- Углеводы
- Функции углеводов в организме (биологическая роль)
- Список продуктов с большим количеством углеводов
- Простые и сложные углеводы
- Простые углеводы (быстрые)
- Моносахариды
- Дисахариды
- Сложные углеводы (медленные) — полисахариды
- Норма углеводов
- Относительная сладость углеводов
- Откуда берутся углеводы в природе (биосинтез углеводов)
- Дисахариды
- Биологическая роль дисахаридов
- Спектр применения
Углеводы
Углеводы — это органические вещества (биологические молекулы), состоящие из углерода, водорода и кислорода. Как правило, пропорция этих веществ в молекуле выражается формулой Cm(H2O)n, т.е. углерод + вода — откуда и пошло название углевод.
Например, химическая формула глюкозы (простого углевода) C6H12O6.
Функции углеводов в организме (биологическая роль)
Углеводы преимущественно используются организмом в качестве источника энергии. Например, упрощённо процесс получения энергии из глюкозы (основого и наиболее универсального углевода для человека и животных) можно проиллюстрировать химической формулой:
Т.е. глюкоза окисляется с образованием энергии, воды и углекислого газа.
В организме из углеводов также могут синтезироваться липиды и некоторые аминокислоты. И углеводы входят в состав некоторых компонентов клеток.
Список продуктов с большим количеством углеводов
Таблица содержания углеводов в продуктах питания.
№ | Количество углеводов | Доля от суточной нормы на 100 г | |
---|---|---|---|
2 | Стевия (сахарозаменитель) заменитель сахара | 100,0 г | 32,3% |
4 | Сахар коричневый | 98,1 г | 31,6% |
6 | Яблоки сушёные | 93,5 г | 30,2% |
8 | Крахмал кукурузный | 91,3 г | 29,4% |
10 | Конфеты Skittles | 90,8 г | 29,3% |
12 | Воздушный рис готовый к употреблению | 89,8 г | 29,0% |
14 | Аспартам заменитель сахара | 89,1 г | 28,7% |
16 | Тапиока в сухом виде | 88,7 г | 28,6% |
18 | Мука арроурут | 88,2 г | 28,4% |
20 | Персик сушёный | 83,2 г | 26,8% |
22 | Абрикосы сушёные низкое содержание воды | 82,9 г | 26,7% |
24 | Мука кукурузная | 82,8 г | 26,7% |
26 | Хлебцы ржаные | 82,2 г | 26,5% |
28 | Зефир (маршмэллоу) | 81,3 г | 26,2% |
30 | Рис пропаренный в сухом виде | 80,9 г | 26,1% |
32 | Лапша рисовая в сухом виде | 80,2 г | 25,9% |
34 | Рис длиннозёрный в сухом виде | 80,0 г | 25,8% |
36 | Воздушная пшеница готовая к употреблению | 79,6 г | 25,7% |
38 | Изюм без косточек | 79,5 г | 25,7% |
40 | Лапша кукурузная в сухом виде | 79,3 г | 25,6% |
42 | Рис круглозёрный в сухом виде | 79,2 г | 25,5% |
44 | Попкорн карамельный | 79,1 г | 25,5% |
46 | Манго сушёное | 78,6 г | 25,3% |
48 | Манка крупа манная сухая | 78,0 г | 25,2% |
50 | Попкорн солёный | 77,8 г | 25,1% |
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:
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.
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.
Норма углеводов
Средняя суточная норма потребления углеводов составляет примерно 310 г. Потребление углеводов сильно зависит от дневной умственной и физической активности.
Относительная сладость углеводов
При употреблении простых углеводов мы ощущаем сладость. Если принять сладость сахарозы за 100, то сладость фруктозы будет равняться 173, а глюкозы — 74,3.
Относительная сладость | Процент от фруктозы | |
---|---|---|
Лактоза | 16,0 | 9.2% |
Галактоза | 32,1 | 18.6% |
Мальтоза | 32,5 | 18.8% |
Глюкоза | 74,3 | 42.9% |
Мёд | 97,0 | 56.1% |
Сахароза | 100,0 | 57.8% |
Фруктоза | 173,0 | 100% |
Откуда берутся углеводы в природе (биосинтез углеводов)
В природе углеводы синтезируют растения с помощью солнечной энергии из неорганических веществ — воды и оксида углерода — в процессе фотосинтеза:
Травоядные животные получают эти углеводы напрямую от растений, а хищники — поедая травоядных.
Источник
Дисахариды
Углеводы — органические вещества, молекулы которых состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, в соотношении водорода к кислороду как 2:1.
Углеводы содержат в себе несколько химических составляющих: дисахариды, моносахариды и полисахариды. Определение
Полисахариды — это углеводы, которые проходят реакцию гидролиза, в процессе которого образуются множество молекул моносахаридов, чаще всего глюкозы.
Моносахариды — углеводы, которые не проходят реакций гидролиза, то есть не разлагаются водой.
Рассмотрим таблицу углеводов для общего понимания темы:
Тип углевода | Свойства | Название вещества |
Полисахарид | несладкие, не кристаллизуются и не растворяются в воде | крахмал, гликоген, хитин, целлюлоза |
Дисахарид | имеют сладкий привкус, растворяются в воде, кристаллизуются | мальтоза, лактоза, сахароза |
Моносахарид | имеют сладкий привкус, растворяются в воде, кристаллизуются | глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза |
Дисахариды используются чаще всего в биохимии для поддержания различных процессов в организме человека. Обратимся к значению дисахарида. Определение
Восстанавливающие дисахариды — мальтоза, лактоза и целлобиоза — реагируют с аммиачным раствором оксида серебра, в результате получается примесь чистого серебра: Реакция окисления: не восстанавливающие дисахариды не реагируют с аммиачным раствором оксида серебра и не восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I), т.к. не содержат полуацетальные гидроксилы. Источник: studfile.net Рассмотрим строение дисахаридов в схеме ниже: Источник: student-madi.ru
Биологическая роль дисахаридов
В биологии дисахариды имеют важную роль для жизни человека. Например, такие дисахариды как сахароза и мальтоза являются главными источниками глюкозы для организма. Помимо этого сахароза также составляет основу углеводов в рационе питания человека, примерно 99,4% от всей нормы калорийности. В повседневной жизни, сахароза используется для изготовления лекарственных средств, особенно обезболивающих средств, чтобы скрыть горечь полимеров. В промышленных процессах получения бутанола, этанола, декстрана, глицерина, лимонной кислоты сахароза является субстратом. Примечание
Субстрат — это простейшая структура, которая остается неизменной при любых воздействиях и обусловливает ее определенные свойства.
В химии лактоза в организме расщепляется под действием фермента — лактозы. У многих людей на данный фермент присутствует аллергия, в следствие чего, возникает непереносимость лактозы. Чаще всего содержится в молоке. Мальтоза поступает в организм с продуктами, которые содержат частично гидролизованный крахмал. Она также образуется в кишечнике, в период расщепления крахмала.
Спектр применения
В основном все дисахариды используется в фармацевтике и продуктах питания. Лактоза активно используется в фармацевтической промышленности. Благодаря отсутствию гигроскопичности, она используется для изготовления легко гидролизующихся лекарств на сахарной основе. Примечание
Молочный сахар в биологических фармацевтических лабораториях используют при изготовлении питательных сред для выращивания различных культур бактерий и грибков, например, при производстве пенициллина. При изомеризации лактозы в фармацевтике получают лактулозу.
Лактулоза — это биологический пробиотик, нормализующий перистальтику кишечника при запорах, дисбактериозах и других проблемах пищеварения.
Учитель непонятно объясняет предмет?
Источник