Biologická úloha a význam sacharidů. Stručná charakteristika disacharidů. Fyzikálně chemické vlastnosti sacharidů.

Úvod
2. Klasifikace sacharidů
3. Strukturní a funkční znaky organizace mono- a disacharidů: struktura; být v přírodě; přijímání; charakteristika jednotlivých zástupců
4. Biologická role biopolymerů- polysacharidy
5. Chemické vlastnosti sacharidů
Závěr
Bibliografie

Úvod

Organické sloučeniny tvoří v průměru 20-30 % buněčné hmoty živého organismu. Tyto zahrnují biologické polymery: bílkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, ale i tuky a řada malých molekul – hormony, pigmenty, ATP atd. Různé typy buněk obsahují různá množství organických sloučenin. V rostlinných buňkách převládají komplexní sacharidy-polysacharidy, zatímco v živočišných je více bílkovin a tuků. Každá ze skupin organických látek v jakémkoli typu buňky však plní podobné funkce: poskytuje energii a je stavebním materiálem.

1. Stručné informace o sacharidech

Sacharidy- organické sloučeniny skládající se z jedné nebo více molekul jednoduchých cukrů. Molární hmotnost sacharidů se pohybuje od 100 do 1 000 000 Da (Daltonova hmotnost, přibližně stejná jako hmotnost jednoho atomu vodíku). Jejich obecný vzorec se obvykle zapisuje jako C n (H 2 O) n (kde n je alespoň tři). Poprvé v roce 1844 tento termín zavedl domácí vědec K. Schmid (1822-1894).

Název „sacharidy“ vzešel z analýzy prvních známých zástupců této skupiny sloučenin. Ukázalo se, že tyto látky se skládají z uhlíku, vodíku a kyslíku a poměr počtu atomů vodíku a kyslíku v nich je stejný jako ve vodě: pro dva atomy vodíku - jeden atom kyslíku. Byly tedy považovány za sloučeninu uhlíku a vody. Následně se stalo známo mnoho sacharidů, které tuto podmínku nesplňovaly, ale název „sacharidy“ stále zůstává obecně přijímán. V živočišné buňce se sacharidy nacházejí v množství nepřesahujícím 2-5%. Na sacharidy jsou nejbohatší rostlinné buňky, kde jejich obsah v některých případech dosahuje 90 % sušiny (například v hlízách brambor, semenech).

2. Klasifikace sacharidů

Tam jsou tři sacharidové skupiny: monosacharidy nebo jednoduché cukry (glukóza, fruktóza); oligosacharidy - sloučeniny skládající se z 2-10 molekul jednoduchých cukrů spojených do série (sacharóza, maltóza); polysacharidy, včetně více než 10 molekul cukru (škrob, celulóza).

3. Strukturní a funkční znaky organizace mono- a disacharidů: struktura; být v přírodě; přijímání. charakteristika jednotlivých zástupců

Monosacharidy jsou ketonové nebo aldehydové deriváty vícemocných alkoholů. Atomy uhlíku, vodíku a kyslíku, které je tvoří, jsou v poměru 1:2:1. Obecný vzorec pro jednoduché cukry je (CH 2 O) n. Podle délky uhlíkového skeletu (počtu atomů uhlíku) se dělí na: triózy-C 3, tetróza-C 4, pentózy-C 5, hexózy-C 6 atd. Kromě toho se cukry dělí na :

Aldózy obsahující aldehydovou skupinu jsou C=O. Patří mezi ně | N glukóza:

H H H H
CH2OH-C-C-C-C-C
| | | | \\
OH OH OH OH OH

Ketosy obsahující ketonovou skupinu jsou C-. Například || odkazuje na fruktózu.

V roztocích mají všechny cukry, počínaje pentózami, cyklickou formu; v lineární formě jsou přítomny pouze triózy a tetrózy. Při vzniku cyklické formy je atom kyslíku aldehydové skupiny vázán kovalentní vazbou na předposlední atom uhlíku řetězce, což má za následek vznik poloacetalů (v případě aldóz) a hemiketalů (v případě ketos). ).

Charakteristika monosacharidů, jednotliví zástupci

Z tetróz je v metabolických procesech nejdůležitější erytróza. Tento cukr je jedním z meziproduktů fotosyntézy. Pentózy se v přírodních podmínkách vyskytují především jako složky molekul složitějších látek, například komplexních polysacharidů zvaných pentosany, ale i rostlinné gumy. Pentózy se nacházejí ve významném množství (10-15 %) ve dřevě a slámě. Arabinóza se vyskytuje převážně v přírodě. Nachází se v třešňovém klihu, řepě a arabské gumě, odkud se získává. Ribóza a deoxyribóza jsou široce přítomny u zvířat a flóra, jedná se o cukry, které jsou součástí monomerů nukleových kyselin RNA a DNA. Ribóza se získává epimerizací arabinózy.

Xylóza vzniká hydrolýzou polysacharidu xylosanu obsaženého ve slámě, otrubách, dřevě a slupkách slunečnice. Produkty různých typů xylózové fermentace jsou kyseliny mléčná, octová, citrónová, jantarová a další. Xylóza se v lidském těle špatně vstřebává. Hydrolyzáty obsahující xylózu se používají k pěstování určitých druhů kvasinek, používají se jako zdroj bílkovin pro krmení hospodářských zvířat. Při redukci xylózy se získává xylitol, který se používá jako náhražka cukru pro diabetiky. Xylitol je široce používán jako stabilizátor vlhkosti a změkčovadlo (v papírenském průmyslu, parfumerii a výrobě celofánu). Je jednou z hlavních složek při výrobě řady povrchově aktivních látek, laků a lepidel.

Z hexóz jsou nejrozšířenější glukóza, fruktóza a galaktóza, jejich obecný vzorec je C6H12O6.

Glukóza (hroznový cukr, dextróza) se nachází ve šťávě z hroznů a jiného sladkého ovoce a v malém množství u zvířat a lidí. Glukóza je součástí nejdůležitějších disacharidů – třtinového a hroznového cukru. Polysacharidy s vysokou molekulovou hmotností, tj. škrob, glykogen (živočišný škrob) a vláknina, jsou zcela vyrobeny ze zbytků molekul glukózy spojených navzájem. různé způsoby. Glukóza je primárním zdrojem energie pro buňky.

Lidská krev obsahuje 0,1-0,12 % glukózy; snížení hladiny způsobuje narušení fungování nervových a svalových buněk, někdy doprovázené křečemi nebo mdlobami. Hladiny glukózy v krvi jsou regulovány složitým mechanismem nervový systém a endokrinní žlázy. Jedním z nejčastějších závažných endokrinních onemocnění je cukrovka- spojené s hypofunkcí ostrůvkových zón slinivky břišní. Doprovázeno výrazným snížením propustnosti membrány svalových a tukových buněk pro glukózu, což vede ke zvýšení hladiny glukózy v krvi a moči.

Glukóza pro lékařské účely se získává čištěním - rekrystalizací - technické glukózy z vodných nebo vodně-alkoholických roztoků. Glukóza se používá v textilní výrobě a v některých dalších průmyslových odvětvích jako redukční činidlo. V lékařství se čistá glukóza používá ve formě injekčních roztoků do krve u řady onemocnění a ve formě tablet. Získává se z něj vitamín C.

Galaktóza je spolu s glukózou součástí některých glykosidů a polysacharidů. Zbytky molekul galaktózy jsou součástí nejsložitějších biopolymerů – gangliosidů, neboli glykosfingolipidů. Nacházejí se v nervových gangliích lidí a zvířat a nacházejí se také v mozkové tkáni, ve slezině v červených krvinkách. Galaktóza se získává především hydrolýzou mléčného cukru.

Fruktóza (ovocný cukr) se nachází ve volném stavu v ovoci a medu. Je složkou mnoha složitých cukrů, např. třtinového cukru, ze kterých se dá získat hydrolýzou. Inulin, komplexně konstruovaný vysokomolekulární polysacharid, se nachází v některých rostlinách. Fruktóza se získává také z inulinu. Fruktóza je cenný potravinářský cukr; je 1,5krát sladší než sacharóza a 3krát sladší než glukóza. Je dobře absorbován tělem. Při redukci fruktózy se tvoří sorbitol a mannitol. Sorbitol se používá jako náhražka cukru ve stravě diabetiků; navíc se používá k výrobě kyselina askorbová(vitamín C). Při oxidaci fruktóza produkuje kyselinu vinnou a šťavelovou.

Disacharidy jsou typické polysacharidy podobné cukru. Jedná se o pevné látky, neboli nekrystalizující sirupy, vysoce rozpustné ve vodě. Amorfní i krystalické disacharidy tají obvykle v určitém teplotním rozmezí a zpravidla za rozkladu. Disacharidy vznikají kondenzační reakcí mezi dvěma monosacharidy, obvykle hexózami. Vazba mezi dvěma monosacharidy se nazývá glykosidická vazba. Obvykle se tvoří mezi prvním a čtvrtým atomem uhlíku sousedních monosacharidových jednotek (1,4-glykosidová vazba). Tento proces lze nesčetněkrát opakovat, což má za následek vznik obřích molekul polysacharidů. Jakmile se monosacharidové jednotky spojí navzájem, nazývají se zbytky. Maltóza se tedy skládá ze dvou glukózových zbytků.

Z disacharidů jsou nejrozšířenější maltóza (glukóza + glukóza), laktóza (glukóza + galaktóza) a sacharóza (glukóza + fruktóza).

Jednotliví zástupci disacharidů

Maltóza (sladový cukr) má vzorec C12H22O11. Název vznikl v souvislosti se způsobem výroby maltózy: získává se ze škrobu pod vlivem sladu (latinsky maltum - slad). V důsledku hydrolýzy se maltóza štěpí na dvě molekuly glukózy:

C12H22O11 + H2O = 2C6H12O6

Sladový cukr je meziproduktem při hydrolýze škrobu a je široce distribuován v rostlinných a živočišných organismech. Sladový cukr je výrazně méně sladký než třtinový (0,6krát při stejných koncentracích).

Laktóza (mléčný cukr). Název tohoto disacharidu vznikl v souvislosti s jeho výrobou z mléka (z latinského lactum – mléko). Během hydrolýzy se laktóza štěpí na glukózu a galaktózu:

Laktóza se získává z mléka: kravské mléko obsahuje 4-5,5 %, lidské mléko 5,5-8,4 %. Laktóza se od ostatních cukrů liší tím, že není hygroskopická: netlumí. Mléčný cukr se používá jako lék a potravina pro kojence. Laktóza je 4krát až 5krát méně sladká než sacharóza.

Sacharóza (třtinový nebo řepný cukr). Název vznikl v souvislosti s jeho extrakcí buď z cukrové řepy nebo cukrové třtiny. Třtinový cukr byl znám již mnoho staletí před naším letopočtem. Teprve v polovině 18. stol. tento disacharid byl objeven v cukrové řepě a to až na počátku 19. stol. byl získán za výrobních podmínek. Sacharóza je v rostlinném světě velmi běžná. Listy a semena vždy obsahují malé množství sacharózy. Nachází se také v ovoci (meruňky, broskve, hrušky, ananas). Je ho hodně v javorových a palmových šťávách a kukuřici. Jedná se o nejznámější a nejrozšířenější cukr. Při hydrolýze z něj vzniká glukóza a fruktóza:

C12H22O11 + H20 = C6H12O6 + C6H12O6

Směs stejného množství glukózy a fruktózy vzniklá inverzí třtinového cukru (v důsledku změny procesu hydrolýzy z pravé rotace roztoku doleva) se nazývá invertní cukr (inverze rotace). Přírodní invertní cukr je med, sestávající převážně z glukózy a fruktózy.

Sacharóza se získává ve velkém množství. Cukrová řepa obsahuje 16-20% sacharózy, cukrová třtina - 14-26%. Promytá řepa se rozdrtí a sacharóza se opakovaně extrahuje ve strojích vodou o teplotě asi 80 stupňů. Vzniklá kapalina, která obsahuje kromě sacharózy i velké množství různých nečistot, se upravuje vápnem. Vápno sráží řadu organických kyselin, ale i bílkoviny a některé další látky ve formě vápenatých solí. Část vápna se tvoří s třtinovým cukrem rozpustným v studená voda sacharáty vápenaté, které se ničí působením oxidu uhličitého.

Sraženina uhličitanu vápenatého se oddělí filtrací a filtrát se po dalším čištění odpaří ve vakuu, dokud se nezíská pastovitá hmota. Uvolněné krystaly sacharózy se oddělí pomocí odstředivek. Takto se získává surový krystalový cukr, který má nažloutlou barvu, nahnědlý matečný louh a nekrystalizující sirup (řepná melasa, nebo melasa). Granulovaný cukr se čistí (rafinuje) a získá se hotový výrobek.

4. Biologická úloha biopolymerů - polysacharidů

Polysacharidy jsou vysokomolekulární (až 1 000 000 Da) polymerní sloučeniny skládající se z velkého množství monomerů - cukrů, jejich obecný vzorec je C x (H 2 O)y. Nejběžnějším monomerem polysacharidů je glukóza, dále se nachází galaktóza a další cukry. Polysacharidy se dělí na:
- homopolysacharidy sestávající z molekul monosacharidů stejného typu (například škrob a celulóza se skládají pouze z glukózy);
- heteropolysacharidy, které mohou obsahovat několik různých cukrů jako monomery (heparin).

Pokud jsou v polysacharidu přítomny pouze 1,4= glykosidické vazby, získáme lineární, nerozvětvený polymer (celulózu); pokud jsou přítomny obě vazby 1,4= a 1,6=, polymer bude rozvětvený (glykogen). Mezi nejvýznamnější polysacharidy patří: celulóza, škrob, glykogen, chitin.

Celulóza, neboli vláknina (z latinského cellula – buňka), je hlavní složkou buněčné stěny rostlinných buněk. Jedná se o lineární polysacharid skládající se z glukózy spojené 1,4= vazbami. Vláknina tvoří 50 až 70 % dřeva. Bavlna je téměř čisté vlákno. Lněná a konopná vlákna sestávají především z vlákniny. Nejčistšími příklady vláken jsou čištěná vata a filtrační papír.

Škrob je rozvětvený polysacharid rostlinného původu sestávající z glukózy. V polysacharidu jsou zbytky glukózy spojeny 1,4= a 1,6= glykosidickými vazbami. Při jejich rozkladu dostávají rostliny glukózu, která je nezbytná v procesu jejich života. Škrob vzniká při fotosyntéze v zelených listech ve formě zrn. Tato zrna jsou obzvláště snadno detekovatelná pod mikroskopem pomocí vápenné reakce s jódem: škrobová zrna se zbarví do modra nebo modročerna.

Podle akumulace škrobových zrn lze usuzovat na intenzitu fotosyntézy. Škrob v listech se rozkládá na monosacharidy nebo oligosacharidy a přenáší se do jiných částí rostliny, jako jsou hlízy brambor nebo obilná zrna. Zde opět dochází k ukládání škrobu ve formě zrn. Nejvyšší obsah škrobu je v následujících plodinách:

Rýže (zrno) - 62-82 %;
- kukuřice (zrno) - 65-75 %;
- pšenice (zrno) - 57-75 %;
- brambory (hlízy) - 12-24%.

V textilním průmyslu se škrob používá k výrobě zahušťovadel barviv. Používá se v zápalkovém, papírenském, tiskařském a knihařském průmyslu. V lékařství a farmakologii se škrob používá k přípravě prášků, past (hustých mastí), nezbytný je také při výrobě tablet. Podrobením škrobu kyselé hydrolýze lze glukózu získat ve formě čistého krystalického přípravku nebo ve formě melasy - barevného, ​​nekrystalizujícího sirupu.

Zavedla se výroba modifikovaných škrobů, které prošly speciálním zpracováním nebo obsahují přísady zlepšující jejich vlastnosti. Modifikované škroby jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích.

Glykogen je polysacharid živočišného původu, více rozvětvený než škrob, skládající se z glukózy. V živočišných organismech hraje mimořádně důležitou roli jako rezervní polysacharid: všechny životně důležité procesy, především svalová práce, jsou doprovázeny rozkladem glykogenu, který uvolňuje energii v něm soustředěnou. V tělesných tkáních se může kyselina mléčná tvořit z glykogenu jako výsledek řady složitých přeměn.

Glykogen se nachází ve všech živočišných tkáních. Hojně se vyskytuje zejména v játrech (až 20 %) a svalech (až 4 %). Je také přítomen v některých nižších rostlinách, kvasinkách a houbách a lze jej izolovat ošetřením živočišných tkání 5-10% kyselinou trichloroctovou a následným vysrážením extrahovaného glykogenu alkoholem. Roztoky glykogenu s jódem dávají barvu od vínově červené až po červenohnědou v závislosti na původu glykogenu, druhu zvířete a dalších podmínkách. Při varu jodová barva zmizí a po ochlazení se znovu objeví.

Chitin je svou strukturou a funkcí velmi blízký celulóze – je také strukturním polysacharidem. Chitin se nachází v některých houbách, kde díky své vláknité struktuře hraje podpůrnou roli v buněčných stěnách, a u některých skupin živočichů (zejména členovců) jako důležitá součást jejich exoskeletu. Struktura chitinu je podobná struktuře celulózy, její dlouhé paralelní řetězce jsou také shromážděny ve svazcích.

5. Chemické vlastnosti sacharidů

Všechny monosacharidy a některé disacharidy včetně maltózy a laktózy patří do skupiny redukujících cukrů. Sacharóza je neredukující cukr. Redukční schopnost cukrů závisí u aldóz na aktivitě aldehydové skupiny a u ketos - na aktivitě ketoskupiny i primárních alkoholových skupin. V neredukujících cukrech tyto skupiny nemohou vstupovat do žádných reakcí, protože se zde podílejí na tvorbě glykosidické vazby. Dvě běžné reakce pro redukující cukry – Benedictova reakce a Fehlingova reakce – jsou založeny na schopnosti těchto cukrů redukovat dvojmocný iont mědi na monovalentní. Obě reakce využívají alkalický roztok síranu měďnatého (CuSO4), který se redukuje na nerozpustný oxid měďnatý (Cu2O). Iontová rovnice: Cu 2+ + e = Cu + dává modrý roztok, cihlově červenou sraženinu. Všechny polysacharidy jsou neredukující.

Závěr

Hlavní roli sacharidů spojené s jejich energetickou funkcí. Při jejich enzymatickém rozkladu a oxidaci se uvolňuje energie, kterou buňka využívá. Polysacharidy hrají především roli zásobních produktů a snadno mobilizovatelných zdrojů energie (například škrob a glykogen) a používají se také jako stavební materiály (celulóza a chitin).

Polysacharidy jsou vhodné jako zásobní látky z několika důvodů: jsou nerozpustné ve vodě, nemají osmotický ani chemický účinek na buňku, což je velmi důležité při jejich dlouhodobém skladování v živé buňce: pevný, dehydratovaný stav polysacharidy zvyšují užitečnou hmotnost skladovacích produktů díky úspoře jejich objemů. Zároveň se výrazně snižuje pravděpodobnost konzumace těchto produktů patogenními bakteriemi, plísněmi a dalšími mikroorganismy, které, jak známo, nemohou polykat potravu, ale absorbují živiny celým povrchem těla. Zásobní polysacharidy lze v případě potřeby snadno hydrolýzou převést na jednoduché cukry. Kromě toho, když jsou kombinovány s lipidy a proteiny, sacharidy tvoří glykolipidy a glykoproteiny nebo dva.

Bibliografie

1. Green N., Stout W., Taylor D. Biology: In 3 volumes T. 1: Transl. z angličtiny // Ed. R. Sopfa. M.: Mir, 1990, 368 s.
2. Nechaev A. P. Organická chemie: Učebnice pro studenty potravinářských technických škol. M.: Vyšší. škola, 1988, 319 s.
3. Pavlov I. Yu., Vakhnenko D. V., Moskvichev D. V. Biology. Doučovací pomůcka pro ty, kteří vstupují na vysoké školy. Rostov na Donu, nakladatelství Phoenix, 1999, 576 s.
4. Lemeza N. A., Kamlyuk A. V., Lisov N. D. Biologie ve zkušebních otázkách a odpovědích. M.: Rolf, 1997, 464 s.
5. Mamontov S.G. Základy biologie: Kurz pro sebevzdělávání. M.: Vzdělávání, 1992, 416 s.
6. Biologie pro studenty vysokých škol. Ed. V. N. Yarygina. M.: Vyšší. škola, 1995, 478 s.
7. Kemp P., Arms K. Úvod do biologie. Za. z angličtiny M.: Mir, 1998, 671 s.

Abstraktní plus

Federální agentura pro vzdělávání

v oboru "Fyziologické a hygienicko-hygienické základy výživy"

"Biologická role sacharidů"

Úvod

2. Druhy sacharidů

Závěr

Bibliografie

Hygiena potravin - nauka o zákonitostech a principech organizování racionální (optimální) výživy zdravých i nemocných lidí. V jeho rámci jsou rozvíjeny vědecké základy a praktická opatření pro optimalizaci výživy různých skupin obyvatelstva a hygienickou ochranu potravinových zdrojů, surovin a produktů ve všech fázích jejich výroby a oběhu.

Základní aspekty hygieny potravin jsou spojeny se studiem fyziologických procesů, biochemických mechanismů trávení, asimilace potravy a buněčnou metabolizací živin a dalších složek. potravinářské výrobky, stejně jako nutriogenomika, tedy základy nutriční regulace genové exprese.

Hygiena potravin na jedné straně určuje normy fyziologické potřeby živin a energie, rozvíjí požadavky na kvalitu potravinářských výrobků a doporučení pro spotřebu různých skupin potravinářských výrobků v závislosti na věku, sociálních, geografických a environmentálních faktorech, stravě a nutričních podmínkách a na druhé straně upravuje opatření pro sanitární a epidemiologické (hygienické) šetření jakosti a nezávadnosti potravinářských výrobků a materiálů s nimi přicházejících do styku a pro sledování souladu potravinářských zařízení na stupni při jejich výstavbě a během provozu.

Hygiena potravin jako věda se rozvíjí pomocí společné metodiky vědecký výzkum v oblasti fyziologie, biochemie, toxikologie, mikrobiologie, epidemiologie, interních onemocnění, ale i vlastních unikátních přístupů a metod, včetně hodnocení nutričního stavu, parametrů nutričního stavu a nutriční adaptace, ukazatelů nutriční a biologické hodnoty produktů.

Současné období rozvoje hygieny potravin je spojeno s prováděním následujících vědeckých a praktických oblastí:

vývoj základů veřejná politika v oblasti Zdravé stravování obyvatelstvo Ruska;

základní výzkum fyziologické a biochemické základy výživy;

neustálé sledování stavu výživy ruské populace;

výzkum bezpečnosti potravin;

rozvoj vědeckých a metodických přístupů k hodnocení netradičních a nových zdrojů potravin;

vývoj a zlepšování vědeckých základů a postupy dětské, dietní a preventivní výživy;

vědecké zdůvodnění a praktická implementace nutričního adaptačního systému v moderních podmínkách prostředí;

plošné zavádění vzdělávacích a osvětových programů a projektů jak v systému odborné vzdělání a vzdělávání a ve společnosti jako celku.

Hygiena potravin v současné době již potřetí za posledních 100 let získává silný veřejný charakter a zajišťuje rozvoj vládních přístupů v oblasti výživy.

Výživa je jedním z nejdůležitějších faktorů určujících zdraví populace. Správná výživa zajišťuje normální růst a vývoj dětí, podporuje prevenci nemocí, prodlužuje životy lidí, zvyšuje jejich výkonnost a vytváří podmínky pro jejich přiměřené přizpůsobení se prostředí.

Zdravotní stav populace je však v posledním desetiletí charakterizován negativními trendy. Očekávaná délka života v Rusku je výrazně nižší než ve většině vyspělých zemí. Nárůst výskytu kardiovaskulárních, nádorových a dalších chronických nepřenosných onemocnění do jisté míry souvisí s výživou. U většiny ruské populace byly diagnostikovány poruchy výživy způsobené jak nedostatečnou konzumací živin, především vitamínů, makro- a mikroprvků (vápník, jód, železo, fluor, zinek atd.), plnohodnotných bílkovin a jejich iracionálním poměrem.

pro tělo.

1. Sacharidy a jejich význam ve výživě

Termín „sacharidy“ poprvé navrhl profesor Dorpatské (nyní Tartu) univerzity K. G. Schmidt v roce 1844. Tehdy se předpokládalo, že všechny sacharidy mají obecný vzorec Cm (H2O) n, tedy sacharid + voda. Odtud název „sacharidy“. Později se ukázalo, že řada sloučenin, které svými vlastnostmi patří do třídy sacharidů, obsahuje vodík a kyslík v poněkud jiném poměru, než je uvedeno v obecném vzorci.

„sacharidy“ by měly být nahrazeny pojmem „glycidy“, ale starý název „sacharidy“ se vžil a je obecně přijímán.

Sacharidy vznikají v rostlinách při fotosyntéze a do těla se dostávají především s rostlinnými produkty. Ve výživě však nabývají na významu přidané sacharidy, nejčastěji reprezentované sacharózou (nebo směsmi jiných cukrů), vyráběné průmyslově a následně zaváděné do potravinářských přípravků.

Množství sacharidů potřebné pro člověka je dáno jejich vedoucí úlohou při zásobování těla energií a nežádoucí syntézou glukózy z tuků (a ještě více z bílkovin) a je přímo závislé na spotřebě energie. Průměrná potřeba sacharidů pro ty, kteří necvičí těžké zvedání fyzická práce, 400 - 500 g denně.

stupně se v těle využívají jako energetický materiál. Přestože sacharidy nejsou nezbytnými nutričními faktory a mohou se v těle tvořit z aminokyselin a glycerolu, minimální množství sacharidy v denní stravě by neměly být nižší než 50 - 60 g.

Další snížení množství sacharidů vede k závažným poruchám metabolických procesů. Nadměrná konzumace sacharidů vede k obezitě. Když je z potravy přijímáno značné množství cukrů, nemohou být zcela uloženy jako glykogen a jejich nadbytek se přeměňuje na triglyceridy, což podporuje zvýšený rozvoj tukové tkáně. Zvýšené hladiny inzulínu v krvi pomáhají tento proces urychlit, protože inzulín má silný stimulační účinek na ukládání tuku.

Nejdůležitější je zvážit poměr ve stravě lehce stravitelných sacharidů (cukry) a pomalu vstřebatelných (škrob, glykogen).

hlavně kvůli pomalu vstřebatelným sacharidům. Měly by tvořit 80 - 90 % z celkového množství zkonzumovaných sacharidů. Omezení lehce stravitelných sacharidů je zvláště důležité pro ty, kteří trpí aterosklerózou, kardiovaskulárními chorobami, cukrovkou a obezitou.

Sacharidy jsou hlavními energetickými prvky v lidské výživě, poskytují 50–70 % celkové energetickou hodnotu strava.

Sacharidy se spolu s hlavní energetickou funkcí podílejí na metabolismu plastů. Sacharidy mají antiketogenní účinek tím, že stimulují oxidaci acetylkoenzymu A, který vzniká při oxidaci mastné kyseliny. Hlavním zdrojem sacharidů v lidské výživě je rostlinná strava, v produktech živočišného původu se nachází pouze laktóza a glykogen.

Hlavní funkcí sacharidů je poskytovat energii pro všechny procesy v těle. Buňky jsou schopny získávat energii ze sacharidů, a to jak při jejich oxidaci, tedy „spalování“, tak za anaerobních podmínek (bez přístupu kyslíku). V důsledku metabolizace 1 g sacharidů tělo přijme energii odpovídající 4 kcal. Metabolismus sacharidů úzce souvisí s metabolismem tuků a bílkovin, což zajišťuje jejich vzájemné přeměny. Při mírném nedostatku sacharidů ve stravě se do procesu glukoneogeneze podílejí zásobní tuky a při hlubokém nedostatku (méně než 50 g/den) a aminokyseliny (volné i ze svalových bílkovin) energie potřebné pro tělo. Bolest svalů po těžké práci je důsledkem působení kyseliny mléčné na buňky, která vzniká při anaerobním štěpení sacharidů, kdy není dostatek kyslíku dodávaného krví k zajištění fungování svalových buněk.

Často prudké omezení sacharidů ve stravě vede k významným metabolickým poruchám. Zvláště ovlivněn je metabolismus bílkovin. V případě nedostatku sacharidů se bílkoviny používají k jiným účelům: stávají se zdrojem energie a účastní se některých důležitých chemické reakce. To vede ke zvýšené tvorbě dusíkatých látek a v důsledku toho ke zvýšené zátěži ledvin, poruchám metabolismu solí a dalším zdravotně škodlivým důsledkům.

Při nedostatku sacharidů v potravě tělo využívá k syntéze energie nejen bílkoviny, ale i tuky. Při zvýšeném odbourávání tuků mohou nastat poruchy metabolické procesy, spojené se zrychlenou tvorbou ketonů (do této třídy látek patří všem známý aceton) a jejich hromaděním v těle. Nadměrná tvorba ketonů se zvýšenou oxidací tuků a částečně bílkovin může vést k „okyselení“ vnitřního prostředí těla a otravě mozkové tkáně až k rozvoji acidotického kómatu se ztrátou vědomí. Při dostatečném přísunu sacharidů z potravy se bílkoviny využívají především k metabolismu plastů, nikoli k výrobě energie. Sacharidy jsou tedy nezbytné pro racionální použití proteiny. Jsou také schopny stimulovat oxidaci meziproduktů metabolismu mastných kyselin.

tvorba tuků, imunoglobulinů, které hrají důležitou roli v imunitním systému, a glykoproteinů - komplexů sacharidů a bílkovin, které jsou nejdůležitějšími složkami buněčných membrán. Hyaluronové kyseliny a další mukopolysacharidy tvoří ochrannou vrstvu mezi všemi buňkami, které tvoří tělo.

Zájem o sacharidy byl omezen extrémní složitostí jejich struktury. Na rozdíl od monomerů nukleových kyselin (nukleotidů) a proteinů (aminokyselin), které se mohou vázat pouze jedním specifickým způsobem, se monosacharidové jednotky v oligosacharidech a polysacharidech mohou spojovat několika způsoby v mnoha různých polohách.

Od druhé poloviny 20. stol. Dochází k rychlému rozvoji chemie a biochemie sacharidů vzhledem k jejich důležitému biologickému významu.

Sacharidy jsou spolu s bílkovinami a lipidy nejdůležitějšími chemickými sloučeninami, které tvoří živé organismy. U lidí a zvířat slouží sacharidy důležité funkce: energetický (hlavní typ buněčného paliva), strukturální (podstatná složka většiny intracelulárních struktur) a ochranný (účast sacharidových složek imunoglobulinů na udržení imunity).

Sacharidy (ribóza, deoxyribóza) se používají k syntéze nukleových kyselin, jsou nedílnou součástí nukleotidových koenzymů, které hrají mimořádně důležitou roli v metabolismu živých bytostí. V poslední době přitahují stále větší pozornost směsné biopolymery obsahující sacharidy: glykopeptidy a glykoproteiny, glykolipidy a lipopolysacharidy, glykolipoproteiny atd. Tyto látky plní v těle složité a důležité funkce.

Takže vyzdvihnu b Iologický význam sacharidů:

· Sacharidy plní plastickou funkci, to znamená, že se podílejí na stavbě kostí, buněk a enzymů. Tvoří 2-3% hmotnosti.

· Sacharidy jsou hlavním energetickým materiálem. Při oxidaci 1 gramu sacharidů se uvolní 4,1 kcal energie a 0,4 g vody.

· Pentózy (ribóza a deoxyribóza) se podílejí na stavbě ATP.

· Sacharidy hrají v rostlinách ochrannou roli.

2. Druhy sacharidů

Existují dvě hlavní skupiny sacharidů: jednoduché a složité. Mezi jednoduché sacharidy patří glukóza, fruktóza, galaktóza, sacharóza, laktóza a maltóza. Mezi ty komplexní patří škrob, glykogen, vláknina a pektin.

Sacharidy se dělí na monosacharidy (jednoduché), oligosacharidy a polysacharidy (komplexní).

1. Monosacharidy

fruktóza

galaktóza

· manóza

2. Oligosacharidy

· Disacharidy

· sacharóza (běžný cukr, třtinový nebo řepný cukr)

isomaltóza

· dextran

· škrob

galaktomannany

Monosacharidy(jednoduché sacharidy) jsou nejjednoduššími zástupci sacharidů a při hydrolýze se nerozkládají na jednodušší sloučeniny. Jednoduché sacharidy se snadno rozpouštějí ve vodě a rychle se vstřebávají. Mají výraznou sladkou chuť a řadí se mezi cukry.

deoxyribóza atd.).

Nejdůležitější ze všech monosacharidů je glukóza, protože je strukturální jednotkou (stavební jednotkou) pro stavbu většiny potravinových di- a polysacharidů. Transport glukózy do buněk je v mnoha tkáních regulován pankreatickým hormonem inzulínem.

U lidí se přebytek glukózy primárně přeměňuje na glykogen, jediný rezervní sacharid ve zvířecích tkáních. V lidském těle je celkový obsah glykogenu asi 500 g – to je denní přísun sacharidů užívaných v případech vážného nedostatku ve stravě. Dlouhodobý nedostatek glykogenu v játrech vede k dysfunkci hepatocytů a tukovou infiltraci.

Oligosacharidy- více složitá spojení, vytvořený z několika (od 2 do 10) monosacharidových zbytků. Dělí se na disacharidy, trisacharidy atd. Nejdůležitějšími disacharidy pro člověka jsou sacharóza, maltóza a laktóza. Oligosacharidy, mezi které patří rafinóza, stachyóza, verbaskóza, se nacházejí především v luštěninách a jejich zpracovaných produktech, např. sójová mouka a také v malém množství v mnoha zeleninách. Frukto-oligosacharidy se nacházejí v obilovinách (pšenice, žito), zelenině (cibule, česnek, artyčoky, chřest, rebarbora, čekanka), dále v banánech a medu.

laktulóza, vznikající z laktózy při tepelné úpravě mléka, například při výrobě pečeného a sterilovaného mléka.

Oligosacharidy se prakticky nerozkládají tenké střevo u lidí kvůli nedostatku vhodných enzymů. Z tohoto důvodu mají vlastnosti dietní vlákniny. Některé oligosacharidy hrají v životě zásadní roli normální mikroflóru tlustého střeva, což umožňuje jejich zařazení mezi prebiotika – látky, které jsou částečně fermentovány některými střevními mikroorganismy a zajišťují udržení normální střevní mikrobiocenózy.

Polymerní sloučeniny s vysokou molekulovou hmotností vytvořené z velkého počtu monomerů, které jsou monosacharidovými zbytky. Polysacharidy dělíme na stravitelné a nestravitelné gastrointestinální trakt osoba. Do první podskupiny patří škrob a glykogen, do druhé různé sloučeniny, z nichž pro člověka jsou nejdůležitější celulóza (vláknina), hemicelulóza a pektinové látky.

Oligo- a polysacharidy jsou kombinovány pod termínem „komplexní sacharidy“. Mono- a disacharidy mají sladkou chuť, proto se jim také říká „cukry“. Polysacharidy nemají sladkou chuť. Sladkost sacharózy se liší. Pokud je sladkost roztoku sacharózy brána jako 100%, pak sladkost ekvimolárních roztoků jiných cukrů bude: fruktóza - 173%, glukóza - 81%, maltóza a galaktóza - 32% a laktóza - 16%.

Hlavním stravitelným polysacharidem je škrob – potravinový základ obilí, luštěnin a brambor. Tvoří až 80 % sacharidů přijatých v potravě. Jde o komplexní polymer skládající se ze dvou frakcí: amylózy – lineárního polymeru a amylopektinu – rozvětveného polymeru. Právě poměr těchto dvou frakcí v různých surovinách škrobu určuje jeho různé fyzikálně-chemické a technologické vlastnosti, zejména rozpustnost ve vodě při různých teplotách. Zdrojem škrobu jsou rostlinné produkty, především obiloviny: obiloviny, mouka, chléb a brambory.

Aby se usnadnilo vstřebávání škrobu tělem, musí být výrobek obsahující škrob tepelně zpracován. V tomto případě vzniká škrobová pasta v explicitní formě, například želé, nebo latentně ve složení potravinového složení: kaše, chléb, těstoviny, luštěninové pokrmy. Škrobové polysacharidy, které vstupují do těla s jídlem, jsou podrobeny postupným, počínaje ústní dutina fermentace na maltodextriny, maltózu a glukózu s následnou téměř úplnou absorpcí.

glykogen. Jeho nutriční hodnota je nízká – ze stravy nepochází více než 10-15 g glykogenu ve složení jater, masa a ryb. Když maso zraje, glykogen se přemění na kyselinu mléčnou.

Některé komplexní sacharidy (vláknina, celulóza atd.) se v lidském těle vůbec nestráví. To je však nezbytná složka výživy: stimulují střevní motilitu, tvoří výkaly, čímž podporují odstraňování toxinů a pročišťují tělo. Navíc, přestože vláknina není pro člověka trávena, slouží jako zdroj výživy pro prospěšnou střevní mikroflóru.

Význam sacharidů ve výživě člověka je velmi vysoký. Slouží jako nejdůležitější zdroj energie, poskytují až 50–70 % celkového příjmu kalorií.

Schopnost sacharidů být vysoce účinným zdrojem energie je základem jejich „bílkovin šetřícího“ působení. Přestože sacharidy nepatří mezi zásadní nutriční faktory a mohou se v těle tvořit z aminokyselin a glycerolu, minimální množství sacharidů v denní stravě by nemělo být nižší než 50-60 g.

S poruchou metabolismu sacharidů je úzce spojena řada onemocnění: diabetes mellitus, galaktosémie, porucha depotního systému glykogenu, nesnášenlivost mléka atd. Je třeba poznamenat, že v lidském a zvířecím těle jsou sacharidy přítomny v menším množství (ne více než 2 % tělesné hmotnosti sušiny) než proteiny a lipidy; v rostlinných organismech tvoří díky celulóze sacharidy až 80 % sušiny, proto je obecně v biosféře více sacharidů než všech ostatních organických sloučenin dohromady.

2. Populární informace o výživě. Ed. A. I. Štolmaková, I. O. Martynyuk, Kyjev, „Zdraví“, 1990

3. Korolev A. A. Hygiena potravin - 2. vyd. Přepracováno a doplňkové - M.: "Akademie", 2007