Где находятся углеводы в организме. роль углеводов в организме

Виды углеводов и содержание их в продуктах

Продукты, которые содержат углеводы были поделены на две группы, а именно простые и сложные. К простым относится (моносахариды — глюкоза) сахар, мучные изделия, кондитерка, варенье и т.п. Сложными углеводами считаются (полисахариды – крахмал, клетчатка) корнеплоды, зерновые и крупы, бобовые, овощи и фрукты. Продукцию, быстрые углеводы, употреблять ежедневно не стоит, так как они очень быстро усваиваются и израсходуются, а калории остаются. Диетологи очень часто рекомендуют потреблять такую пищу как исключение. Старайтесь больше кушать сложные вещества. Итак, рассмотрим углеводы в продуктах того и другого вида.

Сложные углеводы

  • Томатный сок
  • Оливки
  • Горький шоколад
  • Кефир
  • Яйца
  • Морковь
  • Апельсин
  • Гречка
  • Орехи
  • Яблоки
  • Овсянка

Если у Вас имеется возможность отказаться от быстрых вещетв, откажитесь, исключите из ежедневного рациона. Любой врач, и особенно диетолог всегда советует отдавать преимущество сложным углеводам, и организм ежедневно должен получать норму, и никак не меньше, иначе это отразиться на состоянии Вашего здоровья. Ваш рацион должен на 50% состоять из углеводов. Далее в данной статье сайта elgreloo.com мы расскажем Вам сколько нужно употреблять углеводов ежедневно что бы организм был в порядке.

Классификация и отличие

Все углеводы делятся на две большие категории:

  • простые (быстрые);
  • сложные (медленные).

Таблица классификации углеводов:

Классификация
Простые Сложные
Моносахариды Дисахариды Полисахариды
Фруктоза Лактоза Клетчатка
Глюкоза Сахароза Крахмал

Моносахариды — легкоусвояемые вещества. Для их расщепления требуется незначительное количество времени. В их составе имеется только одна молекула.

Дисахариды имеют в своем составе несколько молекул. По этой причине они расщепляются дольше, чем моносахариды.

Все сложные углеводные соединения проходят длительную переработку в человеческом организме. Ряд полисахаридов не усваивается им до конца. Это касается клетчатки.

Простые соединения существенно отличаются от сложных по различным критериям. При этом у обоих типов веществ разная питательная ценность и особое влияние на здоровье.

Таблица отличий:

Критерий отличия простых и сложных углеводных веществ Простые Сложные
Расщепление Быстрое расщепление Медленное расщепление
Питательная ценность Высокая Низкая
Составные элементы Глюкоза с фруктозой Крахмал с целлюлозой
Наличие клетчатки Малое количество Большое количество
Влияние на концентрацию сахара в крови Приводят к резкому повышению уровня глюкозы в крови, одна из причин повышенного гликемического индекса Способствуют поддержанию стабильного показателя сахара в крови, формируют сниженный гликемический индекс
Влияние на вес человека Провоцируют быстрый набор веса, приводят к перееданию Держат вес на одном уровне
Насыщение организма Быстро насыщают организм, но и быстро приводят к возникновению чувства голода Способствуют длительному сохранению чувства насыщения после еды

Частое употребление быстрых углеводов провоцирует ожирение и постоянное ощущение голода. Употребление медленных соединений рекомендуется для похудения и контроля веса.

Углеводы, вещество, состав:

Углеводы – органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп.

Углевод является биомолекулой, которая состоит из атомов углерода, водорода и кислорода.

Название данного класса соединений происходит от слов «гидраты углерода». Оно было впервые предложено К. Шмидтом в 1844 году. Появление такого названия связано с тем, что первые из известных науке углеводов описывались брутто-формулой Cx(H2O)y, формально являясь соединениями углерода и воды.

@ https://www.youtube.com/watch?v=5-KCwc9QKC4

Углеводы являются неотъемлемым компонентом клеток и тканей всех живых организмов представителей растительного и животного мира, составляя (по массе) основную часть органического вещества на Земле. Углеводы составляют около 80 % сухой массы растений и 2-3 % массы животных. Источником углеводов для всех живых организмов является процесс фотосинтеза, осуществляемый растениями.

@ https://www.youtube.com/watch?v=7eZmbFlgzfU

Углеводы – весьма обширный класс органических соединений, среди них встречаются вещества с сильно различающимися свойствами. Это позволяет углеводам выполнять разнообразные функции в живых организмах.

Углеводы являются не только основными компонентами живых существ и их питания, но и являются одним из основных биологических промежуточных продуктов для хранения и потребления энергии. У автотрофных организмов, таких как растения, глюкоза превращается в крахмал для хранения. У гетеротрофных организмов, таких как животные, она хранятся в виде гликогена, а затем используется в качестве источника энергии в метаболических реакциях.

Углеводы химия. Углеводы

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

где x, y ≥ 3.

Общеизвестные представители: глюкоза ( виноградный сахар ) С6Н12О6, сахароза ( тростниковый, свекловичный сахар ) С12Н22О11, мальтоза (солодовый сахар) С12Н22О11, лактоза ( молочный сахар ) С12H22O11, крахмал и целлюлоза (С6Н10О5 ) n.

Учебный фильм «Углеводы»

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

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

Углеводы объединяют разнообразные соединения – от низкомолекулярных, состоящих из некоторых атомов (х=3), до полимеров xН2Оy>nс молекулярной массой в несколько миллионов (n=10000).

Биологическая роль углеводов

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

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

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

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

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

Функции углеводов в живых организмах разнообразны.

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

Классификация углеводов

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

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

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

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

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

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

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

Раффиноза – содержится в сахарной свекле.

Гликоген – животный крахмал.

Номенклатура углеводов

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

Моносахариды. Глюкоза

Дисахариды. Сахароза.

Углеводы: что это такое

Углеводы иначе называют глюциды, сахариды. Они представляют собой органические соединения, в состав молекул которых входят атомы углерода, кислорода и водорода. Большая часть веса всего органического вещества Земли представлена ими.

Глюкоза придает телу человека энергию. Она положительно сказывается на работе мозга.

В крови человека всегда содержится некоторая доля глюкозы. Она откладывается в виде гликогена в мышцах и печени.

Установлено, что наивысший показатель содержания сахара в крови (гипергликемия) достигается примерно через 30 минут после приема на голодный желудок любой углеводосодержащей пищи.

Функция в организме людей

Углеводы в организме человека выполняют следующие функции:

  1. Энергетическая. Она является главной. При расщеплении глюцидов выделяется много энергии. 1 г углеводов, окислившись, дает 4,1 ккал энергии.
  2. Структурная. Сахариды являются одним из материалов для построения стенок и оболочек клеток, других опорных конструкций.
  3. Анаболическая. Высокомолекулярные соединения содержат в своем составе глюциды. Без них не обходится образование ДНК и РНК.
  4. Запасающая. Продукт, синтезируемый из глюкозы (гликоген), накапливается в мышечной ткани и по мере необходимости высвобождает содержащуюся в нем энергию.
  5. Поддержание осмотического (внутриклеточного) давления. Содержание глюкозы напрямую влияет на давление, создаваемое внутри клеток крови.
  6. Рецепторная. Сахариды часто являются структурным элементом клеток, отвечающих за восприятие.

Общее понятие об углеводах

Углеводы — класс органических соединений, к которому относятся глюкоза, фруктоза, сахароза, а также полисахариды (крахмал, целлюлоза, пектины). С точки зрения биологии и биохимии — это биологически активные вещества, содержащиеся в 80% живых клеток растений и необходимые человеку для функционирования. С точки зрения химии — соединения, состоящие из нескольких карбонильных и гидроксильных групп.

Фруктоза была впервые выделена из «медовой воды» в 1792 году, глюкозу открыли чуть позже, в 1802 году. Химия полисахаридов получила развитие после того, как в 1811 году впервые был осуществлен гидролиз крахмала.

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11

Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы, соединенных друг с другом:

В молекуле сахарозы гликозидный атом углерода глюкозы связан из-за образования кислородного мостика с фруктозой, поэтому сахароза не образует открытую (альдегидную) форму.

Поэтому сахароза не вступает в реакции альдегидной группы – с аммиачным раствором оксида серебра   с гидроксидом меди при нагревании.

Такие дисахариды называют невосстанавливающими, т.е. не способными окисляться.     

Сахароза подвергается гидролизу подкисленной водой. При этом образуются глюкоза и фруктоза:

C12H22O11 + 6H2O → C6H12O6 + C6H12O6

                                                                                   глюкоза   фруктоза

Олигосахариды

Это сложные углеводы, состоящие из 2-10 молекул моносахаридов. Самые простые сложные углеводы — это дисахариды. Они состоят из двух одинаковых или разных молекул моносахаридов. 

В природе не так много дисахаридов, которые существуют сами по себе. Наиболее распространенные дисахариды: мальтоза (4 – O-α-D-глюкопиранозил-D-глюкоза), целлобиоза (D-глюкозил-β- (1 → 4) -D-глюкоза), лактоза (β-D-галактопиранозил- (1-4) α-D-глюкопираноза), сахароза (β-D-фруктофуранозил- (2 → 1) -α-D-глюкопиранозид), трегалоза (α-D-глюкопиранозил- (1 → 1) -α-D-глюкопиранозид). 

В природе гораздо чаще встречаются фрагменты дисахаридов, входящих в состав многих гликозидов растительного и бактериального происхождения. 

Это интересно!

Когда вы приходите в супермаркет, не верьте всем рекламам. Иногда можно прочитать надпись «безуглеводные». Не ведитесь на это. Все продукты — источники углеводов. В некоторых их больше, в некоторых — меньше.

Выдуманным мифом является и то, что углеводы мешают похудению. Они только дают организму энергию. Эту активность нужно проявлять, а не лежать на диване. Движения, активный образ жизни исключит превращение углеводов в жиры.

Израильскими гастроэнтерологами было установлено, что сладости можно есть в первой половине дня. Такое кушанье лучше разбавлять белковой пищей.

А как насчет безуглеводной диеты? Диетологи считают ее нездоровой, безграмотной и несущей вред организму. Она может привести к увеличению кислотности в организме.

Когда у человека плохое настроение или депрессия, то организм все больше будет требовать углеводов. Существуют доказательства, что они могут действовать наподобие спиртных напитков. Это ведет к зависимости. Можно частенько столкнуться с тем, что кто-то заедает плохое настроение чем-то сладеньким. Потом он начинает активно заниматься спортом, чтобы все это не превратилось в жир. Ведь лишние углеводы потом в виде жира откладываются на боках, талии, бедрах. Передозировка углеводов в рационе ведет к раздражительности, смене настроения. В таком случае стоит пересмотреть меню и перейти на клетчатку в виде фруктов и овощей.

Иногда можно наблюдать такую картину, что уже к обеду человек чувствует упадок сил сонливость, не смотря на то, что ночью нормально выспался. Это может быть из-за того, что в первой половине дня он слишком загрузился быстрыми углеводами.

Углеводы функции. Строение, примеры и функции углеводов

Моносахариды — простые углеводы, в зависимости от числа атомов углерода подразделяются на триозы (3), тетрозы (4), пентозы (5), гексозы (6) и гептозы (7 атомов). Наиболее распространены пентозы и гексозы. Свойства моносахаридов — легко растворяются в воде, кристаллизуются, имеют сладкий вкус, могут быть представлены в форме α- или β-изомеров.

Рибоза и дезоксирибоза относятся к группе пентоз, входят в состав нуклеотидов РНК и ДНК, рибонуклеозидтрифосфатов и дезоксирибонуклеозидтрифосфатов и др. Дезоксирибоза (С5Н10О4) отличается от рибозы (С5Н10О5) тем, что при втором атоме углерода имеет атом водорода, а не гидроксильную группу, как у рибозы.

Глюкоза, или виноградный сахар (С6Н12О6), относится к группе гексоз, может существовать в виде α-глюкозы или β-глюкозы. Отличие между этими пространственными изомерами заключается в том, что при первом атоме углерода у α-глюкозы гидроксильная группа расположена под плоскостью кольца, а у β-глюкозы — над плоскостью.

Глюкоза — это:

  1. один из самых распространенных моносахаридов,
  2. важнейший источник энергии для всех видов работ, происходящих в клетке (эта энергия выделяется при окислении глюкозы в процессе дыхания),
  3. мономер многих олигосахаридов и полисахаридов,
  4. необходимый компонент крови.

Фруктоза, или фруктовый сахар , относится к группе гексоз, слаще глюкозы, в свободном виде содержится в меде (более 50%) и фруктах. Является мономером многих олигосахаридов и полисахаридов.

Олигосахариды — углеводы, образующиеся в результате реакции конденсации между несколькими (от двух до десяти) молекулами моносахаридов. В зависимости от числа остатков моносахаридов различают дисахариды, трисахариды и т. д. Наиболее распространены дисахариды. Свойства олигосахаридов — растворяются в воде, кристаллизуются, сладкий вкус уменьшается по мере увеличения числа остатков моносахаридов. Связь, образующаяся между двумя моносахаридами, называется гликозидной .

Сахароза, или тростниковый, или свекловичный сахар , — дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и фруктозы. Содержится в тканях растений. Является продуктом питания (бытовое название — сахар ). В промышленности сахарозу вырабатывают из сахарного тростника (стебли содержат 10–18%) или сахарной свеклы (корнеплоды содержат до 20% сахарозы).

Мальтоза, или солодовый сахар , — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы. Присутствует в прорастающих семенах злаков.

Лактоза, или молочный сахар , — дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и галактозы. Присутствует в молоке всех млекопитающих (2–8,5%).

Полисахариды — это углеводы, образующиеся в результате реакции поликонденсации множества (несколько десятков и более) молекул моносахаридов. Свойства полисахаридов — не растворяются или плохо растворяются в воде, не образуют ясно оформленных кристаллов, не имеют сладкого вкуса.

Крахмал (С6Н10О5) n — полимер, мономером которого является α-глюкоза. Полимерные цепочки крахмала содержат разветвленные (амилопектин, 1,6-гликозидные связи) и неразветвленные (амилоза, 1,4-гликозидные связи) участки. Крахмал — основной резервный углевод растений, является одним из продуктов фотосинтеза, накапливается в семенах, клубнях, корневищах, луковицах. Содержание крахмала в зерновках риса — до 86%, пшеницы — до 75%, кукурузы — до 72%, в клубнях картофеля — до 25%. Крахмал — основной углевод пищи человека (пищеварительный фермент — амилаза).

Гликоген (С6Н10О5) n — полимер, мономером которого также является α-глюкоза. Полимерные цепочки гликогена напоминают амилопектиновые участки крахмала, но в отличие от них ветвятся еще сильнее. Гликоген — основной резервный углевод животных, в частности, человека. Накапливается в печени (содержание — до 20%) и мышцах (до 4%), является источником глюкозы.

Целлюлоза (С6Н10О5) n — полимер, мономером которого является β-глюкоза. Полимерные цепочки целлюлозы не ветвятся (β-1,4-гликозидные связи). Основной структурный полисахарид клеточных стенок растений. Содержание целлюлозы в древесине — до 50%, в волокнах семян хлопчатника — до 98%. Целлюлоза не расщепляется пищеварительными соками человека, т.к. у него отсутствует фермент целлюлаза, разрывающий связи между β-глюкозами.

Инулин — полимер, мономером которого является фруктоза. Резервный углевод растений семейства Сложноцветные.

Гликолипиды — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения углеводов и липидов.

Гликопротеины — комплексные вещества, образующиеся в результате соединения углеводов и белков.

Роль углеводных соединений в организме

Углеводы в человеческом организме играют следующие роли:

  • энергетическую;
  • защитную;
  • регуляторную;
  • структурную;
  • рецепторную;
  • запасающую.

Энергетическая роль заключается в способности соединений к быстрому расщеплению. Более половины всей суточной энергии покрывают именно эти соединения, которые при быстром расщеплении высвобождают много энергии, что создает чувство насыщения и прилив бодрости. Распавшийся 1 грамм углеводов высвобождает порядка 4,1 ккал энергии.

Защитная роль веществ проявляется в их присутствии в составе слизистых оболочек, защищающих органы от различных воздействий. Углеводное соединение гепарин является компонентом крови и препятствует ее свертыванию.

Вещества обеспечивают осмотическое давление. В этом заключается их функция регуляторов в организме. Осмотическое давление крови напрямую зависит от уровня глюкозы в ней.

Вещества являются компонентами клеток и служат строительным материалом для их создания, задействованы в построении молекул РНК, ДНК. Некоторые из соединений входят в состав клеточных рецепторов.

Углеводы являются частью сложных молекул. По этой причине они выполняют функцию запасных питательных веществ. При необходимости запасенные организмом углеводные элементы активно расходуются. При этом энергетическая и запасающая функции веществ находятся во взаимодействии. У человека запасающую функцию выполняет гликоген.

Расчет нормы углеводов

Значение углеводов в жизни человека настолько высоко, что без них жить практически невозможно, поэтому необходимо знать свою норму потребления. Как уже упоминалось выше, вещества данной категории могут быть простыми и сложными. Ко второй группе относятся, преимущественно, разнообразные сахара. Они не полезны, а в большом количестве и вредны для человека.

Поэтому старайтесь, чтобы количество сахара в вашем рационе не превышало 10% от общей его калорийности. Исключение могут сделать для себя лишь люди, занимающиеся тяжелым физическим трудом.

Однако и потребление простых углеводов также следует регламентировать. Помните, что существуют определенные нормы, которых должен придерживаться каждый человек, независимо от того, занимается ли он спортом или нет.

Превышать количество углеводов нежелательно, но не следует и снижать его. Ведь в противном случае в организме начинается распад жиров и белков, что может, в конце концов, привести к интоксикации. Поэтому, если по какой-то причине хотите перейти на низкоуглеводную диету, сначала посоветуйтесь с врачом.

Биологическое значение углеводов для человека очень важно, но в меру. Сокращайте количество сахара и клетчатки в рационе постепенно, чтобы не нанести травму своему организму и помочь ему привыкнуть к новому обмену веществ

Строение

Молекула углевода состоит из нескольких карбонильных (=С=O) и гидроксильных (-ОН) групп. В зависимости от строения различают три группы углеводов:

  • моносахариды;
  • олигосахариды;
  • полисахариды.

Моносахариды – простейшие сахара, состоящие всего из одной молекулы. Моносахариды включают несколько групп, различающихся количеством атомов углерода в молекуле – структурной единице. Моносахариды, содержащие три атома углерода, называются триозами, пять – пентозами, шесть – гексозами и так далее. Наиболее значимыми для живых организмов являются пентозы, входящие в состав нуклеиновых кислот, и гексозы, из которых состоят полисахариды. Пример гексозы – глюкоза.

Рис. 1. Глюкоза.

Олигосахариды включают от двух до 10 структурных единиц. В зависимости от их количества выделяют:

  • дисахариды – диозы;
  • трисахариды – триозы;
  • тетрасахариды – тетраозы;
  • пентасахариды;
  • гексасахариды и т.д.

Наиболее значимым являются дисахариды (лактоза, сахароза, мальтоза) и трисахариды (рафиноза, мелицитоза, мальтотриоза).

В состав олигосахаридов могут входить однородные и неоднородные молекулы. В связи с этим различают:

  • гомоолигосахариды – все молекулы одинаковой структуры;
  • гетероолигосахариды – молекулы разной структуры.

Рис. 2. Гомоолигосахариды и гетероолигосахариды.

Наиболее сложными углеводами являются полисахариды, состоящие из множества (от 10 до тысяч) моносахаридов. К ним относятся:

  • целлюлоза;
  • гликоген;
  • крахмал;
  • хитин.

Рис. 3. Полисахарид.

В отличие от олигосахаридов и моносахаридов полисахариды жёсткие, нерастворимые в воде вещества без сладкого вкуса.

Формула углеводов – Cn(H2O)m. В молекуле любого углевода присутствуют не меньше трёх атомов углерода.

Виды углеводов

Макаронные изделия, представители фруктово-овощного ассортимента, другие продукты являются углеводами. Все углеводы можно разделить на следующие группы:

  • моносахариды. Сюда можно отнести представителей простых углеводов. Пищеварительные ферменты их не расщепляют. Они поступают извне с продуктами либо образуются в организме путем расщепления сложных углеводов. Если их содержание увеличивается, начинает активизироваться гормон инсулин, вырабатываемый поджелудочной железой. Происходит перенаправление в ткани, где синтезируется гликоген с ее участием. Из них могут синтезироваться и жиры;
  • дисахариды. Они состоят из нескольких моносахаридов, количество которых составляет от 2 до 10. Типичным представителем является сахароза. У всех них вкус имеет сладковатый характер;
  • полисахариды. Относятся к классу сложных углеводов, содержащих в составе огромное количество моносахаридов.

Углеводы – это важнейший компонент клеток органов и тканей, основной источник обеспечения их энергией. Наиболее важны они для людей, занимающихся спортом. Мир углеводов разнообразен и неоднозначен. Многие «обвиняют» их в быстром наборе веса, другие, наоборот, употребляют их в пищу для похудения. Кто же прав?

Углеводы в бодибилдинге

Для наращивания мышечной массы следует придерживаться следующих советов:

Употреблять необходимую для спортсменов суточную норму углеводов.
При составлении меню на день важно подбирать продукты исходя из их показателя ГИ. Продукты, имеющие низкий и/или средний ГИ нужно употреблять исходя из расчёта 2,5 г углеводов на 1 кг веса человека

Продукты с высоким ГИ должны поступать с пищей в количестве не более 2 г на 1 кг веса.
Идеальное время для того, чтобы съесть продукт с высоким уровнем ГИ – в течение 3 часов после тренировки.
Организм активно запасает углеводы в виде внутримышечного гликогена утром, не позднее, чем через 6 часов после того, как человек проснулся.

Состав углеводов

Состав углеводов делят на следующие категории:

  1. Моносахариды – включают 1 мономерную единицу и не гидролизуются с появлением более простых углеводов. Мономеры отличаются разнообразием. Это обусловлено разницей в структуре. Обычно моносахариды живых организмов представляют собой кольцевые углеродные цепи, которые включают 5 или 6 атомов углерода. Самыми важными моносахаридами считаются рибоза и дезоксирибоза, которые присутствуют в составе нуклеиновых кислот. Также к ним относят глюкозу как источник энергии и фруктозу.
  2. Дисахариды – включают 2 мономерных единицы. Можно сказать, что они состоят из 2 моносахаридов. Вещества объединяются через гидроксильные группы. При этом происходит отщепление воды. Самым известным дисахаридом считается сахароза. Ее молекула включает остатки глюкозы и фруктозы. 2 остатка глюкозы входит в состав мальтозы.
  3. Полисахариды – включают больше 10 мономерных единиц. В эту категорию входят крахмал, хитин, целлюлоза и т.д. Крахмал и гликоген скапливаются в организмах как запасной питательный элемент. Крахмал имеет менее разветвленную структуру, чем гликоген. Целлюлоза формирует стенки клеток растений. За счет этого она реализует структурную и защитную функции. Аналогичные задачи решает хитин у грибов и животных.

Химические свойства глюкозы

Водный раствор глюкозы

В водном растворе глюкозы существует динамическое равновесие между двумя  циклическими формами —   α и β   и  линейной  формой:

Реакции на карбонильную группу — CH=O

Глюкоза проявляет свойства, характерные для альдегидов.

Реакция «серебряного зеркала»

Реакция с гидроксидом меди (II) при нагревании. При взаимодействии глюкозы с гидроксидом меди (II) выпадает красно-кирпичный осадок оксида меди (I):

Окисление бромной водой. При окислении глюкозы бромной водой образуется глюконовая кислота:

Также глюкозу можно окислить хлором, бертолетовой солью, азотной кислотой.

Концентрированная азотная кислота окисляет не только альдегидную группу, но и гидроксогруппу на другом конце углеродной цепи.

Каталитическое гидрирование. При взаимодействии глюкозы с водородом происходит восстановление карбонильной группы до спиртового гидроксила, образуется шестиатомный спирт – сорбит:

Брожение глюкозы. Брожение — это биохимический процесс, основанный на окислительно-восстановительных превращениях органических соединений в анаэробных условиях.

Спиртовое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

          Молочнокислое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

          Маслянокислое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

Образование эфиров глюкозы (характерно для циклической формы глюкозы).

Глюкоза способна образовывать простые и сложные эфиры.

Наиболее легко происходит замещение полуацетального (гликозидного) гидроксила.

Например, α-D-глюкоза взаимодействует с метанолом.

При этом образуется монометиловый эфир глюкозы (α-O-метил-D-глюкозид):

Простые эфиры глюкозы получили название гликозидов.

В более жестких условиях  (например, с CH3-I)  возможно алкилирование и по другим оставшимся гидроксильным группам.

Моносахариды способны образовывать сложные эфиры как с минеральными, так и с карбоновыми кислотами.

Например, β-D-глюкоза реагирует с уксусным ангидридом в соотношении 1:5 с образованием пентаацетата глюкозы  (β-пентаацетил-D-глюкозы):

Советы диетологов

Специалисты рекомендуют до 80 % от всех углеводов употреблять именно медленные в виде полисахаридов. Даже их использование требует меры. Вот, например, свежевыжатый сок их фруктов, овощей и ягод лучше пить не более 150 г в день. Такой напиток содержит большую концентрацию фруктозы, глюкозы и сахарозы. Большое количество сока вызовет осложнение работы поджелудочной железы.

А что советуют диетологи любителям мучных изделий? Они рекомендуют муку грубого помола, с отрубями. Кондитерские легкоусвояемые изделия лучше использовать в качестве лакомства по особым случаям. Иногда можно позволить себе и шоколад, и «Колу», но только нечасто.

Фрукты и ягоды в натуральном виде можно сколько хочется. В них присутствуют волокна, способствующие очищению пищеварительной системы. Каждому человеку нужно постоянно познавать себя, чувствовать и учитывать реакцию своего организма на тот или иной продукт.

Сложные углеводы

Если моносахариды в чистом виде редко встречаются в природе, то полисахариды составляют основную массу пищи человека и животных. Они могут состоять из десятков сотен мономеров.

Химики различают эти вещества по общему принципу строения. Среди них различают:

  1. Гомополисахариды — это вещества, содержащие однотипные моносахариды.
  2. Гетеросахариды — состоят из разных и по строению, и по функции сахаров. В группу гомополисахоридов входят известные мономеры.

К органическим гомополисахаридам растительного происхождения относятся:

  • крахмал;
  • целлюлоза;
  • пектиновые вещества.

К органическим соединениям животного происхождения:

  • гликоген;
  • хитин.
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий