Состав сложных углеводов: Медленные углеводы: список продуктов (таблица)

Что такое сложные углеводы, список продуктов с медленными углеводами, таблица

Вместе с жирами и белками, углеводы требуются организму для его нормальной жизнедеятельности. Именно углеводы насыщают мозг, нервную систему и другие органы необходимой энергией, регулируют уровень гликогена. Углеводы бывают простые и сложные. Чтобы поддержать жизненные функции организма, необходимо их правильно дозировать и употреблять в пищу именно сложные углеводы – это важный элемент в обменен энергии, при недостатке человек подвергает внутренние органы и мышцы разрушению. В каких продуктах имеются сложные углеводы – будут представлены список продуктов и таблица, помогающая в рассмотрении заданного вопроса.

Содержание статьи

Виды сложных углеводов

Что такое сложные углеводы – это цепочка из трех и более молекул простого углевода, по-другому их называют – полисахариды. Но чаще всего их называют – «медленный», «полезный», «длинный» и прочими обозначениями подобного рода. Сложные углеводы отличаются от простых длительностью распада – он идет так медленно, что не повышает быстро уровень глюкозы в крови и, как следствие, не приводит к резкому выбросу инсулина. Чтобы их полностью усвоить, организму необходимо затратить больше энергии, поэтому чувство насыщения длится долго.

Полисахариды существуют в нескольких видах:

• Крахмал. Данный продукт низкокалорийный, но с высокой энергетической ценностью. Он быстро насыщает организм, в результате чего чувство сытости длится часами, поэтому его включают во все диеты. Он имеет много полезных свойств: стимулирует метаболизм, контролирует уровень сахара в крови, поднимает иммунитет и защищает от онкологии. Продукты, в которых содержится огромное количество крахмала: картошка, соя, рис бурый, горох, гречка, чечевица и овсянка.
• Гликоген. Это полисахарид, состоит из множества молекул глюкозы. Он незаменим в организме, потому что контролирует уровень сахара. Для спортсменов полисахарид нужен для восстановления мышечной массы. Гликоген помогает в выработке белка. Он быстро расходуется у простых людей – через 3 часа после трапезы, а у спортсменов после тренировки уже через 30 минут. Для нормального функционирования мышц, необходимо постоянно восполнять запасы представленного полисахарида. Обычные продукты его содержат в небольших количествах и не могут восполнить дефицит вещества. Самыми богатыми являются печень и рыба.
• Пектины. Почти два века назад был открыт полисахарид во фруктовом соке. Их польза для организма неоспорима, пектины могут впитывать в себя вредные элементы и токсины, попадающие с пищей в организм. Этим самым они способствуют сохранению молодости. По внешнему виду – это густая, похожая на клей, масса. В кулинарии пектины применяют, как загуститель, стабилизатор и образователь гелевой массы. Наибольшее их количество имеется в яблоках и апельсинах. Есть он и в других фруктах: вишне, абрикосах, сливе, груше, айве и финиках.
• Клетчатка – этот полисахарид присутствует в большей части растительных продуктов. Она не перерабатывается в желудке, ферменты не могут ее переварить. Но кишечная микрофлора прекрасно с ней справляется. От этого нормализуется работа ЖКТ, из организма удаляется вредный холестерин. Клетчатка хорошо насыщает организм и вызывает чувство наполненности пищеварительного органа. Клетчатка есть во многих продуктах, но больше всего в отрубях, грибах, моркови, брокколи, свекле, капусте и так далее.

К клетчатке можно отнести и целлюлозу. Это медленный углевод полисахарид, не несет энергетической нагрузки, но необходим для образования необходимой микрофлоры в кишечнике. Стимулирует выработку витамина В.

Мнение эксперта

Смирнов Виктор Петрович
Врач-диетолог, г. Самара

Все медленные полисахариды и их представители действительно являются «дальнобойной артиллерией» и приводят к долговременному насыщению организма. Из них в таблице представлены не только экзогенные, но и эндогенные углеводы, которые в продуктах практически не встречаются, в чистом виде их встретить в продаже нельзя. Это животный крахмал – гликоген. После приема пищи он образуется в нашей печени, в которую попадает глюкоза под влиянием инсулина. В гликогене сахар запасен в виде конденсированных остатков глюкозы. Гликоген в нашем организме является первым «аккумулятором» энергии и, постепенно распадаясь снова на глюкозу под влиянием контринсулярного гормона глюкагона, обеспечивает её концентрацию в плазме крови. Именно в первые и даже во вторые сутки полного голодания всё адекватное потребление углеводов, в том числе и для работы головного мозга и миокарда, обеспечивается за счет медленного распада гликогена. И только на третий или четвёртый день при голодании начинается ацидотический криз, когда организм начинает искать другие пути обмена, активируя липолиз, или распад жиров. Остальные виды медленных углеводов тоже незаменимы, и особенно пектины и клетчатка. Клетчатка отличается от всех углеводов тем, что является на первый взгляд балластным вещество: она не питательна, так как не усваивается организмом. Но именно клетчатка связывает различные экзотоксины, радионуклиды, профилактирует дисбактериоз, она стимулирует перистальтику и очень полезна в борьбе с атоническими запорами.

Для чего нужны сахара в организме

Углеводы требуются организму для того, чтобы поддерживать энергию. Приблизительно 60% энергии он производит из моно- и полисахаридов. А остальное – это жиры и белки.

Обратите внимание: Необходимо отметить, что быстрые углеводы сразу возвращают утраченную энергию, но и сами скоренько расходуются и тогда организм сигнализирует о добавке. Тогда в работу вступают полисахариды, они питают организм топливом медленно, но долго. Особенно организму требуются тяжелые углеводы тем, кто не любит сидеть на одном месте.

Чтобы чувствовать себя энергичной и не страдать голодом, соотношение углеводов должно быть следующее:

• полисахариды – 70%;
• моносахариды – 25%;
• клетчатка – 5% от общего количества требуемых углеводов.

Подобное сочетание позволит сохранить энергию для занятий спортом и при этом стабилизировать постоянное похудение.

Видео

Как медленные углеводы помогают похудению

Как отличить быстрые углеводы от медленных? Необходимо продукт попробовать на вкус – все моносахариды сладкие. Такое питание необходимо исключить из рациона, если хочется похудеть, и ограничить максимально для поддержания стройной фигуры. Полисахариды ярко выраженного вкуса сладости не имеют, от них глюкоза резко не поднимается, а организм их не спеша перерабатывает в простые углеводы. Тяжелые углеводы необходимы для похудения, они надолго убивают аппетит и бесперебойно поставляют энергию. Продукты со сложными углеводами, очень полезны, потому что имеют витамины и микроэлементы. Помимо того, что они помогают избавиться от ожирения, укрепляют волосы и ногти, улучшают кожный покров.

Это важно: Медленные углеводы необходимо есть в первой половине дня, а в остальное время лучше есть белковую пищу. И не забывать про гликемический индекс. Большой показатель говорит о том, что данный продукт быстро переходит в глюкозу. Он не принесет пользу для похудения, но может нанести вред. Особенно важно учитывать этот показатель больным сахарным диабетом.

У пищевых ингредиентов, имеющих сложные углеводы, зачастую отмечается высокий ГИ. Одним из обманчивых считается картошка, не смотря на большое содержание крахмала. Поедая ее, похудеть невозможно, поэтому диетологи ее запрещают употреблять при диетическом питании. Чтобы вес снижался, необходимо питаться продуктами со сложными углеводами, но имеющими низкий ГИ.

Таблица продуктов, содержащих полисахариды

Для того, чтобы точно знать и хорошо ориентироваться в продуктах с медленными углеводами и показателями ГИ, разработана следующая таблица:

Гликемический индекс	Список продуктов
10	Авокадо
15	Сироп агавы, брокколи и брюссельская капуста, некоторые виды орехов, кабачки, капуста белокочанная, лук, свекла, огурцы, отруби, зелень, салат, сладкий перец, смородина черная, горошек, шампиньоны
20	Баклажаны, лимон, соевый соус, черный шоколад
25	Вишня, ежевика, клубника, крыжовник, малина, красная смородина, семечки тыквенные, черника, чечевица
30	Абрикос, грейпфрут, груша, мандарины, мармелад без содержания сахара, молоко, морковь, помидоры, свекла сырая, стручковая фасоль
35	Апельсин, макароны из твердых сортов пшеницы, персики и нектарины, гранат, инжир, йогурт, мак, курага, семечки подсолнечника, дикий рис, сельдерей, слива, сок томатный, фасоль, яблоки

В таблице представлены далеко не все ингредиенты с наличием высокого содержания гликемического индекса. Имеются такие фрукты и овощи, по которым ведутся много споров. Это хурма, клубника и прочие ягоды, фрукты и овощи. Перед употреблением важно все же узнать показатель, чтобы не спровоцировать повышение уровня сахара в крови. Для людей с сахарным диабетом подобное отрицательно сказывается на общем самочувствии и состоянии сосудов. Тем, кто просто стремится поддерживать стройную фигуру, наличие полисахаридов противопоказано – увеличение уровня сахара также провоцирует формирование жировых клеток.

Видео

Продукты, имеющие в составе полисахариды

Существуют продукты, в которых есть только простые сахара или сложные. Как их приготовить, чтобы они принесли организму максимум пользы? О том, какие продукты содержат сложные углеводы, и как их правильно приготовить для правильного питания, предлагается следующая таблица.

Продукты	Описание группы
Овощи и зелень	Больше всего их содержится именно в овощах и зелени. Самые богатые из них: помидоры, болгарский перец, кабачки, лук-порей, сельдерей, капуста, шпинат, листовой салат. В данных овощах практически не содержится калорий, особенно, если съедать их в свежем виде. Овощи хорошо готовить на пару или делать из них смузи. Варить их нужно до полуготовности, при этом часть полезных элементов переходят в отвар. Высокая температура и продолжительная готовка снижают пользу овощей.
Ягоды и фрукты	Эта группа продуктов имеет в составе, как сложно усвояемые углеводы, так и простые. Здесь важен показатель ГИ. Их необходимо съедать сырыми. Самыми идеальными считаются: киви, яблоки, инжир, вишня, персики и гранаты. Некоторые из них: бананы, арбузы, манго и ананасы, очень полезные, но у них большой ГИ. Консервы в собственном соку из этих продуктов не теряют хорошие качества. Из сухофруктов самой полезной считается курага. Полезен свежевыжатый сок без добавления сахара.
Молочные продукты	Данная группа не содержит сложных углеводов, в них есть только дисахариды. Помимо сахаров в молочке много фосфора и кальция, витаминов. Эту продукцию можно есть ежедневно, но не усердствовать.
Каши	Все каши из цельнозерновых приносят большую пользу организму. К таким крупам относятся овсянка, булгур, гречка, пшеница и бурый рис. Манную крупу и мюсли есть не рекомендуется. Готовить крупы лучше так: запаривать кипятком или кефиром. Залитая кефиром гречка или овес, очищают организм от вредных элементов.
Зерновые и бобовые	Данная группа продуктов содержит много клетчатки и очень полезна для похудения. Из данной группы рекомендуется к питанию: хлеб и макароны из грубого помола муки или целого злака, ячменные или овсяные хлопья. Клетчатка стимулирует перистальтику кишечника, выводит токсины и приглушает чувство голода. А группа бобовых регулирует углеводный уровень и насыщают организм белками. Лучшие продукты: горох, нут, чечевица, фасоль в отварном виде.
Напитки	В свежевыжатых соках из фруктов, ягод и овощей, всегда имеются медленные углеводы. Очень много их в томатном соке. В остальных напитках из растительного сырья, полисахаридов не слишком много, но, находясь на диете для похудения, правильно выпить стакан сока на перекус, чем закусить булочкой.

При выборе продуктов, следует учитывать их калорийность. Более калорийные из них, лучше съедать до обеда. При малоподвижном образе жизни требуется ограничить в рационе питания продукты с большим содержанием полисахаридов. Зная, какие продукты имеют сложные углеводы и некоторые виды полисахаридов, их смело можно употреблять и не бояться поправиться. Важно питаться сбалансированно, тогда не нарушатся обменные процессы, и не увеличится риск набора лишнего веса.

Отзывы

примеров сложных углеводов

Углеводы заработали себе плохую репутацию. Со временем пища, которая снабжает нас энергией, стала источником ожирения. Люди, пытающиеся похудеть, говорят, что они «сбиваются с углеводов», потому что они знают, что превращаются в сахар (настоящее зло). Однако, если вы изучите различные примеры сложных углеводов, вы быстро увидите, что не все углеводы плохие.

Почему мы часто слышим о «хороших» и «плохих» углеводах? Или сложные и простые углеводы? Ну, простые углеводы («плохие») были лишены всех их питательных веществ, включая клетчатку.У них высокий гликемический индекс, который вызывает резкий скачок уровня сахара в крови. Сложные углеводы («хорошие») богаты клетчаткой и содержат меньше сахара. Это способствует потере веса и повышению уровня энергии.

Давайте рассмотрим примеры сложных углеводов и рассмотрим хорошие и плохие.

Общие сложные углеводы

В список сложных углеводных продуктов входят продукты, которые не считаются «плохими». Например, горох, бобы и цельные зерна представляют собой сложные углеводы.Быть «сложным» просто означает, что они состоят из молекул сахара, соединенных в длинные, сложные цепочки молекул.

Вот некоторые сложные углеводы, с которыми вы можете столкнуться:

Молочные продукты

Мы не часто думаем о молоке или молочных продуктах как о «углеводах», но они могут содержать углеводы. Вот несколько полезных вариантов:

Орехи, Семечки и Бобовые

Эти закуски обычно классифицируются как «с высоким содержанием углеводов». Тем не менее, это пример «хороших углеводов», где вы обнаружите, что они наполняются, содержат мало сахара и дают энергию:

• чечевица

• фасоль

• горох

• Горох колотый

• Соевые бобы

• Пинто

• Соевое молоко

Цельные зерна

Цельные зерна — это сложные углеводы, которые не только наполняют, но и насыщают питательными веществами.Вот некоторые из самых полезных для здоровья вариантов:

• Гречневая крупа

• Коричневый рис

• Кукуруза

• Пшеница

• Ячмень

• Овес

• Когумум 9 0003

  Соргоумум

Примеры сложных углеводов

Фрукты и овощи

Хотя некоторые фрукты содержат большое количество натурального сахара, они все же являются более полезной заменой, чем некоторые из наших любимых углеводных закусок.Вот выборка из фруктов и овощей, которые содержат сложные углеводы:

• Картофель

• Помидоры

• Лук

• Окра

• Укроп соленья

• Морковь

• Yams

• Клубника

• Горох

• Редька

• Фасоль

• Брокколи

• Шпинат

• Зеленая фасоль

• 2626

  Пекарини

• Огурцы

• Спаржа

• Грейпфрут

• Чернослив

Преимущества сложных углеводов

Сложные углеводы дают организму часть того, что ему необходимо для работы с максимальной производительностью.Вот несколько причин выбирать сложные углеводы вместо простых углеводов.

Топливо

Сложные углеводы поддерживают организм в течение длительного периода времени. Достижение простых углеводов может быть быстрым способом наполнить желудок или удовлетворить тягу, но простые сахара быстро перевариваются, что означает, что голод вернется раньше.

Пищеварение

Сложные углеводы перевариваются дольше. Это делает их ключом к удовлетворению голода, а также обеспечивает более длительный источник энергии.Поскольку сложные углеводы часто содержат много клетчатки, это увеличивает объем стула, позволяя ему плавно перемещаться по пищеварительному тракту. Когда это происходит, меньше вздутия живота и газа, запор может быть уменьшен и больше токсинов выводится из организма.

Потеря веса

Да, правильные углеводы могут реально помочь вам сбросить вес, а не набрать вес. Употребление сложных углеводов помогает вам чувствовать себя сытым в течение более длительного периода времени. В результате уменьшается тяга и уменьшается потребность в нездоровых закусках между запланированными приемами пищи.

Вместо простого углевода, перекусывать сложным углеводом — это простой способ оставаться на правильном пути с целью похудения или поддержания веса.

Heart Health

Доказано, что диета, богатая овощами, снижает уровень холестерина ЛПНП и помогает предотвратить сердечные приступы путем снижения кровяного давления. Сложные углеводы могут сохранить ваше сердце здоровым. Цельное зерно и бобовые также защищают сердце, снижая риск сердечно-сосудистых и ишемической болезни сердца.

Как включить в свой рацион более сложные углеводы

Чтобы добиться пользы от употребления более сложных углеводов, может потребоваться внести некоторые изменения в свой рацион.Вот несколько примеров простых замен:

• Вместо белого хлеба и макарон перейдите на цельнозерновой хлеб и макароны. Если переключатель пугает сначала, попробуйте смешать половину цельного зерна и половину белого при приготовлении макарон.

• Другими альтернативами макаронам являются спагетти из сквоша и лапша (или лапша) из кабачков.

• Вместо того, чтобы жевать картофельные чипсы, попробуйте орехи и сырые овощи.

• Вместо белого риса в качестве основы для блюд используйте коричневый рис, киноа или бобы.

• Вместо картофеля попробуйте пюре или запеченную цветную капусту.

• Вместо овсяной каши по утрам, попробуйте овсяные хлопья или овсяные хлопья. Овсяная каша быстрого приготовления, как правило, поставляется с добавлением сахара, в то время как овсяная крупа или овсяная мука более натуральные.

Вот мнение Harvard Health о том, как потреблять углеводы. Они утверждают, что низкоуглеводная диета не обязательно является разумным выбором. С уменьшением углеводов мы должны заменить потребление калорий другим способом, и диета с высоким содержанием жиров не обязательно является ответом.

Изменение репутации углеводов

В конце концов, сложные углеводы являются противоположностью откорма. Скорее, они наполняют, снабжая наш организм питательными веществами, которые он оценит. Способность чувствовать себя более дольше поможет предотвратить излишнее потребление сахара, что может быть вредным для нашего уровня сахара в крови. Это превращает сложные углеводы в беспроигрышный вариант для всех, кто предпочитает спагетти из тыквы вместо коробки с макаронами ночью.

Это была довольно сложная болтовня.Давайте повеселимся. Наслаждайтесь этими примерами пищевых идиом и посмотрите, не подойдете ли вы к бананам из-за этих фраз!

Тост с авокадо в качестве примеров сложных углеводов.

Углеводы

Моносахариды

Углеводы — самая распространенная биомолекула на Земле. Живые организмы используют углеводы в качестве доступной энергии для подпитки клеточных реакций и для структурной поддержки внутри клеточных стенок. Клетки присоединяют молекулы углеводов к белкам и липидам, модифицируя структуры для повышения функциональности. Например, небольшие молекулы углеводов, связанные с липидами в клеточных мембранах, улучшают идентификацию клеток, передачу сигналов клетки и сложные реакции иммунной системы.Углеводные мономеры дезоксирибоза и рибоза являются неотъемлемыми частями молекул ДНК и РНК.

Чтобы понять, как углеводы функционируют в живых клетках, мы должны понять их химическую структуру. Структура углеводов определяет, как энергия сохраняется в углеводных связях во время фотосинтеза и как разрыв этих связей высвобождает энергию во время клеточного дыхания.

Биомолекулы соответствуют определенным структурным критериям, чтобы быть классифицированными как углеводы. Простые углеводы являются модификациями коротких углеводородных цепей.Несколько гидроксильных групп и одна карбонильная функциональная группа модифицируют эти углеводородные цепи с образованием моносахарида, основного звена всех углеводов.

Моносахариды состоят из углеродной цепи из трех или более атомов углерода, содержащей гидроксильную группу, присоединенную к каждому углероду, кроме одного. Одиночный атом углерода имеет двойную связь с атомом кислорода, и эта карбонильная группа может находиться в любом положении вдоль углеродной цепи. Следовательно, один атом кислорода и два атома водорода присутствуют для каждого атома углерода в моносахариде.Следовательно, мы можем определить моносахариды как имеющие молекулярную формулу (CH ₂ O) _n , где n равно числу атомов углерода и должно быть больше или равно трем.

Моносахариды (в переводе с греческого означает «один сахар») — простые сахара, и их часто называют суффиксом –ose. Сахара с карбонильной группой, присоединенной к углероду на конце цепи, представляют собой альдозы («альдегидный сахар»), такие как глюкоза. Когда карбонильная группа расположена где-то еще, кроме конца углеродной цепи, моносахарид представляет собой кетозу («кетоновый сахар»), такую ​​как фруктоза.

Поскольку положение отдельных атомов в молекуле сахара варьируется, многие моносахариды являются изомерами друг друга. Например, глюкоза и фруктоза разделяют молекулярную формулу C ₆ H ₁₂ O ₆ , но структурно различаются. Различия между изомерами не всегда так очевидны, как в структурных изомерах, таких как глюкоза и фруктоза. Более тонкие стереоизомеры имеют один и тот же порядок ковалентных связей между атомами, но различаются по трехмерному положению атомов вокруг одного или нескольких отдельных атомов углерода.Например, глюкоза и галактоза являются стереоизомерами и очень похожи на чертежах. Небольшие детали, такие как то, распространяется ли -ОН с правой или левой стороны каждого атома углерода, чрезвычайно важны для вкуса, химической реактивности и здоровья человека.

В кристаллической форме большинство моносахаридов присутствуют в структуре с «длинной цепью». Напротив, сахара, растворенные в растворе, таком как жидкость внутри клетки, часто превращаются в «кольцевую» структуру.Молекулярная формула сахара не зависит от превращения длинной цепи в кольцевую структуру. Кольцевые формы сахаров представляют собой структуры, которые реагируют с образованием димеров и полимеров углеводов.

Некоторые моносахариды модифицируются клеточными ферментами для усиления или изменения их клеточной функции. Хотя модифицированные сахара не соответствуют формальному определению углеводов, они образуются в результате небольших модификаций обычных моносахаридов. Дезоксирибоза, ключевой сахарный компонент всех молекул ДНК, является «дезокси сахаром.«Для образования дезоксирибозы 5-углеродная моносахаридная рибоза« дезоксигенируется », удаляя одну конкретную гидроксильную группу и заменяя ее атомом водорода. Напротив, «аминосахара» модифицируются путем добавления новой функциональной группы. В аминосахаре одна или несколько гидроксильных групп заменены азотсодержащими функциональными группами. Аминосахары играют важную роль в иммунной системе, процессинге нейронов и структурной поддержке.

Функциональные группы углеводов

Это упражнение проверяет вашу способность идентифицировать все функциональные группы моносахаридов в углеводах.

Структура углеводов и функции

Углеводные мономеры, короткие цепи и полимеры выполняют важные клеточные функции для поддержания жизни. Количество и тип используемых моносахаридов, а также положение связи между ними определяет трехмерную структуру каждого углевода. Признавая структурные и функциональные различия между обычными углеводными мономерами и полимерами, мы можем лучше понять роль, которую углеводы играют в клетках и в рационе человека.

Клетки строят углеводные полимеры, используя энергию для образования гликозидных связей, связей между моносахаридами. Реакция синтеза дегидратации образует связь между атомами углерода в двух моносахаридах, помещая между ними атом кислорода и высвобождая молекулу воды. Дисахарид образуется при соединении двух мономеров. Сахароза (столовый сахар) получается путем соединения двух специфических мономеров, глюкозы и фруктозы. Различные пары моносахаридов продуцируют многие из общих дисахаридных сахаров, которые мы ассоциируем с пищей, включая сахарозу, мальтозу (солодовый сахар, два мономера глюкозы) и лактозу (мономеры молочного сахара, глюкозы и галактозы).

Углеводные цепи удлиняются дополнительными реакциями синтеза дегидратации, добавляя один мономер за раз к растущей цепи. Короткие цепи, называемые олигосахаридами, часто присоединяются к липидам и белкам. Эти углеводные «метки» поддерживают функции иммунной системы, участвуют в клеточной коммуникации и помогают прикрепить клетки к внеклеточной поверхности и другим клеткам.

Углеводные цепи с сотнями и более моносахаридными звеньями являются полисахаридами. В отличие от более коротких цепей, углеводные полимеры часто состоят из моносахаридной единицы одного типа.Различия в структуре и функции этих полимеров возникают главным образом из-за различий в гликозидной связи, а не из-за присутствия различных моносахаридов. Гликозидные связи включают ковалентные связи от одного атома углерода в каждом моносахариде до одного атома кислорода между ними. Однако то, какие атомы углерода участвуют в этой ковалентной связи, может быть различным в каждой молекуле углевода.

Наиболее распространенные полисахариды строятся исключительно с мономерами глюкозы, в то время как значительные структурные различия между этими полисахаридами возникают в основном из-за положения и количества гликозидных связей в каждой единице глюкозы.Хотя эти различия в связях на первый взгляд кажутся незначительными, функциональный эффект незначительных структурных различий в каждой гликозидной связи огромен.

Сборка и переработка углеводов

Эта деятельность проверяет вашу способность идентифицировать реагенты и продукты в синтезе и гидролизе углеводов.

полисахаридов

Полисахариды, «сложные углеводы», играют жизненно важную роль в накоплении энергии и структурных ролях в живых организмах, превращая углеводы в наиболее распространенные биомолекулы на Земле.Полисахариды являются отличными молекулами накопления энергии, потому что они легко строятся и расщепляются ферментами. Образуя довольно компактные структуры, полисахариды обеспечивают накопление энергии без пространства, необходимого для пула свободных глюкозных мономеров. Другие полисахариды образуют прочные волокна, которые обеспечивают защиту и структурную поддержку как у растений, так и у животных.

При небольших различиях в связях между мономерами полимеры могут функционировать как компактные накопители энергии в крахмале и гликогене или как прочные защитные волокна в целлюлозе и хитине.Понимание структуры, синтеза и расщепления углеводных полимеров обеспечивает основу для понимания их функции в живых клетках.

Животные, включая людей, создают глюкозные полимеры, называемые гликогеном. Положение гликозидной связи между мономерами глюкозы заставляет гликогеновые полимеры скручиваться в спиральные формы. Гликогеновые полимеры являются значительно разветвленными, с несколькими мономерами в первичной цепи, содержащими вторую гликозидную связь с другой глюкозой.Вторые места присоединения позволяют более коротким цепям глюкозы разветвляться от основной цепи, упаковывая больше единиц глюкозы в компактную спиральную структуру.

Хотя структура гликогена позволяет людям и другим животным накапливать энергию в относительно компактной форме, полимер может быстро разлагаться. Животные инициируют ферментативные реакции гидролиза для разрушения гликогена, когда требуется энергия. Для быстрого доступа к энергии гликоген хранится в основном в двух местах у людей: в печени для легкой доставки в кровоток и в мышцах для непосредственного использования по мере необходимости.

Растения синтезируют два типа полисахаридов, крахмал и целлюлозу. Гликозидные связи между единицами глюкозы в растительном крахмале аналогичны таковым у животного гликогена. Соответственно, молекулы крахмала структурно похожи, образуют компактные спирали и играют аналогичную роль в накоплении энергии для растений. В отличие от гликогена, молекулы крахмала сильно различаются по уровню ветвления. Большинство растений образуют смесь крахмальных полимеров с разветвлением практически без разветвления и полимеров с обширным разветвлением.

В дополнение к обеспечению энергией растений, которые их синтезируют, крахмалы служат основным источником пищи для многих животных. Люди и другие животные производят ферменты, которые разлагают молекулы крахмала на маленькие фрагменты во время пищеварения. У людей это пищеварение начинается во рту энзимом, называемым амилазой, который разлагает крахмальные полимеры на дисахариды (мальтозу). Чтобы самостоятельно усвоить крахмал, попробуйте жевать несоленый крекер в течение длительного времени. Через некоторое время взломщик стал на вкус сладким? Это образование мальтозных дисахаридов во рту при переваривании крахмала.Соль может маскировать многие другие вкусы, поэтому этот мини-эксперимент лучше всего работает с несолеными крекерами.

Растения синтезируют структурный полисахарид, называемый целлюлозой. Хотя целлюлоза производится с глюкозой, гликозидные связи между мономерами глюкозы отличаются от связей в гликогене и крахмале. Эта уникальная структура связи заставляет целлюлозные цепи образовывать линейные плоские пряди вместо витков. Плоские целлюлозные пряди способны образовывать плотно упакованные пучки. Сильные и жесткие волокна приводят к образованию водородных связей между полярными гидроксильными группами в связанных полимерах.Волокна целлюлозы обеспечивают структурную поддержку для растений. Без целлюлозы, цветочные стебли и стволы деревьев не могли бы сохранять свою жесткую, прямую высоту.

Структурные различия между гликозидными связями в крахмале и целлюлозе влияют на способность животных переваривать растительную пищу. Ферменты, такие как амилаза, не могут разрушать целлюлозные полимеры. Некоторые животные, в том числе коровы и термиты, переваривают целлюлозу, размещая специальные микроорганизмы в своих пищеварительных трактах, которые производят разрушающие целлюлозу ферменты.Однако люди и большинство животных не производят фермент, способный разрушать целлюлозу, оставляя волокна целлюлозы непереваренными, когда они проходят через организм. Люди используют растительную целлюлозу без диетического способа, обрабатывая деревья, хлопок и другие растения, чтобы сделать бумагу, одежду и многие другие распространенные материалы. Люди также собирают большие деревья, чтобы построить конструкции из древесины, богатой целлюлозой.

Некоторые животные синтезируют специальный полисахарид хитин, который образует защитную оболочку экзоскелета.Гликозидные связи в хитине очень похожи на целлюлозные связи, заставляя хитин также образовывать линейные, хорошо упакованные листы из прочных волокон. В отличие от целлюлозы, хитин синтезируется из модифицированного моносахарида, называемого аминосахаром. Хитиновый мономер получают из глюкозы путем замены одной гидроксильной группы азотсодержащей функциональной группой. Взаимодействия между азотсодержащими группами и остальными гидроксильными группами в структуре полимера хитина делают его чрезвычайно прочным и жестким.Хитин обеспечивает защиту и структурную поддержку для многих живых организмов, включая формирование экзоскелетов моллюсков и насекомых и клеточных стенок грибов.

углеводных колец

В этом упражнении вы классифицируете характеристики нескольких основных углеводов.

.

Сложные углеводы: преимущества и источники

Углеводы (углеводы) являются ключевым компонентом нашей диеты и обеспечивают источник энергии для нашего тела. Сложные углеводы предпочтительнее простых углеводов по ряду причин. Изучение различий между ними является ключевой стратегией питания для оптимизации здоровья и хорошего самочувствия.

Каковы преимущества сложных углеводов?

Основное различие между простыми (быстрыми) и сложными (с медленным горением) углеводами связано со скоростью, с которой они разбиваются и превращаются в сахар.

Меньше Прибавки в весе

Организм быстро перерабатывает простые углеводы и, как следствие, выбросы сахара в крови. Инсулин является регуляторным гормоном, который справляется с колебаниями уровня сахара в крови, но только до определенной степени. Избыток углеводов хранится в виде жира, а диета, богатая простыми углеводами, может привести к нежелательному увеличению веса. Сложные углеводы расщепляются медленнее и доставляют более равномерное количество глюкозы (сахара) в кровоток. Эти медленные углеводы обеспечивают более устойчивое состояние энергии и помогают избежать «крушения и ожога», который характерен для простых диет углеводов.

богатых волокон волокна

Помимо того, что помогает нам поддерживать стройность, сложные углеводы также богаты клетчаткой. Медицинские эксперты отмечают, что диеты с высоким содержанием клетчатки помогают снизить уровень холестерина и улучшить здоровье сердца. Диеты с высоким содержанием клетчатки улучшают здоровье кишечника, что приводит к общему улучшению самочувствия. Предполагается, что запоры и медленный транзит пищи через пищеварительный тракт способствуют развитию рака, поскольку он позволяет большему количеству времени выводить токсины из кишечника. Сложные углеводы и высокое содержание клетчатки могут помочь ускорить прохождение пищи через пищеварительный тракт и тем самым укрепить наш иммунитет.

Пищевые продукты, содержащие сложные углеводы

Сложные углеводы в основном поступают из цельного зерна, поэтому диета, богатая цельнозерновыми зернами с высоким содержанием клетчатки, фруктами и овощами, является идеальным способом пополнения рациона. Ниже приведены основные источники сложных углеводов.

• Фрукты и овощи. Хотя фрукты содержат некоторые простые углеводы, их количество довольно мало по сравнению с большим количеством сложных углеводов. Старайтесь получать от четырех до пяти порций фруктов и овощей каждый день и наслаждайтесь преимуществами добавленных витаминов и минералов, содержащихся в этом натуральном источнике пищи.Примеры: груши, клубника, ямс, огурцы, кабачки, морковь, фасоль, грейпфрут, яблоки, лук, помидоры, спаржа.
• Семена, Орехи и Бобовые. Преимущество добавления этих натуральных продуктов связано с добавлением белка и жирных кислот Омега-3, которые они содержат. Омега-3 полезна для здоровья сердца и мозга. Примеры: нут, фасоль, горох, соя, чечевица.
• Цельные зерна. Продукты из цельного зерна богаты клетчаткой и сложными углеводами.Примеры включают в себя: овес, ячмень, рис, полбы и гречка. Коричневый рис обычно лучше белого.
• Паста и цельнозерновой хлеб. Ищите цельнозерновые макароны и хлеб. Многие бренды также обогащены дополнительными витаминами и белком. Избегайте «белых» источников, таких как белый рис и белый хлеб. Продукты из цельного зерна, которые вы можете найти в большинстве супермаркетов, загружены клетчаткой и полезны для пищеварительной системы.
• Молочные продукты. Соевое молоко, обезжиренный йогурт и обезжиренное молоко — хороший выбор, который обеспечивает сложные углеводы, белок и дополнительные витамины и минералы.

Рекомендуемое суточное потребление комплексного углевода

Рекомендуемая суточная норма (RDA) для углеводов варьируется в зависимости от возраста, физических упражнений и уровня активности, состояния беременности или кормления грудью, а также от того, соблюдается ли диета или нет. Текущие руководящие принципы RDA рекомендуют потребление 130 граммов углеводов для взрослых мужчин и женщин. Эксперты по питанию придерживаются немного другого подхода и рекомендуют до 60% от общего количества калорий из углеводных источников.Это работает до 1200 калорий для 2000 калорий / день диеты. Сложные углеводы должны составлять от 45 до 50% потребления калорий, в то время как только 10% должны поступать из простых источников углеводов.

Следующая таблица является отличным справочником по сложным углеводам.

Комплексная пища для углеводов (100 г — 3,5 унции)	углеводов (грамм)
Овсяные отруби (сырые)	66,2
Ячмень (сырой)	28.2
зародышей пшеницы (сырой)	51,8
кукуруза	77,7
Гречневая	71,5
Овсянка	62
Кукурузная мука (цельнозерновая, желтая)	73
Макароны (кукурузные — приготовленные)	27.9
Коричневый рис — длинное зерно	23
ржаной хлеб	48,3
маниока	38,1
Мюсли	77,8
Ям (сырье)	27,9
Чечевица (вареная)	20.1
Все отруби	80

,

Структура и классификация — StudiousGuy

Углеводы являются одним из важнейших компонентов биологического мира, а также одним из самых распространенных классов биологических молекул. Слово «углеводы» происходит от греческого слова « sakcharon », что означает « сахара ». Углеводы — это не что иное, как альдегидные или кетоновые соединения с несколькими гидроксильными группами. Буквальное значение углеводов — «Углеводороды» , что происходит от их химического состава.Химический состав углеводов или сахаридов составляет (CH ₂ O) n, где n> 3 или n = 3.

Основные функции углеводов

1. Запасы энергии : Углеводы составляют запасы энергии, топлива и метаболических промежуточных продуктов.
2. Структурный каркас генетического материала : Сахара рибоза и дезоксирибоза являются частью структурного каркаса генетического материала РНК и ДНК.
3. Структурный элемент клеточной стенки : Полисахариды являются структурными элементами клеточной стенки бактерий и растений.
4. Целлюлоза , полисахарид и основной компонент клеточной стенки брюк, является одним из наиболее распространенных органических соединений в биосфере.
5. Конъюгат с липидами и белками : Углеводы — это широко связанные молекулы белков и липидов. Эти гликопротеины и гликолипиды имеют решающее значение в хореографии взаимодействий между клетками и другими биологическими элементами.

Классификация углеводов

Углеводы можно разделить на 2 категории-

1. моно-, олиго- и полисахаридов и
2. редуцирующие и невосстанавливающие сахара

В зависимости от того, подвергаются они гидролизу или нет, и если да, то по количеству образовавшихся продуктов углеводы подразделяются на следующие:

1. Моносахариды : Моносахариды являются простейшими . Они не могут быть гидролизованы до гидроксилальдегида и кетона.

2. Олигосахариды : Олигосахариды представляют собой полимеры с двумя-десятью моносахаридными звеньями. Отдельные моносахаридные звенья объединяются гликозидными связями . Они часто присутствуют в сочетании с белками ( гликопротеина ) и липидами ( гликолипидов ). Эти два конъюгата углеводов с белками и липидами вместе называются гликоконъюгатами . В зависимости от присутствующего моносахаридного звена, олигосахариды дополнительно группируются в:

• Дисахариды — с двумя моносахаридными звеньями.
• трисахаридов — с тремя моносахаридными звеньями.
• Тетрасахариды — с четырьмя моносахаридными звеньями.
• Пентасахариды — с пятью моносахаридными единицами.

3. Полисахариды : полисахариды имеют сотни и даже тысячи единиц моносахаридов , связанных ковалентно . Молекулярная масса этих полимеров составляет миллионы дальтон. Они играют решающую роль в поддержании структурной целостности живых организмов. Целлюлоза является основным структурным полисахаридом в растениях. Крахмала в растениях и гликогена в случае животных являются основными запасами питательных веществ.

моносахариды или простые сахара

Моносахариды являются простейшими производными альдегида или кетона, которые не могут быть подвергнуты дальнейшему гидролизу; например, D-глюкоза и D-рибулоза не могут быть гидролизованы дальше.

Моносахариды подразделяются на две подгруппы в зависимости от

• Количество присутствующих атомов углерода : Наименьший моносахарид — это тот, у которого три атома углерода, известный как триозы .Поэтому моносахариды с четырьмя, пятью, шестью или семью атомами углерода называются тетрозами, пентозами, гексозами и гептозами
• Химическая природа их карбонильной группы или наличие альдегидной или кетонной единицы : если карбонильная группа альдегида по природе, моносахарид называется альдозы . Если карбонильная группа представляет собой кетона, , то моносахарид называется кетозой .

Моносахарид глюкоза , следовательно, может обозначаться как « альдогексоза» .Это означает, что это шестиуглеродный моносахарид с карбонильной группой, который по природе является альдегидом. Аналогично, фруктоза представляет собой кетогексозу , содержащую моно-сахарид с шестью атомами углерода и кетоновую группу.

Наименьшие моносахариды или триозы (n = 3) представляют собой дигидроксиацетон , D- и L-глицеральдегид .

Глицеральдегид с атомом C-2 по природе является хиральным или асимметричным , поэтому в настоящее время существует стереоизомера этого сахара.Хиральные соединения, такие как глицеральдегид, обычно существуют в двух формах, которые представляют собой не накладываемых друг на друга зеркальных изображений . Эти не накладываемые зеркальные изображения известны как энантиомеров . Они часто представлены в виде Фишера проекций . В проекциях Фишера атомы, которые связаны с асимметричным атомом углерода горизонтальными связями, присутствуют перед плоскостью страницы, тогда как атомы, связанные с асимметричным углеродом вертикальными связями, присутствуют сзади.В случае глицеральдегида, когда гидроксильная группа, которая присоединена к асимметричному углероду, присутствует слева от проекции Фишера, конфигурация обозначается как ‘L’ , а когда гидроксильная группа присутствует справа, конфигурация это « D» .

Поскольку другие полимеры имеют более одного хирального или асимметричного углерода, они обычно существуют в виде диастереоизомеров . Диастереоизомеры не являются зеркальным отображением друг друга. Соединение с «n» хиральными атомами углерода будет иметь максимум , 2 ^и стереоизомеров, .Принимая во внимание глюкозы здесь, мы видим, что 4 из 6 атомов углерода являются хиральными. Если исходить из общей формулы для расчета количества стереоизомеров, 2 ⁿ , может возникнуть 16 возможных стереоизомеров , включающих все возможные альдогексозы. Однако абсолютная конфигурация моносахаридов, которые содержат несколько хиральных атомов углерода, определяется сравнением конфигурации для хирального углерода с наибольшим номером с конфигурацией одного хирального углерода глицеральдегида.За исключением дигидроксиацетона, все моносахариды встречаются в оптически активных изомерных формах.

Эпимеры — Эпимеры называются сахарами, которые отличаются от только по одиночному асимметричному или хиральному углероду. Например, D-глюкоза и D-манноза различаются только у C-2. В дополнение к этому, даже D-глюкоза и D-галактоза отличаются у C-4.

Циклические формы — пентозы и гексозы циклизуются с образованием пиранозной и фуранозной кольцевой структуры

Моносахаридные полимеры , такие как глюкоза, фруктоза и другие, не существуют в виде открытых цепей в растворе .Открытые цепи этих простых сахаров циклизуются с образованием колец . Альдегидные и кетоновые группы легко реагируют со спиртами с образованием гемиацеталей и гемикеталей соответственно. В альдогексозах, подобных глюкозе, альдегид у С-1 в открытой цепи глюкозы реагирует с гидроксильной группой у С-5 с образованием гемиацеталя. Результатом этого процесса является циклическая структура из шести атомов углерода, известная как пираноза .

Аналогичным образом, кетон реагирует с алкоголем, чтобы получить гемикеталь.В форме кетогексозы с открытой цепью, скажем, фруктозы, кетогруппа в С-2 реагирует с гидроксильной группой на С-6 с образованием шестичленной циклической гемикетальной или гидроксильной группы на С-5 с образованием пятичленной циклический гемикетал. Образованное таким образом пятичленное циклическое кольцо называется фураном .

Весь процесс образования пиранозы и фуранозы описывается следующим образом. Изображения глюкопиранозы и фруктофуранозы упоминаются как проекций Howarth .В процессе формирования циклического полуацеталя создается дополнительный асимметричный центр. C-1 в случае, если веер с открытой цепью глюкозы становится асимметричным центром. Конечным продуктом является образование двух кольцевых структур: α — D-глюкопираноза и β — D-глюкопираноза. В случае D-сахаров, представленных в виде проекций Ховарта, символ α обозначает, что гидроксильная группа C-1 находится ниже плоскости кольца; β означает, что та же самая гидроксильная группа находится выше плоскости кольца.Эти два диастереоизомера называются аномерами . Аналогичный процесс происходит при образовании фуранозного кольца фруктозы. Единственное отличие состоит в том, что гидроксильная группа присоединена к атому углерода C-2.

Формы α и β взаимопревращаются через форму с открытой цепью, чтобы получить равновесную смесь. Этот процесс взаимопревращения обычно называют мутаротацией . Смесь глюкозы в равновесном состоянии содержит приблизительно одну треть α-аномера, две трети β-аномера и менее 1% открытой цепи.

Конформации пиранозных и фуранозных форм

Форма пиранозы может легко принять две конфигурации, называемые стулом и лодкой . Заместители в случае формы стула имеют две ориентации, осевую и экваториальную ориентацию . Осевые группы , которые плотно прилегают к , обычно проходят параллельно тройной оси вращения кольца. Если им удается вытянуться с одной и той же стороны кольца, они стерически мешают друг другу. Экваториальная ориентация обычно на меньше людной по сравнению с осевыми заместителями. В случае глюкозы форма стула β — D-глюкопиранозы преобладает над и более стабильна при только потому, что все осевые позиции заняты атомами водорода.

Furanose кольца неплоские . Четыре атома почти копланарны , и, таким образом, конформация может быть сложенной . Просто потому, что эта конкретная конформация напоминает открытый конверт, она называется конверт форма .Скажем, например, рибозный фрагмент имеет либо С-2, либо С-3, находящийся вне плоскости и на той же стороне, что и С-5. Эти конформации, в частности, называются C2-endo и C3-endo, соответственно.

моносахариды и их производные

Моносахариды

легко вступают в реакцию со спиртами и аминами с образованием модифицированных продуктов, называемых аддуктами . Спирты реагируют с полуацеталиями с образованием ацеталей , и когда они взаимодействуют с полуацеталем сахаров с образованием ацеталя, его обычно называют гликозид .Когда глюкоза является гемиацеталем, результатом является образование глюкозида , если галактозы, то галактозида . Уабаин является наиболее распространенным гликозидом. Он особенно подавляет действие ферментов, которые прокачивают Na ⁺ и K ⁺ через биологические клеточные мембраны. Антибиотики, такие как стрептомицин , также являются гликозидами.

Скажем, например, метанол реагирует через катализируемый кислотой процесс с D-глюкозой.Два продукта образуются в результате реакции между аномерным углеродом и гидроксильной группой метанола, метил α -D-глюкопиранозида и метил β -D-глюкопиранозида.

Некоторые другие модифицированные сахара являются следующими:

Комплексные сахара образуются путем гликозидной связи между моносахаридами

Моносахариды легко образуют гликозидные связи благодаря наличию нескольких гидроксильных групп. Дисахаридные сахара являются результатом 2 моносахаридов, связанных O-гликозидной связью , а олигосахариды образуются путем соединения 2 или более моносахаридов O- гликозидной связью.

В этом примере две молекулы связаны гликозидной связью O- с образованием дисахарида мальтозы.

Дисахариды и гликозидная связь

Когда образуется дисахарид, два моносахарида соединяются друг с другом с помощью гликозида или ацетального образования . Потеря молекулы воды происходит, когда гемиацеталь -ОН одного моносахарида и -ОН второго моносахарида вступают в реакцию, чтобы установить гликозидную связь.Следовательно, можно сказать, что гликозидная связь возникает из-за реакции между аномерным углеродом и алкокси кислородом . Согласно соглашению, гликозидные связи читаются слева направо.

Наиболее распространенными дисахаридами являются лактоза, мальтоза и сахароза (обычный столовый сахар).

Сахароза , которая имеется в продаже, получена из тростника или свеклы и является результатом реакции между α-аномерным углеродом остатка глюкозы (C1) и β-аномерным углеродом остатка фруктозы (C2).Следовательно, остатки глюкозы и фруктозы соединяются через гликозидную связь α1-2β . Конфигурация всегда α для глюкозы и β для фруктозы. Сахароза может, в свою очередь, расщепляться на составляющие ее моносахариды под действием сахарозы . Гидролиз сахарозы часто сопровождается изменением оптического вращения с декстрона на лево. Поэтому сахароза также известна как инвертный сахар или инвертоза . Этот процесс катализируется ферментом под названием инвертаза или β-D-фруктофуранозидаза.

Мальтоза является дисахаридом глюкозы. Гликозидная связь образуется между α-аномерным C-1 одного глюкозного и C-4 гидроксильного атома соседнего глюкозного остатка. Следовательно, такая связь известна как α-1,4-гликозидная связь .

Дисахарид молока, лактоза , представляет собой связь галактозы с глюкозой от до β-1,4-гликозидной связи .Лактоза расщепляется лактазой у людей и β-галактозидазой у бактерий.

полисахариды

Множественные моносахариды связываются с образованием больших полимерных олигосахаридов, называемых полисахаридами, , которые также известны как гликанов . Полисахариды универсальны по своим функциям. Они подразделяются на две группы: гомополисахаридов (которые содержат только один тип мономерной единицы) и гетерополисахаридов (которые содержат более одного или разных типов мономерных единиц).

Гомополисахарид

Ветвь D-глюкозы единиц дает крахмала . Крахмал является основной формой хранения глюкозы в растениях. Он содержит амилозы и амилопектин . Амилопектин представляет собой разветвленную структуру, состоящую из α-D-глюкозы с α1-4 гликозидными связями и α1-6 точек ветвления. Эти точки разветвления происходят с приблизительными интервалами от 25 до 30 остатков α-D-глюкозы. Амилоза представляет собой неразветвленный линейный полимер с α-D-глюкозой единиц с повторяющейся последовательностью α1-4 гликозидных связей. Йодный тест широко используется для обнаружения присутствия крахмала . Темно-синий цвет, который образуется в присутствии йода, обусловлен присутствием амилозы в крахмале.

Основной формой хранения углеводов у животных является гликоген . Он содержится в печени и мышцах. Этот большой разветвленный полимер глюкозы имеет остатков глюкозы и , связанных α-1,4-гликозидными связями . ветви присутствуют около раз в 10 единицах , образованных α-1,6-гликозидными связями .

Другим линейным неразветвленным гомополисахаридом D-глюкозы является целлюлозы . Отдельные остатки глюкозы в целлюлозе соединены β-1,4-гликозидными связями. Это важно для поддержания структурной целостности растительных клеток. Ферментные системы человека не способны гидролизовать целлюлозу. Целлюлоза известна тем, что является одним из самых распространенных органических соединений в биосфере.

Следует отметить, что прямые цепи более благоприятны β-1,4-связями. Они оптимальны для структурных целей, в то время как α-1,4-связи предпочитают изогнутую структуру. Гнутые конструкции очень удобны для хранения.

Хитин является еще одним гомополисахаридом, который состоит из остатков N-ацетил-D-глюкозамина . Эти остатки соединены β-1,4-гликозидной связью . Это имеет решающее значение для поддержания структурной целостности в экзоскелете насекомых и ракообразных.

Гетерополисахариды

Gylcosaminoglycans являются полисахаридами, являются неразветвленными, а также отрицательно заряженными гетерополисахаридами. Эти гетерополисахариды состоят из повторяющихся дисахаридных звеньев, [Кислотный сахар-Аминосахар] _{n .} Аминосахара в большинстве случаев — это N-ацетилглюкозамина или N-ацетилгалактозамина , а кислый сахар является производным уроновой кислоты , в основном глюкуроновой кислотой.

Одним из самых простых гетерополисахаридов является гиалурон или гиалуроновая кислота . Он содержит чередующиеся остатки D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина . Другими основными гликозаминогликанами являются хондроитинсульфат, кератинсульфат, гепарин, гепарансульфат, дерматансульфат и гиалуронат. Эти полисахариды уникальны в том смысле, что их присутствие ограничено только бактериями и животными.

Гликозаминогликаны обычно связываются с белками с целью получения протеогликанов, за исключением гиалуроновой кислоты.Сайт для сборки полисахаридов является основным белком в теле Гольджи . Конкретное звено тетрасахарида первоначально собирается на остатке серина. Только после сборки остатка серина синтезируется цепь GAG с добавлением единственного остатка сахара за один раз. Образование O-гликозидной связи происходит между остатком белка Ser и остатком ксилозного сахара тетрасахарида связи.

Пептидогликан или муреин широко представлен в клеточной стенке бактерий.Это гетерополимер, состоящий из чередующихся (β1-4) связанных N-ацетилглюкозаминовых (NAG) и N-ацетилмураминовой кислоты (NAM). Lysosyme гидролизует эту связь и впредь разрушает клеточную стенку.

Восстанавливающие и нередуцирующие сахара

Восстанавливающие сахара — это те, которые способны восстанавливать ионов железа или меди . Восстанавливающие сахара всегда имеют свободную альдегидную группу , что позволяет им действовать в качестве восстановителей.Интересно отметить, что все моносахаридов (альдозы или кетозы) в их гемикетальной или полуацетальной форме являются восстанавливающими сахарами . Свободный аномерный углерод дисахаридной или полисахаридной цепи, который не участвует в гликозидной связи, обычно называют восстанавливающим концом цепи.

Кроме того, все дисахрида , за исключением сахарозы и трегалозы, являются , восстанавливающими сахара. Все сахара, которые действуют как восстановители, подвергаются мутации в водном растворе.Поскольку сахарозы и трегалозы не способны восстанавливать ионы трехвалентного железа или меди, их обычно называют невосстанавливающими сахарами. Два невосстанавливающих сахара имеют аномерный углерод, связанный гликозидной связью, и, следовательно, не имеют свободного восстанавливающего конца.

формация осазона

Известный немецкий химик Эмиль Фишер в 1875 году приготовил фенилгидразин (PhNHNH ₂ ) восстановлением соли фенилдиазония. Это соединение фенилгидразина было чрезвычайно популярно для изучения стереохимии глюкозы .

Альдогексозы , а именно D-глюкоза 1 и D-манноза 3 и D-кетогексоза , D-фруктоза 2 в присутствии гидроксида кальция взаимно превращаются друг в друга. Эта реакция, которая включает свободную карбонильную группу (восстанавливающий конец), протекает в присутствии избытка фенилгидразина при хранении при температуре кипения, не изменяет стереохимию при C ₃ , C ₄ и C ₅ . Следовательно, можно легко сказать, что осазона представляют собой не что иное, как производных углеводов , которые образуются только тогда, когда сахаров реагируют с фенилгидразином (присутствует в избытке).Осазоны образуются из всех редуцирующих сахаров. Сахароза не может образовывать кристаллы осазона, так как это невосстанавливающий сахар.

Сопровождая окисление гидроксиметильной группы альфа-углерода (атом углерода рядом с хиральным углеродом), также образуется пара фенилгидразоновых групп. Энолизация происходит и приводит к образованию промежуточного продукта в этом процессе, enediol 4. Этот процесс известен как перегруппировка Лобри де Брюн-Альберда ван Экштейна.

Образование осазона важно, потому что оно помогает в идентификации моносахаридов .Этот процесс происходит в два этапа. Во-первых, фенилгидразин и глюкоза реагируют друг с другом с образованием глюкозофенилгидразона , сопутствующего удалению молекулы воды из функциональной группы. На втором этапе один эквивалент глюкозофенилгидразона реагирует с двумя эквивалентами фенилгидразина (присутствующего в избытке). Первый фенилгидразин первоначально окисляет alpha углерода до карбонильной группы, а второй фенилгидразин удаляет одну молекулу воды с недавно сформированной карбонильной группой предварительно окисленного углерода.Это приводит к углерод-азотной связи . Альфа-углерод, участвующий в этой реакции, является гораздо более реакционноспособным, чем другие атомы углерода.

Осазоны могут быть легко обнаружены, потому что они яркие по цвету и кристаллические по своей природе. Каждый сахар образует особую кристаллическую форму осазона.

• Мальтоза образует кристаллы в форме лепестков.
• Лактоза образует порошкообразные пуховидные кристаллы.
• Галактоза образует кристаллы в форме ромбической пластины.
• Глюкоза, фруктоза и манноза образуют метлу или игольчатые кристаллы.

,

No related posts.