В своем составе углеводы и. Нутриенты — что это такое?! Дефицит углеводов в организме

Углеводы являются основным повседневным источником энергии человека и наибольшей по массе составной частью пищевого рациона человека.

Углеводы являются органическими соединениями, включающими в себя углерод, водород и кислород.

Углеводы подразделяются на две основные категории - простые и сложные. Простые углеводы – моносахариды - это различные сахара, состоящие из одной молекулы. Сюда относятся глюкоза, фруктоза и галактоза. Сложные углеводы в свою очередь подразделяются на дисахариды и полисахариды. Дисахариды – это сахароза, мальтоза, лактоза. Полисахариды включают в себя крахмал, гликоген, целлюлозу, гемицеллюлозу и клетчатку.

Моносахариды

Глюкоза используется организмом для энергетических нужд, для питания мозга, работающих мышц, в том числе сердечной мышцы, эритроцитов, для обеспечения работы центральной нервной системы. Глюкоза обеспечивает поддержание необходимого уровня сахара крови и создания запасов гликогена печени. Если получаемое с пищей количество углеводов недостаточно, необходимая концентрация глюкозы в крови может поддерживаться некоторое время за счет расщепления гликогена печенью.

Глюкоза входит в состав важнейших для человека дисахаридов - сахарозы, лактозы, мальтозы, является структурной единицей (мономером), на основе которой построены важнейшие полисахариды - гликоген, крахмал и целлюлоза (клетчатка).

Глюкоза быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте и поступает в кровь, а затем в клетки органов и тканей, где вовлекается в процессы окисления. Окисление глюкозы сопряжено с образованием АТФ (аденозинтрифосфорная кислоты).

Глюкоза является непосредственным предшественником гликогена и при избыточном поступлении глюкозы в организм легко превращается в гликоген.

Глюкоза легко превращается в организме человека в триглицериды, причем, этот процесс особенно усиливается при избыточном поступлении глюкозы с пищей.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, но она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70-80%) задерживается в печени, не вызывает перенасыщения крови сахаром, легко вовлекается в обменные процессы. Отличается от других сахаров фруктоза и тем, что обладает сравнительно невысокой стойкость - при продолжительном кипячении фруктоза начинает частично изменяться.

Фруктоза в 3 раза слаще глюкозы и в 2 раза слаще сахарозы, усваивается лучше сахарозы.

Галактоза в природе в чистом виде не встречается, получается путём расщепления молочного сахара (лактозы). Большая часть ее превращается в печени человека в глюкозу и участвует в построении гемицеллюлоз.

Дисахариды

Сахароза - получается при соединении глюкозы и фруктозы. Обычный сахар, применяемый повседневно.

Мальтоза – образуется при соединении двух молекул глюкозы. Получается, в частности, при расщеплении крахмала.

Лактоза – молочный сахар, содержится только в молоке. Получается при соединении глюкозы и галактозы.

Полисахариды

Полисахариды характеризуются плохой растворимостью в воде.

Крахмал состоит из большого числа молекул (до 1000) моносахаридов. Человек может усваивать крахмал Обладает свойством только коллоидальной растворимости.

Сложность строения молекул полисахаридов является причиной их нерастворимости. Крахмал обладает свойством только коллоидальной растворимости. Превращения крахмала в организме в основном направлено на удовлетворение потребности в сахаре. Превращение в глюкозу происходит через ряд промежуточных образований.

Гликоген используется в организме как источник энергии для питания работающих мышц, органов и систем. Также является первичным источником глюкозы и энергии. Мышечный гликоген используется напрямую в качестве энергии. Гликоген из печени может преобразовываться в глюкозу и переноситься кровью к различным тканям по мере необходимости.

В печени гликоген содержится в значительном количестве (до 20% в пересчете на сырую массу). Восстановление гликогена происходит путем peсинтеза гликогена за счет глюкозы крови.

Целлюлоза - состоит из множества молекул глюкозы и является базовым элементом растений. По химической струк¬туре весьма близка к полисахаридам. Является разновидностью клетчатки. Человек не может усваивать целлюлозу.

Гемицеллюлоза включает в себя пектин и агар-агар. Гемицеллюлоза обладает способностью впитывать воду, образуя гель. Человек не усваивает гемицеллюлозу.

Пектиновые вещества по своей химической структуре могут быть отнесены к коллоидным полисахаридам, или глюкополисахаридам. Различают два основных вида пектиновых веществ - протопектин и пектин.

Протопектин представляет собой соединение пектина с целлюлозой. В связи с этим прoтопектин при расщеплении на свои составные части может служить источником пектина. Протопектины нерастворимы в воде. Содержатся в клеточных стенках плодов, образуя межклеточную прослойку в их тканях и являясь связывающим и скрепляющим материалом между отдельными клетками.

Пектины являются растворимыми веществами, хорошо усваивающимся в организме. Пектин подвергается гидролизу под действием фермента пектиназы, при этом образуются пектиновая кислота и метиловый спирт. Необходимо отметить, что метиловый спирт (и пектиновая кислота) присутствуют в перезрелых и испорченных плодах и ягодах, a, также, в плодовых и виноградных винах. Основным свойством пектиновых веществ, определившим их использование в пищевой промышленности, является способность преобразовываться в водном растворе в присутствии кислоты н сахара в желеобразную, коллоидную массу. И чем выше содержание в пектине метилового спирта, нем лучше его желирующие свойства.

Клетчатка не усваивается человеком, содержится только в растительной пище. Существует два вида клетчатки – растворимая и нерастворимая. Оба этих вида необходимо важно употреблять каждый день. Под действием фермента целлюлазы, выделяемой бактериями, клетчатка расщепляется c образованием растворимых соединений, которые частично всасываются. Клетчатка играет важную роль в стимулировании перистальтики кишечника. Наряду с этим, клетчатка растительной пищи адсорбирует стерины и препятствует обратному их всасы¬ванию. Благодаря этому улучшается выведение холестерина из организма.

Функции Значение углеводов

Значение углеводов в питании человека чрезвычайно велико.

Углеводы служат важнейшим источником энергии, обеспечивая до 50-70 % общей энергетической ценности рациона. Большая часть глюкозы используется для сиюминутных потребностей клеток в энергии (1 г глюкозы обеспечивает выделение 4,1 ккал энергии). При поступлении с пищей достаточного количества углеводов аминокислоты лишь в незначительной степени используются в организме как энергетический материал и утилизируются в основном для различных пластических нужд. Если после усвоения глюкозы, вся она не расходуется, то оставшаяся часть запасается в виде гликогена в печени (преимущественно) и мышечных тканях как энергетический резерв (правда, небольшой емкости).

Если после окончания процесса накопления гликогена организм еще продолжает получать глюкозу, то она преобразуется в жирные кислоты и запасается в виде жировых тканей.

Углеводы играют важную роль в реализации пластических функций организма. Глюкоза, фруктоза, галактоза аминосахара и др. являются обязательными составными частями гликопротеидов. К их числу принадлежит большинство белков плазмы крови, включая иммуноглобулины и трансферрин, ряд гормонов, ферментов, факторов свертывания крови и др. Гликопротеиды и гликолипиды, наряду с белками и фосфолипидами, являются необходимыми компонентами клеточных мембран, играют важную роль в межклеточном взаимодействии и росте клеток, их дифференцировке и решении задач иммунитета.

Углеводы пищи являются предшественниками гликогена и триглицеридов, входят в состав заменимых аминокислот, участвуют в построении коферментов, нуклеиновых кислот, АТФ и других биологически важных соединений.

Углеводы необходимы для регуляции нервных тканей, в частности, центральная нервная система расходует около 140 г глюкозы за сутки, для обеспечения функционирования кровеносной системы - эритроциты крови расходуют до 40 г, и являются единственным источником энергии для мозга.

В организме человека все углеводы расщепляются ферментами слюны, поджелудочного и кишечного сока до простейших сахаров и всасываются в виде глюкозы через стенку кишок в кровь. Из воротной вены глюкоза поступает в печень, где часть ее превращается в гликоген и жир, а другая часть переходит, не задерживаясь в печени, в большой круг кровообращения и распределяется по всем органам. В значительном количестве глюкоза используется скелетными мышцами, где она окисляется непосредственно или откладывается в виде гликогена, а также мышцами сердца и мозговой тканью, но значительного накопления глюкозы здесь не происходит. Во всех этих случаях запасы гликогена идут на удовлетворение собственных потребностей тканей, и только гликоген печени, превращаясь в глюкозу, используется для нужд всего организма и поддерживает определенный уровень сахара в крови.

Одну из наиболее важных функций в живых организмах выполняют углеводы. Они являются источником энергии и участвуют в метаболизме.

Общее описание

Другое название углеводов - сахара. Углеводы имеют два определения:

с точки зрения биологии - биологически активные вещества, являющиеся источником энергии для живых организмов, в том числе человека;
с точки зрения химии - органические соединения, состоящие из нескольких карбонильных (-СО) и гидроксильных (-ОН) групп.

Элементы, образующие углевод:

углерод;
водород;
кислород.

Общая формула углеводов - C n (H 2 O) m . Минимальное количество атомов углерода и кислорода - три. Соотношение водорода и кислорода всегда 2:1, как в молекуле воды.

Источником углеводов является процесс фотосинтеза. Углеводы составляют 80 % сухой растительной массы и 2-3 % - животной. Углеводы входят в состав АТФ - универсального источника энергии.

Виды

Углеводы - многочисленная группа органических веществ. Они классифицируются по двум признакам:

количеству атомов углерода;
количеству структурных единиц.

В зависимости от количества атомов углерода в одной молекуле (структурной единице) выделяют:

триозы;
тетрозы;

пентозы;
гексозы;
гептозы.

Молекула может включать до девяти атомов углерода. Наиболее значимыми являются пентозы (C 5 H 10 O 5) и гексозы (C 6 H 12 O 6). Пентозы являются компонентами нуклеиновых кислот. Гексозы входят в состав полисахаридов.

Рис. 1. Структура моносахарида.

По второму признаку классификации углеводы бывают:

простыми , состоящими из одной молекулы или структурной единицы (моносахариды);
сложными , включающими множество молекул (олигосахариды, полисахариды).

Особенности сложных структур описаны в таблице углеводов.

Рис. 2. Структура полисахарида.

Одна из наиболее значимых разновидностей олигосахаридов - дисахариды, состоящие из двух моносахаридов. Они служат источником глюкозы и выполняют строительную функцию в растениях.

Физические свойства

Моносахариды и олигосахариды имеют схожие физические свойства:

кристаллическое строение;
сладкий вкус;
растворимость в воде;
прозрачность;
нейтральная pH в растворе;
низкие температуры плавления и кипения.

Полисахариды - более сложные вещества. Они нерастворимы и не имеют сладкого привкуса. Целлюлоза - разновидность полисахарида, входящая в состав клеточных стенок растений. Аналогичный целлюлозе хитин входит в состав грибов и панцирей членистоногих. Крахмал накапливается в растениях и распадается на простые углеводы, которые являются источником энергии. В животных клетках резервную функцию выполняет гликоген.

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:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 +6H 2 O.

В отсутствии кислорода под действием ферментов происходит брожение:

спиртовое -
C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH (этанол) + 2CO 2 ;
молочнокислое -
C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 -CH(OH)-COOH (молочная кислота).

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

(C 6 H 10 O 5)n + 6O 2 → 6nCO 2 + 5nH 2 O.

Олигосахариды и полисахариды разлагаются до моносахаридов при гидролизе:

C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 ;
(C 6 H 10 O 5)n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6 .

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

CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH=O + 2Cu(OH) 2 → CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + Cu 2 O↓ + 2H 2 O;
CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH=O + 2OH → CH 2 OH-(CHOH) 4 -COONH 4 + 2Ag↓ +3NH 3 + H 2 O.

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.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 239.

Углеводами называют вещества с общей формулой C n (H 2 O) m , где n и m могут иметь разные значения. Название «углеводы» отражает тот факт, что водород и кислород присутствуют в молекулах этих веществ в том же соотношении, что и в молекуле воды. Кроме углерода, водорода и кислорода, производные углеводов могут содержать и другие элементы, например азот.

Углеводы - одна из основных групп органических веществ клеток. Они представляют собой первичные продукты фотосинтеза и исходные продукты биосинтеза других органических веществ в растениях (органические кислоты, спирты, аминокислоты и др.), а также содержатся в клетках всех других организмов. В животной клетке содержание углеводов находится в пределах 1-2 %, в растительных оно может достигать в некоторых случаях 85-90 % массы сухого вещества.

Выделяют три группы углеводов:

моносахариды или простые сахара;
олигосахариды - соединения, состоящие из 2-10 последовательно соединенных молекул простых сахаров (например, дисахариды, трисахариды и т. д.).
полисахариды состоят более чем из 10 молекул простых сахаров или их производных (крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин).

Моносахариды (простые сахара)

В зависимости от длины углеродного скелета (количества атомов углерода) моносахариды разделяют на триозы (C 3), тетрозы (C 4), пентозы (C 5), гексозы (C 6), гептозы (C 7).

Молекулы моносахаридов являются либо альдегидоспиртами (альдозами), либо кетоспиртами (кетозами). Химические, свойства этих веществ определяются прежде всего альдегидными или кетонными группировками, входящими в состав их молекул.

Моносахариды хорошо растворяются в воде, сладкие на вкус.

При растворении в воде моносахариды, начиная с пентоз, приобретают кольцевую форму.

Циклические структуры пентоз и гексоз - обычные их формы: в любой данный момент лишь небольшая часть молекул существует в виде «открытой цепи». В состав олиго- и полисахаридов также входят циклические формы моносахаридов.

Кроме сахаров, у которых все атомы углерода связаны с атомами кислорода, есть частично восстановленные сахара, важнейшим из которых является дезоксирибоза.

Олигосахариды

При гидролизе олигосахариды образуют несколько молекул простых сахаров. В олигосахаридах молекулы простых сахаров соединены так называемыми гликозидными связями , соединяющими атом углерода одной молекулы через кислород с атомом углерода другой молекулы.

К наиболее важным олигосахаридам относятся мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) и сахароза (тростниковый или свекловичный сахар). Эти сахара называют также дисахаридами. По своим свойствам дисахариды блоки к моносахаридам. Они хорошо растворяются в воде и имеют сладкий вкус.

Полисахариды

Это высокомолекулярные (до 10 000 000 Да) полимерные биомолекулы, состоящие из большого числа мономеров - простых сахаров и их производных.

Полисахариды могут состоять из моносахаридов одного или разных типов. В первом случае они называются гомополисахариды (крахмал, целлюлоза, хитин и др.), во втором - гетерополисахариды (гепарин). Все полисахариды не растворимы в воде и не имеют сладкого вкуса. Некоторые из них способны набухать и ослизняться.

Наиболее важными полисахаридами являются следующие.

Целлюлоза - линейный полисахарид, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных между собой водородными связями. Каждая цепь образована остатками β-D-глюкозы. Такая структура препятствует проникновению воды, очень прочна на разрыв, что обеспечивает устойчивость оболочек клеток растений, в составе которых 26-40 % целлюлозы.

Целлюлоза служит пищей для многих животных, бактерий и грибов. Однако большинство животных, в том числе и человек, не могут усваивать целлюлозу, поскольку в их желудочно-кишечном тракте отсутствует фермент целлюлаза, расщепляющий целлюлозу до глюкозы. В то же время целлюлозные волокна играют важную роль в питании, поскольку они придают пище объемность и грубую консистенцию, стимулируют перистальтику кишечника.

Крахмал и гликоген . Эти полисахариды являются основными формами запасания глюкозы у растений (крахмал), животных, человека и грибов (гликоген). При их гидролизе в организмах образуется глюкоза, необходимая для процессов жизнедеятельности.

Хитин образован молекулами β-глюкозы, в которой спиртовая группа при втором атоме углерода замещена азотсодержащей группой NHCOCH 3 . Его длинные параллельные цепи так же, как и цепи целлюлозы, собраны в пучки.

Хитин - основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Функции углеводов

Энергетическая . Глюкоза является основным источником энергии, высвобождаемой в клетках живых организмов в ходе клеточного дыхания (1 г углеводов при окислении высвобождает 17,6 кДж энергии).

Структурная . Целлюлоза входит в состав клеточных оболочек растений; хитин является структурным компонентом покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Некоторые олигосахариды входят в состав цитоплазматической мембраны клетки (в виде гликопротеидов и гликолипидов) и образуют гликокаликс.

Метаболическая . Пентозы участвуют в синтезе нуклеотидов (рибоза входит в состав нуклеотидов РНК, дезоксирибоза - в состав нуклеотидов ДНК), некоторых коферментов (например, НАД, НАДФ, кофермента А, ФАД), АМФ; принимают участие в фотосинтезе (рибулозодифосфат является акцептором СO 2 в темновой фазе фотосинтеза).

Пентозы и гексозы участвуют в синтезе полисахаридов; в этой роли особенно важна глюкоза.

Органические соединения, которые являются основным источником энергии, называются углеводами. Чаще всего сахара встречаются в пище растительного происхождения. Дефицит углеводов может вызвать нарушение работы печени, а их избыток вызывает повышение уровня инсулина. Поговорим о сахарах подробнее.

Что такое углеводы?

Это органические соединения, которые содержат карбонильную группу и несколько гидроксильных. Они входят в состав тканей организмов, а также являются важным компонентом клеток. Выделяют моно -, олиго - и полисахариды, а также более сложные углеводы, такие как гликолипиды, гликозиды и другие. Углеводы являются продуктом фотосинтеза, а также основным исходным веществом биосинтеза других соединений в растениях. Благодаря большому разнообразию соединений данный класс способен играть многоплановые роли в живых организмах. Подвергаясь окислению, углеводы обеспечивают энергией все клетки. Они участвуют в становлении иммунитета, а также входят в состав многих клеточных структур.

Виды сахаров

Органические соединения делятся на две группы - простые и сложные. Углеводы первого типа - моносахариды, которые содержат карбонильную группу и представляют собой производные многоатомных спиртов. Ко второй группе принадлежат олигосахариды и полисахариды. Первые состоят их остатков моносахаридов (от двух до десяти), которые соединены гликозидной связью. Вторые могут содержать в своем составе и сотни и даже тысячи мономеров. Таблица углеводов, которые чаще всего встречаются, выглядит следующим образом:

Глюкоза.
Фруктоза.
Галактоза.
Сахароза.
Лактоза.
Мальтоза.
Раффиноза.
Крахмал.
Целлюлоза.
Хитин.
Мурамин.
Гликоген.

Список углеводов обширен. Остановимся на некоторых из них подробнее.

Простая группа углеводов

В зависимости от места, которое занимает карбонильная группа в молекуле, различают два вида моносахаридов - альдозы и кетозы. У первых функциональной группой является альдегидная, у вторых - кетонная. В зависимости от числа углеродных атомов, входящих в молекулу, складывается название моносахарида. Например, альдогексозы, альдотетрозы, кетотриозы и так далее. Эти вещества чаще всего не имеют цвета, плохо растворимы в спирте, но хорошо в воде. Простые углеводы в продуктах - твердые, не гидролизуются при переваривании. Некоторые из представителей обладают сладким вкусом.

Представители группы

Что относится к углеводам простого строения? Во-первых, это глюкоза, или альдогексоза. Она существует в двух формах - линейной и циклической. Наиболее точно описывает химические свойства глюкозы - это вторая форма. Альдогексоза содержит шесть атомов углерода. Вещество не имеет цвета, но зато сладкое на вкус. Отлично растворяется в воде. Встретить глюкозу можно практически везде. Она существует в органах растений и животных организмах, а также во фруктах. В природе альдогексоза образуется в процессе фотосинтеза.

Во-вторых, это галактоза. Вещество отличается от глюкозы расположением в пространстве гидроксильной и водородной групп у четвертого атома углерода в молекуле. Обладает сладким вкусом. Она встречается в животных и растительных организмах, а также в некоторых микроорганизмах.

И третий представитель простых углеводов - фруктоза. Вещество является самым сладким сахаром, полученным в природе. Она присутствует в овощах, фруктах, ягодах, меде. Легко усваивается организмом, быстро выводится из крови, что обуславливает ее применение больными сахарным диабетом. Фруктоза содержит мало калорий и не вызывает кариес.

Продукты, богатые простыми сахарами

90 г - кукурузный сироп.
50 г - сахара-рафинад.
40,5 г - мед.
24 г - инжир.
13 г - курага.
4 г - персики.

Суточное употребление данного вещества не должно превышать 50 г. Что касается глюкозы, то в этом случае соотношение будет немного другое:

99,9 г - сахар-рафинад.
80,3 г - мед.
69,2 г - финики.
66,9 г - перловая крупа.
61,8 г - овсяные хлопья.
60,4 г - гречка.

Чтобы рассчитать суточное употребление вещества, необходимо вес умножить на 2,6. Простые сахара обеспечивают энергией человеческий организм и помогают справляться с разными токсинами. Но нельзя забывать, что при любом употреблении должна быть мера, иначе серьезные последствия не заставят долго ждать.

Олигосахариды

Наиболее часто встречающимся видом в данной группе являются дисахариды. Что такое углеводы, содержащие несколько остатков моносахаридов? Они представляют собой гликозиды, содержащие мономеры. Моносахариды связаны между собой гликозидной связью, которая образуется в результате соединения гидроксильных групп. Исходя из строения дисахариды делятся на два виды: восстанавливающие и не восстанавливающие. К первому относится мальтоза и лактоза, а ко второму сахароза. Восстанавливающий тип обладает хорошей растворимостью и имеет сладкий вкус. Олигосахариды могут содержать более двух мономеров. Если моносахариды одинаковые, то такой углевод относится к группе гомополисахаридов, а если разные, то к гетерополисахаридов. Примером последнего типа является трисахарид раффиноза, которая содержит остатки глюкозы, фруктозы и галактозы.

Лактоза, мальтоза и сахароза

Последнее вещество хорошо растворяется, имеет сладкий вкус. Сахарный тростник и свекла являются источником получения дисахарида. В организме при гидролизе сахароза распадается на глюкозу и фруктозу. Дисахарид в больших количествах содержится в сахаре-рафинаде (99,9 г на 100 г продукта), в черносливе (67,4 г), в винограде (61,5 г) и в других продуктах. При избыточном поступлении этого вещества увеличивается способность превращаться в жир практически всех пищевых веществ. Также повышается уровень холестерина в крови. Большое количество сахарозы негативно влияет на кишечную флору.

Молочный сахар, или лактоза, содержится в молоке и его производных. Углевод расщепляется до галактозы и глюкозы благодаря специальному ферменту. Если его в организме нет, то наступает непереносимость молока. Солодовый сахар или мальтоза является промежуточным продуктом распада гликогена и крахмала. В пищевых продуктах вещество встречается в солоде, патоке, меде и проросших зернах. Состав углеводов лактозы и мальтозы представлен остатками мономеров. Только в первом случае ими являются D-галактоза и D-глюкоза, а во втором вещество представлено двумя D-глюкозами. Оба углевода являются восстанавливающимися сахарами.

Полисахариды

Что такое углеводы сложные? Они отличаются друг от друга по нескольким признакам:

1. По строению мономеров, включенных в цепь.

2. По порядку нахождения моносахаридов в цепи.

3. По типу гликозидных связей, которые соединяют мономеры.

Как и у олигосахаридов, в данной группе можно выделить гомо -, и гетерополисахариды. К первой относятся целлюлоза и крахмал, а ко второй - хитин, гликоген. Полисахариды являются важным источником энергии, который образуется в результате обмена веществ. Они участвуют в иммунных процессах, а также в сцеплении клеток в тканях.

Список сложных углеводов представлен крахмалом, целлюлозой и гликогеном, их мы рассмотрим подробнее. Одним из главных поставщиков углеводов является крахмал. Это соединения, которые включают сотни тысяч остатков глюкозы. Углевод рождается и хранится в виде зернышек в хлоропластах растений. Благодаря гидролизу крахмал переходит в водорастворимые сахара, что способствует свободному перемещению по частям растения. Попадая в человеческий организм, углевод начинает распадаться уже во рту. В наибольшем количестве крахмал содержат зерна злаков, клубни и луковицы растений. В рационе на его долю приходится около 80% всего количества употребляемых углеводов. Наибольшее количество крахмала, в расчете на 100 г продукта, содержится в рисе - 78 г. Чуть меньше в макаронах и пшене - 70 и 69 г. Сто грамм ржаного хлеба включает в себя 48 г крахмала, а в той же порции картофеля его количество достигает лишь 15 г. Суточная потребность человеческого организма в данном углеводе равна 330-450 г.

Зерновые продукты также содержат клетчатку или целлюлозу. Углевод входит в состав клеточных стенок растений. Его вклад равен 40-50 %. Человек не способен переварить целлюлозу, так нет необходимого фермента, который бы осуществлял процесс гидролиза. Но мягкий тип клетчатки, например, картофеля и овощей, способен хорошо усваиваться в пищеварительном тракте. Каково содержание данного углевода в 100 г еды? Ржаные и пшеничные отруби являются самыми богатыми клетчаткой продуктами. Их содержание достигает 44 г. Какао-порошок включает 35 г питательного углевода, а сухие грибы лишь 25. Шиповник и молотый кофе содержат 22 и 21 г. Одними из самых богатых на клетчатку фруктов являются абрикос и инжир. Содержание углевода в них достигает 18 г. В сутки человеку нужно съедать целлюлозы до 35 г. Причем наибольшая потребность в углеводе наступает в возрасте от 14 до 50 лет.

В роле энергетического материала для хорошей работы мышц и органов используется полисахарид гликоген. Пищевого значения он не имеет, так как содержание его в еде крайне низкое. Углевод иногда называют животным крахмалом из-за схожести в строении. В данной форме в животных клетках хранится глюкоза (в наибольшем количестве в печени и мышцах). В печени у взрослых людей количество углевода может достигать до 120 г. Лидером по содержанию гликогена являются сахар, мед и шоколад. Также большим содержанием углевода могут «похвастаться» финики, изюм, мармелад, сладкая соломка, бананы, арбуз, хурма и инжир. Суточная норма гликогена равна 100 г в сутки. Если человек интенсивно занимается спортом или выполняет большую работу, связанную с умственной деятельностью, количество углевода должно быть увеличено. Гликоген относится к легко усваиваемым углеводам, которые хранятся про запас, что говорит о его использовании только в случае недостатка энергии от других веществ.

К полисахаридам также относятся следующие вещества:

1. Хитин. Он входит в состав роговых оболочек членистоногих, присутствует в грибах, низших растениях и в беспозвоночных животных. Вещество играет роль опорного материала, а также выполняет механические функции.

2. Мурамин. Он присутствует в качестве опорно-механического материала клеточной стенки бактерий.

3. Декстраны. Полисахариды выступают как заменители плазмы крови. Их получают путем воздействия микроорганизмов на раствор сахарозы.

4. Пектиновые вещества. Находясь вместе с органическими кислотами, могут образовывать желе и мармелад.

Белки и углеводы. Продукты. Список

Человеческий организм нуждается в определенном количестве питательных веществ каждый день. Например, углеводов необходимо употреблять в расчете 6-8 г на 1 кг массы тела. Если человек ведет активный образ жизни, то количество будет увеличиваться. Углеводы в продуктах содержатся практически всегда. Составим список их присутствия на 100 г пищи:

Наибольшее количество (более 70 г) содержатся в сахаре, мюслях, мармеладе, крахмале и рисе.
От 31 до 70 г - в мучных и кондитерских изделиях, в макаронах, крупах, сухофруктах, фасоли и горохе.
От 16 до 30 г углеводов содержат бананы, мороженое, шиповник, картофель, томатная паста, компоты, кокос, семечки подсолнечника и орехи кешью.
От 6 до 15 г - в петрушке, укропе, свекле, моркови, крыжовник, смородина, бобах, фруктах, орехах, кукурузе, пиве, семечках тыквы, сушеных грибах и так далее.
До 5 г углеводов содержится в зеленом луке, томатах, кабачках, тыквах, капусте, огурцах, клюкве, в молочных продуктах, яйцах и так далее.

Питательного вещества не должно поступать в организм меньше 100 г в сутки. В противном случае клетка не будет получать положенную ей энергию. Головной мозг не сможет выполнять свои функции анализа и координации, следовательно, мышцы не будут получать команды, что в итоге приведет к кетозу.

Что такое углеводы, мы рассказали, но, помимо них, незаменимым веществом для жизни являются белки. Они представляют собой цепочку аминокислот, связанных пептидной связью. В зависимости от состава белки различаются по своим свойствам. Например, эти вещества исполняют роль строительного материала, так как каждая клетка организма включает их в свой состав. Некоторые виды белков являются ферментами и гормонами, а также источником энергии. Они оказывают влияние на развитие и рост организма, регулируют кислотно-щелочной и водный баланс.

Таблица углеводов в еде показала, что в мясе и в рыбе, а также в некоторых видах овощей их число минимально. А каково содержание белков в пище? Самым богатым продуктом является желатин пищевой, на 100 г в нем содержится 87,2 г вещества. Далее идет горчица (37,1 г) и соя (34,9 г). Соотношение белков и углеводов в суточном употреблении на 1 кг веса должно быть 0,8 г и 7 г. Для лучшего усвоения первого вещества необходимо принимать пищу, в которой он принимает легкую форму. Это касается белков, которые присутствуют в кисломолочных продуктах и в яйцах. Плохо сочетаются в одном приеме пищи белки и углеводы. Таблица по раздельному питанию показывает, каких вариаций лучше избегать:

Рис с рыбой.
Картофель и курица.
Макароны и мясо.
Бутерброды с сыром и ветчиной.
Рыба в панировке.
Ореховые пирожные.
Омлет с ветчиной.
Мучное с ягодами.
Дыню и арбуз нужно есть отдельно за час до основного приема пищи.

Хорошо сочетаются:

Мясо с салатом.
Рыба с овощами или на гриле.
Сыр и ветчина по отдельности.
Орехи в целом виде.
Омлет с овощами.

Правила раздельного питания основаны на знаниях законов биохимии и информации о работе ферментов и пищевых соков. Для хорошего пищеварения любой вид еды требует индивидуального набора желудочных жидкостей, определенного количества воды, щелочную или кислотную среду, а также присутствие или отсутствие энзимов. Например, кушанье, насыщенное углеводами, для лучшего переваривания требует пищеварительного сока с щелочными ферментами, которые расщепляют данные органические вещества. А вот еда, богатая белками, уже требует кислых энзимов... Соблюдая нехитрые правила соответствия продуктов, человек укрепляет свое здоровье и поддерживает постоянный вес, без помощи диет.

«Плохие» и «хорошие» углеводы

«Быстрые» (или «неправильные») вещества - соединения, которые содержат небольшое число моносахаридов. Такие углеводы способны быстро усваиваться, повышать уровень сахара в крови, а также увеличивать количество выделяемого инсулина. Последний снижает уровень сахара крови, путем превращения его в жир. Употребление углеводов после обеда для человека, который следит за своим весом, представляет наибольшую опасность. В это время организм наиболее предрасположен к увеличению жировой массы. Что именно содержит неправильные углеводы? Продукты, список которых представлен ниже:

1. Кондитерские изделия.

3. Варенье.

4. Сладкие соки и компоты.

7. Картофель.

8. Макароны.

9. Белый рис.

10. Шоколад.

В основном это продукты, не требующие долгого приготовления. После такой еды необходимо много двигаться, иначе лишний вес даст о себе знать.

«Правильные» углеводы содержат более трех простых мономеров. Они усваиваются медленно и не вызывают резкого подъема сахара. Данный вид углеводов содержит большое количество клетчатки, которая практически не переваривается. В связи с этим человек долго остается сытым, для расщепления такой пищи требуется дополнительная энергия, кроме того, происходит естественное очищение организма. Составим список сложных углеводов, а точнее, продуктов, в которых они встречаются:

Хлеб с отрубями и цельнозерновой.
Гречневая и овсяная каши.
Зеленые овощи.
Макароны из грубого помола.
Грибы.
Горох.
Красная фасоль.
Помидоры.
Молочные продукты.
Фрукты.
Горький шоколад.
Ягоды.
Чечевица.

Для подержания себя в хорошей форме нужно больше есть «хороших» углеводов в продуктах и как можно меньше «плохих». Последние лучше принимать в первую половину дня. Если нужно похудеть, то лучше исключить употребление "неправильных" углеводов, так как при их использовании человек получает пищу в большем объеме. "Правильные" питательные вещества низкокалорийные, они способны надолго оставлять ощущение сытости. Это не означает полный отказ от "плохих» углеводов, а лишь только их разумное употребление.

Для нормальной жизнедеятельности организма требуется энергия, которую человек получает через углеводы и жиры. Чем активнее человек, тем больше он затрачивает энергии.

Например, спортсмену из-за интенсивных физических нагрузок требуется большее их количество, чем среднестатистическому человеку.

Где содержатся углеводы и из чего они состоят?

Немного меньше в ржаном и пшеничном хлебе, фасоли, шоколаде, пирожных.

При наименьшей термообработке, как приготовление слабо проваренной каши или выпечка хлеба из цельных зерен, углеводы сохраняют свои полезные свойства.

В состав углеводов входит углерод, кислород и водород. Употребление большого их количества, из которого образуется глюкоза, приводит к образованию жира.

Сжигание организмом топлива, приводит к обратному процессу: жир преобразуется в глюкозу.

Виды углеводов

Делятся на простые (моносахариды, дисахариды) и сложные (полисахариды).

Простые углеводы

Моносахариды (глюкоза, фруктоза, рибоза, галактоза, дезоксирибоза) не расщепляются в воде: Моносахариды являются источником энергии для всех процессов внутри клетки. Глюкоза и фруктоза содержатся в сладких овощах, фруктах, меде.

Глюкоза быстро всасывается организмом и поступает через кровь в клетки, превращаясь в гликоген. Она легко усваивается при помощи инсулина, является основным источником окисления.

Фруктоза встречается меньше, но также быстро поддается окислению, а всасывается медленнее. Фруктоза трансформируется в глюкозу без помощи инсулина. Показана больным сахарным диабетом, так как нагружает поджелудочную железу в более щадящем режиме, чем сахар.

Галактоза содержится в лактозе. В организме часть ее переходит в глюкозу, другая часть участвует в процессе построения гемицеллюлозы.

Дисахариды - соединения молекул нескольких моносахаридов: сахароза, лактоза, мальтоза.

Сахароза является основным источником сахара. В организме она разлагается на множество моносахаридов. Имеется в виду сахароза, находящаяся в свекольном и тростниковом соку. Сахар, который мы употребляем, имеет более сложный процесс усвоения.

Лактоза или молочный сахар содержится в молоке и молочных продуктах. Она важна для детского возраста, когда молоко является основным пищевым продуктом. Встречается непереносимость молока, когда уменьшен или сведен до нуля фермент лактозы, расщепляющий ее до образования глюкозы и галактозы.

Мальтоза или солодовый сахар образуется в результате распада крахмала и гликогена. Мальтоза содержится в солоде, меде, пиве, проросшем зерне и патоке.

Сложные углеводы

Сложные углеводы являются полезными элементами для здоровья и фигуры. Это происходит из-за медленного их расщепления в организме, за чет чего уровень инсулина остается в норме. В состав сложных углеводов входят:

Полисахариды - полимеры, состоящие из множества моносахаридов (крахмал, гликоген, целлюлоза); плохо растворяются в воде.

Крахмал является основным полисахаридом, который переваривается организмом. 80% всех потребляемых углеводов – это крахмал. Он поступает через растительные продукты: крупы, муку, хлеб.

Гречневая крупа особенно богата крахмалом (60%), меньше всего его находится в овсянке (толокно, овсяные хлопья). Крахмал содержится в макаронах - 68%, в бобовых - 40%.

Продукты зернобобовые, это те, что содержат крахмал: горох, чечевица, фасоль. В сое находится всего 3,5% крахмала.

Зато его очень много в картофеле (до 18%), из-за чего диетологи не приписывают картофель к овощам, а приравнивают его к злаковым и зернобобовым.

Гликоген или животный крахмал содержится в продуктах животного происхождения: в печени, в мясе. Состоит из молекул глюкозы.

Целлюлоза - вид клетчатки; состоит из нескольких молекул глюкозы. В человеческом организме не переваривается.

Сложные углеводы	Простые углеводы
Все крупы	Мед
Горох	Сахар
Фасоль	Джем
Злаки	Варенье
Чечевица	Белый хлеб
Картофель	Фруктовые и свежевыжатые соки
Все зерновые	Газированные сладкие напитки
Хлеб из цельного зерна	Торты, шоколад, выпечка и т. д.
Фрукты (с гликемическим индексом до 60)	Переработанные каши с содержанием сахара
Макаронные изделия из твердых соротов пшеницы	Овощи и фрукты с высоким ГИ от 70, например: виноград, арбуз
Морковь, огурцы, капуста, помидоры, шпинат и др. овощи с ГИ меньше 60

Функции углеводов

Несомненно организм наш нуждается в поступление и сложных и простых углеводов.

Когда углеводы поступают с пищей в организм человека, часть аминокислот используется в качестве энергетического материала, остальная часть идет в основном на пластические нужды.

Неизрасходованная большая часть оседает в печени в виде гликогена, и совсем мизерная часть запасается в мышечных тканях.

Углеводам мы обязаны возможностью противостоять инфекции и ликвидировать «чужака» долой из организма, например, слизистая носа и гортани обладает способностью задерживать пыль.
Значение углеводов для человека чрезвычайно важное - это:

Источник энергии
Осуществление пластических функций
Регуляция нервной системы
Единственный источник энергии для мозга
Противостояние вредным бактериям и микробам
Взаимообмен между клетками
Передача сигналов от клетки к клетке.

Дефицит углеводов в организме

Когда углеводов катастрофически не хватает, происходит истощение запасов в печени гликогена, что приводит к отложению жиров в клетках печени и она плохо функционирует.

Углеводный дефицит органы компенсируют за счет белков и жиров. Жиры начинают распадаться в усиленном режиме, что ведет к нарушению процессов обмена, а следовательно, интенсивному образованию кетонов.

Избыточное количество кетонов ведет к закисанию внутренней микрофлоры и отравлению тканей мозга с возможной комой.

Избыток углеводов в организме

Углеводный избыток вызывает повышенный уровень инсулина в крови, и ведет к образованию жира и нарушению белкового обмена.

Когда человек решил за один присест съесть и обед и ужин сразу, организм отвечает резким скачком выработки глюкозы.

Она попадает из крови в ткани посредством инсулина, который способствует синтезу жиров. Происходит быстрое превращение углеводов в жир.

Регулирует углеводный обмен инсулин и другие гормоны: глюкокортикоиды, усиливающие синтез глюкозы из аминокислот в печени.

Благодаря этому синтезу происходит вырабатывание поджелудочной железой гормона глюкагона. Эти гормоны действуют противоположно инсулину.

Суточная норма углеводов

Идеальное количество поступления углеводов считается почти 60% калорий суточного рациона питания. 1 грамм содержит 4 калории. Считается, что суточная потребность человека в углеводах - 50 г.

Нужны ли углеводы для похудения?

Если вы хотите избавиться от лишнего веса, то вы должны четко понимать какие углеводы вам нужно включать в рацион питания.

Пищеварительная система человека устроена так, чтобы переваривать не только углеводы, но и пищевые волокна, и питательные вещества. К таким продуктам относятся: фрукты, овощи, крупы, бобовые, коричневый рис и цельное зерно, которые образуют сложные углеводы.

Продукты, которые прошли обработку (сахар, выпечка из белой муки, хлопья и т. д.) являются простыми углеводами и имеют низкий процент питательных веществ.

В результате их потребления организм получает большое количество ненужных калорий, которые не возможно все переработать. Их избыток превращается в жир. Кроме того в организме образуется дефицит витаминов, минералов и клетчатки.

Вывод из вышесказанного напрашивается сам собой. Старайтесь включать в питание больше продуктов со сложным углеводам.

К примеру, на завтрак, сладкий кофе со сдобой лучше заменить на кашу, из цельнозерновых культур, которая способна поддерживать энергию в течение дня, принося пользу организму.