Состав сложных углеводов: Сложные углеводы (полисахариды) — Справочник химика 21

Сложные углеводы (полисахариды) — Справочник химика 21

    II. Сложные углеводы (полисахариды, или полиозы). Эти углеводы подвергаются гидролизу и образуют при зтом простые углеводы. [c.232]

    В зависимости от состава сложные углеводы (полисахариды) можно разделить на две группы  [c.232]

    Все углеводы можно разделить на две большие группы простые углеводы (моносахариды, или монозы) и сложные углеводы (полисахариды, или полиозы). В свою очередь, сложные углеводы подразделяют на низкомолекулярные (сахароподобные) углеводы — олигосахариды и высокомолекулярные (несахароподобные). [c.98]

    НЕСАХАРОПОДОБНЫЕ СЛОЖНЫЕ УГЛЕВОДЫ (ПОЛИСАХАРИДЫ) [c.72]

    СЛОЖНЫЕ УГЛЕВОДЫ. ПОЛИСАХАРИДЫ [c.86]

    Сложные углеводы (полисахариды) [c.226]

    Сложными углеводами (полисахаридами) называются углеводы, способные при гидролизе образовывать моносахариды. 

[c.226]

    Сложные углеводы (полисахариды, полиозы) — углеводы, способные гидролизоваться на более простые. У них число атомов углерода не равно числу атомов кислорода. Сложные углеводы очень разнообразны по составу, молекулярной массе, а следовательно, и по свойствам. Их делят на две группы низкомолекулярные (сахароподобные или олигосахариды) от греч. оИ оз — малый, немногочисленный и высокомолекулярные (несахароподобные полисахариды). Последние — соединения с большой молекулярной массой, в состав которых могут входить остатки сотен тысяч простых углеводов. [c.41]

    Сложные углеводы — полисахариды, или полиозы, составленные из различного числа остатков простых углеводов и способные к гидролизу до моносахаридов. 

[c.623]

    Сложными углеводами (полисахаридами, или полиозами) называют такие углеводы, которые способны гидролизоваться с образованием простых углеводов. Общая формула этих веществ , h3 0 , т. е. число атомов углерода у них не равно числу атомов кислорода. [c.220]

    Сложные углеводы, полисахариды, или полиозы (сложные сахара) [c.583]

    Сложные углеводы (полисахариды, или полиозы), которые состоят из нескольких остатков молекул моносахаридов, связанных между собой. [c.219]

    Сложные углеводы (полисахариды) 233 [c.233]

    По происхождению ВМС подразделяются на природные, выделенные из природных материалов к ним относятся природный каучук, белки, сложные углеводы (полисахариды) и др., искусственные, полученные в результате химических превращений природных полимеров, и синтетические, полученные синтезом из низкомолекулярных соединений (мономеров).  

[c.7]

    II. Сложные углеводы, полисахариды, или полиозы,— углеводы, которые при гидролизе распадаются на более простые сахара. [c.160]

    СЛОЖНЫЕ УГЛЕВОДЫ (ПОЛИСАХАРИДЫ, ИЛИ ПОЛИОЗЫ) [c.178]

    Происхождение термитга углевод связано с тем, что первые известные представители соответствовали формуле С Н2 0 или С, (Н20) и формально рассматривались как гидраты углерода. Хотя приведенная формула С Н2 0 и справедлива для подавляющего большинства представителей этого класса, все же по строению они не могут рассматриваться как гидраты углерода . Углеводы делят на две группы простые углеводы (моносахариды) и сложные углеводы (полисахариды). 

[c.392]

    Группу соединений, относимых к углеводам, разделяют на простые углеводы моносахариды) и сложные углеводы полисахариды). Моносахариды, или монозы, имеют молекулярную формулу Сп(Н20)п, которая и послужила основой для образования названия этого класса соединений (углерод, + вода). По своей структуре углеводы относятся к оксиальдегидам и оксикетонам, в молекулах которых все атомы углерода, не входящие в карбонильную группу, связаны с гидроксильными группами. Поэтому их называют также полиоксиальдегидами, или альдозами и полиоксикетонами, или кетозами, В зависимости от числа атомов углерода монозы делят на триозы (три 

[c.72]

    Исследования структуры простых сахаров дали важные в научном и практическом отношении результаты, хотя и не привели к промышленному синтезу этих важнейших соединений. Значение этих результатов вышло за рамки изучения природы самих, сахаров. Было установлено, что моносахариды (гексозы, пентозы,. тетрозы и т.д.) служат структурными компонентами более сложных углеводов — полисахаридов, крахмала и целлюлозы. Было также показано, что широко распространенные в растениях глю-козиды представляют собой соединения глюкозы с различными, веществами. Э. Фишеру удалось решить задачу синтеза глюкози-дов. Предложенный им метод состоит в нагревании слабого спиртового раствора соляной кислоты с сахаром. При этом образуются глюкозиды соответствующих спиртов. Он установил также, что между глюкозидами и полисахаридами не существует принципиального различия. 

[c.185]

    Фурфурол получают химической переработкой растительного сырья, богатого пентозанами (сложными углеводами—полисахаридами) 16, 22 . Физико-химические свойства фурфурола представлены в табл. 6. [c.28]

    Несколько более сложными углеводами являются дисахариды. Их можно рассматривать как простые эфиры, образовавшиеся из двух молекул моносахаридов с отш,епленнем молекулы воды. К ним относится обычный сахар jjHjjOjj. Еще более сложные углеводы —полисахариды — представляют собой полимеры моносахаридов (СбНз о05) крахмал, клетчатка. Это природные высокомолекулярные соединения. Крахмал — смесь двух полимеров амилозы (нераз-ветвленный полимер из 60—300 глюкозных мономеров) и амилопектина (разветвленный полимер из 300—6000 мономеров глюкозы). Клетчатка или целлюлоза состоит из 1400—12 ООО глюкозных мономеров, соединенных в длинную цепь, (Однако при технической обработке ее молекула рвется на короткие отрезки из 50—100 мономеров.) 

[c.158]

---

для чего нужны + 10 лучших продуктов

Одно из правил на похудении и правильном питании – исключение из дневного рационов сахара и сахаросодержащих продуктов. На замену требуется взять крупы и злаки, а также добавить больше фруктов, ягод и овощей. Тем самым удастся сместить акцент к сложным углеводам, которые дольше усваиваются и дают больше энергии. На ограничениях калорийности, диетах это становится настоящим спасением – тяга к перееданию уменьшается, поддерживается длительное чувство насыщения.

Все о сложных (медленных) углеводах

Углеводы – один из трех основных нутриентов в рационе, который поставляет в организм энергию. По химической структуре углевода представляет собой органическое вещество с углеродом и водой в формуле. В классификации выделяют сложные и простые углеводы, отличающиеся типом строения и легкостью усвоения. При этом у них разное влияние на уровень сахара в крови и выброс инсулина.

Что такое простые (быстрые) углеводы?

Под «простыми» углеводами понимают вещества, которые расщепляются легко и быстро после попадания в организм. Уже через несколько минут они распадаются до мелких частиц, перемещающихся в кровь и выделяющих энергию. У данных нутриентов высокий гликемический индекс, значит, на их переработку времени уходит мало. При  употреблении быстрых углеводов происходит резкий скачок инсулина, быстро наступает голод.

Разновидности простых углеводов:

1. Моносахариды. Самая простая форма сахаров, состоящая из одного звена и легко расщепляющаяся в организме. Содержится нутриент во фруктах и ягодах, меде. Виды: глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, манноза. После употребления резко поднимается сахар, быстро возвращается голод.
2. Дисахариды. Более сложная форма, состоящая из двух моносахаридов. Из всех видов особенно выделяют сахарозу, мальтозу, лактозу. Присутствует эта группа нутриентов в патоке, меде, солоде и молочных продуктах.

К простым углеводам относят также кондитерские и мучные изделия, джем и варенье, сиропы, газированные напитки и алкоголь, сахар. Такой пище не место на правильном питании, а тем более на похудении. Из быстрых углеводов на правильном питании можно оставить ягоды, мед, фрукты, сухофрукты, а также полезные низкокалорийные сладости.

Что такое сложные (медленные) углеводы?

Среди сложных углеводов выделяют только один класс – полисахариды. Форма представлена цепочкой из множества моносахаридов. По сравнению с быстрыми углеводами, сложные углеводы усваиваются дольше, но и считаются не такими сладкими на вкус. Уходит на переработку полисахаридов до 4 часов, все это время длится чувство сытости. Поэтому удается отсрочить голод, контролировать аппетит.

Разновидности медленных углеводов:

• Крахмал – картофель, кукуруза, злаки, мука.
• Гликоген – в животных тканях, печени, мышцах.
• Клетчатка – крупы, семена, овощи, отруби.
• Целлюлоза – овощи, зелень и фрукты.
• Пектин – морковь, капуста, цитрусы, ягоды.
• Инулин – цикорий, лук с чесноком, бананы.

Именно на медленные углеводы рекомендуют делать акцент при составлении и корректировке рациона. Благодаря сложным углеводам даже при похудении и ограниченном питании они помогут ощутить заряд сил, энергии и бодрости, почувствовать длительное насыщение. Что касается быстрых углеводов, совсем их удалять необязательно – можно оставить 10-15% от общей калорийности рациона. Это поможет избежать срывов.

Зачем нужны медленные углеводы?

1. Главная задача углеводов – восполнить энергетический запас организма. Таким свойством нутриент делится только в комплексе с белками и жиров. На всей длине ЖКТ, от ротовой полости до тонкой кишки, происходит переваривание, а также усвоение соединений. Участие принимает множество ферментов. Организм получает заряды энергии и от медленных, и от быстрых углеводов в рационе.
2. Поддержка работы ЦНС. Головной мозг требует глюкозу для нормальной и бесперебойной деятельности клеток. Если глюкозы попадает мало, то появляется вялость, упадок сил, снижение концентрации, сонливость.
3. Влияние на рост мышц. Главный строительный материал – белок. Однако нутриент не будет выполнять функции без участия углеводов. Когда мало глюкозы, начинается разрушение клеток, замедление метаболизма.
4. Регуляция деятельности ЖКТ. В медленных углеводах много клетчатки, а также усваиваемых пищевых волокон. Они чистят кишечник, улучшают и обогащают микрофлору, стимулируют моторику ЖКТ.
5. Восполнение запасов полезных веществ. В состав углеводистой пищи, без самих полисахаридов с волокнами, входят также витамины группы B, йод и цинк, железо, магний, фосфор. Много флавоноидов, кислот.

К дополнительным функциям относится нейтрализация радикалов, торможение процессов старения и защита клеток от разрушительных действий. Углеводы из полезной пищи регулируют осмотическое давление крови, что улучшает работу эритроцитов. Вещества помогают также наладить связь между клетками.

Какие продукты содержат сложные углеводы?

Выдержать норму углеводов в рационе достаточно просто, так как нутриент есть в большинстве продуктов, да и большинство гарниров в классическом дневном меню – это углеводная пища. По стандартным меркам, на углеводы должно приходиться 50-55% от дневной калорийности. Нормой можно варьировать. Например, на похудении рекомендуется 40-45%.

Группы продуктов со сложными углеводами:

• Крупы, зерна, злаки
• Бобовые культуры
• Овощи, зелень, грибы
• Цельнозерновой хлеб
• Цельнозерновые мучные изделия
• Фрукты, ягоды, сухофрукты с низким ГИ
• Семена, орехи

В перечисленных группах продуктов с углеводами содержится масса других полезных и питательных  веществ. Например, бобы лидируют по содержанию белков. Из овощей, фруктов, орехов, ягод организм получает антиоксиданты с минералами и витаминами. В семечках много жирных кислот, полезных для сердца, сосудов с ЦНС, иммунитетом. Поэтому важен комплекс из углеводов в рационе, нельзя исключать ни одну группу продуктов из рациона (если нет индивидуальной непереносимости или противопоказаний)

Принято считать, что продукт можно отнести к сложным углеводам, если его гликемический индекс (ГИ) ниже 50. Другое дело, что гликемический индекс даже одного и того же продукта будет разным в зависимости от сорта, степени зрелости, состава, степени обработки, технологии производства и прочее. Поэтому в таблицах с гликемическим индексом в Интернете предлагается усредненные данные и иногда только приблизительно верные. Если вы хотите знать точный гликемический индекс продукта, то можно приобрести глюкометр (прибор для измерения уровня глюкозы в крови) и замерять изменения сахара в крови после употребления отдельных продуктов.

Важно помнить, что при воздействии высоких температур (варка, тушение, запекание, жарка) увеличивается гликемический индекс продуктов и сложные углеводы могут превратиться в простые. Кроме того, гликемический индекс у каши, приготовленной на воде, ниже, чем у каши на молоке. Если вы хотите повысить пользу круп и снизить их гликемический индекс, то лучше всего замачивать их в воде на ночь вместо традиционной варки.

Отказываться ли от углеводов на похудении?

Независимо от углеводов для борьбы с лишним весом рекомендуется перейти на дефицит калорий. В первую очередь убирается сахар и продукты, его содержащие, а также мучные изделия и фастфуд, то есть весь «пищевой мусор». Это значительно понижает калорийность рациона и в целом оздоравливает организм, положительно влияет на внешний вид.

На похудении можно сократить свою норму углеводов, но не допускается опускать их ниже 30% от суточной нормы калорийности (на регулярной основе). В рационе должны преобладать медленные  углеводы. Если вы хотите ускорить процесс похудения, то минимизируйте потребление быстрых углеводов. Совсем убирать углеводы нельзя, так как нехватка отразится на обмене веществ, печени с почками и ЦНС с ЖКТ. Не будет энергии на активность, и усилится тяга к сладкому.

Что происходит при низкоуглеводном питании:

• Падает настроение, появляется вялость и усталость.
• Снижается продуктивность и работоспособность.
• Замедляются умственные и мыслительные процессы.
• Повышается аппетит, возникает плохо контролируемая тяга к сладкому.
• Появляется нервозность и агрессия.
• Нарушается работа ЖКТ, работа печени и почек.
• Нарушаются метаболические процессы, разрушаются мышцы.

При активном сбрасывании лишних килограммов можно вписать в КБЖУ часть быстроусвояемых углеводов. В среднем, доля быстрых углеводов не должна быть больше 10-15% от суточной нормы калорийности.  Например, если ваша норма калорий составляет 1800 ккал, то быстрых углеводов можно съесть на 180-270 ккал.

Быстрые углеводы – это все продукты с ГИ больше 60-70. В эту группу входят как полезные фрукты, так и ПП-сладости: темный шоколад, мед, зефир, пастила, мармелад, цукаты.

Что делать с углеводами на похудении:

• Общее количество углеводов должно составлять 40-45% от суточной нормы калорий.
• Преобладать в рационе должны медленные углеводы (ГИ меньше 50).
• Быстрые углеводы (ГИ больше 60-70) должны составлять максимум 15% от суточной нормы калорий.
• Быстрые углеводы – это не только сахар, конфеты и пончики, но и некоторые полезные продукты, например, арбузы, мед, финики, картофель. Их тоже нужно ограничить.
• Если вы хотите ускорить похудение, минимизируйте потребление быстрых углеводов.

Обязательно посмотрите: Калькуляторы калорий и БЖУ.

Сколько сложных углеводов нужно употреблять?

Доля сложных и простых углеводов в рационе зависит от ряда факторов: уровня активности, возраста, веса и пола. Среднестатистическая ежедневная норма для женщин – 150-200 г, а для мужчин – 200-250 г. Показатели могут меняться в зависимости от индивидуальных параметров.

Норма углеводов для разных групп людей:

• Малоактивный, сидячий образ жизни – 80-150 г.
• Спортсмены, работники физического труда – до 370 г.
• Пожилые люди, дети или беременные – 200-300 г.
• Люди с ускоренным метаболизмом – до 300-350 г.

Избыток провоцирует набор лишних килограммов, а недостаток ведет к апатии, усталости, слабости, головокружениям. В некоторых же случаях дефицит могут назначить врачи. Например, при сильном ожирении или сахарном диабете.

Топ-10 продуктов со сложными углеводами

Преимущество сложных углеводов – длительное насыщение после приема. Уже в первую минуту начинается равномерное расщепление нутриента, организму достается энергия. Продолжается процесс переваривания около 2-3 часов. Если в такой пище много пищевых волокон, то общее время может увеличиться. При этом в ЖКТ попадают и витамины, минералы, растительные белки.

Если у вас постоянная тяга к перекусам или чувство голода, возможно, в вашем рационе не хватает медленных углеводов. Давайте разберемся, какие продукты с медленными углеводами можно на правильном питании.

1. Гречневая крупа

В чем польза продукта: Поддержка энергетического заряда организма. Уходит усталость, появляется надолго чувство сытости. Ускоряется обменный процесс, усиливается работа иммунной системы, улучшается липидный профиль. Гречка участвует в росте силы, объема мышц. Лидирует среди продуктов со сложными углеводами. Много белка, магния, цинка, железа и марганца, витаминов группы B. По клетчатке: 100 граммов крупы восполняют на 63% суточную норму.

КБЖУ на 100 г: Белки – 12,6 г; жиры – 3,3 г; углеводы – 62,1 г. Калорийность – 313 ккал.

2. Бурый (коричневый) рис

В чем польза продукта: Снижение тяги к перееданию и ослабление аппетита, восполнение энергетического запаса, избавление от усталости. Поддерживается работа ЖКТ, ЦНС, сердца с сосудами, печени. Нормализуется уровень глюкозы и холестерина в крови, нейтрализуются свободные радикалы. В рисовых зернах много витаминов B1, B5, B6 и B9, PP, марганца, фосфора, магния и селена.

КБЖУ на 100 г: Белки – 6-7 г; жиры – 4-4,5 г; углеводы – 65 г. Калорийность – 331 ккал.

3. Ячневая крупа

В чем польза продукта: Улучшение функциональности ЖКТ, поддержка ЦНС и иммунной системы, налаживание сна, устранение бессонницы. Обеспечивают зерна энергией, появляется длительное чувство сытости. Укрепляются сосуды и мышечные волокна сердца, регулируется холестерин, нормализуется выработка гормонов. Действует противовоспалительно, мочегонно, общеукрепляюще. Для организма нужны белки, витамины B, E, PP и калий, фосфор, магний, селен.

КБЖУ на 100 г: Белки – 10,4 г; жиры – 1,3 г; углеводы – 66,3 г. Калорийность – 324 ккал.

4. Овсяная крупа

В чем польза продукта: Обеспечение длительной сытости, восстановление сил и энергии после физической или умственной нагрузки, снятие напряжения. Участие в синтезе серотонина, избавление ЦНС от влияния стрессовых факторов, уменьшение тревожности. Нормализуется работа кишечника и ЦНС, укрепляются кости, поддерживается сердечная мышца. Идут из состава в организм витамины B, PP, фосфор, кальций и калий.

КБЖУ на 100 г: Белки – 12 г; жиры – 7,2 г; углеводы – 70 г. Калорийность – 366 ккал.

5. Кускус

В чем польза продукта: Стимуляция метаболизма, улучшение функций ЖКТ и стабилизация водно-солевого обмена. Уменьшается в сосудах уровень вредного холестерина, поднимается гемоглобин. Иммунная система укрепляется, ЖКТ от токсинов и остатков пищи очищается, мозг стремительнее функционирует. При этом организм подпитывается энергией, сон налаживается, а плохое настроение рассеивается. Содержит кускус витамины B, селен, железо и марганец.

КБЖУ на 100 г: Белки – 12-13 г; жиры – 1 г; углеводы – 72-73 г. Калорийность – 376 ккал.

6. Киноа (крупа)

В чем польза продукта: Регуляция липидного обмена, уменьшение отложений жировой ткани, поддержка функций кишечника. Ускоряется работа мозга, зубы становятся прочнее, поднимается уровень гемоглобина.  Одна из лучших круп на ПП и похудении. Киноа показано и тем, кто страдает диабетом, заболеваниями сердца и гипертонией. Содержит много железа, кремния, калия, кальция, магния, фосфора и йода, витаминов A, C, E и B.

КБЖУ на 100 г: Белки – 14 г; жиры – 6 г; углеводы – 57 г. Калорийность – 368 ккал.

7. Перловая крупа

В чем польза продукта: Поддержка здоровья опорно-двигательного аппарата с суставами, очистка кишечных стенок и выведение токсинов. Снижается в крови доля вредного холестерина и сахара, повышается уровень гемоглобина. Ногти и волосы быстрее растут, обновляется кожа. Организм насыщает энергия. Входит в состав лизин, гордецин, железо, селен и цинк, витамины B, D, PP и E, A. Этот вид крупы полезен для ЦНС, обмена веществ, иммунитета, сердца, сосудов.

КБЖУ на 100 г: Белки – 9-10 г; жиры – 1,1 г; углеводы – 73-74 г. Калорийность – 324 ккал.

8. Нут

В чем польза продукта: Мягкое очищение кишечника с замедлением перехода сахара из пищи в кровь, выведение вредных веществ. Появляется сытость, силы и энергия, снижается тяга к перееданию. Полезен нут для сердечной мышцы, из бобов организм получает необходимые жирные кислоты. Много в составе йода, цинка, кальция и калия, железа, витаминов A, E, K, C и группы B, протеина.

КБЖУ на 100 г: Белки – 19 г; жиры – 6 г; углеводы – 61 г. Калорийность – 360-365 ккал.

9. Фасоль

В чем польза продукта: Длительная сытость, нормализация состава липидов, а также помощь в борьбе с лишними килограммами, стабилизация в крови сахара и холестерина. Стимулируется пищеварительный процесс, выводятся токсины с загрязняющими веществами. Мышечная ткань насыщается аминокислотами: от лизина с триптофаном до метионина, аргинина. В составе одного из важнейших продуктов со сложными углеводами калий, кальций, йод, витамины B, K и C.

КБЖУ на 100 г: Белки – 21 г; жиры – 1-2 г; углеводы – 50-63 г. Калорийность – 290-325 ккал.

10. Цельнозерновой хлеб

В чем польза продукта: Утоление чувства голода, налаживание функций ЖКТ и обогащение микрофлоры кишечника, регуляция глюкозы с холестерином. Эту разновидность хлеба рекомендуют включать в рацион из-за содержания грубых волокон клетчатки, витаминов A, E и B, кальция, калия и фосфора. Благотворно продукт влияет на ЦНС, зрение, сосуды с сердцем, иммунитет, метаболизм.

КБЖУ на 100 г: Белки – 12,5 г; жиры – 3,5 г; углеводы – 42,7 г. Калорийность – 252 ккал.

На составлении дневного рациона важно обращать внимание не только на БЖУ с калорийностью, но и на качество продуктов, богатых углеводами. Белый рис с хлебом и пшеничной мукой высшего сорта, например, не принесут никакой для организма пользы. В них мало полезных веществ и много пустых калорий.

Ключевые выводы:

• Для организма полезнее сложные углеводы, чем простые.
• Сложные углеводы избавляют от чувства голода и тяги к перекусам.
• Источники сложных углеводов – крупы, зерна, бобовые, овощи и фрукты.
• Для похудения в рационе нужно минимизировать быстрые углеводы.
• Без сложных углеводов невозможен нормальный обмен веществ и поддержка мышц.

Энергия, бодрость и настроение зависят от баланса углеводов в организме. Чем их меньше, тем сильнее усталость, апатия или сонливость. Даже при похудении углеводы должны остаться в рационе, убирать их полностью нельзя. Медленные углеводы способствуют похудению, поддерживают организм в здоровом весе, подавляют тягу к сладкому.

Читайте и другие наши статьи о правильном питании:

Сложные углеводы, польза медленных углеводов и список продуктов, рецепты

Все еще думаете, что для построения качественной формы тела нужно избегать углеводов? Очень зря, потому как в реальности дело обстоит совсем иначе. Сложные углеводы способны обеспечить организм важными микроэлементами, а полученная из них энергия будет сохраняться на весь день. Давайте разбираться!

Обеспечение организма энергией, поддержание хорошего настроения и самочувствия, наполнение мышц гликогеном – это все про углеводы, без которых полноценная деятельность человека просто невозможна. Особое внимание уделим сложным углеводам, вы поймете, почему их также называют медленными, длинными, долгими и даже тяжелыми. На практике, этот макроэлемент в диетологии подвергается большому количеству исследований, что порождает диеты разного типа: с низким или высоким содержанием углеводов, а также их полное исключение, белково – углеводное чередование и т.п.

В этой статье мы расскажем вам все об углеводах сложного, те медленного, типа:

• их виды, особенности и важность для организма:
• какой источник наиболее актуален на диете и что относится к длинным углеводам из повседневных продуктов;
• чем чреват дефицит или переизбыток нутриента;
• рассмотрим список продуктов содержащих сложные углеводы и приведем несколько примеров полезных рецептов.

Простые и сложные (быстрые и медленные) углеводы

В соответствии с химической структурой виды углеводов бывают простыми (моно- и дисахариды) и сложными (полисахариды). Энергетическая ценность 1 грамма равна 4 килокалориям.

В последнее время для сиюминутного насыщения люди используют продукцию, содержащую простые углеводы – это калорийно, но очень вкусно. Следовательно, предпочтение отдается быстрым и рафинированным углеводам. Это вызывает большой интерес среди ученых, которые активно изучают работоспособность человека в соответствии с употребленной пищей.

Для начала нужно разобраться, что такое простые и что такое сложные углеводы, дабы прийти к верному заключению.

Простые (быстрые) углеводы

По химическому составу простые углеводы делятся на два типа.

Виды сложных углеводов

Полисахариды или длинные углеводы представляют собой большие цепочки соединений, способные дать при расщеплении гораздо большее количество энергии, нежели простые. Переваривается сложный углевод медленно и долго, без резких скачков инсулина. После их приема человек надолго остается сытым, полным сил и бодрости.

Клетчатка, крахмал и гликоген относятся к сложным углеводам. Каждый из них — важный компонент для построения гармоничного рациона питания, а в идеале это должна быть комбинация из всех трех типов. Давайте рассмотрим детальнее особенности каждого.

Крахмал – считается уникальным и самым ценным, порядка 80% приходится на полезные углеводы именно из крахмалистых продуктов. По сравнению с простыми соединениями у продукта более длинные цепочки, состоящие из молекул глюкозы. Подобные полисахариды содержатся в таких продуктах питания, как крупы, макаронные и хлебобулочные изделия, рис и злаковые, зеленая фасоль и картофель. Также существуют обработанные формы – это короткие полимеры глюкозы и мальтодекстрин. Они прекрасно растворяются в воде, что способствует мгновенному попаданию в кровь после приема.

У данного продукта есть еще один большой плюс – отсутствие побочного явления в виде вздутия живота. Сложные соединения признаны лучшими источниками для получения энергии, поэтому каждому атлету следует добавить их в свое меню.

Клетчатка – этим веществом обычно очень пренебрегают многие люди. Ее очень много во фруктах и овощах, бобовых и зерновых, а также в орехах. По своей структуре является не крахмалистым полисахаридом, а в простонародье это пищевые волокна.

Имеет ряд особенностей:

• отсутствует возможность переваривания клетчатки из-за ее устойчивости к ферментам пищеварения;
• снижает риск появления онкологических патологий толстой кишки, сахарного диабета и заболеваний сердечно-сосудистой системы;
• понижает показатели «плохого» холестерина;
• способствует выведению желчной кислоты.

Волокна бывают растворимыми и нерастворимыми. Согласитесь, не многие знают, какие углеводы нерастворимы в воде и вообще для чего это нужно. Тем временем, для спортсменов есть ряд преимуществ:

1. Нерастворимая группа способствует улучшению процесса пищеварения, замедляя гидролиз крахмала, а также помогает выводить продукты распада и замедляют всасывание глюкозы.
2. Группа растворимых волокон замедляет пищеварительную деятельность и понижает уровень холестерина. Как и нерастворимая клетчатка замедляет всасывание глюкозы.

Гликоген – в составе цепочки содержится несколько молекул глюкозы. Сразу после еды в кровь попадает глюкоза, излишки которой запасаются в виде гликогена. К примеру, во время физической нагрузки уровень глюкозы падает, организм начинает расщеплять гликоген при помощи ферментов, возвращая уровень глюкозы в норму. Даже во время тренировочного процесса все органы в достаточном количестве могут производить энергию.

Bodymaster.ru рекомендует Фитнес Тренеров:

Основные места накопления гликогена – мышцы и печень. Общее количество варьируется в диапазоне 300-400 г. В процессе построения тела крайне важен гликоген именно из мышечных волокон.

Под воздействием физической нагрузки усталость возникает по причине истощения запасенного гликогена. В связи с этим за полтора-два часа до начала тренировки нужно употребить продукты с большим содержанием углеводов, дабы пополнить запасы гликогена.

В таблице приведены конкретные примеры каждого из видов долгих соединений.

Как происходит обмен углеводов

Пища, в которой содержатся сложные углеводы, в желудочно-кишечном тракте способна расщепиться до простых соединений, а именно: глюкозы, после чего она всасывается в кровь. Синтезируется гормон (инсулин), который перерабатывает продукт в гликоген. Процесс длится до стабилизации уровня глюкозы в крови.

Запасы гликогена расположены в мышечных волокнах и клетках печени. Во время тренировок запасы в мышцах истощаются, а резервы в печени направлены на сохранение необходимого уровня глюкозы в крови. Нормой считается от 80 до 120 мг/дл.

В случае нехватки питательных элементов гликоген из печени заново превращается в глюкозу и поступает в кровь – все это необходимо для поддержания нормального функционирования организма.

Что бывает при избытке углеводов

Если сложные углеводы поступают в организм в избыточном количестве, это способствует увеличению выработки инсулина, какие бы продукты ни употреблялись. Перегрузка поджелудочной железы приводит к истощению ее клеток, что при наличии склонности может стать причиной возникновения сахарного диабета. Вовсе неприятным бонусом ко всему станет отложение жира при чрезмерной концентрации гликогена.

В том случае, когда сложные углеводы употребляются в чрезмерных объемах и плохо пережевываются, в кишечнике запускаются процессы брожения. Это не только вздутие и дискомфорта на тренировках, а еще и отравление организма токсинами из кишечника. В медицине это называется бродильной диспепсией.

Что бывает при недостатке углеводов

Если при составлении своего рациона питания вы жестко урезаете углеводы на длительное время, то это может привести к необратимым нарушениям обмена веществ. Организм не будет получать важную энергию из продуктов питания, поэтому начинает тратить гликоген из печени, что провоцирует нарушение ее деятельности.

Когда отсутствуют пищевые источники углеводов, включается процесс расщепления белков для получения необходимой энергии. В результате начинается разрушение мышечной массы, которая так долго и усердно строилась в тренажерном зале. Нужно отметить, что процесс касается и сердечной мышцы в том числе. Все эти факторы делают длительную и изнурительную низкоуглеводную диету чрезвычайно губительной для человека.

Низкий уровень глюкозы в крови провоцирует обострение голода, а длительный недостаток приводит к слабости и отсутствию энергии, тошноте и потливости, головным болям и систематическим головокружениям, тремору и тахикардии. Это называется гипогликемией, которая усугубляется резистентностью к инсулину (метаболический синдром).

Клиническая картина

Избыточное потребление или дефицит углеводов может нанести вред здоровью. Для поддержания нормального обмена веществ ежедневно необходимо включать в свой рацион от 60% макроэлемента.

Что говорят врачи о похудении

Диетологи и тренеры очень часто на практике сталкиваются со стереотипом, что для похудения необходимо либо критически сократить количество углеводов, либо вообще от них отказаться. Корень зла – дефицит информации и большое количество ложных фактов, которые можно прочитать в популярных сообществах. Подобные действия не только ослабят иммунитет, но и серьезно подорвут состояние здоровья.

Специалисты также считают, что в процессе потери лишнего веса медленные углеводы улучшают перистальтику и микрофлору кишечника. Компонент незаменим и во время набора мышечной массы. С рецептами для каждой цели можно ознакомиться в конце статьи.

Где содержатся сложные (медленные) углеводы — список продуктов

Мы уже разобрались с тем, что такое длинные углеводы, а сейчас поговорим о том, в каких продуктах они содержатся больше всего.

Ключевое правило правильного питания гласит, что употреблять медленные углеводы лучше в первой половине дня, а обусловлено это наиболее удачным временем их усвоения. Однако если тренировка спланирована на вечер, то нет ничего критичного в употреблении продуктов, где содержатся эти макроэлементы на ужин. В том случае, когда основная цель – это похудение отдавать предпочтение лучше всего клетчатке, которая быстро насыщает и не усваивается организмом. На этапе набора мышечной массы лучше перейти на богатые крахмалом и гликогеном ингредиенты, но и про белковую пищу тоже не стоит забывать.

Чтобы вам было проще подобрать сложные углеводы для достижения своих целей, нами приведена таблица с наиболее популярными ингредиентами в порядке убывания количества макроэлемента.

Содержание по группам, отличия

Как вы уже убедились, синтезируются сложные углеводы в различных ингредиентах, а приведенный ниже список обобщенных продуктов раскрывает их основные характеристики.

Овощи и фрукты – незаменимый и ключевой компонент здорового рациона любого человека вне зависимости от специфики тренировок. В овощах и фруктах содержатся сложные соединения. Для получения максимального количества полезных веществ рекомендуется употребление в сыром виде, потому как любой способ термической обработки подавляет их численность.

Зелень – специалисты крайне рекомендуют включать этот ингредиент в свое меню, т.к. он способен не только обогатить его полезными веществами, а еще и нормализует процессы пищеварения и выделительной системы.

Каши – не зря говорят, что это еда чемпионов. Если они приготовлены на основе круп из цельного зерна, относящихся к сложным соединениям, то это лучший вариант для ежедневного полноценного питания. От прошедших многочисленную обработку продуктов рекомендуется отказаться, т.к. они имеют высокий гликемический индекс и негативно влияют на процесс похудения. Отображает гликемический индекс уровень реакции глюкозы в крови на какой-либо продукт.

Молочная продукция – содержит лактозу, что относит эти продукты к простым углеводам. Но это не говорит о том, что нужно отказаться от этого источника, потому что обезжиренная продукция все же содержит медленные цепочки и богата кальцием и фосфором.

Бобовые и зерновые культуры – еще один отличный источник энергии. Можно значительно увеличить потребление нужного макроэлемента, заменяя обработанные крупы на бобовые культуры. Заменив хлеб из пшеницы на цельнозерновой продукт можно значительно увеличить потребление клетчатки.

Свежевыжатые соки– жидкая форма сложного типа углеводов из фруктов и овощей, употребляемая в пищу в виде напитков.

Польза сложных углеводов

Чрезмерное содержание макроэлемента в рационе может негативно сказываться на состоянии здоровья и спортивной форме атлета, однако его роль крайне важна в жизнедеятельности организма:

• главный источник энергии — углевод дает топливо для полноценной продуктивно тренировки. Суточная потребность рассчитывается в индивидуальном порядке;
• после того, как истощены запасы глюкозы и гликогена, благодаря медленным цепочкам макроэлемента не включается расход белка, как источника энергии. Этот феномен называют гликогенезом, возникает при низком уровне глюкозы в крови. Сопровождается выбросом глюкагона;
• препятствует процессу катаболизма и атрофии мышц, который приводит к потере мышечной массы в результате процесса глюкогенеза;
• еще один огромный плюс от употребления полезных углеводов – они способны улучшить работу мозга и поддерживать центральную нервную систему в нормальном состоянии. В головном мозге не накапливается гликоген, поэтому на низкоуглеводной диете спортсмены часто наблюдают снижение умственной деятельности, особенно падает концентрация внимания;
• полноценные приемы пищи с достаточным количеством углеводов препятствует гипогликемии, симптомами которой являются: голод, упадок сил, мигрень и головокружение. Чтобы не испытывать подобных ощущений на тренировках важно убедиться, что ваш рацион соответствует нормам.

1 — Медленные углеводы менее склонны вызывать всплески сахара в крови

Значительно увеличить уровень сахара в крови могут плохие углеводы, что вынуждает вырабатывать большую дозу инсулина поджелудочной железой. Это не только возвращает чувство голода, но и провоцирует съесть еще одну порцию сладкой пищи. Сложные типы углеводов перевариваются гораздо дольше, если сравнивать с простыми соединениями, что позволяет поддерживать стабильные показатели сахара в крови, обеспечивая зарядом сил в течение дня и во время тренировочного процесса.

2 — Сложные углеводы могут снизить риск возникновения некоторых хронических заболеваний

Для здорового и полноценного питания важно употреблять продукты, содержащие сложные углеводы, что не только значительно снизит риск набора лишнего веса, а еще и будет способствовать предотвращению развития хронических заболеваний, таких как сахарный диабет и сердечно-сосудистые патологии. Все источники медленных углеводов богаты диетической клетчаткой, витаминами и минералами, а также антиоксидантами и растительными соединениями – этот комплекс обеспечивает отличную профилактику заболеваний различного характера.

Нужно отметить, что многие исследования подтверждают положительную связь между низким уровнем «плохого» холестерина и сахара в крови с рационом, включающим в себя волокна из цельных продуктов.

3 — Длинные углеводы способствуют здоровой пищеварительной системе

В кишечнике человека содержится огромное множество «хороших» бактерий – это микробиоты. Они способствуют здоровому пищеварению, лучшей абсорбции минералов, нейтрализуют воспалительные процессы в кишечнике, а также борются с запорами. Все продукты со сложными углеводами имеют в составе большое количество растворимой клетчатки, которая способствует росту полезных бактерий, питая их. Бактерии в свою очередь производят жирные кислоты с короткой цепочкой, что крайне полезно для пищеварительной системы. Если питать их правильными макроэлементами, то можно забыть о тяге к перееданию, что очень важно на диете.

4 — Долгие углеводы могут уменьшить воспаление

Воспаление – это ответная реакция организма человека на внутренние раздражители. Затяжной характер способствует развитию хронических форм заболеваний сердечно-сосудистой системы, гипертонии и сахарному диабету, метаболическому синдрому и даже раку.

Сладкая продукция и рафинированная мука провоцирует воспаление, а сложные виды углеводов помогают противостоять его возникновению. Клетчатка, которая содержится в цельных зернах, фруктах и бобовых оказывает противовоспалительное действие.

Как начать употреблять больше сложных углеводов

Для того чтобы полезные углеводы приносили максимально положительный результат как в тренировочном процессе, так и для здоровья в целом, возможно понадобится скорректировать свои пищевые привычки и выбрать продукты, которые содержат медленные углеводы. К примеру, покупать макаронные изделия и хлеб из цельной пшеницы, а не из высших сортов. Отдать предпочтение овощным снекам, а не жирным чипсам. Шлифованный белый рис заменить на другие источники сложных углеводов – бобовые или же не обработанный вид крупы.

Рецепты с медленными углеводами

Теперь вы обладаете базовой информацией о долгих углеводах, знаете, чем они полезны и можете оптимизировать свой план питания в соответствии с потребностями своего организма. Постарайтесь включить в меню как можно больше сложных и полезных углеводов и минимизировать мальтозу. Надеемся, что эти рецепты помогут сделать вашу диету более разнообразной.

Завтрак: пшенная каша с тыквой

Ингредиенты:

• пшенная крупа – 100 г;
• тыква – 100 г;
• мед – 5 г;
• соль – 1 щепотка.

Способ приготовления:
1. Пшено необходимо промыть и залить кипятком в соотношении 1:1, закрыть крышкой и оставить на 30 минут, а затем еще раз промыть.
2. Тыкву нарезать кубиками и добавить в пшено, посолить.
3. Переложить смесь в посуду для запекания или горшочек, залить водой по уровень пшена.
4. Отправить в заранее разогретую до 180 градусов духовку на 30 минут.
5. Перед подачей полить медом. По желанию можно положить сверху небольшой кубик сливочного масла.

Салат «Витаминный»

Ингредиенты:

• капуста – 150 г;
• морковь – 200 г;
• свекла – 100 г;
• кунжут – 1 ч.л.;
• гранатовый или бальзамический соус – 1 ст.л.

Способ приготовления:
1. Все овощи натереть на крупной терке в свежем виде.
2. Заправить соусом, перемешать и посыпать кунжутом. Рекомендуется употреблять сразу после приготовления, т.к. капуста через некоторое время начинает выделять сок в больших количествах.

Рис с морепродуктами

Ингредиенты:

• бурый рис – 150 г;
• замороженный морской коктейль – 150 г;
• лук репчатый – 50 г;
• соль, специи по вкусу.

Способ приготовления:
1. Рис промыть, разморозить морской коктейль.
2. Лук мелко нарезать полукольцами.
3. Все ингредиенты смешиваем и засыпаем равномерно в форму для запекания, добавив специи и соль по вкусу. Залить водой так, чтобы она покрывала все ингредиенты, но они не плавали.
4. Отправить в заранее разогретую до 180 градусов духовку на 40 минут. Следите за приготовлением, возможно, понадобится добавить немного воды. Отличным дополнением к рису будет соевый соус и свежая зелень.

Стручковая фасоль, запеченная с яйцом

Ингредиенты:

• фасоль стручковая – 300 г;
• яйцо куриное – 3 шт.;
• морковь – 150 г;
• лук репчатый – 70 г;
• оливковое масло – 1 ст.л.;
• сыр твердых сортов – 100 г;
• соль, специи – по вкусу.

Способ приготовления:
1. Лук измельчить кубиками, морковь нарезать тонкими брусочками.
2. Обжарить лук до прозрачности, добавить к нему лук и фасоль. Тушить под крышкой до готовности овощей, периодически помешивая. В самом конце добавить соль и специи по вкусу.
3. Лук нарезать небольшими кубиками.
4. В форму для запекания выложить тушеные овощи, а сверху равномерно распределить сыр и аккуратно разбить сверху яйца не нарушая их целостность.
5. Отправить в духовку на 10-15 минут при 180 градусов. В данном случае не требуется ее разогревать заранее, т.к. из-за этого на яичных желтках образуется белесая пленка.

На десерт: тыквенный пирог

Ингредиенты:

• тыква сладких сортов – 500 г;
• мука цельнозерновая кукурузная – 60 г;
• молоко 1,5% — 70 мл;
• йогурт густой без добавок 1,5 – 100 г;
• яйцо куриное – 2 шт.;
• цедра одного апельсина.

Способ приготовления:
1. Тыкву нарезать средними кусками, залить водой и варить около 30-40 минут до мягкости продукта. Готовность можно проверить ножом. Осудить и пюрировать с помощью погружного блендера или любым другим удобным способом.
2. В тыкву добавить взбитые яйца, молоко и йогурт. Тщательно перемешать/взбить блендером.
3. Перед тем, как сделать цедру, рекомендуем обдать кожуру апельсина кипятком для избавления от химикатов. Натереть на крупной терке не задевая белую кожицу.
4. В смесь добавить цедру и постепенно вмешивать муку, тщательно взбить до устранения комочков. Консистенция будет довольно жидкая – это нормально. Перелить все в силиконовую форму или в посуду для запекания, которую нужно будет смазать каплей масла.
5. Отправить в заранее разогретую до 200 градусов духовку на 30-40 минут. Готовность определяется зубочисткой.
6. Подавать пирог лучше остывшим. Сверху по желанию можно полить медом или густым йогуртом без добавок. Если в процессе приготовления использовался сладкий сорт тыквы, то добавление сахарозаменителей не требуется. Если нет, то в тесто добавляется несколько растворенных таблеток сахарозаменителя или сахар.

Углеводы. Простые и сложные углеводы, их роль

Что такое углеводы

Углеводы — это органические вещества (биологические молекулы), состоящие из углерода, водорода и кислорода. Как правило, пропорция этих веществ в молекуле выражается формулой C_m(H₂O)_n, т.е. углерод + вода — откуда и пошло название углевод.

Например, химическая формула глюкозы (простого углевода) C₆H₁₂O₆.

Функции углеводов в организме (биологическая роль)

Углеводы преимущественно используются организмом в качестве источника энергии. Например, упрощённо процесс получения энергии из глюкозы (основого и наиболее универсального углевода для человека и животных) можно проиллюстрировать химической формулой:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6H₂O + 6CO₂ + Энергия.

Т.е. глюкоза окисляется с образованием энергии, воды и углекислого газа.

В организме из углеводов также могут синтезироваться липиды и некоторые аминокислоты. И углеводы входят в состав некоторых компонентов клеток.

Список продуктов с большим количеством углеводов

Таблица содержания углеводов в продуктах питания.

№	Количество углеводов		Доля от суточной нормы на 100 г
1	Фруктоза заменитель сахара	100,0 г	32,3%
2	Стевия (сахарозаменитель) заменитель сахара	100,0 г	32,3%
3	Сахар сахарный песок	100,0 г	32,3%
4	Сахар коричневый	98,1 г	31,6%
5	Жевательная резинка	96,7 г	31,2%
6	Яблоки сушёные	93,5 г	30,2%
7	Помадка	93,2 г	30,1%
8	Крахмал кукурузный	91,3 г	29,4%
9	Сукралоза заменитель сахара	91,2 г	29,4%
10	Конфеты Skittles	90,8 г	29,3%
11	Ирис	90,4 г	29,2%
12	Воздушный рис готовый к употреблению	89,8 г	29,0%
13	Сахарин заменитель сахара	89,1 г	28,7%
14	Аспартам заменитель сахара	89,1 г	28,7%
15	Слива сушёная низкое содержание воды	89,1 г	28,7%
16	Тапиока в сухом виде	88,7 г	28,6%
17	Бананы сушёные	88,3 г	28,5%
18	Мука арроурут	88,2 г	28,4%
19	Отруби кукурузные необработанные термически	85,6 г	27,6%
20	Персик сушёный	83,2 г	26,8%
21	Крахмал картофельный	83,1 г	26,8%
22	Абрикосы сушёные низкое содержание воды	82,9 г	26,7%
23	Клюква сушёная	82,8 г	26,7%
24	Мука кукурузная	82,8 г	26,7%
25	Мёд	82,4 г	26,6%
26	Хлебцы ржаные	82,2 г	26,5%
27	Рис клейкий (липкий) в сухом виде	81,7 г	26,3%
28	Зефир (маршмэллоу)	81,3 г	26,2%
29	Картофельные хлопья в сухом виде (пюре быстрого приготовления)	81,2 г	26,2%
30	Рис пропаренный в сухом виде	80,9 г	26,1%
31	Корица порошок	80,6 г	26,0%
32	Лапша рисовая в сухом виде	80,2 г	25,9%
33	Мука рисовая	80,1 г	25,8%
34	Рис длиннозёрный в сухом виде	80,0 г	25,8%
35	Крупа кукурузная сухая	79,9 г	25,8%
36	Воздушная пшеница готовая к употреблению	79,6 г	25,7%
37	Морковь сушёная	79,6 г	25,7%
38	Изюм без косточек	79,5 г	25,7%
39	Рис в сухом виде	79,3 г	25,6%
40	Лапша кукурузная в сухом виде	79,3 г	25,6%
41	Крендельки без соли	79,2 г	25,5%
42	Рис круглозёрный в сухом виде	79,2 г	25,5%
43	Луковый порошок	79,1 г	25,5%
44	Попкорн карамельный	79,1 г	25,5%
45	Рис бурый пропаренный в сухом виде	78,7 г	25,4%
46	Манго сушёное	78,6 г	25,3%
47	Мука ячменная солодовая	78,3 г	25,3%
48	Манка крупа манная сухая	78,0 г	25,2%
49	Попкорн без соли	77,9 г	25,1%
50	Попкорн солёный	77,8 г	25,1%

Вся таблица углеводов

Категория продуктов

Все продукты Мясо Мясо убойных животных Мясо диких животных (дичь) Субпродукты Мясо птицы (и субпродукты) Рыба Морепродукты (все категории) Моллюски Ракообразные (раки, крабы, креветки) Морские водоросли Яйца, яичные продукты Молоко и молочные продукты (все категории) Сыры Молоко и кисломолочные продукты Творог Другие продукты из молока Соя и соевые продукты Овощи и овощные продукты Клубнеплоды Корнеплоды Капустные (овощи) Салатные (овощи) Пряные (овощи) Луковичные (овощи) Паслёновые Бахчевые Бобовые Зерновые (овощи) Десертные (овощи) Зелень, травы, листья, салаты Фрукты, ягоды, сухофрукты Грибы Жиры, масла Сало, животный жир Растительные масла Орехи Крупы, злаки Семена Специи, пряности Мука, продукты из муки Мука и отруби, крахмал Хлеб, лепёшки и др. Макароны, лапша (паста) Сладости, кондитерские изделия Фастфуд Напитки, соки (все категории) Фруктовые соки и нектары Алкогольные напитки Напитки (безалкогольные напитки) Пророщенные семена Вегетарианские продукты Веганские продукты (без яиц и молока) Продукты для сыроедения Фрукты и овощи Продукты растительного происхождения Продукты животного происхождения Высокобелковые продукты

Содержание нутриента

ВодаБелкиЖирыУглеводыСахараГлюкозаФруктозаГалактозаСахарозаМальтозаЛактозаКрахмалКлетчаткаЗолаКалорииКальцийЖелезоМагнийФосфорКалийНатрийЦинкМедьМарганецСеленФторВитамин AБета-каротинАльфа-каротинВитамин DВитамин D2Витамин D3Витамин EВитамин KВитамин CВитамин B1Витамин B2Витамин B3Витамин B4Витамин B5Витамин B6Витамин B9Витамин B12ТриптофанТреонинИзолейцинЛейцинЛизинМетионинЦистинФенилаланинТирозинВалинАргининГистидинАланинАспарагиноваяГлутаминоваяГлицинПролинСеринСуммарно все насыщенные жирные кислотыМасляная к-та (бутановая к-та) (4:0)Капроновая кислота (6:0)Каприловая кислота (8:0)Каприновая кислота (10:0)Лауриновая кислота (12:0)Миристиновая кислота (14:0)Пальмитиновая кислота (16:0)Стеариновая кислота (18:0)Арахиновая кислота (20:0)Бегеновая кислота (22:0)Лигноцериновая кислота (24:0)Суммарно все мононенасыщенные жирные кислотыПальмитолеиновая к-та (16:1)Олеиновая кислота (18:1)Гадолиновая кислота (20:1)Эруковая кислота (22:1)Нервоновая кислота (24:1)Суммарно все полиненасыщенные жирные кислотыЛинолевая кислота (18:2)Линоленовая кислота (18:3)Альфа-линоленовая к-та (18:3) (Омега-3)Гамма-линоленовая к-та (18:3) (Омега-6)Эйкозадиеновая кислота (20:2) (Омега-6)Арахидоновая к-та (20:4) (Омега-6)Тимнодоновая к-та (20:5) (Омега-3)Докозапентаеновая к-та (22:5) (Омега-3)Холестерин (холестерол)Фитостерины (фитостеролы)СтигмастеролКампестеролБета-ситостерин (бета-ситостерол)Всего трансжировТрансжиры (моноеновые)Трансжиры (полиеновые)BCAAКреатинАлкогольКофеинТеобромин

Простые и сложные углеводы

Углеводы состоят из повторяющихся звеньев в виде цепочек. Каждое такое звено называется сахаридом. Организм для получения энергии сначала разбирает эти звенья (такой процесс называется гидролизом), а затем подвергает каждое звено гликолизу с последующим получением энергии.

Простые углеводы (быстрые)

Группу простых углеводов составляют моносахариды (один сахарид) и дисахариды (два сахарида). Их так же называют сахарами, они быстро и легко усваиваются.

Моносахариды

Простейшие углеводы состоят всего из одного сахарида и поэтому получили название моносахариды (такие углеводы уже не распадаются гидролизом на более простые).

Фруктоза, глюкоза и галактоза — это простые углеводы (моносахариды), они имеют одинаковую химическую формулу C₆H₁₂O₆, но различаются пространственным строением и свойствами (такие молекулы называют изомерами).

Глюкоза и фруктоза в свободной форме содержатся в больших количествах в ягодах и фруктах. Эти моносахариды также входят в состав сложных углеводов: дисахаридов и полисахаридов.

Галактоза в природе в свободной форме встречается очень редко.

Дисахариды

Сахароза — это дисахарид. В быту сахароза известна как простой сахар (получаемый из сахарной свеклы и сахарного тростника).

Она состоит из двух сахаридов — фруктозы и глюкозы. Чтобы получить из сахарозы глюкозу и фруктозу, организм подвергает её гидролизу (в присутствии кислоты), что можно проиллюстрировать простой химической формулой:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

По аналогии дисахарид лактоза состоит из остатков двух моносахаридов: глюкозы и галактозы. Мальтоза состоит из двух остатков глюкозы.

Сложные углеводы (медленные) — полисахариды

Сложные углеводы состоят из длинных разветвлённых цепочек сахаридов. Сложные углеводы называют полисахаридами.

Полисахариды состоят из десятков, сотен или тысяч моносахаридов.

Клетчатка (целлюлоза) и крахмал — это полисахариды.

При полном гидролизе (в процессе пищеварения) крахмал в организме человека распадается на глюкозу.

Пищеварительные соки не способны разрушить клетчатку и выделить глюкозу, но она так же необходима пищеварению.

Гликоген — «животный крахмал» — тоже полисахарид. Организм синтезирует его из глюкозы и откладывает преимущественно в печени и мышцах. При необходимости организм легко отщепляет от этого полисахарида глюкозу и использует в качестве источника энергии.

Целлюлоза и хитин — полисахариды, выполняют роль опорного материала растений и животных. Очень интересно, как сахариды с одной стороны, являются прекрасным источником энергии, а с другой — структурными элементами с большой механической прочностью, например, входят в состав древесины или роговых оболочек насекомых.

Норма углеводов

Средняя суточная норма потребления углеводов составляет примерно 310 г. Потребление углеводов сильно зависит от дневной умственной и физической активности.

Относительная сладость углеводов

При употреблении простых углеводов мы ощущаем сладость. Если принять сладость сахарозы за 100, то сладость фруктозы будет равняться 173, а глюкозы — 74,3.

Откуда берутся углеводы в природе (биосинтез углеводов)

В природе углеводы синтезируют растения с помощью солнечной энергии из неорганических веществ — воды и оксида углерода — в процессе фотосинтеза:

xCO₂ + yH₂O → C_x(H₂O)_y + xO₂

Травоядные животные получают эти углеводы напрямую от растений, а хищники — поедая травоядных.

Простые углеводы vs Сложные углеводы

Здоровый образ жизни включает в себя не только физическую активность, но и правильное питание. Интересная инфографика, которая в доступной форме объясняет, что такое сложные  и простые углеводы, в состав чего они обычно входят и какую роль играют в наших с вами здоровых начинаниях.

©photo

Почему углеводы так важны для нашего организма?

За последние 10 лет мнения об углеводах сильно расходятся. Одни диетологи считают, что углеводы полезны, в то время как другие советуют их остерегаться. На чьей стороне правда? На самом деле правы и те, и другие.

Углеводы присутствуют практически во всех продуктах. Это не только хлеб, рис или паста. Углеводы — это хлеб и зерновые, паста и рис, орехи и семена, овощи и фрукты, молоко и молочные продукты, соки и газировка, конфеты и десерты.

Сложные углеводы — это хорошо

Хорошие углеводы также называют сложными углеводами. Их химическая структура и клетчатка заставляет наши тела работать сильнее для того, чтобы переварить их, и энергия для работы организма выделяется достаточно продолжительное время.

В каких продуктах содержатся «хорошие» углеводы?

Это цельнозерновой хлеб, отруби, зеленые овощи и зелень, свежие фрукты.

Почему они полезны?

• В хороших углеводах высокое содержание клетчатки и питательных веществ.
• Низкий гликемический индекс.
• Они дают ощущение сытости и при этом в них мало калорий.
• Естественное стимулирование метаболизма.

Простые углеводы — это плохо

Простые углеводы — это маленькие молекулы сахара, которые быстро усваиваются нашим организмом. Энергия хранится как мед в сотах в форме гликогена и так как используется не сразу, преобразуется в жир.

Обычно простые углеводы содержатся в переработанных продуктах, из которых были извлечены питательные вещества и клетчатка для того, чтобы они стали более «дружелюбны» для потребителей.

В каких продуктах содержатся «плохие» углеводы?

Это конфеты и десерты, переработанные каши с содержанием сахара, газированные сладкие напитки и другие напитки, в состав которых входит сахар, рафинированный хлеб (то есть все белые батоны-багеты-булочки, которые мы все так любим).

Почему они вредны?

• Низкое содержание клетчатки и питательных веществ.
• Высокий гликемичский индекс.
• Пустые калорие, которые превращаются в жир.
• Высокий уровень глюкозы в крови и ощущение усталости.

И на всякий случай небольшая информационная справка!

Гликемический индекс (англ. glycemic (glycaemic) index, сокращённо GI) — показатель влияния продуктов питания после их употребления на уровень сахара в крови. Гликемический индекс является отражением сравнения реакции организма на продукт с реакцией организма на чистую глюкозу, у которой гликемический индекс равен 100. У всех остальных продуктов он изменяется от 0 до 100 и более в зависимости от того, как быстро они усваиваются. Когда продукту присваивается низкий гликемический индекс, это значит, что при его употреблении уровень сахара в крови поднимается медленно. Чем выше гликемический индекс, тем быстрее поднимается уровень сахара в крови после употребления продукта и тем выше будет одномоментный уровень сахара в крови после употребления пищи.

Wikipedia

Сложные углеводы — что это? Список продуктов с полезными углеводами | Фитсевен

Сложные углеводы, в отличии от простых, в процессе пищеварения отдают свою энергию постепенно — именно поэтому их еще называют «медленными». По сути, сложные углеводы состоят из длинных цепочек составных молекул, тогда как простые углеводы представляют собой короткие и легкоусвояемые структуры.

Большинство диет для похудения (ровно как и правила здорового питания) подразумевают максимальный отказ от продуктов с простыми углеводами и их замену на сложные. Главной причиной является попытка нормализовать уровень сахара в крови для создания чувства долгого насыщения.

// Что такое сложные углеводы?

Сложные углеводы — это полисахариды, в состав которых входят длинные цепочки молекул. Если типичными примерами простых углеводов являются глюкоза и фруктоза, то к сложным углеводом относятся крахмал (главный углевод растений), гликоген (основной источник энергии мышц), а также водорастворимая и водонерастворимая пищевая клетчатка — целлюлоза, пектин и так далее.

Поскольку сложные углеводы состоят из множества структурных элементов, организму необходимо время (и усилия) для их расщепления и усвоения — тогда как простые углеводы усваиваются максимально быстро. Роль играет и то, что клетчатка, представляет из себя настолько сложные структуры, что она не переваривается в желудке человека — однако играет важную роль в процессе пищеварения.

Пользой сложных углеводов для здоровья является и их низкий гликемический индекс — энергия содержащих их продуктов питания усваивается постепенно, не вызывая всплесков уровней глюкозы в крови. В частности, это полезно для питания диабетиков, а также страдающих лишним весом людей. В большинстве случаев в их организме нарушен процесс выработки инсулина.

// Примеры сложных углеводов:

• крахмал
• гликоген
• мальтодекстрин
• клетчатка

Полезные и вредные углеводы

Исследования показывают, что употребление в пищу продуктов со сложными углеводами полезно как для похудения, так и для нормализации обмена веществ. Поскольку именно перепады уровня сахара в крови разжигают аппетит и заставляют есть больше, богатая сложными углеводами и клетчаткой диета является намного полезной. Она рекомендуется как диабетикам, так и последователям ЗОЖ.

Считается, что продукты с клетчаткой имеют свойства пребиотиков — то есть, они провоцируют рост популяции полезной микрофлоры кишечника. Это положительно сказывается как на улучшении пищеварения и повышении иммунитета, так и на снижении уровня холестерина в крови. В противоположность этому, сахар и другие быстрые углеводы угнетают работу кишечника.

Продукты со сложными углеводами

Прежде всего, к продуктам со сложными углеводами относятся любые овощи — начиная от листьев салата, шпината, капусты, брокколи, спаржи, заканчивая огурцами и кабачками. Все эти продукты являются растениями, а значит содержат существенное количество натуральной клетчатки, являющейся основным элементом их стеблей и листьев. Подобная клетчатка обычно водонерастворима.

Также в список продуктов со сложными углеводами входят орехи, семена, бобовые культуры (горох, чечевица, соя), цельнозерновые крупы (овсянка, гречка, киноа) и оболочка зерна (отруби). Уникальным отличием овсяной крупы является то, что содержащаяся в ней клетчатка водорастворима и может впитывать жидкость — благодаря чему она обеспечивает долгое насыщение и нормализует работу желудка.

// Список сложных углеводов:

• Овощи
• Бобы, чечевица
• Орехи и семена растений
• Крупы, мука
• Отруби

Углеводы: простые или сложные?

Оговоримся, что не всегда продукт с сложными углеводами является исключительно полезным. Например, содержащийся в пшенице и белом рисе крахмал по своей структуре является сложным углеводом — однако организм способен достаточно быстро его усваивать. Аналогичным образом мальтодекстрин состоит из длинных структурных элементов, однако в желудке ведет себя как простой углевод.

Наиболее сложными для категоризации продуктами являются макаронные изделия из пшеницы. В зависимости от сорта пшеницы, способа варки, размера порции и количества дополнительного гарнира макароны могут обладать как высоким гликемическим индексом (то есть, являться простыми углеводами), так и средним и даже низким (формально относясь к полезным углеводом долгого усвоения).

Где содержатся сложные углеводы?

Определенное количество простых и сложных углеводов содержится в любом растительном продукте — лишь немногие из них состоят исключительно из углеводов одного типа. Однако если фрукты содержат больше фруктозы, чем клетчатки (относясь таким образом к простым углеводам), то любые крупы и зерна относятся к сложным углеводам. Даже если они содержат исключительно крахмал.

В конечном итоге, правильнее учитывать гликемический или инсулиновый индекс конкретного продукта питания, а не просто причислять его к полезным или вредным углеводам. Кроме этого, роль влияет и степень обработки — бурый рис намного полезнее, чем белый рис с удаленной оболочкой. Хотя в обоих случаях рис представляет из себя сложные углеводы, но наличие клетчатки уравновешивает действие крахмала.

Сложные углеводы = тяжелые углеводы?

Иногда считается, что продукты со сложными углеводами необходимо употреблять до обеда — дескать, при употреблении вечером они создают тяжесть в желудке и мешают нормальному сну. Это мнение ошибочно. Содержащаяся в таких продуктах клетчатка не только не создает тяжести в желудке, но и помогает пищеварению. Сложные углеводы особенно полезны на ночь.

Однако, как и прежде, речь идет именно о сложных углеводах с низким гликемическим индексом — крахмал или мальтодекстрин допустимы исключительно в первой половине дня, либо в качестве источника энергии после силовой тренировки. Желающим похудеть людям рекомендуется отказаться от продуктов с крахмалом, заменив их на богатые клетчаткой овощи или на цельнозерновые крупы.

***

Сложные углеводы — это тип полисахаридов с длинной цепочкой молекул. Примерами таких углеводов является крахмал, гликоген и клетчатка. При этом пользу конкретного углевода определяет его гликемический индекс и то, как быстро содержащаяся в нем энергия усваивается организмом. Мальтодекстрин и крахмал, формально считаясь сложными структурами, ведут себя подобно простым углеводам.

Углеводы в питании

Углеводы – природные органические соединения, состоящие из молекул углерода и воды. 

Для нашего организма углеводы являются основным «топливом», обеспечивающим энергией все процессы, происходящие в теле человека.

Наш организм способен запасать углеводы в виде гликогена, который откладывается в печени и мышцах.

Углеводы участвуют в синтезе заменимых аминокислот, являются материалом для роста клеток и питанием для мозга. В организме углеводы преобразуются в глюкозу, которая необходима для адекватной работы всего организма и особенно мозга. Углеводы являются мгновенным источником энергии.

Углеводы можно разделить на простые и сложные. К продуктам, содержащим простые углеводы, относятся мед, сахар, кукурузный сироп, белый хлеб. Сложные углеводы содержатся в   макаронах, рисе и картофеле,  во фруктах, ягодах и овощах, бобовых, орехах и цельнозерновых продуктах.

Сложные углеводы состоят из молекул сахара, которые связаны вместе в длинные (более 9 мономеров) цепи. К сложным углеводам относятся крахмал, гликоген, инулин, некрахмальные полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлозы, пектин).   Простые углеводы состоят из 1-2 мономеров, к ним относятся сахара (содержат 1-2 мономера) глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза, сахароза, мальтоза и лактоза.

Ягоды, овощи и цельнозерновые продукты помимо углеводов содержат витамины, клетчатку и антиоксиданты, которые важны для хорошего здоровья и самочувствия. Цельнозерновые продукты содержат  также жирные кислоты, магний, витамины группы В, фолат и цинк. Фрукты и крахмалистые овощи содержат, помимо указанных выше нутриентов, фитонутриенты, такие как флавоноиды и каротиноиды.

При употреблении простых углеводовуровень сахара в крови быстро поднимается и также быстро снижается. При употреблении сложных углеводов  организму необходимо сперва разложить их до простых углеводов, а затем – до глюкозы. Этот процесс занимает больше времени, таки образом уровень сахара в крови повышается медленнее, и такие углеводы с меньшей вероятностью превращаются в жир.

Если вы употребляете с пищей избыточное количество углеводов, уровень сахара в крови может стать слишком высоким. Это заставит организм вырабатывать больше инсулина, который способствует преобразованию глюкозы в триглицериды — основной материал жировой ткани. Накопление избыточного количества жировой ткани может быть вредно для здоровья.

В условиях недостатка углеводов наш организм вынужден использовать белок или жир для получения энергии. Поскольку белки являются строительными блоками для организма, использование их в качестве источника энергии может неблагоприятно сказаться на здоровье. При использовании жиров в качестве источника энергии в организме образуются кетоновые тела. Повышенный уровень кетонов в крови называется кетозом. Кетоз может быть опасен для организма.  Также при низком содержании углеводов в рационе может возникнуть запор из-за недостатка клетчатки и питательных веществ.

Используйте в питании цельнозерновые продукты, сократите количество обычного хлеб и выпечки. Целые фрукты и овощи лучше, чем соки. Хорошо заменить картофель, особенно картофель фри, нутом, чечевицей, фасолью и другими бобовыми.

Количество углеводов, которое необходимо человеку, зависит от возраста,  пола, роста, веса и уровня активности. 50—60 % ежедневных калорий должны поступать из углеводов (то есть от 257 до 586 г/сутки).

Физиологическая потребность в усвояемых углеводах для взрослого человека составляет. Физиологическая потребность в углеводах – для детей до года 13 г/кг массы тела, для детей старше года – от 170 до 420 г/сутки. Физиологическая потребность в пищевых волокнах для взрослого человека составляет 20 г/сутки, для детей старше 3 лет – 10 — 20 г/сутки.

Литература:

1.Т.Л. Пилат, А.А. Иванов «Биологически активные добавки к пище (теория, производство, применение)», М.: Авваллон, 2002. — с.80-86

2. МР 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потребностей
в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. – с. 14-15

3. Reviewed by Laura J. Martin on June 26, 2016 Diabetes Glossary: Words and Phrases to Know, WebMD Medical Reference (https://www.webmd.com/diabetes/qa/what-are-carbohydrates-carbs)

Базовое понимание углеводов — Медицинский центр Боулдера

Углеводы — Основы

Из моих групповых лекций и индивидуальных бесед с пациентами мне становится ясно, что многие люди не понимают, что углеводы им не враг (простите за двойной негатив). Реальность такова, что неправильные углеводы (простые сахара, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и высокоочищенная мука в отличие от цельнозерновых) и чрезмерное потребление углеводов должны вызывать беспокойство.В этой второй из серии коротких статей я собираюсь обратиться к базовой терминологии углеводов в рационе человека.

Чтобы понять такую ​​сложную тему, как питание человека, полезно сначала понять термины и номенклатуру основных категорий питательных веществ. Углеводы — одна из трех основных категорий пищевых групп: углеводы, жиры и белки. Они обеспечивают четыре калории энергии на грамм и являются основным источником энергии в рационе человека. Очень разнообразная группа продуктов питания содержит углеводы в виде сахаров, крахмалов и клетчатки.

Различные типы углеводов обладают различными биологическими действиями. В зависимости от продуктов, из которых они получены, углеводы могут иметь разные последствия для здоровья. Обычно благоприятные источники включают цельные пищевые источники, такие как фрукты, овощи, бобовые и цельнозерновые, и обычно неблагоприятные пищевые источники содержат большое количество рафинированных источников углеводов, таких как подслащенные напитки с кукурузным сиропом с высоким содержанием фруктозы, рафинированный сахар и мука в десертных продуктах и ​​белый (в отличие от коричневого) риса.Более подробная информация о клинических исследованиях, подтверждающих правило «есть разница» в отношении источников углеводов, будет представлена ​​в следующих статьях.

Я считаю полезным разбираться в базовой номенклатуре углеводов. Есть две основные подгруппы углеводов: простые и сложные. Простые углеводы содержат группы моносахаридов и дисахаридов. Моносахариды состоят из одной простой сахарной единицы, глюкозы, фруктозы или галактозы, и они не могут быть разбиты на простые сахарные единицы.Эти три моносахарида комбинируются по-разному, чтобы получить более сложные углеводы. Дисахариды состоят из двух связанных вместе моносахаридов. Три встречающихся в природе дисахарида в питании человека — это сахароза (глюкоза, связанная с фруктозой), лактоза (глюкоза, связанная с галактозой), мальтоза (глюкоза, связанная с глюкозой). Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы — это искусственный дисахарид, созданный гидролизом кукурузы, и он содержит фруктозу, связанную с фруктозой.

Сложные углеводы, содержащие три или более связанных моносахаридов, делятся на олигосахариды, содержащие от трех до десяти моносахаридов, и полисахариды, содержащие более десяти моносахаридов, связанных вместе.Эти сложные углеводы включают крахмалы, гликоген и пищевые волокна. В категории сложных углеводов существует множество дополнительных подразделов, но для понимания практически любого обсуждения углеводов за пределами профессиональной литературы вам необходимо знать только термины, представленные выше.

В следующей статье мы обсудим сложные и простые углеводы в рационе человека, а также исследования, которые показали важные различия во влиянии различных источников углеводов на здоровье.

Д-р Эрик Захариас

5.2: Углеводные структуры — Chemistry LibreTexts

Результаты обучения

• Опишите структуру и функцию углеводов.
• Определите функциональные группы углеводов.
• Дайте общее название молекуле углевода (например, альдотетроза, кетопентоза и т. Д.)
• Обозначьте углеводы как D- или L-энантиомеры.
• Нарисуйте зеркальное отображение молекулы углевода.
• Различают моносахариды, дисахариды и полисахариды.
• Опишите строение сложных углеводов.
• Узнайте, как углеводы определяют группу крови.

Мозг — чудесный орган. И он тоже голодный. Основное топливо для мозга — это углевод глюкоза. Средний мозг взрослого человека составляет около \ (2 \% \) веса нашего тела, но использует \ (25 \% \) глюкозы в теле. Более того, определенные области мозга используют глюкозу с разной скоростью.Если вы усиленно концентрируетесь (например, проходите тест), определенным частям мозга требуется много дополнительной глюкозы, тогда как другие части мозга используют только свое нормальное количество. Что-то думать о.

В детстве вам, возможно, говорили, что сахар вреден для вас. Что ж, это не совсем так. По сути, углеводы состоят из сахара, от одной молекулы сахара до тысяч молекул сахара, соединенных вместе. Почему? Одна из причин — запасать энергию. Но это не значит, что вы должны есть ложкой.

Углеводы

Углеводы — это органические соединения, содержащие только углерод \ (\ left (\ ce {C} \ right) \), водород \ (\ left (\ ce {H} \ right) \) и кислород \ (\ left (\ ce {O} \ right) \). Они содержат цепочку атомов углерода, альдегида или кетона и гидроксильных групп. Каждый атом углерода связан с одним атомом кислорода. Существуют тысячи различных углеводов, но все они состоят из одной или нескольких более мелких единиц, называемых моносахаридами.

Моносахариды

Общая формула для моносахарида — \ (\ left (\ ce {CH_2O} _n \ right) \), где \ (n \) может быть любым числом больше двух.Например, если \ (n \) равно 6, формулу можно записать как \ (\ ce {C_6H_ {12} O_6} \). Это формула моносахарида глюкозы. Другой моносахарид, фруктоза, имеет ту же химическую формулу, что и глюкоза, но атомы расположены по-другому. Углеводы имеют много изомеров из-за расположения групп \ (\ ce {-OH} \) в их структурах. Сравните молекулы глюкозы и фруктозы на рисунке ниже. Можете ли вы определить их различия? Единственное отличие состоит в расположении некоторых атомов.Эти различия влияют на свойства двух моносахаридов.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Структуры глюкозы и фруктозы.

Моносахариды можно классифицировать по количеству содержащихся в них атомов углерода: диоза (2), триоза (3), тетроза (4), пентоза (5), гексоза (6), гептоза (7) и так далее. Их также можно классифицировать в зависимости от того, содержат ли они альдегид (альдозу) или кетон (кетозу). Мы также можем объединить эти два обозначения для обозначения классов углеводов. Например, альдогексоза представляет собой углевод (обозначенный окончанием -оза ) с шестью атомами углерода ( гекс, ) и альдегидной группой ( альдо ).Кетопентоза — это углевод с кетоном и 5 атомами углерода. И глюкоза, и фруктоза являются гексозами, потому что они содержат шесть атомов углерода, но глюкоза — это альдогексоза, а фруктоза (также известная как «фруктовый сахар») — кетогексоза. Другие распространенные моносахариды включают галактозу (часть лактозы), ксилозу («древесный сахар»), рибозу (в РНК) и дезоксирибозу (в ДНК).

Прогнозы Фишера

Есть несколько способов нарисовать структуру молекул углеводов. Проекция Фишера (прямая цепь) создает впечатление, что молекула плоская, но это трехмерная молекула.Хотя нас не интересует трехмерная ориентация, знайте, что расположение в проекции Фишера действительно предоставляет информацию об ориентации атомов вокруг каждого атома углерода.

Эти выступы упрощают рисование молекул, но сохраняют важную информацию о расположении атомов в структуре. На приведенном ниже рисунке показаны прогнозы Фишера для энантиомеров (несовместимые зеркальные изображения) эфедрина и псевдоэфедрина. Хотя может показаться, что молекулы одинаковы, это не так, потому что проекция Фишера явно не показывает трехмерную геометрию молекулы.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): проекции Фишера для эфедрина и псевдоэфедрина.

Проекции Фишера предоставляют простой способ отличить множество существующих похожих молекул углеводов. Например, существует шестнадцать альдогексозов (см. Рисунок ниже). Обратите внимание на различные паттерны связей \ (\ ce {-OH} \) в левой и правой частях проекции Фишера для каждого из них. Изменение ориентации одной или нескольких групп \ (\ ce {-OH} \) изменяет идентичность молекулы.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): четыре из шестнадцати альдогексозов.

Каждая углеводная молекула также имеет энантиомер, и эти два обозначены как D- и L-версии соединения. Обозначение основано на ориентации группы \ (\ ce {-OH} \) на хиральном углероде, наиболее удаленном от альдегида или кетона. Структуры D-глюкозы и L-глюкозы показаны на рисунке ниже. Ориентация всех групп \ (\ ce {-OH} \) обратная, но только расположение у углерода, указанного стрелкой, определяет, является ли сахар D-сахаром с \ (\ ce {-OH} \) группа справа или L-сахар с группой \ (\ ce {-OH} \) слева.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): D-глюкоза и L-глюкоза являются зеркальным отображением друг друга.

Хаворт Структуры

Подобно проекциям Фишера, структуры Хаворта предоставляют информацию о трехмерной структуре молекулы, не показывая ее явно на чертеже. Углеводы присутствуют в организме как в цепной, так и в кольцевой формах, причем последняя встречается чаще. Проекции Хауорта предоставляют простой способ отобразить кольцевые структуры и могут или не могут отображать атомы водорода, присоединенные к каждому углероду.Помните, что каждый углерод имеет четыре связи, поэтому подразумеваются водороды, когда структура не показывает все четыре связи. Когда образуется циклический моносахарид, могут образовываться две версии, которые называются \ (\ alpha \) (alpha \) и \ (\ beta \) (beta) (см. Рисунок ниже). Стрелка на рисунке указывает на аномерный углерод , который является местом, где образуется кольцо и где ориентация группы \ (\ ce {-OH} \) может измениться. Ориентация других групп \ (\ ce {-OH} \) фиксирована, поскольку они определяются ориентацией групп \ (\ ce {-OH} \) в конкретном моносахариде (сравните с ориентацией группы \ (\ ce {-OH} \) группы в левой и правой частях проекций Фишера).Каждый моносахарид может существовать в форме \ (\ alpha \) или \ (\ beta \), и эти две формы будут взаимно преобразовываться, когда кольцо открывается и закрывается. Форма \ (\ alpha \) возникает, когда группа \ (\ ce {-OH} \) на аномерном углероде направлена ​​вниз, а версия \ (\ beta \) существует, когда \ (\ ce {-OH} \ ) группа на аномерном углероде направлена ​​вверх.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Циклические формы углеводов могут преобразовываться между альфа- и бета-формами.

В результате такой разной ориентации мы можем иметь четыре формы каждого моносахарида.Например, глюкоза может существовать как \ (\ alpha \) — D-глюкоза, \ (\ alpha \) — L-глюкоза, \ (\ beta \) — D-глюкоза или \ (\ beta \) — L- глюкоза. Хотя формы \ (\ alpha \) и \ (\ beta \) могут взаимно преобразовываться, этого нельзя сказать о версиях D и L. Встречающиеся в природе моносахариды находятся в версии D, называемой «D-сахара». Расположение внутри формы D или L фиксировано, и они не могут преобразовываться друг в друга.

Дисахариды

Если два моносахарида соединяются вместе, они образуют углевод, называемый дисахаридом .Два моносахарида будут связываться друг с другом в результате реакции дегидратации, в которой теряется молекула воды. Реакция дегидратации — это реакция конденсации , химическая реакция, в которой две молекулы объединяются, чтобы сформировать одну единственную молекулу, теряя при этом небольшую молекулу. В реакции дегидратации этой небольшой молекулой является вода. Связь между двумя моносахаридами известна как гликозидная связь .

Примером дисахарида является сахароза (столовый сахар), который состоит из моносахаридов глюкозы и фруктозы (см. Рисунок ниже).Другие распространенные дисахариды включают лактозу («молочный сахар») и мальтозу. Моносахариды и дисахариды также называют простыми сахарами . Они являются основным источником энергии для живых клеток.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): молекула сахарозы. Эта молекула сахарозы представляет собой дисахарид. Он состоит из двух моносахаридов: глюкозы слева и фруктозы справа.

Есть молоко?

Молоко — один из основных продуктов питания, необходимых для полноценного питания, особенно для растущих детей.Он содержит витамины и минералы, необходимые для здорового развития. К сожалению, молоко и другие молочные продукты также содержат лактозу — углевод, который может вызвать у некоторых людей серьезные заболевания. Непереносимость лактозы — это состояние, при котором лактоза, содержащаяся в молоке, не может хорошо перевариваться в тонком кишечнике. Затем непереваренная лактоза попадает в толстую кишку, где бактерии атакуют ее, образуя большое количество газа. Симптомы непереносимости лактозы включают вздутие живота, судороги, тошноту и рвоту. Людям с признаками непереносимости лактозы рекомендуется избегать продуктов, содержащих лактозу.Поскольку молочные продукты могут содержать множество жизненно важных питательных веществ, можно принимать таблетки, которые обеспечивают необходимые пищеварительные материалы в тонком кишечнике. Также доступно молоко без лактозы.

Олигосахариды

Олигосахарид представляет собой сахаридный полимер, содержащий небольшое количество (обычно от двух до десяти) моносахаридов. Олигосахариды могут выполнять множество функций; например, они обычно находятся на плазматической мембране клеток животных, где они могут играть роль в распознавании клеток.Как правило, они обнаруживаются прикрепленными к совместимым боковым цепям аминокислот в белках или липидах.

Олигосахариды часто встречаются в составе гликопротеинов или гликолипидов . Они часто используются в качестве химических маркеров снаружи клеток, часто для распознавания клеток. Олигосахариды также отвечают за определение группы крови.

Группа крови

Углеводы, прикрепленные к эритроцитам, также определяют группу крови (см. Рисунок ниже).Из четырех групп крови группа O имеет наименьшее количество сахаридов, связанных с ней, а группа AB — больше всего. В результате кровь типа O считается универсальным донором, потому что в ней нет сахаридов, которые будут выглядеть чужеродными при переливании в кровь другого типа. Обратное неверно. Например, если кровь типа A дается пациенту с кровью типа O, она будет отвергнута организмом, потому что в организм вводятся неизвестные виды. Клетки крови типа А содержат N-ацетилгалактозамин, которого нет в крови типа О.Человек с кровью типа O подвергнется отторжению после получения крови типа A. Фактор Резуса (Rh) в крови также влияет на донорские и акцепторные свойства, но не зависит от углеводов. Фактор резус определяется наличием (Rh +) или отсутствием (Rh-) определенного белка на поверхности эритроцитов.

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): Группы крови ABO.

Полисахариды

Полисахариды представляют собой длинные углеводные молекулы из повторяющихся мономерных единиц, соединенных гликозидными связями.Полисахарид может содержать от нескольких моносахаридов до нескольких тысяч моносахаридов. Полисахариды также называют сложными углеводами . Полисахариды имеют общую формулу \ (\ ce {C_x (H_2O) _y} \), где \ (x \) обычно большое число от 200 до 2500.

Крахмал — один из наиболее распространенных полисахаридов. Крахмал состоит из смеси амилозы \ (\ left (15 \ right. \) — \ (\ left. 20 \% \ right) \) и амилопектина \ (\ left (80 \ right.\) — \ (\ влево. 85 \% \ вправо) \). Амилоза состоит из линейной цепи из нескольких сотен молекул глюкозы, а амилопектин — это разветвленные молекулы, состоящие из нескольких тысяч единиц глюкозы. Крахмал может перевариваться реакциями гидролиза , катализируемыми ферментами, называемыми амилазами , которые могут разрывать гликозидные связи. У людей и других животных есть амилазы, поэтому они могут переваривать крахмал. Картофель, рис, пшеница и кукуруза являются основными источниками крахмала в рационе человека. Образование крахмала — это способ хранения глюкозы в растениях. Гликоген иногда называют животным крахмалом . Гликоген используется для длительного хранения энергии в клетках животных. Гликоген вырабатывается в основном печенью и мышцами.

Мы уже на месте?

По мере того, как становится теплее, бегуны выходят. Не только случайные бегуны, но и действительно серьезные, которым действительно нравится пробегать все 26,2 мили марафона. Перед этими гонками (и многими более короткими) вы много слышите о углеводной загрузке. Эта практика предполагает употребление в пищу большого количества крахмала за несколько дней до забега.Крахмал превращается в глюкозу, которая обычно используется для получения биохимической энергии. Избыточная глюкоза хранится в виде гликогена в печени и мышечной ткани для использования при необходимости. Если доступно много гликогена, у мышц будет больше биохимической энергии, которую они могут использовать в долгосрочной перспективе. Остальные из нас будут просто сидеть в ресторане на тротуаре, есть наши спагетти и наслаждаться тем, как другие люди усердно работают.

Основные функции полисахаридов заключаются в хранении энергии и формировании структурных тканей.Примеры нескольких других полисахаридов и их роли перечислены в таблице ниже. Эти сложные углеводы играют важную роль в живых организмах.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): сложные углеводы

Сложный углевод	Функция	Организм
Крахмал	Накапливает энергию	Растения
Амилоза	Накапливает энергию	Растения
Гликоген	Накапливает энергию	Животные
Целлюлоза	Образует клеточные стенки	Растения
Хитин	Образует экзоскелет	Некоторые животные

Авторы и ссылки

• Фонд CK-12 Шэрон Бьюик, Ричард Парсонс, Тереза ​​Форсайт, Шонна Робинсон и Жан Дюпон.

• Эллисон Султ, Ph.D. (Кафедра химии, Университет Кентукки)

Простые углеводы против сложных: в чем разница?

Сложные углеводы перевариваются дольше и являются более стабильным источником энергии, чем простые углеводы. Сложные углеводы присутствуют в таких продуктах, как хлеб и макароны. Простые углеводы содержатся в таких продуктах, как столовый сахар и сиропы.

Сложные углеводы содержат более длинные цепи молекул сахара, чем простые углеводы.Организм превращает эти молекулы сахара в глюкозу, которую использует для получения энергии. Поскольку сложные углеводы имеют более длинные цепи, им требуется больше времени для расщепления и обеспечения более продолжительной энергии в организме, чем у простых углеводов.

Оба типа углеводов часто присутствуют во многих продуктах питания. Помимо обеспечения энергией за счет глюкозы, эти продукты обладают многими другими свойствами, важными для здоровья.

В этой статье мы обсудим различия между простыми и сложными углеводами, и будет ли один из них лучше.

Углеводы обеспечивают большую часть энергии тела. В качестве источника энергии лучше всего подходят сложные углеводы. Однако по общему питанию сказать сложнее.

Простые углеводы или сахара состоят из более коротких цепочек молекул и усваиваются быстрее, чем сложные углеводы.

Этот факт означает, что простые углеводы вызывают скачок уровня глюкозы в крови, обеспечивая организм кратковременным источником энергии.

Первоначальный всплеск энергии является причиной так называемого «сахарного прилива», который, как долгое время считали люди, следует за потреблением определенных простых углеводов, таких как плитка шоколада или сладкий напиток.

Однако обзор исследований 2019 года, в которых приняли участие 1259 участников, не обнаружил никаких доказательств этого, поскольку углеводы не вызывают немедленного повышения настроения или уровня активности. Вместо этого обзор обнаружил снижение внимания и повышение утомляемости через 30-60 минут.

Сложные углеводы на более длительный срок повышают уровень глюкозы в крови и вызывают более продолжительный прирост энергии. Основная функция углеводов — обеспечивать организм энергией, а сложные углеводы делают это более эффективно.

Однако важно учитывать тип пищи, содержащей углеводы.

Некоторые простые углеводы содержатся в здоровой пище, такой как молоко и цельные фрукты, которые содержат множество необходимых витаминов, минералов и других питательных веществ.

Но некоторые простые углеводы также присутствуют в продуктах с низкой питательной ценностью, таких как сладкие напитки.

Сложные углеводы также доступны в обработанных пищевых продуктах без особого содержания питательных веществ, таких как очищенная белая мука.Однако многие другие сложные углеводы содержатся в более питательных продуктах.

Хорошим примером этого является клетчатка, которая является одним из сложных углеводов и входит в состав растительной пищи. Клетчатка необходима для поддержания здоровья пищеварительной системы.

Хотя сложные углеводы являются лучшим источником энергии, чем простые, они не обязательно более полезны для здоровья.

Некоторые формы простых углеводов более полезны, чем некоторые сложные. Поэтому людям более полезно учитывать общий профиль питания каждой пищи, которую они могут захотеть съесть, вместо того, чтобы сосредотачиваться на одном питательном веществе, таком как тип углеводов, которые он содержит.

Есть много продуктов, содержащих простые углеводы, которые подходят для здорового питания. Например, фрукты и овощи содержат простые углеводы, но они богаты питательными микроэлементами, такими как витамины и минералы, и содержат некоторое количество пищевых волокон.

Молоко и молочные продукты содержат лактозу, которая является одним из простых углеводов. Эти продукты не содержат клетчатки, но богаты белком, кальцием и витамином D.

Простые углеводы, которых следует избегать, обычно содержатся в обработанных пищевых продуктах или в продуктах с добавлением сахара.Добавление сахара в пищу увеличивает ее калорийность, не обеспечивая при этом дополнительного питания.

Примеры таких пищевых продуктов включают:

• конфеты
• сладкие напитки
• сиропы
• столовый сахар
• концентрат фруктового сока
• продукты с добавлением сахара, такие как выпечка или некоторые крупы

Когда это возможно, люди должны стараться есть цельные фрукты, а не фруктовый сок. Цельные фрукты содержат больше пищевых волокон и являются лучшим вариантом.

В некоторых ситуациях могут оказаться полезными эти формы менее полезных для здоровья простых углеводов. Например, многие спортивные напитки содержат большое количество добавленного сахара. Производители продают эти напитки как напитки для улучшения характеристик и улучшения регидратации.

Однако доказательства их эффективности отсутствуют. Систематический обзор 17 исследований по этой теме не выявил улучшения показателей в половине исследований. В другой половине улучшение варьировалось от 1 до 13%.

Спортивные напитки могут быть полезны для повышения производительности, но эффект, скорее всего, будет небольшим. Неясно, компенсирует ли эта возможная польза последствия для здоровья от такого большого количества добавленного сахара в рационе.

Сложные углеводы, содержащиеся в цельных продуктах, обычно очень питательны.

Например, цельнозерновые продукты содержат слой отрубей и зародышей, которые содержат клетчатку, витамины B и E, фитохимические вещества и полезные жиры.

Они также могут снизить риск нескольких хронических заболеваний, таких как диабет 2 типа, сердечно-сосудистые заболевания и некоторые формы рака.

Примеры цельного зерна включают:

• коричневый рис
• ячмень
• гречиха
• пшеница булгур
• овес
• дикий рис
• полба

Очищенные зерна также являются сложными углеводами, но не содержат отрубей и зародышей. зерна, и они имеют более низкую пищевую ценность, чем цельнозерновые продукты.

Примеры очищенного зерна включают:

• белая мука
• очищенная кукурузная мука
• белый хлеб
• белый рис

Овощи, бобовые и орехи также являются примерами высокопитательных источников сложных углеводов.Кожуру на овощах и фруктах легко оставить перед едой, что повысит их пищевую ценность.

Углеводы являются важным источником энергии для организма. Сложные углеводы обеспечивают более продолжительный источник энергии, чем простые углеводы, потому что они дольше перевариваются.

Однако это не означает, что все сложные углеводы являются более здоровым выбором. Простые углеводы присутствуют во многих полезных для здоровья продуктах, таких как фрукты и молоко. Сложные углеводы также могут входить в состав рафинированных продуктов, таких как белый хлеб или белый рис.

По этим причинам важно учитывать всю пищу, а не только тип углеводов, которые в ней содержатся.

Структура и функции углеводов

Результаты обучения

• Различия между моносахаридами, дисахаридами и полисахаридами
• Определите несколько основных функций углеводов

Большинство людей знакомы с углеводами, одним типом макромолекул, особенно когда речь идет о том, что мы едим.Чтобы похудеть, некоторые люди придерживаются «низкоуглеводной» диеты. Спортсмены, напротив, часто «загружают углеводы» перед важными соревнованиями, чтобы у них было достаточно энергии для соревнований на высоком уровне. Фактически, углеводы являются неотъемлемой частью нашего рациона; злаки, фрукты и овощи — все это естественные источники углеводов. Углеводы обеспечивают организм энергией, в частности, через глюкозу, простой сахар, который является компонентом крахмала и ингредиентом многих основных продуктов питания. Углеводы также выполняют другие важные функции у людей, животных и растений.

Углеводы могут быть представлены стехиометрической формулой (CH ₂ O) n , где n — количество атомов углерода в молекуле. Другими словами, соотношение углерода, водорода и кислорода в молекулах углеводов составляет 1: 2: 1. Эта формула также объясняет происхождение термина «углевод»: компоненты — это углерод («углевод») и компоненты воды (отсюда «гидрат»). Углеводы подразделяются на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды

Моносахариды ( моно, — = «один»; сахар, — = «сладкий») представляют собой простые сахара, наиболее распространенным из которых является глюкоза. В моносахаридах количество атомов углерода обычно составляет от трех до семи. Большинство названий моносахаридов оканчиваются на суффикс — ose . Если сахар имеет альдегидную группу (функциональная группа со структурой R-CHO), он известен как альдоза, а если у него есть кетонная группа (функциональная группа со структурой RC (= O) R ‘), он известен как кетоза.В зависимости от количества атомов углерода в сахаре они также могут быть известны как триозы (три атома углерода), пентозы (пять атомов углерода) и / или гексозы (шесть атомов углерода). См. Рисунок 1 для иллюстрации моносахаридов.

Рис. 1. Моносахариды классифицируются на основе положения их карбонильной группы и количества атомов углерода в основной цепи. Альдозы имеют карбонильную группу (обозначенную зеленым) на конце углеродной цепи, а кетозы имеют карбонильную группу в середине углеродной цепи.Триозы, пентозы и гексозы имеют три, пять и шесть углеродных скелетов соответственно.

Химическая формула глюкозы: C ₆ H ₁₂ O ₆ . У человека глюкоза — важный источник энергии. Во время клеточного дыхания из глюкозы выделяется энергия, которая используется для выработки аденозинтрифосфата (АТФ). Растения синтезируют глюкозу, используя углекислый газ и воду, а глюкоза, в свою очередь, используется для удовлетворения потребностей растений в энергии. Избыточная глюкоза часто хранится в виде крахмала, который катаболизируется (расщепление более крупных молекул клетками) людьми и другими животными, которые питаются растениями.

Галактоза и фруктоза — другие распространенные моносахариды: галактоза содержится в молочном сахаре, а фруктоза — во фруктовых сахарах. Хотя глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую химическую формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), они различаются структурно и химически (и известны как изомеры) из-за разного расположения функциональных групп вокруг асимметричный углерод; все эти моносахариды имеют более одного асимметричного углерода (рис. 2).

Практический вопрос

Рис. 2. Глюкоза, галактоза и фруктоза — это гексозы. Они являются структурными изомерами, то есть имеют одинаковую химическую формулу (C6h22O6), но другое расположение атомов.

Что это за сахара, альдоза или кетоза?

Показать ответ

Глюкоза и галактоза — альдозы. Фруктоза — это кетоза.

Моносахариды могут существовать в виде линейной цепи или кольцевых молекул; в водных растворах они обычно находятся в кольцевых формах (рис. 3).Глюкоза в кольцевой форме может иметь два различных расположения гидроксильной группы (-ОН) вокруг аномерного углерода (углерод 1, который становится асимметричным в процессе образования кольца). Если гидроксильная группа находится ниже углеродного номера 1 в сахаре, говорят, что она находится в положении альфа ( α ), а если она выше плоскости, говорят, что она находится в положении бета ( β ). .

Рис. 3. Моносахариды из пяти и шести атомов углерода находятся в равновесии между линейной и кольцевой формами.Когда кольцо образуется, боковая цепь, которую оно замыкает, фиксируется в положении α или β. Фруктоза и рибоза также образуют кольца, хотя они образуют пятичленные кольца в отличие от шестичленного кольца глюкозы.

Дисахариды

Дисахариды ( ди — = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (также известной как реакция конденсации или синтез дегидратации). Во время этого процесса гидроксильная группа одного моносахарида соединяется с водородом другого моносахарида, высвобождая молекулу воды и образуя ковалентную связь.Ковалентная связь, образованная между молекулой углевода и другой молекулой (в данном случае между двумя моносахаридами), известна как гликозидная связь (рис. 4). Гликозидные связи (также называемые гликозидными связями) могут быть альфа- или бета-типа. Альфа-связь образуется, когда группа ОН на углероде-1 первой глюкозы находится ниже плоскости кольца, а бета-связь образуется, когда группа ОН на углероде-1 находится выше плоскости кольца.

Рис. 4. Сахароза образуется, когда мономер глюкозы и мономер фруктозы соединяются в реакции дегидратации с образованием гликозидной связи.При этом теряется молекула воды. По соглашению атомы углерода в моносахариде нумеруются от концевого углерода, ближайшего к карбонильной группе. В сахарозе гликозидная связь образуется между углеродом 1 в глюкозе и углеродом 2 во фруктозе.

Общие дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу (рис. 5). Лактоза — это дисахарид, состоящий из мономеров глюкозы и галактозы. Он содержится в молоке. Мальтоза, или солодовый сахар, представляет собой дисахарид, образующийся в результате реакции дегидратации между двумя молекулами глюкозы.Наиболее распространенным дисахаридом является сахароза или столовый сахар, который состоит из мономеров глюкозы и фруктозы.

Рис. 5. Общие дисахариды включают мальтозу (зерновой сахар), лактозу (молочный сахар) и сахарозу (столовый сахар).

Полисахариды

Длинная цепь моносахаридов, связанных гликозидными связями, известна как полисахарид ( поли — = «много»). Цепь может быть разветвленной или неразветвленной, и она может содержать разные типы моносахаридов.Молекулярная масса может составлять 100000 дальтон или более в зависимости от количества соединенных мономеров. Крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин являются основными примерами полисахаридов.

Крахмал — это хранимая в растениях форма сахаров, состоящая из смеси амилозы и амилопектина (оба полимера глюкозы). Растения способны синтезировать глюкозу, а избыток глюкозы, превышающий непосредственные потребности растения в энергии, хранится в виде крахмала в различных частях растения, включая корни и семена. Крахмал в семенах служит пищей для зародыша по мере его прорастания, а также может служить источником пищи для людей и животных.Крахмал, потребляемый людьми, расщепляется ферментами, такими как амилазы слюны, на более мелкие молекулы, такие как мальтоза и глюкоза. Затем клетки могут поглощать глюкозу.

Крахмал состоит из мономеров глюкозы, которые соединены гликозидными связями α, 1-4 или α 1–6. Цифры 1-4 и 1-6 относятся к числу атомов углерода двух остатков, которые соединились с образованием связи. Как показано на рисунке 6, амилоза представляет собой крахмал, образованный неразветвленными цепями мономеров глюкозы (только α 1-4 связей), тогда как амилопектин представляет собой разветвленный полисахарид ( α 1-6 связей в точках ветвления).

Рис. 6. Амилоза и амилопектин — две разные формы крахмала. Амилоза состоит из неразветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных α 1,4 гликозидными связями. Амилопектин состоит из разветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных гликозидными связями α 1,4 и α 1,6. Из-за способа соединения субъединиц цепи глюкозы имеют спиральную структуру. Гликоген (не показан) похож по структуре на амилопектин, но более разветвлен.

Гликоген — это форма хранения глюкозы у людей и других позвоночных, состоящая из мономеров глюкозы.Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц. Когда уровень глюкозы в крови снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы в процессе, известном как гликогенолиз.

Целлюлоза — самый распространенный природный биополимер. Клеточная стенка растений в основном состоит из целлюлозы; это обеспечивает структурную поддержку клетки. Дерево и бумага в основном целлюлозные по своей природе. Целлюлоза состоит из мономеров глюкозы, которые связаны гликозидными связями β, 1-4 (рис. 7).

Рис. 7. В целлюлозе мономеры глюкозы связаны в неразветвленные цепи β 1-4 гликозидными связями. Из-за способа соединения субъединиц глюкозы каждый мономер глюкозы переворачивается относительно следующего, что приводит к линейной волокнистой структуре.

Как показано на рисунке 7, каждый второй мономер глюкозы в целлюлозе перевернут, и мономеры плотно упакованы в виде удлиненных длинных цепей. Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на разрыв, что так важно для растительных клеток.В то время как связь β 1-4 не может быть разрушена пищеварительными ферментами человека, травоядные животные, такие как коровы, коалы, буйволы и лошади, могут с помощью специализированной флоры в их желудке переваривать богатый растительный материал. в целлюлозе и использовать ее в качестве источника пищи. У этих животных определенные виды бактерий и простейших обитают в рубце (часть пищеварительной системы травоядных) и секретируют фермент целлюлазу. В аппендиксе пасущихся животных также содержатся бактерии, переваривающие целлюлозу, что придает ей важную роль в пищеварительной системе жвачных животных.Целлюлазы могут расщеплять целлюлозу на мономеры глюкозы, которые могут использоваться животным в качестве источника энергии. Термиты также способны расщеплять целлюлозу из-за присутствия в их телах других организмов, выделяющих целлюлазы.

Рис. 8. У насекомых жесткий внешний скелет, сделанный из хитина, типа полисахарида.

Углеводы выполняют различные функции у разных животных. У членистоногих (насекомых, ракообразных и др.) Есть внешний скелет, называемый экзоскелетом, который защищает их внутренние части тела (как видно у пчелы на Рисунке 8).

Этот экзоскелет сделан из биологической макромолекулы хитина, представляющей собой полисахаридсодержащий азот. Он состоит из повторяющихся единиц N-ацетил- β -d-глюкозамина, модифицированного сахара. Хитин также является основным компонентом клеточных стенок грибов; грибы не являются ни животными, ни растениями и образуют собственное царство в области Эукарии.

Резюме: Структура и функции углеводов

Углеводы — это группа макромолекул, которые являются жизненно важным источником энергии для клетки и обеспечивают структурную поддержку растительным клеткам, грибам и всем членистоногим, включая омаров, крабов, креветок, насекомых и пауков.Углеводы классифицируются как моносахариды, дисахариды и полисахариды в зависимости от количества мономеров в молекуле. Моносахариды связаны гликозидными связями, которые образуются в результате реакций дегидратации, образуя дисахариды и полисахариды с удалением молекулы воды для каждой образованной связи. Глюкоза, галактоза и фруктоза являются обычными моносахаридами, тогда как обычные дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу. Крахмал и гликоген, примеры полисахаридов, являются формами хранения глюкозы у растений и животных соответственно.Длинные полисахаридные цепи могут быть разветвленными или неразветвленными. Целлюлоза является примером неразветвленного полисахарида, тогда как амилопектин, составляющий крахмал, представляет собой сильно разветвленную молекулу. Хранение глюкозы в виде полимеров, таких как крахмал или гликоген, делает ее немного менее доступной для метаболизма; однако это предотвращает его утечку из клетки или создание высокого осмотического давления, которое может вызвать чрезмерное поглощение воды клеткой.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

углеводов | Микробиология

Цели обучения

• Приведите примеры моносахаридов и полисахаридов
• Опишите функцию моносахаридов и полисахаридов в клетке

Самые распространенные биомолекулы на Земле — это углеводы . С химической точки зрения углеводы представляют собой в первую очередь комбинацию углерода и воды, и многие из них имеют эмпирическую формулу (CH ₂ O) _n , где n — количество повторяющихся единиц.Эта точка зрения представляет эти молекулы просто как цепочки «гидратированных» атомов углерода, в которых молекулы воды присоединяются к каждому атому углерода, что приводит к термину «углеводы». Хотя все углеводы содержат углерод, водород и кислород, некоторые из них также содержат азот, фосфор и / или серу. Углеводы выполняют множество различных функций. Они изобилуют наземными экосистемами, многие формы которых мы используем в качестве источников пищи. Эти молекулы также являются жизненно важными частями макромолекулярных структур, которые хранят и передают генетическую информацию (т.е., ДНК и РНК). Они являются основой биологических полимеров, которые придают прочность различным структурным компонентам организмов (например, целлюлозе и хитину), и они являются основным источником хранения энергии в виде крахмала и гликогена.

Моносахариды: сладкие

В биохимии углеводы часто называют сахаридами , от греческого sakcharon , что означает сахар, хотя не все сахариды сладкие. Самые простые углеводы называются моносахаридами или простыми сахарами.Они являются строительными блоками (мономерами) для синтеза полимеров или сложных углеводов, как будет обсуждаться далее в этом разделе. Моносахариды классифицируются по количеству атомов углерода в молекуле. Общие категории идентифицируются с помощью префикса, который указывает количество атомов углерода, и суффикса — ose , который указывает сахарид; например, триоза (три атома углерода), тетроза (четыре атома углерода), пентоза (пять атомов углерода) и гексоза (шесть атомов углерода) (рис. 1). Гексоза D-глюкоза является наиболее распространенным моносахаридом в природе.Другими очень распространенными и широко распространенными моносахаридами гексозы являются галактоза , используемая для производства дисахарида молочного сахара , лактозы и фруктового сахара , фруктозы .

Рис. 1. Моносахариды классифицируются на основе положения карбонильной группы и количества атомов углерода в основной цепи.

Моносахариды с четырьмя или более атомами углерода обычно более стабильны, если они имеют циклическую или кольцевую структуру. Эти кольцевые структуры являются результатом химической реакции между функциональными группами на противоположных концах гибкой углеродной цепи сахара, а именно карбонильной группой и относительно удаленной гидроксильной группой.Глюкоза, например, образует шестичленное кольцо (рис. 2).

Рис. 2. (a) Линейный моносахарид (в данном случае глюкоза) образует циклическую структуру. (b) Эта иллюстрация показывает более реалистичное изображение структуры циклического моносахарида. Обратите внимание, что на этих циклических структурных диаграммах атомы углерода, составляющие кольцо, явно не показаны.

Подумай об этом

• Почему моносахариды образуют кольцевые структуры?

Дисахариды

Две молекулы моносахарида могут химически связываться с образованием дисахарида .Название, данное ковалентной связи между двумя моносахаридами, — это гликозидная связь . Гликозидные связи образуются между гидроксильными группами двух молекул сахарида , пример дегидратационного синтеза , описанного в предыдущем разделе этой главы:

[латекс] \ text {моносахарид} — \ text {OH} + \ text {HO} — \ text {monosaccharide} \ longrightarrow \ underset {\ text {disaccharide}} {{\ text {моносахарид} — \ text {O } — \ text {monosaccharide}}} [/ latex]

Обычные дисахариды — это зерновой сахар мальтоза , состоящий из двух молекул глюкозы; молочный сахар , лактоза , состоящий из молекулы галактозы и молекулы глюкозы ; и столовый сахар сахароза , состоящий из глюкозы и молекулы фруктозы (рис. 3).

Рис. 3. Общие дисахариды включают мальтозу, лактозу и сахарозу.

Полисахариды

Полисахариды, также называемые гликанами , представляют собой большие полимеры, состоящие из сотен моносахаридных мономеров. В отличие от моно- и дисахаридов, полисахариды и не сладкие и, как правило, не растворяются в воде. Подобно дисахаридам, мономерные звенья полисахаридов связаны между собой гликозидными связями .

Полисахариды очень разнообразны по своей структуре.Три наиболее биологически важных полисахарида — крахмал , гликоген и целлюлоза — все состоят из повторяющихся единиц глюкозы, хотя они различаются по своей структуре (рис. 4). Целлюлоза состоит из линейной цепи молекул глюкозы и является обычным структурным компонентом клеточных стенок растений и других организмов. Гликоген и крахмал — разветвленные полимеры; гликоген является основной молекулой-хранителем энергии у животных и бактерий, тогда как растения в основном хранят энергию в крахмале.Ориентация гликозидных связей в этих трех полимерах также различается, и, как следствие, линейные и разветвленные макромолекулы имеют разные свойства.

Модифицированные молекулы глюкозы могут быть фундаментальными компонентами других структурных полисахаридов . Примерами структурных полисахаридов этих типов являются N-ацетилглюкозамин (NAG) и N-ацетилмурамовая кислота (NAM), обнаруженные в пептидогликане клеточной стенки бактерий. Полимеры NAG образуют хитин , который содержится в клеточных стенках грибов и в экзоскелете насекомых.

Рис. 4. Крахмал, гликоген и целлюлоза — три наиболее важных полисахарида. В верхнем ряду шестиугольники представляют собой отдельные молекулы глюкозы. На микрофотографиях (нижний ряд) показаны гранулы пшеничного крахмала, окрашенные йодом (слева), гранулы гликогена (G) внутри клетки цианобактерии (в центре) и волокна бактериальной целлюлозы (справа). (кредит «Гранулы йода»: модификация работы Киселова Юрия; кредит «Гранулы гликогена»: модификация работы Штёкеля Дж., Элвитигала Т.Р., Либертон М., Пакраси Х.В.

Подумай об этом

• Какие полисахариды являются наиболее биологически важными и почему они так важны?

Ключевые концепции и краткое изложение

• Углеводы , самые распространенные биомолекулы на Земле, широко используются организмами для структурных целей и целей хранения энергии.
• Углеводы включают отдельные молекулы сахара ( моносахариды ), а также две или более молекул, химически связанных гликозидными связями . Моносахариды классифицируются по количеству атомов углерода в молекуле на триозы (3 C), тетрозы (4 C), пентозы (5 C) и гексозы (6 C). Они являются строительными блоками для синтеза полимеров или сложных углеводов.
• Дисахариды , такие как сахароза, лактоза и мальтоза, представляют собой молекулы, состоящие из двух моносахаридов, связанных вместе гликозидной связью.
• Полисахариды или гликаны , представляют собой полимеры, состоящие из сотен моносахаридных мономеров, связанных вместе гликозидными связями. Полимеры-накопители энергии , крахмал и гликоген являются примерами полисахаридов, и все они состоят из разветвленных цепей молекул глюкозы.
• Полисахарид целлюлоза является обычным структурным компонентом клеточных стенок организмов. Другие структурные полисахариды, такие как N-ацетилглюкозамин (NAG) и N-ацетилмурамовая кислота (NAM), включают модифицированные молекулы глюкозы и используются при создании пептидогликана или хитина.

Множественный выбор

Какие элементы содержат углеводы по определению?

1. углерод и водород
2. углерод, водород и азот
3. углерод, водород и кислород
4. углерод и кислород

Показать ответ

Ответ c. Углеводы содержат углерод, водород и кислород.

Моносахариды могут соединяться вместе с образованием полисахаридов, образуя какой тип связи?

1. водород
2. пептид
3. ионный
4. гликозидная

Показать ответ

Ответ d.Моносахариды могут соединяться вместе, образуя полисахариды, образуя гликозидные связи.

Соответствие

Сопоставьте каждый полисахарид с его описанием.

___ Читин	A. Полимер для хранения энергии в установках
___ гликоген	B. структурный полимер, обнаруженный в растениях
___ крахмал	C. Структурный полимер, обнаруженный в клеточных стенках грибов и экзоскелетах некоторых животных
___ целлюлоза	Д.полимер для хранения энергии, обнаруженный в клетках животных и бактериях

Показать ответ

Хитин — это структурный полимер, который содержится в клеточных стенках грибов и экзоскелетах некоторых животных. (С)

Гликоген — это полимер, аккумулирующий энергию, который содержится в клетках животных и бактериях. (D)

Крахмал — это полимер для хранения энергии в растениях. (А)

Целлюлоза — это структурный полимер, содержащийся в растениях. (В)

Подумай об этом

1. Что такое моносахариды, дисахариды и полисахариды?
2. На рисунке изображены структурные формулы глюкозы, галактозы и фруктозы.
   
   1. Обведите функциональные группы, которые классифицируют сахара как альдозу или кетозу, и идентифицируйте каждый сахар как один или другой.
   2. Химическая формула этих соединений одинакова, но структурная формула разная. Как называются такие соединения?
3. Показаны структурные диаграммы линейной и циклической форм моносахарида.
   
   1. Какова молекулярная формула этого моносахарида? (Подсчитайте атомы C, H и O в каждой, чтобы убедиться, что эти две молекулы имеют одинаковую формулу, и запишите эту формулу.)
   2. Укажите, какая гидроксильная группа в линейной структуре вступает в реакцию образования кольца с карбонильной группой.
4. Термин «декстроза» обычно используется в медицинских учреждениях по отношению к биологически значимому изомеру моносахарида глюкозы. Объясните логику этого альтернативного имени.

углеводов — обзор | ScienceDirect Topics

Abstract

Углеводы — это полигидроксиальдегиды (альдозы) или полигидроксикетоны (кетозы), состоящие из C, H и O.Они подразделяются на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Моносахариды могут быть триозами, тетрозами, пентозами и т.д. в зависимости от количества атомов углерода в молекуле. Они представляют оптическую изомерию из-за наличия асимметричного или хирального C. У животных большинство углеводов в организме человека являются d-изомерами. Глюкоза — это альдогексоза и самый важный моносахарид в организме человека, используемый клетками в качестве топлива. Другие альдогексозы — это галактоза и манноза, которые входят в состав сложных молекул.Фруктоза — это кетогексоза, а рибоза — наиболее важная альдопентоза и компонент РНК. Эти молекулы обычно образуют циклическую структуру, которая может быть пираном или фураном, и они представляют собой изомеры α и β. Существуют производные моносахаридов, которые включают следующее: (1) гликозиды, в которых альдегид или кетонная группа реагируют с другой молекулой; (2) полиспирты, которые получают восстановлением альдегидной или кетонной группы; (3) дезоксисахары, которые образуются в результате потери кислорода из спиртовой группы моносахарида; (4) альдоновая, альдаровая и уроновая кислоты , которые образуются в результате окисления C1 или C6 альдоз; (5) сложные фосфатные эфиры, которые образуются путем фосфорилирования и обычно встречаются как продукты метаболизма моносахаридов; (6) аминосахара, которые обычно имеют аминогруппу, присоединенную к C2 (глюкозамин и галактозамин).Другими азотистыми производными являются нейраминовая и мурамовая кислоты. Дисахариды включают мальтозу, состоящую из двух d-глюкоз, связанных α-гликозидной связью от C1 одного до OH на C4 другой глюкозы (α-1 → 4 гликозидная связь). Лактоза — это молочный сахар, образованный d-галактозой и d-глюкозой, связанными через β-гликозидную связь от C1 галактозы до C4 d-глюкозы (β-1 → 4 гликозидная связь). Сахароза, обычный подсластитель, образована d-фруктозой и α-d-глюкозой, связанными двойной гликозидной связью между C1 α-глюкозы и C2 β-фруктозы Полисахариды или гликаны представляют собой полимерные макромолекулы, классифицируемые на: гомо — и гетерополисахариды. Гомополисахариды включают крахмал, являющийся резервом питательных веществ растений, состоящий из амилозы и амилопектина. Амилоза имеет 1000–5000 d-глюкозных единиц, линейно связанных α-1 → 4 гликозидными связями. Амилопектин — это полимер, содержащий более 600 000 единиц глюкозы. Он содержит основную структуру амилозных плюс разветвлений, образованных примерно 25 остатками глюкозы, вставленными в основную цепь посредством α-1 → 6 связей. Гликоген — это полимер, который служит полимером запаса энергии у животных. Он структурно похож на амилопектин, но с большим количеством ответвлений.Декстрины являются конечными продуктами частичного гидролиза амилопектина амилазой. Декстраны представляют собой разветвленные полимеры d-глюкозы, такие как амилопептин и гликоген, с различными гликозидными связями. Инулин представляет собой полимер молекул фруктозы, связанных через α-2 → 1. Целлюлоза играет важную структурную роль в растениях; это линейный полимер глюкозы со связями β-1 → 4. Хитин составляет экзоскелет насекомых и ракообразных и представляет собой полимер из N -ацетил-d-глюкозаминовых единиц, связанных связями β-1 → 4. Гетерополисахариды включают гликозаминогликаны (гиалуроновую кислоту, хондроитинсульфат, дерматан, гепаран и кератансульфаты и гепарин).Гетерополисахариды, связанные с другими типами молекул, составляют протеогликаны, пептидогликаны, гликолипиды (ганглиозиды) и гликопротеины. Протеогликаны являются результатом ассоциации гликановых цепей (хондроитинсульфат, дерматансульфат, кератан), связанных через гликозидные связи с гидроксилом сериновых или треониновых остатков (O-гликозидная связь) или с N остатков аспарагина (N-гликозидная связь) белков. Пептидогликаны — основной компонент клеточных стенок бактерий. Они состоят из N, -ацетил-d-глюкозамина и N, -ацетилмурамовой кислоты.Гликопротеины — это углеводы, конъюгированные с белками посредством O- или N -гликозидных связей. Ганглиозиды и гликопротеины отличаются от протеогликанов тем, что они имеют более короткие углеводные цепи. Они играют важную роль в распознавании антигенов / антител на поверхности клеток.

Углеводы

---

УГЛЕВОДЫ

На Земле примерно 92 встречающихся в природе элемента, но, что интересно, только 4 (кислород, углерод, водород и азот) составляют около 96% массы человеческого тела.Эти элементы объединяются, образуя биомолекулы, поддерживающие жизнь, которые можно разделить на четыре группы: углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты. Углеводы, белки и липиды используются клетками в качестве строительных блоков для клеток или для получения энергии, в то время как нуклеиновые кислоты являются основой генетического материала. Углеводы — самая распространенная из биомолекул. Ежегодно Земля преобразует более 100 миллиардов метрических тонн CO ₂ и H ₂ O в углеводы. Если бы мы идентифицировали самую важную углеводную молекулу на планете с точки зрения ее способности поддерживать жизнь, мы, несомненно, выбрали бы моносахарид глюкозу.Без глюкозы не могла бы существовать почти вся известная нам животная жизнь.

Есть три основных класса углеводов; моносахариды , дисахариды, и полисахариды . Эта классификация основана на том, сколько субъединиц составляют молекулу. Название «сахарид» происходит от греческого, что означает сахар. Моносахариды — это простейшая форма углеводов, состоящая из одной молекулы или субъединицы. Дисахариды состоят из два моносахарида, связанных вместе, и полисахариды состоят из 3 или более моносахаридов, связанных вместе.Теперь мы рассмотрим каждый из этих типов углеводов.

МОНОСАХАРИДЫ

Моносахариды (моно = один, сахарид = сахар) являются основными субъединицами углеводов. Они содержат от 3 до 7 атомов углерода и имеют общую формулу (CH ₂ O) _n , где n находится в диапазоне от 3 до 7 (5 или 6 являются наиболее распространенными). Например, если n = 6, формула для моносахарида будет C ₆ H ₁₂ O ₆ , а если n = 5, формула будет C ₅ H ₁₀ O _5. Надеюсь, очевидно, что моносахариды содержат значительное количество кислорода, по одному на каждый углерод в молекуле. Углеводы имеют самое высокое соотношение кислорода к углероду среди всех важных органических молекул. Общие моносахариды включают: глюкозу, фруктозу, галактозу, рибозу и дезоксирибозу . Обратите внимание, что название каждого из этих сахаров оканчивается суффиксом -ose. Этот суффикс -ose означает полный, в частности, полный кислорода. Названия большинства сахаров заканчиваются этим суффиксом.

Структуры трех распространенных моносахаридов показаны на рисунке ниже. Обратите внимание, что молекулы могут существовать в двух разных формах. Когда они находятся в сухом или порошкообразном состоянии, они существуют в виде линейной молекулы (вверху), но при растворении в воде они принимают кольцевую форму, причем кислород является одним из членов кольца (внизу). Поскольку все молекулы в нашем организме существуют в виде водных растворов, кольцевидная форма — это то, как мы находим моносахариды в организме. Также обратите внимание, что все три из этих соединений имеют 6 атомов углерода, следовательно, они имеют одинаковую молекулярную формулу: C ₆ H ₁₂ O ₆ .Однако их структурные формулы различны (см. Рисунок ниже). Молекулы, которые имеют одинаковую молекулярную формулу, но разные структурные формулы, известны как изомеры. Несмотря на то, что каждый из них имеет 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода, они обладают очень разными биологическими действиями из-за различных структурных форм. Например, есть определенные носители, которые могут переносить глюкозу в клетку, но не переносят фруктозу.

Глюкоза, также называемая декстрозой, является преобладающим сахаром в нашей крови.Когда мы говорим об уровне сахара в крови, на самом деле мы говорим об уровне глюкозы в крови. Мы получаем глюкозу в основном в результате переваривания дисахаридов и полисахаридов. Как только эти углеводы расщепляются до глюкозы в тонком кишечнике, глюкоза всасывается в кровь и транспортируется к различным органам тела. Там он может метаболизироваться тканями, чтобы обеспечить топливо для клеточного метаболизма, или, если он не нужен немедленно для метаболизма, он может храниться в виде гликогена (подробнее об этом сложном углеводе позже) в печени и мышцах или преобразовываться в триглицериды. (жир) и хранится в жировых клетках.Когда уровень глюкозы в крови становится низким (как это бывает в постное воскресенье), гликоген в печени может расщепляться, чтобы высвободить глюкозу в кровь, или организм может фактически производить новые молекулы глюкозы из белков в процессе, называемом глюконеогенез.

Другие моносахариды, о которых нам нужно знать, — это фруктоза и галактоза (6 углеродных сахаров или гексозы ), которые являются субъединицами важных дисахаридов. Также рибоза и дезоксирибоза (5 углеродных сахаров или пентоза ), которые являются важными компонентами нуклеиновых кислот.

Изображение создано MG, 2013

На изображении выше показаны линейные и кольцевые структуры трех распространенных моносахаридов. Все они имеют одинаковую молекулярную формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), но они имеют разные структуры (красный цвет) и, следовательно, являются изомерами друг друга.

ДИСАХАРИДЫ

Дисахариды (Di = 2, сахарид = сахар) образуются, когда две молекулы моносахарида связаны вместе.Как показано на рисунке ниже, когда два моносахарида связаны вместе, одним из продуктов реакции является вода. Поскольку вода удаляется, чтобы связать субъединицы вместе, реакция называется дегидратационным синтезом реакцией . Это распространенный тип реакции синтеза, который мы снова увидим, когда узнаем об образовании липидов и белков.

Изображение создано MG, 2013

Реакция синтеза дегидратации объединяет два моносахарида (глюкозу) с образованием дисахарида (мальтозы).

Мы обсудим три важных дисахрида; сахароза, лактоза и мальтоза . Во всех трех дисахаридах глюкоза является одним из моносахаридов, из которых они состоят. На рисунке ниже показана структура этих дисахаридов, а в таблице 1 представлены их характеристики.

Изображение создано MG, 2013

На изображении выше показаны структуры трех распространенных дисахаридов.Все они содержат глюкозу в качестве одной из своих субъединиц, разница между ними — вторая субъединица.

Таблица 1. Характеристики трех распространенных дисахаридов.

Имя	Комбинированные моносахариды	Информация о пищевой ценности
Сахароза	Глюкоза + фруктоза	Самый распространенный диетический дисахарид.Естественно содержится в свекольном и тростниковом сахаре, коричневом сахаре, кленовом сиропе и меде. Вы знаете его как столовый сахар.
Лактоза	Глюкоза + галактоза	Содержится в молочных продуктах.Это наименее сладкий из дисахаридов.
Мальтоза	Глюкоза + глюкоза	Содержится в продуктах питания, включая сухие завтраки, прорастающие семена и пиво.

Только моносахариды могут абсорбироваться из пищеварительного тракта в кровь, поэтому для того, чтобы попасть в организм, дисахариды сначала должны быть расщеплены до их моносахаридных субъединиц. В тонком кишечнике есть специфические ферменты для каждого из них: сахароза, для переваривания сахарозы, лактаза, для переваривания лактозы и мальтаза, для переваривания мальтозы. Реакция переваривания по существу является обратной реакцией синтеза дегидратации, т.е.е. вода снова добавляется в связь, чтобы разорвать ее. Этот тип реакции называется реакцией гидролиза . На рисунке ниже показан пример реакции гидролиза. Поскольку дисахариды легко перевариваются и быстро всасываются в кровь, их, наряду с моносахаридами, часто называют простыми сахарами .

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

На изображении выше показана реакция гидролиза.Связи между мономерами в полимере могут быть разорваны ферментативным добавлением воды к связям.

Вы можете знать кого-то с непереносимостью лактозы или у вас самих может быть непереносимость лактозы. Большинство млекопитающих не потребляют молоко, когда становятся взрослыми и больше не нуждаются в ферменте для переваривания лактозы, поэтому организм перестает вырабатывать фермент. Если лактоза не расщепляется на моносахаридные субъединицы, она не может абсорбироваться и переходит в толстую кишку. Бактерии, живущие в толстом кишечнике, любят лактозу и начинают ее есть.К сожалению, когда они едят много лактозы, они выделяют много газа. Кроме того, лактоза втягивает воду в толстый кишечник путем осмоса. Симптомы непереносимости лактозы включают вздутие живота, диарею, спазмы в животе, метеоризм (газы) и тошноту. Симптомы возникают из-за того, что непереваренная лактоза попадает в толстую кишку. Во всем мире около 75% взрослого населения в той или иной степени страдает непереносимостью лактозы, однако заболеваемость сильно различается от страны к стране (см. Рисунок ниже).Как правило, у северных европейцев и их потомков самый низкий уровень заболеваемости, в основном из-за того, что в их культуре крупный рогатый скот и козы были одомашнены давно, а молочные продукты этих животных остаются важным источником питания. Хотя это и не изображено на картах, представители племен масаи в Восточной Африке также демонстрируют низкий уровень непереносимости лактозы, что также объясняется их традицией выращивания крупного рогатого скота и коз для производства молочных продуктов.

Распространенность непереносимости лактозы во всем мире.Изображение загружено с Wikimedia Commons, декабрь 2013 г .: Автор: NmiPortal; Сайт: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Worldwide_prevalence_of_lactose_intolerance_in_recent_populations.jpg; Лицензия: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

ПОЛИСАХАРИДЫ

Полисахариды представляют собой длинные цепи моносахаридных субъединиц, связанных вместе посредством реакций синтеза дегидратации. Эти цепи могут насчитывать от трех до тысяч субъединиц.Полисахариды — это то, что мы называем сложными углеводами . В зависимости от их функции полисахариды можно классифицировать как запасающие молекулы или как структурные молекулы. Полисахариды хранения включают крахмал и глюкоген. Крахмал представляет собой крупный полимер субъединиц глюкозы и является формой хранения глюкозы в растениях. Источники включают семена, зерно, кукурузу, бобы, картофель и рис.

На самом деле существует два типа крахмала: амилоза и амилопектин. Амилоза — длинная неразветвленная цепь субъединиц глюкозы. Амилопектин, , с другой стороны, имеет разветвленную структуру (см. Рисунок ниже). Именно доля каждой формы крахмала в конкретной пище определяет ее способность к перевариванию. Продукты с большим количеством амилопектина перевариваются и усваиваются быстро, тогда как продукты с более высоким уровнем амилозы расщепляются медленнее.

Гликоген — форма хранения углеводов у животных.Гликоген, как и крахмал, представляет собой полимер субъединиц глюкозы. Он похож по структуре на амилопектин, но еще более разветвлен. Мы храним гликоген в первую очередь в печени и скелетных мышцах. Гликоген в скелетных мышцах может быть истощен всего за 1 час упражнений на силу. С другой стороны, во время голодания гликогена в печени хватит на 12-24 часа. Это неуверенное ощущение, которое вы испытываете в конце голодания в постное воскресенье, во многом связано с истощением ваших запасов гликогена.

Изображение создано MG, 2013

На изображении выше показано разветвление в молекуле полисахарида.

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

На этом изображении выше показаны разные степени разветвления амилозы, амилопектина и гликогена.

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

Еще один рисунок, показывающий уровни разветвления крахмала, гликогена и целлюлозы.

Разветвленная структура гликогена позволяет ферментам легко расщепляться в организме, высвобождая глюкозу, чтобы ее можно было использовать для получения энергии. Гликоген, накопленный в мышцах, обеспечивает энергию, необходимую мышцам для физических упражнений, особенно высокоинтенсивных и выносливых. Гликоген, хранящийся в печени, используется для обеспечения энергией других тканей, таких как нейроны нервной системы.

Важным структурным полисахаридом является целлюлоза .Целлюлоза является важной структурной молекулой растений и обеспечивает волокно , которое нам необходимо в нашем рационе. Целлюлоза — это полимер глюкозы. Однако, в отличие от крахмала и гликогена, у нас нет ферментов для переваривания целлюлозы. Это связано с различием в конфигурации связей между мономерами глюкозы (см. Рисунок ниже). Целлюлоза образует структурные компоненты стенок растительных клеток. Его особенно много в листовых овощах и цельнозерновых продуктах. Хотя мы не можем переваривать целлюлозу для получения энергии, она обеспечивает объем стула и может снизить риск некоторых заболеваний, таких как дивертикулярная болезнь и рак толстой кишки.

Изображение создано MG, 2013

На изображении выше показано связывание мономеров глюкозы в целлюлозе. Обратите внимание, что конфигурация отличается от конфигурации крахмала и гликогена (см. Рисунок выше). У нас нет ферментов для переваривания связей в целлюлозе.

Изображение создано студенткой BYU-I Ханной Краудер, 2013 г.

ЗДОРОВЬЕ

Можно с уверенностью сказать, что углеводы являются важной частью здорового питания, хотя одни углеводы лучше других.Когда мы потребляем простые сахара, они быстро всасываются, и уровень сахара в крови быстро повышается. Это, в свою очередь, приводит к секреции большого количества инсулина с последующим быстрым падением сахара в крови. Это, наверное, не идеально. Действительно, недавнее исследование ¹ показало, что употребление всего одного сладкого безалкогольного напитка в день увеличивает риск развития ишемической болезни сердца на 20% у мужчин. Также было показано, что употребление сахаросодержащих безалкогольных напитков увеличивает частоту ожирения, что увеличивает риск диабета 2 типа.С другой стороны, сложные углеводы, содержащиеся в цельнозерновых, обычно полезны для здоровья.

Одной из актуальных тем, вызывающих повышенный интерес, является кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы производится из кукурузного крахмала, который является полимером глюкозы. Крахмал гидролизуют для разделения мономеров глюкозы, а затем химически обрабатывают для преобразования части глюкозы во фруктозу. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы состоит из 55% фруктозы и 45% глюкозы. Фруктоза обрабатывается организмом иначе, чем глюкоза.В то время как глюкоза может поступать почти во все клетки организма (некоторым клеткам требуется небольшая помощь инсулина, чтобы усвоить глюкозу), фруктоза метаболизируется почти исключительно в печени. Кажется, появляется все больше доказательств того, что кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы может быть вредным для нас.