Углеводы - это источники энергии для человека. Причем, в отличие от жиров, данные вещества могут высвобождать энергию значительно быстрее, это делает их практически незаменимыми для спортсменов и для тех, кто ведет активный образ жизни.
Классификация углеводов
Все сахариды, в зависимости от сложности молекулы, можно разделить на две всеобъемлющие категории: простые и сложные. Представители первой группы, в свою очередь, делятся на моносахариды и олигосахариды.
В целлюлозе глюкозные мономеры связаны в неразветвленных цепях с помощью β 1-4 гликозидных связей. Из-за того, как соединяются субъединицы глюкозы, каждый глюкозный мономер переворачивается относительно следующего, что приводит к линейной волокнистой структуре.
Как показано на фиг. 7, каждый другой мономер глюкозы в целлюлозе перевернут, и мономеры плотно упакованы в виде удлиненных длинных цепей. Это дает целлюлозе жесткость и высокую прочность на растяжение, что так важно для выращивания клеток. В то время как связь β 1-4 не может быть разрушена ферментами пищеварения человека, травоядные животные, такие как коровы, коалы, буйволы и лошади, могут с помощью специализированной флоры в желудке переваривать растительный материал, богатый целлюлозой и использовать его в качестве источника пищи.
Моносахариды
Судя из названия, химическая структура данных веществ формируется только одной молекулой. Именно поэтому они легче всего усваиваются нашим организмом. Наибольшую ценность для человека представляют следующие представители данной группы: глюкоза, галактоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза.
Глюкоза является, наверное, наиболее известным представителем моносахаридов. Она в большом количестве содержится в плодах многих растений, ягодах: винограде, черешне, вишне, малине, земляники и в самой большой ягоде - арбузе. К тому же данный сахарид является конечным продуктом гидролиза более сложных углеводов.
У этих животных некоторые виды бактерий и протистов находятся в рубце и секретируют ферментную целлюлазу. В приложении пастбищных животных также содержатся бактерии, которые переваривают целлюлозу, придавая ей важную роль в пищеварительных системах жвачных животных. Целлюлазы могут разрушать целлюлозу в мономеры глюкозы, которые могут использоваться в качестве источника энергии животным. Термиты также способны разрушать целлюлозу из-за присутствия других организмов в их телах, которые выделяют целлюлазы.
Насекомые имеют жесткий внешний экзоскелет из хитина, типа полисахарида. Углеводы выполняют различные функции у разных животных. Членистоногие имеют внешний скелет, называемый экзоскелетом, который защищает их внутренние части тела. Этот экзоскелет сделан из биологической макромолекулы хитина, который представляет собой полисахаридсодержащий азот. Хитин также является основным компонентом грибковых клеточных стенок; Грибы не являются ни животными, ни растениями и образуют собственное королевство в области Эукарья.
Попадая в организм, глюкоза очень быстро усваивается, что вполне понятно, так как для этого не требуются длительные химические реакции. Эта особенность выглядит весьма привлекательной, для тех из нас кто усиленно занимается спортом. После тяжёлой, изнурительной тренировки, ни что так не восстановит силы, как сладкий энергетический напиток.
В резюме: структура и функция углеводов
Углеводы представляют собой группу макромолекул, которые являются жизненно важным источником энергии для клетки и обеспечивают структурную поддержку растительных клеток, грибов и всех членистоногих, которые включают 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 образовавшейся связи.
Олигосахариды
Молекулы данных веществ состоят из нескольких, двух или трех, простых составляющих. К этой группе относятся: сахароза, мальтоза, лактоза, изомальтоза, лактулоза. Наиболее известным представителем олигосахаридов можно назвать сахарозу, в состав которой входит глюкоза в сочетании с фруктозой.
Лактоза это второй по популярности представитель данной группы. В основе этого вещества находятся два компонента: известная всем глюкоза и галактоза. Именно этот сахарид является основным составляющим молока.
Глюкоза, галактоза и фруктоза являются обычными моносахаридами, тогда как общие 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 крахмала, представляет собой сильно разветвленную молекулу. Хранение глюкозы в виде таких полимеров, как крахмал гликогена, делает его менее доступным для обмена веществ; Однако это предотвращает его утечку из камеры или образование высокого осмотического давления, которое может вызвать чрезмерное поглощение воды клеткой.
Некоторые учёные считают, что наш организм с годами утрачивает способность ферментировать молоко, так как происходит снижение биосинтеза специфических ферментов. Многие знают, что после употребления в пищу молочных продуктов, возникает чувство тяжести в животе. Именно отсутствие ферментов является виной этому.
Полисахариды
Углеводы, также называемые углеводами или сахаридами, представляют собой группу органических соединений, содержащих водород, кислород и углерод. Хотя его название может предложить, они не являются действительно гидратированными молекулами углерода. Они являются наиболее распространенными органическими соединениями в природе. Они появляются в животном и растительном царстве, от фотосинтеза растений и бактерий от углекислого газа и воды с помощью солнечного света.
Углеводы могут выполнять другие неэнергетические функции. Иногда углеводы имеют структурную функцию как клетки, которые формируют структуру стенки клетки растения или хитина, который образует внешнюю структуру членистоногих. Иногда углеводы являются частью генетического кода, как и рибоза. Гликокаликс представляет собой углевод с очень различной функцией, поскольку он позволяет клеткам распознавать и различать между ними, которые могут быть инвазивными или больными.
Группа полисахаридов включает в себя такие вещества как крахмал, гликоген, растительная клетчатка, пектин. Данные вещества значительно труднее усваиваются организмом, так как требуют тщательной гидролизной обработки.
Наиболее известный полисахарид - крахмал. Он содержится в больших количествах в таких продуктах как: картофель, хлеб, мучные изделия, крупы. Попадая в наш пищеварительный тракт, он очень медленно усваивается, что приводит к отсроченному, но достаточно продолжительному повышению уровня глюкозы в кровяном русле. Недаром многие специалисты - диетологи рекомендуют начинать свой день с завтрака, состоящего из каши.
В следующей таблице показаны основные типы углеводов и некоторые его особенности в соответствии с диетической точки зрения. Углеводы считаются простыми и сложными углеводами. С научной точки зрения простые углеводы состоят исключительно из простых молекул сахара. Они известны как моносахариды. Моносахариды - простые углеводы. Они содержат от 3 до 6 атомов углерода и характеризуются тем, что они не разлагаются на более простые, то есть не гидролизуются.
С диетической точки зрения моносахариды и дисахариды можно считать простыми углеводами. Дисахариды гидролизуют два моносахаридов. С научной точки зрения сложные углеводы состоят из дисахаридов, олигосахаридов и полисахаридов в отличие от простых углеводов или моносахаридов.
Такая пища не приведёт к резкому скачку сахара в крови, а будет служить источником его на протяжении длительного периода времени. Насыщение от правильного утреннего приёма пищи наступает не сразу, но длится в течение нескольких часов.
Вторым по известности полисахаридом является гликоген. Данное вещество синтезируется печенью из продуктов гидролиза других углеводов. Именно его «выбрасывает» в кровь печень, когда нам очень нужна энергия.
Важность углеводов в ежедневном рационе
Олигосахариды представляют собой углеводы, содержащие от 3 до 10 моносахаридов. Полисахариды представляют собой углеводы, образованные объединением многих моносахаридов или дисахаридов. Углеводы должны играть фундаментальную роль в ежедневном рационе в качестве поставщиков энергии. Обычно рекомендуются для ежедневного рациона следующие пропорции продуктов, которые обеспечивают энергию.
55% углеводов. Однако важность этих продуктов в рационе настолько важна, что доля углеводов в сравнении с жиром и белком все еще может быть выше. По данным Всемирной организации здравоохранения, продукты, богатые углеводами, должны покрывать от 55 до 75% всех включенных продуктов питания.
Многим спортсменам известна ситуация: после длительного перерыва в тренировках, достаточно сложно адаптироваться к нагрузкам. Вина этому - длительность утилизации эндогенного гликогена.
Упомянутый выше углевод, в ограниченных количествах поступает в организм с пищей, и содержится в продуктах животного происхождения, прежде всего в печени.
Целлюлоза представляет собой сложный углевод, который растения используют для сборки вашей рамы. Человеческие ферменты не могут их разрушить, поэтому они не перевариваются и передаются дефекации в виде волокна. Важность растительных волокон в здоровье подтверждена, потому что они избегают запоров, устраняют токсины из кишечника и создают ощущение полноты, помогая потреблять меньше калорий, способствуя отсутствию ожирения.
На углеводы в приведенном выше списке. Самая важная роль углеводов - источник энергии. Химическая энергия в сахарах является основным источником энергии для большинства живых существ. Эти углеводы составляют основу почти всех экосистем на Земле. Использование углеводов для получения энергии предотвращает использование белков для энергии. Это важно, потому что это позволяет использовать белки для других целей, таких как обмен веществ и сокращение мышц.
Особенности углеводов
Моно и олигосахариды являются так называемыми источниками пустых калорий. Это продиктовано, прежде всего, тем, что данные вещества не содержат в составе ничего, кроме углеводов. Вследствие этого избыточное поступление сахаридов неизбежно выражается в накоплении жировых отложений. Вот почему следует быть умеренным в приеме углеводов.
Некоторые из более сложных углеводов обеспечивают структурную поддержку и защиту. Растение и грибные отвары сделаны из углеводов. Эти клеточные стенки обеспечивают защиту и поддержку клетки и всего организма. Углеводы также участвуют в распознавании клеток. Клетки имеют углеводы на внешней поверхности их, которые действуют как рецепторы. Рецепторы могут взаимодействовать с углеводами на мембранах других клеток и помогать клеткам идентифицировать друг друга.
Химическая структура и состав углевода относительно просты по сравнению с белками и липидами. Большинство углеводов полностью состоят из атомов углерода, водорода и кислорода. У углевода три или более атомов углерода, по меньшей мере два атома кислорода и несколько атомов водорода. Некоторые углеводы также содержат атомы азота, такие как хитин, который содержится в оболочках насекомых.
Заключение
Классификация и биологическая роль углеводов мной рассмотрены. Основное биологическое предназначение рассмотренных мной веществ, заключается в питании тела энергией. При поступлении достаточного количества углеводов, потеря калорий, например, в результате изнурительной тренировки, компенсируется за счет поступивших с пищей сахаров. При этом мышечная ткань, состоящая преимущественно из белков, увеличивается в объеме, а не идёт на восполнение энергозатрат.
Углеродные атомы обладают способностью связываться с четырьмя другими атомами. В углеводах атомы углерода образуют линейную цепь, связывающуюся с двумя другими атомами углерода. Цепь заканчивается, когда углерод использует три из своих связей с кислородом и водородом, а не связывается с двумя атомами углерода.
Атомы кислорода углевода могут быть связаны с углеродом с двойной или одинарной связью. Если кислород образует двойную связь с атомом углерода вдоль углеродной цепи, это известно как карбонильная группа. Кислород может быть связан с углеродной цепью в гидроксильной группе с одинарной связью с атомом углерода из углеродной цепи. Углевод может содержать более одной гидроксильной группы.
Напротив, если вы потребляете большое количество углеводов, особенно моно и дисахаридов, эти вещества будет депонироваться в виде жировых отложений.
Конечно же, не стоит отказываться от углеводов вовсе. Это очень важные и ценные вещества. Существует значительное количество диет, «краеугольным камнем» которых являются именно рассмотренные мной вещества.
Атомы водорода поглощают большую часть оставшихся углеродных связей. Как правило, в углеводе в два раза больше атомов водорода, так как есть атомы кислорода. В действительности, углеводы не всегда образуют линейные цепи, но часто располагаются в кольцах. Это происходит потому, что двойная связь между углеродом и кислородом карбонильной группы восстанавливается до одной связи, а кислород вместо этого связывается с другим атомом углерода вдоль цепи. Это создает кольцо, содержащее несколько атомов углерода и один атом кислорода.
Моносахариды - простые сахара
Моносахариды являются самыми основными углеводами и широко известны как простые сахара. Они включают хорошо известные сахара, такие как глюкоза и фруктоза. Моносахарид включает все необходимые компоненты углевода, то есть углеродную цепь, карбонильную группу и гидроксильную группу.
Правильным можно назвать только сбалансированное питание, в котором присутствуют как белки, так и жиры и углеводы. Применительно к последним, можно сказать, что акцент стоит сделать на полисахаридах, а это значит, что предпочтительно употреблять в пищу продукты богатые грубой растительной клетчаткой, чем всевозможные сладкие напитки или пирожные. Именно они смогут «зарядить» вас энергией на целый день.
Моносахариды являются строительными блоками для больших углеводов и также используются в клетках для производства белков и липидов. Сахара, которые не используются для их энергии, часто хранятся как липиды или более сложные углеводы. Моносахариды в основном используются клетками для получения энергии. Глюкоза является, пожалуй, самым важным моносахаридом, потому что он используется для обеспечения энергии для клеток. Энергия, хранящаяся в связях молекулы глюкозы, преобразуется серией реакций в энергию, которую можно использовать клетками.
Биологическая роль углеводов
Федеральное агентство по образованию
Контрольная работа
по дисциплине "Физиологические и санитарно-гигиенические основы питания"
тема: "Биологическая роль углеводов"
Введение
1. Углеводы и их значение в питании
2. Виды углеводов
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Гигиена питания - наука о закономерностях и принципах организации рационального (оптимального) питания здорового и больного человека. В ее рамках разрабатывают научные основы и практические мероприятия по оптимизации питания различных групп населения и санитарной охране пищевых ресурсов, сырья и продуктов на всех этапах их производства и оборота.
Фундаментальные аспекты гигиены питания связаны с изучением физиологических процессов, биохимических механизмов переваривания, усвоения пищи и клеточной метаболизации нутриентов и других компонентов пищевых продуктов, а также нутриогеномики, т.е. основ алиментарной регуляции экспрессии генов.
Гигиена питания, с одной стороны, определяет нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии, разрабатывает требования к качеству пищевой продукции и рекомендации по употреблению различных групп пищевых продуктов в зависимости от возрастных, социальных, географических и экологических факторов, режиму и условиям питания, а с другой стороны, регламентирует мероприятия по санитарно-эпидемиологической (гигиенической) экспертизе качества и безопасности пищевых продуктов и контактирующих с ними материалов и по контролю соответствия пищевых объектов на этапе их строительства и во время эксплуатации.
Гигиена питания как наука развивается с использованием общей методологии научных исследований в области физиологии, биохимии, токсикологии, микробиологии, эпидемиологии, внутренних болезней, а также собственных уникальных подходов и методик, включающих в себя оценку состояния питания, параметров пищевого статуса и алиментарной адаптации, показателей пищевой и биологической ценности продуктов.
Современный период развития гигиены питания связан с реализацией следующих научно-практических направлений:
разработка основ государственной политики в области здорового питания населения России;
фундаментальные исследования физиолого-биохимических основ питания;
постоянный мониторинг состояния питания населения России;
организация профилактики алиментарно-зависимых заболеваний;
исследования по проблеме безопасности пищевых продуктов;
разработка научно-методических подходов к оценке нетрадиционных и новых пищевых источников;
разработка и совершенствование научных основ и практики детского, диетического и профилактического питания;
научное обоснование и практическое осуществление системы алиментарной адаптации в современных экологических условиях;
широкое внедрение образовательных и просветительских программ и проектов как в системе профессионального образования и обучения, так и в обществе в целом.
В настоящее время гигиена питания в третий раз за последние 100 лет приобретает мощный общественный характер, обеспечивая выработку государственных подходов в области питания населения.
Питание является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье населения. Правильное питание обеспечивает нормальный рост и развитие детей, способствует профилактике заболеваний, продлению жизни людей, повышению работоспособности и создает условия для адекватной адаптации их к окружающей среде.
Вместе с тем в последнее десятилетие состояние здоровья населения характеризуется негативными тенденциями. Продолжительность жизни населения в России значительно меньше, чем в большинстве развитых стран. Увеличение частоты сердечно-сосудистых, онкологических и других хронических неинфекционных заболеваний в определенной степени связано с питанием. У большинства населения России выявлены нарушения полноценного питания, обусловленные как недостаточным потреблением пищевых веществ, в первую очередь витаминов, макро - и микроэлементов (кальция, йода, железа, фтора, цинка и др.), полноценных белков, так и их нерациональным соотношением.
Одним из важных элементов являются углеводы. Они служат основным источником энергии. Свыше 56% энергии организм получает за счет углеводов, остальную часть - за счет белков и жиров.
Мир углеводов представляется нам очень неоднозначным. Иногда углеводы обвиняют в том, что именно они являются причиной лишнего веса. А иногда, наоборот, говорят, что углеводы - это идеальный источник энергии для организма.
1. Углеводы и их значение в питании
Впервые термин "углеводы" был предложен профессором Дерптского (ныне Тартуского) университета К.Г. Шмидтом в 1844 г. В то время предполагали, что все углеводы имеют общую формулу Cm (H2O) n, т.е. углевод + вода. Отсюда название "углеводы". В дальнейшем оказалось, что ряд соединений, по своим свойствам относящихся к классу углеводов, содержат водород и кислород в несколько иной пропорции, чем указано в общей формуле.
В 1927 г. Международная комиссия по реформе химической номенклатуры предложила термин "углеводы" заменить термином "глициды", однако старое название "углеводы" укоренилось и является общепризнанным.
Углеводы образуются в растениях при фотосинтезе и поступают в организм главным образом с растительными продуктами. Однако все большее значение в питании приобретают добавленные углеводы, которые чаще всего представлены сахарозой (или смесями других сахаров), получаемой промышленным способом и вводимой затем в пищевые рецептуры.
Величина потребности в углеводах для человека определяется их ведущей ролью в обеспечении организма энергией и нежелательностью синтеза глюкозы из жиров (а тем более из белков) и находится в прямой зависимости от энергозатрат. Средняя потребность в углеводах для тех, кто не занят тяжелым физическим трудом, 400 - 500 г. в сутки.
Способность углеводов быть высокоэффективным источником энергии лежит в основе их сберегающего белок действия. При поступлении с пищей достаточного количества углеводов аминокислоты лишь в незначительной степени используются в организме как энергетический материал. Хотя углеводы не принадлежат к числу незаменимых факторов питания и могут образовываться в организме из аминокислот и глицерина, минимальное количество углеводов суточного рациона не должно быть ниже 50 - 60 г.
Дальнейшее снижение количества углеводов ведет к резким нарушениям метаболических процессов. Избыточное потребление углеводов ведет к ожирению. При поступлении с пищей значительных количеств сахаров они не могут полностью откладываться в виде гликогена, и их избыток превращается в триглицериды, способствуя усиленному развитию жировой ткани. Повышенное содержание в крови инсулина способствует ускорению этого процесса, поскольку инсулин оказывает мощное стимулирующее действие на жироотложение.
При построении пищевых рационов чрезвычайно важно не только удовлетворить потребности человека в необходимом количестве углеводов, но и подобрать оптимальные соотношения качественно различных типов углеводов. Наиболее важно учитывать соотношение в рационе легкоусвояемых углеводов (сахаров) и медленно всасывающихся (крахмал, гликоген).
В отличие от сахаров крахмал и гликоген медленно расщепляются в кишечнике. Содержание сахара в крови при этом нарастает постепенно. В связи с этим целесообразно удовлетворять потребности в углеводах в основном за счет медленно всасывающихся углеводов. На их долю должно приходиться 80 - 90% от общего количества потребляемых углеводов. Ограничение легкоусвояемых углеводов приобретает особое значение для тех, кто страдает атеросклерозом, сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, ожирением.
Углеводы являются основными энергонесущими элементами в питании человека, обеспечивая 50-70% общей энергетической ценности рациона.
Наряду с основной энергетической функцией углеводы участвуют в пластическом обмене. Углеводы оказывают антикетогенное действие, стимулируя окисление ацетилкоэнзима А, образующегося при окислении жирных кислот. Основным источником углеводов в питании человека является растительная пища, и только лактоза и гликоген содержатся в продуктах животного происхождения.
Основная функция углеводов - обеспечение энергией всех процессов в организме. Клетки способны получать из углеводов энергию, как при их окислении, т.е. "сгорании", так и в анаэробных условиях (без доступа кислорода). В результате метаболизации 1 г углеводов организм получает энергию, эквивалентную 4 ккал. Обмен углеводов тесно связан с обменом жиров и белков, что обеспечивает их взаимные превращения. При умеренном недостатке углеводов в питании депонированные жиры, а при глубоком дефиците (менее 50 г/сут) и аминокислоты (как свободные, так и из состава мышечных белков) вовлекаются в процесс глюконеогенеза, приводящий к получению необходимой организму энергии. Боль в мышцах после тяжелой работы - результат действия на клетки молочной кислоты, которая образуется при анаэробном распаде углеводов, когда для обеспечения работы мышечных клеток не хватает кислорода, поступающего с кровью.
Часто резкое ограничение углеводов в диете ведет к значительным нарушениям обмена веществ. Особенно страдает при этом белковый обмен. Белки при дефиците углеводов используются не по назначению: они становятся источником энергии и участниками некоторых важных химических реакций. Это приводит к повышенному образованию азотистых веществ и, как следствие, к повышенной нагрузке на почки, нарушениям солевого обмена и другим, вредным для здоровья, последствиям.
При дефиците углеводов в пище организм использует для синтеза энергии не только белки, но и жиры. При усиленном распаде жиров могут возникнуть нарушения обменных процессов, связанные с ускоренным образованием кетонов (к этому классу веществ относится известный всем ацетон) и накоплением их в организме. Избыточное образование кетонов при усиленном окислении жиров и частично белков может привести к "закислению" внутренней среды организма и отравлению тканей мозга вплоть до развития ацидотической комы с потерей сознания. При достаточном поступлении углеводов с пищей белки используются, главным образом, для пластического обмена, а не для производства энергии. Таким образом, углеводы необходимы для рационального использования белков. Они также способны стимулировать окисление промежуточных продуктов обмена жирных кислот.
Этим, однако, не исчерпывается роль углеводов. Они являются составной частью молекул некоторых аминокислот, участвуют в построении ферментов, образовании нуклеиновых кислот, являются предшественниками образования жиров, иммуноглобулинов, играющих важную роль в системе иммунитета, и гликопротеидов - комплексов углеводов и белков, которые являются важнейшими компонентами клеточных оболочек. Гиалуроновые кислоты и другие мукополисахариды образуют защитную прослойку между всеми клетками, из которых состоит организм.
Интерес к углеводам сдерживался чрезвычайной сложностью их структуры. В отличие от мономеров нуклеиновых кислот (нуклеотидов) и белков (аминокислот), которые способны связываться между собой только одним определенным путем, моносахаридные единицы в олигосахаридах и полисахаридах могут соединяться между собой несколькими путями по множеству разных положений.
Со второй половины XX в. происходит стремительное развитие химии и биохимии углеводов, обусловленное их важным биологическим значением.
Углеводы наряду с белками и липидами являются важнейшими химическими соединениями, входящими в состав живых организмов. У человека и животных углеводы выполняют важные функции: энергетическую (главный вид клеточного топлива), структурную (обязательный компонент большинства внутриклеточных структур) и защитную (участие углеводных компонентов иммуноглобулинов в поддержании иммунитета).
Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для синтеза нуклеиновых кислот, они являются составными компонентами нуклеотидных ко-ферментов, играющих исключительно важную роль в метаболизме живых существ. В последнее время все большее внимание к себе привлекают смешанные биополимеры, содержащие углеводы: гликопептиды и глико-протеины, гликолипиды и липополисахариды, гликолипопротеины и т.д. Эти вещества выполняют в организме сложные и важные функции.
Итак, выделю биологическое значение углеводов:
Углеводы выполняют пластическую функцию, то есть участвуют в построении костей, клеток, ферментов. Они составляют 2-3 % от веса.
Углеводы являются основным энергетическим материалом. При окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.
В крови содержится 100-110 мг глюкозы. От концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.
Пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ.
Углеводы выполняют защитную роль в растениях.
2. Виды углеводов
Различают две основные группы углеводов: простые и сложные. К простым углеводам относятся глюкоза, фруктоза, галактоза, сахароза, лактоза и мальтоза. К сложным - крахмал, гликоген, клетчатка и пектиновые вещества.
Углеводы подразделяются на моносахариды (простые), олигосахариды и полисахариды (сложные).
1. Моносахариды
фруктоза
галактоза
2. Олигосахариды
Дисахариды
сахароза (обычный сахар, тростниковый или свекловичный)
мальтоза
изомальтоза
лактулоза
3.Полисахариды
декстран
гликоген
целлюлоза
галактоманнаны
Моносахариды (простые углеводы) являются наиболее простыми представителями углеводов и при гидролизе не расщепляются до более простых соединений. Простые углеводы легко растворяются в воде и быстро усваиваются. Они обладают выраженным сладким вкусом и относятся к сахарам.
В зависимости от числа углеродных атомов в молекулах моносахариды делятся на триозы, тетрозы, пентозы и гексозы. Для человека наиболее важны гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза и др.) и пентозы (рибоза, дезоксирибоза и др.).
При соединении двух молекул моносахаридов образуются дисахариды.
Наиболее важной из всех моносахаридов является глюкоза, так как она является структурной единицей (кирпичиком) для построения большинства пищевых ди - и полисахаридов. Транспорт глюкозы в клетки регулируется во многих тканях гормоном поджелудочной железы - инсулином.
У человека излишки глюкозы в первую очередь превращаются именно в гликоген - единственный резервный углевод животных тканей. В организме человека общее содержание гликогена составляет около 500 г - это суточный запас углеводов, используемый при их глубоком дефиците в питании. Длительный дефицит гликогена в печени ведет к дисфункции гепатоцитов и ее жировой инфильтрации.
Олигосахариды - более сложные соединения, построенные из нескольких (от 2 до 10) остатков моносахаридов. Они делятся на дисахариды, трисахариды и т.д. Наиболее важны для человека дисахариды - сахароза, мальтоза и лактоза. Олигосахариды, к которым относятся рафиноза, стахиоза, вербаскоза, в основном содержатся в бобовых и продуктах их технологической переработки, например в соевой муке, а также в незначительных количествах во многих овощах. Фрукто-олигосахариды встречаются в зерновых (пшенице, ржи), овощах (луке, чесноке, артишоках, спарже, ревене, цикории), а также в бананах и меде.
К группе олигосахаридов также относятся мальто-декстрины, являющиеся основными компонентами промышленно производимых из полисахаридного сырья сиропов, паток. Одним из представителей олигосахаридов является лактулоза, образующаяся из лактозы в процессе тепловой обработки молока, например при выработке топленого и стерилизованного молока.
Олигосахариды практически не расщепляются в тонком кишечнике человека из-за отсутствия соответствующих ферментов. По этой причине они обладают свойствами пищевых волокон. Некоторые олигосахариды играют существенную роль в жизнедеятельности нормальной микрофлоры толстого кишечника, что позволяет отнести их к пребиотикам - веществам, частично ферментирующимся некоторыми кишечными микроорганизмами и обеспечивающим поддержание нормального микробиоценоза кишечника.
Полисахариды - высокомолекулярные соединения-полимеры, образованные из большого числа мономеров, в качестве которых выступают остатки моносахаридов. Полисахариды делятся на перевариваемые и неперевариваемые в желудочно-кишечном тракте человека. В первую подгруппу входят крахмал и гликоген, во вторую - разнообразные соединения, из которых наиболее важны для человека целлюлоза (клетчатка), гемицсллюлоза и пектиновые вещества.
Олиго - и полисахариды объединяют термином "сложные углеводы". Моно - и дисахариды обладают сладким вкусом, в связи с чем их называют также "сахарами". Полисахариды сладким вкусом не обладают. Сладость сахароз различна. Если сладость раствора сахарозы принять за 100 %, то сладость эквимолярных растворов других Сахаров составит: фруктозы - 173 %, глюкозы - 81 %, мальтозы и галактозы - 32 % и лактозы - 16 %.
Основным усваиваемым полисахаридом является крахмал - пищевая основа зерновых, бобовых и картофеля. На его долю приходится до 80% потребляемых с пищей углеводов. Он представляет из себя сложный полимер, состоящий из двух фракций: амилозы - линейного полимера и амило-пектина - разветвленного полимера. Именно соотношение этих двух фракций в различных сырьевых источниках крахмала и определяет его различные физико-химические и технологические характеристики, в частности растворимость в воде при разной температуре. Источником крахмала служат растительные продукты, в основном злаковые: крупы, мука, хлеб, а также картофель.
Для облегчения усвоения крахмала организмом продукт, содержащий его, должен быть подвергнут тепловой обработке. При этом образуется крахмальный клейстер в явной форме, например кисель, или скрытом виде в составе пищевой композиции: каше, хлебе, макаронах, блюд из бобовых. Крахмальные полисахариды, поступившие с пищей в организм, подвергаются последовательной, начиная с ротовой полости, ферментации до мальтодекстринов, мальтозы и глюкозы с последующим практически полным усвоением.
Вторым перевариваемым полисахаридом является гликоген. Его пищевое значение невелико - с рационом поступает не более 10-15 г гликогена в составе печени, мяса и рыбы. При созревании мяса гликоген превращается в молочную кислоту.
Некоторые сложные углеводы (клетчатка, целлюлоза и др.) в организме человека не перевариваются вовсе. Тем не менее, это необходимый компонент питания: они стимулируют перистальтику кишечника, формируют каловые массы, способствуя тем самым выведению шлаков и очистке организма. Кроме того, клетчатка хоть и не переваривается человеком, но служит источником питания для полезной кишечной микрофлоры.
Заключение
Значение углеводов в питании человека весьма велико. Они служат важнейшим источником энергии, обеспечивая до 50-70 % общей калорийности рациона.
Способность углеводов быть высокоэффективным источником энергии лежит в основе их "сберегающего белок" действия. Хотя углеводы не принадлежат к числу незаменимых факторов питания и могут образовываться в организме из аминокислот и глицерина, минимальное количество углеводов суточного рациона не должно быть ниже 50-60 г.
С нарушением обмена углеводов тесно связан ряд заболеваний: сахарный диабет, галактоземия, нарушение в системе депо гликогена, нетолерантность к молоку и т.д. Следует отметить, что в организме человека и животного углеводы присутствуют в меньшем количестве (не более 2% от сухой массы тела), чем белки и липиды; в растительных организмах за счет целлюлозы на долю углеводов приходится до 80% от сухой массы, поэтому в целом в биосфере углеводов больше, чем всех других органических соединений вместе взятых.
Перечислить и написать формулы, указать к каким классам относятся незаменимые аминокислоты. Классификация незаменимых аминокислот, основанная на химическом строении радикала. Витамины группы D, химическая структура, биологическая роль.
Рациональное питание детей, его значение в физическом развитии детей и сопротивляемости их организма неблагоприятным факторам окружающей среды. Потребность растущего организма в белках, углеводах, жирах, минеральных веществах. Витаминизация блюд.
Обеспечение производства продуктов питания в ассортименте. Рациональное использование пищевых продуктов каждым человеком. Физиологическая потребность организма во всех пищевых веществах и энергии. Соотношение белков, жиров и углеводов в рационе человека.
Эффективность использования природных полисахаридов в технологии продуктов питания. Влияние полисахаридов на органолептические свойства взбитого десерта. Характеристика и анализ пищевой ценности кремов с добавлением желатина. Получение камеди гуара.
Сущность гигиены питания - отрасли гигиены, изучающей проблемы полноценного и рационального питания человека в зависимости от пола и возраста, профессии и характера труда, климатических условий и физической нагрузки. Гигиеническая характеристика фруктов.
Химический состав свежих плодов и овощей. Классификация отдельных видов. Транспортирование и приемка свежих плодов и овощей. Процессы, происходящие при хранении. Факторы, влияющие на сохранность пищевых продуктов. Пищевая ценность плодов и овощей.
Понятие и причины денатурации фибриллярных белков. Ознакомление с химической формулой и основными свойствами крахмальных полисахаридов. Выделение способов стабилизации витаминов. Изучение процесса изменения цвета продуктов под воздействием ферментов.
Характеристика пищевой и биологической ценности основных пищевых продуктов. Биологические опасности, связанные с пищей, генно-модифицированные продукты. Уровни воздействия техногенных факторов на организм человека в процессе поглощения продуктов питания.
Химический состав пищевых веществ: свойства воды, макро- и микроэлементов, моно-, олиго- и полисахаридов, жиров, липидов, белков и небелковых азотистых веществ, органических кислот и витаминов. Химический состав и пищевая ценность продуктов питания.
Загрузка...