Въглехидратите са изградени от глюкоза. Глюкозата е най-важният прост въглехидрат

Една от разновидностите органични съединения, необходими за пълното функциониране на човешкия организъм, са въглехидратите.

Те се делят на няколко вида според структурата си - монозахариди, дизахариди и полизахариди. Трябва да разберете защо са необходими и какви са техните химични и физични свойства.

Въглехидратите са съединения, които съдържат въглерод, водород и кислород. Най-често имат естествен произход, въпреки че някои са създадени индустриално. Тяхната роля в живота на живите организми е огромна.

Основните им функции са следните:

1. Енергия. Тези съединения са основният източник на енергия. Повечето органи могат да функционират пълноценно, използвайки енергията, получена от окисляването на глюкозата.
2. Структурни. Въглехидратите са необходими за образуването на почти всички клетки в тялото. Фибрите играят ролята на поддържащ материал, а в костите и хрущялна тъканИма сложни въглехидрати. Един от компонентите на клетъчните мембрани е Хиалуронова киселина. Също така въглехидратните съединения са необходими в процеса на производство на ензими.
3. Защитен. По време на функционирането на тялото се извършва работата на жлезите, секретиращи секреторни течности, необходими за защита на вътрешните органи от патогенни ефекти. Значителна част от тези течности са въглехидрати.
4. Регулаторен. Тази функция се проявява в влиянието си върху човешкото тялоглюкоза (поддържа хомеостазата, контролира осмотичното налягане) и фибри (влияят на стомашно-чревната перисталтика).
5. Специални функции. Те са характерни определени видовевъглехидрати. На такива специални функциивключват: участие в процеса на прехвърляне нервни импулси, образуване различни групикръв и др.

Въз основа на факта, че функциите на въглехидратите са доста разнообразни, може да се предположи, че тези съединения трябва да се различават по своята структура и характеристики.

Това е вярно и основната им класификация включва такива сортове като:

1. . Те се считат за най-простите. Други видове въглехидрати влизат в процеса на хидролиза и се разпадат на по-малки компоненти. Монозахаридите нямат тази способност, те са крайният продукт.
2. Дизахариди. В някои класификации те се класифицират като олигозахариди. Те съдържат две монозахаридни молекули. Именно в тях дизахаридът се разделя по време на хидролиза.
3. Олигозахариди. Това съединение съдържа от 2 до 10 молекули монозахариди.
4. полизахариди. Тези съединения са най-голямото разнообразие. Те съдържат повече от 10 молекули монозахариди.

Всеки вид въглехидрат има свои собствени характеристики. Трябва да ги разгледаме, за да разберем как всеки от тях влияе на човешкия организъм и какви са ползите от него.

Тези съединения са най-простата форма на въглехидрати. Те съдържат една молекула, така че по време на хидролиза не се разделят на малки блокове. Когато монозахаридите се комбинират, се образуват дизахариди, олигозахариди и полизахариди.

Отличават се със своята твърдост агрегатно състояниеи сладък вкус. Те имат способността да се разтварят във вода. Те могат да се разтварят и в алкохоли (реакцията е по-слаба, отколкото с вода). Монозахаридите почти не реагират на смесване с естери.

Най-често се споменават естествените монозахариди. Някои от тях се консумират от хората в храната. Те включват глюкоза, фруктоза и галактоза.

• шоколад;
• плодове;
• някои видове вина;
• сиропи и др.

Основната функция на въглехидратите от този тип е енергията. Това не означава, че тялото не може без тях, но те имат свойства, които са важни за пълното функциониране на тялото, например участие в метаболитните процеси.

Тялото усвоява монозахаридите по-бързо от всичко, което се случва в стомашно-чревния тракт. Процесът на усвояване на сложни въглехидрати, за разлика от простите съединения, не е толкова прост. Първо, сложните съединения трябва да бъдат разделени на монозахариди, едва след което те се абсорбират.

Това е един от често срещаните видове монозахариди. Това е бяло кристално вещество, което се образува естествено– по време на фотосинтеза или хидролиза. Формулата на съединението е C6H12O6. Веществото е силно разтворимо във вода и има сладък вкус.

Глюкозата осигурява енергия на клетките на мускулите и мозъчната тъкан. Веднъж погълнато, веществото се абсорбира, навлиза в кръвта и се разпространява в тялото. Там се окислява и освобождава енергия. Това е основният източник на енергия за мозъка.

При липса на глюкоза в организма се развива хипогликемия, която засяга основно функционирането на мозъчните структури. Но прекомерното му съдържание в кръвта също е опасно, тъй като води до развитие на захарен диабет. Също така при консумация голямо количествонива на глюкоза, телесното тегло започва да се увеличава.

Фруктоза

Той е монозахарид и е много подобен на глюкозата. Той има по-бавна скорост на усвояване. Това е така, защото фруктозата трябва първо да се превърне в глюкоза, за да се усвои.

Следователно това съединение се счита за безвредно за диабетици, тъй като консумацията му не води до рязка промяна в количеството захар в кръвта. Въпреки това, с такава диагноза, все още е необходимо внимание.

Фруктозата има способността бързо да се превръща в мастни киселини, което води до развитие на затлъстяване. Това съединение също намалява инсулиновата чувствителност, която причинява диабет тип 2.

Това вещество може да се получи от горски плодове и плодове, както и от мед. Обикновено се намира в комбинация с глюкоза. Съединението също е бяло на цвят. Вкусът е сладък и тази характеристика е по-интензивна, отколкото при глюкозата.

Други връзки

Има и други монозахаридни съединения. Те могат да бъдат естествени или полуизкуствени.

Галактозата е естествена. Съдържа се и в хранителни продукти, но не е намерен в чиста форма. Галактозата е резултат от хидролизата на лактозата. Основният му източник е млякото.

Други естествено срещащи се монозахариди са рибоза, дезоксирибоза и маноза.

Има и разновидности на такива въглехидрати, за производството на които се използват индустриални технологии.

Тези вещества също се намират в храната и влизат в човешкото тяло:

• рамноза;
• еритрулоза;
• рибулоза;
• D-ксилоза;
• L-алоза;
• D-сорбоза и др.

Всяка от тези връзки има свои собствени характеристики и функции.

Дизахариди и тяхното приложение

Следващият вид въглехидратни съединения са дизахаридите. Те се считат за сложни вещества. В резултат на хидролиза от тях се образуват две молекули монозахариди.

Този вид въглехидрат има следните характеристики:

• твърдост;
• разтворимост във вода;
• слаба разтворимост в концентрирани алкохоли;
• сладък вкус;
• цвят - от бяло до кафяво.

Основните химични свойства на дизахаридите са реакциите на хидролиза (разкъсване на гликозидни връзки и образуване на монозахариди) и кондензация (образуват се полизахариди).

Има 2 вида такива връзки:

1. Възстановяващо. Тяхната особеност е наличието на свободна полуацетална хидроксилна група. Поради това такива вещества имат възстановителни свойства. Тази група въглехидрати включва целобиоза, малтоза и лактоза.
2. Невъзстановяващ. Тези съединения не могат да бъдат редуцирани, защото им липсва полуацетална хидроксилна група. Най-известните вещества от този тип са захарозата и трехалозата.

Тези съединения са широко разпространени в природата. Те могат да се срещат както в свободна форма, така и като част от други съединения. Дизахаридите са източник на енергия, защото произвеждат глюкоза, когато се хидролизират.

Лактозата е много важна за децата, тъй като е основният компонент бебешка храна. Друга функция на въглехидратите от този тип е структурната, тъй като те са част от целулозата, която е необходима за образуването растителни клетки.

Характеристики и особености на полизахаридите

Друг вид въглехидрати са полизахаридите. Това е най-сложният тип връзка. Те се състоят от голям брой монозахариди (основният им компонент е глюкозата). Полизахаридите не се абсорбират в стомашно-чревния тракт, те първо се разграждат.

Характеристиките на тези вещества са:

• неразтворимост (или слаба разтворимост) във вода;
• жълтеникав цвят (или без цвят);
• нямат мирис;
• почти всички са безвкусни (някои имат сладникав вкус).

Химичните свойства на тези вещества включват хидролиза, която се извършва под въздействието на катализатори. Резултатът от реакцията е разлагането на съединението на структурни елементи– монозахариди.

Друго свойство е образуването на производни. Полизахаридите могат да реагират с киселини.

Продуктите, образувани по време на тези процеси, са много разнообразни. Това са ацетати, сулфати, естери, фосфати и др.

Примери за полизахариди:

• нишесте;
• целулоза;
• гликоген;
• хитин.

Образователен видео материал за функциите и класификацията на въглехидратите:

Тези вещества са важни за пълното функциониране на тялото като цяло и отделните клетки. Те снабдяват тялото с енергия, участват в образуването на клетките, защитават вътрешни органиот повреда и неблагоприятни ефекти. Те също играят ролята на резервни вещества, от които животните и растенията се нуждаят в случай на трудни периоди.

Запомнете: качествена реакция към глицерол (§ 32).

Концепцията за въглехидрати и тяхната класификация

В природата голямо значениеимат въглехидрати (захариди) - органични съединения с обща формула Cn(H2O)m (m, n > 3). Името на този клас съединения идва от свойството им да се разлагат на въглерод и вода при нагряване или под въздействието на концентрирана сулфатна киселина, която също е показана в техните обща формула(фиг. 36.1).

Ориз. 36.1. Под въздействието на концентрирана сулфатна киселина въглехидратите се разлагат на въглерод и вода

Въглехидратите се делят на прости (монозахариди) и сложни (дизахариди и полизахариди) (схема 6). Те се различават фундаментално по това сложни въглехидратипри определени условия те хидролизират до прости (разлагат се), но простите не могат да се хидролизират. Дизахаридните молекули се състоят от две, а полизахаридите се състоят от голям брой монозахаридни молекулни остатъци.

Схема 6. Класификация на въглехидратите

Глюкозата C 6 H 12 O 6 е най-разпространеният въглехидрат в живата природа, той е един от продуктите на процеса на фотосинтеза, в резултат на който растенията натрупват енергия от Слънцето.

Глюкозата е безцветно кристално вещество без мирис, плътност - 1,54 g/cm3, точка на топене - 146 °C. При нагряване над тази температура веществото се разлага, преди да достигне точката на кипене. Глюкозата има сладък вкус, но един път и половина по-малко сладък от захарозата. Той е силно разтворим във вода: 32 g глюкоза се разтварят в 100 g вода при 0 °C и 82 g при 25 °C, слабо разтворим в органични разтворители. Неговите решения не провеждат електричество(глюкозата е неелектролит).

Молекулата на глюкозата съдържа няколко -OH групи, като глицерол, следователно, подобно на него, тя може да взаимодейства с прясно утаен меден (P) хидроксид (фиг. 36.2, a и b):

При нагряване глюкозата се разлага, както всички въглехидрати, на въглерод и вода:

Глюкозата е един от основните метаболитни продукти в живите организми. В природата се образува в зелените части на растенията по време на процеса на фотосинтеза, който се случва с поглъщането на слънчева светлина:

Възможна е и обратната реакция:

Това уравнение може да опише цялостния процес, в резултат на който всички животни получават енергия за своята жизнена дейност: глюкозата влиза в тялото ни заедно с храната, ние вдишваме кислород с белите дробове и издишваме продукта от реакцията - въглероден диоксид. Това уравнение също така описва процеса на изгаряне и експлозия на глюкоза. Глюкозата е доста трудно да се запали, тя гори само в присъствието на катализатор и експлодира при много силно смачкване (виж § 20).

В растенията глюкозата се превръща в сложни въглехидрати - нишесте и целулоза:

Ориз. 36.2. Качествена реакция към глюкоза: а — прясно утаен меден (I) хидроксид; б - в присъствието на глюкоза, утайката изчезва, образува се тъмносиньо съединение

Много по-трудно е да се синтезира глюкоза с помощта на методите на органичната химия. Този синтез е реализиран за първи път от Емил Фишер.

СЪС растителни хранивъглехидратите влизат в тялото на животните, където те са основният източник на енергия. И така, от 1 g въглехидрати тялото получава около 17 kJ (4 kcal). Ако тази енергия не се изразходва напълно, тялото я съхранява „в резерв“, насочвайки я към синтеза на мазнини.

Глюкозата е изолирана за първи път от гроздето, поради което се нарича още гроздова захар. В чистата си форма глюкозата се намира в сладки плодове и плодове: тя определя сладостта на някои части на растенията (горски плодове, плодове, кореноплодни зеленчуци и др.). Заедно с фруктозата се съдържа в меда.

Съдържанието на глюкоза в човешката кръв е около 0,1%, отклонението на този показател от нормата показва заболяване захарен диабет. Нивата на кръвната захар (често наричани просто „кръвна захар“) се наблюдават чрез клиничен кръвен тест. Този анализ може да се направи у дома с помощта на специално устройство - глюкомер (фиг. 36.4).

Немски органичен химик, носител на Нобелова награда за химия през 1902 г. висше образованиеполучени от университетите в Бон и Страсбург. На 22 години, след защита на дисертация, той става преподавател в университета в Страсбург. Фишер е първият, който определя структурата на някои органични вещества: кофеин, пурин, пикочна киселина, глюкоза и фруктоза. Открива методи за техния синтез. Той установява характеристиките на реакциите с участието на ензими и предлага класификация на протеините. За изследване и синтез на захариди и пуринови производни получени Нобелова награда. В негова чест Германското химическо дружество учреди медала Емил Фишер.

В промишлеността глюкозата се произвежда чрез хидролиза на нишесте или целулоза. Но чистата глюкоза няма широко приложение. Тази глюкоза се използва в различни биологични и биохимични изследвания. В медицината се използва за провеждане на тест за глюкозен толеранс, изследване, което позволява диагностициране на захарен диабет. При някои заболявания на човек се прилага интравенозно разтвор на глюкоза. IN Хранително-вкусовата промишленостРядко се използва като подсладител: той е по-скъп и по-малко сладък от захарта.

Глюкозата се характеризира с реакция на ферментация. Под въздействието на млечнокисели бактерии се образува млечна киселина от глюкоза:

Тази реакция възниква при вкисване на млякото и е в основата на производството на различни млечнокисели продукти - подквасено мляко, кисело мляко, сирене, заквасена сметана и др. Млечнокиселата ферментация настъпва по време на кисело зеле и други зеленчуци, предотвратява развитието на гнилостни бактерии и насърчава дългосрочно съхранениепродукти. Този процес може да възникне и в устната кухина, което причинява зъбен кариес.

захароза

Най-важният сред дизахаридите е захарозата C 12 H 22 O 1r Това е химичното наименование на обикновената захар, получена от захарно цвекло или захарна тръстика.

Захарозата е безцветно кристално вещество без мирис, плътност - 1,59 g/cm3, точка на топене - 186 °C. Захарозата има сладък вкус (един път и половина по-сладка от глюкозата). Разтваря се много добре във вода: 179 g захароза се разтварят в 100 g вода при 0 °C и 487 g при 100 °C.

Подобно на глюкозата, захарозата се разлага при нагряване:

Тази реакция възниква при приготвяне на карамел и печене на сладкиши и торти, благодарение на което се образува сладка карамелизирана коричка със специфичен вкус на прегоряла захар (фиг. 36.5).

Като повечето органични вещества, захарозата може да изгори, за да се образува въглероден двуокиси вода:

Но ако просто се опитате да запалите захар, тя няма да се запали: за това ви е необходим катализатор - литиеви соли. Силно натрошената захар може не само да изгори, но и нейната суспензия във въздуха може да експлодира, както е обсъдено в § 20.

Ориз. 36.5. Топенето на захарозата е придружено от промяна на цвета и появата на специфична карамелена миризма.

Захарозата се нарича дизахарид, тъй като молекулата на захарозата се състои от остатъците на две монозахаридни молекули - глюкоза и фруктоза - свързани една с друга.

По време на хидролизата на захарозата в кисела средаили под действието на ензими връзката между тези остатъци се разрушава и се образуват молекули глюкоза и фруктоза:

Тази трансформация се случва в телата на пчелите: докато събират нектар от цветята, те консумират захароза, която след това се хидролизира. Следователно медът е смес равни количестваглюкоза и фруктоза, разбира се, с примеси на други вещества (фиг. 36.6).

IN големи количествазахарозата се намира само в три растения: захарно цвеклои захарна тръстика, използвана за промишлено производство на захар, както и в захарен клен (от него

получавам кленов сироп). За привличане на насекоми, захароза малко количествонамира се в нектара на цветята, както и в плодовете и горските плодове.

В Украйна захарната промишленост е един от най-старите и важни отрасли на хранително-вкусовата промишленост, чиито продукти са ценен продуктизнос. Изключителният украински учен Н. А. Бунге има значителен принос за развитието на захарната промишленост в Украйна.

Изключителен украински химик, професор в Киевския университет. Роден във Варшава. Завършва Киевския университет, където от 1870 г. преподава техническа химия. Основните научни постижения са свързани с техническата химия, по-специално винопроизводството, производство на захар. Усъвършенства технологията за производство на захар от захарно цвекло. Изследва технологията на образуване на захарни кристали, условията на образуване, състав и трансформация на цвеклово желе. Организира техникум за производство на захар и издава 33 тома на „Годишник на цвеклозахарната индустрия“. Той беше един от организаторите на газовото и електрическото осветление, както и водоснабдяването в Киев.

Днес в Украйна има около 100 захарни фабрики с общ максимален капацитет от около 7 милиона тона годишно. Тези предприятия могат да произвеждат захар както от цвекло (местна суровина), така и от тръстика (обикновено изнасяна от Куба). Най-големият завод е Лохвицката захарна рафинерия (Полтавска област) с дневен капацитет от 9300 тона захар. IN последните годиниУкрайна произвежда около 2 милиона тона захар годишно, част от която се изнася.

Кафявата захар е обикновена тръстикова захар, която е премахната от примеси по време на производствения процес. Интересното е, че при производството й има по-малко технологични процеси (няма окончателно пречистване), по-евтина е за производство, но е много по-скъпа за продажба от обикновената бяла захар.

Думите "захароза" и "захар" идват от древноиндийската дума "sarkar", която означава парчета кристално вещество, образувано при кондензиране на сок от захарна тръстика.

Въглехидратите са източник на енергия в тялото: изгарянето на 1 g въглехидрати произвежда 3,75 kcal. Влизат в състава на клетки и тъкани, ензими, някои хормони, фактори на кръвосъсирването и др.
Въглехидратите се делят на монозахариди (глюкоза и фруктоза), дизахариди (захароза и лактоза) и полизахариди (нишесте, фибри, пектин, гликоген). Глюкозата и фруктозата се усвояват най-бързо - те се намират в плодовете, горските плодове и меда.
Основните източници на захароза са захарта, сладкарски изделия, цвекло, моркови и др.
Лактозата се съдържа в млечните продукти.
В червата захарозата се разгражда от ензими до глюкоза и фруктоза, а лактозата до глюкоза и галактоза.
Най-високо е съдържанието на нишесте в зърнените храни, тестените изделия, хляба, картофите и бобовите растения. В червата се усвоява бавно и се разгражда до глюкоза.
Фибрите почти не се абсорбират, но участват в образуването изпражнения, подобрява двигателна функциячервата и предотвратява развитието на запек, повишава отстраняването на холестерола от тялото и подобрява отделянето на жлъчка. Фибрите се намират в зеленчуци, плодове, горски плодове, бобови растения, зърнени храни (овесена каша, елда), пълнозърнест хляб.
Пектинът има адсорбиращи свойства и затова се използва при лечение на диария и за профилактика хронични интоксикации, предписани на лица в контакт със соли тежки метали. Зеленчуците, плодовете и горските плодове са богати на пектин.
Мускулите и черният дроб съдържат около 1,5 kg гликоген, който е резерв от въглехидрати в тялото. При недостиг на въглехидрати тези резерви се изразходват бързо и впоследствие въглехидратите в тялото се синтезират от протеини и мазнини, което допринася за натрупването на недостатъчно окислени метаболитни продукти в кръвта и развитието на ацидоза.
Потребността от въглехидрати се определя от характера на извършваната работа и е 300-500 г на ден, от които 20-30% са лесноусвоими (захар, конфитюр, мед, сироп и др.). В диетата на възрастните хора количеството въглехидрати не трябва да надвишава 250-300 g на ден, от които 15-20% са лесноусвоими. При затлъстяване и други заболявания въглехидратите в диетата се ограничават, но ограничаването им трябва да става постепенно, за да може организмът да се адаптира към новите метаболитни условия. Трябва да започнете с 200-250 g на ден в продължение на 7-10 дни, след което да увеличите това количество до 100 g.

Липсата на въглехидрати в диетата за дълго време или рязкото им ограничаване нарушава техния синтез от протеини и мазнини, което допринася за намаляване на кръвната захар, намаляване на умствената и физическо представяне, появата на слабост, сънливост, замаяност, главоболие, глад, треперещи ръце. Тези явления изчезват след консумация на захар или други сладки храни.

Излишъкът от въглехидрати в диетата, особено лесно смилаеми, също е вреден за тялото. Той насърчава развитието на атеросклероза, сърдечна -съдови заболявания, диабет, затлъстяване, зъбен кариес.
Ролята на въглехидратите в живота на човешкото тяло
Основната функция на въглехидратите е да осигуряват енергия за всички процеси в тялото. Клетките са способни да получават енергия от въглехидратите, тъй като по време на тяхното окисление, т.е. "изгаряне" и при анаеробни условия (без кислород). Мускулната болка след тежка работа е резултат от действието на млечната киселина върху клетките, която се образува по време на анаеробното разграждане на въглехидратите, когато трябва да се осигури работа мускулни клеткиняма достатъчно кислород, доставян с кръвта.

Често рязкото ограничаване на въглехидратите в диетата води до значителни метаболитни нарушения. Особено страда от това протеинов метаболизъм. При недостиг на въглехидрати протеините се използват за други цели: те стават източник на енергия и участници в някои важни химична реакция. Това води до повишено образуване на азотни вещества и, като следствие, до повишено натоварваневърху бъбреците, нарушения метаболизъм на солтаи други вредни последици за здравето. При достатъчно количество въглехидрати от храната, протеините се използват главно за пластичен метаболизъм, а не за производство на енергия. По този начин въглехидратите са необходими за рационалното използване на протеините. Те също така са способни да стимулират окисляването на метаболитни междинни продукти мастни киселини.

С това обаче ролята на въглехидратите не се изчерпва. Те са интегрална частмолекули на някои аминокиселини, участват в изграждането на ензими, образуването на нуклеинови киселини, предшественици са за образуването на мазнини, имуноглобулини, които играят важна роля в имунната система, и гликопротеини - комплекси от въглехидрати и протеини, които са най-важните компоненти на клетъчните мембрани. Хиалуроновите киселини и другите мукополизахариди образуват защитен слой между всички клетки, изграждащи тялото.

Когато има дефицит на въглехидрати в храната, тялото използва не само протеини, но и мазнини, за да синтезира енергия. При повишено разграждане на мазнините могат да възникнат смущения метаболитни процеси, свързано с ускореното образуване на кетони (известният на всички ацетон принадлежи към този клас вещества) и натрупването им в организма. Превъзпитаниекетони с повишено окисляване на мазнини и частично протеини могат да доведат до „подкисляване“ вътрешна средатяло и отравяне на мозъчната тъкан до развитието на ацидотична кома със загуба на съзнание.

Въглехидратите според тяхната химична структура могат да бъдат разделени на прости (моно- и дизахариди) и сложни (полизахариди). Простите въглехидрати се състоят от молекули, затворени в пръстен с пет (пентози) или шест (хексози) въглеродни атоми. За всеки въглероден атом в такава молекула има два водородни атома и един кислороден атом. Ето откъде идват често срещано име(въглища + вода). Крайният продукт на въглехидратния метаболизъм е вода и въглероден диоксид. Монозахаридите се различават по своите свойства (и имена) в зависимост от това колко въглеродни атома има в молекулата, как е сгъната в пръстен и как са огънати ъглите на получения петоъгълник или шестоъгълник.

Когато две монозахаридни молекули се комбинират, се образуват дизахариди; полизахаридите се състоят от прави или разклонени вериги от монозахаридни молекули с различна дължина. Една молекула животински въглехидрати, гликоген, може да съдържа до 1 милион монозахариди.

Експерти Световна организацияздраве (СЗО, 2002) предложи опростена класификация на въглехидратите:
Класификационни групи Въглехидрати
Захари (1-2 мономера):
Монозахариди
Дизахариди
глюкоза, фруктоза, галактоза
захароза, лактоза
Олигозахариди (3-9 мономера): малтодекстрини
Полизахариди (повече от 9 мономера):
нишесте
нескорбелни полизахариди
амилоза, амилопектин
целулоза, пектин

Глюкозата е най-важният прост въглехидрат
Най-важният от всички монозахариди е глюкозата, тъй като тя е структурна единица (градивен елемент) за изграждането на повечето хранителни ди- и полизахариди. Моно-, ди- и полизахаридите идват при нас с храната. Монозахаридите се абсорбират в червата. По време на движението си през стомашно-чревния тракт полизахаридите се разграждат на отделни монозахаридни молекули и се абсорбират в кръвта. тънко черво. С кръв портална венаПо-голямата част от глюкозата (около половината) от червата навлиза в черния дроб, останалата част от глюкозата се транспортира през общия кръвен поток до други тъкани. Концентрацията на глюкоза в кръвта обикновено се поддържа на постоянно ниво и възлиза на 3,33-5,55 µmol/l, което съответства на 80-100 mg в 100 ml кръв.Транспортът на глюкоза в клетките се регулира в много тъкани от панкреатичен хормон - инсулин. В клетката чрез многоетапни химични реакции глюкозата се превръща в други вещества, които в крайна сметка се окисляват до въглероден диоксид и вода, освобождавайки енергия, която тялото използва за поддържане на живота. Ако нивото на кръвната Ви захар се понижи или висока концентрацияи невъзможността за употреба, както се случва при диабет, възниква сънливост и може да настъпи загуба на съзнание (хипогликемична кома).

Без наличието на инсулин глюкозата няма да влезе в клетката и няма да се използва като гориво. В този случай мазнините обикновено се използват като гориво (това е характерно за хората с диабет). Скоростта, с която глюкозата навлиза в тъканите на мозъка и черния дроб, не зависи от инсулина и се определя само от концентрацията му в кръвта. Тези тъкани се наричат ​​инсулинонезависими.

Фруктозата е вкусен въглехидрат
Той е един от най-разпространените плодови въглехидрати. За разлика от глюкозата, той може да проникне от кръвта в тъканните клетки без участието на инсулин. Поради тази причина фруктозата се препоръчва като най-безопасният източник на въглехидрати за диабетици. Част от фруктозата навлиза в чернодробните клетки, които я превръщат в по-универсално „гориво“ - глюкоза, така че фруктозата също може да повиши нивата на кръвната захар, макар и в много по-малка степен от другите прости захари. Фруктозата се превръща по-лесно в мазнини от глюкозата. Основното предимство на фруктозата е, че е 2,5 пъти по-сладка от глюкозата и 1,7 пъти по-сладка от захарозата. Използването му вместо захар ви позволява да намалите общия прием на въглехидрати.

Галактоза - млечен въглехидрат
Не се среща в свободна форма в продуктите. Образува с глюкозата дизахарид – лактоза (млечна захар) – основният въглехидрат на млякото и млечните продукти.

лактоза
Разделя се на стомашно-чревния трактдо глюкоза и галактоза под действието на ензима лактаза. Дефицитът на този ензим води до непоносимост към мляко при някои хора. Дефицитът на този ензим се среща при приблизително 40% от възрастното население. Несмляната лактоза е добро хранително вещество за чревна микрофлора. Възможно е прекомерно образуване на газ, коремът се "издува". IN ферментирали млечни продуктиПовечето лактоза е ферментирала до млечна киселина, така че хората с непоносимост към лактаза могат да понасят ферментирали млечни продукти без неприятни последици. В допълнение, млечнокисели бактерии във ферментиралите млечни продукти потискат активността на чревната микрофлора и намаляват неблагоприятните ефекти на лактозата.

Захарозата е "празен" въглехидрат
Дизахаридът, образуван от молекулите на глюкозата и фруктозата, е захароза. Съдържанието на захароза в захарта е 95%. Захарта се разгражда бързо в стомашно-чревния тракт, глюкозата и фруктозата се абсорбират в кръвта и служат като източник на енергия и най-важният прекурсор на гликоген и мазнини. Често се нарича „носител на празни калории“, тъй като захарта е чист въглехидрат, не съдържа други хранителни вещества, като например витамини, минерални соли.При свързването на две молекули глюкоза се образува малтоза - малцова захар. Съдържа мед, малц, бира, меласа и хлебни и сладкарски изделия, произведени с добавка на меласа.

Всички полизахариди, присъстващи в човешката храна, с редки изключения, са полимери на глюкозата. Основното средство за отлагане (натрупване) на въглехидрати в растенията е полизахарид - нишесте. При животните това е гликоген.

Нишестето е често срещан въглехидрат
Основният смилаем полизахарид. Той представлява до 80% от въглехидратите, консумирани в храната.Източникът на нишесте е билкови продукти, главно зърнени храни: зърнени храни, брашно, хляб и картофи. Зърнените култури съдържат най-много нишесте: от 60% в елдата (ядрото) до 70% в ориза. В зърнените култури най-малко количество нишесте се намира в овеса и неговите преработени продукти: овесени ядки, овесена каша"Херкулес" - 49%. Пастата съдържа от 62% до 68% нишесте, хлябът от ръжено брашно, в зависимост от вида - от 33% до 49%, пшеничен хляби други продукти от пшенично брашно - от 35% до 51% нишесте, брашно - от 56% (ръж) до 68% (първокласна пшеница). Има много нишесте бобови продукти- от 40% в лещата до 44% в граха. Поради тази причина сух грах, боб, леща и нахут се класифицират като бобови растения. Отделно се отличават соята, която съдържа само 3,5% нишесте и соевото брашно (10,0-15,5%). Защото високо съдържаниенишестето в картофите (15-18%) в диетологията се класифицира не като зеленчук, където основните въглехидрати са представени от моно- и дизахариди, а като нишестен продукт заедно със зърнени и бобови растения.

Основната разлика между полизахаридите е, че когато нишестето се смила в стомашно-чревния тракт, настъпва ензимно разграждане и образуване на монозахариди, основният от които е глюкозата. Разграждането на нишестето започва в устната кухина с участието на слюнката, която частично разгражда молекулярните връзки, образувайки молекули, по-малки от нишестето - декстрини. И тогава процесът на храносмилане се извършва постепенно в целия стомашно-чревен тракт.Молекулата на гликогена съдържа до 1 милион глюкозни остатъци, следователно значително количество енергия се изразходва за синтез. Необходимостта от превръщане на глюкозата в гликоген се дължи на факта, че натрупването на значително количество глюкоза в клетката би довело до повишаване на осмотичното налягане, тъй като глюкозата е силно разтворимо вещество. Напротив, гликогенът се съдържа в клетката под формата на гранули и е слабо разтворим. Разграждането на гликогена - гликогенолиза - се случва между храненията. Гликогенът е удобна форма за съхранение на въглехидрати, която има активно разклонена структура, която ви позволява бързо и ефективно да разграждате гликогена до глюкоза и бързо да го използвате като източник на енергия.

Гликоген - резервен въглехидрат
Основната форма на съхранение на въглехидрати при животните. Гликогенът се съхранява главно в черния дроб (до 6% от масата на черния дроб) и в мускулите, където съдържанието му рядко надвишава 1%. Резервите от въглехидрати в тялото на нормален възрастен (с тегло 70 kg) след хранене са около 327 g:
чернодробен гликоген 4,0% = 72 g (тегло на черния дроб 1800 g);
мускулен гликоген 0,7% = 245 g (мускулна маса 35 kg);
извънклетъчна глюкоза 0,1% = 10 g (общ обем на извънклетъчната течност 10 l).

Функцията на мускулния гликоген е, че той е лесно достъпен източник на глюкоза, използвана в енергийните процеси в самия мускул. Чернодробният гликоген се използва за поддържане физиологични концентрацииглюкоза в кръвта, особено между храненията. 12-18 часа след хранене запасите от гликоген в черния дроб са почти напълно изчерпани. Съдържанието на мускулен гликоген намалява забележимо само след продължително и изтощително натоварване. физическа работа.

Диетични фибри - сложни въглехидрати
Това е комплекс от въглехидрати: фибри (целулоза), хемицелулоза, пектини, гуми (гума), слуз, а също и невъглехидратен лигнин. По този начин диетичните фибри са голяма група вещества с различно химично естество, чийто източник са растителни продукти. Някои автори класифицират аминозахарите от гъби и ракообразни като диетични фибри, като хитин и хитозан.

Има много диетични фибри в трици, пълнозърнесто брашно и хляб от него, зърнени храни с черупки, бобови растения и ядки. Има по-малко диетични фибри в повечето зеленчуци, плодове и горски плодове и особено в хляба от фино брашно, тестените изделия и белените зърнени култури (ориз, гриси т.н.)

Въглехидратиса основният източник на енергия за тялото, като тялото приема около 60% от тази енергия под формата на въглехидрати, а останалата част под формата на протеини и мазнини. В същото време въглехидратите се намират главно в храните растителен произход. Но все пак какво представляват въглехидратите.

Въглехидратите в хранителните продукти се делят на прости въглехидрати, Това:

• монозахариди (фруктоза, глюкоза, галактоза),
• дизахариди (лактоза, захароза).

В допълнение, те включват сложни въглехидрати, а това са полизахариди, включително гликоген, нишесте, фибри и пектин.

Прости въглехидратиЛесно разтворими във вода, те се абсорбират доста бързо. Те се разпознават лесно по отчетливия си сладък вкус и се класифицират като захари.

Въглехидратна глюкоза

Най-често срещаният монозахарид е глюкозата. Той е част от много плодове и горски плодове, но също така се произвежда в тялото в резултат на разграждането на хранителното нишесте и дизахариди. Глюкозата се използва най-добре в тялото за образуване на гликоген; тя захранва мозъчната тъкан и работещите мускули, поддържа желаното ниво на захар в кръвта и създава резерв от чернодробен гликоген. , като източник на енергия.

Ползи от фруктозата

Фруктозаима същите свойства като глюкозата, но се абсорбира малко по-бавно в червата и когато влезе в кръвта, напуска кръвния поток сравнително бързо. Фруктозата в значително количество (до 80%) се задържа в черния дроб и не пренасища кръвта със захар. В черния дроб фруктозата се превръща по-лесно в гликоген, който може да се сравни с глюкозата. от захарозата и е по-сладка. Това свойство се използва за намаляване на количеството му, когато се постигне желаният ред на сладост на продуктите, което позволява намаляване на общата консумация на захар. Това е важно, когато се предписват диети с намалено съдържание на калории. Фруктозата се намира главно в плодовете, горските плодове и сладките зеленчуци.

Голям хранителен източник на глюкоза и фруктоза е медът, съдържащ 36,2% глюкоза и 37,1% фруктоза. Цялата захар в дините е фруктоза, съдържа 8%. В семковите плодове също има фруктоза, но в костилковите, които включват праскови, кайсии и сливи, има глюкоза.

Прости въглехидрати галактоза и захароза

Галактозата е резултат от разграждането на лактозата - основният въглехидрат на млякотои не се намира в свободна форма в хранителните продукти.

От дизахаридите в човешката храна присъства главно захарозата, която при хидролиза се разпада на глюкоза и фруктоза.

захароза- Това е много важен продукт, получен от захарна тръстика и цвекло. Гранулираната захар съдържа захароза до 99,75%. Естествени доставчици на захароза са пъпешите, както и някои зеленчуци и плодове. Веднъж попаднала в тялото, захарозата лесно се разпада на монозахариди. Това обаче се случва, когато консумираме суров сок от цвекло или тръстика. Обикновената захар се смила много по-трудно.

Млечна захар - лактоза

Млечната захар - лактозата - е основният въглехидрат в млечните продукти. Много е голям в началото детство, докато млякото е . Ако ензимът, който разгражда лактозата до глюкоза и галактоза, е намален или липсва, възниква непоносимост към мляко в стомашно-чревния тракт.

Сложни въглехидрати- полизахариди, имат сложна молекулна структура и слаба разтворимост във вода. Това са гликоген, нишесте, пектин и фибри.

Въглехидратна малтоза

Малцова захар - Малтозата е междинно вещество, което възниква по време на разграждането на нишестето и гликогена в стомашно-чревния тракт. В свободна форма може да се определи в мед, бира, малц, меласа и покълнали зърна.

Най-важният доставчик на въглехидрати е нишесте. Нишестето на суровите растения прогресивно се разпада на храносмилателен трактчовешкото тяло, а гниенето започва в устата. Слюнката в устата започва да я превръща в малтоза. Защото дъвчейки старателнохраната и нейната обработка със слюнка са много важни.

Винаги трябва да използвате продукти, които съдържат естествена глюкоза, фруктоза и захароза. Най-много захар има в зеленчуците, плодовете и сушените плодове, но освен това я има и в покълналите зърна.