Всё про простые углеводы и сложные углеводы. Глюкоза это углевод
Углеводы. Виды углеводов. Гликемический индекс. | steelbros.ru
Углеводы в продуктах питания.Углеводы являются основным и легко доступным источником энергии для организма человека. Все углеводы представляют собой сложные молекулы состоящие из углерода(С), водорода(H) и кислорода(O), название происходит от слов «уголь» и «вода».
Из известных нам основных источников энергии, можно выделить три:
- углеводы ( до 2% запасов )- жиры ( до 80% запасов )- белки ( до 18% запасов )
Углеводы являются самым быстрым топливом, которое в первую очередь используется для производства энергии, но их запасы очень малы (в среднем 2% от общего объема) т.к. для их накопления требуется много воды (для задержки 1г углеводов нужно 4г воды), а для отложения жиров вода не требуется.
Основные запасы углеводов хранятся в организме в виде гликогена ( сложный углевод ). Большая его масса содержится в мышцах (около 70%), остальное в печени (30%).Все остальные функции углеводов а так же их химическое строение вы можете узнать тут
Углеводы в продуктах питания, классифицируются следующим образом.
Виды углеводов.
Углеводы, в простой классификации делятся на два основных класса: простые и сложные. Простые, в свою очередь состоят из моносахаридов и олигосахаридов, сложные из полисахаридов и волокнистых.
Простые углеводы.
МоносахаридыГлюкоза («виноградный сахар», декстроза).Глюкоза – наиболее важный из всех моносахаридов, так как она является структурной единицей большинства пищевых ди- и полисахаридов. В организме человека глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Способностью усваивать глюкозу обладают все клетки организма животных. В то же время, способностью использовать другие источники энергии — например, свободные жирные кислоты и глицерин, фруктозу или молочную кислоту — обладают не все клетки организма, а лишь некоторые их типы. В процессе обмена веществ они расщепляются на отдельные молекулы моносахаридов, которые в ходе многостадийных химических реакций превращаются в другие вещества и в конечном итоге окисляются до углекислого газа и воды – используются как «топливо» для клеток. Глюкоза – необходимый компонент обмена углеводов. При снижении ее уровня в крови или высокой концентрации и невозможности использования, как это происходит при диабете, наступает сонливость, может наступить потеря сознания ( гипогликемическая кома ).Глюкоза «в чистом виде», как моносахарид, содержится в овощах и фруктах. Особенно богаты глюкозой виноград – 7,8%, черешня, вишня – 5,5%, малина – 3,9%, земляника – 2,7%, слива – 2,5%, арбуз – 2,4%. Из овощей больше всего глюкозы содержится в тыкве – 2,6%, в белокочанной капусте – 2,6%, в моркови – 2,5%.Глюкоза обладает меньшей сладостью, чем самый известный дисахарид – сахароза. Если принять сладость сахарозы за 100 единиц, то сладость глюкозы составит 74 единицы.
Фруктоза (фруктовый сахар).Фруктоза является одним из самых распространенных углеводов фруктов. В отличие от глюкозы она может без участия инсулина (гормон, который снижает уровень глюкозы в крови) проникать из крови в клетки тканей. По этой причине фруктоза рекомендуется в качестве наиболее безопасного источника углеводов для больных диабетом. Часть фруктозы попадает в клетки печени, которые превращают ее в более универсальное «топливо» - глюкозу, поэтому фруктоза тоже способна повышать сахара в крови, хотя и в значительно меньшей степени, чем другие простые сахара. Фруктоза легче, чем глюкоза, способна превращаться в жиры. Основным преимуществом фруктозы является то, что она в 2,5 раза слаще глюкозы и в 1,7 – сахарозы. Ее применение вместо сахара позволяет снизить общее потребление углеводов.Основными источниками фруктозы в пище являются виноград – 7,7%, яблоки – 5,5%, груши – 5,2%, вишня, черешня – 4,5%, арбузы – 4,3%, черная смородина – 4,2%, малина – 3,9%, земляника – 2,4%, дыни – 2,0%. В овощах содержание фруктозы невелико – от 0,1% в свекле до 1,6% в белокочанной капусте. Фруктоза содержится в меде – около 3,7%. Достоверно доказано, что фруктоза, обладающая значительно более высокой сладостью, чем сахароза, не вызывает кариеса, которому способствует потребление сахара.
Галактоза (разновидность молочного сахара).Галактоза в продуктах в свободном виде не встречается. Она образует дисахарид с глюкозой – лактозу ( молочный сахар ) – основной углевод молока и молочных продуктов.
Олигосахариды
Сахароза (столовый сахар).Сахароза – это дисахарид (углевод состоящий из двух компонентов), образованный молекулами глюкозы и фруктозы. Самый распостраненный вид сахарозы это – сахар. Содержание сахарозы в сахоре – 99.5%, фактически сахар это чистая сахароза.Сахар быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте, глюкоза и фруктоза всасываются в кровь и служат источником энергии и наиболее важным предшественником гликогена и жиров. Его часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углевод и не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли. Из растительных продуктов больше всего сахарозы содержится в свекле – 8,6%, персиках – 6,0%, дынях – 5,9%, сливах – 4,8%, мандаринах – 4,5%. В овощах, кроме свеклы, значительное содержание сахарозы отмечается в моркови – 3,5%. В остальных овощах содержание сахарозы колеблется от 0,4 до 0,7%. Кроме собственно сахара, основными источниками сахарозы в пище являются варенье, мед, кондитерские изделия, сладкие напитки, мороженое.
Лактоза (молочный сахар).Лактоза расщепляется в желудочно-кишечном тракте до глюкозы и галактозы под действием фермента лактазы. Дефицит этого фермента у некоторых людей приводит к непереносимости молока. Нерасщепленная лактоза служит хорошим питательным веществом для кишечной микрофлоры. При этом возможно обильное газообразование, живот «пучит». В кисломолочных продуктах большая часть лактозы сброжена до молочной кислоты, поэтому люди с лактазной недостаточностью могут переносить кисломолочные продукты без неприятных последствий. Кроме того, молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах подавляют деятельность кишечной микрофлоры и снижают неблагоприятные действия лактозы.Галактоза, образующаяся при расщеплении лактозы, превращается в печени в глюкозу. При врожденном наследственном недостатке или отсутствии фермента, превращающего галактозу в глюкозу, развивается тяжелое заболевание - галактоземия, которая ведет к умственной отсталости.Содержание лактозы в коровьем молоке составляет 4,7%, в твороге – от 1,8% до 2,8%, в сметане – от 2,6 до 3,1%, в кефире – от 3,8 до 5,1%, в йогуртах – около 3%.
Мальтоза (солодовый сахар).Образуется при соединении двух молекул глюкозы. Содержится в таких продуктах как: солод, мед, пиво, патока, хлебобулочные и кондитерские изделия изготовленные с добавлением патоки.
Атлетам следует избегать приема глюкозы в чистом виде и продуктов богатых простыми сахарами в больших количествах, так как они запускают процесс образования жира.
Сложные углеводы.
Сложные углеводы состоят в основном из повторяющихся звеньев соединений глюкозы. (полимеры глюкозы)Полисахариды
Растительные полисахариды (крахмал).Крахмал – основной из перевариваемых полисахаридов, он представляет собой сложную цепочку, состоящую из глюкозы. На его долю приходится до 80% потребляемых с пищей углеводов. Крахмал - это сложный или "медленный" углевод, поэтому он является предпочтительным источником энергии как при наборе массы, так и при похудении. В желудочно-кишечном тракте крахмал поддается гидролизу (разложение вещества под действием воды) расщепляется на декстрины (фрагменты крахмала), а в итоге на глюкозу и уже в таком виде усваивается организмом.Источником крахмала служат растительные продукты, в основном злаковые: крупы, мука, хлеб, а также картофель. Больше всего крахмала содержат крупы: от 60% в гречневой крупе ( ядрице ) до 70% - в рисовой. Из злаков меньше всего крахмала содержится в овсяной крупе и продуктах ее переработки: толокне, овсяных хлопьях «Геркулес» - 49%. Макаронные изделия содержат от 62 до 68% крахмала, хлеб из ржаной муки в зависимости от сорта – от 33% до 49%, пшеничный хлеб и другие изделия из пшеничной муки – от 35 до 51% крахмала, мука – от 56 ( ржаная ) до 68% ( пшеничная высшего сорта ). Крахмала много и в бобовых продуктах – от 40% в чечевице до 44% в горохе. А так же можно отметить не малое содержание крахмала в картофеле (15-18%).
Животные полисахариды (гликоген).Гликоген - состоит из сильно разветвленных цепочек молекул глюкозы. После приема пищи в кровь начинает поступать большое количество глюкозы и организм человека запасает излишки этой глюкозы в виде гликогена. Когда уровень глюкозы в крови начинает снижаться (например при выполнении физических упражнений), организм с помощью ферментов расщепляет гликоген, в результате чего уровень глюкозы остается в норме и органы (в том числе, мышцы во время тренировки) получают достаточное ее количество для производства энергии. Гликоген откладывается главным образом в печени и мышцах.Он в небольших количествах содержится в животных продуктах (в печени 2-10%, в мышечной ткани – 0,3-1%). Общий запас гликогена составляет 100-120 г. В бодибилдинге имеет значение только тот гликоген, который содержится в мышечной ткани.
Волокнистые
Пищевая клетчатка ( неусваиваемые, волокнистые)Пищевая клетчатка или пищевые волокна относится к питательным веществам, которые, подобно воде и минеральным солям, не обеспечивают организм энергией, но играет огромную роль в его жизнедеятельности. Пищевая клетчатка, которая содержится главным образом в растительных продуктах с низким или очень низким содержанием сахара. Обычно она объединяется с другими питательными веществами.
Виды клетчатки.
Целлюлоза и ГемицеллюлозаЦеллюлоза присутствует в непросеянной пшеничной муке, отрубях, капусте, молодом горохе, зеленых и восковидных бобах, брокколи, брюссельской капусте, в огуречной кожуре, перцах, яблоках, моркови.Гемицеллюлоза содержится в отрубях, злаковых, неочищенном зерне, свекле, брюссельской капусте, зеленых побегах горчицы.Целлюлоза и гемицеллюлоза впитывают воду, облегчая деятельность толстой кишки. В сущности, они «придают объем» отходам и быстрее продвигают их по толстому кишечнику. Это не только предотвращает возникновение запоров, но и защищает от дивертикулеза, спазматического колита, геморроя, рака толстой кишки и варикозного расширения вен.ЛигнинДанный тип клетчатки встречается в злаковых, употребляемых на завтрак, в отрубях, лежалых овощах ( при хранении овощей содержание лигнина в них увеличивается, и они хуже усваиваются ), а также в баклажанах, зеленых бобах, клубнике, горохе, редисе.Лигнин уменьшает усваиваемость других волокон. Кроме того, он связывается с желчными кислотами, способствуя снижению уровня холестерина, и ускоряет прохождение пищи через кишечник.
Камеди и ПектинКамеди содержится в овсяной каше и других продуктах из овса, в сушеных бобах.Пектин присутствует в яблоках, цитрусовых, моркови, цветной и кочанной капусте, сушеном горохе, зеленых бобах, картофеле, землянике, клубнике, фруктовых напитках.Камеди и пектин влияют на процессы всасывания в желудке и тонком кишечнике. Связываясь с желчными кислотами, они уменьшают всасывание жира и снижают уровень холестерина. Задерживают опорожнение желудка и, обволакивая кишечник, замедляют всасывание сахара после приема пищи, что полезно для диабетиков, так как снижает необходимую дозу инсулина.
Зная виды углеводов, и их функции, возникает следующий вопрос –
Какие углеводы и сколько употреблять в пищу ?
В большинстве продуктов основным составляющим являются углеводы, поэтому с их получением из пищи ни каких проблем возникнуть не должно, поэтому в суточном рационе большинства людей основную часть составляют именно углеводы.У углеводов, которые попадают в наш организм с пищей, существует три пути метаболизма:
1) Гликогенез (поступившая сложностаставная углеводная пища в наш желудочно-кишечный тракт расщепляется на глюкозу, а затем запасается в виде сложных углеводов – гликогена в клетках мышц и печени, и используется как резервный источник питания, когда концентрация глюкозы в крови низкая)2) Глюконеогенез (процесс образования в печени и корковом веществе почек (около 10%) - глюкозы, из аминокислот, молочной кислоты, глицерина)3) Гликолиз (расщепление глюкозы и других углеводов с выделением энергии)
Метаболизм углеводов в основном определяется наличием глюкозы в кровотоке, этого важного и универсального источника энергии в организме. Наличие же глюкозы в крови, зависит от последнего приема и питательного состава пищи. То есть если вы недавно позавтракали, то концентрация глюкозы в крови будет высокой, если продолжительное время воздерживаетесь от еды – низкой. Меньше глюкозы – меньше энергии в организме, это очевидно, вот почему на голодный желудок ощущается упадок сил. В то время, когда содержание глюкозы в кровотоке низкое, а это очень хорошо наблюдается в утренние часы, после продолжительного сна, в течении которого вы ни как не поддерживали уровень имеющейся глюкозы в крови порциями углеводной пищи, запускается подпитка организма в состоянии голодания с помощью гликолиза - 75%, и на 25% с помощью глюконеогенеза, то есть расщеплением сложных запасенных углеводов, а так же аминокислот, глицерина и молочной кислоты.Так же, не мало важное значение в регулировании концентрации глюкозы в крови оказывает гормон поджелудочной железы – инсулин. Инсулин транспортный гормон, он разносит излишки глюкозы в клетки мышц и другие ткани организма, тем самым регулируя максимальный уровень глюкозы в крови. У людей склонных к полноте, которые не следят за своей диетой, излишки поступающих с пищей углеводов в организм инсулин преобразует в жир, в основном это характерно для быстрых углеводов.Что бы выбрать правильные углеводы из всего разнообразия пищи используется такое понятие как – гликемический индекс.
Гликемический индекс – это скорость всасывания поступаемых с пищей углеводов в кровоток и инсулиновая реакция поджелудочной железы. Он показывает влияние продуктов на уровень сахара в крови. Этот индекс измеряется по шкале от 0 до 100, зависит от видов продуктов, разные углеводы по разному усваиваются, какие то быстро, и соответственно у них будет гликемический индекс высокий, какие то медленно, эталоном быстрого всасывания, является чистая глюкоза, у нее гликемический индекс равен 100.
ГИ продукта зависит от некоторых факторов:
- Вид углеводов (простые углеводы обладают высоким ГИ, сложные – низким)- Количество клетчатки (чем ее больше в пище, тем ниже ГИ)- Способ обработки продуктов (например при тепловой обработке повышается ГИ)- Содержание жиров и белков (чем больше их в пище, тем ниже ГИ)
Существуют множество различных таблиц определяющих гликемический индекс продуктов, вот одна из них:
Таблица гликемических индексов продуктов позволяет вам принимать правильные решения, выбирая, какие продукты включить в ваш дневной рацион, а какие сознательно исключить.Принцип простой: чем выше гликемический индекс, тем реже включайте такие продукты в ваш рацион. И наоборот, чем ниже гликемический индекс, тем чаще употребляйте в пищу такие продукты.
Однако быстрые углеводы нам тоже пригодятся в таких важных приемах пищи как:
- с утра (после продолжительного сна концентрация глюкозы в крови очень низкая, и ее необходимо восполнить как можно быстрее, что бы не дать организму получать необходимую энергию для жизнедеятельности с помощью аминокислот, путем разрушения мышечных волокон)- и после тренировки (когда затраты энергии на интенсивный физический труд значительно снижают концентрацию глюкозы в крови, после тренировки идеальный вариант принимать быстрее углеводы, для максимально быстрого восполнения их и препятствию катаболизма)
Сколько употреблять углеводов?
В бодибилдинге и фитнесе углеводы должны составлять не меньше 50% от всех питательных веществ ( естественно мы не рассматриваем «сушку» или похудение ).Существует масса причин для того, чтобы нагрузить себя большим количеством углеводов, в особенности если речь идет о цельных, необработанных продуктах. Однако в первую очередь вы должны понимать, что у способности организма накапливать их существует некий предел. Представьте себе бензобак: он может вместить в себя лишь определенное количество литров бензина. Если вы попробуете влить в него больше, лишний неизбежно прольется. Как только запасы углеводов преобразовались в необходимое количество гликогена, печень начинает перерабатывать их излишки в жир, который затем хранится под кожей и в других частях тела.Объем мышечного гликогена, который вы можете хранить, зависит от степени вашей мышечной массы. Подобно тому, как одни бензобаки бывают больше других, отличаются и мышцы у разных людей. Чем вы мускулистее, тем большее количество гликогена может хранить ваш организм.Чтобы убедиться в том, что вы получаете правильное количество углеводов — не больше положенного, — подсчитайте свое суточное их потребление по следующей формуле. Для наращивания мышечной массы в сутки вам следует принимать -
7г углеводов на килограмм собственного веса (умножьте свой вес в килограммах на 7).
Подняв уровень потребления углеводов до необходимого, вы должны добавить дополнительную силовую нагрузку. Обильное количество углеводов при занятиях бодибилдингом обеспечит вас большей энергией, позволяющей заниматься интенсивнее и дольше и достигать лучших результатов.Рассчитать свой дневной рацион можно подробней изучив эту статью тут
steelbros.ru
Всё о простых углеводах и сложных углеводах. Где и какие содержатся углеводы
Все углеводы можно разделить по своей структуре химической на простые углеводы, так называемые моносахариды и дисахариды, и на сложные углеводы – полисахариды.
Простые углеводы (сахара)
Простые углеводы в молоке находятся, в фруктах и некоторых овощах.
Глюкоза – это основной простой углевод, из всех моносахаридов наиболее важный. Простой углевод глюкоза — это структурная единица в большинстве дисахаридов и полисахаридов. При процессе обмена веществ они на отдельные молекулы моносахаридов расщепляются, которые в процессе химических реакций многостадийных в другие вещества преобразуются, и, в конечном счете, окисляются до воды и углекислого газа – используются для клеток как «топливо».
Глюкоза в обмене углеводов – необходимый компонент. В нашей крови в норме должен постоянный уровень глюкозы поддерживаться. Это нужно, чтобы обеспечивать ею питание клеток, глюкозу в клетки доставляет инсулин. Если её уровень в крови снижен или наоборот высокой концентрации, и её невозможно использовать, как это при диабете происходит, сонливость наступает, могут случаться и потери сознания (гипогликемическая кома). Понижение ещё чувство голода вызывает. За повышением постоянно идёт резкое снижение (это организм так реагирует), это тем важно знать, кто похудеть хочет или поддерживать в норме свой вес.
Как моносахарид, глюкоза «в чистом» виде в овощах и фруктах содержится. Особо глюкозой богат виноград – 7,8%, в черешне и вишне – 5,5%, в малине – 3,9% земляника имеет – 2,7%, слива – 2,5%, а в арбузе 2,4%. Среди овощей более всего глюкозы имеется в тыкве – 2,6%, столько же в белокочанной капусте – 2,6%, и в моркови – 2,5%.
Глюкоза меньшей сладостью обладает, по сравнению с самым известным дисахаридом – сахарозой. Если сладость сахарозы за 100 единиц принять, то сахароза будет иметь 74 единицы.
Фруктоза во фруктах содержится, и чем её больше, тем слаще фрукт. Она отличается от глюкозы тем, что без участия инсулина может из крови проникать в клетки тканей. Поэтому рекомендуется фруктоза для больных диабетом, как безопасный источник углеводов. Некоторая часть глюкозы в клетки печени попадает, где она превращается в глюкозу, а посему фруктоза также может сахар в крови повышать, но в гораздо меньшей мере, в сравнении с другими простыми сахарами. Фруктоза способна проще в жиры превращаться, чем глюкоза. Одно из достоинств фруктозы, что она слаще глюкозы в 2,5 раза и сахарозы в 1,7. Использование её замес-то сахара помогает общее потребление углеводов снизить.
В пище основные источники фруктозы – это виноград – 7,7%, яблоки содержат – 5,5%, в грушах – 5,2%, черешни, вишня – 4,5%, в арбузе – 4,3%, смородина чёрная – 4,2%, в малине – 3,9%, в землянике – 2,4%, дыни – 2,0%. Содержание фруктозы в овощах небольшое – в свекле от 0,1% до 1,6% в капусте белокочанной. В мёде фруктозы содержится около – 3,7%. Считается, что фруктоза характеризующаяся большей сладостью, нежели сахароза, кариеса не вызывает, коему потребление сахара способствует.
Галактоза в свободном виде в продуктах не встречается. Она вместе с глюкозой образует дисахарид лактозу – молочный сахар, — это основной углевод в молоке и молочных продуктах.
Глюкоза под действием фермента лактазы в ЖКТ расщепляется до лактозы и глюкозы. При дефиците этого фермента у некоторых людей может вызвать непереносимость молока. Для кишечной микрофлоры нерасщеплённая лактоза хорошим питательным веществом служит. В таком случае нерасщеплённая лактоза к газообразованию может привезти и другим проблемам с кишечником. Кисломолочные продукты лучше переносятся людьми с дефицитом фермента лактазы, потому как большая часть лактозы в молочную кислоту превращена.
Галактоза, образованная при расщеплении лактозы, в печени превращается в глюкозу. При отсутствии или врождённом наследственном недостатке фермента, преобразующего галактозу в глюкозу, развивается тяжкий недуг – галактоземия, и она к умственной отсталости ведёт.
В коровьем молоке лактозы содержится 4,7%, от 1,8% до 2,8% в твороге, в сметане от 2,6 до 3,1%, в йогуртах примерно – 3%, в кефире – от 3,8 до 5,1%.
Сахароза – это дисахарид (простой углевод) молекулами фруктозы и глюкозы образованный. В сахаре содержание сахарозы 99,5%.
Сахар в ЖКТ быстро расщепляется, фруктоза и глюкоза в кровь всасываются и источником энергии служат, и особо важным предшественником гликогена и жиров. Сахар ещё именуют «носителем пустых калорий», потому, что сахар это чистый углевод, не имеющий иных питательных веществ. Среди растительных продуктов сахарозы содержится больше всего в свекле – 8,6%, 6% — в персиках, в дыне – 5,9%, сливы – 4,8% содержат, мандарины – 4,5%. Кроме свеклы среди овощей приличное содержание сахарозы имеется в моркови – 3,5%. Остальные овощи содержат сахарозу в пределах от 0.4 до 0,7%. Помимо сахара, источником сахарозы является мёд, варенье. Кондитерские изделия, сладкие напитки и мороженное.
Мальтоза – это солодовый сахар, образуется при слиянии двух молекул глюкозы. Простой углевод мальтоза содержится в мёде, патоке, пиве и пр.
Сложные углеводы – полисахариды
Почти все полисахариды, за редким исключением, которые есть в пище человека – это полимеры глюкозы. У растений сложные углеводы в виде целлюлозы и крахмала представлены, у животных в виде гликогена.
Крахмал – является основным из перевариваемых полисахаридов. До 80% получаемых с пищей сложных углеводов приходится на его долю. Растительные продукты служат источником крахмала, в основном это злаковые: крупы, картофель, мука, хлеб. Крахмала больше всего крупы содержат: это от 60% в гречневой круп, и до 70% — в рисовой. Среди злаков содержится меньше всего крахмала в овсяной крупе и продуктах её переработки: овсяных хлопьях, толокне – 49%. В макаронных изделиях содержится 62-68% крахмала, ржаной хлеб в зависимости от сорта муки – 33-49%, хлеб пшеничный и изделия из муки пшеничной – 35-51% крахмала. В бобовых продуктах также много крахмала – от 40% в чечевице и до 44%в горохе. Сухие фасоль, горох, чечевицу по этой причине к зернобобовым относят. А вот соя особняком стоит, она содержит крахмала от 3,5% и мука из неё10-15%. Из-за того, что в картофеле высокое содержание крахмала (15-18%), в диетологии его относят к крахмалистым продуктам, т.е. наравне со злаковыми, а не к овощам, где основные углеводы моносахариды и дисахариды.
В виде инулина – полимера фруктозы топинамбур и кое-какие другие растения углеводы содержат. При диабете и для его профилактике рекомендуют продукты с добавкой инулина, потому, что фруктоза на поджелудочную железу даёт меньшую нагрузку нежели другие сахара.
Гликоген – это «животный крахмал», он состоит из сильно разветвлённых цепочек глюкозы. В животных продуктах гликоген содержится в небольших количествах: печень 2-10%, мышечная ткань – 0,3-1%. Мышечный гликоген используется в основном при активной физической нагрузке самими мышцами. А гликоген хранящийся в печени должен поддерживать уровень глюкозы в крови, когда мы долго не едим.
Рекомендовано к прочтению:
lubim-zhizn.ru
глюкоза и сахароза » mozok.click
Вспомните: качественную реакцию на глицерол (§ 32).
Понятие об углеводах и их классификация
В природе большое значение имеют углеводы (сахариды) — органические соединения с общей формулой Cn(h3O)m (m, n > 3).. Название этого класса соединений происходит от их свойства разлагаться на углерод и воду при нагревании или под действием концентрированной сульфатной кислоты, что также отображено в их общей формуле (рис. 36.1).
Рис. 36.1. Под действием концентрированной сульфатной кислоты углеводы разлагаются на углерод и воду
Углеводы делятся на простые (моносахариды) и сложные (дисахариды и полисахариды) (схема 6). Принципиально они отличаются тем, что сложные углеводы при определенных условиях гидролизуются до простых (разлагаются), а простые уже гидролизоваться не могут. Молекулы дисахаридов состоят из двух, а полисахаридов — из большого количества остатков молекул моносахаридов.
Схема 6. Классификация углеводов
Глюкоза
Глюкоза C6h22O6 — самый распространенный углевод в живой природе, именно она является одним из продуктов процесса фотосинтеза, в результате которого растения накапливают энергию Солнца.
Глюкоза — бесцветное кристаллическое вещество без запаха, плотность — 1,54 г/см3, температура плавления — 146 °С. При нагревании выше этой температуры вещество разлагается, не доходя до точки кипения. Глюкоза сладкая на вкус, но в полтора раза менее сладкая, чем сахароза. Хорошо растворяется в воде: в 100 г воды при 0 °С растворяется 32 г глюкозы, а при 25 °С — 82 г, плохо растворяется в органических растворителях. Ее растворы не проводят электрический ток (глюкоза — неэлектролит).
Молекула глюкозы содержит несколько групп -OH, как глицерол, поэтому, подобно ему, она может взаимодействовать со свежеосажденным купрум(П) гидроксидом (рис. 36.2, а и б):
При нагревании глюкоза разлагается, как и все углеводы, на углерод и воду:
Глюкоза — один из основных продуктов обмена веществ в живых организмах. В природе она образуется в зеленых частях растений в процессе фотосинтеза, который происходит с поглощением солнечного света:
Возможна также и обратная реакция:
Этим уравнением можно описать суммарный процесс, в результате которого все животные получают энергию для своей жизнедеятельности: глюкоза попадает в наш организм вместе с пищей, кислород мы вдыхаем легкими, а продукт реакции — углекислый газ — выдыхаем. Также это уравнение описывает процесс горения и взрыва глюкозы. Поджечь глюкозу достаточно сложно, она горит только в присутствии катализатора, а взрывается при очень сильном измельчении (см. § 20).
В растениях глюкоза превращается в сложные углеводы — крахмал и целлюлозу:
Рис. 36.2. Качественная реакция на глюкозу: а — свежеосажденный купрум(И) гидроксид; б — при наличии глюкозы осадок исчезает, образуется соединение темно-синего цвета
Синтезировать глюкозу методами органической химии гораздо сложнее. Впервые этот синтез реализовал Эмиль Фишер.
С растительной пищей углеводы попадают в организм животных, где они являются основным источником энергии. Так, из 1 г углеводов организм получает около 17 кДж (4 ккал). Если эта энергия не расходуется полностью, организм откладывает ее «про запас», направляя на синтез жиров.
Впервые глюкозу выделили из винограда, поэтому ее также называют виноградным сахаром. В чистом виде глюкоза содержится в сладких ягодах и фруктах: она обусловливает сладость некоторых частей растений (ягод, плодов, корнеплодов и др.). Вместе с фруктозой она содержится в составе меда.
Содержание глюкозы в крови человека составляет около 0,1 %, отклонение этого показателя от нормы свидетельствует о заболевании сахарным диабетом. Содержание глюкозы в крови (часто этот показатель называют просто «сахар в крови») контролируют, проводя клинический анализ крови. Этот анализ можно сделать и дома с помощью специального устройства — глюкометра (рис. 36.4).
Немецкий химик-органик, лауреат Нобелевской премии по химии 1902 года. Высшее образование получил в университетах Бонна и Страсбурга. В 22 года, после защиты диссертации, стал преподавателем Страсбургского университета. Фишер впервые определил строение некоторых органических веществ: кофеина, пурина, мочевой кислоты, глюкозы и фруктозы. Открыл методы их синтеза. Установил особенности реакций с участием ферментов, предложил классификацию белков. За исследования и синтез сахаридов и производных пурина получил Нобелевскую премию. В его честь Немецкое химическое общество учредило медаль Эмиля Фишера.
В промышленности глюкозу добывают гидролизом крахмала или целлюлозы. Но чистая глюкоза не имеет широкого применения. Такую глюкозу используют в различных биологических и биохимических исследованиях. В медицине ее используют для проведения глюкозотолерантного теста — исследования, позволяющего диагностировать сахарный диабет. При некоторых заболеваниях раствор глюкозы вводят человеку внутривенно. В пищевой промышленности в качестве подсластителя ее используют мало: она дороже и менее сладкая, чем сахар.
Для глюкозы характерна реакция брожения. Под действием молочнокислых бактерий из глюкозы образуется молочная кислота:
Эта реакция происходит при скисании молока и является основой изготовления различных молочнокислых продуктов — простокваши, йогуртов, сыра, сметаны и др. Молочнокислое брожение происходит при квашении капусты и других овощей, предотвращает развитие гнилостных бактерий и способствует длительному хранению продуктов. Этот процесс также может происходить в ротовой полости, что вызывает кариес зубов.
Сахароза
Наибольшее значение среди дисахаридов имеет сахароза C12h32O1r Это химическое название обычного сахара, получаемого из сахарной свеклы или сахарного тростника.
Сахароза — бесцветное кристаллическое вещество без запаха, плотность — 1,59 г/см3, температура плавления — 186 °С. Сахароза сладкая на вкус (в полтора раза слаще глюкозы). Очень хорошо растворяется в воде: в 100 г воды при 0 °С растворяется 179 г сахарозы, а при 100 °С — 487 г.
Как и глюкоза, сахароза разлагается при нагревании:
Эта реакция происходит при изготовлении карамели и выпекании пирожных и тортов, благодаря ей образуется сладкая карамелизирован-ная корочка со специфическим привкусом жженого сахара (рис. 36.5).
Как и большинство органических веществ, сахароза может гореть с образованием углекислого газа и воды:
Но если просто пытаться поджечь сахар, то он не воспламенится: для этого нужен катализатор — соли Лития. Сильно измельченный сахар может не только гореть — его взвесь в воздухе может взорваться, о чем говорилось в § 20.
Рис. 36.5. Плавление сахарозы сопровождается изменением цвета и появлением специфического запаха карамели
Сахарозу называют дисахаридом, поскольку молекула сахарозы состоит из остатков молекул двух моносахаридов — глюкозы и фруктозы, соединенных между собой.
При гидролизе сахарозы в кислой среде или под действием ферментов связь между этими остатками разрывается и образуются молекулы глюкозы и фруктозы:
Такое преобразование происходит в организмах пчел: собирая нектар с цветков, они потребляют сахарозу, которая затем гидролизуется. Поэтому мед — это смесь равных количеств глюкозы и фруктозы, конечно, с примесями других веществ (рис. 36.6).
В больших количествах сахароза содержится только в трех растениях: сахарной свекле и сахарном тростнике, используемых для промышленного производства сахара, а также в сахарном клене (из него
получают кленовый сироп). Для привлечения насекомых сахароза в небольшом количестве содержится в нектаре цветов, а также во фруктах и ягодах.
В Украине сахарная промышленность — одна из старейших и самых важных отраслей пищевой промышленности, продукция которой является ценным продуктом экспорта. Значительный вклад в развитие сахарной отрасли в Украине сделал выдающийся украинский ученый Н. А. Бунге.
Выдающийся украинский химик, профессор Киевского университета. Родился в Варшаве. Окончил Киевский университет, в котором с 1870 года преподавал техническую химию. Основные научные достижения относятся к технической химии, в частности виноделию, сахарному производству. Усовершенствовал технологию производства сахара из сахарной свеклы. Исследовал технологию образования сахарных кристаллов, условия образования, состав и преобразование свекольного студня. Организовал техническую школу по сахароварению, опубликовал 33 тома «Ежегодника свеклосахарной промышленности». Был одним из организаторов газового и электрического освещения, а также водоснабжения Киева.
Сегодня в Украине около 100 сахарных заводов с общей максимальной мощностью около 7 млн тонн в год. На этих предприятиях могут производить сахар как из свеклы (местное сырье), так и из тростника (экспортируют обычно из Кубы). Самым большим заводом является Лохвицкий сахарный комбинат (Полтавская область) с ежедневной мощностью 9300 тонн сахара. В последние годы в Украине производят около 2 млн тонн сахара ежегодно, часть которого идет на экспорт.
• Коричневый сахар — это обычный тростниковый сахар, который в процессе производства недочистили от примесей. Интересно, что в его производстве меньше технологических процессов (отсутствует окончательная очистка), в производстве он дешевле, но в продаже гораздо дороже обычного белого сахара.
• Слова «сахароза» и «сахар» происходят от древнеиндийского «саркара», что означает кусочки кристаллического вещества, образующиеся при сгущении сока сахарного тростника.
ЛАБОРАТОРНЫЙ ОПЫТ № 12
Взаимодействие глюкозы с купрум(11) гидроксидом
Оборудование: штатив с пробирками.
Реактивы: растворы глюкозы и сахарозы, CuSO4, NaOH.
Правила безопасности:
• для опытов используйте небольшие количества реактивов;
• остерегайтесь попадания реактивов на кожу, в глаза, на одежду; при попадании едкого вещества смойте его большим количеством воды и протрите поврежденное место разбавленным раствором боратной кислоты.
Получите купрум(П) гидроксид: к 1-2 мл раствора щелочи в пробирке долейте несколько капель раствора купрум(П) сульфата. К образовавшемуся осадку добавляйте по капле раствор глюкозы до растворения осадка купрум(П) гидроксида. Перемешайте смесь. Что происходит? В какой цвет окрашивается раствор? Какие выводы о строении молекул глюкозы можно сделать по результатам опыта?
Повторите опыт, но вместо раствора глюкозы используйте раствор сахарозы. Есть ли отличия в ваших наблюдениях? Изменятся ли результаты опыта, если вместо глюкозы и сахарозы использовать глицерол?
Ключевая идея
Углеводы являются материальными носителями энергии, они обеспечивают перенос энергии Солнца от растений к животным.
Контрольные вопросы
437. Дайте определение класса углеводов.
438. Как классифицируют углеводы? Приведите примеры представителей каждой группы углеводов.
439. Охарактеризуйте физические свойства глюкозы и сахарозы.
440. В результате какого процесса образуется глюкоза в природе?
441. Какая реакция является качественной на глюкозу?
442. Опишите распространенность и применение глюкозы и сахарозы. Какие свойства этому причиной?
Задания для усвоения материала
443. Из приведенных формул веществ выпишите формулы углеводов: C3H8O,
C5h20O5' C12h36O2' C12h32O1V C6h22O‘
444. Вычислите массовые доли Карбона и воды: а) в глюкозе; б) в сахарозе. В каком из этих веществ больше Карбона, а в каком — воды?
445. Сравните количество теплоты, которое получает организм из 1 г жира и из 1 г глюкозы. Как вы считаете, почему углеводы являются основным источником энергии для животных, а жиры — только резервным источником?
446. Определите неизвестное вещество X и составьте уравнения реакций, отвечающие такой схеме превращений:
447. В медицине для инъекций используют раствор глюкозы с массовой долей около 5 %. Вычислите массу глюкозы, необходимую для приготовления такого раствора массой 1 кг.
448. При сгорании глюкозы количеством вещества 1 моль выделяется 2800 кДж энергии. Составьте термохимическое уравнение реакции.
449. По данным из предыдущего задания составьте термохимическое уравнение реакции фотосинтеза.
450. При гидролизе сахарозы образовалось 360 г смеси глюкозы и фруктозы. Определите, какие массы сахарозы и воды прореагировали.
451. Одно дерево за сутки в среднем превращает в углеводы углекислый газ массой 55 г. Какая масса глюкозы при этом образуется?
452. В процессе фотосинтеза зеленые растения нашей планеты ежегодно поглощают 200 млрд тонн углекислого газа. Какой объем кислорода (н. у.) выделяется при этом в атмосферу?
453*. В телевизионной рекламе можно услышать, что после еды в ротовой полости нарушается кислотно-щелочной баланс и чтобы его восстановить, нужно жевать резинку с карбамидом. Как вы считаете, каким образом нарушается этот баланс? В результате какого процесса он нарушается? Какова роль карбамида в восстановлении баланса?
454*. На этикетке пищевых продуктов обязательно указывают содержание питательных веществ: жиров, белков и углеводов. Рассмотрите этикетки пищевых продуктов, которые вы часто употребляете (напитки, снеки, шоколадки и др.), и оцените массу сахара, которую вы потребляете с этими продуктами ежедневно. Сравните полученную массу с рекомендованной диетологами суточной дозой углеводов.
Это материал учебника Химия 9 класс Григорович
mozok.click
Что такое углеводы и основные виды углеводов
Углеводы являются главным источником энергии для организма, и около 60% этой энергии организм принимает в виде углеводов, а оставшуюся часть, в виде белков и жиров. При этом углеводы находятся в основном в продуктах растительного происхождения. И все же что такое углеводы.
Углеводы пищевых продуктов подразделяются на простые углеводы, это:
- моносахариды (фруктоза, глюкоза, галактоза),
- дисахариды (лактоза, сахароза).
Кроме того в их число входят и сложные углеводы, а это полисахариды, включающие гликоген, крахмал, клетчатка и пектиновые вещества.
Простые углеводы легко растворимы в воде, они усваиваются довольно быстро. Их легко распознать по явному сладкому вкусу, они и относятся к сахарам.
Углевод глюкоза
Самый распространенный моносахарид, это глюкоза. Она входит в состав многих плодов и ягод, но при этом производится и в организме а следствие расщепления крахмала пищи и дисахаридов. Глюкоза лучше всего применима в организме для образования гликогена, ей питаются ткани мозга, работающие мышцы, она поддерживает нужный уровень сахара в крови и создает запас гликогена печени. Глюкоза применяется организмом, как источник энергии.
Польза фруктозы
Фруктоза имеет те же свойства, что и глюкоза, но она несколько медленнее усваивается в кишечнике, а, поступая в кровь, сравнительно быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в ощутимом количестве (до 80%) задерживается в печени и не производит перенасыщения крови сахаром. В печени фруктоза легче превращается в гликоген, ели сравнивать ее с глюкозой. Фруктоза лучше усвояемая, нежели сахароза и она более сладкая. Это ее свойство применяется для уменьшения ее количества при достижении нужного порядка сладости продуктов, что позволяет уменьшить общее потребление сахара. Это важно при назначении пищевых рационов уменьшенной калорийности. Фруктоза, в основном, содержится во фруктах, ягодах и сладких овощах.
Большим пищевым источником глюкозы и фруктозы является мед, там 36.2% глюкозы и 37.1%фруктозы. В арбузах весь сахар — фруктоза, ее там 8%. В семечковых, также фруктоза, но в косточковых культурах, к числу которых относятся персики, абрикосы, сливы — глюкоза.
Простые углеводы галактоза и сахароза
Галактоза — это результат расщепления лактозы — основного углевода молока и в свободном виде в пищевых продуктах она не встречается.
Из дисахаридов в пище человека, в основном присутствует сахароза, распадающаяся при гидролизе на глюкозу и фруктозу.
Сахароза — это весьма важная продукция, получаемая из тростникового и свекловичного сахара. В сахаре-песке сахарозы содержится до 99.75%. Натуральные поставщики сахарозы, это бахчевые культуры, а также некоторые овощи и фрукты. Попав в организм, сахароза без затруднений разлагается на моносахариды. Однако это происходит, когда мы потребляем сырой свекольный, либо тростниковый сок. Обычный сахар усваивается намного сложнее.
Молочный сахар — лактоза
Молочный сахар — лактоза — это основной углевод молочных продуктов. Ее очень велика в раннем детском возрасте, при этом молоко — главный продукт питания. Если фермент расщепляющей лактозу до глюкозы и галактозы уменьшается, либо отсутствует, в ЖКТ наблюдается непереносимость молока.
Сложные углеводы — полисахариды, обладают усложненным строением молекулы и слабой растворимостью в воде. Это гликоген, крахмал, пектиновые вещества и клетчатка.
Углевод Мальтоза
Солодовый сахар — Мальтоза является промежуточным веществом, возникающим при расщеплении крахмала и гликогена в ЖКТ. В свободном виде ее можно определить в меде, пиве, солоде, патоке и проросшем зерне.
Важнейшим поставщиком углеводов является крахмал. Крахмал сырых растений поступательно распадается в пищеварительном тракте организма человека, а распад начинается еще во рту. Слюна рта начинает превращать т его в мальтозу. Именно поэтому тщательное пережевывание пищи и обработка ее слюной весьма важны.
Следует всегда применять продукты, в которых содержится естественная глюкоза, фруктоза и сахароза. Больше всего сахара в овощах, фруктах и сухофруктах, но кроме того, он есть и в проросшем зерне.
nmedicine.net
Углеводы
Знаете ли Вы, что углеводы – это одна из важнейших составляющих нашего питания. Более того, именно из углеводов организм получает более половины калорий. С этим ничего не поделаешь. Как бы Вы не пытались сократить содержание углеводов в рационе – это не приведет к полезному результату. А вот о том, какие лучше углеводы выбрать для здорового рациона, Вы можете узнать из этой статьи.
Кроме того, что углеводы – это поставщик энергии, они нужны для работы печени. Без углеводов невозможно усвоение организмом белков и жиров. Все углеводы, которые могут попасть на Ваш стол, делятся на моносахариды, полисахариды и олигосахариды.
Теперь подробнее о каждой группе. Моносахариды – это очень важный в питании человека компонент. Моносахариды легко усваиваются организмом, потому что для этого не нужно расщеплять их на составляющие. Из наиболее часто встречающихся моносахаридов можно назвать фруктозу, глюкозу, рибозу и галактозу.
Полисахариды – это сложные соединения, которые состоят из множества моносахаридов. При этом полисахариды могут быть перевариваемыми, а могут, и нет. Из первых можно назвать крахмал. Ко вторым же относят пектины, клетчатку и гемицеллюлозу.
Олигосахариды состоят из тех же моносахаридов, но количество последних для создания олигосахаридов не превышает десятка, причем молекула моносахарида включается в состав олигосахарида в неполном составе. Из олигосахаридов в нашем рационе присутствуют сахароза, лактоза и мальтоза.
Сладкими являются моносахариды и олигосахариды. Это дает им общее название сахаров. Разные виды сахаров обладают различной степенью сладости. Наиболее сладкая фруктоза, затем идет сахароза и глюкоза. Остальные сахара значительно уступают по этому показателю.
Глюкоза – это важнейший источник энергии для живого организма. Глюкоза обеспечивает и многие процессы обмена веществ. У здорового человека в крови количество глюкозы не должно превышать 6,7ммол/л. Количество глюкозы увеличивается во время еды и сразу после нее, а вот во время спортивных занятий или тяжелой работы падает. Глюкоза нужна для работы нервной системы. Глюкоза это одна из составляющих сложных сахаров. Она присутствует практически во всех полисахаридах.
Фруктоза в нашем питании представлена чуть меньше, но это тоже очень важный компонент. Причем, для ее переработки не нужен инсулин. Вся фруктоза, поступающая в организм, перерабатывается печенью. Усваивать фруктозу в человеческом организме может только этот орган и спермии.
Галактоза – это один из компонентов лактозы – молочного сахара. Печень может перерабатывать галактозу до состояния глюкозы.
Глюкоза поступает в организм с медом, плодами и овощами. В яблоках, грушах, айве больше фруктозы, а в сливах, персиках и абрикосах больше глюкозы.
Сахароза, получаемая в виде необработанного сока свеклы или тростника, усваивается организмом очень быстро, но сахароза в виде белого сахара, который в основном представлен в нашем рационе, обрабатывается организмом довольно сложно.
Лактоза – поступает в организм вместе с молочными изделиями. Если для малышей она очень важна, то у людей более взрослого возраста переваривание лактозы часто вызывает трудности. Вещество, служащее для расщепления лактозы вырабатывается с возрастом все в меньших количествах.
Мальтоза – получается человеческим организмом вместе с медом, патокой, пивом.
Крахмал – это один из крупнейших источников углеводов в нашем рационе. Крахмалы поступают в организм из растений, в которых продуцируется под влиянием ультрафиолета.
Процесс переваривания крахмалов начинается в ротовой полости, где уже частично перерабатывается в мальтозу. Это одно из доказательств важности тщательного пережевывания пищи. Далее, попав в кишечник, мальтоза расщепляется до моносахаридов, эти сахара уже легко проникают через стенки кишечника в кровь. Молекула крахмала не расщепляется ни этиловым спиртом, ни водой, ни эфиром. Такие частички переносятся кровью в печень и собираются там. Если Вы длительное время потребляете много крахмалистой еды, это пагубным образом влияет на состояние тканей печени.
Пищевые волокна – это клетчатка, пектины и целлюлоза. Эти компоненты в организме человека превращаются в подобие желеобразных сгустков, которые чистят кишечник и впитывают в себя все вредные вещества. Волокна адсорбируют излишки влаги и желчные кислоты в кишечнике. Пищевые волокна необходимы для обеспечения жизнедеятельности полезных микробов, населяющих кишечник. Обеспечить необходимое потребление пищевых волокон можно с помощью БАД (биологически активных добавок).
Читать еще:www.tiensmed.ru
Углеводы. Глюкоза. Химические свойства глюкозы. Применение глюкозы на основе свойств
Доброе время суток, уважаемые десятиклассники!
Мы начинаем знакомиться с новой группой органических соединений - углеводами.Углеводы... А это те самые сладости, которые вы так любите, (фрукты, торты, конфеты, варенье, шоколад и т.д., особенно много углеводов содержит виноград). Углеводы жизненно важные вещества, которые необходимы каждому организму. Эти вещества расходуются, и человек должен постоянно пополнять их запасы. Понятно, что вещества, входящие в состав тканей организма, не похожие на те, которые он употребляет в пищу. Организм человека перерабатывает пищевые продукты и в процессе своей жизнедеятельности постоянно расходует энергию, которая, как мы знаем, выделяется при окислении в тканях организма, углеводы входят в состав нуклеиновых кислот, осуществляющих биосинтез белка и передачу наследственных признаков.Животные и человек не синтезируют углеводы. В зеленых растениях при участии хлорофилла и солнечного света осуществляется ряд процессов преобразования поглощенной из воздуха углекислого газа и впитанной из почвы воды. Конечным продуктом этих процесса – фотосинтеза, является сложная молекула углевода.Углеводы – важный источник энергии для организма, участвуют в обмене веществ. Основными источниками углеводов являются растительные продукты. Физиологи установили, что при физической нагрузке, которая в 10 раз превышает привычную, человек, соблюдающий жировую диету, лишается сил уже через полчаса. А вот углеводная диета позволяет выдержать такую же нагрузку в течение четырех часов. Оказывается, получение организмом энергии из жиров – процесс длительный. Это объясняется малой реакционной способностью жиров, особенно их углеводородных цепей. Углеводы же, хотя и дают меньше энергии, чем жиры, однако выделяют ее намного быстрее. Поэтому, если предстоит основательная нагрузка, предпочтительнее подкрепиться сладким, а не жирным.Классификация углеводов.
Углеводы – обширный класс природных соединений.Обратимся к схеме 1. “Классификация углеводов”. В зависимости от числа остатков моносахаридов в молекуле делятся на моносахариды, дисахариды и полисахариды. Моносахариды (простые углеводы) – углеводы, которые не гидролизуются. В зависимости от числа атомов углерода подразделяются на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы. Для человека наиболее важны глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза.Дисахариды – углеводы, которые гидролизуются с образованием двух молекул моносахаридов. Наиболее важны для человека сахароза, мальтоза и лактоза.Полисахариды – высокомолекулярные соединения – углеводы, которые гидролизуются с образованием множества молекул моносахаридов. Они делятся на перевариваемые и неперевариваемые в желудочно-кишечном тракте. К перевариваемым относят крахмал и гликоген, из вторых для человека важны клетчатка, гемицеллюлоза и пектиновые вещества.Углеводы часто называют сахаристыми веществами или сахарами. Они могут быть безвкусными, сладкими и горькими. Если сладость раствора сахарозы принимать за 100 %, то сладость фруктозы – 173 %, глюкозы – 81 %, мальтозы и галактозы – 32 %, лактозы – 16 %.
Качественный состав углеводов.
Углеводы – органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода, причем водород и кислород входят в соотношении (2 : 1) как в воде, отсюда и название.На основе этой аналогии русский химик К. Шмидт в 1844 г. предложил термин углевода (углерод и вода), а общая формула углеводов Сn(Н2О)mИтак, важнейшим представителем моносахаридов является глюкоза. При изучении, каких некоторых тем мы встречались с вами с этим веществом в курсе химии и биологии: химия – альдегиды, спирты; биология – фотосинтез, строение клетки.Получение глюкозы.
1. Реакция фотосинтеза.6СО2 + 6h3O –> С6Н12 О6 + 6О2 +Q
2. Реакция полимеризации.
3. Гидролиз крахмала.
(С6Н10О5)n + nh3O –> nС6Н12О6
Физические свойства:
бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимо в воде, сладкое на вкус, температура плавления 146оС.
Строение молекулы глюкозы. Изомерия.
Вывод: таким образом, глюкоза – альдегидоспирт, точнее – многоатомный альдегидоспирт.Установлено, что в растворе глюкозы находится не только её альдегидная форма; но и молекулы циклического строения.Установлено, что у третьего атома углерода группа – ОН расположена иначе, чем у других атомов углерода распространённое строение глюкозы выглядит так: Превращение молекулы линейного строения в молекулу циклического строения объяснимо, если вспомнить что атомы углерода могут вращаться вокруг сигма -связей. Альдегидная группа может приблизиться к гидроксильной группе 5-го атома углерода, поскольку атом кислорода карбонильной группы несёт на себе частичный – заряд, а атом водород гидроксильной группы – частично + заряд.Осуществляется своеобразный химический процесс: происходит разрыв -связи карбонильной труппы, к атому кислорода присоединяется атом водорода, а атом кислорода гидроксильной группы с атомом углерода замыкают цепь. Циклические формы находятся в равновесии, превращаясь альфа и бетту форму. Таким образом, в водном растворе глюкозы находятся три изомерные формы. Молекула кристаллической глюкозы альфа -форма, при растворении в воде – открытая форма, а затем снова циклическая бетта-форма. Такая изомерия называется динамической (таутомерия).
Химические свойства глюкозы. Моносахариды вступают в химические реакции, свойственные карбонильной и гидроксильной группам.
1) Реакция “серебряного зеркала” Доказать наличие альдегидной группы в глюкозе можно с помощью аммиачного раствора оксида серебра. Эта реакция называется реакцией серебряного зеркала. Ее используют как качественную для открытия альдегидов. Альдегидная группа глюкозы окисляется до карбоксильной группы. Глюкоза превращается в глюконовую кислоту.СН2ОН – (СНОН)4 – СОН + Ag2O = СН2ОН – (СНОН)4 – СООН + 2Ag(Реакцию серебряного зеркала используют в промышленности для серебрения зеркал, изготовления колб для термосов, елочных украшений).
2) Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II)3) Гидрирование глюкозы
Альдегидная группа может быть восстановлена в гидроксильную группу действием водорода в присутствии катализатора.
4) Специфические свойства.Большое значение имеют процессы брожения глюкозы, происходящие под действием органических катализаторов-ферментов (они вырабатываются микроорганизмами).
а) спиртовое брожение (под действием дрожжей)
С6Н12О6= 2С2Н5 ОН + 2СО2
б) молочнокислое брожение (под действием молочнокислых бактерий)
в) маслянокислое брожение
Применение глюкозы.
Глюкоза находит применение в различных отраслях промышленности:- в кондитерской промышленности при изготовлении мягких конфет, десертных сортов шоколада, тортов и различных диетических изделий;
- в хлебопечении глюкоза улучшает условия брожения, придает пористость и хороший вкус изделиям, замедляет очерствение;
- в производстве мороженого она занижает точку замерзания, увеличивает его твердость;
- при производстве фруктовых консервов, соков, ликеров, вин, безалкогольных напитков, так как глюкоза не маскирует аромата и вкуса;
- в молочной промышленности при изготовлении молочных продуктов и продуктов детского питания рекомендуется использовать глюкозу в определенной пропорции с сахарозой для придания этим продуктам более высокой питательной ценности;
- в ветеринарии;
- в птицеводстве;
- в фармацевтической промышленности.
Медицинскую глюкозу применяют в антибиотиках и других лекарственных препаратах, в том числе для внутривенных вливаний, и для получения витамина С. Техническая глюкоза находит применение в качестве восстановителя в кожевенном производстве, в текстильном – при производстве вискозы, в качестве питательной среды при выращивании различных видов микроорганизмов в медицинской и микробиологической промышленности.
Закрепление:
Источник: http://festival.1september.ru/articles/532403/alximiki.blogspot.com
Углеводы. Какие бывают углеводы. Полезные углеводы. Вредные углеводы
Углеводы – еще один незаменимый источник энергии для организма. И если белки – строительный материал, то углеводы — строители.Основная доля энергии для правильного протекания всех процессов в организме обеспечивается углеводами. С ними мы получаем до 70% всей необходимой нам энергии.
Углеводы – самая многочисленная группа питательных элементов на планете. В клетках человеческого организма (да и других животных организмов) содержится 1-2% углеводов, в то время как в клетках растительных организмов углеводы составляют до 90% сухого вещества.
Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. Соотношение водорода и кислорода в них близко к содержанию тех же элементов в воде, поэтому эти элементы и получили такое название. В сочетании с белками углеводы образуют некоторые гормоны и ферменты, а так же другие биологически важные соединения.
Углеводы бывают простыми (моно- и дисахариды) и сложными (полисахариды).
Моносахариды
Глюкоза, галактоза, фруктоза)– состоят из 1 вида сахара, составляющего 1 молекулу . В зависимости от количества углеродных атомов моносахариды делятся на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и гептозы. В природе наиболее часто встречаются пентозы (рибоза, дезоксирибоза, рибулоза) и гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза). Рибоза и дезоксирибоза играют важную роль в качестве составных частей нуклеиновых кислот и АТФ (аденозинтрифосфат — нуклеид — универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах).
Дисахариды
состоят из двух молекул моносахаридов. Самые известные дисахариды — сахароза (тростниковый сахар), мальтаза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар). Моно- и дисахариды легко растворяются в воде и имеют сладковатый вкус, служат источником мгновенной энергии. К простым углеводам относятся все сахара, выпечки из муки высшего сорта, торты, конфеты, шоколады, сладкие фрукты…. в общем все вкусное и сладкое.
Полисахариды
Крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин, каллоза и др. — состоят более чем из 2х молекул. Не растворимы в воде, служат источником «долгой» энергии. Кроме того, ряд не усваиваемых углеводов, таких как целлюлоза или пищевые волокна (клетчатка) играют роль метлы – выводят из организма яды и шлаки, проводя генеральную уборку нашего кишечника, способствуя нормальному пищеварению. К сложным углеводам относятся крупы из цельных зерен, хлеб из цельнозерновой муки или муки грубого помола, макароны из твердых сортов пшеницы, овощи, бобовые.
В процессе усвоения все углеводы расщепляются до глюкозы. Разница лишь в скорости расщепления. Глюкоза – это именно тот вид моносахарида, который усваивается организмом. Так же, частично может усваиваться фруктоза и галактоза. Процесс распада сахаридов на моносахариды сопровождается высвобождением энергии (1 гр — 4 Ккал). Как мы видим, энергоемкость углеводов не отличается от белков, значит это не главный фактор способствующий набору веса. Важным моментом является углеводный обмен. Разобравшись, каким образом он происходит в организме, можно достаточно легко контролировать свой вес.
Как образуется (или не образуется) жир.
Расщепление углеводов на моносахариды начинается уже в ротовой полости, а усвоение глюкозы начинается уже в верхних отделах кишечника. В конце пищеварительного тракта углеводов практически не остается. Глюкоза (сахар) всасываясь с кровью, оттекающей от тонкого кишечника, попадают в воротную вену, которая проходит через печень (это своего рода раздаточный пункт). Количество сахара в крови все время поддерживается на определенном уровне. Эту функцию выполняет поджелудочная железа. Для этой цели в её клетках вырабатываются два гормона – антагониста: инсулин и глюкагон.
Инсулин – «транспортный» гормон, без инсулина невозможно поступление глюкозы в клетки организма. Когда содержание сахара в крови повышается (а это происходит сразу же, как только мы что-то съедаем), клетки поджелудочной железы выделяют инсулин, который спешит разнести глюкозу по клеткам организма, а излишек заблокировать в печени виде гликогена. Т.к. энергия клеткам нужна не только во время приема пищи, но и в промежутках между ними, гликоген служит стратегическим запасом, который расходуется между едой. Когда концентрация сахара в крови снижается, вырабатывается глюкагон, который блокирует образование гликогена и начинает перерабатывать уже имеющийся обратно в глюкозу, которую инсулин разносит по клеткам. Гликоген образуется не только в печени, но и в мышцах, где он используется при их сокращении.
В идеале механизм прост: порция углеводов – глюкоза — печень (инсулин+глюкоза = энергия в клетки+гликоген) — повышение сахара — насыщение клеток – усвоение — снижение сахара — (глюкагон+гликоген = глюкоза+ инсулин) — повышение сахара — насыщение клеток — усвоение; Новая порция углеводов и см. сначала…
Этот процесс подразумевает нормальную работу поджелудочной железы с постоянной равномерной выработкой инсулина и глюкагона, таким образом поддерживая концентрацию сахара в крови на постоянном уровне. Если же, после переработки глюкозы и отложения гликогена в печени, уровень сахара в крови остаётся высоким, то его избыток превращаются в жир.
На этом этапе важно вспомнить о простых и сложных углеводах.
Простые (или «быстрые») углеводы, не требуют много времени на расщепление до глюкозы, они моментально попадают в кровь, вызывая резкий скачок сахара в крови и резкий выброс инсулина. Чаще всего организм не нуждается в таком количестве сиюминутной энергии и образуется излишек сахара который, в лучшем случае, откладывается в жир, который можно будет истратить. В худшем же случае, при длительном и неправильном употреблении простых углеводов, работа поджелудочной железы нарушается, развивается такое заболевание, как сахарный диабет. Инсулина вырабатывается недостаточно для переработки глюкозы, печень теряет способность образовывать гликоген, и начинается активное выведение сахара с мочой. Поскольку увеличивается мочеотделение, появляется чувство постоянной жажды. В конце концов, организм переключается на другие виды горючего: жиры и белки. Но их расщепление происходит тоже под воздействием инсулина, которого катастрофически не хватает, поэтому жиры сгорают не до конца, что приводит к отравлению всего организма и может спровоцировать кому.
Подведём предварительный итог: большое количество простых углеводов может привести или к ожирению или к сахарному диабету или ко всему сразу. И то и другое серьезные и очень неприятные заболевания, с которыми можно, конечно, жить долго и даже счастливо, но лучше делать все тоже самое, но совершенно здоровым. Исключением является только период сразу после тренировки.
Во время тренировки ваш организм черпает энергию используя «свободный» сахар уже присутствующий в крови, после чего переключается на гликоген из печени, к концу тренировки все запасы опустошены. Поэтому небольшая порция быстрых углеводов будет очень кстати.
В отличии от простых, сложные углеводы, требуют достаточно продолжительного времени для расщепления их на моносахариды. Поэтому всасывание в кровь глюкозы происходит медленно и равномерно, что позволяет сохранять концентрацию сахара на одном уровне, избежать резких выбросов гормонов и сохранить здоровье.
Ни в коем случае нельзя исключать углеводы из диеты в погоне за хорошей фигурой! При дефиците углеводов нарушается обмен веществ. Организм начинает возмещать недостаток энергии за счёт белков и жиров. Такая подмена приводит к повышенной нагрузке на почки, нарушению солевого обмена, нарушениях в центральной нервной системе, сопровождаемых судорогами, слабостью и быстрой утомляемости, что приводит как к физическим, так и психоэмоциональным нарушениям Все должно быть в меру.
В среднем, в рационе должно присутствовать 40- 60% углеводов, это примерно 3,5- 4 г. углеводов на 1 кг веса.
Вконтакте
Google+
LiveJournal
Одноклассники
naturfit.ru
