Monosaharidi su jednostavni ugljikohidrati. Najčešće su izgrađeni od tri do devet atoma ugljika. Najpoznatiji ugljikohidrati su glukoza i fruktoza. Glukoza je bijela kristalna tvar. Slatkog je okusa i topljiva u vodi. Najrašireniji je organski spoj u prirodi. Prisutna je u medu i voću,naročito grožđu u čijem je soku i otkrivena, pa je dobila naziv grožđani šećer. Glukoza se nalazi u ljudskom organizmu otopljena u krvi, pa je nazivamo i krvni šećer. Služi kao izvor energije, ponajprije mozgu, a zatim i ostalim organima i mišićima. Prisjetimo se da glukoza u biljkama nastaje složenim procesom fotosinteze. To je proces u kojem biljke iskorištavaju Sunčevu energiju da bi iz ugljikovog dioksida i vode dobile glukozu.
fotosinteza
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
glukoza
Glukoza se u biljkama dalje pretvara u građevni materijal celulozu ili se sprema, kao rezerva, u obliku škroba. Inače, glukoza je glavna građevna jedinica većine oligosaharida i polisaharida. Obrnuti proces od fotosinteze, koji se u biljkama događa istovremeno, nazivamo stanično disanje. To je niz kemijskih reakcija u kojima glukoza polagano izgara u ugljikov dioksid i vodu pri čemu se oslobađa energija potrebna biljci za rast i razvoj.
stanično disanje
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energija
glukoza
Fruktoza se s glukozom nalazi u medu i voćnim sokovima, pa se još naziva i voćni šećer. Fruktoza je bijela kristalna tvar, slađa od glukoze i topljiva u vodi.
Glukoza i fruktoza imaju istu molekulsku formulu C6H12O6, ali njihove se strukture uvelike razlikuju. Glukoza je šesteročlani prsten izgrađen od pet atoma ugljika i jednog atoma kisika sa pripadajućim hidroksilnim skupinama. Preostali, šesti ugljik, vezan je na prsten preko petog ugljikovog atoma i sadrži jednu ─OH skupinu. Glukozu pojednostavljeno crtamo kao šesterokut u kojem naznačimo samo ─OH skupinu na prvom C-atomu.
Fruktoza je peteročlani prsten izgrađen od četiri atoma ugljika i jednog atoma kisika, sa pripadajućim ─OH skupinama. Preostala dva atoma ugljika vezana su na prsten. Skraćeni simbol za fruktozu je peterokut s jednom ─OH skupinom. Različita struktura molekula glukoze i fruktoze uvjetuje i njihova različita fizikalna i kemijska svojstva.
Koncentracija glukoze u krvi mora uvijek biti unutar određenih granica kako bi se svim stanicama osigurao dostatan izvor hrane i energije. Ljudi koji boluju od dijabetesa, tj. šećerne bolesti, moraju paziti na unos glukoze u organizam. Njihova gušterača ne luči dovoljno hormona inzulina koji glukozu prenosi iz krvi u stanice, zbog čega se koncentracija glukoze u krvi bolesnika povećava. Na taj način dolazi do hiperglikemije, koja izaziva umor i pospanost, a ako potraje duže vrijeme, može dovesti do kome. Dijabetičari smiju koristiti fruktozu jer se ona u organizmu razgrađuje brže od glukoze i bez djelovanja hormona inzulina.
Prisutnost glukoze u otopini možemo dokazati s nekoliko karakterističnih reakcija, kao što su Tromerova reakcija, Fehlingova reakcija (čitaj Felingova reakcija) i Tollensova reakcija tj. reakcija srebrnog zrcala.
Prisutnost otopljene glukoze u vodi dokazat ćemo Tromerovom reakcijom. Za to nam je potrebna otopina glukoze, 10%-tna otpina natrijeva hidroksida, 10%-tna otopina modre galice, stalak s dvije epruvete, kapaljka i čaša s vrućom vodom. Prva epruveta će nam poslužiti za usporedbu boje s bojom druge epruvete, na kraju reakcije. U obje epruvete ulijemo oko pet mililitara otopine modre galice. Zatim kapaljkom u prvu epruvetu dodamo otopinu natrijeva hidroksida. Sadržaj epruvete protresemo, dodamo još otopine natrijeva hidrokida - do pojave tamnoplavog taloga. Isto toliko otopine natrijeva hidroksida stavimo u drugu epruvetu da dobijemo tamnoplavi talog. Zatim, u obje epruvete ulijemo otopinu glukoze. Prvu epruvetu ostavimo na stalku, a drugu stavimo u čašu s proključalom vodom. Nakon nekog vremena u grijanoj epruveti primjećujemo crvenosmeđi talog. Plava boja otopine modre galice potječe od bakrovih dva plus iona (Cu2+) koji nakon dodatka otopine glukoze i grijanja smjese, prelaze u crvenosmeđi talog bakrova(I) oksida, kemijske formule Cu2O. Glukoza je reducirajući šećer tj. djeluje kao raducens, i to njeno svojstvo koristimo za dokazivanje glukoze u svim navedenim reakcijama. Kod Fehlingove reakcije koristimo druge otopine, ali je rezultat isti kao i kod Tromera, tj. nastaje crvenosmeđi talog bakrova(I) oksida ako je u reakciji prisutna glukoza.
Pogledajmo sada Tollensovu reakciju, tj. reakciju srebrnog zrcala. Za pokus nam je potrebna otopina glukoze, razrijeđena otopina amonijaka, natrijeva hidroksida i srebrova nitrata,a od pribora, stalak s epruvetom, dvije kapalice i čaša s vrućom vodom. U epruvetu ulijemo oko 5 ml otopine srebrova nitrata i dodamo dvije kapi otopine natrijeva hidroksida. Dolazi do stvaranja smeđeg taloga. Zatim kapaljkom u epruvetu dodajemo razrijeđenu otopinu amonijaka, uz snažno potresanje dok se sav talog ne otopi. Kada se talog otopio, u epruvetu ulijemo otopinu glukoze. Bez potresanja, epruvetu odložimo u vruću vodu. Nakon nekoliko minuta na stijenci epruvete primjećujemo srebrno zrcalo tj. elementarno srebro. Glukoza s Tollensovim reagensom izlučuje elementarno srebro koje se uhvati za stijenku epruvete i izgleda poput zrcala.Monosaharidi
-jednostavni šećeri
-nikakavim kemijskim postupcima se ne daju razložiti na jednostavnije šećere
-izgrađeni od tri do devet atoma ugljika
-u prirodi najzastupljeni su glukoza i fruktoza
Glukoza (C6H12O6)
-šesteročlani prsten
-glavni je izvor energije
-nastaje u biljkama procesom fotosinteze
-topljiva u vodi
-ima je u medu i voću (grožđani šećer)
-u krvi sisavaca (krvni šećer)
Fruktoza (C6H12O6)
-peteročlani prsten
-slađa od glukoze
-topljiva u vodi
-dolazi zajedno s glukozom u medu i voću (voćni šećer)
Najvažnije reakcije za dokazivanje monosaharida:
a) Tromerova reakcija
b) Fehlingova reakcija
c)Tollensova reakcija tj. reakcija srebrnog zrcala
Jedan dio hranom unesene glukoze razgrađujemo i pri tom dobivamo toliko nam potrebnu energiju za rad srca, mozga i mišića. Kada se naše energetske potrebe zadovolje, preostali dio glukoze počinje se pretvarati u polisaharid glikogen. On se pohranjuje u jetri i mišićima a služi nam kao rezerva hrane. Nakon što se popune rezerve, preostali dio glukoze pretvara se u mast i skladišti u masno tkivo. Dokle god u organizam unosimo dovoljno ugljikohidrata, bjelančevina i masti bit će pošteđene razgradnje.
U medicini se 5%-tna otopina glukoze koristi kao infuzijska otopina. Njome se pomaže iznemoglim bolesnicima da ojačaju kao i onima koji ne mogu uzimati hranu normalnim putem.