Углеводы

Потребность человеческого организма в углеводах

По общепринятым данным, потребность организма в углеводах должна составлять 45–75% от общей потребности человека в энергии. Минимальное количество углеводов, необходимое человеческому организму, определяется потребностью клеток мозга в глюкозе, поэтому в случае детей, подростков и взрослых минимальное потребление усвояемых углеводов установлено на уровне 130 г/день. 

Предполагалось, что потребление беременными женщинами углеводов (удовлетворяющих потребности мозга и развивающегося плода) должно составлять 175 г/сут, а кормящим женщинам, с учетом дополнительно потребности вскармливаемого новорожденного, необходимо – 210 г/сут. В профилактике питания рекомендуется потреблять более сложные углеводы, до 70% от общей энергии (за счет энергии, получаемой из жиров), ограничивая при этом потребление простых сахаров (моно- и дисахаридов).

Согласно этим рекомендациям, вы должны потреблять меньше сахара и сладостей, чтобы количество энергии, поставляемой сахарозой в рацион, не превышало 10% от суточной потребности в энергии. Сахароза не содержит никаких необходимых питательных веществ, кроме энергии, но увеличивает синтез липопротеинов ЛПОНП в печени, которые являются источником атерогенных фракций холестерина. ЛПНП. 

Фруктоза, содержащаяся в сахаре, как подсластитель, который в настоящее время добавляется во многие безалкогольные напитки, десерты, кондитерские изделия, сладости и сухие завтраки, увеличивает синтез триглицеридов в печени, что способствует возникновению гипертриглицеридемии и дальнейшим метаболическим последствиям (ожирение, метаболический синдром, диабет 2 типа) и атеросклероз. 

Однако рекомендуется увеличить потребление пищевых волокон, которое должно составлять 20–40 г/сут. Эта рекомендация является результатом профилактических мероприятий, направленных на предотвращение заболеваний желудочно-кишечного тракта и так называемых метаболические заболевания цивилизации – ожирение, атеросклероз, сахарный диабет 2 типа, рак толстой кишки, груди и простаты.

Следует помнить, что все, что потребляется в избытке, может быть вредным. Точно так же повышенное потребление пищевых волокон ограничивает усвоение минералов, а чрезмерное потребление может вызвать диарею. Умеренное увеличение количества пищевых волокон, постулируемое диетологами, может быть легко достигнуто за счет увеличения потребления бобовых (фасоль, соевые бобы), овощей и фруктов (предпочтительно сырых), а также продуктов из темного зерна (мука грубого помола), например темного цельнозернового хлеба, темной лапши, темного риса.

Химические свойства

В зависимости от структуры каждому углеводу характерны особые химические свойства. Моносахариды, в частности глюкоза, подвергаются многоступенчатому окислению (в отсутствии и присутствии кислорода). В результате полного окисления образуется углекислый газ и вода:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ +6H₂O.

В отсутствии кислорода под действием ферментов происходит брожение:

• спиртовое –
  C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH (этанол) + 2CO₂;
• молочнокислое –
  C₆H₁₂O₆ → 2CH₃-CH(OH)-COOH (молочная кислота).

Иначе с кислородом взаимодействуют полисахариды, сгорая до углекислого газа и воды:

(C₆H₁₀O₅)n + 6O₂ → 6nCO₂ + 5nH₂O.

Олигосахариды и полисахариды разлагаются до моносахаридов при гидролизе:

• C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆;
• (C₆H₁₀O₅)n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆.

Глюкоза реагирует с гидроксидом меди (II) и аммиачным раствором оксида серебра (реакция серебряного зеркала):

• CH₂OH-(CHOH)₄-CH=O + 2Cu(OH)₂ → CH₂OH-(CHOH)₄-COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O;
• CH₂OH-(CHOH)₄-CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CH₂OH-(CHOH)₄-COONH₄ + 2Ag↓ +3NH₃ + H₂O.

Рис. 3. Реакция серебряного зеркала.

Что мы узнали?

Из темы химии 10 класса узнали об углеводах. Это биоорганические соединения, состоящие из одной или нескольких структурных единиц. Одна единица или молекула состоит из карбонильных и гидроксильных групп. Различают моносахариды, состоящие из одной молекулы, олигосахариды, включающие 2-10 молекул, и полисахариды – длинные цепочки из множества моносахаридов. Углеводы сладкие на вкус и хорошо растворимы в воде (исключение – полисахариды). Моносахариды растворяются в воде, окисляются, взаимодействуют с гидроксидом меди и аммиачным оксидом серебра. Полисахариды и олигосахариды подвергаются гидролизу. Полисахариды горят.

1. /10

   Вопрос 1 из 10

   Из чего состоят углеводы?

   • Карбонильных и гидроксильных групп
   • Карбоксильных и гидроксидных групп
   • Карбонильных и гидроксидных групп
   • Карбоксильных и гидроксильных групп

Простые и сложные углеводы

Углеводы состоят из повторяющихся звеньев в виде цепочек. Каждое такое
звено называется сахаридом. Организм для получения энергии сначала
разбирает эти звенья (такой процесс называется гидролизом),
а затем подвергает каждое звено гликолизу с последующим получением энергии.

Простые углеводы (быстрые)

Группу простых углеводов составляют моносахариды (один сахарид) и дисахариды (два сахарида).
Их так же называют сахарами, они быстро и легко усваиваются.

Моносахариды

Простейшие углеводы состоят всего из одного сахарида и поэтому
получили название моносахариды (такие углеводы уже не распадаются гидролизом на более простые).
Фруктоза,
глюкоза и
галактоза
— это простые углеводы (моносахариды), они имеют
одинаковую химическую формулу C₆H₁₂O₆, но различаются
пространственным строением и свойствами (такие молекулы называют изомерами).

Глюкоза и фруктоза в свободной форме содержатся в больших
количествах в ягодах и фруктах. Эти моносахариды также входят
в состав сложных углеводов: дисахаридов и полисахаридов.

Галактоза в природе в свободной форме встречается очень редко.

Дисахариды

Сахароза
— это дисахарид. В быту сахароза известна
как простой сахар (получаемый из сахарной свеклы и сахарного тростника).

Она состоит из двух сахаридов — фруктозы и глюкозы. Чтобы получить
из сахарозы глюкозу и фруктозу, организм подвергает её гидролизу
(в присутствии кислоты), что можно проиллюстрировать простой химической формулой:

C₁₂H₂₂O₁₁ +
H₂O
→
C₆H₁₂O₆ +
C₆H₁₂O₆
По аналогии дисахарид
лактоза
состоит из остатков двух моносахаридов:
глюкозы и галактозы.
Мальтоза
состоит из двух остатков глюкозы.

Сложные углеводы (медленные) — полисахариды

Сложные углеводы состоят из длинных разветвлённых цепочек сахаридов.
Сложные углеводы называют полисахаридами.

Полисахариды состоят из десятков, сотен или тысяч моносахаридов.

Клетчатка (целлюлоза)
и
крахмал
— это полисахариды.

При полном гидролизе (в процессе пищеварения) крахмал в
организме человека распадается на глюкозу.

Пищеварительные соки не способны разрушить клетчатку и выделить
глюкозу, но она так же необходима пищеварению.

Гликоген — «животный крахмал» — тоже полисахарид.
Организм синтезирует его из глюкозы и откладывает преимущественно
в печени и мышцах. При необходимости организм легко отщепляет
от этого полисахарида глюкозу и использует в качестве источника энергии.

Целлюлоза и хитин — полисахариды, выполняют роль опорного материала
растений и животных. Очень интересно, как сахариды с одной стороны,
являются прекрасным источником энергии, а с другой — структурными
элементами с большой механической прочностью, например, входят в
состав древесины или роговых оболочек насекомых.

[править] Примечания

1. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
2. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
3. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
4. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
5. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
6. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
7. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
8. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
9. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
10. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
11. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
12. http://www.chem.msu.su/rus/books/ovchinnikov/p443-512.pdf
13. http://www.atletshop.ru/media/snr_1/090-099.pdf
14. Пищевые продукты

Простые сахара

Простые сахара (моносахариды) включают: глюкозу (виноградный сахар), фруктозу (фруктовый сахар) и галактозу – она входит в состав дисахаридов, например, лактозы.

Глюкозу называют виноградным сахаром и тростниковым сахаром. Обычно такой сахар содержится в растительных продуктах, фруктовых соках – наиболее распространенный источник – виноградный сок. Содержание глюкозы во фруктах и ​​овощах увеличивается при созревании и снижается при длительном хранении. 

Глюкоза также содержится в картофеле и меде, она входит в состав сахарозы (сахароза, среди прочего, подслащивает напитки), крахмала и целлюлозы

Важной особенностью глюкозы является ферментация под действием дрожжей, используемых для производства вин и более крепких спиртов

Фруктоза также присутствует во фруктах и ​​меде, который является сахаром намного более сладким, чем другие углеводы. Поэтому сиропы фруктозы, сделанные из кукурузного сиропа, в настоящее время широко используются в пищевой промышленности, в производстве напитков, десертов и т. д. 

Наблюдаемое в настоящее время увеличение потребления фруктозы, из-за ее использования в производстве сладких продуктов, рассматривается как причина увеличения массы тела у детей и взрослых. 

Метаболический эффект фруктозы значительно отличается от метаболического эффекта глюкозы, что означает, что она не увеличивает выработку инсулина – гормона поджелудочной железы, и лептина – гормона сытости, секретируемого в основном жировой тканью. С другой стороны, фруктоза увеличивает синтез триглицеридов в печени, что способствует гипертриглицеридемии (повышенная концентрация триглицеридов в сыворотке крови).

Помимо моносахаридов, пища также содержит дисахариды, которые состоят из двух простых молекул сахара (сахарозы, лактозы и мальтозы).

Сахароза, обычно называемая «сахаром», представляет собой свекольный или тростниковый сахар, состоящий из молекул фруктозы и глюкозы.

Лактоза (молочный сахар) состоит из галактозы и глюкозы и, как следует из названия, в большем количестве присутствует в молоке. Мальтоза – это сахар, состоящий из двух молекул глюкозы, в большом количестве он присутствует в солоде – «солодовый сахар» (в проросших зернах, особенно в ячмене, богатых ферментами, гидролизующими крахмал). Его используют для производства детского питания, диетических добавок и конфет, а также при пивоварении, дистилляции и выпечке.

Строение крахмала и целлюлозы

Состав этих полисахаридов можно выразить общей формулой (C₆H₁₀O₅)_n. Число повторяю­щихся звеньев в макромолекуле крахмала может колебаться от нескольких сотен до нескольких тысяч. Целлюлоза же отли­чается значительно большим числом звеньев и, следова­тельно, молекулярной мас­сой, которая достигает не­скольких миллионов.

Различаются углеводы не только молекулярной мас­сой, но и структурой. Для крахмала характерны два вида структур макромолекул: линейная и развет­вленная. Линейную структуру имеют более мел­кие макромолекулы той части крахмала, которую называют амилозой, а разветвленную структуру имеют молекулы другой составной части крахма­ла — амилопектина.

В крахмале на долю амилозы приходится 10— 20 %, а на долю амилопектина — 80-90 %. Ами­лоза крахмала растворяется в горячей воде, а ами­лопектин только набухает.

Структурные звенья крахмала и целлюлозы по­строены по-разному. Если звено крахмала вклю­чает остатки α-глюкозы, то целлюлоза — остатки β-глюкозы, ориентированные в природные волок­на:

↑тХГХЙН-УХЛХВЕЯЙХЕ ЯБНИЯРБЮ СЦКЕБНДНБ

аКЮЦНДЮПЪ НАХКХЧ ОНКЪПМШУ ТСМЙЖХНМЮКЭМШУ ЦПСОО ЛНМНЯЮУЮПХДШ УНПНЬН ПЮЯРБНПЪЧРЯЪ Б БНДЕ Х МЕ ПЮЯРБНПЪЧРЯЪ Б МЕОНКЪПМШУ НПЦЮМХВЕЯЙХУ ПЮЯРБНПХРЕКЪУ. яОНЯНАМНЯРЭ Й РЮСРНЛЕПМШЛ ОПЕБПЮЫЕМХЪЛ НАШВМН ГЮРПСДМЪЕР ЙПХЯРЮККХГЮЖХЧ ЛНМНЯЮУЮПХДНБ. еЯКХ РЮЙХЕ ОПЕБПЮЫЕМХЪ МЕБНГЛНФМШ, ЙЮЙ Б ЦКХЙНГХДЮУ ХКХ НКХЦНЯЮУЮПХДЮУ РХОЮ ЯЮУЮПНГШ, БЕЫЕЯРБЮ ЙПХЯРЮККХГСЧРЯЪ КЕЦЙН. лМНЦХЕ ЦКХЙНГХДШ (МЮОПХЛЕП, ЯЮОНМХМШ) ОПНЪБКЪЧР ЯБНИЯРБЮ ОНБЕПУМНЯРМН-ЮЙРХБМШУ ЯНЕДХМЕМХИ. оНКХЯЮУЮПХДШ ЪБКЪЧРЯЪ ЦХДПНТХКЭМШЛХ ОНКХЛЕПЮЛХ, ЛНКЕЙСКШ ЙНРНПШУ ЯОНЯНАМШ Й ЮЯЯНЖХЮЖХХ Я НАПЮГНБЮМХЕЛ БШЯНЙНБЪГЙХУ ПЮЯРБНПНБ (ПЮЯРХРЕКЭМНИ ЯКХГХ, ЦХЮКСПНМНБЮЪ ЙХЯКНРЮ); ОНКХЯЮУЮПХДШ ЛНЦСР НАПЮГНБШБЮРЭ ОПНВМШЕ ЦЕКХ (ЮЦЮП, ЮКЗЦХМНБШЕ ЙХЯКНРШ, ЙЮППЮЦХМЮМШ, ОЕЙРХМШ). б НРДЕКЭМШУ ЯКСВЮЪУ ЛНКЕЙСКШ ОНКХЯЮУЮПХДНБ НАПЮГСЧР БШЯНЙНСОНПЪДНВЕММШЕ МЮДЛНКЕЙСКЪПМШЕ ЯРПСЙРСПШ, МЕПЮЯРБНПХЛШЕ Б БНДЕ (ЖЕККЧКНГЮ, УХРХМ).

Дисахариды

Дисахариды – вещества, которые включают остатки двух моносахаридов, между которыми гликозидная связь.

Важнейшие дисахариды

Строение углеводов – дисахаридов

Для дисахаридов характерно наличие гликозидной связи. Она формируется при взаимодействии полуацетального (гликозидного) гидроксила и полуацетального или спиртового гидроксила.

Связь между полуацетальными гидроксилами двух моносахаридов

Связь между полуацетальным гидроксилам одного моносахарида и спиртовым гидроксилом другого моносахарида

Классификация дисахаридов

Дисахариды можно поделить на две группы.

Восстанавливающие дисахариды

Они характеризуются одним полуацетальным гидроксилом. Этот гидроксил при таутомерном превращении формирует альдегидную группу. Поэтому сахариды мальтоза и лактоза обладают восстановительными свойствами.

Невосстанавливающие дисахариды

У них нетполуацетального гидроксида, поэтому им не характерны восстановительные свойства.

Химические реакции углеводов – дисахаридов

Гидролиз

Гидролиз дисахаридов проходит в присутствии кислот или ферментов. В ходе реакции дисахарид расщепляется на моносахариды. При этом происходит процесс инверсии (обращения). Смесь с равными молярных количествах компонентов включает вещества с разными вращениями.

Природный инвертный сахар – мед.

Восстановление

Восстанавливающие дисахариды вступают в реакцию «серебряного зеркала».

Взаимодействие с гидроксидом меди

Применение дисахаридов

Дисахариды – один из источников энергии. Лактоза – необходимый компонент питания детей. Мальтоза входит в состав проросших зерен злаков, меде, патоке и других продуктах. Она также синтезируется при гидролизе крахмала в присутствии ферментов.

Моносахариды

Моносахариды, или монозы – гетерофункциональные соединения, которые включают одну альдегидную или кетонную группу и гидроксильные группы. Моносахариды классифицируются на альдегидоспирты и кетоспирты.

Классификация моносахаридов

Кристаллические монозы при растворении в воде показывают свою оптическую активность. Если в течение первого часа они будут показывать себя как левовращающие, то к концу часа они могут поменять сторону вращения.

Изомерия моносахаридов

Для молекул углеводов моносахаридов характерно несколько видов изомерии.

Изомерия между альдегидоспиртами и кетоспиртами.

Например, глюкоза изомерна фруктозе.

Оптическая изомерия

Оптическая изомерия углеводов связана с различным положением гидроксильной группы при наличии ассиметричного центра. Число оптических изомеров можно определить по формуле:

N=2n, где n – количество ассиметричных атомов углерода.

Оптические изомеры глюкозы

Кольчато-цепная таутомерия

В кольчато-цепной таутомерии отражается динамическое равновесие между циклической и открытой формой моносахаридов в растворе.

Конформационная изомерия

Конформационная изомерия характерна для тех углеводов, которые в своем составе имеют шесть центров – шесть углеродных атомов. Существует две конфигурации – «ванна» (или «лодка») и «кресло». Первая структура менее устойчива, по сравнению со второй.

Конформационная изомерия

Физические свойства моносахаридов

Моносахариды – прозрачные кристаллы со сладким вкусом. Они хорошо растворимы в воде, но не растворимы в эфирах. У углеводов моносахаридов небольшая температура кипения.

У моносахаридов разные степени сладости. Например, фруктоза в три раза слаще глюкозы.

Химические свойства моносахаридов

В зависимости от характера реагента в реакцию вступают линейная или циклическая форма.

Реакции линейных форм моносахаридов

Восстановление

Окисление

Взаимодействие с бромной водой:

Взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра (качественная реакция на альдегиды):

Взаимодействие с гидроксидом меди:

Взаимодействие с реактивом Фелинга:

Взаимодействие с сильным окислителем – концентрированной азотной кислотой:

Реакция с щелочью

Щелочи с высокой концентрацией вызывают осмоление сахаров. При взаимодействии с разбавленным раствором щелочи образуется ендиол.

В растворе глюкозы, хранящемся в стеклянной склянке, через 5 суток хранения будет 66,5 % глюкозы, 31 % фруктозы и 2,5 % монозы. Такой же процесс происходи и в живых организмах, но под действием ферментов.

• Реакции циклических формы моносахаридов
• Образование ярко-синего комплекса сахарата меди (II)

Алкилирование

В мягких условиях алкилирование протекает только у той гидроксильной группы, где связь самая непрочная (при полуацетальном гидроксиле).

Ацилирование

Брожение сахаров

Спиртовое брожение протекает в присутствии дрожжей:

С₆Н₁₂О₆→ 2 С₂Н₅ОН + 2 СО₂

Молочнокислое брожение протекает в присутствии молочнокислых бактерий:

С₆Н₁₂О₆ → 2 СН₃-СН(ОН)-СООН

В результате маслянокислого брожения образуется масляная кислота.

С₆Н₁₂О₆ → СН₃-СН₂-СН₂-СООН + 2 СО₂ + 2 Н₂

Биологическая роль моносахаридов

Моносахариды – источник энергии. Человеческий мозг в день требует не менее 160 г углеводов. Фруктоза применяется в метаболических процессах, а галактоза находится в эритроцитах у людей с третьей группой крови. Рибоза – часть ДНК.

Применение моносахаридов

Процессы брожения моносахаридов используют при производстве спиртов, кисломолочных продуктов, сыров, при квашении овощей и т.д. Моносахариды применяются не только в пищевой, но и в медицинской промышленности. Производные глюкозы используются в качестве инъекций. Глюкозу применяют для получения аскорбиновой кислоты (витамина С).

↑аХНКНЦХВЕЯЙЮЪ ПНКЭ СЦКЕБНДНБ

пНКЭ СЦКЕБНДНБ Б ФХБШУ НПЦЮМХГЛЮУ ВПЕГБШВЮИМН ЛМНЦННАПЮГМЮ. б ПЮЯРЕМХЪУ ЛНМНЯЮУЮПХДШ ЪБКЪЧРЯЪ ОЕПБХВМШЛХ ОПНДСЙРЮЛХ ТНРНЯХМРЕГЮ Х ЯКСФЮР ХЯУНДМШЛХ ЯНЕДХМЕМХЪЛХ ДКЪ АХНЯХМРЕГЮ ПЮГМННАПЮГМШУ ЦКХЙНГХДНБ, ОНКХЯЮУЮПХДНБ, Ю РЮЙФЕ БЕЫЕЯРБ ДПСЦХУ ЙКЮЯЯНБ (ЮЛХМНЙХЯКНР, ФХПМШУ ЙХЯКНР, ОНКХТЕМНКНБ Х Р.Д.). щРХ ОПЕБПЮЫЕМХЪ НЯСЫЕЯРБКЪЧРЯЪ ЯННРБЕРЯРБСЧЫХЛХ ТЕПЛЕМРМШЛХ ЯХЯРЕЛЮЛХ, ЯСАЯРПЮРЮЛХ ДКЪ ЙНРНПШУ ЯКСФЮР, ЙЮЙ ОПЮБХКН, АНЦЮРШЕ ЩМЕПЦХЕИ ТНЯТНПХКХПНБЮММШЕ ОПНХГБНДМШЕ ЯЮУЮПНБ, ЦКЮБМШЛ НАПЮГНЛ МСЙКЕНГХДДХТНЯТЮРЯЮУЮПЮ. сЦКЕБНДШ ГЮОЮЯЮЧРЯЪ Б БХДЕ ЙПЮУЛЮКЮ Б БШЯЬХУ ПЮЯРЕМХЪУ, Б БХДЕ ЦКХЙНЦЕМЮ Б ФХБНРМШУ, АЮЙРЕПХЪУ Х ЦПХАЮУ Х ЯКСФЮР ЩМЕПЦЕРХВЕЯЙХЛ ПЕГЕПБНЛ ДКЪ ФХГМЕДЕЪРЕКЭМНЯРХ НПЦЮМХГЛЮ. б БХДЕ ЦКХЙНГХДНБ Б ПЮЯРЕМХЪУ Х ФХБНРМШУ НЯСЫЕЯРБКЪЕРЯЪ РПЮМЯОНПР ПЮГКХВМШУ ОПНДСЙРНБ НАЛЕМЮ БЕЫЕЯРБ. лМНЦНВХЯКЕММШЕ ОНКХЯЮУЮПХДШ ХКХ АНКЕЕ ЯКНФМШЕ СЦКЕБНДЯНДЕПФЮЫХЕ ОНКХЛЕПШ БШОНКМЪЧР Б ФХБШУ НПЦЮМХГЛЮУ НОНПМШЕ ТСМЙЖХХ. ф╦ЯРЙЮЪ ЙКЕРНВМЮЪ ЯРЕМЙЮ С БШЯЬХУ ПЮЯРЕМХИ ОНЯРПНЕМЮ ХГ ЖЕККЧКНГШ Х ЦЕЛХЖЕККЧКНГ, С АЮЙРЕПХИ — ХГ ОЕОРХДНЦКХЙЮМЮ; Б ОНЯРПНЕМХХ ЙКЕРНВМНИ ЯРЕМЙХ ЦПХАНБ Х МЮПСФМНЦН ЯЙЕКЕРЮ ВКЕМХЯРНМНЦХУ ОПХМХЛЮЕР СВЮЯРХЕ УХРХМ. б НПЦЮМХГЛЕ ФХБНРМШУ Х ВЕКНБЕЙЮ НОНПМШЕ ТСМЙЖХХ БШОНКМЪЧР ЯСКЭТЮРХПНБЮММШЕ ЛСЙНОНКХЯЮУЮПХДШ ЯНЕДХМХРЕКЭМНИ РЙЮМХ, ЯБНИЯРБЮ ЙНРНПШУ ОНГБНКЪЧР НАЕЯОЕВХРЭ НДМНБПЕЛЕММН ЯНУПЮМЕМХЕ ТНПЛШ РЕКЮ Х ОНДБХФМНЯРЭ НРДЕКЭМШУ ЕЦН ВЮЯРЕИ; ЩРХ ОНКХЯЮУЮПХДШ РЮЙФЕ ЯОНЯНАЯРБСЧР ОНДДЕПФЮМХЧ БНДМНЦН АЮКЮМЯЮ Х ХГАХПЮРЕКЭМНИ ЙЮРХНММНИ ОПНМХЖЮЕЛНЯРХ ЙКЕРНЙ. юМЮКНЦХВМШЕ ТСМЙЖХХ Б ЛНПЯЙХУ ЛМНЦНЙКЕРНВМШУ БНДНПНЯКЪУ БШОНКМЪЧР ЯСКЭТЮРХПНБЮММШЕ ЦЮКЮЙРЮМШ (ЙПЮЯМШЕ БНДНПНЯКХ) ХКХ АНКЕЕ ЯКНФМШЕ ЯСКЭТЮРХПНБЮММШЕ ЦЕРЕПНОНКХЯЮУЮПХДШ (АСПШЕ Х ГЕК╦МШЕ БНДНПНЯКХ); Б ПЮЯРСЫХУ Х ЯНВМШУ РЙЮМЪУ БШЯЬХУ ПЮЯРЕМХИ ЮМЮКНЦХВМСЧ ТСМЙЖХЧ БШОНКМЪЧР ОЕЙРХМНБШЕ БЕЫЕЯРБЮ. бЮФМСЧ Х ДН ЙНМЖЮ ЕЫ╦ МЕ ХГСВЕММСЧ ПНКЭ ХЦПЮЧР ЯКНФМШЕ СЦКЕБНДШ Б НАПЮГНБЮМХХ ЯОЕЖХТХВЕЯЙХУ ЙКЕРНВМШУ ОНБЕПУМНЯРЕИ Х ЛЕЛАПЮМ. рЮЙ, ЦКХЙНКХОХДШ — БЮФМЕИЬХЕ ЙНЛОНМЕМРШ ЛЕЛАПЮМ МЕПБМШУ ЙКЕРНЙ, КХОНОНКХЯЮУЮПХДШ НАПЮГСЧР МЮПСФМСЧ НАНКНВЙС ЦПЮЛНРПХЖЮРЕКЭМШУ АЮЙРЕПХИ. с. ЙКЕРНВМШУ ОНБЕПУМНЯРЕИ ВЮЯРН НОПЕДЕКЪЧР ЪБКЕМХЕ ХЛЛСМНКНЦХВЕЯЙНИ ЯОЕЖХТХВМНЯРХ, ВРН ЯРПНЦН ДНЙЮГЮМН ДКЪ ЦПСООНБШУ БЕЫЕЯРБ ЙПНБХ Х ПЪДЮ АЮЙРЕПХЮКЭМШУ ЮМРХЦЕМНБ. хЛЕЧРЯЪ ДЮММШЕ, ВРН СЦКЕБНДМШЕ ЯРПСЙРСПШ ОПХМХЛЮЧР СВЮЯРХЕ РЮЙФЕ Б РЮЙХУ БШЯНЙНЯОЕЖХТХВМШУ ЪБКЕМХЪУ ЙКЕРНВМНЦН БГЮХЛНДЕИЯРБХЪ, ЙЮЙ НОКНДНРБНПЕМХЕ, «СГМЮБЮМХЕ» ЙКЕРНЙ ОПХ РЙЮМЕБНИ ДХТТЕПЕМЖХЮЖХХ Х НРРНПФЕМХХ ВСФЕПНДМНИ РЙЮМХ Х Р.Д.

Какие бывают углеводы?

Традиционно углеводы классифицируют по количеству структурных элементов. Например, каждая молекула моносахарида содержит лишь одну карбонильную (альдегидную или кетонную) группу, молекула дисахарида — две, олисахарида — от двух до десяти, полисахарида — десятки, сотни и тысячи групп.

1. Простые углеводы и сахар

Простейшие представители этого класса углеводов — глюкоза и фруктоза, отличающиеся лишь расположением атомов в молекуле. Соединенные вместе, моносахариды глюкоза и фруктоза образуют обычный сахар. Кроме этого, к простым углеводам относится лактоза и ряд продуктов питания (например, мед).

// Простые углеводы — список продуктов

2. Сложные углеводы и крахмал

Сложные углеводы — это цепочки из сотен и тысяч молекул моносахаридов. Различные виды крахмала — пример полисахаридов овощей и злаковых культур. С помощью пищеварительных ферментов желудка эти углеводы, в конечном итоге, также расщепляются на глюкозу — однако это требует времени.

// Сложные углеводы — список продуктов

3. Клетчатка

Растительные пищевые волокна (клетчатка) — также вид сложных углеводов. Отличием клетчатки является то, что она не переваривается желудком человека, хотя важна для различных функций пищеварения и обмена веществ. В частности, растворимая клетчатка служит пищей для полезной микрофлоры кишечника.

// Растворимая клетчатка — что это?

4. Альдиты

Альдиты (или сахарные спирты) — растительные вещества, использующиеся в качестве сахарозаменителей и подсластителей. Наиболее популярными являются ксилит и сорбит — элементы, выделенные из манного ясеня. Они обладают сладким вкусом, однако усваиваются организмом лишь частично.

// Ксилит — в чем польза для зубов?

Углеводы

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

где x, y ≥ 3.

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

Учебный фильм «Углеводы»

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

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

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

Биологическая роль углеводов

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

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

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

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

Видеофильм «Механизм фотосинтеза»

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

Функции углеводов в живых организмах разнообразны.

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

Классификация углеводов

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

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

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

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

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

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

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

Раффиноза – содержится в сахарной свекле.

Гликоген – животный крахмал.

Номенклатура углеводов

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

Рубрики: Углеводы Теги: Углеводы

Физические характеристики

Все углеводы выполняют энергетическую функцию, используя для этого глюкозу и гликоген. Из Cn (H2O)m можно синтезировать некоторые аминокислоты, липиды, пентозы. В качестве главного структурно-функционального компонента клетки используют углеводы. Среди основных физико-химических свойств Cn (H2O)m можно выделить:

1. Лучше всего в Н2О растворяются моносахариды. Эти органические соединения используются для получения сиропов, из которых сложно выделить С6Н12О6 в кристаллическом виде.
2. Cn (H2O)m являются прозрачными, проявляют нейтральную рН в растворе.
3. Среди углеводов встречаются простые соединения с молекулярной массой 200 г/моль и большие полимеры, масса которых может достигать нескольких миллионов.
4. В результате окисления С6Н12O6 можно получить кислоты. Эта химическая реакция имеет спрос в фармакологии. Если для окисления глюкозы используется аммиачный раствор гидрата окиси серебра, тогда можно будет получить C6H12O7 («серебряное зеркало»).
5. Многоатомные спирты образуются в результате восстановления сахаров. Для этой реакции может использоваться водород в присутствии Ni и Li.
6. При использовании газообразного HCl и под воздействием СН3ОН атом водорода гликолизного гидроксила может быть замещён на метальную группу.

Список продуктов с большим количеством углеводов

Таблица содержания углеводов в продуктах питания.

№	Количество углеводов	Доля от
1	Фруктоза заменитель сахара	100,0 г	32,3%
2	Стевия (сахарозаменитель) заменитель сахара	100,0 г	32,3%
3	Сахар сахарный песок	100,0 г	32,3%
4	Сахар коричневый	98,1 г	31,6%
5	Жевательная резинка	96,7 г	31,2%
6	Яблоки сушёные	93,5 г	30,2%
7	Помадка	93,2 г	30,1%
8	Крахмал кукурузный	91,3 г	29,4%
9	Сукралоза заменитель сахара	91,2 г	29,4%
10	Конфеты Skittles	90,8 г	29,3%
11	Ирис	90,4 г	29,2%
12	Воздушный рис готовый к употреблению	89,8 г	29,0%
13	Сахарин заменитель сахара	89,1 г	28,7%
14	Аспартам заменитель сахара	89,1 г	28,7%
15	Слива сушёная низкое содержание воды	89,1 г	28,7%
16	Тапиока в сухом виде	88,7 г	28,6%
17	Бананы сушёные	88,3 г	28,5%
18	Мука арроурут	88,2 г	28,4%
19	Отруби кукурузные необработанные термически	85,6 г	27,6%
20	Персик сушёный	83,2 г	26,8%
21	Крахмал картофельный	83,1 г	26,8%
22	Абрикосы сушёные низкое содержание воды	82,9 г	26,7%
23	Клюква сушёная	82,8 г	26,7%
24	Мука кукурузная	82,8 г	26,7%
25	Мёд	82,4 г	26,6%
26	Хлебцы ржаные	82,2 г	26,5%
27	Рис клейкий (липкий) в сухом виде	81,7 г	26,3%
28	Зефир (маршмэллоу)	81,3 г	26,2%
29	Картофельные хлопья в сухом виде (пюре быстрого приготовления)	81,2 г	26,2%
30	Рис пропаренный в сухом виде	80,9 г	26,1%
31	Корица порошок	80,6 г	26,0%
32	Лапша рисовая в сухом виде	80,2 г	25,9%
33	Мука рисовая	80,1 г	25,8%
34	Рис длиннозёрный в сухом виде	80,0 г	25,8%
35	Крупа кукурузная сухая	79,9 г	25,8%
36	Воздушная пшеница готовая к употреблению	79,6 г	25,7%
37	Морковь сушёная	79,6 г	25,7%
38	Изюм без косточек	79,5 г	25,7%
39	Рис в сухом виде	79,3 г	25,6%
40	Лапша кукурузная в сухом виде	79,3 г	25,6%
41	Крендельки без соли	79,2 г	25,5%
42	Рис круглозёрный в сухом виде	79,2 г	25,5%
43	Луковый порошок	79,1 г	25,5%
44	Попкорн карамельный	79,1 г	25,5%
45	Рис бурый пропаренный в сухом виде	78,7 г	25,4%
46	Манго сушёное	78,6 г	25,3%
47	Мука ячменная солодовая	78,3 г	25,3%
48	Манка крупа манная сухая	78,0 г	25,2%
49	Попкорн без соли	77,9 г	25,1%
50	Попкорн солёный	77,8 г	25,1%

Диета с ограничением углеводов для похудения

Существует довольно много диет, которые предлагают полностью или частично исключить углеводы из рациона. Например, Дюкана, Кремлёвская, Кето-диета и др. Безусловно, они доказали свою эффективность в снижении веса. Сотни женщин и мужчин заметили результат уже через короткое время.

Тем не менее, такие диеты небезопасны, и имеют ряд противопоказаний.

Длительный отказ от овощей, фруктов, зерновых провоцирует дефицит витаминов и микроэлементов. Недостаток полезной клетчатки однозначно приведёт к запорам и другим проблемам с ЖКТ.

Значение углеводов в жизни человека огромно. Во-первых, это источник энергии. Во-вторых, они необходимы для нормального функционирования всех систем организма.

Если говорить о том, какие углеводы лучше, то врачи рекомендуют отдавать предпочтение медленным. Так, вы получите не только длительное насыщение, но и клетчатку, витамины и микроэлементы.

Ежедневная потребность в углеводах

При употреблении простых углеводов уровень сахара в крови быстро поднимается и также быстро снижается. При употреблении сложных углеводов организму необходимо сперва разложить их до простых углеводов, а затем – до глюкозы. Этот процесс занимает больше времени, таки образом уровень сахара в крови повышается медленнее, и такие углеводы с меньшей вероятностью превращаются в жир.

Если вы употребляете с пищей избыточное количество углеводов, уровень сахара в крови может стать слишком высоким. Это заставит организм вырабатывать больше инсулина, который способствует преобразованию глюкозы в триглицериды — основной материал жировой ткани. Накопление избыточного количества жировой ткани может быть вредно для здоровья.

В условиях недостатка углеводов наш организм вынужден использовать белок или жир для получения энергии. Поскольку белки являются строительными блоками для организма, использование их в качестве источника энергии может неблагоприятно сказаться на здоровье. При использовании жиров в качестве источника энергии в организме образуются кетоновые тела. Повышенный уровень кетонов в крови называется кетозом.

Кетоз может быть опасен для организма. Также при низком содержании углеводов в рационе может возникнуть запор из-за недостатка клетчатки и питательных веществ.
Используйте в питании цельнозерновые продукты, сократите количество обычного хлеб и выпечки. Целые фрукты и овощи лучше, чем соки. Хорошо заменить картофель, особенно картофель фри, нутом, чечевицей, фасолью и другими бобовыми.
Количество углеводов, которое необходимо человеку, зависит от возраста, пола, роста, веса и уровня активности. 50—60% ежедневных калорий должны поступать из углеводов (то есть от 257 до 586г/сутки).

Физиологическая потребность в усвояемых углеводах для взрослого человека составляет. Физиологическая потребность в углеводах – для детей до года 13 г/кг массы тела, для детей старше года – от 170 до 420 г/сутки. Физиологическая потребность в пищевых волокнах для взрослого человека составляет 20 г/сутки, для детей старше 3 лет – 10 — 20 г/сутки.