Karboksüülhapped, sahhariidid ja valgud (0)

Keemia
Karboksüülhapped , sahhariidid ja valgud
Uurimistöö
Tallinn

SISUKORD

SISSEJUHATUS 2
1. KARBOKSÜÜLHAPPED 4
1.1. Etaanhape 5
2. SAHHARIIDID 6
2.2. Fruktoos 7
3. VALGUD 9
3.3. Metioniin 10
4. TABEL TARBITAVA TOIDU KOHTA 11
4.1. Päev 1 11
4.2. Päev 2 12
4.3. Küsimused tabeli põhjal 14
KASUTATUD KIRJANDUS 15

SISSEJUHATUS

„Orgaaniline keemia on keemia süsiniku ühenditest . Biokeemia on süsinikühendite õpetus, mis keerduvad“ (Mike Adams ).
Orgaanilises keemias käsitletakse süsinikühendeid. Orgaanilisteks aineteks nimetataksegi peamiselt süsinike ja vesinike aatomitest koosnevaid elemente. Selle uurimine sai alguse juba mitusada aastat tagasi, kui saksa keemik Friedrich Wöhler sai esimese orgaanilise ühendi. (Chemistry Explained kodulehekülg ; 27.04.16)
Käesoleva uurimuse eesmärk on anda lühiülevaade orgaaniliste ühendi rühmadest: karboksüülhapped, valgud ja sahhariidid. Iga rühma kohta koostan üleüldise ülevaate ning seejärel valin rühmast ühe esindaja, kelle kohta otsin põhjalikumalt infot.
Uurimismeetodiks on sisuanalüüs ning oma töös kasutan kirjalikke allikaid .

1. KARBOKSÜÜLHAPPED

Karboksüülhapeteks nimetatakse orgaanilisi aineid, mis sisaldavad karboksüülrühma –COOH. See on rühm, kus ühe süsiniku juures on kaksiksidemega hapnik ja alkoholi rühm. ( Tasku Tark kodulehekülg; 27.04.16)
Karboksüülrühma nimetamisel kasutatakse tavaliselt tüviühendile lisatavat lõppliidet – hape . Toome näiteks butaanhappe, mis on lihtsustatud kujul CH3-CH2-CH2-COOH. Kui karboksüülrühmi on kaks, siis lisatakse – dihape . Olgu märgitud, et karboksüülrühma süsinik loetakse tüviühendi ahelasse. Vastasel juhul, kui seda ei saa teha, siis tuleb kasutada lõppliidet karboksüülhape. (Tuulmets 2006: 18)
Karboksüülrühm on karboksüülhappe funktsinaalrühm, mis viitab spetsiifilisele aatomite rühmale molekulis, mis omakorda määrav molekuli peamised keemilised omadused. Karboksüülrühm on tuletatud kahest sõnas: karbonüülrühmast (CO) ja hüdroksüülrühmast (OH). Nende omavahelised sidemed on polaarsed ja sidmete vaheline nurk on 120°, mistõttu isegi ruumilise paigutusena paiknevad aatomid ühes tasapinnas. ( Ibid .: 19)
Karboksüülhapete molekulidel on võime omavahel moodustada vesiniksidemeid. Selle tõttu on ka nende keemistemperatuur üsna kõrge. Samuti vesiniksidemete tõttu lahustuvad nad vees hästi. Karboksüülhapete üks oluliseim omadus on nende happelisus. Nad loovutavad lahusesse vesinikioone ja on mitu korda tugevamad happed kui alkoholid . Nad reageerivad aktiivselt metallide, aluste, aluseliste oksiidide ja nõrgemate hapete sooladega. Karboksüülhapete tasakaaluasendi määrab nende osakeste stabiilsus, mida saab mõõta indikaatorpaberiga. (Ibid.: 20)
Asendamata karboksüülhapete hulka kuuluvad metaanhape , etaanhape ja rasvhapped , eelkõige monohapped . Samuti on looduses laialt levinud dihapped, näiteks etaanhape ehk oblikhape . Tehnikas mängivad olulist rolli küllastumata happed, nendest oluilsemad küllastumata rasvhapped. Igapäeva elus on esindatud asendatud karboksüülhapped, mille alla kuulub piimhape, õunhape, viinhape ja sidrunhape . Neid leidub nii toidus kui ka jookides . Kõige tähtsamad on aminohaped, mis esinevad igas elusorganismis ja on asendamatud. (Ibid.: 24-25)

1.1. Etaanhape

Etaanhape on üks vanimaid happeid, mida inimkond tunneb. Rahvakeeli tuntakse seda hapet kui äädikhapet. Oma olemuselt ei ole see hape mürgine ja on tuntud igapäevaelus.
Etaanhape on terava lõhnaga ning läbipaistev vedelik. Ta lahustub hästi vees ning on kõrge konsentratsiooni juures söövitav. See hape tekib väga kergesti suhkruid sisaldavates vedelikes , näiteks vein. Veevaba äädikhape külmub +16°C juures, mistõttu nimetatakse puhast 99%-list etaanhapet jää-äädikhappeks. ( Toidukeemia esitlus; 27.04.16)
Etaanhappe valem on CH3COOH ning struktuurvalem näeb välja järgnev:
Etaanhape on tuleohtlik ja võib põhjustada tugevaid söövitusi. Aine on ärritava toimega ja sissehingamisel kahjustab hingamisteid. Nahale sattudes võib põhjustada haavu ja ville. Kõrgetel temperatuuridel võivad tekkida plahvatusohtlikud aurusegud. (Vikipeedia; 27.04.16)
Etaanhapet leidub eelkõige toiduainetes . See toodetakse puidu kuumutamisel ilma hapnikuta ja alkoholi kääritamisel. Äädikhapet kasutatakse keemiatööstuses lahustina ja toiduainetööstuses toidulisaainena E260. See on oluline toiduainete säilitamisel, maitsestamisel ja marineerimisel. See on osa protsessidest nagu, näiteks kurkide ja seente marineerimine ning tähtis maitseaine süldis, samuti pehmendab see liha marineerimisel kudesid . Argielus eemaldatakse äädihappe abil katlakivi ja peatatakse seintel hallituse levik. Söögiäädikaks nimetatakse 30%-list etaanhappe lahust. (Toidukeemia esitlus; 27.04.16)

2. SAHHARIIDID

Sahhariidideks nimetatakse süsivesikuid. Need on orgaaniliste ühendite kõige levinum klass. 70% eluslooduses esinevast süsinikust kuulub sahhariidide koostisesse. (Martma 2005: 33)
Sahhariidid jagunevad omakorda rühmadeks. Monosahhariidid on lihtsuhkrud , mille ahelas on tavaliselt viis kuni kuus süsiniku aatomit. Molekulis on lisaks üks karboksüülrühm ja mitu hüdroksüülrühma. Süsinikahel on tavaliselt hargnemata. Nime tunnuseks on lõppliide –oos. Seetõttu võib monosahhariide nimetada ka monoosideks. Kõige tuntumad on glükoos ehk viinamarjasuhkur C6H12O6 ja fruktoos ehk puuviljasuhkur C6H12O6. Olulised on ka nukleiinhapetesse kuuluvad sahhariidid riboos C5H10O5 ja desoksüriboos C5H10O4. Monosahhariidid käituvad sarnaselt alkoholidele ja karboksüülühenditele. Nad moodustavad molekulisiseseid tsükleid. (Tuulmets 2006: 74-75)
Oligosahhariidideks nimetatakse liitsuhkruid. Nad moodustuvad monosahhariidide molekulide omavahelisel liitumisel. Nendest tuntumad on laktoos ja sahharoos ehk harilik suhkur. Samuti võib moodustuda monosahhariidide molekulide liitumisel polüsahhariidid . (Martma 2005: 35)
Disahhariidid on kahest monosahhariidist moodustunud glükosiidid. Reaktsioonis reageerides käitub üks sahhariid kui alkohol . Nad on ühendatud omavahel hapnikuga, mida kutsutakse glükosiidsidemeks. Tuntumad sahhariidid on sahharoos, mis on moodustunud glükoosi ja fruktoosi liitumisel. Rahavakeeli on see tavaline suhkur ja seda leidub roo- või peedisuhkrus. Teine tuntuim on maltoos , mis on tekkinud kahe glükoosi liitumisel ning seda leidub linnasesuhkrus. Viimane tuntuim disahhariid on laktoos, mis on tekkinud galaktoosi ja glükoosi liitumisel ja leidub piimasuhkrus. (Tuulmets 2006: 80-81)
Polüssahhariid on monosahhariidide jääkidest koosnev pikk ahel. See on kõrgmolekulaarne ühend, mida nimetatakse polümeeriks. Need moodustuvad polükondensatsiooni teel, mis tähendab, et polüsahhhariidi tekkel eraldub igas vaheastmes vesi. Polüsahhariidid jaotatakse kolme gruppi. Struktuursed polüsahhariidi on need, millest bakterid, seened ja taimed ehitavad oma rakukesta, näiteks tselluloos . Varupolüsahhariidid on need, mille varal loomad ja taimed loovad energiavarusid, näiteks tärklis ja glükogeen. Muude ülesannetega polüsahhariidid moodustavad tarretisi, näiteks pektiinid puuviljades ja marjades. Viimast ei tohi ajada segamini želatiiniga. (Ibid.: 82)

2.2. Fruktoos

Fruktoosi avastas 1792. aastal Johann Tobias Lowitz viinamarjadest. Ta ei leidnud seda puhtal kujul, sest fruktoos kristalliseerub vesilahustes üsna halvasti. Sellega sai hakkama prantslane Dubrunfaut 1847. aastal, kes eraldas esimesena puhta fruktoosi. ( Kokassaar ; 28.04.16)
Fruktoosi tuntakse rahavakeeli puuviljasuhkruna. See on üks monosahhariididest ja on glükoosi isomeeriks. Ta on suhkrutest kõige magusam . Omadustel on puhas, kuiv fruktoos valge, magus, lõhnatu, kristalne tahke aine ja lahustub vees kõige paremini. (Vikipeedia; 28.04.16)
Fruktoosi leidub looduses peamiselt taimses materjalis, küpsetes viljades. Organismides esineb fruktoosi vabalt biomolekulide koostises. Seda saadakse sahharoosi lõhustamisel, näiteks mee kääritamisel. See on kolm korda magusam kui glükoos ja kasutatakse tavaliselt sahharoosi asemel, kuna väiksem kogus sisaldab vähem kaloreid . Tarbides fruktoosi suures koguses mõjub see pigem organismile kahjuna, takistades insuliini levikut. (Kokassaar; 28.04.16)
Fruktoosi valem on C6H12O6 ja tema tsükliline struktuurvalem näeb välja järgnev:
Fruktoosi kasutatakse jookides ja toidus lisaks suure magususe astmele ka seetõttu, et see on odavam. Looduslikult fruktoosi sisaldavad allikad on puuviljad, köögiviljad ja mesi. Nendes esineb ta kas monosahhariidina või disahhariidi kujul. (Vikipeedia; 28.04.16) Fruktoos imendub seedekulgas üsna aeglaselt ja põhjustab seedehäireid. Liigne fruktoosi ületarbimine põhjustab rasvumise. (Kokassaar; 28.04.16)

3. VALGUD

Valgud on polümeerid , mis koosnevad peamiselt kodeeritud aminohapete jääkidest. Need on omavahel seotud peptiidsidemetega. Kodeeritud tähendab seda, et igaühele vastab geneetilises koodis teatav sümbol ehk nendes salvestatakse geneetiline informatsioon. Geneetilist informatsiooni kantakse edasi ensüümide kaudu. (Tasku Tark kodulehekülg; 28.04.16)
Aminohapped on karboksüülhapped, mis sisaldavad lisaks karboksüülrühmale ka amino rühma –NH2. Kodeeritud aminohapeteks nimetatakse neid aminohappeid , millest koosnevad peaaegu kõik valgud.. Kokku on neid 20, mille hulka kuuluvad, näiteks glütsiin , alaniin, proliin jne. Kodeeritud aminohapped jagunevad omakorda asenamatuteks ja asendatavateks. Inimene hangib asendamatud aminohapped läbi toidu, et hoida kokku energiavarusid. Neid on kaheksa ja nad on kättesaadavad läbi loomse toidu. Asendatavad aminohapped suudab inimene ise sünteesida. (Ibid.; 28.04.16)
Peptiidid on bioloogiliselt olulised amiidid või polüamiidid, kus aminohapped on omavahel seotud amiidsidemega. Enamasti on need α-aminohapped. Oligopeptiidid on kahest kuni kümne aminohappest koosnevad peptiidid. Nende hulka kuuluvad antibiootikumid, hormoonid, aga ka ohtlikud mürkained. Polüpeptiidid on üle kümne aminohappe koosnevad peptiidid. (Tuulmets 2006: 101)
Valgud kuuluvad polüpeptiidide hulka, ent kõik ei pruugi olla tingimata valgud. Valke nimetatakse ka proteiiniks ja nad koosnevad ühest või mitmest omavahel seotud polüpeptiidiahelast. Valgumolekulid võivad isegi koosneda sadadest kuni tuhandetest aminohappejääkidest. Need valgud, mis koosnevad ainult aminohappejääkidest on lihtvalgud . Liitvalgud koosnevad lisaks aminohappejääkidele ka sahhariidist, rasvast või muu aine molekulist. Valgud lagunevad temperatuuri tõstmisel ehk sidemed katkevad ning moodustavad vees lahutudes kolloidlahuseid. Nad omavad mitmeid funktsioone organismis ja on osa bioloogiast . Valgud on organismi peamiseks ehitusmaterjaliks, reguleerivad biokeemiliste reaktsioonide kiirust, transpordivad hapniku kopsudest kõikidesse kudedesse ja on tähtsad hormoonid. (Ibid.: 101-102)

3.3. Metioniin

Metioniin kuulub asendamatute aminohapete hulka. Loomarakud ei suuda neid sünteesida, mistõttu peavad organimid omandama neid läbi toidu. Metioniini leidub suuremas koguses munades, kala- ja loomalihas ning mõnda liiki taimede seentes . Väga vähe leidub seda puu- ja köögiviljades. (Vikipeedia; 28.04.16)
Metioniini molekulvalem on HO2CCH(NH2)CH2CH2SCH3) ja selle struktuurvalem on järgnev:
Aminohape metioniin soodustab koliini sünteesi. Selle tõttu väheneb maksa rasvumise risk mitmesuguste haiguste korral. Samuti aitab metioniin aktiviseerida hormoone, immuunsüsteemi toimet ja aeglustab vananemisel esinevate pigmendi laikude tekke nahal. See on vajalik element ka naha-, juuste-, ja küünevalkude moodustumisel. (Tervis 24 apteegiabi kodulehekülg; 28.04.16)
Metioniini madal tase organismis võib põhjustada depressiooni või selle süvenemist, allergiaid ja samuti suurendada mürkide kogust organismis. Viimase puhul omabki metioniin olulist rolli mürkainete kahjutuseks tegemisel. See protsess vähendab stressi ning aitab vältida nõrkust ja väsimust. (Ibid.; 28.04.16)
Kokkuvõttes annab metioniin energiat, on hea ainevahetusele, maksale, põiele, rakkudele, vananemise vastu, smauti küüntele, nahale, juustele ja immuunsüsteemile. (Ibid.; 28.04.16)

4. TABEL TARBITAVA TOIDU KOHTA

4.1. Päev 1

Nr.
Toiduaine
Kogus (g)
Koostisosa
Aine klass
1
Sai teraviljadega
46 g (2 tk)
Nisujahu , vesi, kaerahlebed, õun, päevalilleseemned , siirup , pärm , nisugluteen, rapsiõli , rukkilinnased , odralinnaseekstrakt
Sisaldab nii valke, rasvu kui ka sahhariide
2
Juust
34 g (2 tk)
Pastöriseeritud piim, bakterjuuretis, keedusool , lisaained
Valgud
3
Või
7 g
Vesi, taimsed õlid , petipiimapulber, tärklis, sool, happesuse regulaator , lämmastik, toiduvärv
Karboksüülhapper (küllastumata rasvhapped)
4
Kotletipihv
100 g
Kana -broileri lihasmass , vesi, sojavalk , porgand , tärklis, sool, lõhna- ja maitseained , muna
Valgud
5
Salatilehed (roheline)
20 g
6
Leib
68 g (2 tk)
Rukkijahud, joogivesi , päevalilleseemned, nisujahu, suhkur, rukkilinnasejahu, odralinnaseekstrakt, linaseemned , nisuvalk, pärm, sool
Sisaldab nii valke kui ka sahhariide
7
Kuskuss herneste, rohelise ja valge ubaga
50 g
Jahvatatud, kõvanisu, rohelised herned , rohelised ja valged oad, sool, maitseained
Enamasti valgud
8
Linnupiimakommid
45 g
Suhkur, šokolaad , piimarasv, letsitiin , vesi, glükoos, margariin , vahustatud munavalgepulber , säilitusained
Sahhariidid
9
Kohuke
43 g
Kohupiim, suhkur, glasuur , taimne rasv , kakaomass, vadakupulber , lõhna- ja maitseained, emulgaator (letsitiin)
Sahhariidid
10
Kartul
170 g
Mineraalained , vitamiinid, tärklis
Sahhariidid
11
Mini-lihapallid toorjuustutäidisega
50 g (4 tk)
Sealiha , vesi, toorjuustutäidis, veiseliha , sibul, sojavalk, sool, vürtsid
Valgud
12
Muna
1 tk
Valgud
13
Õun
200 g
(Karboksüülhapped)
14
Tomat + kurk
70 + 60 g
15
Hapukoor
2 tl
Rõõsk koor, juuretis
Karboksüülhapped (küllastumata rasvhapped)
16
Tee
250 ml
Vesi, passion- vaarika teepakk
17
Kohv
250 ml
Vesi, Nescafe kohv, piim
Piim on valk
18
Mahlajook
200 ml
Ei sisalda säilitusaineid, joogivesi, suhkur, ploomimahl ja viinamarjamahl konsentreeritud mahlast, sidrunhape, lõhna- ja maitseained
Sahhariidid
19
Vesi
2-2,2 l
Vesi

4.2. Päev 2

Nr.
Toiduaine
Kogus (g)
Koostisosa
Aine klass
1
Sai teraviljadega
23 g (1 tk)
Nisujahu, vesi, kaerahlebed, õun, päevalilleseemned, siirup, pärm, nisugluteen, rapsiõli, rukkilinnased, odralinnaseekstrakt
Sisaldab nii valge, rasvu kui ka sahhariide
2
Juust
17 g (1 tk)
Pastöriseeritud piim, bakterjuuretis, sool, lisaained
Valgud
3
Või
4 g
Vesi, taimsed õlid, petipiimapulber, tärklis, sool, happesuse regulaator, lämmastik, toiduvärv
Karboksüülhapper (küllastumata rasvhapped)
4
Kohv
250 ml
Vesi, Nescafe kohv, piim
Piim on valk
5
Kohuke
45 g
Kohupiim, glasuur, suhkur, kakaomass, kakaovõi , kakaopulber, sojaletsitiin, lõhna- ja maitseained
Sahhariidid
6
Viineripirukad sinepi-kurgitäidisega
160 g
Viiner , nisujahu, margariin, võirasvad, sinepi-kurgitäidis, vesi, muna, suhkur, pärm, sool
Sisaldab nii valke, sahhariide kui ka rasvu
7
Köögivilja-püreesupp
150 g
Kõrvits , kartul, porgan, sulatatud juust, sool
Sisaldab sahhariide ja valke
8
Must leib
20 g
Rukkis, joogivesi, nisujahu, suhkur, sool, pärm
Sisaldab nii sahhariide kui ka valke
9
Kummikommid
100 g
Suhkur, glükoosisiirup, happesuse regulaatorid (piimhape, õunhape), želatiin, lõhna- ja maitseained, konsentraat, toiduvärvid
Sahhariid, aga sisaldab karboksüülhappeid
10
Täisterapasta
210 g
Täisterajahu
Sisaldab sahhariide ja valke
11
Suitsusink
100 g
Seavälisfilee, vesi, sool, happesuse regulaator, glükoos, lõhna- ja maitseained, säilitusained, veisevalk
Sisaldab valke, sahhariide ja karboksüülhappeid
12
Tomat+Kurk
120 g
13
Mahlajook
250 ml
Ei sisalda säilitusaineid, joogivesi, suhkur, ploomimahl ja viinamarjamahl konsentreeritud mahlast, sidrunhape, lõhna- ja maitseained
Sahhariidid
14
Jogurt
330 g
Pastöriseeritud piim, suhkur, rõõsk koor, maitselisand, želatiin, pektiin , jogurtipakterite juuretis
Valgud
15
Vesi
2—2,5 l

4.3. Küsimused tabeli põhjal

Kas tarbitud toiduainete klassid ja kogused vastavad täiskasvanud päevanormile? Esimene päev tarbisin keskmiselt 250 grammi valke, 240 grammi sahhariide ja 22 grammi karbosküülhappeid, mis sisaldab ka küllastumata rasve. Teine päev tarbisin keskmiselt 470 grammi valke, 320 grammi sahhariide ja 15grammi karboksüülhappeid, mis sisaldab ka küllastumata rasvu. Andmed on ligikaudsed, kuna ei arvutanud välja täpset aine sisaldust toiduaines. Ma arvan, et minu toidunorm päevas vastab normile.
Kas tarbitud suhkru ja soola kogus oli normaalne? Jah, see on normaalne. Kuna tarbin suhkurt puhtal kujul vähe, siis arvan, et ei ületa sellega normi. Samuti ka soolaga, see on eelkõige toiduainete sees juba olemas, toidu maitsestamisel eelistan vähesoolaseid toite. Suhkru ja soola taset aitab tasakaalustada õiges koguses joogivee joomine.
Mida ma võiks teisiti tarbida? Kindlasti leian, et saan oma toitumisharjumustes midagi muuta. Eelkõige peaksin piirama kahjulikke sahhariidide sisaldavate toiduainete tarbimist. Samuti jälgima toidus olevate küllastumata rasvhapete kogust. Toitumisega saab väga palju teha head organismi jaoks ning võimaldada endale tervislik eluviis.

KASUTATUD KIRJANDUS

Kokassaar. U. Mis on suhkrustki magusam? URL= http://www.loodusajakiri.ee/eesti_loodus/EL/vanaweb/0011/fruktoos.html . 28. aprill 2016 .
Martma. K. 2005. Orgaaniline keemia. Lühikonspekt gümnaasiumile. Tallinn.
Saltzman. M. D. Friedrich Wöhler. URL= http://www.chemistryexplained.com/Va-Z/W-hler-Friedrich.html . 27. aprill 2016.
Tasku Tark. Karboksüülhapped. URL= http://www.taskutark.ee/m/karboksuulhapped-2/?auth=dGFza3V0YXJr . 27. aprill 2016.
Tasku Tark. Valgud. URL= http://www.taskutark.ee/m/valgud-2/?auth=dGFza3V0YXJr . 28. aprill 2016.
Toidukeemia. Karboksüülhapped. URL= toidukeemia.weebly.com/uploads/9/4/6/7/.../10_karbokslhapped.pdf. 27. aprill 2016.
Tuulmets. A. 2006. Orgaaniline keemia. Õpik gümnaasiumile. Tallinn: Avita.
Vikipeedia. Etaanhape. URL= https://et.wikipedia.org/wiki/Etaanhape . 27. aprill 2016.
Vikipeedia. Fruktoos. URL= https://et.wikipedia.org/wiki/Fruktoos . 28. aprill 2016.
Vikipeedia. Metioniin. URL= https://et.wikipedia.org/wiki/Metioniin . 28. aprill 2016.