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Saccharide

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Saccharide

Saccharide werden auch Kohlenhydrate genannt und sind Makromoleküle, die nur aus Kohlenstoff- (C), Wasserstoff- (H) und Sauerstoffatomen (O) bestehen.

Kohlenhydrate sind Energieträger und liefern in Form von Zucker (eng. Saccharine = Zucker) und Stärke den Hauptanteil der Energie, die wir täglich für den Stoffwechsel brauchen.

Das elementarste Kohlenhydrat ist Glucose, auch als Traubenzucker bekannt. Im Gegensatz zu den Pflanzen, die Glucose aus der Photosynthese synthetisieren können, kann der Mensch seinen Energiebedarf nicht aus selbst hergestellten Kohlenhydraten decken. Er muss durch die Nahrung neben Eiweißen und Fetten auch Kohlenhydrate, u.a. Glucose, zu sich nehmen.

Dabei gilt: 1g Kohlenhydrate = ca. Brennwert von 4kcal

Mono-, Di-, Tri- und Polysaccharide

Glucose ist nicht das einzige Kohlenhydrat, das es gibt. Es gibt eine Unterteilung der Kohlenhydrate in Kategorien, die sich in der Anzahl der miteinander verbundenen Monosaccharide unterscheiden.

Die einzelnen Zuckermoleküle sind durch glycosidische Bindungen miteinander verbunden.

Einfachzucker (Monosaccharide)

Als Monosaccharide bezeichnet man jene Saccharide, welche nur aus einer Zuckerart zusammengesetzt sind. Deshalb spricht man in diesem Zusammenhang auch von dem sogenannten Einfachzucker.

Beispiele für Monosaccharide sind:

  • Glucose (Traubenzucker)
  • Fructose (Fruchtzucker)
  • Galactose (Schleimzucker)

Zweifachzucker (Disaccharide)

Disaccharide sind Zweifachzucker. Das bedeutet sie setzen sich aus zwei Monosacchariden bzw. Einfachzuckern zusammen.Beispiele für Disaccharide sind:

Dreifachzucker (Trisaccharide)

Simultan zum Zweifachzucker, werden die sogenannten Trisaccharide, auch Dreifachzucker genannt, aus drei Einfachzuckern zusammengesetzt.

Ein gängiges Beispiel für einen Dreifachzucker:

  • Melezitose (Honigzucker)

Vielfachzucker (Polysaccharide)

Polysaccharide sind Kohlenhydrate, welche sich aus mindestens zehn Einfachzuckern zusammensetzen. Falls diese Monosaccharide gleichartig aufgebaut sind, werden sie Homoglycane (homo = gleich) genannt. Falls sich die EInfachzucker voneinander unterscheiden, heißen sie Heteroglycane (hetero=ungleich).Beispiele für Polysaccharide sind:

Je komplexer ein Kohlenhydrat, desto länger braucht der Körper mit der Aufspaltung.

  • Einfache Kohlenhydrate: schnell verfügbar als Energieträger → schnelle Aufspaltung und Verarbeitung
  • Komplexe Kohlenhydrate: brauchen Zeit, bevor sie als Energieträger arbeiten → durch etappenweise Aufspaltung können sie stabil über längeren Zeitraum ins Blut → längere Sättigungsgefühle

Welche Lebensmittel enthalten Kohlenhydrate?

Grundsätzlich findet man Kohlenhydrate in den allermeisten Lebensmitteln. Die gängigsten Beispiele für Nahrungsmittel mit einem sehr hohen Gehalt an Kohlenhydraten/ Sacchariden sind:

Getreide/Korn

Gemüse

Andere

  • Cerealien
  • Nudeln
  • Reis
  • Brot
  • Mais
  • Erbsen
  • Bohnen
  • Linsen
  • Haferflocken
  • Honig

Überschüssige Kohlenhydrate wandelt der Mensch in vorteilhaften Speicherstoff um: in Fett.

Warum? Weil Fette einen höheren Energiewert, bei gleichem Speichervolumen haben:

1g Fett = ca. 9 kcal

Fehling-Probe

Mithilfe der sogenannten Fehling-Probe kann man Reduktionsmittel in chemischen Substanzen nachweisen. Unter Reduktionsmitteln versteht man unter anderem Aldehyde und reduzierende Zucker. Benannt wurde dieser Nachweis nach Hermann Fehling im Jahr 1848, nachdem er nachgewiesen hatte, dass die Konzentration von Zucker im Harn durch das Titrationsverfahren quantitativ bestimmt werden kann.

Isomerie

Verbindungen von zwei oder mehreren chemischen Verbindungen werden Isomere genannt, wenn sie die gleiche Summenformel und Molekülmasse besitzen, sich jedoch in der Verknüpfung oder räumlicher Anordnung ihrer Atome unterscheiden. Isomere lassen sich dementsprechend durch unterschiedliche Strukturformeln darstellen. Isomerie trifft vor allem bei organischen Verbindungen auf, allerdings teilweise auch bei anorganischen Koordinationsverbindungen. In der Isomerie gibt es folgende Bereiche:

Von Isomerism-ball.svg, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11812815ng

Stereoisomere

Stereoisomere sind Isomere, welche identische chemische Bindungen aufweisen, sich jedoch in der räumlichen Anordnung ihrer Atome unterscheiden. Es wird zwischen zwei Formen von Stereoisomeren unterschieden: den Konformationsisomeren und den sogenannten Konfigurationsisomeren.

Die Konfigurationsisomerie umfasst wiederum Enantiomere und Diastereoisomere, welche wir dir im Folgenden etwas näher erklären werden.

Enantiomere

Als Enantiomere bezeichnet man Stereoisomere, welche sich in ihrer Konstitution decken, also identisch sind. In ihren räumlichen Strukturen verhalten sich Enantiomere zu einem Gegenstück wie das zugehörige Spiegelbild (nicht-deckungsgleich). Enantiomere werden deshalb häufig auch Spiegelbildisomere genannt. In der obenstehenden Grafik wird dieser Zusammenhang visuell veranschaulicht.

Diastereoisomere

Diastereoisomere sind Stereoisomere, welche chiral oder achiral sind. Normalerweise unterscheiden sich Diastereoisomere in physikalischen und chemischen Eigenschaften.

Was bedeutet Chiralität?

Unter Chiralität versteht man in der Stereochemie eine räumliche Anordnung von Atomen in einem Molekül. Chiralität findet man bei den Diastereoisomeren.

Fischer-Projektion

Mithilfe der Fischer-Projektion lassen sich Raumstrukturen von linearen, chiralen chemischen Verbindungen eindeutig zweidimensional abbilden. Entwickelt wurde diese Methode von Emil Fischer und wird oft für Moleküle mit mehreren, benachbarten Stereozentren wie Zuckern angewendet.

Saccharide - das Wichtigste auf einen Blick

Zum Schluss haben wir dir das Wichtigste zusammengefasst:

  • Kohlenhydrate (Saccharide) dienen im Körper als Energieträger (1g = 4 kcal)
  • Zucker (Saccharose) und Stärke gehören zu den bekanntesten Kohlenhydraten
  • Der Mensch muss Kohlenhydrate durch seine Nahrung zu sich nehmen, wie z.B. durch Nudeln, Reis, Mais oder Brot
  • Saccharide sind in Kategorien unterteilt: Je nach Anzahl der miteinander verbundenen Monosaccharide
  • Isomere sind Moleküle, welche dieselbe Summenformel aufweisen, sich jedoch in ihrer Struktur unterscheiden. Eine Klassifizierung hiervon sind die Stereoisomere (Enantiomere und Diastereoisomere)

Gut gemacht! Nachdem du alles fleißig durchgelesen hast, solltest du nun alles über Saccharide wissen. Weiter so!

Finales Saccharide Quiz

Frage

Zwischen welchen Arten von Kohlenhydraten wird unterschieden?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Monosaccharide
  • Disaccharide
  • Polysaccharide
Frage anzeigen

Frage

Zu welcher Art von Sacchariden gehört die Saccharose?

Antwort anzeigen

Antwort

Disaccharide

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Zuckermolekülen besteht die Saccharose?

Antwort anzeigen

Antwort

Saccharose besteht aus Glucose und Fructose.

Frage anzeigen

Frage

Gehört die Saccharose zu den reduzierenden Zuckern?

Antwort anzeigen

Antwort

Nein

Frage anzeigen

Frage

Durch welche Art von Bindung sind die Zuckermoleküle von Di- und Polysaccharide miteinander verknüpft?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Zuckermoleküle sind über glykosidische Bindungen miteinander verknüpft.

Frage anzeigen

Frage

Wo liegt der Schmelzpunkt von Saccharose?

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Antwort

Er liegt bei etwa 185 °C, wobei ab 160°C eine Zersetzung beginnt.

Frage anzeigen

Frage

Was bedeutet Chiralität?

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Antwort

Bei chiralen Verbindungen sind die Atome so im Raum angeordnet, dass die Bild und Spiegelbild nicht deckungsgleich sind.

Frage anzeigen

Frage

Aus welcher Pflanze wird kein Haushaltszucker gewonnen?

Antwort anzeigen

Antwort

Zuckerbaum

Frage anzeigen

Frage

Saccharose ist ein ... . Glucose und Fructose sind über die ... C-Atome miteinander verknüpft. Deswegen kann sich der Ring von Glucose und der Ring von Fructose nicht öffnen. Durch eine Ringöffnung käme es zu einer Bildung einer ... , die auf andere Verbindungen ... wirkt.

Antwort anzeigen

Antwort

1) nicht-reduzierender Zucker

2) anomere

3) Aldehyd-Gruppe

4) reduzierend

Frage anzeigen

Frage

WIe lautet die Summenformel von Saccharose?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Summenformel von Saccharose ist C12H22O11.

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Frage

Was ist Invertzucker?

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Antwort

Invertzucker ist eine Mischung aus gleichen Anteilen an Glucose und Fructose. Er entsteht durch Spaltung von Saccharose.

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Frage

Wofür braucht der Körper Saccharose?

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Antwort

Der Körper spaltet Saccharose in seine Monosaccharide, welche dann als Energielieferant dienen.

Frage anzeigen

Frage

Wo kommt Saccharose vor?

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Antwort

Saccharose kommt in Pflanzen, wie Zuckerrübe, und in Phloemsaft vor.

Frage anzeigen

Frage

Wo wird Saccharose verwendet?

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Antwort

Saccharose wird als Haushaltszucker verwendet. In der chemischen Industrie dient Saccharose als Ausgangsstoff für beispielsweise Ethanol, Glycerin und Waschmittel.

Frage anzeigen

Frage

Wo entsteht Saccharose?

Antwort anzeigen

Antwort

Saccharose entsteht in Pflanzen durch Photosynthese. Durch Spaltung von Polysacchariden wird Saccharose auch im menschlichen Körper gebildet.

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Frage

Was muss gelten, damit von Isomeren gesprochen wird?

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Antwort

  • Identische Summenformel
  • Identische Molekülmasse
  • Andere Strukturformel
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Frage

In welchen Eigenschaften unterscheiden sich Isomere?

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Antwort

  • Physikalische Eigenschaften
  • Chemisches Reaktionsvermögen
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Frage

Welche Arten von Isomerie gibt es?

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Antwort

  • Konstitutionsisomerie
    • Funktionsisomerie
    • Skelettisomerie
    • Stellungsisomerie
    • Bindungsisomerie
  • Stereoisomerie
    • Konformationsisomerie
    • Konfigurationsisomerie
      • Diastereomere
      • Enantiomere
Frage anzeigen

Frage

Was bedeutet Konstitutionsisomerie?

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Antwort

Die Verbindungen unterscheiden sich in ihrem Aufbau, nicht aber in ihrer Summenformel.

Frage anzeigen

Frage

Was bedeutet Funktionsisomerie?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Summenformel ist identisch, aber die funktionellen Gruppen sind unterschiedlich.

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Frage

Was sind Skelettisomere?

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Antwort

Verbindungen, bei denen sich das Kohlenstoffskelett unterscheidet.

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Frage

Was ist Stellungsisomerie?

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Antwort

Die funktionellen Gruppen sind an anderen Stellen.

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Frage

Was versteht man unter Bindungsisomeren?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Verbindungen unterscheiden sich in Position und Anzahl der Sigma- und Pi-Bindungen.

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Frage

Was ist eine funktionelle Gruppe?

Antwort anzeigen

Antwort

Atome, die für die Eigenschaften und dem Verhalten von chemischen Stoffen verantwortlich sind.

Frage anzeigen

Frage

Was sind Konformationsisomere?

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Antwort

Verbindungen, bei denen die Struktur und Summenformel gleich ist, aber die C-C-Einfachbindungen räumlich anders ausgerichtet sind.

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Frage

Was ist Stereoisomerie?

Antwort anzeigen

Antwort

Stoffe für die gilt:

  • Summenformel gleich
  • Strukturformel gleich
  • Anordnung im dreidimensionalen Raum unterschiedlich
Frage anzeigen

Frage

Was ist Konfigurationsisomerie?

Antwort anzeigen

Antwort

Konfigurationsisomere sind all diejenigen Stereoisomere, die nicht durch drehen um eine C-C-Einfachbindung erhalten werden. Diese Bindungen werden also ignoriert!

Frage anzeigen

Frage

Welche Arten von Konfigurationsisomeren gibt es?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Enantiomere
  • Diastereomere
    • Cis/Trans-Isomere
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Frage

Was versteht man unter Enantiomeren?

Antwort anzeigen

Antwort

Verbindungen die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten, aber durch Drehungen um C-C-Einfachbindungen nicht ineinander überführt werden können.

Frage anzeigen

Frage

Was sind Diastereomere?

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Antwort

Stereoisomere, die sich nicht wie Bild und Spiegelbild verhalten.

Frage anzeigen

Frage

Welche Stereoisomere haben in der Regel unterschiedliche physikalische Eigenschaften?

Antwort anzeigen

Antwort

Diastereomere

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Frage

Was sind Cis-Trans-Isomere?

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Antwort

Isomere, bei denen die Substituenten an einer Doppelbindung unterschiedlich angeordnet sind.

Frage anzeigen

Frage

Was ist ein Cis-Isomer?

Antwort anzeigen

Antwort

Atomgruppen liegen auf derselben Seite.

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Frage

Wie wird Lactose noch genannt?

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Antwort

Milchzucker

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Frage

Wie enstehen Disaccharide?

Antwort anzeigen

Antwort

Disaccharide entstehen aus zwei Monosaccharide. Sie werden in einer Kondensationsreaktion (Wasserabspaltung) aneinander geknüpft.


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Frage

Welche zwei Arten von glykosidischen Bindungen gibt es?

Antwort anzeigen

Antwort

  • 1,4-glykosidische Verknüpfung
  • 1,1-glykosidische Verknüpfung
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Frage

Welches Enzym braucht man für die Galaktose-Synthese?

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Antwort

Die UDP-Galaktose-4-Epimerase

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Frage

Welches Enzym wird modifiziert, damit die Lactose-Synthase entsteht?

Antwort anzeigen

Antwort

​Die Galaktosyl-Transferase


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Frage

Aus welchen Monosacchariden wird Lactose hergestellt?

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Antwort

  • Glucose
  • UDP-Galactose
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Frage

Welches Enzym wird für den Lactose-Abbau benötigt?

Antwort anzeigen

Antwort

Lactase

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Frage

Wo findet der Lactose-Abbau statt?

Antwort anzeigen

Antwort

Im Dünndarm, vor allem im Duodenum

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Frage

Wofür benötigen wir die Milchsäuregärung?

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Antwort

Zum haltbar machen von Milchprodukten

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Frage

Was fehlt bei der Lactoseintoleranz?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Lactase

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Frage

Welches Krankheitsbild wird manchmal mit der Lactoseintoleranz verwechselt?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Galaktosämie

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Frage

Was ist das Problem bei einer Galaktosämie?

Antwort anzeigen

Antwort

Galaktose kann nicht abgebaut werden und reichert sich im Blut an.

Frage anzeigen

Frage

Welche Therapie ist bei einer Galaktosämie anzuraten?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Verzicht auf Milch und Milchprodukte
  • Verzicht auf Nahrungsmittel, die Galaktose beinhalten


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Frage

Wo kommt Lactose vor?

Antwort anzeigen

Antwort

Lactose ist ein wichtiger Bestandteil von Milch. Es kommt nicht nur in Milch vor, sondern auch in den meisten Milchprodukten. Aber auch in manchen pharmazeutischen Produkten ist es zu finden.

Frage anzeigen

Frage

Wie werden Stereoisomere noch genannt?

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Antwort

Man bezeichnet sie auch als Raumisomere. 

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Frage

Welche Merkmale weisen Stereoisomere auf?

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Antwort

  • Die Strukturformeln bestehen aus den gleichen Bausteinen. 
  • Sie unterscheiden sich in der Anordnung der Atome im Raum. 
  • Zwei Stereoisomere können nicht gleichzeitig enantiomer und diastereomer zueinander sein.
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Frage

Richtig oder falsch?

Konfigurationsisomere sind eine Untergruppe der Stereoisomere. 

Antwort anzeigen

Antwort

Richtig. 

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