Ogļhidrātu bioloģiskā loma un nozīme. Īss disaharīdu apraksts. Ogļhidrātu fizikālās un ķīmiskās īpašības.
Ievads
2. Ogļhidrātu klasifikācija
3. Mono- un disaharīdu organizācijas strukturālās un funkcionālās iezīmes: struktūra; atrodoties dabā; kvīts; atsevišķu pārstāvju īpašības
4. Biopolimēru bioloģiskā loma- polisaharīdi
5. Ķīmiskā ogļhidrātu īpašības
Secinājums
Bibliogrāfija
Jūsu ķermeņa olbaltumvielas pilda daudzas funkcijas, sākot no orgānu audu veidošanās līdz antivielu veidošanai, kas cīnās ar infekciju. Olbaltumvielas nodrošina normālu bērnu un pusaudžu, kā arī augļa augšanu un attīstību grūtniecības laikā, kā arī nodrošina sekundāru enerģijas avotu. Olas, gaļa, mājputni, zivis, sojas pupas, pākšaugi, piens un piena produkti ir vieni no labākajiem olbaltumvielu avotiem.
Lai gan tauku uzņemšana bieži ir saistīta ar svara pieaugumu, aptaukošanos un sirds slimību risku, tauki ir būtiska uzturviela, kas nepieciešama nelielos daudzumos, lai saglabātu veselību. Tie palīdz veidot un uzturēt šūnu membrānas, izolē un amortizē dzīvībai svarīgus orgānus, kā arī ir koncentrēts enerģijas avots.
Ievads
Organiskie savienojumi veido vidēji 20-30% no dzīvā organisma šūnu masas. Tie ietver bioloģiskie polimēri: olbaltumvielas, nukleīnskābes, ogļhidrāti, kā arī tauki un vairākas mazas hormonu molekulas, pigmenti, ATP utt. Dažāda veida šūnas satur nevienlīdzīgu organisko savienojumu daudzumu. Augu šūnās dominē kompleksie ogļhidrāti-polisaharīdi, savukārt dzīvniekiem ir vairāk olbaltumvielu un tauku. Neskatoties uz to, katra no organisko vielu grupām jebkura veida šūnās pilda līdzīgas funkcijas: nodrošina enerģiju, ir būvmateriāls.
Izvēlieties veselīgus nepiesātinātos taukus, piemēram olīvju eļļa, rapšu un saulespuķu eļļa savā uzturā piesātināto tauku, piemēram, sviesta un speķa, vietā, kas var palielināt jūsu risku sirds un asinsvadu slimība. Bieži tiek ignorēts kā uzturviela, ūdens ir ļoti svarīgs daudzām ķermeņa funkcijām. Tas veido apmēram 60 procentus no ķermeņa svara un palīdz uzturēt asins tilpumu, asinsspiediens un ķermeņa temperatūru. Tas ieeļļo locītavas, mitrina acu, deguna un mutes audus, nodrošina nervu un muskuļu darbību un novērš aizcietējumus.
1. Īsa informācija par ogļhidrātiem
Ogļhidrāti- organiskie savienojumi, kas sastāv no vienas vai vairākām vienkāršo cukuru molekulām. Molārs ogļhidrātu masa svārstās no 100 līdz 1 000 000 Da (Daltona masa, aptuveni vienāda ar viena ūdeņraža atoma masu). To vispārīgo formulu parasti raksta kā C n (H 2 O) n (kur n ir vismaz trīs). Pirmo reizi 1844. gadā šo terminu ieviesa pašmāju zinātnieks K. Šmids (1822-1894).
Vēl viena svarīga ūdens funkcija ir barības vielu nogādāšana dažādās šūnās un atkritumproduktu izvadīšana no organisma. Lai gan ūdens vajadzības atšķiras atkarībā no vecuma, pieaugušajiem katru dienu ir vajadzīgas apmēram astoņas tases ūdens. No 13 veselībai nepieciešamajiem vitamīniem deviņi ir ūdenī šķīstoši un četri taukos šķīstoši. C vitamīns darbojas kā antioksidants un palīdz veidot spēcīgas smaganas, zobus un kaulus.
Minerālvielas, kas nepieciešamas vairāk nekā 100 miligramu dienā, piemēram, kalciju, fosforu, magniju, sēru, nātriju, hlorīdu un kāliju, sauc par būtiskām minerālvielām, savukārt dzelzi, cinku, varu, mangānu, jodu, selēnu, molibdēnu, hromu, un kobalts ir mikroelementi, jo to ikdienas nepieciešamība ir mazāka par 15 miligramiem. Tomēr visas šīs minerālvielas ir būtiskas normālai ķermeņa darbībai, piemēram, veselīgu kaulu un zobu veidošanai un uzturēšanai, asins šūnu veidošanai, skābekļa transportēšanai, brūču dzīšanai, asins recēšanai, nervu signālu pārraidei, muskuļu kontrakcijai un ūdens regulēšanai. līdzsvaru.
Nosaukums "ogļhidrāti" radās, pamatojoties uz pirmo zināmo šīs savienojumu grupas pārstāvju analīzi. Izrādījās, ka šīs vielas sastāv no oglekļa, ūdeņraža un skābekļa, un ūdeņraža un skābekļa atomu skaita attiecība tajās ir tāda pati kā ūdenī: divi ūdeņraža atomi - viens skābekļa atoms. Tādējādi tie tika uzskatīti par oglekļa un ūdens kombināciju. Nākotnē kļuva zināmi daudzi ogļhidrāti, kas neatbilda šim nosacījumam, taču nosaukums "ogļhidrāti" joprojām ir vispārpieņemts. Dzīvnieku šūnā ogļhidrāti ir atrodami daudzumā, kas nepārsniedz 2-5%. Augu šūnas ir visbagātākās ar ogļhidrātiem, kur to saturs atsevišķos gadījumos sasniedz 90% no sausnas masas (piemēram, kartupeļu bumbuļos, sēklās).
Uzturvielas, kas organismam nepieciešamas tā uzbūvei un ķermeņa enerģijas ražošanai, sauc par barības vielām. Uzturvielas ietver trīs galvenās grupas. Ogļhidrāti, tauki un olbaltumvielas. . Termins "ogļhidrāti" attiecas uz liels skaits organiskie savienojumi. Ogļhidrāti ir vissvarīgākie enerģijas piegādātāji. Miljoniem gadu viela glikoze ir veidojusies augos fotosintēzes ceļā no ūdens un oglekļa dioksīda neorganiskām izejvielām. Tajā saules gaismas enerģija, protams, tiek uzglabāta ķīmiski.
2. Ogļhidrātu klasifikācija
Ir trīs ogļhidrātu grupas: monosaharīdi vai vienkāršie cukuri (glikoze, fruktoze); oligosaharīdi - savienojumi, kas sastāv no 2-10 secīgi savienotām vienkāršo cukuru (saharozes, maltozes) molekulām; polisaharīdi, kas satur vairāk nekā 10 cukura molekulas (ciete, celuloze).
3. Mono- un disaharīdu organizācijas strukturālās un funkcionālās iezīmes: struktūra; atrodoties dabā; kvīts. atsevišķu pārstāvju īpašības
Monosaharīdi ir daudzvērtīgo spirtu ketonu vai aldehīdu atvasinājumi. Oglekļa, ūdeņraža un skābekļa atomi, kas veido to sastāvu, ir attiecībā 1:2:1. Vienkāršo cukuru vispārīgā formula ir (CH 2 O) n. Atkarībā no oglekļa karkasa garuma (oglekļa atomu skaita) tos iedala: trioze-C 3, tetroze-C 4, pentoze-C 5, heksoze-C 6 utt. Turklāt cukurus iedala: :
Fotosintēze ir vissvarīgākais bioķīmiskais process uz Zemes. Gandrīz visas dzīvās būtnes ir tieši vai netieši atkarīgas no šādā veidā veidotiem ogļhidrātiem. Augu, dzīvnieku un cilvēku organismos tie ir neaizstājami vielmaiņas procesos. Kā vielmaiņas galaprodukti no organisma atkal tiek izvadīti enerģētiski nabagie savienojumi – ūdens un oglekļa dioksīds. Vēlāk tie ir pieejami augu fotosintēzei. Tas noslēdz ciklu, kurā ir saistīti Zemes organismi.
Visi ogļhidrāti sastāv no trim elementiem: ūdeņradis, ogleklis un skābeklis. Visu ogļhidrātu pamatelementi ir vienādi vai līdzīgi. Tādējādi ogļhidrātu struktūra un līdz ar to arī īpašības ir ļoti dažādas. Kā pārtika viņiem ir liela nozīme cukura, cietes, gumiarābijas, pektīna, celulozes vai pat karabīnu veidā.
Aldozes, kas satur aldehīda grupu, ir C=O. Tie ietver | | H glikoze:
H H H H H
CH 2OH - C - C - C - C - C
| | | | \\
OH OH OH OH
Ketoze, kas satur ketonu grupu - C-. Viņiem, piemēram, || attiecas uz fruktozi.
Šķīdumos visiem cukuriem, sākot ar pentozēm, ir cikliska forma; lineārajā formā ir tikai triozes un tetrozes. Kad veidojas cikliskā forma, aldehīda grupas skābekļa atoms ir kovalenti saistīts ar ķēdes priekšpēdējo oglekļa atomu, kā rezultātā veidojas pusacetāli (aldožu gadījumā) un hemiketāli (ketožu gadījumā).
Ceratoniju kokam ir liela nozīme Vidusjūrā. Lielās pākstis satur sēklas. Arābi sēklas sauca par "Karātu". Žāvētā stāvoklī tie kalpoja kā svara vienība. Šī svara vienība ir saglabājusies līdz mūsdienām, pavisam citā apgabalā, proti, dārgakmeņos. Rubīnu, safīru, dimantu u.c. svars. joprojām ir saglabājies karatē.
Dažādu ogļhidrātu sadalīšana ir svarīga uztura fizioloģijai. Gremošanas traktā ogļhidrāti tiek sadalīti to mazākajās sastāvdaļās. Tos var absorbēt zarnu sienas. No turienes tie nonāk asinsritē. Tāpēc vienkāršie cukuri, piemēram, glikoze, ir pieejami ļoti ātri pēc ēdienreizes kā enerģijas donori. Tiem nav jābūt sarežģītiem. No otras puses, cilvēki nevar izmantot celulozi enerģijas ražošanai. Tāpēc tas ir aprakstīts kā uztura šķiedra. No otras puses, liellopi izmanto celulozi kā pārtikas avotu.
Monosaharīdu raksturojums, atsevišķi pārstāvji
No tetrozēm vielmaiņas procesos vissvarīgākā ir eritroze. Šis cukurs ir viens no fotosintēzes starpproduktiem. Dabiskos apstākļos pentozes ir sastopamas galvenokārt kā sarežģītāku vielu molekulu sastāvdaļas, piemēram, sarežģīti polisaharīdi, ko sauc par pentozāniem, kā arī augu sveķi. Pentozes ievērojamā daudzumā (10-15%) ir sastopamas koksnē un salmos. Dabā pārsvarā sastopama arabinoze. Tas ir atrodams ķiršu līmē, bietēs un gumiarābikā, no kurienes to iegūst. Riboze un dezoksiriboze ir plaši izplatīta dzīvnieku un flora, tie ir cukuri, kas ir daļa no nukleīnskābes monomēriem RNS un DNS. Ribozi iegūst, epimerizējot arabinozi.
Tāpat kā citiem atgremotājiem, tiem ir enzīmu sistēma, ko var izmantot celulozes saišu sadalīšanai. Ja cilvēks to spētu, viņam tiktu atvērti gandrīz neizsmeļami pārtikas avoti. Celuloze ir visizplatītākais organiskais savienojums uz mūsu planētas.
Lielākā daļa ogļhidrātus saturošu pārtikas produktu savā dabiskajā, sākotnējā formā ir citu pārtikas sastāvdaļu, piemēram, vitamīnu, minerālvielu, mikroelementu un šķiedrvielu, nesēji. Tāpēc ikdienas uzturā vajadzētu būt vismaz 55% ogļhidrātu.
Ksiloze veidojas, hidrolizējot polisaharīdu ksilozānu, ko satur salmi, klijas, koks un saulespuķu sēnalas. Dažāda veida ksilozes fermentācijas produkti ir pienskābes, etiķskābes, citronskābes, dzintarskābes un citas skābes. Ksiloze cilvēka organismā slikti uzsūcas. Ksilozi saturošus hidrolizātus izmanto dažu veidu rauga audzēšanai, tos izmanto kā olbaltumvielu avotu lauksaimniecības dzīvnieku barošanai. Reducējot ksilozi, iegūst ksilīta spirtu, to lieto kā cukura aizstājēju diabēta slimniekiem. Ksilīts tiek plaši izmantots kā mitruma stabilizators un plastifikators (papīra rūpniecībā, parfimērijā, celofāna ražošanā). Tā ir viena no galvenajām sastāvdaļām vairāku virsmaktīvo vielu, laku, adhezīvu ražošanā.
Ogļhidrātu saturs dažādos pārtikas produktos. Dabiski produkti no graudu kultūrām, pilngraudu milti, graudaugi vai brūnie rīsi satur daudz vairāk vitamīnu, minerālvielu un šķiedrvielu. Tas ir tāpēc, ka slīpēšanas vai pulēšanas laikā ir noņemts vērtīgais ārējais slānis. Paliek tikai tīrs medus. Pērkot, jums jāpievērš uzmanība miltu malšanas pakāpei. Jo lielāki tipa numuri pārtikas maisiņā, jo pilnīgāki ir milti. Piemēram, 405. tipa kviešu milti: tie ir smalki balti milti ar nelielu vērtīgo graudu komponentu daļu.
No heksozēm visizplatītākās ir glikoze, fruktoze, galaktoze, to vispārējā formula ir C 6 H 12 O 6.
Glikoze (vīnogu cukurs, dekstroze) ir atrodama vīnogu un citu saldo augļu sulā, kā arī nelielos daudzumos dzīvniekiem un cilvēkiem. Glikoze ir daļa no svarīgākajiem disaharīdiem – niedru un vīnogu cukuriem. Augstas molekulmasas polisaharīdi, t.i., ciete, glikogēns (dzīvnieku ciete) un šķiedra, ir pilnībā veidoti no glikozes molekulu atliekām, kas savienotas viena ar otru. Dažādi ceļi. Glikoze ir galvenais šūnu enerģijas avots.
Malšana kviešos
Ļoti populāri kā sānu ēdieni, kā arī rīsi un nūdeles. Uztura fizioloģija, brūnie, neslīpētie rīsi ir vērtīgāki, jo vairāk augsts saturs barības vielas. Tas pats attiecas uz pilngraudu nūdelēm. Ogļhidrātu saturs kartupeļos ir aptuveni 20%. Olbaltumvielu kvalitāte ir augsta, lai gan olbaltumvielu saturs ir tikai aptuveni 2%. Turklāt kartupeļi ir viens no svarīgākajiem C vitamīna un kālija avotiem, pārējais ir ūdens. Kartupeļi tiek negodīgi uzskatīti par dzēlienu. Tomēr frī kartupeļu vai kartupeļu čipsu veidā, kas bagāti ar taukiem un sāli, labas īpašības mūsu svarīgais pamatēdiens vairs nav derīgs.
Cilvēka asinīs ir 0,1-0,12% glikozes, indikatora samazināšanās izraisa nervu un muskuļu šūnu dzīvībai svarīgās aktivitātes pārkāpumu, ko dažkārt pavada krampji vai ģībonis. Glikozes līmeni asinīs regulē sarežģīts darba mehānisms nervu sistēma un endokrīnie dziedzeri. Viena no masveida smagajām endokrīnām slimībām - cukura diabēts - ir saistīta ar aizkuņģa dziedzera saliņu zonu hipofunkciju. To pavada ievērojama muskuļu un tauku šūnu membrānas glikozes caurlaidības samazināšanās, kas izraisa glikozes satura palielināšanos asinīs, kā arī urīnā.
Tā ir bioloģisko dabisko produktu klase. Nosaukums cēlies no divu terminu sastāva, proti, "ogles" un "ūdens". No ķīmiskā viedokļa organiskie savienojumi sastāv no nesazarotām oglekļa, skābekļa un ūdeņraža atomu ķēdēm. Kultūrismā lielākā daļa sportistu ir galvenais enerģijas avots. Kā galvenais enerģijas avots, ātri pieejams, tiek saražoti tikai 2% no kopējām enerģijas rezervēm cilvēka organismā.
Turklāt 80% enerģijas rezervju uzkrājas augļa šūnās, bet atlikušie 18% - skeleta muskuļos. Ņemot vērā faktu, ka katrs grams organismā tiek uzkrāts kopā ar 4 g ūdens, ūdenim nav nekādas nozīmes tauku uzglabāšanā, tāpēc cilvēka ķermenis svarīgi kā galveno enerģijas avotu uzkrāt tikai tauku rezerves.
Glikoze medicīniskiem nolūkiem tiek iegūta, attīrot - pārkristalizējot - tehnisko glikozi no ūdens vai ūdens-spirta šķīdumiem. Glikozi izmanto tekstilizstrādājumu ražošanā un dažās citās nozarēs kā reducētāju. Medicīnā tīru glikozi lieto šķīdumu veidā injekcijām asinīs vairākām slimībām un tablešu veidā. No tā iegūst C vitamīnu.
Kāda ir ogļhidrātu nozīme no bioloģiskā viedokļa? Šīs galvenā funkcija ir struktūras struktūra, t.i. viņi piedalās veidošanā šūnu struktūras. Augiem ir arī aizsardzības mehānisms. Mums, cilvēkiem, vissvarīgākais enerģijas avots. Oksidējot 1 g, izdalās aptuveni 0,4 g ūdens un 4,1 kcal enerģijas. atbild par osmoregulācijas un osmotiskā spiediena regulēšanu. Asinis satur apmēram 100 mg glikozes, un tās koncentrācija ir atkarīga no asinsrites spiediena. Turklāt tiem ir liela nozīme mūsu receptoru darbībā – lielākā daļa oligosaharīdu ir iesaistīti receptoru orgānos.
Galaktoze kopā ar glikozi ir daļa no dažiem glikozīdiem un polisaharīdiem. Galaktozes molekulu atliekas ir daļa no vissarežģītākajiem biopolimēriem - gangliozīdiem jeb glikosfingolipīdiem. Tie ir atrodami cilvēku un dzīvnieku nervu mezglos (ganglios), kā arī smadzeņu audos, liesā eritrocītos. Galaktozi galvenokārt iegūst piena cukura hidrolīzē.
Kādi ir ogļhidrātu veidi?
Vienkārši vai ātri vai cukura veidi: mono - un disaharīdi Lēni vai sarežģīti vai cukura veidi: oligo - un polisaharīdi Šķiedras vai nesagremojamas ir definētas kā uztura šķiedras. Monosaharīdi ir šādi nosaukti, jo tie satur tikai vienas cukura grupas nosaukumu. Disaharīdi veidojas no divu monosaharīdu atliekām.
Populārākie disaharīdu cukura atvasinājumi ir laktoze un saharoze. Ogļhidrātu vielmaiņa. Metabolisms ir sadalīts 3 veidu procesos. glikolīze; glikoģenēze; Glikoneoģenēze. To galvenokārt nosaka glikozes līmenis asinīs. Šis process ir atkarīgs arī no uzturvielu sastāva un pēdējās ēdienreizes. Glikozes līmenis asinīs ir viszemākais no rīta pēc 8 stundu standarta miega, jo organisms nespēja piepildīt glikozes depo.
Fruktoze (augļu cukurs) brīvā stāvoklī ir atrodama augļos, medū. Iekļauts daudzos kompleksajos cukuros, piemēram, niedru cukurā, no kura to var iegūt hidrolīzes ceļā. Veido sarežģītu strukturētu augstas molekulārās polisaharīda inulīnu, ko satur daži augi. Fruktozi iegūst arī no inulīna. Fruktoze ir vērtīgs pārtikas cukurs; tas ir 1,5 reizes saldāks par saharozi un 3 reizes saldāks par glikozi. Tas labi uzsūcas organismā. Kad fruktoze tiek samazināta, veidojas sorbīts un mannīts. Sorbīts tiek izmantots kā cukura aizstājējs diabēta slimnieku uzturā; turklāt to izmanto askorbīnskābes (C vitamīna) ražošanai. Oksidējoties, fruktoze dod vīnskābi un skābeņskābi.
Cilvēka ķermenim ir spēja pašapkalpoties, kad tas ir prātīgs ar tukšu vēderu pie 75% glikolīzes un 25% glikoneoģenēzes. Pēc pamošanās cilvēka ķermenis ir ideālā stāvoklī, lai izmantotu uzkrātos taukus kā enerģijas avotu. Tāpēc ieteikumam no rīta apstiprināt sportu nav jēgas.
No rīta visvairāk labakais laiks katabolisko hormonu aktivizēšana un dabiskā ražošana organismā. Naktīs augstā somatotropo hormonu koncentrācija no rīta strauji samazinās, un kortizola noārdīšanās hormona līmenis maksimālo dienas koncentrāciju sasniedz pulksten 9.
Disaharīdi ir tipiski cukuram līdzīgi polisaharīdi. Tie ir cietas vielas vai nekristalizējoši sīrupi, kas labi šķīst ūdenī. Gan amorfie, gan kristāliskie disaharīdi parasti kūst dažādās temperatūrās un parasti sadalās. Disaharīdi veidojas kondensācijas reakcijā starp diviem monosaharīdiem, parasti heksozēm. Saikni starp diviem monosaharīdiem sauc par glikozīdu saiti. Tas parasti veidojas starp blakus esošo monosaharīdu vienību pirmo un ceturto oglekļa atomu (1,4-glikozīdiskā saite). Šo procesu var atkārtot neskaitāmas reizes, kā rezultātā veidojas milzu polisaharīdu molekulas. Kad monosaharīdu vienības ir savienotas kopā, tās sauc par atlikumiem. Tādējādi maltoze sastāv no diviem glikozes atlikumiem.
Insulīns ir aizkuņģa dziedzera ražots hormons. Insulīna izdalīšanos izraisa aminoskābju un glikozes daudzuma palielināšanās asinīs. Insulīns spēj pastāvīgi uzturēt cukura, olbaltumvielu un tauku metabolismu. Turklāt tas palīdz pazemināt glikozes līmeni asinīs, kā arī aminoskābju un glikozes tālāknodošanu un transportēšanu uz dažādiem ķermeņa audiem un orgāniem, jo īpaši uz muskuļu šūnām.
Ogļhidrātu siltumspēja ir 17,2 kilodžouli uz gramu, kas atbilst 4,1 kcal. Glikoze, glikoze, glikoze, glikoze, glikoze, glikoze, glikoze vai glikoze. Saharoze, neatkarīgi no tā, vai saputotais cukurs vai saharoze bija laktoze, neatkarīgi no laktozes vai laktozes laktozes, sintētiskais piena cukurs. Maltoze, arī iesala cukurs trehaloze, ir nereducējošs cukurs.
Visizplatītākie disaharīdi ir maltoze (glikoze + glikoze), laktoze (glikoze + galaktoze) un saharoze (glikoze + fruktoze).
Atsevišķi disaharīdu pārstāvji
Maltozes (iesala cukura) formula ir C 12 H 22 O 11 . Nosaukums radās saistībā ar maltozes iegūšanas metodi: to iegūst no cietes, saskaroties ar iesalu (latīņu valodā maltum — iesals). Hidrolīzes rezultātā maltoze tiek sadalīta divās glikozes molekulās:
C 12 H 22 O 11 + H 2O \u003d 2C 6 H 12 O 6
Iesala cukurs ir cietes hidrolīzes starpprodukts, tas ir plaši izplatīts augu un dzīvnieku organismos. Iesala cukurs ir daudz mazāk salds nekā niedru cukurs (0,6 reizes tādā pašā koncentrācijā).
Laktoze (piena cukurs). Šī disaharīda nosaukums radās saistībā ar tā sagatavošanu no piena (no latīņu valodas lactum - piens). Hidrolīzes laikā laktoze tiek sadalīta glikozē un galaktozē:
Laktozi iegūst no piena: govs pienā tā satur 4-5,5%, sievietes pienā - 5,5-8,4%. Laktoze atšķiras no citiem cukuriem ar to, ka tai nav higroskopiskuma: tā nekļūst mitra. Piena cukuru izmanto kā farmaceitisku preparātu un zīdaiņu barību. Laktoze ir 4 vai 5 reizes mazāk salda nekā saharoze.
Saharoze (cukurniedru vai biešu cukurs). Nosaukums radās saistībā ar tā ražošanu no cukurbietēm vai cukurniedrēm. Niedru cukurs ir zināms daudzus gadsimtus pirms mūsu ēras. Tikai XVIII gadsimta vidū. šis disaharīds tika atklāts cukurbietēs un tikai 19. gadsimta sākumā. tas iegūts ražošanas vidē. Saharoze ir ļoti izplatīta augu pasaulē. Lapas un sēklas vienmēr satur nelielu daudzumu saharozes. Tas ir atrodams arī augļos (aprikozēs, persikos, bumbieros, ananāsos). Daudz tā ir kļavu un palmu sulās, kukurūzā. Šis ir visslavenākais un plaši izmantotais cukurs. Hidrolizējot, no tā veidojas glikoze un fruktoze:
C 12 H 22 O 11 + H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6
Vienāda daudzuma glikozes un fruktozes maisījumu, kas rodas niedru cukura inversijas rezultātā (sakarā ar šķīduma labās rotācijas hidrolīzes procesa izmaiņām pa kreisi), sauc par invertcukuru (rotācijas inversiju). Dabīgais invertcukurs ir medus, kas galvenokārt sastāv no glikozes un fruktozes.
Saharozi iegūst lielos daudzumos. Cukurbietes satur 16-20% saharozes, cukurniedres - 14-26%. Nomazgātās bietes sasmalcina un saharozi vairākkārt ekstrahē aparātos ar ūdeni, kura temperatūra ir aptuveni 80 grādi. Iegūtais šķidrums, kas papildus saharozei satur lielu skaitu dažādu piemaisījumu, tiek apstrādāts ar kaļķi. Kaļķi izgulsnē vairākas organiskās skābes kalcija sāļu veidā, kā arī olbaltumvielas un dažas citas vielas. Daļa kaļķu vienlaikus veidojas ar šķīstošo niedru cukuru auksts ūdens kalcija cukuri, kas tiek iznīcināti, apstrādājot ar oglekļa dioksīdu.
Kalcija karbonāta nogulsnes atdala filtrējot, filtrātu pēc tālākas attīrīšanas iztvaicē vakuumā, līdz tiek iegūta bieza masa. Atdalītos saharozes kristālus atdala, izmantojot centrifūgas. Šādi tiek iegūts jēlcukurs, kuram ir dzeltenīga krāsa, brūns mātes šķidrums, nekristalizējošs sīrups (biešu melase vai melase). Cukuru attīra (rafinē) un iegūst gatavo produktu.
4. Biopolimēru - polisaharīdu bioloģiskā loma
Polisaharīdi ir augstas molekulmasas (līdz 1 000 000 Da) polimēru savienojumi, kas sastāv no liela skaita monomēru – cukuru, to vispārīgā formula ir C x (H 2 O) y. Visizplatītākais polisaharīdu monomērs ir glikoze, manoze, galaktoze un citi cukuri. Polisaharīdi ir sadalīti:
- homopolisaharīdi, kas sastāv no viena veida monosaharīdu molekulām (piemēram, ciete un celuloze sastāv tikai no glikozes);
- heteropolisaharīdi, kas var saturēt vairākus dažādus cukurus (heparīnu) kā monomērus.
Ja polisaharīdā ir tikai 1,4= glikozīdu saites, mēs iegūsim lineāru, nesazarotu polimēru (celulozi); ja ir gan 1,4=, gan 1,6= saites, polimērs būs sazarots (glikogēns). Starp svarīgākajiem polisaharīdiem ir: celuloze, ciete, glikogēns, hitīns.
Celuloze jeb šķiedra (no latīņu cellula — šūna) ir augu šūnu šūnu sienas galvenā sastāvdaļa. Tas ir lineārs polisaharīds, kas sastāv no glikozes, kas savienota ar 1,4= saitēm. Šķiedra veido 50 līdz 70% no koksnes. Kokvilna ir gandrīz tīra šķiedra. Linu un kaņepju šķiedras galvenokārt sastāv no šķiedras. Tīrākie šķiedras piemēri ir rafinēta vate un filtrpapīrs.
Ciete ir sazarots augu izcelsmes polisaharīds, kas sastāv no glikozes. Polisaharīdā glikozes atlikumi ir saistīti ar 1,4= un 1,6= glikozīdu saitēm. Kad tie tiek sadalīti, augi saņem glikozi, kas ir nepieciešama viņu dzīves laikā. Ciete veidojas fotosintēzes laikā zaļās lapās graudu veidā. Šos graudus ir īpaši viegli noteikt mikroskopā, izmantojot kaļķa reakciju ar jodu: cietes graudi kļūst zili vai zili melni.
Pēc cietes graudu uzkrāšanās var spriest par fotosintēzes intensitāti. Lapās esošā ciete tiek sadalīta monosaharīdos vai oligosaharīdos un pārnes uz citām augu daļām, piemēram, kartupeļu bumbuļiem vai labības graudiem. Šeit atkal ir cietes nogulsnēšanās graudu veidā. Augstākais cietes saturs šādās kultūrās:
Rīsi (graudu) - 62-82%;
- kukurūza (graudu) - 65-75%;
- kvieši (graudi) - 57-75%;
- kartupeļi (bumbuļi) - 12-24%.
Tekstilrūpniecībā cieti izmanto krāsu biezinātāju ražošanai. To izmanto sērkociņu, papīra, poligrāfijas rūpniecībā, grāmatu iesiešanā. Medicīnā un farmakoloģijā cieti izmanto, lai pagatavotu pulverus, pastas (biezas ziedes), un tā ir nepieciešama arī tablešu ražošanā. Pakļaujot cieti skābes hidrolīzei, glikozi var iegūt tīra kristāliska preparāta veidā vai melases veidā - krāsainu nekristalizējošo sīrupu.
Ir izveidota modificētas cietes ražošana, kas pakļauta speciālai apstrādei vai satur piedevas, kas uzlabo to īpašības. Modificētās cietes tiek plaši izmantotas dažādās nozarēs.
Glikogēns ir dzīvnieku izcelsmes polisaharīds, vairāk sazarots nekā ciete, kas sastāv no glikozes. Tam ir ārkārtīgi liela nozīme dzīvnieku organismos kā rezerves polisaharīdam: visus dzīvības procesus, galvenokārt muskuļu darbu, pavada glikogēna sadalīšanās, kas atbrīvo tajā koncentrēto enerģiju. Ķermeņa audos pienskābe var veidoties no glikogēna sarežģītu pārvērtību virknes rezultātā.
Glikogēns ir atrodams visos dzīvnieku audos. Īpaši daudz tas ir aknās (līdz 20%) un muskuļos (līdz 4%). Tas ir arī dažos zemākajos augos, raugos un sēnēs, un to var izolēt, apstrādājot dzīvnieku audus ar 5-10% trihloretiķskābi, kam seko ekstrahētā glikogēna izgulsnēšana ar spirtu. Ar jodu glikogēna šķīdumi piešķir vīna sarkanu līdz sarkanbrūnu krāsu atkarībā no glikogēna izcelsmes, dzīvnieka veida un citiem apstākļiem. Joda krāsa pazūd vārot un atkal parādās pēc atdzesēšanas.
Hitīns savā struktūrā un funkcijās ir ļoti tuvs celulozei – tas ir arī strukturāls polisaharīds. Hitīns ir atrodams dažās sēnēs, kur tā šķiedru struktūras dēļ tam ir atbalsta loma šūnu sieniņās, kā arī dažās dzīvnieku grupās (īpaši posmkāju) kā svarīga to ārējā skeleta sastāvdaļa. Hitīna struktūra ir līdzīga celulozes struktūrai, un tā garās paralēlās ķēdes ir arī savienotas.
5. Ogļhidrātu ķīmiskās īpašības
Visi monosaharīdi un daži disaharīdi, tostarp maltoze un laktoze, pieder pie reducējošo (atjaunojošo) cukuru grupas. Saharoze ir nereducējošais cukurs. Cukuru reducējošā spēja aldozēs ir atkarīga no aldehīdu grupas aktivitātes, savukārt ketozēs tā ir atkarīga gan no keto grupas, gan primāro spirta grupu aktivitātes. Nereducējošos cukuros šīs grupas nevar iesaistīties nekādās reakcijās, jo šeit tās piedalās glikozīdu saites veidošanā. Divas izplatītas reakcijas uz reducējošiem cukuriem, Benedikta reakcija un Fēlinga reakcija, ir balstītas uz šo cukuru spēju reducēt divvērtīgo vara jonu līdz vienvērtīgajam. Abās reakcijās izmanto sārmainu vara (2) sulfāta (CuSO 4 ) šķīdumu, kas tiek reducēts līdz nešķīstoša vara (1) oksīda (Cu 2 O). Jonu vienādojums: Cu 2+ + e = Cu + dod zilu šķīdumu, ķieģeļsarkanas nogulsnes. Visi polisaharīdi nav reducējoši.
Secinājums
Galvenā ogļhidrātu loma saistīti ar to enerģētisko funkciju. To fermentatīvās šķelšanās un oksidēšanās laikā tiek atbrīvota enerģija, ko izmanto šūna. Polisaharīdi galvenokārt pilda rezerves produktu un viegli mobilizējamo enerģijas avotu (piemēram, cietes un glikogēna) lomu, kā arī tiek izmantoti kā būvmateriāli (celuloze un hitīns).
Polisaharīdi ir ērti kā rezerves vielas vairāku iemeslu dēļ: tie nešķīst ūdenī, tiem nav ne osmotiskas, ne ķīmiskas ietekmes uz šūnu, kas ir ļoti svarīgi ilgstošai uzglabāšanai dzīvā šūnā: cietā, dehidrētā stāvoklī. polisaharīdi palielina rezerves produktu lietderīgo masu to ietaupījumu dēļ. Tajā pašā laikā ievērojami samazinās iespēja, ka šos produktus patērēs patogēnās baktērijas, sēnītes un citi mikroorganismi, kas, kā zināms, nevar norīt pārtiku, bet absorbē barības vielas no visas ķermeņa virsmas. Ja nepieciešams, uzglabāšanas polisaharīdus var viegli pārvērst vienkāršos cukuros ar hidrolīzi. Turklāt, apvienojoties ar lipīdiem un olbaltumvielām, ogļhidrāti veido glikolipīdus un glikoproteīnus - divus.
Bibliogrāfija
1. Green N., Stout W., Taylor D. Biology: In 3 Vols. T. 1: Per. no angļu valodas. // Red. R. Sopfa. M.: Mir, 1990, 368 lpp.
2. Ņečajevs A.P. Organiskā ķīmija: Mācību grāmata pārtikas tehnikumu audzēkņiem. M.: Augstāk. skola, 1988, 319 lpp.
3. Pavlovs I. Yu., Vakhnenko D. V., Moskvichev D. V. Bioloģija. Pabalsts-skolotājs par iestāšanos augstskolās. Rostova pie Donas, Phoenix izdevniecība, 1999, 576 lpp.
4. Lemeza N. A., Kamlyuk A. V., Lisov N. D. Bioloģija eksāmena jautājumos un atbildēs. Maskava: Rolfs, 1997, 464 lpp.
5. Mamontovs S. G. Bioloģijas pamati: Kurss pašizglītībai. Maskava: Izglītība, 1992, 416 lpp.
6. Bioloģija augstskolu reflektantiem. Ed. V. N. Jarigins. M.: Augstāk. skola, 1995, 478 lpp.
7. Kemp P., Arms K. Ievads bioloģijā. Per. no angļu valodas. M.: Mir, 1998, 671 lpp.
Abstrakts pluss
Federālā izglītības aģentūra
disciplīnā "Uztura fizioloģiskie un sanitāri higiēniskie pamati"
"Ogļhidrātu bioloģiskā loma"
Ievads
2. Ogļhidrātu veidi
Secinājums
Bibliogrāfija
Pārtikas higiēna - zinātne par vesela un slima cilvēka racionāla (optimāla) uztura organizēšanas likumiem un principiem. Tās ietvaros tiek izstrādāti zinātniskie pamati un praktiskie pasākumi, lai optimizētu dažādu iedzīvotāju grupu uzturu un pārtikas resursu, izejvielu un produktu sanitāro aizsardzību visos to ražošanas un aprites posmos.
Pārtikas higiēnas fundamentālie aspekti ir saistīti ar fizioloģisko procesu, gremošanas bioķīmisko mehānismu, pārtikas asimilācijas un barības vielu un citu komponentu metabolisma šūnu izpēti. pārtikas produkti, kā arī nutriogenomika, t.i., gēnu ekspresijas alimentārās regulēšanas pamats.
Uztura higiēna, no vienas puses, nosaka uzturvielu un enerģijas fizioloģisko vajadzību normas, izstrādā prasības pārtikas produktu kvalitātei un ieteikumus dažādu pārtikas grupu lietošanai atkarībā no vecuma, sociālajiem, ģeogrāfiskajiem un vides faktoriem, uztura un uztura. nosacījumiem, un, no otras puses, tas regulē pasākumus pārtikas produktu un ar tiem saskarē esošo materiālu kvalitātes un drošuma sanitāri epidemioloģiskajai (higiēniskai) pārbaudei un pārtikas objektu atbilstības uzraudzībai to būvniecības stadijā un darbības laikā.
Uztura higiēna kā zinātne attīstās, izmantojot vispārējo zinātnisko pētījumu metodoloģiju fizioloģijas, bioķīmijas, toksikoloģijas, mikrobioloģijas, epidemioloģijas, iekšējo slimību jomās, kā arī savas unikālās pieejas un metodes, tai skaitā uzturvērtības, uzturvērtības novērtēšanu. parametri un uztura adaptācija, produktu uzturvērtības un bioloģiskās vērtības rādītāji.
Mūsdienu pārtikas higiēnas attīstības periods ir saistīts ar šādu zinātnisko un praktisko jomu īstenošanu:
pamatu attīstība valsts politika apgabalā veselīga ēšana Krievijas iedzīvotāji;
fundamentālie pētījumi uztura fizioloģiskie un bioķīmiskie pamati;
pastāvīga Krievijas iedzīvotāju uztura stāvokļa uzraudzība;
pārtikas nekaitīguma pētījumi;
zinātnisku un metodisku pieeju izstrāde netradicionālo un jaunu pārtikas avotu novērtēšanai;
bērnu, diētiskās un profilaktiskās uztura zinātnisko pamatu un prakses attīstība un pilnveidošana;
uztura adaptācijas sistēmas zinātniskais pamatojums un praktiska īstenošana mūsdienu vides apstākļos;
plaša izglītības un izglītības programmu un projektu ieviešana gan sistēmā profesionālā izglītība un izglītībā, kā arī sabiedrībā kopumā.
Šobrīd jau trešo reizi pēdējo 100 gadu laikā pārtikas higiēna iegūst spēcīgu sociālu raksturu, nodrošinot valstisku pieeju attīstību iedzīvotāju uztura jomā.
Uzturs ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas nosaka iedzīvotāju veselību. Pareizs uzturs nodrošina bērnu normālu augšanu un attīstību, veicina slimību profilaksi, pagarina cilvēku mūžu, paaugstina darba efektivitāti un rada apstākļus viņu adekvātai pielāgošanai videi.
Taču pēdējā desmitgadē iedzīvotāju veselības stāvokli raksturo negatīvas tendences. Iedzīvotāju dzīves ilgums Krievijā ir daudz mazāks nekā lielākajā daļā attīstīto valstu. Sirds un asinsvadu, onkoloģisko un citu hronisku neinfekcijas slimību biežuma palielināšanās zināmā mērā ir saistīta ar uzturu. Lielākajai daļai Krievijas iedzīvotāju ir nepietiekams uzturs, ko izraisa gan nepietiekama uzturvielu, galvenokārt vitamīnu, makro- un mikroelementu (kalcija, joda, dzelzs, fluora, cinka uc), augstas kvalitātes olbaltumvielu uzņemšana un to neracionālā attiecība.
ķermenim.
1. Ogļhidrāti un to nozīme uzturā
Pirmo reizi terminu "ogļhidrāti" ierosināja Dorpatas (tagad Tartu) universitātes profesors K. G. Šmits 1844. gadā. Tolaik tika pieņemts, ka visiem ogļhidrātiem ir vispārīgā formula Cm (H2O) n, t.i., ogļhidrāts + ūdens. . Līdz ar to nosaukums "ogļhidrāti". Vēlāk izrādījās, ka vairāki savienojumi, kas pēc to īpašībām pieder pie ogļhidrātu klases, satur ūdeņradi un skābekli nedaudz atšķirīgā proporcijā, nekā norādīts vispārējā formulā.
aizstāt "ogļhidrātus" ar terminu "glicīdi", bet vecais nosaukums "ogļhidrāti" ir iesakņojies un ir vispārpieņemts.
Ogļhidrāti augos veidojas fotosintēzes laikā un organismā nonāk galvenokārt ar augu produktiem. Tomēr pievienotie ogļhidrāti, ko visbiežāk pārstāv rūpnieciski iegūta saharoze (vai citu cukuru maisījumi), kas pēc tam tiek ievadīti pārtikas produktos, kļūst arvien nozīmīgāki uzturā.
Cilvēka nepieciešamības pēc ogļhidrātiem lielumu nosaka viņu vadošā loma ķermeņa nodrošināšanā ar enerģiju un glikozes sintēzes nevēlamība no taukiem (un vēl jo vairāk no olbaltumvielām), un tā ir tieši atkarīga no enerģijas patēriņa. Vidējā nepieciešamība pēc ogļhidrātiem tiem, kas nenodarbojas ar smago fiziskais darbs, 400 - 500 g dienā.
grādi tiek izmantoti organismā kā enerģijas materiāls. Lai gan ogļhidrāti nav būtiski uztura faktori un tos organismā var veidot no aminoskābēm un glicerīna, minimālā summa ogļhidrāti ikdienas uzturā nedrīkst būt mazāki par 50-60 g.
Turpmāka ogļhidrātu daudzuma samazināšanās izraisa asus vielmaiņas procesu traucējumus. Pārmērīgs ogļhidrātu patēriņš izraisa aptaukošanos. Ja ar pārtiku tiek uzņemts ievērojams cukura daudzums, tie nevar pilnībā nogulsnēties glikogēna veidā, un to pārpalikums pārvēršas triglicerīdos, veicinot taukaudu pastiprinātu attīstību. Paaugstināts insulīna līmenis asinīs palīdz paātrināt šo procesu, jo insulīnam ir spēcīga stimulējoša iedarbība uz tauku nogulsnēšanos.
Vissvarīgākais ir ņemt vērā viegli sagremojamo ogļhidrātu (cukuru) un lēni uzsūcas (cietes, glikogēna) attiecību uzturā.
galvenokārt lēni uzsūcas ogļhidrātu dēļ. Tiem vajadzētu būt 80–90% no kopējā patērētā ogļhidrātu daudzuma. Viegli sagremojamo ogļhidrātu ierobežošana ir īpaši svarīga tiem, kuri cieš no aterosklerozes, sirds un asinsvadu slimībām, cukura diabēta un aptaukošanās.
Ogļhidrāti ir galvenie enerģiju nesošie elementi cilvēka uzturā, kas nodrošina 50-70% no kopējās uztura enerģētiskās vērtības.
Kopā ar galveno enerģijas funkciju ogļhidrāti ir iesaistīti plastmasas vielmaiņā. Ogļhidrātiem piemīt antiketogēna iedarbība, stimulējot acetilkoenzīma A oksidāciju, kas veidojas taukskābju oksidēšanās laikā. Galvenais ogļhidrātu avots cilvēka uzturā ir augu pārtika, un dzīvnieku izcelsmes produktos ir tikai laktoze un glikogēns.
Ogļhidrātu galvenā funkcija ir nodrošināt enerģiju visiem procesiem organismā. Šūnas spēj iegūt enerģiju no ogļhidrātiem gan to oksidēšanās, t.i., "sadegšanas" laikā, gan anaerobos apstākļos (bez skābekļa). 1 g ogļhidrātu metabolisma rezultātā organisms saņem enerģiju, kas līdzvērtīga 4 kcal. Ogļhidrātu vielmaiņa ir cieši saistīta ar tauku un olbaltumvielu metabolismu, kas nodrošina to savstarpējās pārvērtības. Ar mērenu ogļhidrātu trūkumu uzturā glikoneoģenēzes procesā tiek iesaistīti nogulsnēti tauki un ar dziļu deficītu (mazāk nekā 50 g / dienā) un aminoskābes (gan brīvas, gan no muskuļu proteīnu sastāva), kas izraisa organismam nepieciešamās enerģijas iegūšana. Muskuļu sāpes pēc smaga darba ir rezultāts, iedarbojoties uz šūnām pienskābi, kas veidojas ogļhidrātu anaerobās sadalīšanās laikā, kad no asinīm nepietiek skābekļa, lai nodrošinātu muskuļu šūnu darbu.
Bieži vien straujš ogļhidrātu ierobežojums uzturā izraisa ievērojamus vielmaiņas traucējumus. Šajā gadījumā īpaši tiek ietekmēta olbaltumvielu vielmaiņa. Olbaltumvielas ar ogļhidrātu deficītu tiek izmantotas citiem mērķiem: tās kļūst par enerģijas avotu un dažu svarīgu ķīmisku reakciju dalībniekiem. Tas noved pie pastiprinātas slāpekļa vielu veidošanās un līdz ar to palielinātas slodzes nierēm, sāļu vielmaiņas traucējumiem un citām veselībai kaitīgām sekām.
Ja pārtikā trūkst ogļhidrātu, organisms enerģijas sintēzei izmanto ne tikai olbaltumvielas, bet arī taukus. Palielinoties tauku sadalīšanai, var rasties pārkāpumi vielmaiņas procesi saistīta ar paātrinātu ketonu veidošanos (šajā vielu klasē ietilpst labi zināmais acetons) un to uzkrāšanos organismā. Pārmērīga ketonu veidošanās ar paaugstinātu tauku un daļēji olbaltumvielu oksidēšanos var izraisīt ķermeņa iekšējās vides "paskābināšanu" un smadzeņu audu saindēšanos līdz pat acidotiskas komas attīstībai ar samaņas zudumu. Ar pietiekamu ogļhidrātu uzņemšanu no pārtikas olbaltumvielas galvenokārt tiek izmantotas plastmasas vielmaiņai, nevis enerģijas ražošanai. Tāpēc ogļhidrāti ir nepieciešami racionāla izmantošana olbaltumvielas. Tie spēj arī stimulēt taukskābju metabolisma starpproduktu oksidēšanos.
tauku veidošanos, imūnglobulīnus, kuriem ir svarīga loma imūnsistēmā, un glikoproteīnus - ogļhidrātu un olbaltumvielu kompleksus, kas ir svarīgākās šūnu membrānu sastāvdaļas. Hialuronskābes un citi mukopolisaharīdi veido aizsargslāni starp visām šūnām, kas veido ķermeni.
Interesi par ogļhidrātiem kavēja to struktūras ārkārtējā sarežģītība. Atšķirībā no nukleīnskābju (nukleotīdu) un proteīnu (aminoskābju) monomēriem, kas var savienoties tikai vienā noteiktā veidā, oligosaharīdos un polisaharīdos esošās monosaharīdu vienības var savienoties vairākos veidos dažādās pozīcijās.
Kopš XX gadsimta otrās puses. strauji attīstās ogļhidrātu ķīmija un bioķīmija to svarīgās bioloģiskās nozīmes dēļ.
Ogļhidrāti kopā ar olbaltumvielām un lipīdiem ir vissvarīgākie ķīmiskie savienojumi, kas veido dzīvos organismus. Cilvēkiem un dzīvniekiem ogļhidrāti darbojas svarīgas funkcijas: enerģija (galvenais šūnu degvielas veids), strukturālā (obligātā lielākā daļa intracelulāro struktūru sastāvdaļa) un aizsargājoša (imūnglobulīnu ogļhidrātu komponentu līdzdalība imunitātes uzturēšanā).
Ogļhidrāti (riboze, dezoksiriboze) tiek izmantoti nukleīnskābju sintēzei, tie ir nukleotīdu koenzīmu sastāvdaļas, kam ir ārkārtīgi svarīga loma dzīvo būtņu metabolismā. Pēdējā laikā arvien lielāku uzmanību ir piesaistījuši jauktie biopolimēri, kas satur ogļhidrātus: glikopeptīdi un glikoproteīni, glikolipīdi un lipopolisaharīdi, glikolipoproteīni uc Šīs vielas organismā veic sarežģītas un svarīgas funkcijas.
Tātad, es izcelšu b Ogļhidrātu bioloģiskā nozīme:
Ogļhidrāti veic plastisko funkciju, tas ir, tie ir iesaistīti kaulu, šūnu, fermentu veidošanā. Tie veido 2-3% no svara.
Ogļhidrāti ir galvenais enerģijas materiāls. Kad tiek oksidēts 1 grams ogļhidrātu, izdalās 4,1 kcal enerģijas un 0,4 g ūdens.
Pentozes (riboze un dezoksiriboze) ir iesaistītas ATP veidošanā.
Ogļhidrāti augos spēlē aizsargājošu lomu.
2. Ogļhidrātu veidi
Ir divas galvenās ogļhidrātu grupas: vienkāršie un kompleksie. Vienkāršie ogļhidrāti ir glikoze, fruktoze, galaktoze, saharoze, laktoze un maltoze. Uz kompleksu - ciete, glikogēns, šķiedra un pektīns.
Ogļhidrātus iedala monosaharīdos (vienkāršos), oligosaharīdos un polisaharīdos (kompleksos).
1. Monosaharīdi
fruktoze
galaktozi
mannoze
2. Oligosaharīdi
Disaharīdi
saharoze (parastais cukurs, cukurniedres vai bietes)
izomaltoze
dekstrāns
· ciete
galaktomannāni
Monosaharīdi(vienkāršie ogļhidrāti) ir vienkāršākie ogļhidrātu pārstāvji un hidrolīzes laikā nesadalās vienkāršākos savienojumos. Vienkāršie ogļhidrāti viegli izšķīst ūdenī un tiek ātri sagremoti. Tiem ir izteikta salda garša un tie tiek klasificēti kā cukuri.
dezoksiriboze utt.).
Vissvarīgākais no visiem monosaharīdiem ir glikoze, jo tā ir struktūrvienība (ķieģelis) vairumam pārtikas di- un polisaharīdu veidošanās. Glikozes transportēšanu šūnās daudzos audos regulē aizkuņģa dziedzera hormona insulīns.
Cilvēkiem glikozes pārpalikums galvenokārt tiek pārveidots par glikogēnu, vienīgo rezerves ogļhidrātu dzīvnieku audos. Cilvēka organismā kopējais glikogēna saturs ir aptuveni 500 g – tas ir ikdienas ogļhidrātu daudzums, kas tiek izmantots, ja tiem ir pamatīgs uztura trūkums. Ilgstošs glikogēna deficīts aknās izraisa hepatocītu disfunkciju un to tauku infiltrāciju.
Oligosaharīdi- sarežģītāki savienojumi, kas veidoti no vairākiem (no 2 līdz 10) monosaharīdu atliekām. Tos iedala disaharīdos, trisaharīdos utt. Cilvēkiem svarīgākie disaharīdi ir saharoze, maltoze un laktoze. Oligosaharīdi, kuru vidū ir rafinoze, stahioze, verbaskoze, galvenokārt ir atrodami pākšaugos un to tehnoloģiskās pārstrādes produktos, piemēram, sojas miltos, kā arī nelielos daudzumos daudzos dārzeņos. Frukto-oligosaharīdi ir atrodami graudos (kvieši, rudzi), dārzeņos (sīpoli, ķiploki, artišoki, sparģeļi, rabarberi, cigoriņi), kā arī banānos un medū.
laktuloze, kas veidojas no laktozes piena termiskās apstrādes laikā, piemēram, cepta un sterilizēta piena ražošanā.
Oligosaharīdi praktiski netiek šķelti tievā zarnā cilvēkam atbilstošu enzīmu trūkuma dēļ. Šī iemesla dēļ tiem piemīt šķiedrvielu īpašības. Dažiem oligosaharīdiem ir būtiska loma resnās zarnas normālās mikrofloras dzīvē, kas ļauj tos klasificēt kā prebiotikas – vielas, kuras daļēji fermentē daži zarnu mikroorganismi un nodrošina normālas zarnu mikrobiocenozes uzturēšanu.
Augstmolekulārie polimēru savienojumi, kas veidojas no liela skaita monomēru, kas ir monosaharīdu atliekas. Polisaharīdi ir sadalīti sagremojamos un nesagremojamos kuņģa-zarnu trakta persona. Pirmajā apakšgrupā ietilpst ciete un glikogēns, otrajā – dažādi savienojumi, no kuriem cilvēkam svarīgākās ir celuloze (šķiedras), hemiciluloze un pektīns.
Oligo un polisaharīdi tiek apvienoti ar terminu "sarežģīti ogļhidrāti". Mono - un disaharīdiem ir salda garša, un tāpēc tos sauc arī par "cukuriem". Polisaharīdiem nav saldas garšas. Saharozes saldums ir atšķirīgs. Ja saharozes šķīduma saldumu ņem par 100%, tad citu cukuru ekvimolāro šķīdumu saldums būs: fruktoze - 173%, glikoze - 81%, maltoze un galaktoze - 32% un laktoze - 16%.
Galvenais sagremojamais polisaharīds ir ciete – graudaugu, pākšaugu un kartupeļu barības bāze. Tas veido līdz pat 80% no ogļhidrātiem, ko patērē kopā ar pārtiku. Tas ir sarežģīts polimērs, kas sastāv no divām frakcijām: amilozes - lineārs polimērs un amilopektīns - sazarots polimērs. Tieši šo divu frakciju attiecība dažādos cietes neapstrādātos avotos nosaka tās dažādās fizikāli ķīmiskās un tehnoloģiskās īpašības, jo īpaši šķīdību ūdenī dažādās temperatūrās. Cietes avots ir augu produkti, galvenokārt graudaugi: graudaugi, milti, maize un kartupeļi.
Lai atvieglotu cietes uzsūkšanos organismā, produkts, kas to satur, ir jāpakļauj termiskai apstrādei. Šajā gadījumā cietes pasta tiek veidota skaidrā veidā, piemēram, želeja, vai latentā veidā kā daļa no pārtikas sastāva: putras, maize, makaroni, pākšaugu ēdieni. Cietes polisaharīdi, kas nonāk organismā ar pārtiku, tiek pakļauti secīgai, sākot no mutes dobums, fermentācija līdz maltodekstrīniem, maltozei un glikozei, kam seko gandrīz pilnīga asimilācija.
glikogēns. Tā uzturvērtība ir maza - ar uzturu nāk ne vairāk kā 10-15 g glikogēna aknu, gaļas un zivju sastāvā. Gaļai nobriestot, glikogēns tiek pārveidots par pienskābi.
Daži kompleksie ogļhidrāti (šķiedrvielas, celuloze utt.) cilvēka organismā nemaz netiek sagremoti. Tomēr šī ir nepieciešama uztura sastāvdaļa: tie stimulē zarnu kustīgumu, veido fekāliju masas, tādējādi palīdzot izvadīt toksīnus un attīrīt organismu. Turklāt šķiedrvielas, kaut arī tās nesagremo cilvēki, kalpo kā barības avots labvēlīgai zarnu mikroflorai.
Ogļhidrātu nozīme cilvēka uzturā ir ļoti liela. Tie kalpo kā svarīgākais enerģijas avots, nodrošinot līdz 50-70% no kopējā uzņemto kaloriju daudzuma.
Ogļhidrātu spēja būt ļoti efektīvs enerģijas avots ir to "olbaltumvielas saudzējošās" darbības pamatā. Lai gan ogļhidrāti nav starp būtiskajiem uztura faktoriem un organismā var veidoties no aminoskābēm un glicerīna, minimālais ogļhidrātu daudzums ikdienas uzturā nedrīkst būt mazāks par 50-60 g.
Ar ogļhidrātu vielmaiņas traucējumiem ir cieši saistītas vairākas slimības: cukura diabēts, galaktoēmija, traucēta glikogēna depo sistēma, piena nepanesamība u.c. Jāņem vērā, ka cilvēka un dzīvnieka organismā ogļhidrāti atrodas mazākā daudzumā (ne vairāk kā 2). % no ķermeņa sausās masas) nekā olbaltumvielas un lipīdi; augu organismos celulozes dēļ ogļhidrāti veido līdz 80% no sausās masas, tāpēc kopumā biosfērā ogļhidrātu ir vairāk nekā visu pārējo organisko savienojumu kopā.
2. Populārs par uzturu. Ed. A. I. Stolmakova, I. O. Martynjuk, Kijeva, "Veselība", 1990.
3. Korolev A. A. Pārtikas higiēna - 2. izd. Pārskatīts un papildu - M.: "Akadēmija", 2007
