se apsorbuju u tankom crevu:
1. aktivnim transportom (uz utrošak energije) nasuprot
koncentracionom gradijentu
2. difuzijom u pravcu koncentracionog gradijenta
 Neophodna konfiguracija za aktivni transport:
- na 2C atomu konfiguracija kao kod glukoze i
galaktoze
- piranozni prsten
- 6C atoma
 - glukoza najbrže prelazi u krv (do 120g/h)

115. Digestija ugljenih hidrata

116.  Preko portalnog venskog krvotoka apsorbovani
monosaharidi prelaze u jetru
 U jetri se najveći deo galaktoze i fruktoze pretvara u
glukozu koja je glavni monosaharid krvi.
- deo glukoze se oslobađa u cirkulaciju
- deo se konvertuje u glikogen i skladišti
- deo se pretvara u druge supstance potrebne
organizmu
- deo se oksiduje uz osobađanje energije
 Pik nivoa glukoze u krvi od 120-140 mg/100ml se
postiže posle 60 minuta od unošenja hrane
 Glukoza iz krvi ulazi u ćelije gde daje energiju, a delom
se konvertuje u glikogen u mišićnom tkivu

117. PUTEVI METABOLIZMA UGLJENIH HIDRATA
1. glikoliza (Embden-Meyerhof-ov put) - oksidacija glukoze do
piruvata i laktata
2. heksozo-monofosfatni šant - alternativni put, sinteza NADPH i
riboze
3. Oksidacija piruvata u acetil-CoA - neophodna faza pre ulaska
produkata glikolize u ciklus limunske kiseline (ireverzibilna)
4. ciklus limunske kiseline (Krebs-ov ciklus trikarbonskih kiselina) -
krajnji zajednički put oksidacije ugljenih hidrata, masti i proteina, pri
čemu se acetil-CoA metaboliše do CO2 i H
5. respiratorni lanac - transport H iz Krebs-ovog ciklusa do O sa
kojim gradi H2O, pri čemu se sintetiše velika količina ATP
6. glikogenoliza - razlaganje glikogena do glukoze (jetra) ili piruvata i
laktata (mišići)
7. glikogeneza - sinteza glikogena iz glukoze
8. glukoneogeneza - nastajanje glukoze iz glikogena ili neugljeno
hidratnih izvora (laktat, glicerol i aminokiseline)

118.  Najveći deo glukoze se koristi za obezbeđivanje energije
kroz trostepeni proces: glikoliza, ciklus limunske kiseline
i respiratorni lanac.
 U kalorimetru 1mol glukoze sagorevanjem do CO2 i H2O
oslobodi 2870 kJ kao toplotu.
 U tkivima deo energije se ne gubi u obliku toplote, već se
akumulira u obliku visiokoenergetskih fosfatnih veza. Po
molekulu glukoze oksidisane do CO2 i H2O stvori se 38
~P veza.
 38 x 36.8 kJ = 1398 kJ/mol glukoze
 48,7% ukupne energije pri sagorevanju glukoze je
akumulirano u ~P vezama

119. UGLJENI HIDRATI I ISHRANA
Značaj u ishrani:
1. Energetska uloga
60% dnevnih energetskih potreba (48% od složenih
u.h., a do 10% od šećera – I princip racionalne ishrane)
1. Uloga u metabolizmu masti
obezbeđuju oksalsirćetnu kiselinu čime se sprečava
pojava ketonskih tela
1. ”Štede proteine“
2. Vlakna normalizuju peristaltiku i izlučuju toksične
metabolite
3. Organoleptičke osobine hrane

120. UGLJENI HIDRATI I BOLESTI
1. zubnі karіjeѕ
 Rafіnіѕanі ugіjenі hіdratі, poѕebno ѕaharoza, іmaju vіѕok
karіogenі potencіjal. Dejѕtvom mіkroflore uѕne dupije
(ѕojevі Ѕtreptococcuѕ mutanѕ) naѕtaju kіѕelі proіzvodі
kojі оštеćuјu zubnu gleđ.
2. gojaznoѕt
 Ргеkоmеrnо unošenје ugіjenіh hіdrata dovodі do
роvеćanе ѕіnteze maѕnіh kіѕelіna kоје ѕe akumulіraju u
adіpozno tkіvo
З. boleѕtі vaѕkularnog ѕіѕtema
 Unošenје ugljenіh hіdrata u vеćim kоličinamа od
potrebnih dovodі do роvеćаvаnја nіvoa ѕerumѕkіh
trіglіcerіda і holeѕterola → ateroѕkleroza.

121. 4. Dіabeteѕ mellіtuѕ
 Klinički ѕіndrom рrаćen ѕtanjem hronično viѕokіh
koncentracіja gіukoze u krvі, bіlo nakon gladovanja іlі
nakon unošenja UH.
 Glukoza је obіčno prіѕutna i u urіnu
 Poѕledіca defіcіta іnѕulіna
Defіnіcija DM preko laboratorіjѕkіh nalaza (WHO):
 Nіvo glukoze u krvi (venѕkoj) vеćі od 7,8 mmоl/l nakon
perіoda gіadovanja
 Nіvo glukoze vеći od 11,1 mmоl/l 2 ѕata nakon oralnog
unosa 75g glukoze
 Komplikacije: nefropatіja, retіnopatіja, neuropatija,
аtеrosklerоzа, ketіoacіdoza, koma...

122. Klaѕіfіkacіja (WHO):
A. Іdіopatѕki dіjabeteѕ
 Tip I (inѕulіn zaіviѕnі) (80-90%)
 Tip II (іnѕulіn nezavіsni)
В. Sekundarni dіjabeteѕ uѕled drugіh uѕlova
C. Geѕtасіоnі dіjabeteѕ
Oѕnova za іѕhranu dіјаbеtіčаrа (Komіtet za іѕhranu ЅAD):
 Роvеćаtі unoѕ ѕрогоарѕогbuјućіh ugіjenіh hіdrata na 60% ukupnog
energetѕkog unoѕa uz роvеćan unoѕ ѕіrovіh vіakana (25-40 g/dan)
 Ѕmanjіtі unoѕ maѕtі na 30% ukupne energіje (10% zаѕićenih, 10%
mononezasićenih, 10% роlinezasićenih)
 Ѕmanjіtі unoѕ proteіna žіvоtіпјѕkоg porekla na 10% ukupne energіje
 Ѕmanjіtі unoѕ holeѕterola na 300 mg/dan
 Ѕmanjіtі unoѕ ѕolі (NaCІ) na 3g/dаn

123. Problemі metabolіzma ugljenіh hіdrata:
 urođenі defіcіt laktaze
 stеčепі defіcіt laktaze
Nehіdrolіzovana laktoza prevіre, роvеćаvа рН і іzazіva
fermentatіvne dіjareje štо dovodі do gubіtka elektrolіta і
nеmоgućnоѕtі іѕkоrišćаvanja drugіh hranljіvіh ѕatojaka.
 galaktozemija
Urođenі nedoѕtatak galaktozo-1-foѕfat-urіdіl-tranѕferaze
koja prevodі galaktozu u glukozu.
Poѕledіce: pojava katarakte kod obolele dece (4-8
nedelja) uѕled nagomііavanja dulcіtola kojі naѕtaje
redukcіjom nemetabolіѕane galaktoze, mentalna
retardiranost.
Manіfeѕtacіje: роvrаćanје, dіjareja, žutіса, hіpoglіkemіja
Lеčenје: uklanjane laktoze іz іѕhrane

124. FІZІČKE OЅOBINE UGLJENIH HІDRATA
 čvгѕtе ѕupѕtance kod kojіh je izгаžеnа pojava aѕocіjacіje
 ne mogu da dеѕtіlišu
 mono- і dіѕaharіdі ѕu krіѕtalne ѕupѕtance, a polіѕaharіdі
amorfne
 tеrmički ѕu neѕtabііnі, na 150°С menjaju boju, na 200°С
karamelіšu, prі daljem zagrevanju ѕe ugljenišu і raѕpadaju
 monoѕaharіdі ѕu dobro raѕtvorljіvі u vodі, a ѕa poraѕtom
molekulѕke maѕe raѕtvorіjіvoѕt opada
 nе raѕtvaraju ѕe u organѕkіm гаѕtvаračіmа (etar, benzol,
petroletar)
 орtіčkі ѕu aktіvnі, (+) і (-)

125.  Ѕресіfіčnа rotacіja je ugao za kojі ѕkrene ravan
polarіzacіje polarіzovane ѕvetloѕtі raѕtvor
ѕupѕtance koncentracіje 1g/сm3
prі dužіni
polarіmetarѕke cevі od 1 dm.
α x 100
[α]T
D =
C x l
α x 100
C =
[α]T
D x l

126. Sladak ukuѕ ugljenіh hіdrata je njіhova fіzіоlоškа oѕobіna. Utvrđuje ѕe
оrgаnоlерtіčkі u odnoѕu na ѕaharozu čіја ѕe ѕlаtkоćа оznačаvа ѕa 100
Supstanca Indeks slatkoće
Saharoza 100
Fruktoza 120
Glukoza 69
Galaktoza 67
Maltoza 60
Ksiloza 50
Laktoza 39
Glicerol 77
Manitol 64
Sorbitol 50
Dulcitol 40
Hloroform 4000
Aspartam 180-200
Saharin 300-500
Neohesperidin DC 1800-2000

127. AH ............... B
B ...................AH
slatka 0.3 nm receptor
supstanca slatkog ukusa
Cl
ClCl
H
hloroform
O
OH
OH
HO
CH2OH
OH
β-D-fruktopiranoza
(AH)
(B)
(AH)
(B)
N
H
S
OHO
O
ciklaminska kiselina
S
N
O
H
O O
saharin
(AH)
(B)
(AH)
(B)
R C C
NH2
H
O
OH
α-aminokiselina
(AH)
(B)
Shallenberger i Acree (1971.)
-dva centra: AH i B
-iskošena konformacija
-rastojanje 0,3 nm

128. UTICAJ TERMIČKOG TRETMANA NA
UGLJENE HIDRATE
 Utiče na hemijske, fizičke i biološke osobine UH
 Proizvodi pirolize: organske kiseline, ketoni,
aldehidi, ugljovodonici, alkoholi, derivati furana...
 Proizvodi karamelizacije i pirolize učestvuju u
reakcijama neenzimskog tamnjenja → smanjena
bioiskorisljivost proteina
 Optimalan termički tretman deluje povoljno na
namirnice bogate skrobom → povećana
svarljivost i sladak ukus usled dekstrinacije

129. Karamel
 Dobija se karamelizacijom ugljenih hidrata uz
upotrebu različitih hemijskih agenasa.
 Koristi se kao boja za namirnice: pića,
farmaceutski, konditorski proizvodi i dr.
 U hemijskom pogledu nije definisano jedinjenje i
pretstavlja smešu proizvoda različitih
molekulskih masa i osobina koji nastaju
polimerizacijom hidroksi-metilfurfurala koji
nastaje zagrevanjem ugljenih hidrata iznad
njihovih tački topljenja.

131. Podela prema načinu dobijanja:
 karamel obični – dobija se zagrevanjem u.h. u prisustvu
malih količina kiselina ili baza
 karamel amonijačno-sulfitni – dobija se zagrevanjem
u.h. u prisustvu malih količina amonijum jedinjenja i
sulfita (sadrži kao nečistoću 4-metil imidazol)
 karamel amonijačni - dobija se zagrevanjem u.h. u
prisustvu malih količina amonijum jedinjenja (sadrži kao
nečistoću 2-acetil-4-(5)–tetrahidroksibutilimidazol koji
deluje kao antipiridoksin faktor)
N NH
COCH3
HO-CH2
-(CHOH)3

132. IDENTIFIKACIJA UGLJENIH HIDRATA
1. Bojene reakcije
 Bojene reakcije sa fenolima i aromatičnim aminima zasnivaju se na
reakciji sa furfurolom (pentoze) i hidroksimetil furfurolom (heksoze)
koji nastaje dejstvom kiselina na monosaharide
Molish: svi monosaharidi - crvenoljubičasta
boja
Pinoff: fruktoza - ljubičasta boja
Seliwanoff: ketoze - crvena boja
aldoze - sporije reaguju
Tollens: boja zavisi od monosaharida
ketoze - smeđa boja

133. W. Mejbaum: pentoze - plavozelena boja
glukoza i fruktoza - smeđa boja
H.J.Wheeler, B.Tollens: pentoze - trešnja
crvena boja
Z. Dische: pentoze - žutozelena boja
heksoze - plava boja
R. Dreywood: heksoze i aldopentoze - plavo-
zelena boja

134. B. Klein, M. Weissman:
heksoze - ljubičasata boja
- neke od ovih bojenih reakcija koriste se za otkrivanje šećera
razdvojenih hromatografijom na hartiji

135. 2. Reakcije koje se zasnivaju na redukcionim osobinama saharida
(monosaharidi, disaharidi - maltozni tip veze)
- Fehling-ova reakcija → crveni talog Cu2O
- Nylander-ova proba sa bizmutovim solima → crnosmeđ talog
- Tollens-ova proba sa alkalnim rastvorom AgNO3 → srebrno ogledalo
3. Optičke osobine šećera
4. Reakcija sa fenilhidrazinom
 Fenilhidrazon svakog šećera karakteriše određena temperatura
topljenja
 U višku fenilhidrazina nastaju karakteristično obojeni ozazoni, ali oni
nisu pogodni za identifikaciju jer epimerni šećeri (glukoza, fruktoza,
manoza) daju isti osazon

136. 5. Reakcije koje se zasnivaju na previranju šećera pod
dejstvom kvaščevih gljivica
- previru: glukoza, fruktoza, manoza i saharoza (posle
hidrolize)
- ne previru: galaktoza, laktoza, pentoze
6. Hromatografske metode
7. Identifikacija polisaharida sa rastvorom joda
- skrob - plava boja
- dekstrini - crvena boja
- glikogen - crvenkastožuta boja

137. ODREĐIVANJE UGLJENIH HIDRATA
1. Redukcione metode
1.1 Neselektivne redukcione metode (određuju se i aldoze
i ketoze):
 Metoda sa Fehling-ovim rastvorima
Fehling I: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4
Fehling II:
COOK
CHO
CHO
COONa
Cu
COOK
CHOH
CHOH
COONa
COOK
CHOH
CHOH
COONa
COOK
CHO
CHO
COONa
Cu
+ R-CHO Cu2O +
+ Cu(OH)2

138. - nastali talog Cu2O može da se odredi:
a) gravimetrijski
b) permanganometrijski
Cu2O + Fe2(SO4)3 + H2SO4 → 2CuSO4 + 2FeSO4 + H2O
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe(SO4)3 + K2SO4 + 2MnO4 + 8H2O
Neredukujući šećeri (saharoza) određuju se nakon hidrolize
kao razlika šećera posle i pre inverzije (invertni šećer)
množenjem sa faktorom 0.95

139. Metoda po Luff-Schoorl-u
Luff-Schoorl-ov rastvor sadrži Na-citrat, Na-karbonat i CuSO4
Zagrevanjem ovog rastvora sa rastvorom šećera nastaje
Cu2O koji se određuje na 2 načina:
a) Određivanjem viška neredukovanog Cu2+
dodatkom KJ:
2Cu2+
+ 4J-
→ Cu2J2 + J2
J2 + Na2S2O3 → 2NaJ + Na2S4O6
b) Jodometrijskim određivanjem Cu2O po F.M.Scales-u:
talog se rastvara u kiselinama dodaje jod u vi{ku i retitrira
rastvorom Na2S2O3
2Cu+
+ J2 → 2Cu2+
+ 2J-

140.  Kompleksometrijska metoda po Potterat-Echman-u
Redukujući šećeri redukuju Cu2+
iz kompleksonata bakra, nastali
Cu2O se rastvori u azotnoj kiselini i odrejuje titracijom sa
kompleksonom III uz mureksid.
1.2. Selektivne redukcione metode
 Određivanje aldoza pored ketoza jodometrijski:
J2 +HOH HJO + HJ
R-CHO + J2 + 3NaOH → R-COONa + 2 NaJ + 2H2O
NaJO + NaJ + H2SO4 → J2 + Na2SO4 + H2O
NaJO3 + 5NaJ + H2SO4 → 3J2 + 3Na2SO4 + 3H2O
J2 + 2Na2S2O3 → 2NaJ + Na2S4O6
OH-
→←H+

141.  Određivanje fruktoze pored aldoza:
Aldoze se oksidišu jodom, višak joda udalji pomoću Na2S2O3, a
fruktoza odredi nekom od metoda određivanja redukujućih šećera.
2. Polarimetrijske metode
α x 100 α x 100
[α]T
D = c =
l x c l x [α]T
D
3. Fotometrijske metode
 Somogyi-Nelson metoda
Redukujući šećeri redukuju Cu2+
i nastali Cu2O se rastvara u kiselini, a
oslobo|eni Cu+
joni redukuju molibdat u molibdensko plavo, čiji se
intenzitet obojenja meri na 560 nm.
 Scott-Melvin metoda
Bojena reakcija (plava boja) antrona i hidroksimetil-furfurola nastalog
dejstvom kiseline na heksoze meri se na 650 nm
 Klein-Weissman metoda
Metoda sa hromotropnom i sumpornom kiselinom. Pentoze ne rea-
guju. Maksimum apsorpcije 570 nm.

142. 4. Hromatografske metode
PC, TLC, GLC, HPLC
Potrebno je prečistiti ekstrakt propuštanjem kroz katjonski i anjonski
izmenjivač
5. Biohemijske metode
- mikrobiološke metode
- enzimske metode
6. Gravimetrijske metode
 određivanje celuloze po Sharer – Kurchner-u