Содержание

Моносахариды распространение в природе — Справочник химика 21

    Замещенные циклогексаны, как правило, более устойчивы, если их заместители находятся в экваториальном положении, а не в аксиальном. Тоже самое можно сказать о пиранозной форме сахаров, и, как мы уже упоминали выше, именно поэтому р-в-глюкоза является самым распространенным моносахаридом в природе. Однако, когда мы рассматривали образование-пентаацетатов глюкозы (рис. 26А-5), нам встретилось интересное исключение эта реакция отдает предпочтение аксиальной (а) геометрии при аномерном углеродном атоме С1. Это исключение служит примером так называемого-аномерного эффекта, т. е. предпочтительной аксиальной геометрии при С1 вследствие того, что диполярное отталкивание между гетероциклическим атомом кислорода и заместителем при С1 приводит к дестабилизации метокси-, ацетокси- и некоторых других заместителей в экваториальной геометрии. [c.441]
    Роль различных моносахаридов во всех этих процессах, естественно, неодинакова. Поэтому более подробно вопрос о роли, а следовательно, и распространении моносахаридов в природе рассмотрен в гл. 13, посвященной биохимии моносахаридов, и в главах, касающихся отдельных групп моносахаридов, а именно кетоз, уроновых кислот, аминосахаров, дезоксисахаров и т. д. 
[c.15]

    Олигосахариды состоят из нескольких (до 10) моносахаридов, соединенных ковалентными связями. При гидролизе они распадаются на входящие в их молекулы моносахариды. В природе часто встречаются олигосахариды, состоящие из двух моносахаридов, т. е. дисахариды. Наиболее распространенными дисахаридами являются сахароза (пищевой или тростниковый сахар), содержащая в своей молекуле остатки глюкозы и фруктозы, лактоза (молочный сахар), состоящая из остатков глюкозы и галактозы, и др. [c.17]

    Наиболее распространенный в природе моносахарид — глюкоза. Она находится в соке винограда (отсюда название виноградный сахар), в других сладких плодах. Около 0,1 % глюкозы постоянно содержится в крови человека и животных она разносится кровью по всему телу и служит источником энергии для организма.

Глюкоза входит в состав важнейших ди- и полисахаридов. [c.317]

    Еще один моносахарид, широко распространенный в природе, — это фруктоза, или плодовый сахар. Вместе с глюкозой фруктоза содержится в сладких плодах, входит в состав сахарозы, образует полисахарид инулин (гидролизом последнего обычно и получают фруктозу). Извлекая из цветов сладкие соки, пчелы превращают пх в мед, углеводная часть которого является смесью глюкозы и фруктозы. Эта смесь образуется при ферментативном гидролизе сахарозы. [c.317]

    Моносахариды в растворе существуют в нескольких таутомерных формах. Например, наиболее распространенный в природе моносахарид глюкоза СеН,2 0б существует в растворе в 5 таутомерных формах и одной гидратной, которая образуется с присоединением молекулы воды к альдегидной группе  

[c.78]

    Распространение в природе. Будучи чрезвычайно реакционноспособными соединениями, моносахариды редко встречаются в свободном виде. В живом организме они существуют либо в виде своих производных, чаще всего — в виде эфиров фосфорной кислоты, либо входят в состав более сложных веществ — гликозидов, олиго- и полисахаридов, гликопротеинов, гликолипидов, нуклеиновых кислот и т. п. Исключение составляют D-глюкоза, найденная в свободном виде в крови млекопитающих, соке растений и в других источниках, и некоторые кетозы. 

[c.14]


    Номенклатура, распространение в природе. Уроновые кислоты входят в состав многих жизненно важных биополимеров. Их химия и биохимия изучены еще совершенно недостаточно из-за больших экспериментальных трудностей, возникающих при работе с этими соединениями, которые отличаются чрезвычайно своеобразным и сложным химическим поведением. Поэтому имеющийся в литературе материал, отчасти противоречивый, относящийся к уроновым кислотам, рассмотрен в настоящей главе несколько более подробно, чем данные о других классах моносахаридов.[c.298]

    Идентификация продуктов гидролиза полисахаридов (см. гл. 14) начинается с исследования полученной смеси моносахаридов методом хроматографии на бумаге. В результате такого исследования могут быть получены очень цепные сведения о природе образовавшихся моносахаридов в ряде случаев с успехом применяются и другие виды хроматографии (тонкослойная, газо-жидкостная). Необходимо отметить, что идентификация только с помощью хроматографических методов в настоящее время невозможна, так как, во-первых, неизвестный или редко встречающийся моносахарид может быть подобен по хроматографическому поведению в избранных условиях какому-либо более распространенному представителю моносахаридов во-вторых, по данным хроматографии нельзя пока отнести моносахарид к О- или -ряду. Все это вынуждает полученные при гидролизе моносахариды после хроматографического разделения выделять в кристаллическом состоянии или переводить в кристаллические производные.  

[c.493]

    Конформационное строение О-глюкопиранозы проливает свет на уникальность этого моносахарида.

р-О-глюкопираноза — моносахарид с полным экваториальным расположением заместителей. Обусловленная этим высокая термодинамическая устойчивость — основная причина широкой распространенности ее в природе. [c.390]

    Встречающиеся в природе моносахариды являются производными распространенных гексоз — глюкозы и фруктозы. Ниже рассматриваются реакции, осуществляющие взаимопревращение наиболее важных моносахаридов. В этих реакциях центральную роль играют содержащие сахар нуклеотиды. Такие соединения представляют собой сахар или производное сахара, у которого глико-зидная ОН-группа соединена эфирной связью с второй фосфатной [c.140]

    Важнейшие моносахариды и их практическое применение. D-Глюкоза (виноградный сахар — декстроза, названа так вследствие (+) вращения) является наиболее распространенным в природе и практически важным моносахаридом. Встречается в растениях в свободном виде и в составе сложных углеводов, в частности в составе крахмала и целлюлозы.

В технике получается путем гидролиза последних используется как в растворах (сиропах), так и в кристаллическом виде. Обычная кристаллическая D-глюкоза представляет а-пиранозную форму, кристаллизуется с 1 молекулой воды. В медицине D-глюкоза используется как легко усвояемое питательное вещество. Константы D-глюкозы и других моносахаридов приведены в таблице 35. [c.221]

    Глюкоза. -Глюкоза (стр. 285), или виноградный сахар — один из наиболее распространенных в природе моносахаридов. Она является составным элементом тростникового сахара (стр. 310), клетчатки (стр. 318) растительного и животного крахмала и других ди- и полисахаридов (стр. 310, 318). В технике глюкозу обычно получают гидролитическим расщеплением крахмала или клетчатки, а чистую -глюкозу — из тростникового сахара. Кристаллизуется -глюкоза в зависимости от условий кристаллизации (стр. 292) либо в а-пиранозной форме (т. плавл. 146°), либо в р-пиранозной форме (т. плавл. 148—150°). Оптические свойства глюкозы были рассмотрены на стр.

292 и 293. [c.295]

    Физические свойства и нахождение в природе. Глюкоза — наиболее распространенный моносахарид. Она придает сладкий вкус плодам и ягодам. Особенно много ее в спелом винограде, почему и получила второе название — виноградный сахар. [c.293]

    Физические свойства крахмала и нахождение в природе. Крахмал содержится в растениях он образуется при фотосинтезе в зеленых листьях в виде зерен. Крахмал — самый распространенный углевод растений. В листьях крахмал расщепляется на моносахариды или дисахариды и переносится в другие части растений, например в клубни картофеля или зерна злаковых растений. Здесь вновь происходит отложение крахмала. Содержание крахмала в различных растениях колеблется в пределах в рисе от 62 до 82% пщенице от 57 до 75%, в картофеле от 12 до 24%>. а [c.297]

    В результате гидролиза полисахариды превращаются в моносахариды. В природе встречаются полисахариды, состоящие из гексоз, пентоз и производных гексоз. Наиболее важными являются два полисахарида, состоящие из D-глюкозы — целлюлоза и крахмал. В растениях встречаются также полисахариды, в состав которых входят D-галактоза, D-манноза и D-фруктоза, объединяемые под названиями галактозаны, маннаны и фруктозаны. Наиболее распространенными пентозанами являются ксиланы и арабаны. Пектины содержат полисахарид, состоящий из остатков галактуроновой кислоты. В природе широко распространены также некоторые полисахариды, состоящие из двух или нескольких различных моносахаридов. 

[c.288]

    ПОЛИСАХАРИДЫ — высокомолекулярные сложные углеводы, построенные из остатков моносахаридов (целли5лозы, крахмала и др.). П.— одна из важнейших групп биополимеров, распространенных в природе. Многие П. широко применяются в различных отраслях промышленности, особенно целлщоза, крахмал, камеди. [c.198]

    УГЛЕВОДЫ (глюциды, глициды)—важнейший класс органических соединений, распространенных в природе, состав которых соответствует общей формуле С (НзО) — По химическому строению У.

— альдегидо- или кетоноспирты. Различают простые У.— моносахариды (сахара), например глюкоза, фруктоза, и сложные—полисахариды, которые делят на низкомолекулярные У.— дисахариды (сахароза, лактоза и др.) и высокомолекулярные, такие, например, как крахмал, клетчатка, гликоген. Характерным для У. является то, что моносахариды не гидролизуют, а молекулы полисахаридов при гидролизе расщепляются на две молекулы (дисахариды) или на большее число молекул (крахмал, клетчатка) моносахаридов. У. имеют огромное значение в обмене веществ организмов, являясь главным источником [c.255]

    Сахара, оптическая изомерия. Сахара, их распространение в природе и биологическая роль. Понятие о фотосинтезе. Классификация сахаров простые и сложные (олиго- и полисахариды) тстрозы, пентозы, гексозы, гептозы и т. д. альдозы и кетозы. Пространственная конфигурация моносахаридов D- и -ряды. Химические свойства моносахаридов. Окисление до -оновых и уроновых кислот, восстановление, удлинение цепи действием синилгной кислоты, укорачивание цени альдоз.

Качественные реакции иа сахара. Инверсия сахаров. Замещение атомов водорода п гидроксильных группах получение сахаратов, сложных эфиров моноз, их простых эфиров, глико шдон. [c.248]

    Среди моносахаридов по своей распространенности в природе, по важному биохимическому значению особое место занимает глюкоза, называемая также виноградным сахаром. Глюкоза не только встречается практически в каждой клетке растительных и жиййт- [c.281]

    Дисахариды. — Наиболее распространенными в природе дисахаридами являются сахаро за (тростниковый сахар), лактоза (молочный сахар) и мальтоза, причем последняя в свободном состоянии встречается довольно редко. Большое значение имеют дисахариды мальтоза и целлобиоза, поскольку они представляют собой продукты гидролиза крахмала и целлюлозы соответственно. По растворимости в воде дисахариды очень сходны с моносахаридами. Сахароза значительно менее устойчива к действию кислот, чем метилгликозиды, и легко расщепляется на О-глюкозу и -фруктозу при кислотном гидролизе, а также под действием фермента инвертазы. Сахароза не восстанавливает фелингову жидкость и не дает производных с фенилгидразином, откуда следует, что обе ее структурные единицы не содержат свободных гликозидных гидроксилов, являющихся потенциальными карбонильными группами и, следовательно, в сахарозе оба моносахарида связаны друг с другом гликозидными связями. В отличие от большинства сахаров сахароза легко кристаллизуется, по-видимому, из-за того, что она не подвергается мутаротации в растворе. Циклическая структура обоих моносахаридов сахарозы доказана путем гидролиза ее октаметилового эфира (Хеуорс, 1916). [c.555]

    Среди всех производных моносахаров, безусловно, на первое место (как по степени значимости, так и по распространению в природе)следует поставить гликозиды. Гликозиды представляют собой моносахариды, в молекулах которых полуацетальный гидроксил замещен на какую-либо другую функциональную группу. [c.52]

    К наиб, обычным и распространенным в природе моносахаридам относят Ъ-глюкозу, В-галактозу, В-маннозу, В-фрук-тозу, В-ксилозу, Ь-арабинозу и В-рибозу. Из представителей др. классов моносахаридов часто встречаются 1) дезоксиса-хара, в молекулах к-рых одна или неск. фупп ОН заменены атомами Н (напр., Ь-рамноза, Ь-фукоза, 2-дезокси-В-рибоза)  [c.23]

    Углеводы (глюциды, глициды) — важнейший класс органических соединений, широко распространенных в природе, общей формулы С (Н20)т. По химическому строению У.— альдегидо- или кетоноспирты. Различают простые У.— моносахариды (сахара), напр, глюкоза, фруктоза, и сложные — полисахариды, которые [c.139]

    Наиболее распространенным и важным типом лабильных к щелочам гликозидов являются гликозиды фенолов, многие из которых широко распространены в природе. Обработка гликозидов фенолов щелочью часто приводит не к получению самих моносахаридов, а к образованию ангидросахаров, т. е. производных моносахаридов, имеющих второе окисное кольцо и являющихся по существу внутренними гликози-дами. [c.93]

    Если учесть, что (-Ь)-глюкоза представляет собой структурную единицу, из которой состоит крахмал, целлюлоза и гликоген, а также ее особую роль в биологических процессах, то окажется, что глюкоза — наиболее распространенный моносахарид (вероятно, в природе остатков (-Ь)-глюкозы больше, чем ианих-либо других органических групп и, безусловно, наиболее важный мопссахарид.[c.932]

    Из ЭТИХ 16 изомеров лишь один будет (+)-глюкозой, о которой мы уже говорили как о самом распространенном моносахариде. Вторым изомером будет (—)-глюкоза — энантиомер соединения, встречающегося в природе. Другие 14 изомеров — это диастереомеры глюкозы, имеющие собственные названия, например манноза, галактоза, гулоза и т. д. Как и следовало ожидать, эти другие альдогексозы вступают в те же реакции, что уже были описаны для глюкозы. Диастереомеры глюкозы вступают в эти реакции с различными скоростями и дают различные индивидуальные соединения, ио химия процессов во всех случаях практически одинакова. [c.935]

    Из моносахаридов наиболее широко распространены в природе пентозы и гексозы, среди которых первое место, безусловно, занимает D-глюкоза. Она является необходимым компонентом любых живых организмов — от вирусов до высших растений и позвоночных, и входит в состав самых различных соединений, начиная с сахарозы, целлюлозы и крахмала и кончая некоторыми гликопротеинами н вирусной рибонуклеиновой кислотой. Весьма часто встречаются, хотя и не имеют столь универсального распространения, такие пентозы, как L-арабнноза и D-ксилоза, входящие в состав ряда полисахаридов и гликозидов, и гексозы —D-ra- [c.14]

    Остальные моносахариды этого класса встречаются в природе очень редко, в основном как компоненты антибиотиков. Так, D-талозавходит в состав антибиотика гигромицина В. Распространение в природе высших сахаров (гептоз и октоз) обсуждалось в гл. П. [c.383]

    Одной из самых распространенных реакций окисления моносахаридов является действие солей двухвалентной меди в щелочной среде — обычно реактивов Фелинга или Бенедикта. Реакция сопровождается изменением окраски реактива и выпадением в осадок закиси меди. В эту реакцию вступают моносахариды со свободной альдегидной или кетогруп-пой, которые поэтому и называются восстанавливающими. Аналогичный по характеру действия реактив Толленса (аммиачный раствор солей серебра) применяется реже, так как он легко реагирует со многими органическими соединения ми неуглеводной природы. Окислять альдегидную группу способны и некоторые органические соединения. Практическое применение нашли реакции моносахаридов с 3,5-динитросалициловой кислотой и с солями тетразолия в щелочной среде , сопровождающиеся получением окрашенных соединений. Невосстанавливающие производные моносахаридов обнаруживают после периодатного окисления обычными качественными реакциями на альдегидную группу, например фуксинсер-нистой кислотой . [c.409]

    Полисахариды могут состоять из одного или нескольких типов моносахаридов, и в зависимости от этого различают гомо- и гетерополисахариды. По-видимому, даже самые сложные полисахариды редко содержат больше пяти — шести различных моносахаридов. К самым распространенным из них относятся гексозы — глюкоза, галактоза, манноза, пентозы — арабиноза, ксилоза. Кетозы в полисахаридах встречаются значительно реже альдоз. Широко распространены 6-дезоксигексозы — рамноза, фукоза, 2-аминосахара — глюкозамин, галактозамин, а также уроновые кислоты и нейраминовая кислота. Кроме того, многие полисахариды содержат заместители неуглеводной природы — остатки серной или фосфорной кислот, органических кислот, обычно уксусной. Смешанные биополимеры кроме углеводной части содержат белковую или липидную компоненты. [c.477]

    Следует иметь в виду, что при гидролизе полисахарида наряду с расщеплением гликозидных связей происходит отщепление ряда группировок неуглеводной природы, которые могут находиться в молекуле по-.лисахарида. К ним относятся весьма распространенные сложнозфирные группы, чаще всего ацетаты, сульфаты, фосфаты. Анионы соответствующих кислот могут быть обнаружены в продуктах гидролиза подходящими методами. Напротив, простые эфиры устойчивы в обычных условиям гидролиза гликозидных связей так, например, наличие метоксигрупп е полисахариде приводит к появлению в продуктах гидролиза частично метилированных моносахаридов. [c.493]

    Исследования структуры простых сахаров дали важные в научном и практическом отношении результаты, хотя и не привели к промышленному синтезу этих важнейших соединений. Значение этих результатов вышло за рамки изучения природы самих, сахаров. Было установлено, что моносахариды (гексозы, пентозы,. тетрозы и т.д.) служат структурными компонентами более сложных углеводов — полисахаридов, крахмала и целлюлозы. Было также показано, что широко распространенные в растениях глю-козиды представляют собой соединения глюкозы с различными, веществами. Э. Фишеру удалось решить задачу синтеза глюкози-дов. Предложенный им метод состоит в нагревании слабого спиртового раствора соляной кислоты с сахаром. При этом образуются глюкозиды соответствующих спиртов. Он установил также, что между глюкозидами и полисахаридами не существует принципиального различия. [c.185]

    Углеводы слагают большую часть растительного живого вещества. Название этой группы соединений определяется соотно-щением в молекуле кислорода и водорода таким же, как у воды молекулярная формула n(h30)m. Углеводы являются либо альдегидами, либо кетонами, присутствуют также и гидроксильные группы. Углеводы делятся на две больщие группы мономерные — моносахариды СбН120б (глюкоза), С5Н10О5 (фруктоза) и полимерные — продукты конденсации моносахаридов — полисахариды, наиболее распространенными представителями которых в природе являются целлюлоза (клетчатка) и хитин, азотсодержащий полисахарид. Углеводы легко потребляются микроорганизмами, небольшая их часть сохраняется в осадке. [c.101]

    Высокой энергетической устойчивостью В-глюкопиранозы, обусловленной ее конформациоиным строением, объясняется тот факт, что В-глюкоза — самый распространенный в природе моносахарид. [c.392]

    Необходимость оиределения подобного конфигурационного родства впервые возникла в классе моносахаридов, существование в котором большого числа стереоизомеров требует нахождения способа отличия их друг от друга. Способ, примененный Э. Фишером (1891 г.), состоял в том, что одному из моносахаридов условно ириписывали определенную конфигурацию и устанавливали конфигурационные соотношения с другими моносахаридами. В качестве стандарта был выбран широко распространенный в природе моносахарид—правовращающая глюкоза. Этому соединению приписывалась одна из двух возможных формул ( договор Фишера ), причем тем самым устанавливалась также формула ее оптического антипода — синтетической левовращающей глюкозы. (О способе, примененном Э. Фишером, см. Конфигурация моносахаридов .) В этих работах было принято обозначать соединения, находящиеся в конфигурационном родстве с правовращающей глюкозой буквой d, а соединения, родственные левовращающей глюкозе, буквой I, не учитывая эффективного направления их оптического вращения. Так, например, природная фруктоза, находящаяся в конфигурационном родстве с -глюкозой, обозначалась й-фруктоза, хотя этот моносахарид является си.льно левовращающим. Для устранения путаницы (так как буквы d и I применялись и для обозначения направления вращения) старые обозначения были заменены новыми обозначениями В и Ь. Эффективное направление вращения обозначается (при необходимости) (+) и (—). В настоящее время применяется обозначение, например, В-(+)-глюкоза, [c.147]

    Гексозы. Альдогексозы имеют четыре асимметрических атома углерода. Следовательно, могут существовать 16 оптических изомеров. В настоящее время все они известны. Кетогексозы, обладающие тремя асимметрическими атомами, образуют восемь оптических изомеров. Основными представителями класса являются D-глюкоза, D-манноза, D-галактоза и D-фруктоза это наиболее распространенные моносахариды. Они встречаются в природе в свободном состоянии в виде глюкозидов, олигосахаридов и полисахаридов. [c.242]

    Кроме описанных выше повсеместно распространенных глюкозанов — целлюлозы, крахмала и гликогена, в природе встречаются в самых разнообразных формах многие другие полисахариды. Строение большинства из них было установлено методами, сходными с методами, применяемыми в случае целлюлозы и крахмала. Для выделения и идентификации моносахаридов, полученных в результате гидролиза этих полисахаридов, очень успешно применялся метод распределительной хроматографии на колонках с различными абсорбентами или на бумаге.[c.322]

    Углеводы- полигидроксиальдегиды или кетоны с эмпирической формулой (СНзО) . Они делятся на моносахариды, или сахара (один альдегидный или ке-тонный остаток) олигосахариды (несколько моносахаридных остатков) и полисахариды-крупные линейные или разветвленные молекулы, содержащие больщое число моносахаридных остатков. Моносахариды, или простые сахара, имеют одну альдегидную или кетонную группу. Они содержат по крайней мере один асимметрический атом углерода и потому могут существовать в виде разных стереоизомеров. Наиболее распространенные в природе сахара, такие, как рибоза, глюкоза, фруктоза и манноза, относятся к D-ряду. Простые сахара, содержащие пять или более атомов углерода, могут существовать в виде замкнутых циклических полуацеталей-фураноз (пятичленные кольца) или пираноз (шестиг членные кольца). Фуранозы и пиранозы встречаются в виде аномерных а-и Р-форм, которые в процессе мутаротации могут превращаться друг в друга. Сахара, способные восстанавливать окислители, называются восстанавливающими (редуцирующими) сахарами.[c.322]

    Представители спиртов, содержащих в молекуле пять или шесть гидроксильных групп, — ксилит СН,ОН — (СНОН)з — СН2ОН и сорбит СН2ОН — (СИОН)., — СН2ОН. Получаются восстановлением моносахаридов первый — ксилозы (стр. 243), второй — глюкозы (стр. 238). Сорбит широко распространен в природе, входит в состав многих плодов и ягод (в плодах рябины до 7% сорбита). Ксилит и сорбит применяются больными диабетом в качестве заменителя сахара, для приготовления кондитерских изделий, напитков, зубных паст. Сорбит — первый полупродукт при производстве аскорбиновой кислоты (витамина С, стр. 271).  [c.108]


Тесты по углеводам с правильными ответами 11 класс

Тест «УГЛЕВОДЫ»

1вариант

1. К углеводам относятся вещества с общей формулой

1) CxHyOz  2) Cn(H2O)m  3) CnH2nO2  4) CnH2n+2O

2.  Моносахариды, содержащие пять атомов углерода называются

1) гексозы 2) пентозы 3) тетрозы 4) триозы

3. Наиболее распространенный моносахарид гексоза

1) глюкоза 2) фруктоза 3) рибоза 4) сахароза

4. При полном гидролизе полисахаридов чаще всего образуется

1) фруктоза 2) глюкоза 3) рибоза 4) галактоза

5. Основная функция глюкозы в клетках животных и человека

1) запас питательных веществ 3) передача наследственной информации

2) строительный материал 4) источник энергии

6.Бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, получившее

название «виноградный сахар», — это

1) сахароза 2) глюкоза 3) фруктоза 4) крахмал

7.По своему химическому строению глюкоза является

1) кислотой 2) сложным эфиром 3) альдегидоспиртом 4) кетоспиртом

8. С аммиачным раствором оксида серебра глюкоза реагирует в виде

1) α-циклической формы 3) β-циклической формы

2) линейной (альдегидной) формы 4) смеси α- и β-циклических форм

9. Раствор ярко-синего цвета образуется при взаимодействии глюкозы с

1) Ag2О/NH3 2) Cu(OH)2 3) H2/Ni 4) СН3СООН

10.При спиртовом брожении глюкозы образуется

1) CH3COOH 2) C2H5OH 3) CH3CHOHCOOH 4) CH3CH2CH2COOH

11. Белый аморфный порошок, не растворяется в холодной воде, в горячей образует

коллоидный раствор (клейстер) — это

1) целлюлоза 2) сахароза 3) крахмал 4) мальтоза

12.В клетках растений крахмал выполняет функцию

1) передачи наследственной информации

3) строительную и конструкционную

2) запаса питательных веществ

4) катализатора биологических процессов

13. Содержание амилопектина в крахмале составляет

1) 10-20% 2) 30-40% 3) 50-60% 4) 80-90%

14. Конечным продуктом гидролиза крахмала является

1) мальтоза 2) фруктоза 3) глюкоза 4) галактоза

15. При полном окислении 1 моль крахмала выделяется 2 в количестве

1) 6 моль 2) 6n моль 3) 12 моль 4) 12n моль

16. Общая формула целлюлозы, с выделением свободных ОН-групп

1) [С6Н7О2(ОН)3]n 2) [С6Н8О3(ОН)2]n 3) [С6Н9О4(ОН)]n 4) [С6Н6О(ОН)4]n

17. Чтобы отличить глюкозу от фруктозы, используют

1) H2/Ni 2) Ag2O/NH3 3) C2H5OH/H+ 4) CH3COOH

18.  Продуктом восстановления глюкозы водородом на никелевом катализаторе

является

1) глюконовая кислота 2) сорбит 3) молочная кислота 4) фруктоза

19. Определите вещество В в следующей схеме превращений:

Глюкоза АБВ

1) ацетат натрия 2) этаналь 3) этил ацетат 4) этилен

20. При молочнокислом брожении 160 г глюкозы получили молочную кислоту с

выходом 85%, Определите массу полученной молочной кислоты

1) 116 г 2) 126 г 3) 136 г 4) 146 г

Тест «УГЛЕВОДЫ»

2 вариант

1.К углеводам относится вещество

1) CH2O 2) C2H4O2 3) C5H10O5 4) C6H6O

2. Моносахариды, содержащие шесть атомов углерода, называются

1) гексозы 2) пентозы 3) тетрозы 4) триозы

3. К дисахаридам не относится

1) сахароза 2) мальтоза 3) лактоза 4) галактоза

4. К полисахаридам не относится

1) крахмал 2) гликоген 3) целлюлоза 4) сахароза

5.РНК и ДНК, содержащие остатки рибозы и дезокси- рибозы, выполняют функцию

1) запаса питательных веществ 3) передачи наследственной информации

2) строительного материала 4) источника энергии

6. Бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, получившее

название «фруктовый сахар», — это

1) сахароза 2) глюкоза 3) фруктоза 4) крахмал

7. Изомер глюкозы — фруктоза — является

1) кислотой 2) сложным эфиром 3) альдегидоспиртом 4) кетоспиртом

8. Продуктом восстановления глюкозы водородом на никелевом катализаторе

является

1) глюконовая кислота 2) сорбит 3) молочная кислота 4) фруктоза

9. Максимальное число молекул уксусной кислоты, с которыми может прореагировать

глюкоза при образовании сложного эфира, равно

1) одной 2) двум 3) трем 4) пяти

10. При молочнокислом брожении глюкозы образуется

1) CH3COOH 2) C2H5OH 3) CH3CHOHCOOH 4) CH3CH2CH2COOH

11. Твердое волокнистое вещество, нерастворимое в воде

1) целлюлоза 2) сахароза 3) крахмал 4) мальтоза

12. В клетках растений целлюлоза выполняет функцию

1) передачи наследственной информации 3) строительную и конструкционную

2) запаса питательных веществ 4) катализатора биологических процессов

13. В горячей воде растворяется

1) амилоза 2) амилопектин 3) крахмал 4) целлюлоза

14. Общая формула целлюлозы, с выделением свободных OH-групп

1) [C6H7O2(OH)3]n 2) [C6H8O3(OH)2]n 3) [C6H9O4(OH)]n 4) [C6H6O(OH)4]n

15. Взрывчатое вещество «пироксилин» — это

1) тринитроцеллюлоза 2) ди- и триацетилцеллюлоза

3) мононитроцеллюлоза 4) триацетилкрахмал

16. Общая формула полисахаридов, образованных глюкозой

1) (CH2O)n 2) (C2H4O2)n 3) (C6H10O5)n 4) (C6H6O)n

17. Молочный сахар — это дисахарид

1) сахароза 2) мальтоза 3) лактоза 4) галактоза

18.Продуктом окисления глюкозы аммиачным раствором оксида серебра является

1) глюконовая кислота 2) сорбит 3) молочная кислота 4) фруктоза

19. Определите вещество В в следующей схеме превращений:

целлюлозаАБB

1) глюкоза 2) бутадиен-1,3 3) этилен 4) этанол

20. При взаимодействии 126 г глюкозы с избытком аммиачного раствора оксида

серебра получен металлический осадок массой 113,4 г. Определите выход продуктов

реакции в процентах.

1) 80 2) 75 3) 70 4) 60

Тест «УГЛЕВОДЫ»

3 вариант

  1. По способности углеводов гидролизоваться не выделяют группу

1) моносахаридов 2) дисахаридов 3) трисахаридов 4) полисахаридов

2.  Пентоза, входящая в состав РНК, называется

1) глюкоза 2) фруктоза 3) рибоза 4) дезоксирибоза

3. Пищевой сахар — это дисахарид

1) сахароза 2) мальтоза 3) лактоза 4) галактоза

4. Общая формула полисахаридов, образованных глюкозой

1) (CH2O)n 2) (C6H12O6)n 3) (C6H10O5)n 4) (C6H6O)n

5. Для растительных клеток целлюлоза выполняет функцию

1) запаса питательных веществ 3) передачи наследственной информации

2) строительного материала 4) источника энергии

6. Конечными продуктами окисления глюкозы в организме человека являются

1) СО2 и Н2О 2) СО2 и Н2 3) СО2 и Н2О2 4) СО и Н2О

7. В растворе глюкоза существует в виде

1) одной циклической α-формы 3) двух линейных форм

2) двух циклических и одной линейной формы 4) одной линейной формы

8. Продуктом окисления глюкозы аммиачным раствором оксида серебра является

1) глюконовая кислота 2) сорбит 3) молочная кислота 4) фруктоза

9. Образование ярко-синего раствора в результате взаимодействия глюкозы с Сu(ОН)2

является доказательством наличия в молекуле глюкозы

1) альдегидной группы 3) кето-группы

2) двух и более гидроксогрупп 4) одной гидроксогруппы

10. При диабете в качестве заменителя сахара используется

1) фруктоза 2) крахмал 3) глюкоза 4) сорбит

11. Наибольшее количество крахмала (до 80%) содержится

1) картофеле 2) пшенице 3) рисе 4) кукурузе

12. Более короткие макромолекулы крахмала, имеющие линейную структуру,

называются

1) гликогеном 2) амилозой 3) амилопектином 4) декстрином

13. Крахмал — макромолекула, структурным звеном которой являются остатки

1) α-циклической формы глюкозы 3) β-циклической формы глюкозы

2) линейной формы глюкозы 4) линейной формы фруктозы

14. В каждом структурном звене молекулы целлюлозы число свободных

гидроксогрупп равно:

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

15. При синтезе 0,5 моль крахмала в листьях растений выделяется кислород в

количестве

1) 6 моль 2) 6n моль 3) 3 моль 4) 3n моль

16. К углеводам относится вещество

1) СН2О 2) С2Н4О2 3) С5Н10О5 4) С6Н6О

17. Чтобы отличить крахмал от целлюлозы используют

1) Ag2О/NH3 2) раствор I2 3) Сu(ОН)2 4) HN03

18. Продуктами взаимодействия глюкозы с гидроксидом меди(II) при нагревании

являются

1) сорбит и Cu2О 3) молочная кислота и Cu2О

2) глюконовая кислота и Cu2О 4) фруктоза и Сu

19. Определите вещество В в следующей схеме превращений:

крахмалАБВ

1) глюкоза 2) этанол 3) этаналь 4) уксусная кислота

20. Глюкозу окислили аммиачным раствором оксида серебра, получив при этом 32,4 г

осадка. Определите массу шестиатомного спирта, который можно получить из того же

количества глюкозы, если выход продуктов реакции количественный.

1) 27, 3 г 2) 29,3 г 3) 31,3 г 4) 33,3 г

Тест «УГЛЕВОДЫ»

4 вариант

  1. Углеводы, которые не гидролизуются, называются

1) моносахаридами 2) дисахаридами 3) трисахаридами 4) полисахаридами

2. Пентоза, входящая в состав ДНК, называется

1) глюкоза 2) фруктоза 3) рибоза 4) дезоксирибоза

3. Солодовый сахар — это дисахарид

1) сахароза 2) мальтоза 3) лактоза 4) галактоза

4. В качестве эталона сладости используется сладкий вкус

1) фруктозы 2) глюкозы 3) сахарозы 4) галактозы

5. Крахмал, гликоген и сахароза выполняет функцию

1) запаса питательных веществ 3) передачи наследственной информации

2) строительного материала 4) источника энергии

6. Энергетическая потребность живых организмов в значительной степени

обеспечивается за счет окисления

1) сахарозы 2) глюкозы 3) фруктозы 4) рибозы

7. Из трех форм существования глюкозы в растворе, максимальное содержание (около

67%) приходится на

1) β-циклическую форму 3) линейную (альдегидную) форму

2) α-циклическую форму 4) смесь линейной и α-циклической форм

8.  Продуктами взаимодействия глюкозы с гидроксидом меди(II) при нагревании

являются

1) сорбит и Сu2О 3) молочная кислота и Сu2О

2) глюконовая кислота и Cu2О 4) фруктоза и Сu

9. Чтобы отличить глюкозу от фруктозы, используют

1) H2/Ni 2) Ag2О/NH3 3) С2Н5ОН/Н+ 4) СН3СООН

10. При изготовлении зеркал и елочных игрушек используется

1) фруктоза 2) крахмал 3) глюкоза 4) сорбит

11. Наибольшее количество целлюлозы (до 95%) содержится в волокнах

1) древесины 2) хлопка 3) льна 4) конопли

12. Часть крахмала с растворённой структурой молекул называется

1) гликогеном 2) амилозой 3) амилопектином 4) декстрином

13. Целлюлоза — макромолекула, структурным звеном которой являются остатки

1) α-циклической формы глюкозы 3) β-циклической формы глюкозы

2) линейной формы глюкозы 4) линейной формы фруктозы

14. При образовании сложного эфира с молекулой целлюлозы может максимально

прореагировать

1) Зn С2Н5ОН 2) 3n СН3СООН 3) 2n С2Н5ОН 4) 2n СН3СООН

15. Искусственный шелк — это продукт переработки

1) тринитроцеллюлозы 3) мононитроцеллюлозы

2) ди- и триацетилцеллюлозы 4) триацетилкрахмала

16. К углеводам относятся вещества с общей формулой

1) CxHyOz 2) Сn2О)n 3) CnH2nO2 4) СnН2n + 2O

17. Конечными продуктами окисления глюкозы в организме человека являются

1) СО2 и Н2О 2) СО2 и Н2 3) СО2 и Н2О2 4) СО и Н2О

18. Раствор ярко-синего цвета образуется при взаимодействии глюкозы с

1) Ag2О/NH3 2) Cu(OH)2 3) H2/Ni 4) СН3СООН

19. Определите вещество В в следующей схеме превращений:

глюкозаАБВ

1) сорбит 2) этанол 3) этаналь 4) уксусная кислота

20. Массовая доля целлюлозы в древесине составляет 50%. Какая масса спирта может

быть получена при гидролизе100кг древесных опилок и брожения полученной глюкозы,

если выход этанола в процессе брожения составляет 75%?

1) 15,3 кг 2) 17,3 кг 3) 19,3 кг 4) 21,3 кг

Ответы

1вариант

1) 2;

2) 2;

3) 1;

4) 2;

5) 4;

6) 2;

7) 3;

8) 2;

9) 2;

10) 2;

11) 3;

12) 2;

13) 4;

14) 3;

15) 2;

16) 1;

17) 2;

18) 2;

19) 1;

20) 3;

2вариант

1) 3;

2) 1;

3) 4;

4) 4;

5) 3;

6) 3;

7) 4;

8) 2;

9) 4;

10) 3;

11) 1;

12) 3;

13) 1;

14) 1;

15) 1;

16) 3;

17) 3;

18) 1;

19) 2;

20) 2;

3вариант

1) 3;

2) 3;

3) 1;

4) 3;

5) 2;

6) 1;

7) 2;

8) 1;

9) 2;

10) 4;

11) 3;

12) 2;

13) 1;

14) 3;

15) 4;

16) 3;

17) 2;

18) 2;

19) 3;

20) 1;

4вариант

1) 1;

2) 4;

3) 2;

4) 2;

5) 1;

6) 2;

7) 1;

8) 2;

9) 2;

10) 3;

11) 2;

12) 3;

13) 3;

14) 2;

15) 2;

16) 2;

17) 1;

18) 2;

19) 4;

20) 4;

тесты по химии для 10 класса на тему «Углеводы»

Подать заявку на конкурс

Скачать материал

Описание:

Данный материал содержит 4 варианта тестовых заданий по 20 вопросов. Каждый вопрос имеет четыре варианта ответа, один из которых является правильным. В конце приведены ответы.

Содержание вопросов соответствует учебнику О.С. Габриеляна «Химия. 10 класс».

Материал  может быть использован на уроках химии в 10 классе для обобщения или контроля знаний по теме «Углеводы». Материал может быть полезен преподавателям техникумов и профессиональных училищ для студентов. получающих среднее (полное) общее образование.

Скачать материал

Гордиенко Елена Александровна

Дата добавления

18.11.2014

Раздел

Химия

Подраздел

Тесты

Просмотров

7039

Номер материала

2614

Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Начало формы

Ваше Имя: *

Ваш E-mail: *

Комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке: 

Получить новый код

Проверочный код: *

* Обязательные для заполнения.

Конец формы

Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓

1 д. 10 ч. 2 м. 15 с.

Похожие материалы

Разработка урока по химии на тему: «Алкены» (11класс)

18.11.2014 
Просмотров: 719

Урок по химии «Типы химических реакции»

18.11.2014 
Просмотров: 609

Бинарный урок химии и физкультуры в 8 классе «Периодическая система химических элементов»

18.11.2014 
Просмотров: 522

учебный проект по химии » Мы выбрали футбол вместо сигарет!»

18.11.2014 
Просмотров: 448

презентация к игре «Химическая взрывчатка»

18.11.2014 
Просмотров: 372

Элективный курс по химии «Строение и свойства кислородсодержащих органических соединений» (10 класс)

18.11.2014 
Просмотров: 724

«ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ПРЕДМЕТ ХИМИИ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ»

18.11.2014 
Просмотров: 882

Все права защищены © 2007-2016 metod-kopilka. ru
При использовании материалов сайта, активная ссылка на источник обязательна! 

 

§ 3. Полисахариды

§ 3. ПОЛИСАХАРИДЫ

Низкомолекулярные полисахариды

В зависимости от числа остатков моносахаридов в составе олигосахарида различают дисахариды, трисахариды и т.д. Наиболее часто встречаются дисахариды. К дисахаридам относятся сахароза (свекловичный или тростниковый сахар), лактоза (молочный сахар), мальтоза (солодовый сахар) и целлобиоза.

Молекула сахарозы состоит из остатков -D-глюкопиранозы и -D-фруктофуранозы. Связь между остатками моносахаридов осуществляется за счет гликозидных гидроксильных групп обеих молекул. 

В молекуле сахарозы нет свободной гликозидной группы OH. Для нее не характерна таутомерия, т. е. она не способна образовывать альдегидную группу и поэтому не обладает восстанавливающими свойствами. Как многоатомный спирт сахароза растворяет гидроксид меди (II) с образованием комплексной соли. В кислой среде она гидролизуется с образованием исходных глюкозы и фруктозы.

Лактоза, важнейшее питательное вещество молока, состоит из остатков -D-галактопиранозы и D-глюкопиранозы. Так как в остатке глюкозы присутствует свободный гликозидный гидроксил, может образовываться цепная форма глюкозы с альдегидной группой. Последняя снова образует пиранозный цикл в — или -форме. Поэтому в глюкозном остатке лактозы гликозидная группа ОН показана волнистой линией. Так как в водном растворе лактозы присутствует форма с альдегидной группой, лактоза – восстанавливающий дисахарид. Она дает реакцию «серебряного зеркала», реагирует с Фелинговой жидкостью:


Интересно знать! Дисахарид лактоза, поступая в организм человека с молоком, гидролизуется ферментом лактазой, расщепляясь на составляющие лактозу моносахариды – галактозу и глюкозу. Фермент лактаза выделяется тонким кишечником. Однако некоторые этнические группы населения в азиатских и африканских странах имеют мутацию, приведшую к отсутствию в их организмах этого фермента. Поэтому они страдают непереносимостью молочной пищи. Эта особенность называется непереносимостью лактозы. Это одна из причин отсутствия молочной пищи в китайской кухне (она используется только в одном небольшом регионе).  

Мальтоза и целлобиоза  – продукты неполного гидролиза крахмала, происходящего под влиянием ферментов, содержащихся в солоде (проросших зернах ячменя, которые используются при приготовлении пива) и целлюлозы соответственно. При гидролизе они распадаются с образованием двух молекул глюкозы. 

 

Высокомолекулярные полисахариды

Молекулы высокомолекулярных полисахаридов состоят более   чем   из    10   моносахаридных   остатков, связанных О-гликозидными связями и образующих линейные и разветвленные цепи. В состав простейших полисахаридов входят остатки только одного моносахарида (гомополисахариды), более сложные (гетерополисахариды) состоят из остатков двух или более различных моносахаридов. Кроме обычных пентоз и гексоз, в состав полисахаридов могут входить и различные их производные: дезокисисахара, аминосахара, уроновые кислоты и др. Наиболее важными полисахаридами являются крахмал, целлюлоза и гликоген.

Крахмал – широко распространенный в природе полисахарид, играющий роль резервного вещества многих растений. В состав крахмала входят два полисахарида – амилоза (20 – 30  %) и амилопектин (70 – 80  %). Эти полисахариды построены из остатков -D-глюкопиранозы. Молекулы амилозы построены линейно и имеют меньшую молекулярную массу (до 500 000):

Молекулы амилопектина имеют боковые ответвления:

Молекулярная масса его может превышать 1 000 000. Амилопектин в отличие от амилозы при набухании образует клейстер. Аналогичную структуру имеет и «животный крахмал» – гликоген. Гликоген синтезируется в клетках животных из глюкозы и запасается в печени до 7 % от общей массы и мышцах до 4 %. Гликоген выполняет функцию депо глюкозы: при необходимости он подвергается гидролизу, что позволяет поддерживать постоянную концентрацию глюкозы в крови.

Целлюлоза – главная составная часть оболочек растительных клеток, выполняющая функции конструкционного материала. Молекулы целлюлозы построены из остатков -D-глюкопиранозы:

 

Макромолекулярные цепи целлюлозы имеют линейное строение с молекулярной массой, превышающей 1 000 000. Организм человека не приспособлен к перевариванию целлюлозы (хотя она и является составной частью клетчатки), потому что в нем   отсутствуют   ферменты,  позволяющие  гидролизовать  -1,4-связи в целлюлозе. Однако коровы и другие жвачные животные, благодаря симбиозу с микроорганизмами, имеют необходимые ферменты и поэтому могут переваривать целлюлозу.

Химические свойства целлюлозы и крахмала определяются наличием большого числа гидроксильных групп. В промышленности используется способность целлюлозы образовывать алкильные, ацильные (ацетатные волокна) и нитропроизводные (нитроцеллюлоза). 

 

При гидролизе крахмала и целлюлозы образуется глюкоза. Реакция проводится в кислой среде.

Крахмал и гликоген дают цветную реакцию с раствором иода в иодиде калия. Крахмал окрашивается в темно-синий цвет, а гликоген – в винно-красный.

Широко распространен в природе хитин – главный скелетный полисахарид беспозвоночных. Хитин является клеточным компонентом стенок грибов, некоторых зеленых водорослей. По химической природе он представляет собой полиаминосахарид. 

Представителями гетерополисахаридов являются кислые мукополисахариды, или гликозаминогликаны. Обычно они присоединяются к белкам. Они присутствуют в межклеточном веществе, хрящах, сухожилиях, коже и выполняют структурную и защитную функцию. К гетерополисахаридам относится также и гепарин, о его функции мы говорили ранее.

Углеводов — Carbohydrate — qaz.wiki

Органическое соединение, состоящее только из углерода, водорода и кислорода.

Углеводы ( ) представляет собой биомолекула , состоящая из углерода (С), водород (Н) и кислород (O) атомы, как правило , с водородно-кислородным атомом соотношении 2: 1 (как в воде) и, следовательно, с эмпирической формулой C m (H 2 O) n (где m может отличаться или не отличаться от n ). Однако не все углеводы соответствуют этому точному стехиометрическому определению (например, уроновые кислоты , дезоксисахара, такие как фукоза ), и не все химические вещества, которые соответствуют этому определению, автоматически классифицируются как углеводы (например, формальдегид ).

Этот термин наиболее распространен в биохимии , где он является синонимом сахарида , группы, которая включает сахара , крахмал и целлюлозу . Сахариды делятся на четыре химические группы: моносахариды , дисахариды , олигосахариды и полисахариды . Моносахариды и дисахариды, самые маленькие (с более низкой молекулярной массой ) углеводы, обычно называют сахарами. Слово сахарид происходит от греческого слова σάκχαρον ( sákkharon ), что означает «сахар». Хотя научная номенклатура углеводов сложна, названия моносахаридов и дисахаридов очень часто заканчиваются суффиксом -оза , который первоначально был взят из глюкозы ( gluekos ) и используется почти для всех сахаров, например фруктозы (фруктовый сахар), сахарозы. ( тростниковый или свекольный сахар), рибоза, амилоза, лактоза (молочный сахар) и т. д.

Углеводы выполняют многочисленные функции в живых организмах. Полисахариды служат для хранения энергии (например, крахмала и гликогена ) и в качестве структурных компонентов (например, целлюлозы в растениях и хитина у членистоногих). 5-углеродный моносахарид рибоза является важным компонентом коферментов (например, АТФ , FAD и NAD ) и основой генетической молекулы, известной как РНК . Родственная дезоксирибоза является компонентом ДНК. Сахариды и их производные включают множество других важных биомолекул, которые играют ключевую роль в иммунной системе , оплодотворении , предотвращении патогенеза , свертывании крови и развитии .

Углеводы играют центральную роль в питании и содержатся в большом количестве натуральных и обработанных пищевых продуктов. Крахмал — это полисахарид. Он богат злаками (пшеница, кукуруза, рис), картофелем и обработанными продуктами на основе зерновой муки , такими как хлеб, пицца или макаронные изделия. Сахар присутствует в рационе человека в основном в виде столового сахара (сахароза, полученная из сахарного тростника или сахарной свеклы ), лактозы (в большом количестве в молоке), глюкозы и фруктозы, которые естественным образом содержатся в меде , многих фруктах и ​​некоторых овощах. Столовый сахар, молоко или мед часто добавляют в напитки и многие готовые продукты, такие как варенье, печенье и пирожные.

Целлюлоза, полисахарид, содержащийся в клеточных стенках всех растений, является одним из основных компонентов нерастворимых пищевых волокон . Несмотря на то, что нерастворимые пищевые волокна не усваиваются, они помогают поддерживать здоровье пищеварительной системы, облегчая дефекацию . Другие полисахариды , содержащиеся в пищевых волокон , включают резистентный крахмал и инулин , которые питаются некоторые бактерии в микробиоты в толстой кишке , и метаболизируются этими бактериями с образованием короткоцепочечных жирных кислот .

Терминология

В научной литературе термин «углевод» имеет много синонимов, таких как «сахар» (в широком смысле), «сахарид», «оса», «глюцид», «гидрат углерода» или « полигидроксисоединения с альдегидом или кетоном ». . Некоторые из этих терминов, особенно «углевод» и «сахар», также используются в других значениях.

В пищевой науке и во многих неформальных контекстах термин «углевод» часто означает любую пищу, которая особенно богата сложным углеводным крахмалом (например, злаки, хлеб и макаронные изделия) или простыми углеводами, такими как сахар (содержится в конфетах, джемах , и десерты).

Часто в списках пищевой информации , таких как Национальная база данных по питательным веществам Министерства сельского хозяйства США , термин «углевод» (или «углевод по разнице») используется для всего, кроме воды, белков, жиров, золы и этанола. Сюда входят химические соединения, такие как уксусная или молочная кислота , которые обычно не считаются углеводами. Он также включает пищевые волокна, которые являются углеводами, но не вносят особого вклада в пищевую энергию ( килокалории ), хотя их часто включают в расчет общей пищевой энергии, как если бы они были сахаром.

В строгом смысле слова « сахар » применяется к сладким растворимым углеводам, многие из которых используются в пище.

Структура

Раньше название «углевод» использовалось в химии для любого соединения с формулой C m (H 2 O) n . Следуя этому определению, некоторые химики считали формальдегид (CH 2 O) простейшим углеводом, в то время как другие утверждали, что это название означает гликолевый альдегид . Сегодня этот термин обычно понимают в биохимическом смысле, который исключает соединения только с одним или двумя атомами углерода и включает множество биологических углеводов, которые отклоняются от этой формулы. Например, хотя приведенные выше репрезентативные формулы, казалось бы, охватывают общеизвестные углеводы, повсеместно распространенные и обильные углеводы часто отклоняются от этого. Например, углеводы часто имеют химические группы, такие как: N- ацетил (например, хитин), сульфат (например, гликозаминогликаны), карбоновая кислота (например, сиаловая кислота) и дезоксигруппы (например, фукоза и сиаловая кислота).

Природные сахариды обычно состоят из простых углеводов, называемых моносахаридами с общей формулой (CH 2 O) n, где n равно трем или более. Типичный моносахарид имеет структуру H– (CHOH) x (C = O) — (CHOH) y –H, то есть альдегид или кетон с множеством добавленных гидроксильных групп, обычно по одной на каждый атом углерода, который не является частью альдегидная или кетонная функциональная группа . Примерами моносахаридов являются глюкоза , фруктоза и глицеральдегиды . Однако некоторые биологические вещества, обычно называемые «моносахаридами», не соответствуют этой формуле (например, уроновые кислоты и дезоксисахары, такие как фукоза ), и есть много химических веществ, которые соответствуют этой формуле, но не считаются моносахаридами (например, формальдегид CH 2 O и инозитол (CH 2 O) 6 ).

Форма с открытой цепью моносахарида часто сосуществует с формой замкнутого кольца, где углерод карбонильной группы альдегида / кетона (C = O) и гидроксильная группа (–OH) реагируют, образуя полуацеталь с новым мостиком C – O – C.

Моносахариды могут быть соединены вместе в так называемые полисахариды (или олигосахариды ) самыми разными способами. Многие углеводы содержат одну или несколько модифицированных моносахаридных единиц, в которых одна или несколько групп заменены или удалены. Например, дезоксирибоза , компонент ДНК , представляет собой модифицированную версию рибозы ; хитин состоит из повторяющихся единиц N-ацетилглюкозамина , азотсодержащей формы глюкозы.

Разделение

Углеводы — это полигидроксиальдегиды, кетоны, спирты, кислоты, их простые производные и их полимеры, имеющие связи ацетального типа. Их можно классифицировать по степени полимеризации и первоначально разделить на три основные группы, а именно сахара, олигосахариды и полисахариды.

Основные пищевые углеводы
Класс
(степень полимеризации)
Подгруппа Составные части
Сахар (1-2) Моносахариды Глюкоза , галактоза , фруктоза , ксилоза
Дисахариды Сахароза , лактоза , мальтоза , изомальтулоза , трегалоза
Полиолы Сорбитол , маннитол
Олигосахариды (3–9) Мальто-олигосахариды Мальтодекстрины
Другие олигосахариды Рафиноза , стахиоза , фруктоолигосахариды
Полисахариды (> 9) Крахмал Амилоза , амилопектин , модифицированные крахмалы
Некрахмальные полисахариды Гликоген , целлюлоза , гемицеллюлоза , пектины , гидроколлоиды

Моносахариды

Моносахариды — это самые простые углеводы, поскольку они не могут быть гидролизованы до более мелких углеводов. Это альдегиды или кетоны с двумя или более гидроксильными группами. Общая химическая формула немодифицированного моносахарида — (C • H 2 O) n , буквально «гидрат углерода». Моносахариды являются важными молекулами топлива, а также строительными блоками для нуклеиновых кислот. Самыми маленькими моносахаридами, для которых n = 3, являются дигидроксиацетон и D- и L-глицеральдегиды.

Классификация моносахаридов

Α и & beta ; аномеры глюкозы. Обратите внимание на положение гидроксильной группы (красной или зеленой) на аномерном углероде относительно группы CH 2 OH, связанной с углеродом 5: они либо имеют идентичные абсолютные конфигурации (R, R или S, S) (α), либо противоположные абсолютные конфигурации (R, S или S, R) (β).

Моносахариды классифицируются по трем различным характеристикам: расположение карбонильной группы, количество содержащихся в ней атомов углерода и хиральность . Если карбонильная группа представляет собой альдегид , моносахарид представляет собой альдозу ; если карбонильная группа представляет собой кетон , моносахарид представляет собой кетозу . Моносахариды с тремя атомами углерода, называются триозы , те , с четырьмя называются tetroses , пять называются пентоз , шесть являются гексозы , и так далее. Эти две системы классификации часто сочетаются. Например, глюкоза — это альдогексоза (шестиуглеродный альдегид), рибоза — это альдопентоза (пятиуглеродный альдегид), а фруктоза — кетогексоза (шестиуглеродный кетон).

Каждый атом углерода, несущий гидроксильную группу (-ОН), за исключением первого и последнего атомов углерода, асимметричен , что делает их стереоцентрами с двумя возможными конфигурациями каждый (R или S). Из-за этой асимметрии для любой данной формулы моносахарида может существовать ряд изомеров . Используя правило Ле Бель-Вант Гоффа , альдогексозная D-глюкоза, например, имеет формулу (C · H 2 O) 6 , из которой четыре из шести атомов углерода являются стереогенными, что делает D-глюкозу одним из 2 4 = 16 возможных стереоизомеров . В случае глицеральдегидов , альдотриозы, существует одна пара возможных стереоизомеров, которые являются энантиомерами и эпимерами . 1,3-дигидроксиацетон , кетоза, соответствующая альдозо-глицеральдегидам, представляет собой симметричную молекулу без стереоцентров. Назначение D или L осуществляется в соответствии с ориентацией асимметричного углерода, наиболее удаленного от карбонильной группы: в стандартной проекции Фишера, если гидроксильная группа находится справа, молекула представляет собой сахар D, в противном случае — сахар L. Префиксы «D-» и «L-» не следует путать с «d-» или «l-», которые указывают направление, в котором сахар вращает плоско- поляризованный свет . Такое использование «d-» и «l-» больше не используется в химии углеводов.

Кольцо-изомерия прямой цепи

Глюкоза может существовать как в линейной, так и в кольцевой форме.

Альдегидная или кетонная группа моносахарида с прямой цепью будет обратимо реагировать с гидроксильной группой на другом атоме углерода с образованием полуацеталя или гемикеталя , образуя гетероциклическое кольцо с кислородным мостиком между двумя атомами углерода. Кольца с пятью и шестью атомами называются формами фуранозы и пиранозы , соответственно, и существуют в равновесии с формой с прямой цепью.

Во время преобразования из линейноцепочечной формы в циклическую форму атом углерода, содержащий карбонильный кислород, называемый аномерным углеродом , становится стереогенным центром с двумя возможными конфигурациями: Атом кислорода может занимать положение либо выше, либо ниже плоскости звенеть. Образовавшаяся возможная пара стереоизомеров называется аномерами . В α-аномере заместитель -OH на аномерном атоме углерода находится на противоположной стороне ( транс ) кольца от боковой ветви CH 2 OH. Альтернативная форма, в которой заместитель CH 2 OH и аномерный гидроксил находятся на одной и той же стороне (цис) плоскости кольца, называется β-аномером .

Использование в живых организмах

Моносахариды являются основным источником топлива для метаболизма , они используются как в качестве источника энергии ( глюкоза является наиболее важным в природе), так и в биосинтезе . Когда моносахариды не нужны сразу многим клеткам, они часто преобразуются в более компактные формы, часто в полисахариды . У многих животных, включая людей, этой формой хранения является гликоген , особенно в клетках печени и мышц. В растениях с той же целью используется крахмал . Самый распространенный углевод, целлюлоза , является структурным компонентом клеточной стенки растений и многих форм водорослей. Рибоза — компонент РНК . Дезоксирибоза — компонент ДНК . Ликсоза — это компонент ликсофлавина, который содержится в сердце человека. Рибулоза и ксилулоза участвуют в пентозофосфатном пути . Галактоза , компонент молочного сахара лактозы , содержится в галактолипидах в мембранах растительных клеток и в гликопротеинах во многих тканях . Манноза участвует в метаболизме человека, особенно при гликозилировании некоторых белков. Фруктоза или фруктовый сахар содержится во многих растениях и людях, метаболизируется в печени, всасывается непосредственно в кишечнике во время пищеварения и обнаруживается в сперме . Трегалоза , основной сахар насекомых, быстро гидролизуется до двух молекул глюкозы, чтобы поддерживать непрерывный полет.

Дисахариды

Сахароза , также известная как столовый сахар, является распространенным дисахаридом. Он состоит из двух моносахаридов: D-глюкозы (слева) и D-фруктозы (справа).

Два соединенных моносахарида называются дисахаридом, и это простейшие полисахариды. Примеры включают сахарозу и лактозу . Они состоят из двух моносахаридных единиц, связанных вместе ковалентной связью, известной как гликозидная связь, образованная в результате реакции дегидратации , что приводит к потере атома водорода у одного моносахарида и гидроксильной группы у другого. Формула немодифицированных дисахаридов представляют собой С 12 Н 22 O 11 . Хотя существует множество видов дисахаридов, некоторые из них особенно примечательны.

Сахароза , изображенная справа, является наиболее распространенным дисахаридом и основной формой, в которой углеводы транспортируются в растениях. Он состоит из одной молекулы D-глюкозы и одной молекулы D-фруктозы . Систематическое название сахарозы, О -α-D-glucopyranosyl- (1 → 2) -D-фруктофуранозид, указывает на то четыре вещи:

  • Его моносахариды: глюкоза и фруктоза.
  • Типы их колец: глюкоза — пираноза, фруктоза — фураноза.
  • Как они связаны друг с другом: кислород на углеродном номере 1 (C1) α-D-глюкозы связан с C2 D-фруктозы.
  • -Oside суффикс указывает на то, что аномерная углерода обоих моносахаридов участвует в гликозидной связи.

Лактоза , дисахарид, состоящий из одной молекулы D-галактозы и одной молекулы D-глюкозы , естественным образом встречается в молоке млекопитающих. Систематическое название для лактозы O -β-D-галактопиранозил- (1 → 4) -D-глюкопиранозы. Другие известные дисахариды включают мальтозу (две связанные D-глюкозы α-1,4) и целлобиозу (две связанные D-глюкозы β-1,4). Дисахариды можно разделить на два типа: восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды. Если функциональная группа присутствует в связи с другим сахарным звеном, это называется восстанавливающим дисахаридом или биозой.

Питание

Зерновые продукты: богатые источники углеводов

Углеводы, потребляемые с пищей, дают 3,87 килокалорий энергии на грамм для простых сахаров и от 3,57 до 4,12 килокалорий на грамм для сложных углеводов в большинстве других продуктов. Относительно высокий уровень углеводов связан с обработанными пищевыми продуктами или рафинированными продуктами, приготовленными из растений, включая сладости, печенье и конфеты, столовый сахар, мед, безалкогольные напитки, хлеб и крекеры, джемы и фруктовые продукты, макаронные изделия и сухие завтраки. Меньшее количество углеводов обычно связано с неочищенными продуктами, включая бобы, клубни, рис и неочищенные фрукты. Продукты животного происхождения обычно имеют самый низкий уровень углеводов, хотя молоко действительно содержит высокую долю лактозы .

Организмы обычно не могут метаболизировать все виды углеводов для получения энергии. Глюкоза — почти универсальный и доступный источник энергии. Многие организмы также обладают способностью метаболизировать другие моносахариды и дисахариды, но глюкоза часто метаболизируется первой. У Escherichia coli , например, lac-оперон будет экспрессировать ферменты для переваривания лактозы, когда он присутствует, но если присутствуют и лактоза, и глюкоза, lac- оперон подавляется, в результате чего сначала используется глюкоза (см. Diauxie ). Полисахариды также являются обычными источниками энергии. Многие организмы могут легко расщеплять крахмал до глюкозы; однако большинство организмов не может метаболизировать целлюлозу или другие полисахариды, такие как хитин и арабиноксиланы . Эти типы углеводов могут метаболизироваться некоторыми бактериями и простейшими. Например, жвачные животные и термиты используют микроорганизмы для обработки целлюлозы. Несмотря на то, что эти сложные углеводы плохо усваиваются, они представляют собой важный элемент питания для человека, называемый пищевыми волокнами . Клетчатка, помимо прочего, улучшает пищеварение.

Институт медицины рекомендует американские и канадские взрослые получают от 45 до 65% от калорийности рациона из цельного зерна углеводов. Продовольственная и сельскохозяйственная организация и Всемирная организация здравоохранения совместно рекомендуем национальные диетические рекомендации поставили перед собой целью 55-75% от общего объема энергии из углеводов, но только 10% непосредственно из сахара (их термин для простых углеводов). В Кокрановском систематическом обзоре 2017 года сделан вывод о недостаточности доказательств, подтверждающих утверждение о том, что цельнозерновые диеты могут влиять на сердечно-сосудистые заболевания.

Классификация

Диетологи часто называют углеводы простыми или сложными. Однако точное различие между этими группами может быть неоднозначным. Термин комплексный углевод был впервые использован в публикации Специального комитета Сената США по питанию и человеческим потребностям « Диетические цели для Соединенных Штатов» (1977 г. ), где он был предназначен для отделения сахаров от других углеводов (которые считались более питательными). Тем не менее, отчет помещает «фрукты, овощи и цельнозерновые продукты» в столбец сложных углеводов, несмотря на то, что они могут содержать как сахара, так и полисахариды. Эта путаница сохраняется, поскольку сегодня некоторые диетологи используют термин сложный углевод для обозначения любого вида усвояемого сахарида, присутствующего в цельной пище, где также содержатся клетчатка, витамины и минералы (в отличие от переработанных углеводов, которые обеспечивают энергию, но мало других питательных веществ). . Однако стандартное использование — химическая классификация углеводов: простые, если они представляют собой сахара ( моносахариды и дисахариды ), и сложные, если они являются полисахаридами (или олигосахаридами ).

В любом случае различие между простыми и сложными химическими веществами не имеет большого значения для определения питательной ценности углеводов. Некоторые простые углеводы (например, фруктоза ) быстро повышают уровень глюкозы в крови, а некоторые сложные углеводы (крахмалы) медленно повышают уровень сахара в крови. Скорость пищеварения определяется множеством факторов, включая то, какие другие питательные вещества потребляются вместе с углеводом, способ приготовления пищи, индивидуальные различия в метаболизме и химический состав углеводов. Углеводы иногда делятся на «доступные углеводы», которые всасываются в тонком кишечнике, и «недоступные углеводы», которые попадают в толстый кишечник , где они подвергаются ферментации микробиотой желудочно-кишечного тракта .

В рекомендациях Министерства сельского хозяйства США по питанию для американцев от 2010 года содержится призыв к умеренному и высокому уровню углеводов из сбалансированной диеты, которая включает шесть порций зерновых продуктов по 30 граммов каждый день, по крайней мере половину из цельнозерновых источников, а остальную — из обогащенных продуктов .

Гликемический индекс (Г) и гликемическая нагрузка концепция были разработаны , чтобы охарактеризовать поведение пищи во время пищеварения человека. Они классифицируют продукты, богатые углеводами, по скорости и величине их воздействия на уровень глюкозы в крови. Гликемический индекс — это показатель того, насколько быстро пищевая глюкоза всасывается, в то время как гликемическая нагрузка — это мера общей усвояемой глюкозы в пище. Индекс инсулина — это аналогичный, более свежий метод классификации, который ранжирует продукты на основе их влияния на уровень инсулина в крови, который обусловлен глюкозой (или крахмалом) и некоторыми аминокислотами в пище.

Влияние ограничения углеводов на здоровье

Низкоуглеводные диеты могут упускать из виду преимущества для здоровья, такие как повышенное потребление пищевых волокон, обеспечиваемые высококачественными углеводами, содержащимися в бобовых и бобовых , цельнозерновых , фруктах и ​​овощах. Недостатки диеты могут включать неприятный запах изо рта , головную боль и запор , и в целом потенциальные побочные эффекты диет с ограничением углеводов недостаточно изучены, особенно в отношении возможных рисков остеопороза и заболеваемости раком.

Диеты с ограничением углеводов могут быть столь же эффективны, как и диеты с низким содержанием жиров, в плане снижения веса в краткосрочной перспективе, когда общее потребление калорий снижается. В научном заявлении эндокринного общества говорится, что «при постоянном потреблении калорий […] на накопление жира не влияют даже очень выраженные изменения количества жира по сравнению с углеводами в рационе». В долгосрочной перспективе эффективное снижение или поддержание веса зависит от ограничения калорий , а не от соотношения макроэлементов в диете. Рассуждения о диете, утверждающие, что углеводы вызывают чрезмерное накопление жира за счет повышения уровня инсулина в крови, и что низкоуглеводные диеты обладают «метаболическим преимуществом», не подтверждаются клиническими данными . Кроме того, неясно, как низкоуглеводная диета влияет на здоровье сердечно-сосудистой системы , хотя два обзора показали, что ограничение углеводов может улучшить липидные маркеры риска сердечно-сосудистых заболеваний .

Диеты с ограничением углеводов не более эффективны, чем обычная здоровая диета в предотвращении развития диабета 2 типа , но для людей с диабетом 2 типа они являются жизнеспособным вариантом для похудания или помощи в контроле гликемии . Имеются ограниченные данные в поддержку рутинного использования низкоуглеводной диеты для лечения диабета 1 типа . Американская диабетическая ассоциация рекомендует людям с диабетом следует принимать , как правило здорового питания, а не диета сосредоточена на углеводов или других макроэлементов.

Крайняя форма низкоуглеводной диеты — кетогенная диета — считается лечебной диетой для лечения эпилепсии . Благодаря одобрению знаменитостей в начале 21 века, эта диета стала модным средством похудания, но с риском нежелательных побочных эффектов , таких как низкий уровень энергии и повышенный голод, бессонница , тошнота и желудочно-кишечный дискомфорт. Диетическая Британская ассоциация назвала его одним из «лучших 5 худшей CELEB диеты , чтобы избежать в 2018 году».

Метаболизм

Углеводный обмен — это серия биохимических процессов, ответственных за образование , расщепление и взаимное превращение углеводов в живых организмах .

Самый важный углевод — глюкоза , простой сахар ( моносахарид ), который метаболизируется почти всеми известными организмами. Глюкоза и другие углеводы являются частью широкого спектра метаболических путей у разных видов: растения синтезируют углеводы из углекислого газа и воды путем фотосинтеза, сохраняя поглощенную энергию внутри, часто в форме крахмала или липидов . Компоненты растений потребляются животными и грибами и используются в качестве топлива для клеточного дыхания . Окисление одного грамма углеводов дает около 16 кДж (4 ккал) энергии , а окисление одного грамма липидов дает около 38 кДж (9 ккал). Человеческое тело хранит от 300 до 500 г углеводов в зависимости от веса тела, при этом скелетные мышцы составляют значительную часть этих запасов. Энергия, полученная в результате метаболизма (например, окисления глюкозы), обычно временно сохраняется в клетках в форме АТФ . Организмы, способные к анаэробному и аэробному дыханию, метаболизируют глюкозу и кислород (аэробно) с выделением энергии с двуокисью углерода и водой в качестве побочных продуктов.

Катаболизм

Катаболизм — это метаболическая реакция, которую клетки подвергают разрушению более крупных молекул с извлечением энергии. Существует два основных метаболических пути катаболизма моносахаридов : гликолиз и цикл лимонной кислоты .

При гликолизе олиго- и полисахариды сначала расщепляются на более мелкие моносахариды ферментами, называемыми гликозидгидролазами . Затем моносахаридные единицы могут вступать в катаболизм моносахаридов. На ранних этапах гликолиза требуется вложение 2 АТФ для фосфорилирования глюкозы до глюкозо-6-фосфата ( G6P ) и фруктозо-6-фосфата ( F6P ) до фруктозо-1,6-бифосфата ( FBP ), тем самым необратимо продвигая реакцию. В некоторых случаях, как у людей, не все типы углеводов могут использоваться, поскольку необходимые пищеварительные и метаболические ферменты отсутствуют.

Углеводная химия

Химия углеводов — крупная и экономически важная отрасль органической химии. Вот некоторые из основных органических реакций , в которых участвуют углеводы:

Смотрите также

Рекомендации

дальнейшее чтение

внешняя ссылка

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с: Углеводы

УГЛЕВОДЫ В ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

УГЛЕВОДЫ В ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ

Углеводы широко распространены в природе, главным образом в растительном мире. Синтезируются углеводы в зеленых частях растений. Они являются важным энергетическим компонентом пищи, причем по количеству преобладают в ней над всеми другими компонентами.

В семенах злаков содержание углеводов составляет до 80 %, а в рисе — до 90 %. Большое количество их в виде крахмала содержится в хлебе, крупах и картофеле; в виде сахаров — в сахаре, кондитерских изделиях, сладких сортах плодов и ягод.

Углеводы — это вещества, состоящие из углерода, кислорода и водорода с общей формулой С(1Н20. Все углеводы делятся на две группы: моносахариды и полисахариды, которые, в свою очередь, делятся на полисахариды первого порядка (сахароза, мальтоза, лактоза и др.) и полисахариды второго порядка — высокомолекулярные углеводы (крахмал, клетчатка и др.).

 

Моносахариды. Главные представители моносахаридов — гек-созы (С6Н12О6) и пентозы (С5Н10 О5).

Все моносахариды (монозы) — кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и оптически активные (вращают плоскость поляризации).

В пищевом отношении монозы наиболее легкоусвояемые углеводы: без участия ферментов они в неизменном состоянии всасываются через стенки кишечника в кровь. К неусвояемым углеводам относят гемицеллюлозу, целлюлозу, пектиновые вещества, камеди и декстрины.

Наиболее важное значение в пищевом отношении имеют глюкоза и фруктоза.

 

Глюкоза широко распространена в растительном мире, где находится в семенах, плодах, листьях и корнях растений в свободном состоянии или в составе полисахаридов. Много ее в соке винограда (до 10 %). Особенно много глюкозы находится в растениях в виде крахмала и клетчатки. Много в пчелином меде — около половины содержания сухих веществ.

В промышленности глюкозу получают путем кислотного и ферментативного гидролиза крахмала.

Глюкоза сбраживается дрожжами, негигроскопична. Сладость ее составляет 70 % сладости сахарозы.

Фруктоза (левулеза, плодовый сахар) в природе распространена как в свободном, так и в связанном состоянии. Вместе с глюкозой находится во многих плодах, овощах и ягодах. В равном с глюкозой количестве находится в виноградном соке и пчелином меде. В связанном состоянии находится в сахарозе.

На воздухе фруктоза гигроскопична, что затрудняет использование ее в чистом виде в кондитерском производстве. При кипячении водного раствора быстро разлагается. По сладости в 1,5 раза превосходит сахарозу. Как и глюкоза, сбраживается дрожжами.

 

 

Полисахариды первого порядка. Наибольшее пищевое значение из полисахаридов первого порядка имеют три дисахарида: сахароза, мальтоза и л а поза. Все они являются кристаллическими веществами, хорошо растворимыми в воде, сладкие. Наибольшую сладость имеет сахароза, затем мальтоза и лактоза.

Все три сахара оптически активны и обладают общим для полисахаридов свойством подвергаться гидролитическому распаду (кислотному или ферментативному) с образованием двух моноз.

Сахароза — наиболее распространенный в растительном мире сахар. Ее много в сахарной свекле, сахарном тростнике, плодах дыни, арбуза.

В промышленности сахарозу получают из свеклы и сахарного тростника. Хорошо сбраживается дрожжами. Подвергается гидролизу, распадаясь на составные компоненты — глюкозу и фруктозу. Смесь этих сахаров называется инвертным сахаром, который обладает антикристаллизационными свойствами. Это свойство как положительное широко используется в кондитерской промышленности. В сахарной же промышленности от инертного сахара (который там относят к вредным несахарам) необходимо избавляться, так как он мешает процессу кристаллизации сахарозы.

Мальтоза при гидролизе распадается на две молекулы глюкозы. В свободном состоянии мальтоза в природе встречается главным образом в семенах злаковых, особенно при их прорастании. В основном мальтоза получается в результате ферментативного

гидролиза крахмала при участии амилазы солода. Сбраживается дрожжами в присутствии глюкозы.

При гидролизе лактоза распадается на галактозу и глюкозу. Она содержится в молоке всех млекопитающих, в коровьем молоке, например, ее 4…5 %. Сбраживается лактоза лишь теми видами дрожжей, где присутствует фермент лактаза.

Сахара как пищевые продукты ценятся в основном за сладость. Однако степень сладости у них различная. Если сладость сахарозы условно принять за 100 единиц, то относительная сладость фруктозы 173 единицы, глюкозы — 74, ксилозы — 40, мальтозы — 32,5, галактозы — 32,1, раффинозы — 23, лактозы — 16 единиц.

 

 

 

Полисахариды второго порядка. Это высокомолекулярные соединения. В растительном мире они играют роль запасных питательных веществ или же являются основой опорных тканей организма.

Полисахариды под действием кислот или соответствующих ферментов расщепляются на свои первичные строительные структуры.

Крахмал — наиболее важный по пищевой ценности полисахарид. Он содержится во всех растениях, выполняя роль запасного питательного вещества. Например, в зернах различных злаков крахмала содержится от 55 до 80 %, в картофеле — 75 %.

Зерно крахмала состоит из двух компонентов — амилозы и амилопектина, одинаковых по химическому составу, но разных по структуре. Формула и того, и другого (С6Н10О5)n, но у амилозы п = 200… 1000, а у амилопектина доходит до 200000.

В холодной воде зерна крахмала не растворяются. Но при нагревании воды начинается процесс клейстеризации крахмала, причем для разных крахмалов температура клейстеризации различная (для пшеничного, например, она 55…60 °С).

При кипячении с разбавленными кислотами крахмал превращается в глюкозу, при ферментативном же гидролизе (солодовой амилазой) — в основном в мальтозу и частично в глюкозу.

Гидролиз крахмала протекает ступенчато, через декстрины, представляющие собой обрывки цепей крахмальных молекул.

Крахмал очень гигроскопичен: в обычных условиях, несмотря на то что сухой на ощупь, он удерживает около 20 % влаги.

В пищевой промышленности крахмал — это основное сырье для производства глюкозы и патоки, применяемой в кондитерской промышленности в качестве антикристаллизатора.

В растительных продуктах наряду с углеводами, обеспечивающими организм энергией, содержатся так называемые непищевые углеводы, представителем которых является целлюлоза (клетчатка). Практического значения как источник энергии в пищевом рационе она не имеет, усваиваясь примерно на 25 %, но способствует нормальной функции кишечника: раздражая

стенки кишок, она вызывает их движение — перистальтику. При употреблении пищи, лишенной целлюлозы, перистальтика ослабевает.

Пшеничный хлеб из муки второго сорта, ржаной хлеб, овощи нужно включать в меню ежедневно. Много целлюлозы содержится в сушеных овощах (2,9. ..14 %), свежих ягодах (2…5 %), свежих овощах (I …1,5 %). В сутки рекомендуется употреблять

10… 15 г клетчатки.

Целлюлоза — полисахарид, содержится в растениях. Являясь опорным веществом, входит в состав клеточных стенок. Особенно много целлюлозы в волокнах хлопчатника (свыше 90 %).

Чистая целлюлоза — белая гигроскопичная масса волокнистого строения без вкуса и запаха. В воде не набухает, устойчива против действия разбавленных кислот и щелочей. При полном кислотном гидролизе целлюлоза, как и крахмал, превращается в глюкозу. Смесь целлюлозы с белками заметно снижает их усвояемость, так как она адсорбирует аминокислоты и сокращает длительность прохождения белка по желудочно-кишечному тракту.

К непищевым углеводам относятся также пектиновые вещества, которые не усваиваются организмом, но играют важную роль в физиологии питания и пищевой технологии. Они образуют комплексные соединения с тяжелыми металлами, выводят их из организма. В кислой среде в присутствии сахара и кислоты образуют плодово-ягодные студни. На этом свойстве пектиновых веществ основано производство джема, повидла, мармелада и пастилы.

В растительном сырье они встречаются в виде нерастворимого в воде протопектина или в виде растворимого пектина. Процесс перехода протопектина в растворимый пектин происходит при созревании плодов и ягод, тепловой обработке растительного сырья, осветлении плодово-ягодных соков. Наибольшее количество пектиновых веществ содержится в яблоках, айве, абрикосах и сливе (до 1,5 %).

 

 

Значение углеводов в организме человека. Поступая в организм человека, все сложные углеводы подвергаются гидролитическому распаду, превращаясь в глюкозу, которая через стенки кишечника непосредственно всасывается в кровь. Другие моносахариды также превращаются в глюкозу. Нормальное содержание глюкозы в крови около 0,1 %. Это количество регулируется печенью: если сахара поступает много — его избыток накапливается в печени в виде животного крахмала — гликогена, если мало, то гликоген превращается в глюкозу и поступает в кровь.

Если организм получает достаточное количество углеводов, то именно они, а не другие пищевые вещества (жиры и белки) являются источниками энергии. Избыток же будет превращаться в жир и откладываться в виде запасов в организме. При недо-статке углеводов удовлетворение энергетических потребностей организма будет осуществляться за счет жиров и белков.

Свыше половины энергии, необходимой для нормальной жизнедеятельности, организм человека получает с углеводами.

Углеводы имеют исключительно важное значение для деятельности мышц, нервной системы, сердца, печени и других органов. Они играют определенную роль и в процессах обмена веществ, так как необходимы для нормального усвоения организмом жиров. Но избыточное поступление сахара в сочетании с общим высококалорийным питанием может привести к ожирению, раннему развитию атеросклероза и снижению работоспособности. Кроме названных отрицательных последствий избыточное поступление сахара может привести к возникновению гипергликемии (повышенное содержание сахара в крови), которая отрицательно сказывается на функции поджелудочной железы.

Суточная потребность взрослого человека в углеводах 500 .г (от 430 до 630 г). Несмотря на такое большое потребление, в организме человека содержание углеводов не превышает 2 %.

В нормальном пищевом рационе углеводов должно быть приблизительно в 4 раза больше, чем белков. Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат. Чем интенсивнее физическая нагрузка, тем больше объем мышечной работы и тем выше потребность в углеводах. Для пожилых людей, а также лиц, занимающихся умственным трудом и имеющим избыточный вес, количество ежедневно поступающего в организм сахара не должно превышать 15 % общего суточного количества углеводов.

Нормирование углеводов может производиться соответственно по калорийной ценности суточного пищевого рациона. При этом на кажцую 1000 ккал предусматривается 124 г углеводов. Сахар в чистом виде (в варенье, меде, конфетах и кондитерских изделиях), быстро всасываясь в кишечнике, вызывает у некоторых людей ряд неприятных ощущений: усиленное потоотделение, тошноту, сменяющиеся вялостью, слабость вплоть до полуобморочного состояния и т. д. Эти явления объясняются тем, что количество сахара в крови быстро и резко увеличивается, а затем сильно падает, в результате чего возбуждается нервная система. Поэтому не следует употреблять в сутки более 100 г сахара и сахаристых веществ, в том числе и кондитерских изделий.

Считается, что взрослый человек при умеренных физических нагрузках должен потреблять 365…400 г (в среднем 382 г) усвояемых углеводов в день, в том числе 50… 100 г (не более) простых сахаров.

Как уже было сказано ранее, углеводы — самый распространенный класс соединений в группе органических веществ пищевых продуктов. Они представлены большой группой веществ,

 

 

каждое из которых обладает определенными свойствами. Тем не менее в целом им присущи общие свойства, используемые в пищевых технологиях.

Прежде всего необходимо сказать об использовании углеводов в производствах, связанных с биохимической переработкой, — это брожение теста, получение вина, пива, спирта, дрожжей, пищевых кислот, ацетона и т. д. Во всех этих производствах в итоге используется способность простых углеводов сбраживаться ферментами дрожжей или бактерий. Простые углеводы (моносахара и частично дисахариды) присутствуют в больших или меньших количествах в растительном сырье или их можно получить предварительным гидролизом полисахаридов (кислотным или ферментативным), например в спиртовом производстве.

В пищевых производствах широко используются также другие свойства сахаров — это способность растворяться в воде, способность к кристаллизации и т. д.

Для получения чистого крахмала из растений (картофеля, кукурузы) используется его свойство не растворяться в воде. Способность же крахмала к гидролизу дает возможность получать полные и неполные продукты гидролиза — глюкозу, декстрины, патоку (смесь декстринов с сахарами).

В пищевой промышленности широко используется также способность пектиновых веществ образовывать студни в присутствии сахаров и органических кислот.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    . .

 

 

Углеводы (сахара) – главный источник энергии для организма — Как питаться правильно? — Здоровое питание

Для того, чтобы как можно дольше оставаться в хорошей форме и отличном самочувствии, нужно поддерживать в рационе здоровый баланс углеводов — как избыток, так и недостаток этой важной части рациона приводит к неблагоприятным последствиям. Контроль потребления углеводов вы легко осуществите с помощью нашего счетчика калорий, а необходимые знания по теме получите на этой странице.

 

Углеводы представляют собой макронутриенты, которые являются основной частью пищевого рациона человека

 

Молекулы всех углеводов состоят из атомов углерода, кислорода и водорода. Углеводы пищи делятся на простые углеводы (сахара) и сложные углеводы (полисахариды).

 

Простые углеводы (сахара).

Молекулы простых сахаров состоят из неразветвленных углерод-углеродных цепей с различным числом атомов углерода. В пищевых продуктах наиболее широко представлены глюкоза, фруктоза и галактоза.

 

Глюкоза (виноградный сахар) содержится во многих фруктах, ягодах, меде, зеленых частях растений. Глюкоза входит в состав сахарозы, крахмала, клетчатки, высокомолекулярного полисахарида инулина.

 

Фруктоза (фруктовый сахар, левулеза) содержится в меде, фруктах, ягодах, семенах некоторых растений.

 

Галактоза — единственный моносахарид животного происхождения входит в состав лактозы (молочного сахара).

 

Наибольшее значение для питания человека имеют дисахариды — сахароза, лактоза и мальтоза. В состав молекулы каждого из этих дисахаридов входит глюкоза, вторым сахаром может быть глюкоза, галактоза или фруктоза.

 

Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) состоит из глюкозы и фруктозы.

 

Мальтоза (солодковый сахар) состоит из двух остатков глюкозы, является основным структурным компонентом крахмала и гликогена.

 

Лактоза (молочный сахар) состоит из глюкозы и галактозы, в свободном виде присутствует в молоке всех млекопитающих.

 

Сложные углеводы (полисахариды) делятся на усваиваемые (крахмальные) полисахариды и неусваиваемые (некрахмальные) полисахариды.

Усваиваемые (крахмальные) полисахариды представлены в основном крахмалом и гликогеном.

 

Крахмал — основной резервный полисахарид растений состоит из амилозы и разветвленного амилопектина; накапливается в виде крахмальных зерен в клетках луковиц, клубней, корневищ, семян растений.

 

Гликоген — разветвленный полисахарид, молекулы которого построены из остатков глюкозы, представляет собой быстро реализуемый резерв живых организмов.

Так же выделяют группу «модифицированных» крахмалов, все шире используемых в пищевой промышленности. Это крахмалы, чьи свойства модифицированы путем физических, химических или биологических воздействий. Модифицированные крахмалы используют в хлебобулочной и кондитерской промышленности, например, для получения безбелковых продуктов для диетического питания.

 

Неусваиваемые (некрахмальные) полисахариды — пищевые волокна, которые, в отличие от крахмала, не перевариваются пищеварительными ферментами. Источником пищевых волокон для организма являются зерна злаков, фрукты и овощи. Неусваиваемые углеводы не расщепляются ферментами, секретируемыми в пищеварительном тракте человека.

 

К неусваиваемым углеводам относятся, в первую очередь, глюкановые полисахариды: целлюлоза (клетчатка), гемицеллюлоза, пектиновые вещества, лигнин, камеди и слизи. Эту группу полисахаридов называют пищевыми волокнами, которые рассматриваются как вещества, необходимые для нормального функционирования желудочно-кишечного тракта.

 

Клетчатка (целлюлоза) — самый распространенный в природе некрахмальный полисахарид. Клетчатка входит в состав клеточных стенок всех растений, служит опорным материалом и придает им прочность. Клетчатка не растворима в воде, но может связывать значительное количество воды (до 0,4 г воды на 1 г клетчатки).

 

Гемицеллюлозы образуют вместе с целлюлозой клеточные стенки растительных тканей. Их содержание в растениях может достигать 40 %. В клеточных стенках гемицеллюлоза вместе с лигнином выполняет функции цементирующего материала. Она содержится в оболочках зерен, «корочках» некоторых фруктов, скорлупе семечек и орехов. Гемицеллюлозы также способны удерживать воду.

 

Пектиновые вещества, кислые полисахариды растений, присутствующие в клеточной стенке, межклеточном веществе, клеточном соке, накапливаются в плодах и корнеплодах. В большом количестве пектины содержатся в яблоках, лимонах, сахарной свекле. В присутствии сахаров и кислот пектины способны образовывать гели, что используется в пищевой промышленности при производстве желе, мармелада и джемов.

 

Лигнин, слизи, смолы не являются полисахаридами, но представляют собой высокомолекулярные вещества, которые так же относят к группе пищевых волокон. Рекомендуемая среднесуточная норма потребления пищевых волокон — 20 г. Пищевые волокна положительно влияют на функции толстого кишечника, стимулируют перистальтику, а также способствуют усилению выделения желчи.

 

Углеводы в пищевых продуктах и в организме человека

 

Основная функция углеводов — обеспечение энергетических затрат организма (на углеводы приходится от 55 до 75 % калорийности пищи).

Количество и состав углеводных компонентов пищи очень важны для поддержания здоровья. Средний уровень углеводов в пищевом рационе людей составляет около 60 %.

 

Среднестатистический здоровый человек должен потреблять в сутки от 350 до 500 г углеводов, для людей с усиленной физической или умственной нагрузкой потребление углеводов может увеличиваться до 700 г и выше. Более половины углеводов поступает в организм с зерновыми продуктами, около четверти — с сахаром и сахаросодержащими продуктами, с овощами от 10 до 15 %, с фруктами от 5 до 10 %.

 

В растительных продуктах содержатся как простые углеводы (сахара), так и полисахариды — крахмал, гликоген и пищевые волокна. По мере созревания во фруктах увеличивается количество простых сахаров, а содержание крахмала уменьшается. Поэтому зрелые фрукты становятся более сладкими.

 

При попадании в организм человека переваривание и усвоение углеводов происходит с разной скоростью. Это связано с тем, что для утилизации их организмом все углеводы должны быть гидролизованы ферментами пищеварительного тракта до простых сахаров.

 

Простые сахара — глюкоза и фруктоза усваиваются быстро и легко.

 

Дисахариды — сахароза, лактоза, мальтоза усваиваются медленнее, т.к. предварительно должны быть гидролизованы до простых сахаров. Лактоза — наиболее важный углевод в питании новорожденных и детей младшего возраста.

 

Крахмал и гликоген до усвоения проходят еще более долгий путь гидролиза до глюкозы. Больше всего крахмала содержится в хлебопродуктах, семенах бобовых растений, картофеле. Наибольшей пищевой ценностью обладают альдозы (глюкоза, галактоза, манноза, ксилоза) и кетозы (фруктоза). Потребление глюкозы и фруктозы — двух наиболее распространенных в природе моносахаридов — достигает 20 % общего потребления углеводов.

 

Для оценки пищевой ценности углеводов используется гликемический индекс. Эта расчетная величина отражает способность поступивших в организм углеводов повышать уровень глюкозы в крови. Наиболее высокий гликемический индекс характерен для чистой глюкозы и мальтозы, а также для углеводов, содержащихся в картофеле, моркови, меде, кукурузных хлопьях, пшеничном хлебе.

 

Еще одной характеристикой углеводов является их сладость. В наибольшей мере сладкий вкус присущ фруктозе и глюкозе, сахарозе, некоторым сахароспиртам (мальтитол, маннит, сорбит). Искусственные заменители сахара (сахарин, аспартам) по «сладости» в сотни раз превосходят натуральные углеводы. Поэтому заменители сахара используют в тех случаях, когда необходимо придать продуктам сладкий вкус, не увеличивая их калорийность.

 

Пищевые волокна — целлюлоза, пектин, гемицеллюлоза организмом не усваиваются, но частично расщепляются под влияниям ферментов, вырабатываемых микрофлорой толстого кишечника.

 

Переваривание углеводов начинается в ротовой полости, где амилаза слюны частично расщепляет крахмал. Дисахариды расщепляются до глюкозы ферментами сахаразой, лактазой и мальтазой. После всасывания в кровь моносахара поступают в печень, где фруктоза и галактоза превращаются в глюкозу.

 

Глюкоза является основным источником энергии для мышц, нервной системы и других тканей. Энергия выделяется при окислении глюкозы. Если содержание глюкозы превышает уровень, необходимый для получения нужного количества энергии, то происходит ее резервирование в виде гликогена. Запасы гликогена в мышцах и печени человека могут достигать от 300 до 400 г.

 

Когда запасы гликогена достигают максимального уровня, из глюкозы синтезируются жиры, которые откладываются в жировых клетках. При повышении энергетических затрат гликоген снова превращается в глюкозу.

 

Хотя среднесуточное поступление глюкозы в чистом виде в организм человека относительно невелико (от 15 до 18 г), много глюкозы поступает в связанном виде — в составе дисахаридов, крахмала. Для выполнения своих функций центральная нервная система расходует около 140 г глюкозы за сутки, эритроциты крови — 40 г, мышечная ткань расходует глюкозу также в больших количествах, в зависимости от выполняемой физической работы.

 

При недостатке углеводов в организме появляются слабость, головокружение, головная боль, чувство голода, сонливость, потливость, дрожь в руках.

 

Избыточное (превышающее энергетические потребности организма) потребление углеводов также приводит к нежелательным последствиям. «Лишняя» глюкоза превращается в жир, что приводит к увеличению массы тела.

 

Что касается не усваиваемых пищевых волокон, то, помимо их исключительной роли для процессов пищеварения, очень важна способность выводить из организма токсические вещества. Так, одним из важнейших свойств пектиновых веществ является образование молекулами пектина комплексов с ионами тяжелых металлов и радионуклидов. Поэтому дополнительные количества пектина рекомендуется включать в рацион питания лиц, контактирующих с соединениями тяжелых металлов или находящихся в среде, загрязненной радионуклидами.

 

Лигнины способны связывать соли желчной кислоты и другие органические вещества. Это детоксицирующее свойство позволяет использовать их в программах комплексной профилактики нарушений жирового обмена, атеросклероза, сахарного диабета, желчнокаменной болезни.

 

Материал подготовлен по учебному пособию «Основы здорового питания»  А.В. Скального, И. А. Рудакова и др.

 

Школа питания: загляните на следующий урок ->

 

Усвояемые углеводы : Фруктоза, Сахароза, Лактоза, Крахмал

Усвояемые углеводы

Известно более 200 различных природных моносахаридов, однако только некоторые из них используются в питании. Наибольшей пищевой ценностью обладают альдозы (глюкоза, галактоза, манноза, ксилоза), а также кетозы (фруктоза). Потребление глюкозы и фруктозы – двух наиболее распространенных в природе моносахаридов – достигает 20% общего потребления углеводов. Из кишечника углеводы всасываются в кровь только в виде глюкозы и фруктозы. Глюкозу в качестве питательного материала в организме человека используют в основном нервные клетки, мозговое вещество почек и эритроциты.

Депонируется глюкоза в виде гликогена печени (100 г) и мышц (250 г). В организме постоянный уровень концентрации глюкозы в крови поддерживается с помощью гормонов поджелудочной железы – инсулина и глюкагона.

Фруктоза, источники фруктозы

Фруктоза менее распространена, чем глюкоза, и так же быстро окисляется. Фруктоза обладает наибольшей сладостью из всех известных сахаров. Поступая в организм, большая ее часть быстро усваивается тканями без инсулина, другая, меньшая, превращается в глюкозу. То, что фруктоза способна усваиваться без инсулина, делает ее незаменимой в питании больных диабетом. Основными пищевыми источниками глюкозы и фруктозы служат мед, сладкие овощи и фрукты. В семечковых преобладает фруктоза, а в косточковых (абрикосы, персики, сливы) – глюкоза. Количество фруктозы и глюкозы в ягодах приблизительно одинаково табл.

Углеводы плодов

  СахараСахараСахара   
ВидКрахмалСахарозаГлюкозаФруктозаПектиновые веществаКлетчаткаВсего углеводов
Яблоки0,23,03,88,11,10,611-17
Персики6,35,14,40,6117-18
Виноград0,6-48-107-100,60,617-25
Лимоны0,90,60,61,10,53-4
Земляника0,42,83,31,61,49-10

В современных условиях целесообразно удовлетворять потребность в углеводах, используя нерафинированные продукты, а также продукты, содержащие фруктозу (мед, некоторые плоды и овощи), поскольку фруктоза, как указывалось выше, медленнее усваивается, обмен ее практически не связан с инсулином и она не вызывает гипергликемии (увеличение содержания глюкозы в крови). Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества по сравнению с сахарозой и глюкозой для достижения сладости продуктов и напитков и снизить таким образом общее потребление сахаров.

Основные пищевые дисахариды в питании человека – сахароза и лактоза.

Сахар — Сахароза

Сахар, основным компонентом которого является сахароза, выполняет в организме роль энергоносителя.

За последние 150 лет потребление сахара стремительно увеличилось – в гораздо большей степени, чем считает полезным медицина. В России и странах СНГ его реальное потребление достигло 70-100 г в сутки. В других странах еще выше: в Англии – 130 г, а среди подростков – 156 г в сутки.

За сахаром закрепилось название «белая смерть». В литературе по диетологии появилось понятие «сахаролик». Дело в том, что сахар представляет собой рафинированный продукт, что приводит к недополучению человеком сотен, а возможно, и тысяч разнообразных биологически-активных веществ, которые усваивали наши предки с пищей в течение миллионов лет. При попадании в кишечник сахароза быстро распадается на глюкозу и фруктозу и всасывается в кровь. В крови заметно повышается концентрация глюкозы. Это своеобразный удар по поджелудочной железе, от которой требуется поставлять организму достаточное количество гормона инсулина, чтобы отрегулировать содержание глюкозы в крови. Подобные резкие колебания уровня глюкозы в крови требуют от организма напряженной работы, и даже включения резервных регуляторных возможностей.

Наиболее частое и серьезное последствие избыточного потребления рафинированного сахара – нарушение обмена веществ, прежде всего обмена углеводов (рис. 2.2).

Неслучайно сахарный диабет пожилых людей называли «болезнью кондитеров». Задолго до появления диабета как заболевания у людей, потребляющих много сахара, понижается уровень сахара в крови (гипогликемия). Постоянное поступление сахара в организм вызывает повышенную активность ферментных систем, утилизирующих его. Для поддержания необходимого уровня глюкозы в крови сахара требуется все больше и больше. По мере истощения от чрезмерной нагрузки ферментных механизмов переработки сахара гипогликемия переходит в гипергликемию и диабет, которые нередко осложняются другими нарушениями обмена веществ, приводящих к ожирению, сердечно-сосудистым заболеваниям.

По данным ВОЗ, потребление сахара в странах с низкой смертностью от заболеваний органов кровообращения колеблется от 25 до 81 г в сутки, в странах с высокой смертностью – от 87 до 136 г.

Однако недопустимо сахар считать вредным продуктом, вредно лишь злоупотребление им. В суточном рационе питания доля сахара от общего количества углеводов должна составлять 15-20%. От такого количества сахара организм не будет испытывать излишних нагрузок.

Лактоза

Лактоза – наиболее важный углевод в период грудного вскармливания и при искусственном кормлении маленьких детей. Основным источником лактозы в пищевых продуктах являются молоко (4,8-5,2%), сливки (3,7%), сметана и кефир (3,1-3,6%).

При отсутствии или уменьшении фермента лактазы, расщепляющей лактозу до глюкозы и галактозы, наступает непереносимость молока.

Основные опасности недостатка или избытка усвояемых углеводов.

Большое значение для жизнедеятельности организма имеют олигосахариды, содержащие более двух моносахаридов. В силу более сложной химической структуры данная группа пищевых компонентов значительно медленнее подвергается действию пищеварительных ферментов. Вследствие этого большая их часть переходит в толстый кишечник, где активно используется в качестве питательного субстрата представителями естественной микрофлоры кишечника и в особенности бифидобактериями. В свою очередь это способствует восстановлению нормальных микробных соотношений и щелочно-кислотного баланса в кишечнике, а также обеспечивают организм целым рядом витаминов микробного происхождения. По этой причине данная группа соединений относится к группе бифидогенных факторов и отчасти компенсирует недостаток пищевых волокон.

Крахмал, распад крахмала, содержание крахмала, недостаток углеводов в организме

Среди полисахаридов растительных продуктов наибольшее значение в питании человека имеет крахмал.

В организме человека крахмал сырых растений постепенно распадается в пищеварительном тракте, при этом распад начинается уже во рту. Ввиду того, что процесс гидролиза крахмала в кишечнике происходит постепенно, прием его с пищей не вызывает такого резкого подъема сахара в крови и черезмерного напряжения инсулярного аппарата поджелудочной железы, как глюкоза. Установлено, что крахмал снижает содержание холестерина в печени и в сыворотке крови, способствует синтезу рибофлавина кишечными бактериями, который, входя в ферменты способствует превращению холестерина в желчные кислоты и выведению его из организма, что имеет большое значение для предотвращения атеросклероза. Крахмал способствует интенсификации обмена жирных кислот.

Больше всего крахмала содержится в хлебопродуктах (40-73%), семенах бобовых растений (40-45%) и картофеле (15%).

В животных продуктах содержится относительно небольшое количество другого усвояемого полисахарида, близкого по химическому строению к крахмалу, – гликогена (в печени – 2-10%, в мышечной ткани – 0,3-1,0%).

При недостатке углеводов в организме появляются слабость, головокружение, головная боль, чувство голода, сонливость, потливость, дрожь в руках.

 

3.2: Углеводы — Biology LibreTexts

Полисахариды

Длинная цепь моносахаридов, связанных гликозидными связями, известна как полисахарид (поли- = «много»). Цепь может быть разветвленной или неразветвленной, и она может содержать разные типы моносахаридов. Молекулярная масса может составлять 100000 дальтон или более в зависимости от количества соединенных мономеров. Крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин являются основными примерами полисахаридов.

Крахмал — это хранимая в растениях форма сахаров, состоящая из смеси амилозы и амилопектина (оба полимера глюкозы).Растения способны синтезировать глюкозу, а избыток глюкозы, превышающий непосредственные потребности растения в энергии, хранится в виде крахмала в различных частях растения, включая корни и семена. Крахмал в семенах обеспечивает питание зародыша во время его прорастания, а также может служить источником пищи для людей и животных. Крахмал, потребляемый людьми, расщепляется ферментами, такими как амилазы слюны, на более мелкие молекулы, такие как мальтоза и глюкоза. Затем клетки могут поглощать глюкозу.

Крахмал состоит из мономеров глюкозы, которые соединены α 1-4 или α 1-6 гликозидными связями.Цифры 1-4 и 1-6 относятся к числу атомов углерода двух остатков, которые соединились с образованием связи. Как показано на рисунке \ (\ PageIndex {6} \), амилоза представляет собой крахмал, образованный неразветвленными цепями мономеров глюкозы (всего α 1-4 связей), тогда как амилопектин представляет собой разветвленный полисахарид ( α 1-6 связей в точки ветвления).

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Амилоза и амилопектин — две разные формы крахмала. Амилоза состоит из неразветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных α 1,4 гликозидными связями.Амилопектин состоит из разветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных гликозидными связями α 1,4 и α 1,6. Из-за способа соединения субъединиц цепи глюкозы имеют спиральную структуру. Гликоген (не показан) похож по структуре на амилопектин, но более разветвлен.

Гликоген — это форма хранения глюкозы у людей и других позвоночных, состоящая из мономеров глюкозы. Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц.Когда уровень глюкозы в крови снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы в процессе, известном как гликогенолиз.

Целлюлоза — самый распространенный природный биополимер. Клеточная стенка растений в основном состоит из целлюлозы; это обеспечивает структурную поддержку клетки. Дерево и бумага в основном целлюлозные по своей природе. Целлюлоза состоит из мономеров глюкозы, которые связаны β 1-4 гликозидными связями (Рисунок \ (\ PageIndex {7} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): В целлюлозе мономеры глюкозы связаны в неразветвленные цепи β 1-4 гликозидными связями.Из-за способа соединения субъединиц глюкозы каждый мономер глюкозы переворачивается относительно следующего, что приводит к линейной волокнистой структуре.

Как показано на рисунке \ (\ PageIndex {7} \), каждый второй мономер глюкозы в целлюлозе переворачивается, и мономеры плотно упакованы в виде вытянутых длинных цепей. Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на разрыв, что так важно для растительных клеток. В то время как связь β 1-4 не может быть разрушена пищеварительными ферментами человека, травоядные животные, такие как коровы, коалы, буйволы и лошади, способны с помощью специализированной флоры в их желудке переваривать богатый растительный материал. в целлюлозе и использовать ее в качестве источника пищи.У этих животных определенные виды бактерий и простейших обитают в рубце (часть пищеварительной системы травоядных животных) и секретируют фермент целлюлазу. В аппендиксе пасущихся животных также содержатся бактерии, переваривающие целлюлозу, что придает ей важную роль в пищеварительной системе жвачных животных. Целлюлазы могут расщеплять целлюлозу на мономеры глюкозы, которые могут использоваться животным в качестве источника энергии. Термиты также способны расщеплять целлюлозу из-за присутствия в их телах других организмов, выделяющих целлюлазы.

Углеводы выполняют различные функции у разных животных. Членистоногие (насекомые, ракообразные и другие) имеют внешний скелет, называемый экзоскелетом, который защищает их внутренние части тела (как показано на пчеле на рисунке \ (\ PageIndex {8} \)). Этот экзоскелет состоит из биологической макромолекулы хитина, представляющей собой полисахаридсодержащий азот. Он состоит из повторяющихся единиц N-ацетил- β -d-глюкозамина, модифицированного сахара. Хитин также является основным компонентом клеточных стенок грибов; грибы не являются ни животными, ни растениями и образуют собственное царство в области Эукарии.

Рисунок \ (\ PageIndex {8} \): У насекомых жесткий внешний скелет, сделанный из хитина, типа полисахарида. (кредит: Луиза Докер)

Карьера: зарегистрированный диетолог

Ожирение является проблемой здравоохранения во всем мире, и многие болезни, такие как диабет и болезни сердца, становятся все более распространенными из-за ожирения. Это одна из причин, почему к зарегистрированным диетологам все чаще обращаются за советом. Зарегистрированные диетологи помогают планировать программы питания для людей в различных условиях.Они часто работают с пациентами в медицинских учреждениях, разрабатывая планы питания для лечения и профилактики заболеваний. Например, диетологи могут научить пациента с диабетом, как контролировать уровень сахара в крови, употребляя в пищу правильные типы и количества углеводов. Диетологи также могут работать в домах престарелых, школах и частных клиниках.

Чтобы стать дипломированным диетологом, необходимо получить как минимум степень бакалавра в области диетологии, питания, пищевых технологий или в смежных областях. Кроме того, дипломированные диетологи должны пройти программу стажировки под руководством и сдать национальный экзамен.Те, кто занимается диетологией, проходят курсы по питанию, химии, биохимии, биологии, микробиологии и физиологии человека. Диетологи должны стать экспертами в области химии и физиологии (биологических функций) пищи (белков, углеводов и жиров).

Польза углеводов

Питательные вещества и здоровье — Углеводы: сахар

Food Safety Focus (31-й выпуск, февраль 2009 г.) — Платформа безопасности пищевых продуктов

Питательные вещества и здоровье — Углеводы: сахар

Сообщено г-жойЖаклин ФУНГ, научный сотрудник,
Секция информирования о рисках, Центр безопасности пищевых продуктов

В прошлом выпуске мы сосредоточились на сложных углеводах (то есть крахмале и пищевых волокнах). В этом выпуске мы поговорим о простых углеводах (то есть о сахарах).

Простые углеводы (сахара)

В зависимости от химической структуры простые углеводы можно разделить на две категории, а именно моносахариды (одна молекула сахара) и дисахариды (две отдельные молекулы сахара, соединенные вместе).Глюкоза, фруктоза и галактоза — три моносахарида, важные для питания. Эти одиночные молекулы сахара содержат 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода (т. е. химическая формула как C 6 H 12 O 6 ).

Среди этих трех распространенных моносахаридов наибольшее значение имеет глюкоза, поскольку она всегда существует как одна из двух молекул сахара, содержащихся в дисахариде, плюс это основная единица, из которой состоят крахмал и гликоген. Кроме того, стоит упомянуть, что наш мозг почти исключительно зависит от глюкозы как источника энергии.

Фруктоза, имеющая ту же химическую формулу, что и глюкоза, имеет другую химическую структуру. Благодаря своей уникальной структуре, он стимулирует вкусовые рецепторы, что приводит к ощущению сладости. Фруктоза — самый «сладкий» из всех сахаров (т.е. с наивысшей степенью сладости), и ее больше всего содержится во фруктах и ​​меде.

Напротив, галактоза, другой моносахарид, имеет низкую интенсивность сладости и редко встречается в пищевых продуктах в свободном виде. Он соединяется с молекулой глюкозы с образованием дисахарида лактозы, широко известного как молочный сахар, поскольку он содержится в молоке (4. 7% в коровьем молоке и 7% в грудном молоке человека).

Еще один дисахарид, который не широко доступен в пищевых продуктах, — это мальтоза. Мальтоза состоит из двух молекул глюкозы и вырабатывается, когда семена (например, ячмень) прорастают, а крахмал расщепляется во время пищеварения.

Самый известный дисахарид — сахароза, которую в повседневной жизни мы обычно называем столовым сахаром. Сахароза — это комбинация фруктозы и глюкозы. Для производства столового сахара сахарозу извлекают из соков сахарного тростника и сахарной свеклы.Сахароза широко используется в качестве ингредиента для подслащивания при производстве пищевых продуктов. Кроме того, его часто используют для улучшения текстуры, структуры и консистенции продуктов. Кроме того, он также действует как консервант в джемах и желе.

Таблица: простые углеводы (сахара)

Моносахариды Дисахариды
Глюкоза Сахароза (глюкоза + фруктоза)
Фруктоза Лактоза (глюкоза + галактоза)
Галактоза Мальтоза (глюкоза + глюкоза)

Потребление сахара

Большинство людей любят сладкое, но чрезмерное потребление может увеличить риск ожирения. Люди с ожирением более склонны к хроническим заболеваниям, таким как диабет, гипертония и болезни сердца. Согласно рекомендации Всемирной организации здравоохранения, менее 10% энергии должно поступать из сахаров, добавляемых в пищевые продукты во время производства и потребления, а также из натуральных сахаров, содержащихся в меде, фруктовых соках и сиропах. Другими словами, при диете в 2000 ккал должно быть менее 50 г сахара.

Иллюстрация: Пищевая пирамида

Что касается пищевой пирамиды, то это вершина пирамиды, которая представляет уровень «Ешьте меньше», поэтому потребление сахаров должно оставаться на низком уровне.Для этого люди могут уменьшить использование сахара / сиропов в напитках (одна чайная ложка с горкой и одна чайная ложка с горкой весит около 4 г и 6 г соответственно) и сократить потребление кондитерских изделий, десертов и безалкогольных напитков (одна банка безалкогольных напитков содержит примерно 30-43 г сахаров, то есть почти дневной лимит). Чтобы узнать о содержании сахара в пищевых продуктах, посетите Систему запроса информации о питательных веществах на веб-сайте CFS.

Иллюстрация: Одна чайная ложка сахара с горкой ≈ 6 г, одна чайная ложка без горки ≈ 4 г

После белков и углеводов мы продолжим серию о питании и представим последний макроэлемент — жиры в следующем выпуске.

Моносахарид — обзор | ScienceDirect Topics

8.6 Фруктоза и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы

Фруктоза — это моносахарид, который в основном потребляется в виде сахарозы (дисахарид с 50% фруктозы) или кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (45–55% фруктозы). В то время как фруктоза и сахароза имеют схожие метаболические эффекты, фруктоза в виде фруктозы с высоким содержанием легко доступна для всех социально-экономических слоев, что объясняет ее далеко идущие эффекты. Подростки потребляют наибольшее количество фруктозы во всех возрастных группах,> 70 г в день, и более 20% подростков потребляют ≥25% от общего количества калорий в виде фруктозы [47]. Очень легко потреблять большое количество фруктового сока и газированных напитков, чем фактически есть фрукты, поэтому детям гораздо труднее контролировать порции. Его рост потребления сопровождался распространением эпидемии ожирения во всем мире [48]. Только в Соединенных Штатах с 1980-х годов потребление фруктозы выросло более чем на 25% [49]. Высокое содержание фруктозы напрямую способствует образованию жировой ткани в печени в результате липогенеза de novo [50]. Это связано с тем, что фруктоза имеет инсулинозависимое превращение в ацетил-КоА и глицеральдегид под действием фосфофруктокиназы, что, в свою очередь, приводит к увеличению продукции липопротеинов очень низкой плотности, увеличению выработки ТГ и заменяет апо B и перераспределение липидов, что напрямую приводит к стеатозу. .Он обладает дополнительными метаболическими эффектами, включая снижение активности карнитин-пальмитоилтрансферазы, повышенную активность белка, связывающего элемент СНО-ответа, и повышенную активность янус-киназы 1, конечным результатом чего является образование провоспалительных цитокинов и стимулирование липогенеза de novo. Это, в свою очередь, может ухудшить печеночную инсулинорезистентность, выработку печеночной глюкозы и тем самым повысить риск гипергликемии и СД2. Фруктоза не подавляет грелин и, следовательно, в целом снижает чувство сытости и повышает потребление [51].

Другой потенциальный механизм, связывающий потребление диеты с высоким содержанием фруктозы, — это ее влияние на гиперурикемию. По-видимому, существует корреляция между уровнями мочевой кислоты в сыворотке и MetS у детей и подростков, вторичная по отношению к его провоспалительному эффекту за счет активных форм кислорода и эндотелиальной дисфункции [52].

Газированные напитки и фруктовые соки — это некоторые примеры продуктов, содержащих большое количество фруктозы. Употребление сахаросодержащих напитков связано с чрезмерным набором веса [53].Американская академия педиатрии признала это потенциальной опасностью для здоровья и указала, что фруктовый сок не следует давать детям младше 1 года. Для детей старшего возраста максимальная суточная доза 100% соковой продукции должна составлять 4 унции для детей в возрасте 1-3 лет, 4-6 унций для детей в возрасте 4-6 лет и 8 унций для детей от 7 лет и старше. Рекомендации также включают, что врачи должны выступать за сокращение фруктового сока в рационе маленьких детей и исключение фруктового сока у детей с ненормальным (плохим или чрезмерным) набором веса [48].

Транс-жиры и фруктоза имеют несколько унифицированный механизм по отношению к MetS — они оба метаболизируются в печени, в значительной степени обходят регуляцию инсулина, и у них нет способности образовывать гликоген для хранения. Хотя специфика их метаболизма различна, метаболиты всех метаболитов осуществляются на митохондриальном уровне. При употреблении в пищу в больших количествах митохондрии переполняются этим большим объемом. Это создает поток промежуточных продуктов метаболизма, воспаление, образование активных форм кислорода, липогенез de novo, ухудшение инсулинорезистентности и сопутствующие заболевания MetS.

Что такое полисахариды?

ЧТО ТАКОЕ САХАРИДЫ?

Сахариды более известны как углеводы (буквально гидраты углерода). Относительно сложные углеводы известны как полисахариды. Простейшие углеводы — это моносахариды, которые представляют собой небольшие линейные альдегиды и кетоны с множеством добавленных гидроксильных групп, обычно по одной на каждом атоме углерода, кроме функциональной. Примеры моносахаридов включают глюкозу (декстрозу), фруктозу (левулозу) и галактозу.Моносахариды — это строительные блоки дисахаридов (таких как сахароза и лактоза) и полисахаридов (таких как целлюлоза и крахмал).

ЧТО ТАКОЕ ДИСАХАРИДЫ?

Дисахарид образуется, когда два моносахарида (простые сахара) подвергаются реакции конденсации, которая включает отщепление небольшой молекулы, такой как вода, только из функциональных групп. Как и моносахариды, дисахариды растворимы в воде. Три распространенных моносахарида — это сахароза, лактоза и мальтоза.

«Дисахарид» — одна из четырех химических групп углеводов (моносахарид, дисахарид, олигосахарид и полисахарид).

ЧТО ТАКОЕ ОЛИГОСАХАРИДЫ?

Олигосахарид — это сахаридный полимер, содержащий небольшое количество (обычно от трех до девяти простых сахаров (моносахаридов). Олигосахариды могут выполнять множество функций; например, они обычно обнаруживаются на плазматической мембране клеток животных, где они могут играть роль в Распознавание от клетки к клетке.

ЧТО ТАКОЕ ПОЛИСАХАРИДЫ?

Полисахариды представляют собой полимерные углеводные структуры, состоит из повторяющихся единиц либо моносахаридов (например, глюкозы, фруктозы, галактозы) или дисахариды (например, сахароза, лактоза) соединены гликозидными связями. Их структура варьируется от линейной до сильно разветвленной. Примеры включают запасные полисахариды, такие как крахмал и гликоген, и структурные полисахариды, такие как целлюлоза и хитин.Полисахариды содержат более десяти моносахаридных единиц. Определения того, насколько большим должен быть углевод, чтобы попасть в категории полисахаридов или олигосахаридов, варьируются в зависимости от личного мнения.

Амилоза представляет собой линейный полимер глюкозы, в основном связанный с альфа (1 → 4) связями (см. Выше). Он может состоять из нескольких тысяч единиц глюкозы. Это один из двух компонентов крахмала, другой — амилопектин. Амилопектин представляет собой разветвленный полимер молекулы глюкозы (см. Ниже).


Полимер с разветвленной амилозой

Полисахариды имеют общую формулу C x (H 2 O) y , где x обычно является большим числом от 200 до 2500. Учитывая, что повторяющиеся звенья в основной цепи полимера часто являются шестиуглеродные моносахариды, общая формула также может быть представлена ​​как (C 6 H 10 O 5 ) n , где 40≤n≤3000.

ЧТО ТАКОЕ ЦЕЛЛЮЛОЗА?

Целлюлоза представляет собой пример структурного полисахарида . Он используется в клеточных стенках растений и других организмов и считается самой распространенной органической молекулой на Земле. Целлюлоза образуется, когда молекулы бета-глюкозы соединяются с образованием полимера, подобно тому, как амилоза образуется в виде полимера из альфа-глюкозы.

У людей, в отличие от коров, в кишечнике нет необходимых бактерий, которые вырабатывают ферменты (целлюлазы), которые могут разрушать связи 1-4 бета-глюкозы.Таким образом, мы не можем расщепить целлюлозу на составляющие молекулы глюкозы, как это делаем с крахмалом. Несмотря на то, что эти сложные углеводы не усваиваются, они содержат важные пищевые элементы для человека — так называемые пищевые волокна. Пищевые волокна, помимо прочего, улучшают пищеварение. Основное действие пищевых волокон — это изменение характера содержимого желудочно-кишечного тракта и изменение того, как усваиваются другие питательные вещества и химические вещества. Растворимая клетчатка связывается с желчными кислотами в тонком кишечнике, что снижает вероятность их попадания в организм; это, в свою очередь, снижает уровень холестерина в крови.Растворимая клетчатка также снижает всасывание сахара, снижает сахарную реакцию после еды, нормализует уровень липидов в крови и после ферментации в толстой кишке производит в качестве побочных продуктов короткоцепочечные жирные кислоты. Узнайте больше о разнице между молекулами альфа и бета -D-глюкозы. Примечание: целлюлоза не разветвляется — это полимер с прямой цепью. Кроме того, из-за водородных связей между молекулами он может образовывать очень жесткие волокна.


ПОЧЕМУ ЦЕЛЛЮЛОЗА ЖЕСТКАЯ, А АМИЛОЗ НЕЖЕСТКИЙ?

В целлюлозе единицы глюкозы связаны β (1 → 4) гликозидными связями.Из-за бета-связи в целлюлозе существует некоторая внутримолекулярная водородная связь, которая, по-видимому, поддерживает выравнивание соседних единиц глюкозы вдоль одной и той же линии.

Целлюлоза не разветвляется и представляет собой полимер с прямой цепью. Однако из-за водородных связей между молекулами он может образовывать очень жесткие волокна (см. 3D-структуру целлюлозы). Поскольку каждая молекула целлюлозы плоская, они могут накладываться друг на друга. Когда они укладываются в клеточные стенки целлюлозы растений, они образуют фибриллы.

Углеводы

Углеводы

Энергия для живых существ

Состоит из атомов углерода, водорода и кислород в соотношении 1: 2: 1. Все углеводы имеют ту же основную формулу (CH 2 O) n

Углеводы классифицируются в зависимости от их размера и сложность

Простой сахар

Они являются строительными блоками всех других углеводов. молекулы.Это мономеры: более мелкие молекулы, которые соединяются вместе, образуя длинные цепи, называемые полимерами.

Наиболее распространенные моносахариды имеют формулу C 6 H 12 O 6. Три самых распространенных моносахариды:

  • Глюкоза: единственный сахар, который живые организмы могут использовать для энергия
  • Фруктоза: сахар, содержащийся во фруктах
  • Галактоза: сахар, содержащийся в молоке. Это зеркальное отображение глюкозы

Эти три молекулы являются изомерами.У них одинаковая химическая формула, но очень разные конструкции. Потому что у них есть по той же формуле, их можно легко преобразовать из одной формы в другую.

Их структуры:

Глюкоза Фруктоза Галактоза

HHHH Дисахариды

Дисахариды — это двойные сахара.Они образуются, когда соединяются два моносахарида. вместе. Когда двое моносахариды связываются, при этом выделяется вода. Это называется конденсацией или обезвоживанием. синтез. Они изомеры как Что ж. Потеря молекулы воды дает все дисахариды имеют формулу C 12 H 22 O 11. Для обратного синтеза дегидратации и разрушения дисахарид на отдельные моносахариды, просто добавьте воду в молекула. Этот процесс называется гидролиз.

Три общих дисахарида:

  • Мальтоза: глюкоза + глюкоза
    • Солод сахар
      • Б / у в производстве пива, конфет и шоколадного солода

  • Сахароза: глюкоза + фруктоза
    • Стол сахар
      • Мост распространенными источниками являются сахарный тростник, свекла и кукуруза


  • Лактоза: глюкоза + галактоза
    • Молоко сахар
      • А человек с непереносимостью лактозы не может переваривать этот сахар
        • О нас 60% американцев не переносят лактозу

галактоза глюкоза

Глюкоза + глюкоза

Мальтоза


Длинные цепи моносахаридов

Существует много разных полисахаридов, но самые общие:

  • амилоза (крахмал): длинная цепь глюкозы молекулы
    • Произведено по растениям в процессе фотосинтеза
    • первичный источник глюкозы как у растений, так и у животных
    • Is не сладкий

  • Гликоген: длинная цепь молекул глюкозы
    • Сделано животными
    • Это производится в печени, и это единственный способ, которым животное может накапливать дополнительные глюкоза
      • гликоген хранится в печени и мышечных клетках
      • Когда организму нужна глюкоза, гликоген расщепляется на индивидуальную глюкозу молекулы

  • Целлюлоза: длинная цепь молекул глюкозы
    • Найдено в клеточных стенках растений
    • Люди и многие другие животные не могут переваривать целлюлозу
      • Есть источник клетчатки в нашем рационе

  • Хитин: цепь глюкозы
    • марок экзоскелеты (панцири) насекомых и моллюсков

Белок

Белки обеспечивают структурную поддержку живых существ и они создают и восстанавливают повреждения, нанесенные клеткам и тканям.

Волосы, кожа, ногти и мышцы состоят из белка.

Аминокислоты — строительные блоки белков. Все белковые молекулы представляют собой свернутые цепочки аминокислоты.

  • An развернутая цепь аминокислот называется полипептидом.
  • форма белка определяет его функцию. Если форма белка изменилась, это повлияет на его функцию.

Структура белка

Все белки имеют следующие элементы своей структуры

  • Первичный структура: порядок амино кислоты в полипептидной цепи
    • Определяет идентичность белка точно так же, как порядок букв определяет значение слова.БЫВШИЙ. СОБАКА и БОГ. Те же буквы, очень разные значения.
  • Вторичный структура: первая складка в полипептид
  • Высшее структура: вторая складка в белок


Аминокислотная структура

Все аминокислоты имеют одинаковую базовую структуру:

Группа

R — единственная часть молекулы аминокислоты, которая может сдача

Обратите внимание, что единственное различие между этими двумя аминокислотами — что скреплено по местонахождению группы R:

Глицин Изолейцин

Аминокислоты связываются вместе с образованием дисахаридов (цепи из 2 аминокислоты) и полисахариды (цепи многих аминокислот). Они также связываются с помощью дегидратационного синтеза. потому что они высвобождают молекулу воды в процессе, а полисахариды могут быть разбитым на отдельные аминокислоты путем добавления воды при гидролизе.

Связь, которая удерживает аминокислоты вместе в полипептид белка называется пептидной связью и встречается только в белки.


Дегидратационный синтез аминокислот

Ферменты

Ферменты — это белки, которые действуют как катализаторы

катализаторы оборотов химическую реакцию, либо уменьшив количество энергии, необходимое для начала реакции (энергии активации) или понижением температуры температура, при которой протекает реакция.

катализаторы не участвуют в реакции, поэтому они не изменяются и не расходуются в реакции

ферменты многоразовые

Форма фермента очень важна. Каждый фермент предназначен для работы с одним специфическая молекула (называемая субстратом ).

Фермент и его субстрат представляют собой субстрат . специфический . Фермент и его подложки имеют такую ​​форму, что они подходят друг к другу, как замок и ключ (или два кусочки в пазл).Если форма фермент изменен (денатурирован) он больше не будет соответствовать его субстрату и не будет катализировать реакцию.

Место, где фермент связывается со своим субстратом. называется активным сайтом . Денатурация фермента либо изменяет форму активного центра, либо его такое расположение, чтобы фермент и его субстрат физически не могли связываться.

Ферменты получили свои названия от своих субстратов.Название каждого фермента (кроме одного) оканчивается суффиксом -ase.

Пример: 1. Мальтаза расщепляет мальтозу до две молекулы глюкозы

2. Амилаза расщепляет крахмал до мальтозы. молекулы

3. Пептидаза расщепляет полипептиды на дипептиды и амино. кислоты

Исключением из этого правила является фермент пепсин. Расщепляет белок.

Поскольку ферменты являются белками, они денатурируются. теми же вещами, которые денатурируют другие белки:

высокая температура

низкий (кислотный) pH

Если фермент денатурируется, он разрушается постоянно.Он больше не сможет чтобы катализировать реакцию, которую он должен был катализировать, так что реакция не будет происходить. Если слишком много реакций остановленный денатурирующими ферментами, организм погибнет.

Липиды

Липиды накапливают энергию, изолируют и защищают тело органы

Липиды состоят из углерода, водорода и кислорода

Липиды — единственные органические молекулы, которые не растворим в воде

Липиды делятся на две группы:

триглицериды: 1 трехуглеродная молекула глицерина, связанная с три цепи жирных кислот. Каждый лишний потребляемая молекула глюкозы распадается на две молекулы глицерина и таким образом образует две молекулы жира.

триглицериды можно разделить на три группы:

жиры

происходят от животных

твердое при комнатной температуре

масла

происходят из растений

жидкость при комнатной температуре

воски

производится, когда группа алкоголя связывается с жирным кислоты

содержится как в растениях, так и в животных и может быть рукотворный


Это структура базового триглицерид:

Животноводческий завод товар

Обратите внимание, что единственная разница между насыщенным и ненасыщенным жиром — наличие двойной связи углерод в жирных кислотах ненасыщенных жиров.Наличие углерода с двойной связью облегчает переваривание ненасыщенных жиров.

стероиды: молекула, состоящая из двух связанных четырех углеродных колец

также не растворим в воде

один из самых распространенных стероидов — холестерин который может быть образован из триглицеридов

холестерин бывает двух типов:

ЛПВП: хороший холестерин. Помогает поддерживать мембраны наших клеток

ЛПНП плохой холестерин.Несут в нашей крови. Образует отложения внутри кровеносных сосудов и может в конечном итоге закупорить сосуды, что приведет к сердечному приступу или инсульту.


Это основная структура молекулы стероида:

Обратите внимание, что углеводы в нашем рационе образуют жировые отложения в нашем теле.Диетическое жир превращается в холестерин.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты состоят из углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора. Эти элементы организованы в небольшие единицы, называемые нуклеотидами . Нуклеотиды — это строительные блоки нуклеиновые кислоты

Есть два типа нуклеиновых кислот:

ДНК: дезоксирибонуклеиновая кислота.Он находится в ядре клетки. Он контролирует деятельность всех ячеек

РНК: рибонуклеиновая кислота. Он находится в камерах цитоплазма. Он производит белок.

III. Углеводы, структура и типы — Руководство по принципам питания животных

В этой главе представлены введение и обсуждение углеводов, которые важны для питания сельскохозяйственных животных.

Новые термины
Амилопектин
Амилоза
Целлюлоза
Дисахарид
Фруктоза
Галактоза
Глюкоза
Гликоген
Гетерополисахарид
Гомополисахарид
Моносахарид
Олигосахарид
Полисахарид
Полисахарид

Полисахарид

Цели раздела

  • Представить химическую структуру различных типов углеводов и их значение в питании животных

Углеводы

Что такое углеводы?

Углеводы — основные компоненты растительной ткани, составляющие от 60% до 90% сухого вещества (СВ). Углеводы содержат углерод, водород и кислород в той пропорции, которая содержится в воде (CH 2 O) и, следовательно, являются гидратами углерода. Углеводы — основной источник энергии в клетках животных. Углеводы, получаемые из продуктов растительного происхождения, служат основным источником энергии для животных. Хлорофилл в растительных клетках улавливает солнечную энергию и производит углеводы, используя углекислый газ и воду, и выделяет кислород, как показано в следующем уравнении:

солнечная энергия + 6 CO2 + 6 h30 → C6h3O + 6 O2.

Углеводы являются основным источником энергии для животных.

В клетке растения углеводы могут присутствовать в содержимом клетки в виде сахара или крахмала, или они могут быть связаны со структурой клеточной стенки (например, целлюлозой). Когда животные едят растительные материалы (например, злаки, траву, корм), энергия углеводов корма становится доступной через метаболические процессы в животной клетке. В целом метаболизм животных производит энергию в процессе, обратном процессу фотосинтеза.

Метаболизм животных производит энергию в процессе, обратном фотосинтезу растений.

Структура и классификация

Один из методов классификации углеводов основан на количестве атомов углерода на каждую молекулу углевода и на количестве молекул сахара в соединении. По количеству атомов углерода углевод можно разделить на триозу (3 C), тетрозу (4 C), пентозу (5 C) и гексозу (6 C). Суффикс « ose » в конце биохимического названия обозначает молекулу как «сахар».Среди них пентозы (например, рибоза в рибонуклеиновой кислоте (РНК)) и гексозы (например, глюкоза или сахар в крови) являются наиболее распространенными сахарами в тканях животных. Основываясь на количестве молекул сахара в соединении, углеводы можно классифицировать как (1) моносахарид, одна единица сахара; (2) дисахарид, два моносахарида; (3) олигосахариды, от трех до пятнадцати моносахаридов; и (4) полисахариды, крупные полимеры простых сахаров.

A. Моносахариды часто называют простыми сахарами (например,g., глюкоза) и не может быть гидролизована до более простых соединений.

Моносахариды можно подразделить на основе количества атомов углерода (C). В следующем списке показаны префиксы для количества атомов углерода в сахаре.

  1. Триоза (3 C)
  2. Тетроза (4 C)
  3. Пентоза (5 C; например, ксилоза и рибоза)
  4. Гексоза (6 C; например, глюкоза, фруктоза, галактоза и манноза)

Моносахариды — это простейшие формы углеводов.

Большинство моносахаридов в тканях животных состоит из сахаров 5C и 6C.Простые сахара также подразделяются на альдозу, сахар, содержащий альдегидную структуру, или кетозу, сахар, содержащий кетоновую группу. И глюкоза, и фруктоза имеют одинаковую молекулярную формулу C6h22O6 и представляют собой гексозы (6 C). Но глюкоза — это альдоза (также называемая альдогексозой), а фруктоза — это кетоза или кетогексоза.

Три гексозы, которые важны с точки зрения питания и метаболизма, — это глюкоза, фруктоза и галактоза (см. Рис. 3.1).

Рисунок 3.1. Структура простых сахаров (Источник: Википедия)

Наиболее важными в питании сахарами являются пентозы или гексозы.

Химическая структура глюкозы может быть представлена ​​как в форме прямой цепи (рис. 3.1), так и в циклической форме (также показанной на рис. 3.1). В биологической системе глюкоза существует в основном в циклической форме и очень редко в прямой форме (в водном растворе). Глюкоза представляет собой форму углеводов, содержащихся в циркулирующей крови (сахар в крови), и является основным углеводом, используемым организмом для производства энергии. Фруктоза, или «фруктовый сахар», содержится в созревших фруктах и ​​меде, а также образуется при переваривании дисахарида сахарозы.Галактоза содержится вместе с дисахаридной лактозой в молоке млекопитающих и выделяется во время пищеварения.

Глюкоза может существовать в виде α- и β-изомеров и имеет огромное значение для питания животных. Эти два изомера различаются ориентацией ОН на C # 1 (показано красным на рисунке 3. 2).

Рисунок 3.2. Структура альфа- и бета-глюкозы Источник: Wikipedia

Например, крахмал содержит α-D-глюкозу, а целлюлоза — жесткие полимеры с β-D-глюкозой. Важные для питания сахара имеют D-форму (не L-форму).D и L относятся к стереоориентации в асимметричном углеродном положении 5 в гексозе или углеродном положении 4 в пентозе.

Сахара, важные для питания, имеют D-форму.

B. Дисахариды состоят из двух моносахаридов, связанных гликозидной (ковалентной) связью. Ниже приведены некоторые из распространенных дисахаридов:

  1. Сахароза-глюкоза + фруктоза (например, столовый сахар)
  2. Лактоза-глюкоза + галактоза (молочный сахар)
  3. Мальтоза-α-D-глюкоза + β-D-глюкоза (солодовый сахар)
  4. Целлобиоза-β-D-глюкоза + β-D-глюкоза (целлюлоза)

Среди различных дисахаридов лактоза (молочный сахар) является единственным углеводом животного происхождения.Однако целлобиоза как компонент целлюлозы важна в питании животных. Животные с однокамерным желудком не могут переваривать целлюлозу, потому что они не производят фермент целлюлазу, который может расщеплять β-D-глюкозу.

Рисунок 3.3. Важные дисахариды в питании и кормлении животных, лактоза и целлобиоза. Источник: Wikipedia

C. Олигосахариды получают путем связывания трех или более (от 3 до 15) моносахаридов, связанных вместе.

  1. Рафиноза (глюкоза + фруктоза + галактоза; 3 сахара)
  2. Стахиоза (глюкоза + фруктоза + 2 галактозы; 4 сахара)

В рационах животных олигосахариды обычно содержатся в фасоли и бобовых.Некоторые олигосахариды используются как вещества, способствующие росту хороших микробов (пребиотики). В последнее время возрос интерес к использованию различных олигосахаридов в качестве кормовых добавок для улучшения здоровья кишечника (например, фруктоолигосахаридов, олигосахаридов маннана).

D. Полисахариды, как следует из их названия, получают путем соединения крупных полимеров простых сахаров.

Полисахариды — самый важный углевод в кормах для животных.Полисахариды состоят из множества отдельных моносахаридных единиц, связанных вместе в длинные сложные цепи. Функции полисахаридов включают хранение энергии в растительных клетках (например, крахмал семян в зерновых культурах) и животных клетках (например, гликоген) или структурную поддержку (растительные волокна). Компоненты структуры клеточной стенки в корме для животных также называют некрахмальными полисахаридами или резистентным крахмалом, поскольку они не перевариваются животными ферментами, а ферментируются микробами задней кишки и рубца.

Полисахариды могут быть гомополисахаридами или гетерополисахаридами.

  • а. Гомополисахарид
  • г. Гетерополисахарид

а. Гомополисахарид: Содержит только один тип сахаридной единицы.

Примеры гомополисахаридов, которые важны для питания животных, включают крахмал (неструктурная форма), гликоген (животная форма) и целлюлоза (структурная форма растения).

  1. Крахмал: Основная сахарная форма углевода в зерновых злаках (запас энергии семян). Базовая единица — α-D-глюкоза.Формы крахмала в зернах злаков включают:
    1. Амилоза-α 1,4-связанная прямая цепь, неразветвленная, спиральная структура
    2. Связь амилопектина-α 1,4 с связью альфа 1,6 в точках ветвления

Амилоза — простейший из полисахаридов, состоящий исключительно из единиц глюкозы, соединенных альфа-1,4-связью (рис. 3.4). Амилоза растворима в воде и составляет от 15% до 30% от общего количества крахмала в большинстве растений.

Рисунок 3.4. Структура амилозы, показывающая прямую связь α 1,4 Источник: Википедия

Амилопектин отличается тем, как единицы глюкозы соединены вместе. Преобладают связи альфа 1,4, но «ветвь» возникает из связи альфа 1,6. Такие ответвления делают структуру амилопектина более сложной, чем у амилозы. Амилопектин не растворяется в воде и составляет от 70% до 85% всего крахмала в растительных клетках.

Крахмал — главный источник углеводов в рационе животных с однокамерным желудком.

Амилопектин — основная форма крахмала в растительных клетках.

Рисунок 3.5. Структура амилопектина, показывающая прямую связь α 1,6 Источник: Википедия

Гликоген — это форма крахмала, содержащегося в тканях животных, и поэтому называется животным крахмалом. Гликоген — это полисахарид, который физически связан с амилопектином с основной альфа-D-глюкозой, но имеет смесь связей α 1,4 и α 1,6. Гликоген присутствует в небольшом количестве (<1%) в печени и мышечной ткани.

Целлюлоза — самый распространенный в природе углевод.Он обеспечивает структурную целостность стенок растительных клеток. Базовая единица — связь β 1,4, прямая цепь, неразветвленная (рис. 3.3). Целлюлоза очень устойчива. Ни один животный фермент не может его сломать; только микробная целлюлаза может его разрушить. Однако у жвачных животных, таких как крупный рогатый скот, в рубце есть бактерии, содержащие фермент целлюлазу. Он разрушает бета-1,4-звенья глюкозы в целлюлозе, чтобы высвободить сахар для получения энергии.


b: Гетерополисахарид: компонент стенок растительных клеток, содержащий смесь сахаров 5C и 6C (e.g., гемицеллюлоза и пектин, смесь пентозных и гексозных единиц).

Рисунок 3.7. Структура гетерополисахарида, представляющая смесь сахаров 6 и 5 C Источник: Википедия

Ключевые точки

  1. Углеводы представляют собой «гидраты углерода» и имеют общую структуру C (n) H (2n) O (n).
  2. Одна сахарная единица — это моносахарид. Они могут состоять из 3-углеродных фрагментов (триоза), 4-углеродных фрагментов (тетроза), 5-углеродных фрагментов (пентоза) и 6-углеродных фрагментов (гексоза).
  3. Наиболее важными с точки зрения питательности сахарами являются пентозы или гексозы.
  4. Дальнейшая классификация сахаров — это определение либо альдозы (имеющей альдегидную группу), либо кетозы (имеющей кетоновую группу). Глюкоза, манноза и галактоза — это альдозы, а фруктоза — кетоза.
  5. Питательно важные сахара имеют D-форму (не L-форму). D и L относятся к стереоориентации в асимметричном углеродном положении 5 в гексозе или углеродном положении 4 в пентозе.
  6. Сахара соединяются гликозидной связью с образованием ди- (два моносахарида) или олиго- (от 3 до 15 моносахаридов) и полисахаридов.
  7. Природа гликозидных связей влияет на структурные и химические свойства сахаров и влияет на их легкость переваривания. Сахара, которые связываются через альфа-1,4-связь, могут перевариваться ферментами млекопитающих. Сахара, связанные бета-1,4-связью, устойчивы к перевариванию.
  8. Диетически важные дисахариды — это сахароза и лактоза.
  9. Крахмал из растений служит основным источником энергии в рационе животных. Крахмал состоит из двух типов молекул: амилозы (1,4-связанная альфа- и 1,6-связанная глюкоза) и амилопектина (1,4- и альфа 1,6-связанная глюкоза).
  10. Гликоген, форма хранения углеводов в печени и мышцах, очень похож на крахмал, также называемый животным крахмалом.
  11. Растительные полисахариды также включают целлюлозу, гемицеллюлозу и пектин (некрахмальные полисахариды). Ферменты млекопитающих не могут расщеплять эти полисахариды до свободных сахаров, но микробные ферменты могут справиться с ними.

Контрольные вопросы

  1. Чем принципиально различаются крахмал и целлюлоза?
  2. Какие дисахариды имеют пищевое значение?
  3. Важные для питания сахара имеют D-форму или L-форму?
  4. Самый важный сахар в питании
  5. Перечислите две формы, в которых существует крахмал
  6. Формы крахмала в организме животного есть?
  7. Структурный гомополисахарид из глюкозы — это
    1. целлюлоза
    2. гемицеллюлоза
    3. пектин
    4. рафиноза
  8. Среди этих различных сахаров основным источником энергии для цыплят-бройлеров является
    1. фруктоза
    2. сахароза
    3. гликоген
    4. глюкоза
  9. Две молекулы сахара связаны между собой этой связью
    1. пептическая связка
    2. гликозидная связь
    3. диглицеридная связь
    4. и а) и б)
  10. Среди двух форм крахмала это основной компонент зерновых культур.
    1. амилоза
    2. амилопектин
    3. целлюлоза
    4. гликоген

Углеводы — Классификация

Общие углеводы
Имя Получение названия и источника
Моносахариды
Глюкоза От греческого слова, обозначающего сладкое вино; виноград сахар, сахар в крови, декстроза.
Галактоза Греческое слово, обозначающее молоко — «галактик», содержится как компонент лактозы в молоке.
Фруктоза Латинское слово для обозначения фруктов — «fructus», также известная как левулоза,
содержится во фруктах и ​​меде; сладчайший сахар.
Рибоза Рибоза и дезоксирибоза находятся в позвоночнике структура РНК и ДНК соответственно.
Дисахариды — содержат два моносахарида
Сахароза Французское слово, обозначающее сахар — «сукре», дисахарид, содержащий глюкозы и фруктозы; стол сахар, тростниковый сахар, свекольный сахар.
Лактоза Латинское слово, обозначающее молоко — «лакт»; дисахарид, содержащийся в молоке, содержащий глюкозы и галактозы.
Мальтоза Французское слово для «солод»; дисахарид, содержащий двух единиц глюкозы ; найденный в проросших зернах, из которых делают пиво.
Общие полисахариды
Имя Источник
Крахмал Растения хранят глюкозу в виде полисахаридного крахмала. Зерновые (пшеница, рис, кукуруза, овес, ячмень), а также клубни, такие как картофель, богаты крахмалом.
Целлюлоза Главный компонент жестких клеточных стенок в растений представляет собой целлюлозу и представляет собой линейный полисахаридный полимер с много моносахаридных единиц глюкозы.
Гликоген Это форма хранения глюкозы у животных. и человека, который аналогичен крахмалу в растениях.Гликоген синтезируется и хранится в основном в печени и мышцах.
Углеводы — Классификация

Классификации:

Существует множество взаимосвязанных схем классификации. Наиболее полезная схема классификации разделяет углеводы на группы по количеству отдельных простых сахаров единицы. Моносахариды содержат одну единицу; дисахариды содержат две единицы сахара; и полисахариды содержат много сахарные единицы, как в полимерах — большинство из них содержат глюкозу в качестве моносахарида единица.

Углеводы
Моносахариды Дисахариды Полисахариды
Глюкоза Сахароза Крахмал
Галактоза Мальтоза Гликоген
Фруктоза Лактоза Целлюлоза
Рибоза
Глицеральдегид

Количество атомов углерода:

Моносахариды можно дополнительно классифицировать по количеству присутствуют атомы углерода.

Гексозы (6 атомов углерода) являются наиболее распространенными.

Количество атомов углерода
Шесть = гексоза Пять = Пентоза Три = Триоза
Глюкоза Рибоза Глицеральдегид
Галактоза
Фруктоза

Функциональные группы:

Альдозы содержат альдегидную группу — Моносахариды в эту группу входят глюкоза, галактоза, рибоза и глицеральдегид.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *