Классификация углеводов и их характеристика

Классификация углеводов

Классификация углеводов

Углеводы имеют множество разновидностей. Это обязательно стоит учитывать при составлении пищевого рациона. Классификация углеводов делится на простые и сложные или быстрые и медленные.

К простым или быстрым углеводам относят следующие:

1. Моносахариды. В эту категорию входят галактоза, фруктоза, глюкоза. Данные компоненты присутствуют в ягодах, фруктах, меде. Такие вещества быстро усваиваются и резко увеличивают содержание сахара в крови. Как следствие, в тканях образуется гликоген, который требуется для энергии. При ее избытке вещества образуют жировые отложения. Чтобы избежать негативных последствий, количество моносахаридов должно составлять не больше 25-35 % общего объема углеводов, которые были съедены в течение дня.
2. Дисахариды. К ним преимущественно относят сахарозу, которую включает обычный сахар, и мальтозу. Этот компонент присутствует в солоде, патоке, меде. Также он имеется в составе молочного сахара.

К сложным или медленным углеводам относят полисахариды. Эти вещества включают большое количество моносахаридов. Они усваиваются долгое время и обладают менее сладким вкусом, чем простые углеводы.К основным полисахаридам относят следующее:

1. Крахмал и гликоген. Эти вещества присутствуют в злаках, бобовых, картофеле, кукурузе.
2. Клетчатка. Элемент содержится в крупах, семечках, овощах, фруктах, отрубях.
3. Целлюлоза. Компонент включают салатные листья, яблоки, груши, морковь.
4. Пектин. Вещество присутствует в моркови, капусте, цитрусовых фруктах, клубнике.
5. Инулин. Элемент содержится в цикории, луке, ячмене, чесноке.

Основное достоинство сложных углеводов заключается в медленном насыщении организма. Благодаря этому чувство голода не возникает раньше времени.

Примечания

1. ↑ . Фоксфорд. Дата обращения: 28 ноября 2023.
2. . Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 29 ноября 2023.
3. ↑ . Якласс. Дата обращения: 29 ноября 2023.
4. ↑ Лукашев Н. В. . Teach-in: лекции учёных МГУ. Дата обращения: 9 декабря 2023.
5. ↑ Лукашев Н. В. . Trach-in: лекции учёных МГУ. Дата обращения: 9 декабря 2023.
6. ↑
7. ↑ . Российская электронная школа. Дата обращения: 29 ноября 2023.
8. ↑
9. ↑
10. ↑ . Большая российская энциклопедия (19 мая 2023). Дата обращения: 9 декабря 2023.
11. ↑ . Подготовка к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам. Дата обращения: 29 ноября 0202.
12. ↑ . Фоксфорд. Дата обращения: 30 ноября 2023.
13. ↑ . Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 9 декабря 2023.
14. ↑ . Фоксфорд. Дата обращения: 30 ноября 2023.
15. ↑ . Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 31 октября 2023.
16. ↑ . Большая российская энциклопедия (22 января 2023). Дата обращения: 9 декабря 0202.
17. . Научная библиотека избранных естественно-научных изданий. Дата обращения: 30 ноября 2023.
18. ↑ . Образовака.ru. Дата обращения: 30 ноября 2023.
19. ↑ . Фоксфорд. Дата обращения: 30 ноября 2023.
20. ↑
21. ↑
22. ↑
23. ↑
24. ↑
25. . Якласс. Дата обращения: 10 декабря 2023.

ЧТО БУДЕТ, ЕСЛИ ИСКЛЮЧИТЬ УГЛЕВОДЫ ИЗ РАЦИОНА?

Исключить углеводы полностью нельзя, потому что в любом продукте содержатся все макронутриенты: и белки, и жиры, и углеводы. Просто где-то их больше, а где-то меньше.

Низкоуглеводные диеты приносят результат в краткосрочной перспективе, например, диета Дюкана или Аткинса. Ведь когда мы снижаем потребление углеводов, в крови выравнивается уровень глюкозы и уходит вес. Но вес уходит из-за потери жидкости, а не жира, так как 1 грамм углеводов задерживает 4 грамма воды. Вместе с жидкостью уходят и электролиты — калий, натрий, литий — и наступает обезвоживание. Прибавьте сюда плохое самочувствие, ведь наши клетки не питаются глюкозой, а значит организм испытывает слабость, головокружение, апатию, снижение концентрации.

Если продолжать низкоуглеводную диету, сначала клетки будут брать энергию из гликогена, а когда он закончится, то возьмутся за белки. Так начнут разрушаться мышцы, и продукты их распада начнут окислять организм. Обычно продукты окисления быстро удаляются из организма, но при голодании или низкоуглеводной диете они задерживаются, и это приводит к появлению в моче ацетоуксусной кислоты и ацетона. Поэтому самый здоровый вариант — умеренное употребление углеводов и баланс КБЖУ.

I. Реакции по карбонильной группе

1.Окисление.

a)Как и у всех альдегидов, окисление моносахаридов
приводит к соответствующим кислотам. Так, при окислении глюкозы аммиачным
раствором гидрата окиси серебра образуется глюконовая кислота (реакция
«серебряного зеркала»).

D- глюкоза

+ 2[Ag(NH3)2]OH

аммониевая сольD- глюконовой кислоты

+ 2AgЇ + 3NH3 + H2O

b)Реакция моносахаридов с гидроксидом меди при
нагревании так же приводит к альдоновым кислотам.

D- галактоза

+ 2Cu(OH)2

D- галактоновая кислота

+ Cu2OЇ + 2H2O

c)Более сильные окислительные средства окисляют в
карбоксильную группу не только альдегидную, но и первичную спиртовую группы,
приводя к двухосновным сахарным (альдаровым) кислотам. Обычно для такого
окисления используют концентрированную азотную кислоту.

D- глюкоза

HNO3(конц.) –––––––

сахарная (D- глюкаровая) кислота

2.Восстановление.

Восстановление сахаров приводит к
многоатомным спиртам. В качестве восстановителя используют водород в
присутствии никеля, алюмогидрид лития и др.

D- глюкоза

LiAlH4 ––––

D- сорбит

3.Несмотря на схожесть химических свойств моносахаридов
с альдегидами, глюкоза не вступает в реакцию с гидросульфитом натрия (NaHSO₃).

Виды углеводов

Органические вещества из группы углеродов делятся на две большие группы — простые и сложные. Первые еще называют быстрыми либо легкоусвояемыми, а вторые — медленными.

Простые углеводы

Отличаются простым составом и быстро усваиваются в организме. Такая особенность углевода приводит к резкому повышению глюкозы в крови. Реакцией организма на употребление простых углеводов становится крупный выброс инсулина — гормона, который ответственен за продуцирование поджелудочной железы.

Уровень сахара под воздействием инсулина снижается ниже стандартной нормы. Таким образом, человек, который недавно съел продукты, богатые простыми углеводами, уже довольно быстро начинает испытывать чувство голода. Кроме того, преобразование молекул сахара в подкожный жир происходит в соотношении один к двум.

Если злоупотреблять пищей, которая богата быстрыми углеводами, это приведет к следующим неблагоприятным последствиям:

• постоянному ощущение голода и желаниюперекусить;
• повреждению инсулином кровеносных сосудов;
• быстрому износу поджелудочной;
• повышению риска развития сахарного диабета.

Эти негативные воздействия стали главной причиной того, что данные углеводы стали называть вредными либо нежелательными.

Сложные углеводы

Медленные органические соединения, которыми являются клетчатка, гликоген, крахмал, действуют на организм совершенно иным образом. Вещества, входящие в данную группу, обладают сложным составом, а, значит, скорость их усвоения гораздо ниже, чем у быстрых. Данные соединения имеют высокую пищевую ценность и поэтому концентрация сахара практически не повышается, а, следовательно, человек длительное время чувствует сытость.

Поскольку концентрация сахара не слишком высокая, печень успевает его перерабатывать. Это значит, что он практически полностью преобразуется в энергетические ресурсы, а не откладывается в жировые отложения. Таким образом, сложные углеводы не приносят никакого вреда организму, то есть являются полезными.

Какую роль в организме выполняют углеводы

Углеводы – это органические соединения, которые присутствуют во всех клетках человеческого организма. Фактически это сахар, так как эти соединения состоят из сахарных единиц.

Несмотря на современную тенденцию, согласно которой человеку рекомендуют отказаться от углеводов, они играют огромную роль, наряду с жирами и белками, в нормальной работе организма. Польза полностью зависит от их количества.

Зачем нужны углеводы человеку:

• для нормальной работы сердца;
• для стимулирования работы головного мозга;
• для стабилизации пищеварительного процесса;
• для укрепления иммунитета;
• для формирования хрящевой и костной ткани;
• для предотвращения появления тромбов;
• чтобы в желудке появлялись положительные бактерии;
• чтобы организм мог спокойно вывести токсины и шлаки.

По этим причинам, углеводы в обязательном порядке должны присутствовать в рационе. Они помогают улучшить настроение и избавиться от депрессии. Проще говоря, если полностью отказаться от употребления углеводов, то постепенно будут отказывать все системы организма и органы, так как будет нарушен метаболический процесс в организме.

Скорость усвоения углеводов напрямую зависит от гликемического индекса продуктов питания. Чем меньше ГИ, тем медленнее усваиваются углеводы.

III. Специфические реакции

Кроме приведенных выше, глюкоза характеризуется и
некоторыми специфическими свойствами — процессами брожения. Брожением
называется расщепление молекул сахаров под воздействием ферментов (энзимов).
Брожению подвергаются сахара с числом углеродных атомов, кратным трем.
Существует много видов брожения, среди которых наиболее известны следующие:

a)спиртовое
брожение

C₆H₁₂O₆2CH₃–CH₂OH(этиловыйспирт) + 2CO₂­

b)молочнокислое
брожение

C6H12O62CH3–

CH–СОOH(молочная кислота)IOH

c)маслянокислое брожение

C₆H₁₂O₆ CH₃–CH₂–СН₂–СОOH(маслянаякислота) + 2Н₂­ + 2CO₂­

Упомянутые виды брожения, вызываемые микроорганизмами, имеют широкое
практическое значение. Например, спиртовое – для
получения этилового спирта, в виноделии, пивоварении и т.д., а молочнокислое –
для получения молочной кислоты и кисломолочных продуктов.

Полисахариды

Полисахариды – природные углеводы, которые состоят из множества остатков моносахаридов. Для полисахаридов характерна высокая молекулярная масса. Они содержат тысячи остатков моносахаридов, между которыми располагаются гликозидные связи.

Крахмал и целлюлоза

Также в число полисахаридов входит гликоген, который синтезируется в человеческих или животных организмах с помощью биохимических превращений из углеводов растений.Его строение схоже с крахмалом, т.к. он тоже состоит из остатков α-глюкозы.

Физические свойства полисахаридов

Полисахариды – аморфные соединения. Они не растворимы в спирте и неполярных растворителях, но некоторые представители полисахаридов растворимы в воде. Например, амилоза при взаимодействии с водой образует коллоидные растворы, а пектин формирует гели. Такие макромолекулы как клетчатка и хитин совсем не растворяются с водой.

Химические свойства полисахаридов

Гидролиз полисахаридов протекает в разбавленных минеральных кислотах. Эта реакция характеризуется разрывом гликозидных связей.

(C₆H₁₀O₅)_n + n H₂O → n C₆H₁₂O₆

Гидролиз крахмала и целлюлозы до глюкозы («осахаривание») и ее брожение используются в производстве этанола, некоторых кислот и других продуктов.

Применение полисахаридов

Сложные углеводы широко применяются в промышленности и медицине. Например, крахмал используют при добывании глюкозы и спирта, а также при изготовлении клея пластмасс. Из целлюлозы изготавливают картон, бумагу и вискозу.

Клеточная стенка растений состоит из целлюлозы, а грибов – из хитина. Полисахариды выполняют в организме человека и животных защитную, структурную, запасающую и другие функции.

Сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы

ГОВОРЯТ, ЧТО ЕСЛИ ЕСТЬ МНОГО УГЛЕВОДОВ, ЭТО ПРИВЕДЁТ К ДИАБЕТУ И ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ, ЭТО ПРАВДА?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно понять, что происходит, когда в организм попадает углевод. Задача организма — распределить глюкозу по клеткам. Происходит следующее:

Глюкоза попадает в кровь

↓

Поджелудочная железа вырабатывает инсулин

↓

Инсулин «нажимает» на рецептор клетки, и клетка принимает глюкозу

Представьте, что клетка — это лифт, её рецептор — это кнопка вызова, а инсулин — это вы. Вы хотите зайти в лифт и нажимаете кнопку, но она не срабатывает — лифт не открывается. Всё потому, что перед вами некий господин очень долго нажимал на кнопку и сломал её. То же самое происходит с рецептором клетки — он перестаёт «слушаться» инсулин, не открывает «двери», и глюкоза не попадает в клетку. Это состояние называют инсулинорезистентностью.

В итоге клетка не получает энергию, а глюкоза остаётся в крови. Тогда поджелудочная железа начинает вырабатывать ещё больше инсулина — организму ведь нужно распределить глюкозу. Это приводит к истощению поджелудочной железы — она не способна выделять такое количество инсулина, которое нужно. Сахар остаётся в крови, и наступает опасное для здоровья состояние — сахарный диабет второго типа.

Помимо этого, если у клеток нет энергии, значит, они не работают. Это приводит к активации тех болезней, к которым предрасположен человек. Опасность такого состояния вот в чём: если клетка не может принять энергию, она не сможет принять и лекарства. Значит, вылечить такое заболевание будет труднее.

Что такое углеводы

Углеводами называют вещества органического происхождения. Они состоят из карбонильных и гидроксильных групп. Углеродные гидраты дали название классу углеводных соединений. Большая часть органических веществ нашей планеты в массовом соотношении состоит из углеводных соединений.

Состав углеводов

Строение углеводов неоднородно. Углеводные соединения состоят из углерода, водорода, кислорода. Общая формула углеводов выглядит так: Cn(H2O)m. Кислород с углеродом образуют карбонильные группы, кислород с водородом – гидроксильные. Одна молекула содержит водород и кислород в соотношении два к одному.

Отдельные элементы, из которых состоят углеводы, называются сахаридами. Гидролизная способность на низкомолекулярные вещества у углеводных соединений разная. Поэтому они делятся на простые и сложные по составу, а по усвояемости бывают быстрыми и медленными углеводами.

Свойства углеводов

1. Твердые прозрачные кристаллы белого цвета, большинство из них имеет сладкий вкус.
2. Имеют низкую температуру плавления, кипения.
3. Способность углеводных соединений растворяться в воде зависит от массы, строения. Вещества с меньшей массой и простой структурой растворяются в воде лучше, чем углеводные соединения с большой массой и разветвленной структурой.
4. Чем проще углеводное соединение, тем оно слаще.
5. Моносахариды способны сбраживаться под воздействием микроорганизмов: дрожжей, молочных бактерий и других веществ.
6. Углеводные соединения обладают гидрофильностью, то есть способностью к связыванию воды. Отсюда их высокая гигроскопичность, которая лежит в основе негативных изменений качества пищи.
7. Охлаждение полисахаридов расщепляет их на моносахариды.
8. Помогают синтезировать нуклеиновые кислоты.
9. Повышают уровень глюкозы в крови.
10. Помогают организму утилизировать жир.
11. Входят в состав клеток, тканей, межклеточных жидкостей.
12. Негативно влияют на эмаль зубов, провоцируют появление кариеса.

Виды углеводов

Классификация углеводов зависит от их способности к разложению в водной среде и образованию новых веществ – к гидролизу. Углеводы бывают:

1. Простыми – называются моносахаридами.
2. Сложными:

• дисахаридные соединения,
• олигосахаридные соединения,
• полисахаридные соединения.

Моносахаридами называются простейшие углеводные соединения, состоящие из одной единицы и не способные образовывать еще более простые вещества. Синтез их производится зелеными растениями. Они легко соединяются с водой.

Самым популярным моносахаридом является глюкоза (C6H12O6). Большой процент глюкозы в винограде, виноградном соке, меде. Фруктоза, глюкозный изомер, тоже принадлежит к моносахаридам. При необходимости, чтобы получить хорошую порцию глюкозы нужно питаться яблоками, цитрусовыми, персиками, арбузами, сухофруктами, соками, компотами, вареньем, медом.

Это быстрые углеводы, имеющие повышенный индекс гликемии, стремительно повышающие уровень сахара в крови. Моносахариды способны дать скорую, но непродолжительную энергию.

Дисахаридами называются сложные вещества органического происхождения, двумолекулярные, расщепляющиеся в момент гидролизного процесса. Это различные сахара. Один из распространенных дисахаридов: мальтоза или солодовый сахар (C12H22O11), являющийся составным пивным, квасным элементом. Дисахаридом сахарозой – пищевым сахаром – наполнены сахара, изделия из муки, соки, компоты, варенье. Дисахаридом лактозой – молочным сахаром – молочные продукты.

Олигосахаридами называются углеводные соединения со сложной структурой, синтезированные более чем из двух (до 10) моносахаридных остатков. Самым часто встречаемым природным олигосахаридом является рафиноза (C18H32O16). Рафинозу формируют глюкозные, фруктозные и галактозные элементы. Она содержится в бобах, белокочанной и брюссельской капусте, брокколи, цельных злаках.

Полисахаридами называются сложноструктурные высокомолекулярные углеводные соединения, в структуре молекул которых от десяти до ста и нескольких тысяч моносахаридных единиц. Хорошо известный полисахарид – крахмал, (C₆H₁0O5)n. Крахмала много в мучных изделиях, крупах, картофеле. Самый полезный полисахарид клетчатка содержится в грече, перловке, овсянке, отрубях пшеницы и ржи, хлебе из грубо молотой муки, фруктах, овощах. Полисахарид гликоген, накапливающийся в печени, мышцах, является для человека энергетическим ресурсом.

Сложные углеводы характеризуются пониженным индексом гликемии, за счет этого повышение глюкозы в крови происходит постепенно. Полезные углеводы способны дать длительный энергетический запас.

Виды углеводов

Чтобы поддерживать себя в тонусе, необходимо знать, какие бывают углеводы и понимать, для чего они требуются. С точки зрения химического состава они подразделяются на простые (моно-, дисахариды) и сложные (полисахариды).

Группа простых углеводов

Моносахариды и дисахариды представлены различными видами соединений.

К наиболее актуальным для организма человека относятся следующие типы углеводов:

• Глюкоза является основным поставщиком энергии для человеческого мозга. Источниками выступают плоды и ягоды, либо образуются в результате синтеза при расщеплении крахмала;
• Фруктоза — самый сладкий углевод, легкоусовяемый. Источником могут выступать мёд, чёрная смородина, малина, арбузы, другие фрукты;
• Галактоза — получается в результате расщепления молочной лактозы. В чистом виде в природе не встречается;
• Рибоза — входит в состав нуклеиновых кислот. Определяет структуру генов, повышает выносливость;
• Эритроза — промежуточный элемент углеводного обмена.

Дисахариды представлены следующими видами углеводов:

• Сахароза — самый главный компонент для человека, который расщепляется на фруктозу и глюкозу.
• Лактоза — основной углевод молока. Его дефицит приводит к пищеварительным расстройствам.
• Мальтоза встречается в злаках, мёде и патоке. Как и лактоза, ответственна за нормальную работу желудка и кишечника.

Лакомства, которые богаты на простые углеводы, без усилий перерабатываются организмом. Происходит это в считанные секунды и служит причиной резкого насыщения крови глюкозой. Ответом организма является масштабная выработка инсулина — гормона, продуцируемого поджелудочной железа.

Под действием инсулина концентрация глюкозы быстро снижается меньше стандартных значений. Поэтому человек через короткий промежуток времени начинает ощущать себя голодным.

Если сахара попадает в организм слишком много, он проходит сложный процесс преобразования в жировую прослойку в соотношении 1:2.

В каких продуктах содержатся углеводы

Таблица углеводов даст возможность понять, какое количество вещества содержат продукты, которые человек употребляет в пищу.

Продукты, богатые углеводами

Наименование продукта	Массовая доля углеводов (в граммах) на 100 грамм продукта
Сахарный песок	99
Карамельные, леденцовые конфеты	96
Мед	81
Пастила, зефир	81
Мармелад	79
Пряники	74
Печенье	69-74
Клубничное варенье	74
Мука рисовая	80
Крупа рисовая	74
Мука кукурузная	72
Крупа кукурузная	71
Баранки сушки	71
Крупа манная	70
Мука гречневая	70
Мука пшеничная	65-70
Макароны	68-70
Малиновое варенье	70
Финики	70
Крупа пшеничная	68
Крупа перловая	67
Пшено	66
Сухари	67
Мука ржаная	62-66
Отруби из овса	66
Изюм	66
Крупа ячневая	65
Толокно	65
Пирожное	49-63
Вафли	62
Рис	62
Геркулес	62
Греча	57-60
Конфеты шоколадные	60
Зерно пшеницы	57-59
Груши сушеные	62
Яблоки сушеные	59
Инжир сушеный	58
Персик сушеный	58
Чернослив	57
Молоко сгущенное	55-57
Зерно ячменя	56
Зерно ржи	56
Зерно овса	55
Булочки сдобные	55
Халва	54
Урюк	53
Курага	51
Батон	51
Молочный шоколад	50
Горький шоколад	48
Хлеб	33-49
Горох	48
Фасоль	47
Чечевица, нут, маш	46
Сухое молоко	39-50
Алкогольные напитки	20-35
Сырки в шоколадной глазури	32
Оладьи	31
Чеснок	30
Фисташки	27
Картошка жареная	23
Кешью	22
Шиповник	22
Бананы	21
Мороженое	19-20
Кукуруза сладкая	19
Сырники	18
Имбирь	18
Соя	17
Отруби из пшеницы	16
Сок персиковый, виноградный	16
Виноград, хурма, манго, фейхоа	15
Каши	15-20

Молочные

Наименование продукта	Массовая доля углеводов (в граммах) на 100 грамм продукта
Ацидофилин	4
Варенец	4
Йогурт	8-14
Кефир	4
Кумыс	5-6
Молоко	5
Пахта	5
Простокваша	4
Ряженка	4
Сливки	4
Сметана	3-4
Творог	3
Сыр Адыгейский	2
Сыр Пармезан	1
Сыр Сулугуни	0.5
Сыр Фета	4
Сыр Гауда	2
Сыр плавленый	2-4
Масло сливочное	1

Орехи, семечки

Продукт	Содержание углеводов (в граммах) на 100 грамм продукта
Арахис	10
Грецкий орех	11
Орех кедра	13
Кешью	23
Миндаль	13
Фисташки	27
Фундук	9
Подсолнечник	10
Кунжут	12

Фрукты, овощи

Продукт	Содержание углеводов (в граммах) на 100 грамм продукта
Айва	10
Абрикос	9
Алыча	8
Ананас	11
Авокадо	2
Апельсин	8
Арбуз	6
Баклажан	5
Банан	21
Брусника	8
Брюква	8
Базилик	3
Виноград	15
Вишня	11
Голубика	7
Гранат	14
Груша	10
Грейпфрут	7
Дыня	7
Ежевика	4
Земляника	8
Инжир свежий	12
Кабачки	5
Капуста белокочанная	5
Капуста брокколи	7
Капуста брюссельская	3
Капуста кольраби	8
Капуста краснокочанная	5
Капуста пекинская	2
Капуста савойская	6
Капуста цветная	4
Картофель	16
Киви	8
Кинза	4
Клюква	4
Кресс-салат	6
Крыжовник	9
Лимон	3
Зеленый лук	3
Репчатый лук	8
Лук порей	6
Малина	8
Манго	15
Мандарин	8
Морковь	7
Морошка	7
Морская капуста	3
Нектарин	11
Облепиха	6
Огурец	3
Папайя	11
Корень пастернака	9
Болгарский перец	5
Персик	10
Петрушка	8
Помело	10
Помидоры	4
Ревень	3
Редис	3
Редька	7
Репа	6
Красная рябина	9
Черноплодная рябина	11
Салат	2
Свекла	9
Зелень сельдерея	2
Корень сельдерея	7
Слива	10
Смородина	7-8
Спаржа	3
Топинамбур	13
Тыква	4
Укроп	6
Хрен	11
Хурма	15
Черешня	11
Черника	8
Чеснок	30
Шиповник	22
Шпинат	2
Щавель	3
Яблоки	10

Знание, где содержатся углеводы, какова их массовая доля, поможет избежать значительного и быстрого скачка глюкозы в крови, приобретения лишних калорий.

Не менее важную роль играет умение различать, в каких продуктах содержатся быстроусвояемые и медленные углеводные вещества. Простые углеводы – это какие продукты? Это продукты с высоким содержанием моносахаридов.
Для человека пользу представляют продукты, включающие сложные углеводные соединения.

Углеводы

Углеводы (сахара) — органические вещества, имеющие сходное строение и свойства, состав большинства которых отражает формула C_x(H₂O)_y,

где x, y ≥ 3.

Общеизвестные представители: глюкоза (виноградный сахар) С₆Н₁₂О₆, сахароза (тростниковый, свекловичный сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁, мальтоза (солодовый сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁, лактоза (молочный сахар) С₁₂H₂₂O₁₁, крахмал и целлюлоза (С₆Н₁₀О_5)n.

Учебный фильм «Углеводы»

Известны также соединения, относящиеся к углеводам, состав которых не соответствует общей формуле, например, сахар рамноза С₆Н₁₂О₅

В то же время есть вещества, соответствующее общей формуле углеводов, но не проявляющие их свойства (например, природный шестиатомный спирт инозит С₆Н₁₂О₆).

Углеводы объединяют разнообразные соединения – от низкомолекулярных, состоящих из некоторых атомов (х=3), до полимеров [С_xН₂О_y]_n с молекулярной массой в несколько миллионов (n=10000).

Биологическая роль углеводов

Углеводы содержатся в клетках растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. Эти соединения образуются растениями в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды и при участии хлорофилла.

Животные организмы не способны синтезировать углеводы и получают их с растительной пищей. Углеводы составляют значительную долю пищи млекопитающих.

Фотосинтез можно рассматривать как процесс восстановления СО₂ с использованием солнечной энергии:

В процессе дыхания происходит окисление углеводов, в результате чего выделяется энергия, необходимая для функционирования живых организмов:

Видеофильм «Механизм фотосинтеза»

Содержание углеводов в растениях составляет до 80% массы сухого вещества, в организмах человека и животных – до 20%. Они играют важную роль в физиологических процессах. Пища человека состоит примерно на 70% из углеводов.

Функции углеводов в живых организмах разнообразны.

Они служат источником запасной энергии (в растениях – крахмал, в животных организмах – гликоген). В растительных организмах углеводы являются основой клеточных мембран. В качестве одного из структурных компонентов остатки углеводов входят в состав нуклеиновых кислот.

Классификация углеводов

Все углеводы по числу входящих в их молекулы структурных единиц (остатков простейших углеводов) и способности к гидролизу можно разделить на две группы: простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы (олигосахариды и полисахариды).

Простые углеводы (моносахариды) – это простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов.

Сложные углеводы (олигосахариды и полисахариды) – это углеводы, молекулы которых состоят из двух или большего числа остатков моносахаридов и разлагаются на эти моносахариды при гидролизе.

Моносахариды по числу атомов углерода подразделяют на тетрозы (С₄Н₈О₄), пентозы (С₅Н₁₀О₅),  и гексозы (С₆Н₁₂О₆). Важнейшие пентозы —  ри­бо­за и дез­ок­си­ри­бо­за, гексозы – глюкоза и фруктоза.

Олигосахариды (продукты конденсации двух или нескольких молекул моносахаридов). Среди олигосахаридов наибольшее значение имеют дисахариды (диозы) – продукты конденсации двух молекул моносахаридов (например, сахароза — С₁₂Н₂₂О₁₁, при гид­ро­ли­зе пре­вра­ща­ет­ся в смесь глю­ко­зы и фрук­то­зы).

Полисахариды (крахмал, целлюлоза) образованы большим числом молекул моносахаридов.

Олиго- и полисахариды расщепляются при гидролизе до моносахаридов. В молекулах олигосахаридов содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков, в полисахаридах — от 10 до 3000—5000.

Раффиноза – содержится в сахарной свекле.

Гликоген – животный крахмал.

Номенклатура углеводов

Для большинства углеводов приняты тривиальные названия с суффиксом –оза (глюкоза, рибоза, сахароза, целлюлоза и т.п.).

Рубрики: Углеводы Теги: Углеводы

ЧТО ТАКОЕ УГЛЕВОДЫ И ЗАЧЕМ ОНИ НУЖНЫ?

Что такое. Углеводы — это сахар, но не обязательно сладкий. Кроме всего сладкого, сахара содержатся в крупах, зерновых и бобовых, например, в гречке, макаронах и фасоли. В чистом виде организм не усваивает углеводы, поэтому перерабатывает их в глюкозу, а потом энергией глюкозы питает клетки. Получается, судьба у углевода незавидная: он живет с одной целью — попасть в желудок, стать глюкозой и петь «А снег идёт» и дать организму энергию.

Зачем нужны. Сначала организм отправляет глюкозу в клетки, которым нужна энергия прямо сейчас, например, чтобы вырастить новую нейронную связь в мозгу. А когда эти клетки полны, организм отправляет глюкозу в печень и мышцы. Там 10–50 тысяч глюкозок собираются в одну большую глюкозищу — молекулу гликогена. Это та же глюкоза, но в большом количестве.

Печень запасает гликоген, чтобы отдать глюкозу клеткам, когда им не хватает энергии. А мышцы — чтобы тратить энергию при нагрузке, например, во время тренировки. Если в мышцах не будет гликогена, они начнут брать энергию из другого запаса — из белка, и так будут разрушать сами себя.

От количества гликогена зависит продолжительность, интенсивность и качество тренировки. Мы можем выдерживать 90-минутную тренировку, и у нас есть на это силы благодаря углеводам → глюкозе → гликогену.

В роли питательных веществ

Моносахариды в качестве питательных веществ используются в натуральной и полуискусственной формах.

Но все они играют роль основной «подкормки» для мозга, клетки которого без достаточного количества сахаров не смогли бы полноценно функционировать.

В природе натуральные моносахариды – это:

• глюкоза (декстроза);
• фруктоза;
• галактоза;
• манноза;
• рибоза;
• дезоксирибоза.

Все они являются гексозами, то есть состоят из 6 атомов углерода.

Полуискусственные моносахара

Гексозы (содержат 6 атомов углерода):

• D и L-аллоза;
• D и L-альтроза;
• D и L-фукоза;
• D и L-гулоза;
• D-сорбоза;
• D-тагатоза.

Пентозы (содержат 5 атомов углерода):

• D и L-арабиноза;
• D и L-ликсоза;
• рамноза;
• D-рибоза;
• рибулоза и ее синтетическая форма;
• D-ксилоза (древесный сахар).

Тетрозы (содержат 4 атома углерода):

• D и L-эритроза;
• эритрулоза;
• D и L-треоза.

Примеры продуктов, содержащих моносахариды:

• фрукты и фруктовые соки (глюкоза, фруктоза);
• мед (глюкоза, фруктоза);
• сиропы (глюкоза, фруктоза);
• десертные вина (глюкоза, фруктоза);
• напитки (безалкогольные, энергетики, ликеры), шоколад, молочные десерты (в основном глюкоза).