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Saccharide

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?

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Antwort

Disaccharide

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Frage

Aus welchen Zuckermolekülen besteht die Saccharose?

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Antwort

Saccharose besteht aus Glucose und Fructose.

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Frage

Gehört die Saccharose zu den reduzierenden Zuckern?

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Antwort

Nein

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Frage

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

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Antwort

Die Zuckermoleküle sind über glykosidische Bindungen miteinander verknüpft.

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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.

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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.

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Frage

Aus welcher Pflanze wird kein Haushaltszucker gewonnen?

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Antwort

Zuckerbaum

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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

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Frage

WIe lautet die Summenformel von Saccharose?

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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.

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Frage

Wo kommt Saccharose vor?

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Antwort

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

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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.

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Frage

Wo entsteht Saccharose?

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Antwort

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

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Frage

Was sind Isomere?

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Antwort

Isomere sind zwei oder mehrere chemische Verbindungen, die dieselbe Summenformel, aber eine unterschiedliche räumliche Anordnung oder Verknüpfung der Atome besitzen.

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Frage

Besitzen Isomere meistens die gleichen chemischen und physikalischen Eigenschaften?

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Antwort

Nein.

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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

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Frage

Was sind Konstitutionsisomere?

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Antwort

Konstitutionsisomere sind Moleküle, die die gleiche Summenformel besitzen, sich jedoch in ihrem molekularen Aufbau unterscheiden.

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Frage

Welche Merkmale machen Funktionsisomere aus?

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Antwort

Funktionsisomere besitzen die gleiche Summenformel, unterscheiden sich aber in ihren funktionellen Gruppen.

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Frage

Was sind Skelettisomere?

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Antwort

Skelettisomere sind Verbindungen, die dieselbe Summenformel aufweisen, sich aber in ihrem Kohlenstoffskelett unterscheidet.

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Frage

Was ist Stellungsisomerie?

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Antwort

Stellungsisomere besitzen zwar gleiche funktionelle Gruppen, aber an anderer Stelle.

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Frage

Was versteht man unter Bindungsisomeren?

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Antwort

Bindungsisomere besitzen eine unterschiedliche Anzahl und/oder Position sogenannter Sigma- und Pi-Bindungen.

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Frage

Was ist eine funktionelle Gruppe?

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Antwort

Funktionelle Gruppen sind Atomgruppen, die für die Eigenschaften und das Verhalten von chemischen Molekülen verantwortlich sind.

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Frage

Was sind Konformationsisomere?

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Antwort

Konformationsisomere sind Moleküle, die dieselbe Summenformel und Struktur aufweisen, deren Atome sich aber in der räumlichen Stellung unterscheiden.

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Frage

Was sind Stereoisomere?

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Antwort

Stereoisomere sind Isomere, die dieselbe Summenformel und Konstitution besitzen. Dabei unterscheiden sie sich in ihrer Konfiguration, also der räumlichen Anordnung der Atome.

Frage anzeigen

Frage

Was ist Konfigurationsisomerie?

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Antwort

Konfigurationsisomere besitzen dieselbe Summenformel und Struktur, unterscheiden sich jedoch in der räumlichen Anordnung der Atome.

Frage anzeigen

Frage

Welche Arten von Konfigurationsisomeren gibt es?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Enantiomere
  • Diastereomere

Frage anzeigen

Frage

Was versteht man unter Enantiomeren?

Antwort anzeigen

Antwort

Enantiomere sind Verbindungen, die sich wie Bild und Spiegelbild verhalten, aber sich nicht ohne Bindungsbruch ineinander überführen lassen.

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Frage

Was sind Diastereomere?

Antwort anzeigen

Antwort

Stereoisomere, die sich nicht wie Bild und Spiegelbild verhalten.

Frage anzeigen

Frage

Welche Isomere lassen sich ohne Bindungsbruch ineinander überführen?

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Antwort

Konformationsisomere

Frage anzeigen

Frage

Die Anzahl an möglichen Konstitutionsisomeren nimmt mit steigender Anzahl an Atomen in einem Molekül zu.

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Antwort

Richtig.

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Frage

Wofür steht das Wort Konstitution in der Chemie?

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Antwort

Konstitution steht für die Anordnung der Atome in einem Molekül.

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Frage

Wie wird Lactose noch genannt?

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Antwort

Milchzucker

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Frage

Wie enstehen Disaccharide?

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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?

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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

Frage anzeigen

Frage

Welches Enzym wird für den Lactose-Abbau benötigt?

Antwort anzeigen

Antwort

Lactase

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Frage

Wo findet der Lactose-Abbau statt?

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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?

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Antwort

Die Lactase

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Frage

Welches Krankheitsbild wird manchmal mit der Lactoseintoleranz verwechselt?

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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?

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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?

Antwort anzeigen

Antwort

Man bezeichnet sie auch als Raumisomere. 

Frage anzeigen

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.

Frage anzeigen

Frage

Richtig oder falsch?

Konfigurationsisomere sind eine Untergruppe der Stereoisomere. 

Antwort anzeigen

Antwort

Richtig. 

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