Что такое углеводы?

Крахмал

Крахмал относится к классу сложных углеводов, обладающих высокой энергетической ценностью, а также легкой усвояемостью. Этот полисахарид, проходя по желудочно-кишечному тракту, трансформируется в глюкозу, которая усваивается максимум за 4 часа. Именно на долю крахмала приходится порядка 80 процентов употребляемых с пищей углеводов.

Но! Для максимального усвоения этого углевода его не рекомендуется потреблять одновременно с белковыми продуктами, для переваривания которых требуется щелочная кислота (она же необходима и для усвоения крахмала, что провоцирует оседание в клетках жира). Чтобы усвоение крахмалистых овощей проходило в оптимальном режиме, а организм получал необходимое количество витаминов и микроэлементов, потребление крахмала следует совмещать с приемом жиров, содержащихся в растительном масле, сливках и сметане.

Польза крахмала:

• снижение содержания холестерина в сыворотке крови, а также в печени, что предупреждает развитие склероза;
• выведение излишка воды из организма;
• снятие воспалительных процессов, что особенно актуально для людей с язвами;
• нормализация пищеварения;
• нормализация обмена веществ;
• замедление всасывания сахара, что способствует снижению его уровня после приема пищи;
• уменьшение кожных раздражений.

Вред крахмала

Крахмалы бывают природными (содержатся в натуральных продуктах) и рафинированными (получены в условиях промышленного производства). Вредным является именно рафинированный крахмал, повышающий в процессе пищеварения инулин и способствующий развитию атеросклероза, патологии глазного яблока, нарушению обмена веществ и гормонального баланса.

Поэтому по возможности следует исключить из рациона продукты, в состав которых входит порошковый крахмал (одним из таких продуктов является хлеб из муки высшего сорта).

Важно! Потребление в чрезмерных количествах природного крахмала может привести к появлению метеоризма, вздутия живота и желудочных колик

В каких продуктах содержится крахмал?

В большом количестве крахмал содержится в зерновых и бобовых культурах, крупах, макаронных изделиях, манго, бананах, корнеплодах, а также клубнях.

Крахмал присутствует и в нижеприведенных продуктах:

• кабачке;
• моркови;
• муке ржаной, рисовой, кукурузной и пшеничной;
• свекле;
• картофеле;
• овсяных и кукурузных хлопьях;
• сое и ее субпродуктах;
• хлебе;
• хрене;
• имбире;
• чесноке;
• тыкве;
• артишоках;
• кольраби;
• цикорие;
• грибах;
• сладком перце;
• корне петрушки и сельдерея;
• редисе.

Важно! Для сохранения питательных и полезных свойств крахмала рекомендуется готовить крахмалистые продукты на пару либо употреблять их в свежем виде. Важно! Термически обработанные продукты, содержащие крахмал, усваиваются тяжелее сырых

Важно! Термически обработанные продукты, содержащие крахмал, усваиваются тяжелее сырых. Интересный факт! Чтобы проверить, содержит ли овощ или фрукт крахмал, можно провести простой тест, заключающийся в том, что на срез овоща или фрукта капается капелька йода

Если по прошествии нескольких минут капля посинеет, значит, тестируемый продукт содержит крахмал

Интересный факт! Чтобы проверить, содержит ли овощ или фрукт крахмал, можно провести простой тест, заключающийся в том, что на срез овоща или фрукта капается капелька йода. Если по прошествии нескольких минут капля посинеет, значит, тестируемый продукт содержит крахмал.

Примеры моносахаридов

глюкоза

Глюкоза является важным моносахаридом в том смысле, что она обеспечивает как энергию, так и структуру для многих организм, Молекулы глюкозы могут разрушаться при гликолизе, обеспечивая энергию и прекурсоры для клеточное дыхание, Если клетка в данный момент больше не нужно энергии, глюкоза может храниться путем сочетания ее с другими моносахаридами. Растения хранят эти длинные цепи в виде крахмала, который впоследствии можно разобрать и использовать в качестве энергии. Животные накапливают цепи глюкозы в полисахариде гликогена, который может хранить много энергии.

Глюкоза также может быть связана в длинных цепочках моносахаридов с образованием полисахаридов, которые напоминают волокна. Растения обычно производят это в виде целлюлозы. Целлюлоза является одной из самых распространенных молекул на планете, и если бы мы могли взвесить все это одновременно, она бы весила миллионы тонн. каждый растение использует целлюлозу, чтобы окружить каждую клетку, создавая жесткие клеточные стенки, которые помогают растениям расти и оставаться напыщенный, Без способности моносахаридов соединяться в эти длинные цепи растения были бы плоскими и мягкими.

фруктоза

Хотя фруктоза почти идентична глюкозе, это немного другая молекула. Формула ((CH2O) 6) такая же, но структура сильно отличается. Ниже изображение фруктозы:

Обратите внимание, что вместо карбонильной группы, находящейся на конце молекулы, как в глюкозе, она является вторым атомом углерода. Это делает фруктозу кетозой, а не альдозой

Как и глюкоза, фруктоза все еще имеет 6 атомов углерода, каждый с присоединенной гидроксильной группой. Однако, поскольку кислород с двойной связью во фруктозе существует в другом месте, образуется кольцо немного другой формы. В природе это имеет большое значение в том, как сахар обрабатывается. Большинство реакций в клетках катализируются специфическими ферментами. Каждый моносахарид разной формы нуждается в специфическом ферменте для расщепления.

Фруктоза, поскольку она является моносахаридом, может быть объединена с другими моносахаридами с образованием олигосахаридов. Очень распространенный дисахарид, полученный из растений, сахароза, Сахароза – это одна молекула фруктозы, связанная с молекулой глюкозы через гликозидную связь.

галактоза

Галактоза – это моносахарид, вырабатываемый многими организмами, особенно млекопитающими. Млекопитающие используют галактозу в молоке, чтобы дать энергию своему потомству. Галактоза в сочетании с глюкозой образует дисахаридную лактозу. Связи в лактозе содержат много энергии, и новорожденные млекопитающие создают специальные ферменты, чтобы разорвать эти связи. После отлучения от молока их матери ферменты, которые расщепляют лактозу на моносахариды глюкозы и галактозы, теряются.

Люди, будучи единственным млекопитающим вид который потребляет молоко в зрелом возрасте, разработал некоторые интересные функции фермента. В группах, которые пьют много молока, большинство взрослых способны переваривать лактозу большую часть своей жизни. В популяциях, которые не пьют молоко после отъема, непереносимость лактозы поражает почти всю Население, Хотя моносахариды могут быть расщеплены по отдельности, молекула лактоза больше не может перевариваться. Симптомы непереносимости лактозы (спазмы в животе и диарея) вызваны токсинами, вырабатываемыми бактериями в кишечнике, переваривающими избыток лактозы. Токсины и избыток питательных веществ, которые они создают, повышают общее количество растворенных веществ в кишечнике, заставляя их удерживать больше воды для поддержания стабильного рН.

• дисахарид – Два моносахарида, связанные гликозидной связью.
• олигосахариды – 3-20 моносахаридов, связанных гликозидными связями, обычно используются для перемещения моносахаридов и их хранения в течение короткого времени.
• полисахарид – Многие (более 20) моносахаридов, обычно связанных длинными цепями, используются для хранения или структурной поддержки.
• углевод – Сахар и крахмал, все из моносахаридов.

Строение

Вещество глюкоза в химии – это моносахарид, то есть простейший углевод, состоящий из одной молекулы или одной структурной единицы. Глюкозная структурная единица входит в состав более сложный углеводов – дисахаридов и полисахаридов.

Вещество включает функциональные группы:

• одну карбонильную (-С=О);
• пять гидроксильных (-ОН).

Молекула может существовать в виде двух циклов (α и β), отличающихся пространственным расположением одной гидроксильной группы, и в линейной форме (D-глюкоза).

Рис. 1. Циклическая и линейная молекула глюкозы.

Структурная формула глюкозы – O=CH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH₂OH или CH₂OH(CHOH)₄-COH.

Отличие фруктозы от сахарозы

Рассмотрим подробнее, отличия фруктозы от сахарозы. Фруктоза – моносахарид в составе сахарозы, простой углевод, природный сахар. Но намного слаще, приятнее на вкус. Калорийность на 30% ниже, чем у сахарозы, поэтому часто используется в диетах. Иногда разрешают употребление при диабете в качестве сахарозаменителя. Большое количество фруктозы содержит натуральный мед.

Она имеет ряд отличительных особенностей:

1. Медленно перерабатывается в печени до глюкозы, гликогена, лактозы.
2. Не провоцирует появления аллергий.
3. Применяется в пищевой отрасли в качестве сахарозаменителя, усилителя вкуса и запаха, консерванта.
4. Для достижения определенного вкуса необходимо меньше вещества, чем сахарозы.
5. Потребление моносахаридане отражается на уровне сахара в крови из-за низкого гликемического индекса.
6. Не влияет на зубную эмаль, не разрушает ее.

Фруктоза усваивается только печенью. Здесь она преобразуется до нужного организму количества гликогена. Дальнейшее поступление моносахарида приводит к превращению его в жир.

У вещества низкая калорийность, поэтому не наступает чувства насыщения при его употреблении. Часто это приводит к увеличению порции. Кроме того она вызывает быстрое привыкание.

Полностью заменяя сахарозу, можно достичь критически низких показателей глюкозы в крови. Поэтому использование фруктозы должно быть дозировано, оправдано и уместно.

Свойства сахарозы

Искусственная сахароза – кристаллическое вещество без цвета и запаха, с выраженным сладким вкусом.

Сахарозы имеет некоторые физические свойства:

• хорошая растворяемость в воде до нужной густоты;
• средняя температура плавления 160°С;
• способность к перенасыщению растворов;
• изменение вязкости при разной температуре;
• высокая гигроскопичность (способность впитывать и отдавать влагу);
• определенная температура кипения растворов, зависящая от его концентрации.

Свойство легкого плавления используют для производства карамельных конфет. Гигроскопичность учитывают при хранении и в текстуре некоторых продуктов питания. Изменение вязкости и перенасыщение применяют при изготовлении кондитерских изделий, сгущенки, мороженого.

Молекулярная формула сахарозы С12Н22О11. Наличие гидроксильных групп в составе молекулы подтверждает, что это спирт. При добавлении к раствору сахарозы сульфата меди не происходит осаждение его гидроксида. Такая реакция многоатомных спиртов. Раствор приобретает синий цвет, потому что образуется сахарат меди, а не гидроксид.

Альдегидной группы дисахарид не содержит. Это доказывает отсутствие реакции серебряного зеркала при взаимодействии с аммиачным раствором оксида серебра.

Химические свойства

В зависимости от структуры каждому углеводу характерны особые химические свойства. Моносахариды, в частности глюкоза, подвергаются многоступенчатому окислению (в отсутствии и присутствии кислорода). В результате полного окисления образуется углекислый газ и вода:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ +6H₂O.

В отсутствии кислорода под действием ферментов происходит брожение:

• спиртовое –
  C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH (этанол) + 2CO₂;
• молочнокислое –
  C₆H₁₂O₆ → 2CH₃-CH(OH)-COOH (молочная кислота).

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

(C₆H₁₀O₅)n + 6O₂ → 6nCO₂ + 5nH₂O.

Олигосахариды и полисахариды разлагаются до моносахаридов при гидролизе:

• C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆;
• (C₆H₁₀O₅)n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆.

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

• CH₂OH-(CHOH)₄-CH=O + 2Cu(OH)₂ → CH₂OH-(CHOH)₄-COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O;
• CH₂OH-(CHOH)₄-CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CH₂OH-(CHOH)₄-COONH₄ + 2Ag↓ +3NH₃ + H₂O.

Рис. 3. Реакция серебряного зеркала.

Что мы узнали?

Из темы химии 10 класса узнали об углеводах. Это биоорганические соединения, состоящие из одной или нескольких структурных единиц. Одна единица или молекула состоит из карбонильных и гидроксильных групп. Различают моносахариды, состоящие из одной молекулы, олигосахариды, включающие 2-10 молекул, и полисахариды – длинные цепочки из множества моносахаридов. Углеводы сладкие на вкус и хорошо растворимы в воде (исключение – полисахариды). Моносахариды растворяются в воде, окисляются, взаимодействуют с гидроксидом меди и аммиачным оксидом серебра. Полисахариды и олигосахариды подвергаются гидролизу. Полисахариды горят.

Тест по теме

1. Вопрос 1 из 10

   Из чего состоят углеводы?

   • Карбонильных и гидроксильных групп
   • Карбоксильных и гидроксидных групп
   • Карбонильных и гидроксидных групп
   • Карбоксильных и гидроксильных групп

Начать тест(новая вкладка)

Суточная норма сахарозы для человека

Суточная норма потребления сахарозы для каждого человека индивидуальна. Это во многом зависит от возраста, состояния здоровья, вида деятельности. Существуют методики расчета этого показателя, но правильно подсчитает и подберет менюопытный врач-диетолог.

Среднюю норму употребления сладкого вещества для взрослого человека приняли равной 50 г. Сюда входит промышленный сахар и скрытый, который находится в продуктах питания. Поэтому подсчитать его трудно. Это количество обеспечивает организм энергией, необходимой для нормальной жизнедеятельности.

Возрастная потребность сахарозы такая:

1. Дети до 3 лет – не больше 25 г.
2. Девочки подростки – до 40 г.
3. Мальчики подростки – до 45 г.
4. Женщины до 30 лет – от 25 г до 50 г.
5. Пожилые женщины – от 20 г до 40 г.
6. Мужчины до 30 лет – от 30 г до 60 г.
7. Мужчины старшего возраста – от 25 г до 50 г.

Только врач может ограничить употребление сахара детям по серьезным медицинским показаниям. Потому, что они активно расходуют энергию на движение и обучение. Но надо помнить, что натуральная сахароза полезнее сахара. Стоит заменять его медом, свежими фруктами, ягодами.

Миф №2: чтобы похудеть, нужно исключить углеводы из рациона

Безуглеводные диеты в какой-то момент были очень популярны, ведь благодаря полному исключению углеводов можно похудеть очень быстро и очень… ненадолго. Уменьшая здоровую норму углеводов, вы как бы объявляете своему организму «военное положение». Таким образом, он собирает все силы и избавляется от лишней воды и жира, но как только вы вернете в своей рацион хоть одно сладкое яблоко, весь сахар отправится в ваши только что похудевшие бока. Правдивая составляющая этого мифа: углеводы действительно лучше исключить вечером, так как они создают лишнюю нагрузку на пищеварительную систему.

Отличие глюкозы от сахарозы

Сахароза и глюкоза – углеводы. Эти органические вещества имеют сходства и отличия. Сахароза – сложный углевод, дисахарид. Глюкоза – простой быстрый углевод, моносахарид. Является составной частью дисахарида. Поэтому их основное различие по сложности.

Оба вещества имеют кристаллическую структуру, быстро растворяются в воде. Сахароза более сладкая за счет содержания фруктозы. Первой в растениях синтезируется глюкоза, соединяется с фруктозой, образует дисахарид. Он накапливается не разлагаясь.

Глюкозу получают по сложной технологии путем гидролиза из целлюлозы и крахмала. Технология производства сахара гораздо проще, расход сырья намного меньше. Поэтому выработка экономичнее.

В норме глюкоза беспрепятственно всасывается и перерабатывается, чем объясняется быстрое восстановление сил после значительных умственных и физических нагрузок. Чистая сахароза не усваивается, обязательно необходимо расщепление на моносахариды.

У глюкозы высокий гликемический индекс – способность влиять на уровень сахара крови. У дисахарида намного меньше.

Углеводы

Углеводы (сахара) — органические вещества, имеющие сходное строение и свойства, состав большинства которых отражает формула C_x(H₂O)_y,

где x, y ≥ 3.

Общеизвестные представители: глюкоза (виноградный сахар) С₆Н₁₂О₆, сахароза (тростниковый, свекловичный сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁, мальтоза (солодовый сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁, лактоза (молочный сахар) С₁₂H₂₂O₁₁, крахмал и целлюлоза (С₆Н₁₀О_5)n.

Учебный фильм «Углеводы»

Известны также соединения, относящиеся к углеводам, состав которых не соответствует общей формуле, например, сахар рамноза С₆Н₁₂О₅

В то же время есть вещества, соответствующее общей формуле углеводов, но не проявляющие их свойства (например, природный шестиатомный спирт инозит С₆Н₁₂О₆).

Углеводы объединяют разнообразные соединения – от низкомолекулярных, состоящих из некоторых атомов (х=3), до полимеров [С_xН₂О_y]_n с молекулярной массой в несколько миллионов (n=10000).

Биологическая роль углеводов

Углеводы содержатся в клетках растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. Эти соединения образуются растениями в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды и при участии хлорофилла.

Животные организмы не способны синтезировать углеводы и получают их с растительной пищей. Углеводы составляют значительную долю пищи млекопитающих.

Фотосинтез можно рассматривать как процесс восстановления СО₂ с использованием солнечной энергии:

В процессе дыхания происходит окисление углеводов, в результате чего выделяется энергия, необходимая для функционирования живых организмов:

Видеофильм «Механизм фотосинтеза»

Содержание углеводов в растениях составляет до 80% массы сухого вещества, в организмах человека и животных – до 20%. Они играют важную роль в физиологических процессах. Пища человека состоит примерно на 70% из углеводов.

Функции углеводов в живых организмах разнообразны.

Они служат источником запасной энергии (в растениях – крахмал, в животных организмах – гликоген). В растительных организмах углеводы являются основой клеточных мембран. В качестве одного из структурных компонентов остатки углеводов входят в состав нуклеиновых кислот.

Классификация углеводов

Все углеводы по числу входящих в их молекулы структурных единиц (остатков простейших углеводов) и способности к гидролизу можно разделить на две группы: простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы (олигосахариды и полисахариды).

Простые углеводы (моносахариды) – это простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов.

Сложные углеводы (олигосахариды и полисахариды) – это углеводы, молекулы которых состоят из двух или большего числа остатков моносахаридов и разлагаются на эти моносахариды при гидролизе.

Моносахариды по числу атомов углерода подразделяют на тетрозы (С₄Н₈О₄), пентозы (С₅Н₁₀О₅),  и гексозы (С₆Н₁₂О₆). Важнейшие пентозы —  ри­бо­за и дез­ок­си­ри­бо­за, гексозы – глюкоза и фруктоза.

Олигосахариды (продукты конденсации двух или нескольких молекул моносахаридов). Среди олигосахаридов наибольшее значение имеют дисахариды (диозы) – продукты конденсации двух молекул моносахаридов (например, сахароза — С₁₂Н₂₂О₁₁, при гид­ро­ли­зе пре­вра­ща­ет­ся в смесь глю­ко­зы и фрук­то­зы).

Полисахариды (крахмал, целлюлоза) образованы большим числом молекул моносахаридов.

Олиго- и полисахариды расщепляются при гидролизе до моносахаридов. В молекулах олигосахаридов содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков, в полисахаридах — от 10 до 3000—5000.

Раффиноза – содержится в сахарной свекле.

Гликоген – животный крахмал.

Номенклатура углеводов

Для большинства углеводов приняты тривиальные названия с суффиксом –оза (глюкоза, рибоза, сахароза, целлюлоза и т.п.).

Рубрики: Углеводы Теги: Углеводы

Отличие сахара от сахарозы

Сахароза и сахар – слова синонимы, под одним подразумевают другое. Разница состоит в том, что первое вещество сложный натуральный углевод, второе получено промышленным путем.

Сахар – это органическое вещество, на 99% та же сахароза, добытая из растительного сырья. Остальная часть состоит из различных примесей – продуктов переработки. В желтом свекольном и коричневом тростниковом дисахариде есть некоторые минералы.

Рафинированный белый сахар содержит больше сахарозы меньше примесей. К этому стремятся производители сладкого продукта. Его питательные и вкусовые свойства определяет сахароза.

Производство ее в чистом виде дорогостоящее и экономически не оправданно. Она также имеет кристаллическую структуру, похожа на сахар, не имеет примесей. Аналогично хорошо плавится, превращаясь в карамель, отлично растворяется в воде.

Все большую популярность приобретает глюкозно-фруктозный сироп. Это жидкий сахар, который изготовляют из крахмала, преимущественно кукурузного.

Натуральный сахар состоит из равных частей глюкозы и фруктозы. Технология производства сиропа это соотношение изменяет в сторону увеличения количества глюкозы. Так регулируется уровень его сладости. Он не имеет примесей.

Что такое глюкоза

Глюкоза — это простой моносахарид, включающий 1 молекулу сахара. Остальные моносахариды содержат рибозу, фруктозу, галактозу.

С греческого языка глюкоза переводится как «сладкий». Ее нередко именуют декстрозой или виноградным сахаром. В продуктах питания вещество присутствует в ягодном и фруктовом соке.

Молекула, присутствующая в составе декстрозы, является частью сложных сахаров. К ним относятся полисахариды и дисахариды. Глюкоза — итоговый продукт распада сложных сахаров. Это означает, что дисахариды, которые попадают в желудок, преобразуются в глюкозу и фруктозу.

Таким образом, вещество формируется вследствие распада углеводов на моносахар. Они усваиваются тонким кишечником. Главным источником глюкозы считаются продукты, которые содержат много углеводов.

Для человеческого организма важно, чтобы объем сахара оставался на постоянном уровне, поскольку он снабжает клетки энергией. В этом элементе особенно нуждаются скелетные мышцы, мозг и сердце

Именно эти органы требуют больше всего энергии.

Если количество сахара выходит за пределы нормы, есть риск отрицательных последствий, к ним относят следующее:

1. Нехватка энергии в клеточных структурах. В результате существенно ухудшаются их функции.
2. Патологии нервных клеток и головного мозга. Эти проблемы возникают при хронической гипогликемии – снижении уровне глюкозы.
3. Повреждение белковых компонентов тканей. Эти отклонения обусловлены избытком вещества, которое откладывается в тканях. При развитии гипергликемии страдают ткани сердца, почек, сосудов. Также может наблюдаться поражение глаз и нервной системы.

Что такое глюкоза и для чего она нужна

Глюкозой называют самый простой среди углеводов моносахарид, имеющий 1 молекулу сахара. Другие моносахариды включают:

Глюкоза в дословном переводе с греческого языка имеет значение «сладкий». По-другому ее также называют декстрозой или виноградным сахаром. В природе глюкоза находится в соке фруктов и ягод. Польза вещества заключается в том, что глюкоза также считается основным продуктом фотосинтеза.

Молекула, которая входит в состав декстрозы, представляет собой часть так называемых сложных сахаров:

• полисахариды (целлюлоза, гликоген, крахмал);
• дисахариды (лактоза, мальтозы, сахароза).

Глюкоза – это конечный продукт распада (гидролиза) основных сложных сахаров. В частности, попавшие в желудок дисахариды распадаются на фруктозу и глюкозу.

Выделяют следующие свойства:

• вещество кристалловидной формы;
• отсутствие выраженного цвета и запаха ;
• наличие сладкого вкуса;
• растворимость в воде.

Полезные свойства глюкозы заключаются в обеспечении энергии, необходимой организму. Это полезное свойство также отмечается у жиров и глюкозы в виде углеводов. Компонент содержится в следующих группах полезных продуктов:

• хлебные изделия;
• фрукты;
• овощи;
• молочная продукция.

Польза сахара очевидна. Вред отмечается при поступлении в организм избыточного количества вещества.

Моносахаридная структура

Все моносахариды имеют одинаковую общую формулу (CH2O) n, которая обозначает центральную молекулу углерода, связанную с двумя атомами водорода и одним кислородом. Кислород также будет связываться с водородом, создавая гидроксильная группа, Поскольку углерод может образовывать 4 связи, несколько из этих углеродных молекул могут связываться вместе. Один из атомов углерода в цепи образует двойную связь с кислородом, который называется карбонильная группа, Если этот карбонил встречается в конце цепи, моносахарид находится в семействе альдоз. Если карбоксильная группа находится в середине цепи, моносахарид находится в семействе кетоз.

Над изображением глюкозы. Глюкоза является одним из наиболее распространенных моносахаридов в природе, который используется практически всеми формами жизни. Этот простой моносахарид состоит из 6 атомов углерода, каждый из которых обозначен на изображении. Первый углерод – это карбонильная группа. Поскольку глюкоза находится в конце молекулы, она относится к семейству альдоз. Как правило, моносахариды с более чем 5 атомами углерода существуют в виде колец в растворах воды. Гидроксильная группа на пятом углероде будет реагировать с первым углеродом. Гидроксильная группа отдает свой атом водорода, когда она образует связь с первым углеродом. Кислород с двойной связью на первом углероде связывается с новым водородом, когда вторая связь с углеродом разрывается. Это образует полностью связное и стабильное кольцо из углерода.

Сложные сахара

Сложные сахара, то есть полисахариды, включают: крахмал, содержащийся в качестве резервного вещества в картофеле и зерновых продуктах, в корнеплодах и фруктах, и гликоген – резервный материал в тканях животных.

Крахмал картофельный

Крахмал – это трудноусвояемый сахар, поэтому продукты, содержащие этот полисахарид, перед употреблением следует подвергать термической обработке – варке, запеканию, жарке, которая расщепляет крахмал на более простые сахара (декстрины), растворимые в воде и легче усваиваемые.

Гликоген содержится в основном в мышцах и печени животных. В организме он может быть синтезирован из простых сахаров, органических кислот и частей аминокислот, не содержащих азот, и хранится в печени, мышцах, почках, сердечной мышце, мозге и тромбоцитах. В организме человека примерно 350–450 г гликогена.

Полисахариды также включают пищевые волокна, в том числе целлюлозу, лигнин, гемицеллюлозы, пектины и другие соединения. Эти вещества не перевариваются в пищеварительном тракте человека, а это означает, что они не усваиваются и, следовательно, не превращаются в питательные вещества и энергию. Их особенность в том, что они раздражают стенки кишечника и стимулируют его перистальтические движения, что ускоряет выведение каловых масс. Это предотвращает запоры, дивертикулез кишечника и воспаления в кишечнике, геморрой и рак толстой кишки. 

Пища, богатая пищевыми волокнами, имеет большой объем, поэтому она обладает сытным эффектом – усиливает чувство сытости, например, после употребления большого количества фруктов и овощей или темного хлеба. 

Пища, богатая пищевыми волокнами

Пищевые волокна снижают концентрацию глюкозы и холестерина в сыворотке крови, поэтому рекомендуется употреблять их в количестве 20–40 г/сут, запивая большим количеством воды – 1,5–2,0 л в сутки. Вода необходима для набухания волокон в кишечнике. 

Много пищевых волокон содержится в отрубях и зерновых продуктах, полученных из цельного зерна, бобовых, капусте, салате, перце и сухофруктах.

Химические свойства глюкозы

Водный раствор глюкозы

В водном растворе глюкозы существует динамическое равновесие между двумя  циклическими формами —   α и β   и  линейной  формой:

Реакции на карбонильную группу — CH=O

Глюкоза проявляет свойства, характерные для альдегидов.

Реакция «серебряного зеркала»

Реакция с гидроксидом меди (II) при нагревании. При взаимодействии глюкозы с гидроксидом меди (II) выпадает красно-кирпичный осадок оксида меди (I):

Окисление бромной водой. При окислении глюкозы бромной водой образуется глюконовая кислота:

Также глюкозу можно окислить хлором, бертолетовой солью, азотной кислотой.

Концентрированная азотная кислота окисляет не только альдегидную группу, но и гидроксогруппу на другом конце углеродной цепи.

Каталитическое гидрирование. При взаимодействии глюкозы с водородом происходит восстановление карбонильной группы до спиртового гидроксила, образуется шестиатомный спирт – сорбит:

Брожение глюкозы. Брожение — это биохимический процесс, основанный на окислительно-восстановительных превращениях органических соединений в анаэробных условиях.

Спиртовое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

          Молочнокислое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

          Маслянокислое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

Образование эфиров глюкозы (характерно для циклической формы глюкозы).

Глюкоза способна образовывать простые и сложные эфиры.

Наиболее легко происходит замещение полуацетального (гликозидного) гидроксила.

Например, α-D-глюкоза взаимодействует с метанолом.

При этом образуется монометиловый эфир глюкозы (α-O-метил-D-глюкозид):

Простые эфиры глюкозы получили название гликозидов.

В более жестких условиях  (например, с CH₃-I)  возможно алкилирование и по другим оставшимся гидроксильным группам.

Моносахариды способны образовывать сложные эфиры как с минеральными, так и с карбоновыми кислотами.

Например, β-D-глюкоза реагирует с уксусным ангидридом в соотношении 1:5 с образованием пентаацетата глюкозы  (β-пентаацетил-D-глюкозы):

Что такое глюкоза и для чего она нужна

Глюкозой называют самый простой среди углеводов моносахарид, имеющий 1 молекулу сахара. Другие моносахариды включают:

• рибозу;
• галактозу;
• фруктозу.

Глюкоза в дословном переводе с греческого языка имеет значение «сладкий». По-другому ее также называют декстрозой или виноградным сахаром. В природе глюкоза находится в соке фруктов и ягод. Польза вещества заключается в том, что глюкоза также считается основным продуктом фотосинтеза.

Молекула, которая входит в состав декстрозы, представляет собой часть так называемых сложных сахаров:

• полисахариды (целлюлоза, гликоген, крахмал);
• дисахариды (лактоза, мальтозы, сахароза).

Глюкоза – это конечный продукт распада (гидролиза) основных сложных сахаров. В частности, попавшие в желудок дисахариды распадаются на фруктозу и глюкозу.

Выделяют следующие свойства:

• вещество кристалловидной формы;
• отсутствие выраженного цвета и запаха ;
• наличие сладкого вкуса;
• растворимость в воде.

Важно! Сахароза слаще глюкозы в 2 раза, что обусловлено свойствами веществ.

Полезные свойства глюкозы заключаются в обеспечении энергии, необходимой организму. Это полезное свойство также отмечается у жиров и глюкозы в виде углеводов. Компонент содержится в следующих группах полезных продуктов:

• хлебные изделия;
• фрукты;
• овощи;
• молочная продукция.

Важно! Жизнедеятельность организма невозможна без источников энергии, которыми являются продукты питания.

Польза сахара очевидна. Вред отмечается при поступлении в организм избыточного количества вещества.

Вывод

Потребление моносахарида должно быть разумным. Чрезмерный или недостаточный прием подрывает иммунитет, нарушает обмен веществ, вызывает проблемы со здоровьем (приводит в дисбаланс работу сердечной, эндокринной, нервной систем, снижает мозговую активность).

Чтобы организм находился на высоком уровне работоспособности и получал достаточно энергии, избегайте изнуряющих физических нагрузок, стрессов, следите за работой печени, поджелудочной железы, употребляйте полезные углеводы (крупы, фрукты, овощи, сухофрукты, мед). При этом, откажитесь от приема «пустых» калорий, представленных тортами, пирожными, конфетами, печеньем, вафлями.