Kohlenhydrate - Stoffchemie
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Questions and Answers

Welches der folgenden Sugarnamen weist auf einen Polyhydroxy-Aldehyd hin?

  • Dihydroxyaceton
  • 1,3-Dihydroxy-propanon
  • 2,3-Dihydroxy-propanal (correct)
  • Glucose (correct)

    • Welche Fachbegriffe beschreiben die zwei Formen von Glucose?

  • D- und L-Dihydroxyaceton
  • D-Glucose und L-Glucose (correct)
  • D-Glycerinaldehyd und L-Glycerinaldehyd
  • D- und L-Ethanol

    • Was ist eine Voraussetzung für die Existenz von Enantiomeren?

  • Ein C-Atom muss zwei identische Gruppen haben.
  • Ein C-Atom muss vier verschiedene funktionelle Gruppen haben. (correct)
  • Ein C-Atom muss ein Carbonylgruppe besitzen.
  • Ein C-Atom muss mit Wasserstoff verknüpft sein.

    • Wie viele C-Atome hat eine Hexose?

    <p>6</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über Enzyme und ihre Substrate ist korrekt?

    <p>Verschiedene Enzyme haben unterschiedliche spezifitäten für Enantiomere.</p> Signup and view all the answers

    Welche Zuckerart gehört zur Gruppe der Tetrosen?

    <p>Erythrose</p> Signup and view all the answers

    Was kennzeichnet eine Keto-Form eines Zuckers?

    <p>Eine Carbonylgruppe innerhalb der Kette.</p> Signup and view all the answers

    Welche dieser Verbindungen hat keine Enantiomere?

    <p>Dihydroxyaceton</p> Signup and view all the answers

    Welche Strukturform der Glucose weist keine Verzweigungen auf?

    <p>Cellulose</p> Signup and view all the answers

    Warum sind Menschen nicht in der Lage, Cellulose zu verdauen?

    <p>Weil β-Glucosidase im Körper fehlt.</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht mit Zuckern, wenn sie auf Temperaturen über 100°C erhitzt werden?

    <p>Sie karamelisieren und bilden Geschmackstoffe.</p> Signup and view all the answers

    Welche Bindungstypen sind in Amylopektin vorhanden?

    <p>α1→6- und α1→4-Bindungen</p> Signup and view all the answers

    Welche Zuckerarten sind typischerweise in Lebensmitteln enthalten?

    <p>Laktose und Maltose</p> Signup and view all the answers

    Was sind Maillard-Produkte?

    <p>Produkte, die aus der Kombination von Zuckern und Aminosäuren bei trockener Erhitzung resultieren.</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Polysaccharide hat ausschließlich α1→4-Bindungen?

    <p>Amylose</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft von Zuckern ist für die Aromabildung verantwortlich?

    <p>Die Möglichkeit zur Maillard-Reaktion.</p> Signup and view all the answers

    Welches Molekül stellt die wichtigste Energiequelle im Stoffwechsel dar?

    <p>Glukose</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff 'Anomerie' in Bezug auf Kohlenhydrate?

    <p>Die Isomerie bei Zuckern, die sich auf die Position der Hydroxylgruppen bezieht</p> Signup and view all the answers

    Was sind Monosaccharide chemisch betrachtet?

    <p>Aldehyde oder Ketone eines mehrwertigen Alkohols</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Kohlenhydrate ist nicht korrekt?

    <p>Kohlenhydrate sind essentielle Nährstoffe.</p> Signup and view all the answers

    Welche glycosidische Bindung ist für die Bildung von Polysacchariden zuständig?

    <p>Glykosidische Bindung</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit Stärke beim Lösen und Erhitzen?

    <p>Sie verändert ihre Struktur und kann wasserlöslich werden.</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Folgen der glycosidischen Bindungsarten zwischen Monosacchariden?

    <p>Bestimmen die Konsistenz und Löslichkeit der resultierenden Polysaccharide.</p> Signup and view all the answers

    Welches ist kein Beispiel für ein Monosaccharid?

    <p>Laktose</p> Signup and view all the answers

    Was sind die Hauptspeicherstoffe in Säugetieren und Pflanzen?

    <p>Glykogen und Stärke</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Stärke ist unverzweigt?

    <p>Amylose</p> Signup and view all the answers

    Wie bindet Stärke Wasser?

    <p>In amorphen Bereichen des Amylopektins</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit der Stärke, wenn sie über die Verkleisterungstemperatur erhitzt wird?

    <p>Amylose wird herausgelöst und die Granula quellen auf</p> Signup and view all the answers

    Welche Temperatur ist erforderlich, damit Amylopektin aus den Stärkekörnern austritt?

    <p>Über 100°C</p> Signup and view all the answers

    Warum sind Inuline nicht verdaulich?

    <p>Die nötigen Enzyme fehlen</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei der Retrogradation von stärkehaltigen Lösungen?

    <p>Es entstehen Gele, die ein Netzwerk bilden.</p> Signup and view all the answers

    Welche Bindung spaltet die Saccharase-Isomaltase?

    <p>α1→6-Bindung</p> Signup and view all the answers

    Was sind Beispiele für resistente Stärke?

    <p>Rohe Kartoffeln</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff 'Verkleisterung' von Stärke?

    <p>Irreversible Veränderungen bei Erhitzen in Wasser</p> Signup and view all the answers

    Welcher Stoff ist in vielen Verarbeitungsprozessen unerwünscht?

    <p>Farb- und Aromastoffe</p> Signup and view all the answers

    Wie wird die Abbaubarkeit von Stärke durch α-Amylase bei frisch gekochten, stärkehaltigen Speisen beschrieben?

    <p>Rasch und vollständig</p> Signup and view all the answers

    Welcher Faktor beeinflusst den glykämischen Index von Lebensmitteln?

    <p>Die Formen der enthaltenen Stärke</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Amylopektin-Gele ist korrekt?

    <p>Sie lassen sich bei Temperaturen zwischen 25 und 95°C verflüssigen.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Zugänglichkeit der Stärke in Lebensmitteln?

    <p>Den glykämischen Index</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Optionen ist NICHT ein Beispiel für resistente Stärke?

    <p>Gekochte Spaghetti</p> Signup and view all the answers

    Wie viel Prozent der Glucose liegt in der β-Form vor?

    <p>2/3</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt α-D-Glucopyranose?

    <p>Es ist gleichbedeutend mit α-D-Glucose.</p> Signup and view all the answers

    Welche Bindung resultiert aus der Reaktion einer OH-Gruppe eines Monosaccharids mit einem Alkohol?

    <p>Glykosidische Bindung</p> Signup and view all the answers

    Was ist das Hauptmerkmal einer α-glycosidischen Bindung?

    <p>Sie resultiert aus einer Kondensationsreaktion.</p> Signup and view all the answers

    Welches dieser Disaccharide ist der wichtigste Energielieferant für Säuglinge?

    <p>Lactose</p> Signup and view all the answers

    Was sind Furanosen?

    <p>5er-Ringe mit O-Atomen.</p> Signup and view all the answers

    Welche Verbindung entsteht aus Glucosyl- und Fructosylgruppen?

    <p>Saccharose</p> Signup and view all the answers

    Was kennzeichnet die α- und β-Formen von Zuckern?

    <p>Sie können sich über die offene Form ineinander umwandeln.</p> Signup and view all the answers

    Wie wird Isomaltose chemisch beschrieben?

    <p>α-D-Glucopyranosyl-(1→6)-D-Glucopyranose</p> Signup and view all the answers

    Welche Art von Bindung liegt zwischen den Zuckern in der Saccharose vor?

    <p>α(1→2) Bindung</p> Signup and view all the answers

    Welches Element wird in der Ringschlussreaktion der Glucose integriert?

    <p>Oxygen</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht bei der glykosidischen Bindung von zwei Monosacchariden?

    <p>Es entsteht ein Disaccharid.</p> Signup and view all the answers

    Was ist Raffinose?

    <p>Ein nicht spaltbares Oligosaccharid.</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt die Struktur von Pyran?

    <p>Es ist ein 6er-Ring mit einem O-Atom.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Lernziele

    • Die Studierenden kennen die Nomenklatur der Kohlenhydrate und können Kohlenhydratarten eindeutig benennen.
    • Sie können die Begriffe Enantiomerie und Anomerie erklären und Beispielmoleküle benennen.
    • Die Studierenden kennen glycosidische Bindungsarten zwischen Monosacchariden und deren Konsequenzen auf die Digestion und Resorption bedeutsamer Oligo- und Polysaccharide.
    • Sie können erklären, wie Stärke beim Lösen und Erhitzen verändert wird und welche physiologischen Effekte dies zur Folge hat.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Wissenswertes

    • Kohlenhydrate sind keine essentiellen Nährstoffe. Der Organismus kann sie selbst aufbauen.
    • Kohlenhydrate sind die wichtigste Energiequelle im Stoffwechsel.
    • Das wichtigste Kohlenhydrat im Stoffwechsel ist Glucose.
    • Jede Zellart kann Glucose zur Energiegewinnung nutzen.
    • Einfache Kohlenhydratbausteine (Monosaccharide) können über glykosidische Bindungen zu grossen Speicher- und Strukturmolekülen (Polysaccharide) verknüpft werden.

    Wichtige Monosaccharide = Einfachzucker

    • Glucose, Fructose und Galactose sind wichtige Monosaccharide. (Bilder zeigen die Molekülstrukturen)

    Was sind Zucker chemisch betrachtet?

    • Zucker sind Aldehyde bzw. Ketone von mehrwertigen Alkoholen. (Bilder zeigen die chemischen Strukturen von Primär-, Sekundär-Alkoholen, Aldehyd und Keton)

    Was ist das?

    • 2,3-Dihydroxy-propanal und 1,3-Dihydroxy-propanon werden als Beispiele für Zucker aufgeführt. (Bilder zeigen die chemischen Strukturen)

    Nomenklatur der Zucker

    • Zucker erkennt man an der Endung «-ose».
    • Einteilung nach Position der Carbonylgruppe:
      • Polyhydroxy-Aldehyde = Aldosen
      • Polyhydroxy-Ketone = Ketosen
    • Einteilung nach Kettenlänge:
      • 3 C-Atome = Triosen
      • 4 C-Atome = Tetrosen
      • 5 C-Atome = Pentosen
      • 6 C-Atome = Hexosen
      • 7 C-Atome = Heptose

    Was sind das – gemäss Nomenklatur?

    • Bilder von Glucose, Fructose und Galactose, die mit ihren chemischen Namen versehen sind.

    Glucose hat zwei Enantiomere

    • D-Glucose und L-Glucose sind die Enantiomere von Glucose.
    • In der Natur kommt fast ausschliesslich die D-Glucose vor.
    • Aminosäuren liegen fast ausschliesslich in der L-Form vor.

    Bedeutung der D- und L-Enantiomere

    • Viele Enzyme sind spezialisiert auf ein Enantiomer als Substrat.
    • Unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeiten, unterschiedliche Wirksamkeit von Medikamenten und unterschiedliche chemisch/physiologische Eigenschaften sind ebenfalls relevant.
    • Beispiele: L-Valin schmeckt bitter, D-Valin süß.
    • L-Carvon (Kümmelgeruch) und D-Carvon (Minzegeruch)

    In welcher räumlichen Anordnung liegen Zucker vor?

    • Zucker liegen in über 99% der Fälle als Ringform vor.
    • Halbacetal= Reaktion einer Aldehydgruppe mit einer Alkoholgruppe, Ringschluss der Glucose findet zwischen C1 und C5 statt.

    Bei Ringschluss sind zwei räumliche Formen möglich (= Anomerie)

    • Es entstehen a- und β-Anomere.
    • Die Anomere können sich über die offene Form ineinander umwandeln.
    • 2/3 der Glukose liegt in der β-Form, 1/3 in der α-Form.

    Was ist denn α-D-Glucopyranose?

    • Zucker können in 5er- oder 6er-Ringen vorliegen.
    • 6er-Ringe werden Pyrane genannt (mit einem im Ring integrierten O-Atom).
    • α-D-Glucopyranose ist die exakte Bezeichnung der α-D-Glukose.

    Fructose gibt's in zwei Ringformen

    • Furane = 5er-Ringe mit einem im Ring integrierten O-Atom.
    • D-Fructofuranose und D-Fructopyranose werden als Beispiele für Ringformen gezeigt.

    Vom Mono- zum Polysaccharid – die Glykosidische Bindung

    • Reagiert eine OH-Gruppe eines Monosaccharids mit einem Alkohol unter Abspaltung von Wasser, entsteht ein Glykosid (Spezialfall eines Ethers).
    • Falls beide Verbindungen Monosaccharide sind, wird die Verbindung Disaccharid genannt.
    • Über die glycosidische Bindung wird jeweils der nächste Zucker «angebaut» bis zum Polysaccharid.

    Mögliche Verknüpfungsarten zwischen Zuckern

    • α- und β-glycosidische Bindung.
    • Beide Formen sind über C1 (links) und C4 (rechts) verbunden.

    Biochemisch wichtige Disaccharide / 1 und /2

    • Maltose, Isomaltose, Lactose und Saccharose werden als biochemisch wichtige Disaccharide aufgeführt.
    • Die jeweilige Struktur und die beteiligten Monosaccharide werden gezeigt.

    Wichtige Di- und Oligosaccharide im Überblick

    • Liste wichtiger Di- und Oligosaccharide mit ihren Monosacchariden und Bindungsarten, die auch in verschiedenen Lebensmitteln vorkommen.
    • Oligosacharide wie Raffinose, Stachyose und Verbascose werden ebenfalls aufgeführt.

    Für alles gibt's ein Mittelchen…

    • Vorstellung von Oligase 600 als Nahrungsergänzungsmittel mit Enzymen, die die Verdauung von Kohlenhydrate unterstützen.

    Polysaccharide

    • Beschreibung von Polysacchariden als wichtige Kohlenhydratklasse.
    • Struktur verschiedener Polysaccharide (Stärke, Glykogen, Cellulose, Inulin).

    Vom Di- zum Polysaccharid / 1 und /2

    • Stärke und Glykogen (Amylose, Amylopektin) werden detailliert beschrieben.
    • Aufbau und Eigenschaften von Cellulose.

    Eigenschaften von Zuckern und Stärke - im Organismus und im Kochtopf

    • Eigenschaften von Zuckern und Stärken werden im Zusammenhang mit Stoffwechsel und Kochen beschrieben

    Welche Zuckerarten kommen in Lebensmitteln vor?

    • Darstellung von Graphen, die die Häufigkeit verschiedener Zuckerarten in verschiedenen Lebensmitteln anzeigt.

    Erhitzungsprodukte von Zuckern

    • Karamelisierung von Zuckern und bei Erhitzungbildung von Maillard-Produkten werden beschrieben.

    Polysaccharide als Speicherstoffe

    • Glykogen in Säugetieren und Stärke in Pflanzen (Amylose und Amylopektin) werden als Speicherstoffe vorgestellt.
    • Inuline als spezielle Polysaccharide in Pflanzen werden beschrieben.

    Was passiert beim Kochen von Pasta und Kartoffeln?...

    • Veränderungen beim Kochen von Pasta und Kartoffeln, Wasserbindung und die Auswirkungen beim Verzehr.

    Verkleisterung

    • Veränderungen in Stärke beim Erhitzen, die Abbaubarkeit durch Amylase.

    Zersetzung der Stärkekörner

    • Bedingungen für die Zersetzung der Stärkekörner und der daraus entstehende Vorgang.

    Retrogradation

    • Beschreibung des Prozesses der Retrogradation beim Abkühlen stärkehaltiger Lösungen.

    Abbaubarkeit von Stärke durch α-Amylase

    • Übersicht über die Abbaubarkeit von Stärke durch α-Amylase in verschiedenen Lebensmitteln.

    Der Glykämische Index

    • Einführung des glykämischen Index und seiner Bedeutung bei der Beurteilung der Stärke in Lebensmitteln.
    • Bezug zu einer internationalen Tabelle.

    Kohlenhydrate - Stoffchemie - Videos zur Repetition

    • Liste der Lernvideos mit entsprechenden Links, die als Wiederholungsmaterial dienen.

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    Description

    In diesem Quiz werden die grundlegenden Konzepte der Kohlenhydrate und deren chemische Eigenschaften behandelt. Die Studierenden lernen die Nomenklatur der Kohlenhydrate sowie die wichtigen Begriffe wie Enantiomerie und Anomerie. Zudem wird das Verständnis für glykosidische Bindungen und deren Bedeutung in der Ernährung gefördert.

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