Углеводы. Углеводы которые не входят в состав растений
Углеводы
Углеводы — органические соединения, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Они синтезируются растениями из углекислоты и воды под действием солнечной энергии в присутствии хлорофилла. В растительных продуктах углеводы составляют 80% органических веществ, а в животных — 2%. При биологическом окислении углеводов выделяется энергия, необходимая для поддержания жизнедеятельности организма. При окислении 1 г углеводов выделяется 3,75 ккал, или 15,7 кДж. Избыток углеводов, особенно легкоусвояемых (сахар, кондитерские изделия), превращается в жир, который откладывается в организме и способствует повышению уровня холестерина в крови, что приводит к развитию атеросклероза.
По химическому строению углеводы подразделяют на моносахариды (простые сахара), олигосахариды (углеводы, построенные из небольшого количества моносахаридов) и полисахариды (несладкие, в воде образуют коллоидные растворы).
Моносахариды. Из моносахаридов в пищевых продуктах чаще всего встречаются гексозы (шесть атомов углерода) — глюкоза, фруктоза и галоктоза. Они имеют общую формулу С6Н1206, но разное расположение атомов.
Глюкоза (виноградный сахар) в наибольших количествах находится в винограде, ягодах, меде, плодах зеленых частей растений. Глюкоза усваивается наиболее эффективно и быстро при наличии соответствующих ферментов. Для нормального функционирования организма человека необходимо содержание глюкозы в крови в количестве 80-120 мг%. Значительное накопление глюкозы в крови приводит к перенапряжению гормональной системы, в моче появляется сахар, что свидетельствует о возникновении сахарного диабета. Глюкоза восстанавливается в шестиатомный спирт — сорбит, который применяют для лечения диабета. Получают глюкозу кислотным гидролизом крахмала и применяют в кондитерском производстве.
Фруктоза (плодовый сахар) обладает восстанавливающими свойствами, образуя при этом два шёстиатомных спирта (сорбит и ман-нит), имеющих сладковатый вкус. Получают фруктозу кислотным гидролизом полисахарида инулина, содержащегося в чесноке, корнях цикория и в клубнях топинамбура. Наибольшее количество фруктозы содержится в меде (37%), ягодах и фруктах (4-7%).
Глюкоза и фруктоза хорошо растворяются в воде, обладают большой гигроскопичностью (особенно фруктоза), легко сбраживаются дрожжами с образованием спирта и углекислого газа.
Галактоза является составной частью молочного сахара (лактозы) и пектиновых веществ, имеет незначительную сладость.
Поскольку моносахариды обладают восстанавливающими свойствами, их называют восстанавливающими, или редуцирующими, сахарами. Для редуцирующих Сахаров характерна высокая гигроскопичность, поэтому их содержание регламентируется стандартом в таких продуктах, как сахар, карамель, мармелад, пастила и др. Моносахариды сбраживаются дрожжами и микроорганизмами, на чем основано производство многих продовольственных товаров —- спирта, вина, сыров, кисломолочных продуктов и др.
Олигосахариды. Они состоят из 2—6 остатков моносахаридов. К олигасахаридам относят дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза, трегалоза) — С12Н22Ои и трисахарид (рафинозу) — С18Н32016.
Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) находится в сахарной свекле (12—24%), сахарном тростнике (14—26%), сахаре (99,7-99,9%), плодах и овощах, кондитерских изделиях. Под действием ферментов и кислот при нагревании происходит гидролиз (инверсия) сахарозы на глюкозу и фруктозу:
Мальтоза (солодовый сахар) образуется при гидролизе крахмала, содержится в патоке, проросшем зерне. Она менее сладкая, чем сахароза. При расщеплении мальтозы образуется только глюкоза (полный кислотный гидролиз).
Лактоза (молочный сахар). Основным источником ее служит коровье (5%) и женское (8%) молоко. В организме человека расщепляется под действием фермента лактозы на глюкозу и галактозу. У некоторых людей этот фермент может быть недостаточно активен или отсутствует, что приводит к непереносимости молока. Таким людям рекомендуются кисломолочные продукты, в которых лактоза сбраживается молочнокислыми бактериями в молочную кислоту.
Трегалоза (грибной сахар) содержится только в грибах и хлебопекарных дрожжах.
Рафиноза находится в небольших количествах в сахарной свекле и зерновых продуктах; она растворима в воде, несладкая на вкус. При ее гидролизе образуются глюкоза, фруктоза и галактоза.
Все сахара гигроскопичны, поэтому сахар, карамель при хранении в сыром помещении увлажняются. При нагревании Сахаров до температуры 160—190 °С образуются продукты темно-коричневого цвета. Такой процесс называется карамелизацией. Лактоза, глюкоза и фруктоза в растворе при 100 °С вступают в реакцию с аминокислотами белков, образуя темноокрашенные меланоидиыы. Этим объясняется потемнение молочных консервов, корки хлеба при выпечке, цвет черного чая, жареного кофе и других продуктов.
Сахара способны кристаллизоваться из водных растворов, например кристаллизация меда при хранении, варенья при низких температурах.
Полисахариды (С6Н10О5). Они состоят из большого количества остатков молекул моносахаридов, на которые распадаются при кислотном гидролизе. К полисахаридам относят крахмал, кликоген, инулин и клетчатку.
Крахмал — полисахарид второго порядка, состоит из сотен и тысяч остатков молекул моносахаридов. Находится в растениях в виде крахмальных зерен, различающихся свойствами и химическим составом. Крахмал разных видов имеет различные форму и размер зерен. Самые крупные зерна овальной формы у картофельного крахмала, а самые мелкие угловатой формы — у рисового. Крахмал откладывается в качестве запасного вещества в клубнях, корнях, плодах и других частях растений. Наиболее богаты крахмалом зерна злаковых культур (в %): пшеница — 70, рожь — 65, кукуруза, рис, горох — 60-80, картофель — 24.
Наружная часть зерна крахмала состоит из вещества а м и л о -пектина, а внутренняя — из амилозы. Амилопектин при нагревании с водой набухает и клейстеризуется, в результате чего происходит увеличение объема при варке круп, макаронных изделий, образование вязких коллоидных растворов (при варке киселей и др.). В холодной воде крахмал нерастворим. Под действием фермента ос-амилазы крахмал расщепляется до декстринов, под действием (3-амилазы — до мальтозы, которая в свою очередь под действием мальтазы превращается в глюкозу. Гидролизом крахмала получают патоку. Крахмал под действием осахаривающих ферментов слюны и пищеварительных соков осахаривается и хорошо усваивается. Под действием йода крахмал окрашивается в синий цвет; это характерная реакция для определения наличия крахмала.
Гликоген (животный крахмал) откладывается в печени животных, при гидролизе переходит в глюкозу, легко набухает и растворяется в воде. Содержание в животных продуктах (рыба, мясо, яйца) — до 1%. Гликоген имеется в грибах, дрожжах, зерне кукурузы.
Инулин содержится в клубнях и корнях некоторых растений — земляная груша (топинамбур), корни цикория и одуванчика (15—17%). Инулин легко растворяется в теплой воде, образуя при этом коллоидный раствор. При кислотном гидролизе или под действием инулазы он превращается во фруктозу. На этом свойстве инулина основано производство фруктового сахара, предназначенного для питания людей, больных диабетом, склонных к ожирению и больных кариесом.
Клетчатка является основной структурной частью клеточных стенок хлорофиллоносных растений и относится к пищевым волокнам. В значительных количествах она находится в кожуре плодов, овощей, в муке низших сортов и нешлифованных крупах. Клетчатка не растворяется в воде, в слабых растворах серной кислоты и щелочи. Она не усваивается организмом человека, поэтому относится к балластным веществам. Однако она необходима, поскольку вследствие волокнистого строения способствует пищеварению, усиливает перистальтику кишечника, так как она выводит из организма соли тяжелых металлов, холестерин и другие вредные вещества.
Пектиновые вещества. Они являются продуктом окисления глюкозы и построены из остатков галактуриновой кислоты. В значительных количествах находятся в плодах, ягодах и овощах (яблоки, абрикосы, хурма, персики, крыжовник — 0,3—1,5%; тыква, земляника, смородина — 0,5—0,8%) в виде протопектина, пектина и пектиновой кислот. Пектиновые вещества, так же как и клетчатка, являются балластными веществами, не перевариваются и не всасываются в желудке и кишечнике. Однако роль пектина огромна, так как он связывает вредные и ядовитые вещества и выводит их из организма, способствует нормальному выделению желчи, снижает уровень холестерина в крови. .
Протопектином богаты недозрелые плоды и овощи, он обусловливает твердую консистенцию их. При созревании плодов и овощей протопектин гидролизуется до пектина, вследствие чего плоды и овощи становятся мягче. При перезревании плодов и овощей значительная часть пектина превращается в пектиновую кислоту, придающую плодам и овощам неприятный вкус.
Под действием кислот или фермента протопектиназы протопектин переходит в растворимый в воде пектин, который в присутствии сахара (65—70%) и кислот образует студни. Это свойство пектина широко используется в кондитерской промышленности для производства желе, варенья, джемов, мармеладов, зефира и др.
Похожие статьи
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 ->
daily-menu.ru
Углеводы
Углеводы - органические соединения с эмпирической формуле C m (H 2 O) n, в состав которых входят только Углерод, Кислород и Водород. Углеводы являются составной частью клеток всех живых организмов.
Углеводы являются наиболее распространенными органическими соединениями, что подтверждается тем фактом, что более половины органического углерода на Земле существует в форме углеводов.
В основном углеводы являются соединениями растительного происхождения - это продукты фотосинтеза и таким образом они является базовым звеном в трансформации солнечной энергии в химическую для обеспечения жизни на Земле.
Наряду с белками и жирами, углеводы - важная составная часть питания человека и животных, многие из них используется как техническая продукция.
С химической точки зрения это полигидроксикарбонильни соединения и их производные с общей формулой С n H 2n O n.
Низкомолекулярные углеводы известны как сахара.
Наиболее известными представителями углеводов является целлюлоза, крахмал,
глюкоза , Фруктоза ,
сахароза (обычный сахар) .
Углеводы делятся на моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды.
Распространенная в природе группа многоатомных спиртов (сахаров, целлюлозы, крахмала и т.п.). В высших растениях углеводов содержится больше, чем других веществ. Древесина, например, содержит более 50% сложных углеводов, к которым относится целлюлоза, причем ее сопровождают менее сложные простые углеводы, пектиновые вещества и гемицеллюлозы.
Простые углеводы. К этой группе углеводов относятся растворимые в холодной воде простейшие моносахариды - гексозы С 6 Н 12 О 6 и пентозы С 5 Н 10 О 5. Пентозы распространены в растениях, входящих в состав вещества клеток.
Пищевая энергетическая ценность углеводов составляет примерно 4 ккал / грамм Особая группа органических соединений-это биологически активные вещества. Они влияют на процессы обмена веществ и превращение энергии в живых организмах.
В зависимости от числа кислородных атомов в молекуле различают биоза, триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и т. д.
Углеводы в большом количестве содержатся в растительных и животных организмах. В природе преимущественно распространены пентозы и гексозы.
Моносахариды
Моносахариды - простые углеводы, они не поддаются гидролиза - не расщепляются водой на более простые углеводы. Глюкоза и виноградный сахар, С 6 Н 12 О 6 - важнейшие из моносахаридов; белые кристаллы сладкого вкуса, легко растворяются в воде. Находящиеся в соке винограда, во многих фруктах, а также в крови животных и людей. Мышечная работа выполняется главным образом за счет энергии, выделяющейся при окислении глюкозы. Глюкоза получается при гидролизе полисахаридов крахмала и целлюлозы (под действием ферментов или минеральных кислот). Используется как средство усиленного питания или как лекарственное вещество, при обработке ткани.
Фруктоза, или плодовый сахар, С 6 Н 12 О 6-моносахарид, спутник глюкозы во многих плодах и ягодных соках; значительно слаще глюкозы в купе с ней входит в состав меда. Представляет собой шестиатомный кето спирт. В формулах фруктозы и глюкозы показано характерное для этих моносахаридов относительное пространственное положение атомов Н и группы ОН входящих в углеводный цепочку.
Моносахариды, как альдегиды или кето спирты являются связями со смешанными функциями; природа их усложнена свойством внутренне молекулярных взаимодействий спиртовых гидроксильных групп с альдегидной или кетонов карбонильной группы. Благодаря этому моносахариды существуют и вступают в реакцию не только в открытой цепной форме, но и в циклических формах. Углеводный цепочку моносахарида, например глюкозы, может принимать конформацию, при этом 1-й С-атом, несущий карбонильную группу, сближается со спиртовой группой при 5-м С-атоме; атом Н из группы ОН перемещается к карбонильного кислорода, а кислород при 5 -м С-атоме соединяется с 1-м (карбонильным) С-атомом. В результате замыкается шестичленные, содержание атомов кислорода, кольцо. Так образуются две цикличные А и В-формы глюкозы отличаясь пространственным расположении атомов Н и группы ОН при 1-м (цикле он становится ассиметричным) С-атоме.
В формулах циклических форм показано, что возможен обратный переход атома Н из группы ОН при первом С-атоме к кислороду кольца. Последнее при этом раскрывается и образуется цепная форма.
Естественная кристаллическая глюкоза (виноградный сахар) представляет собой циклическую альфа-формулу. При растворении в воде она переходит в цепную, а через нее в бета-форму, при этом устанавливается динамическое равновесие между всеми формами. Бета-форма также может быть выделена в кристаллическом виде; в водном растворе она образует равновесную систему, которая имеет все формы. Цепная форма существует лишь в растворах, причем в очень небольшом количестве, а в свободном виде не выделена. да изомерных формы соединений, которые способны переходить друг в друга называют таутомерными формами, или таутомера. А именно существуют их явления таутомерии. Она очень распространена среди органических соединений.
Дисахариды
Дисахариды - углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под действием ферментов подвергаются гидролизу, раскладываются на две молекулы моносахаридов.
Свекольный и тростниковый сахар (сахароза), С12 Н22 О11 - важнее с дисахаридов. Добывается из сахарной свеклы (в нем находится до 28% сахарозы от сухого вещества) или из сахарного тростника; находится в соке березы, клена и некоторых фруктах. Сахароза - ценный пищевой продукт. При гидролизе он распадается с образованием молекулы глюкозы и молекулы фруктозы.
Полисахариды
Полисахариды - это углеводы, которые во многом отличаются от моносахаридов и дисахаридов и не имеют сладкого вкуса, и почти не растворимые в воде. Они представляют собой сложные высокомолекулярные соединения, которые под каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с образованием простых полицукридив, затем дицукридив, и, наконец, много (сотни и тысячи) молекул моноцукридив. Важнее представитель полицукридив - крахмал и целлюлоза. Их молекулы построены из звеньев-С6 Н10 О5-, являются остатками шестичленных циклических форм молекул глюкозы, потеряв молекулу воды, поэтому состав крахмала и целлюлозы выражается одной формулой (С6 Н10 О5). Разница только в свойствах этих полицукридив обусловлено пространственной изомерией образующих их моноцукридних молекул: крахмал построен из звеньев α-, а целлюлоза - β-формы глюкозы.
Крахмал (С6 Н10 О5) белый под микроскопом зернистый порошок, нерастворимый в холодной воде, в горячей воде набухает, образует коллоидный раствор ( крахмальный клейстер) с раствором йода дает синее окрашивание. Молекула крахмала неоднородна по размерам. Крахмал образуется в результате фотосинтеза в листьях растений, откладывается "про запас" в клубнях, корневищах, зернах. В пищеварительном тракте человека и животных крахмал подвергается гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом.
В технике превращения крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) происходит путем кипения его в течение нескольких часов с разбавлением серной кислоты (каталитическое влияние серной кислоты на осахаривания крахмала было изобретено в 1811 г. русским ученым К. С. Кирхгофом). Чтобы из образовавшегося раствора удалить серную кислоту в него добавляют мел, образуя из серной кислоты нерастворенный сульфат кальция. Последний отфильтровывают и вещество упаривают. Образуется густая сладкая масса - крахмальная патока, кроме глюкозы содержит значительное количество других продуктов гидролиза крахмала. Патока используется для приготовления кондитерских изделий и для различных технических целей. Если нужно получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут дольше, чем достигается более полное превращение его в глюкозу. Получение после нейтрализации и фильтрования раствор сгущают, пока из него не начнут выпадать кристаллы глюкозы. При нагревании сухого крахмала до 200-250 С происходит частичное разложение его и получается смесь менее сложных чем крахмал, полисахариды называются декстрином. Декстрин используется для отделки тканей и приготовления клея. Превращение крахмала в декстрин объясняется образованием поджаренной корки на выпеченный хлеб, а также блеск накрахмаленной белизны.
Целлюлоза или клетчатка, (С6 Н10 О5) волокнистого вещества, главная составная часть оболочки растительных клеток. Величина Х в молекулах целлюлозы всегда составляет примерно 3000, но может достигать от 6000 до 12000. Чистейшая природная целлюлоза - хлопковое волокно - составляет 85-90% целлюлозы. В древесине хвойных деревьев целлюлозы находится примерно 50% (в состав древесины наряду с целлюлозой входят ее спутники, среди них важнее лигнин - природный полимер, построенный из нескольких ароматических кислородно содержащих соединений ряда бензола, и гемицеллюлозы - родственные целлюлозы полицукриды).
Значение целлюлозы очень велико, достаточно указать, что большое количество хлопкового волокна идет на производство хлопчато-бумажных тканей. С целлюлозы производят бумагу и картон, а путем химической переработки - целый ряд разнообразных продуктов: искусственное волокно, пластические массы, лаки, бездымный порошок, этиловый спирт. Целлюлоза не растворяется в воде и диэтиловом эфире и этиловом спирте. Она не расщепляется под действием разбавленных кислот, устойчива к действию щелочей и слабых окислителей.
При обработке на холоду концентрированной серной кислотой целлюлоза растворяется в ней, образуя вязкий раствор. Если этот раствор вылить в избыток воды, выделяется белый пластичный продукт, так называемый амилоид, является частично гидрализованою целлюлозой. Он сходен с крахмалом по реакции с йодом (синее окрашивание целлюлоза не дает этой реакции). Если не проклеенная бумага опустить на короткое время в концентрированную серную кислоту и затем немедленно промыть, то амилоид, который образуется, склеит волокна бумаги, делая его более плотным и прочным. Так изготавливается пергаментную бумагу. При длительном действии на целлюлозу концентрированных растворов минеральных кислот она при подогреве подвергается гидролизу, конечным продуктом которого является глюкоза.
nado.znate.ru
Что такое углеводы, виды углеводов, содержание в популярных продуктах
Производство рассматриваемых полимеров лежит на плечах представителей флоры, образующееся в результате фотосинтеза огромное количество крахмала и других углеводов обеспечивает калориями структуры человека. Растения настолько насыщенны глицидами (в основном клетчаткой), что в сухом веществе их остается не менее 4/5 от всей массы, у человека же – не более 2%. По этому показателю они занимают не только 1-ое место, но и суммарное значение массы сахаридов будет преобладать над всеми органическими соединениями биосферы вместе взятыми.
Как и любой другой макронутриент, углеводы обладают широким набором функций в организме человека. В первую очередь, они служат основным источником жизненной силы клеток, синтезируя около 60% суточного расхода, в то время как белки и жиры задействованы в образовании остального количества. Во-вторых, входят в состав многих внутриклеточных компонентов. А также используются для формирования нуклеиновых кислот. В-третьих, глицидные вещества находятся в иммуноглобулинах, которые поддерживают гомеостаз организма, предотвращая попадания вирусов и других токсинов. И, наконец, в составе вязких слизистых растворов они не допускают механических повреждений желудка, кишок, пищевода и регулируют продвижение пищевого комка в кишечном отделе пищеварительного тракта.
Значительная вовлеченность углеводов в биохимические процессы регуляции организма человека подчеркивают их необходимость стабильного пополнения запасов по средствам питания. Потребность среднего здорового индивида в макронутриенте составляет 400-500 г в сутки или на каждый килограмм массы тела 4 г вещества[2]. Специалисты в области правильного питания дополняют эти цифры значением количества полисахаридов в размере 25 г. При определении дозировки, следует учитывать половозрастные, социальные, двигательные, профессиональные характеристики каждого отдельного индивида.
sostavproduktov.ru
