Элементарный состав углеводов

Элементарный состав углеводов

углевод глюкопираноза моносахарид гликозидный

Углеводы — это альдо- или кето-производные многоатомных спиртов. Сахара, имеющие в своем составе альдогруппу , называют альдозами, а имеющие в составе кетогруппу — кетозами.

К альдосахарам относятся рибоза, глюкоза, манноза, галактоза и др.:

К сахарам, имеющим кетогруппу, относятся рибулоза и фруктоза:

Важнейшие химические свойства углеводов обусловливаются присутствием в их молекуле именно этих групп.

В состав углеводов обязательно входят углерод, водород и кислород. Массовая доля углерода составляет 44 %, водорода — 6, кислорода — 50 %. Соотношение атомов водорода и кислорода в углеводах такое же, как и в воде, — 2:1.

Элементарный состав и химическое строение углеводов

Углеводами называются органические вещества, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Водород и кислород в углеводах находятся в основном в таком же соотношении, как и в молекуле воды: на 2 атома водорода приходится 1 атом кислорода. Поэтому эти соединения стали называть углеводами. К ним относятся: глюкоза 6H12О6 → C6(H2О)6], рибоза 5Н10О5 → С52O)5], сахароза 12Н22O11 → С122O)11] и др. Однако среди углеводов имеются соединения, не отвечающие такому правилу, такие, как рамноза (С6Н12O5). С другой стороны, среди органических веществ существуют такие, в молекулах которых водород и кислород находятся в том же отношении (2:1), но они не принадлежат к углеводам, например уксусная кислота [СН4O2→С22O)2].

Таким образом, название "углеводы" не точно соответствует химической структуре веществ этого ряда. Поэтому международная комиссия дала углеводам новое название — "глюциды".

Однако термин "углеводы" так широко вошел в теорию и практику, что им продолжают пользоваться и в настоящее время.

По своему строению углеводы являются альдегидами и кетонами многоатомных спиртов, из которых они могут быть получены окислением первичной или вторичной спиртовой группы.

Из курса органической химии известно, что спирты представляют собой производные углеводородов, в молекуле которых имеются одна или несколько гидроксильных групп — ОН. По числу этих групп спирты бывают одно-, двух-, трехатомными и т. д.

Общая формула спиртов следующая:

где R — углеводородный радикал.

Например, СН3-ОН — метиловый спирт, С2Н5-ОН — этиловый спирт, СН2-ОН-СН-ОН-СН2-ОН — трехатомный спирт глицерин.

В зависимости от расположения гидроксильной группы различают спирты первичные и вторичные. Первичным называется спирт, у которого гидроксил находится при концевом радикале:

Вторичные спирты имеют гидроксильную группу, расположенную у углеводородного радикала, который связан с двумя соседними С-радикалами:

Если гидроксильная группа находится у С-атома, связанного с тремя углеводородными радикалами, то такой спирт называется третичным:

При окислении первичных спиртов образуются альдегиды:

В случае окисления вторичных спиртов получаются кетоны:

Альдегидоспиртом называется соединение, в составе которого имеется и альдегидная, и спиртовая (гидроксильная) группа:

В структуре кетоноспирта обнаружены кетонная и гидроксильная группы:

Углеводные соединения, также как белки и жиры, относятся к макронутриентам (от латинского nutria — «питание»). Эти соединения органического происхождения обеспечивают полноценную жизнедеятельность, выполняют необходимые для человека функции.
Функции углеводов:

  • Энергетическая функция. Энергию человек получает с продуктами питания. Около половины необходимого энергопотребления человек получает с продуктами, богатыми углеводными соединениями. Мозг энергетически полностью питается углеводами. Окисляясь, один грамм углеводов выделяет около 18 КДж энергии.
  • Строительная функция. Нуклеотиды, нуклеиновые кислоты содержат углеводные соединения: рибозу, дезоксирибозу. В структуре клеточных мембран присутствуют углеводы. Глюкоза, в процессе окисления (гликолиза), превращается в глюкуроновую кислоту, глюкозамин, другие продукты окисления. Они являются компонентами полисахаридов, сложных белков. Так реализуется строительная функция углеводов.
  • Накопительная функция. Скелетные мышцы, печень, другие ткани запасают гликоген – углеводный продукт.
  • Защитная функция. Иммунная система содержит высокомолекулярные углеводные вещества, которые называются сложными. Они блокируют проникновение бактерий, вирусов, оберегают от механических влияний.
  • Осмотическая функция. Углеводы способны регулировать осмотическое давление. Уровень осмотического давления крови зависит от количественных показателей глюкозы.
  • Рецепторная функция. Клеточные рецепторы гликопротеиды содержат углеводные соединения.
  • Опорная. У растений и некоторых животных углеводные соединения являются опорным (скелетным) материалом.
  • Регуляторная. Клетчатка способна регулировать перистальтику.
  • Генетическая. Углеводные соединения являются компонентами ДНК, РНК.
  • Специфическая. Влияют на нервные импульсы, образование антител.
Читайте также:  Очищающие травяные сборы

Биологические функции углеводов определяют их необходимость для того, чтобы человек жил полноценной жизнью.

Что такое углеводы

Углеводами называют вещества органического происхождения. Они состоят из карбонильных и гидроксильных групп. Углеродные гидраты дали название классу углеводных соединений. Большая часть органических веществ нашей планеты в массовом соотношении состоит из углеводных соединений.

Состав углеводов

Строение углеводов неоднородно. Углеводные соединения состоят из углерода, водорода, кислорода. Общая формула углеводов выглядит так: Cn(H2O)m. Кислород с углеродом образуют карбонильные группы, кислород с водородом – гидроксильные. Одна молекула содержит водород и кислород в соотношении два к одному.

Отдельные элементы, из которых состоят углеводы, называются сахаридами. Гидролизная способность на низкомолекулярные вещества у углеводных соединений разная. Поэтому они делятся на простые и сложные по составу, а по усвояемости бывают быстрыми и медленными углеводами.

Свойства углеводов

  1. Твердые прозрачные кристаллы белого цвета, большинство из них имеет сладкий вкус.
  2. Имеют низкую температуру плавления, кипения.
  3. Способность углеводных соединений растворяться в воде зависит от массы, строения. Вещества с меньшей массой и простой структурой растворяются в воде лучше, чем углеводные соединения с большой массой и разветвленной структурой.
  4. Чем проще углеводное соединение, тем оно слаще.
  5. Моносахариды способны сбраживаться под воздействием микроорганизмов: дрожжей, молочных бактерий и других веществ.
  6. Углеводные соединения обладают гидрофильностью, то есть способностью к связыванию воды. Отсюда их высокая гигроскопичность, которая лежит в основе негативных изменений качества пищи.
  7. Охлаждение полисахаридов расщепляет их на моносахариды.
  8. Помогают синтезировать нуклеиновые кислоты.
  9. Повышают уровень глюкозы в крови.
  10. Помогают организму утилизировать жир.
  11. Входят в состав клеток, тканей, межклеточных жидкостей.
  12. Негативно влияют на эмаль зубов, провоцируют появление кариеса.

Виды углеводов

Классификация углеводов зависит от их способности к разложению в водной среде и образованию новых веществ – к гидролизу. Углеводы бывают:

  1. Простыми – называются моносахаридами.
  2. Сложными:
  • дисахаридные соединения,
  • олигосахаридные соединения,
  • полисахаридные соединения.

Моносахаридами называются простейшие углеводные соединения, состоящие из одной единицы и не способные образовывать еще более простые вещества. Синтез их производится зелеными растениями. Они легко соединяются с водой.

Самым популярным моносахаридом является глюкоза (C6H12O6). Большой процент глюкозы в винограде, виноградном соке, меде. Фруктоза, глюкозный изомер, тоже принадлежит к моносахаридам. При необходимости, чтобы получить хорошую порцию глюкозы нужно питаться яблоками, цитрусовыми, персиками, арбузами, сухофруктами, соками, компотами, вареньем, медом.

Это быстрые углеводы, имеющие повышенный индекс гликемии, стремительно повышающие уровень сахара в крови. Моносахариды способны дать скорую, но непродолжительную энергию.

Дисахаридами называются сложные вещества органического происхождения, двумолекулярные, расщепляющиеся в момент гидролизного процесса. Это различные сахара. Один из распространенных дисахаридов: мальтоза или солодовый сахар (C12H22O11), являющийся составным пивным, квасным элементом. Дисахаридом сахарозой – пищевым сахаром – наполнены сахара, изделия из муки, соки, компоты, варенье. Дисахаридом лактозой – молочным сахаром – молочные продукты.

Олигосахаридами называются углеводные соединения со сложной структурой, синтезированные более чем из двух (до 10) моносахаридных остатков. Самым часто встречаемым природным олигосахаридом является рафиноза (C18H32O16). Рафинозу формируют глюкозные, фруктозные и галактозные элементы. Она содержится в бобах, белокочанной и брюссельской капусте, брокколи, цельных злаках.

Полисахаридами называются сложноструктурные высокомолекулярные углеводные соединения, в структуре молекул которых от десяти до ста и нескольких тысяч моносахаридных единиц. Хорошо известный полисахарид – крахмал, (C₆H₁0O5)n. Крахмала много в мучных изделиях, крупах, картофеле. Самый полезный полисахарид клетчатка содержится в грече, перловке, овсянке, отрубях пшеницы и ржи, хлебе из грубо молотой муки, фруктах, овощах. Полисахарид гликоген, накапливающийся в печени, мышцах, является для человека энергетическим ресурсом.

Читайте также:  Кубок россии по бодибилдингу

Сложные углеводы характеризуются пониженным индексом гликемии, за счет этого повышение глюкозы в крови происходит постепенно. Полезные углеводы способны дать длительный энергетический запас.

Какую роль в организме выполняют углеводы

Значение углеводов очень важно для людей.

  • Основная функция углеводов – питать в энергетическом плане. В процессе распада углеводных соединений выделяемая энергия затрачивается для главных процессов метаболизма клеток. Окисление одного грамма вещества дает четыре калории или почти 18 КДж.
  • Строительство клеточных мембран, выработка нуклеиновых кислот, ферментов, нуклеотидов не обходятся без углеводных соединений.
  • Выполняют функцию антикоагулянтов – веществ, угнетающих активность свертываемости крови, препятствующие образованию тромбов.
  • Являются компонентом слизи, защищающей органы желудочно-кишечного тракта, органы дыхания, мочеполовые органы от вирусов, бактерий, физических воздействий.
  • Пищеварительные ферменты стимулируются благодаря углеводным соединениям, что способствует улучшению пищеварительных процессов, активизации работы желудочной перистальтики.
  • Без углеводных веществ не могут происходить обменные процессы в организме.

Перечисленные свойства объясняют, для чего нужны углеводы человеку.

В каких продуктах содержатся углеводы

Таблица углеводов даст возможность понять, какое количество вещества содержат продукты, которые человек употребляет в пищу.

Продукты, богатые углеводами

Наименование продукта Массовая доля углеводов
(в граммах) на 100 грамм продукта
Сахарный песок 99
Карамельные, леденцовые конфеты 96
Мед 81
Пастила, зефир 81
Мармелад 79
Пряники 74
Печенье 69-74
Клубничное варенье 74
Мука рисовая 80
Крупа рисовая 74
Мука кукурузная 72
Крупа кукурузная 71
Баранки сушки 71
Крупа манная 70
Мука гречневая 70
Мука пшеничная 65-70
Макароны 68-70
Малиновое варенье 70
Финики 70
Крупа пшеничная 68
Крупа перловая 67
Пшено 66
Сухари 67
Мука ржаная 62-66
Отруби из овса 66
Изюм 66
Крупа ячневая 65
Толокно 65
Пирожное 49-63
Вафли 62
Рис 62
Геркулес 62
Греча 57-60
Конфеты шоколадные 60
Зерно пшеницы 57-59
Груши сушеные 62
Яблоки сушеные 59
Инжир сушеный 58
Персик сушеный 58
Чернослив 57
Молоко сгущенное 55-57
Зерно ячменя 56
Зерно ржи 56
Зерно овса 55
Булочки сдобные 55
Халва 54
Урюк 53
Курага 51
Батон 51
Молочный шоколад 50
Горький шоколад 48
Хлеб 33-49
Горох 48
Фасоль 47
Чечевица, нут, маш 46
Сухое молоко 39-50
Алкогольные напитки 20-35
Сырки в шоколадной глазури 32
Оладьи 31
Чеснок 30
Фисташки 27
Картошка жареная 23
Кешью 22
Шиповник 22
Бананы 21
Мороженое 19-20
Кукуруза сладкая 19
Сырники 18
Имбирь 18
Соя 17
Отруби из пшеницы 16
Сок персиковый, виноградный 16
Виноград, хурма, манго, фейхоа 15
Каши 15-20

Продукты, содержащие углеводы

Молочные

Наименование продукта Массовая доля углеводов
(в граммах) на 100 грамм продукта
Ацидофилин 4
Варенец 4
Йогурт 8-14
Кефир 4
Кумыс 5-6
Молоко 5
Пахта 5
Простокваша 4
Ряженка 4
Сливки 4
Сметана 3-4
Творог 3
Сыр Адыгейский 2
Сыр Пармезан 1
Сыр Сулугуни 0.5
Сыр Фета 4
Сыр Гауда 2
Сыр плавленый 2-4
Масло сливочное 1

Орехи, семечки

Продукт Содержание углеводов
(в граммах) на 100 грамм продукта
Арахис 10
Грецкий орех 11
Орех кедра 13
Кешью 23
Миндаль 13
Фисташки 27
Фундук 9
Подсолнечник 10
Кунжут 12

Фрукты, овощи

Продукт Содержание углеводов
(в граммах) на 100 грамм продукта
Айва 10
Абрикос 9
Алыча 8
Ананас 11
Авокадо 2
Апельсин 8
Арбуз 6
Баклажан 5
Банан 21
Брусника 8
Брюква 8
Базилик 3
Виноград 15
Вишня 11
Голубика 7
Гранат 14
Груша 10
Грейпфрут 7
Дыня 7
Ежевика 4
Земляника 8
Инжир свежий 12
Кабачки 5
Капуста белокочанная 5
Капуста брокколи 7
Капуста брюссельская 3
Капуста кольраби 8
Капуста краснокочанная 5
Капуста пекинская 2
Капуста савойская 6
Капуста цветная 4
Картофель 16
Киви 8
Кинза 4
Клюква 4
Кресс-салат 6
Крыжовник 9
Лимон 3
Зеленый лук 3
Репчатый лук 8
Лук порей 6
Малина 8
Манго 15
Мандарин 8
Морковь 7
Морошка 7
Морская капуста 3
Нектарин 11
Облепиха 6
Огурец 3
Папайя 11
Корень пастернака 9
Болгарский перец 5
Персик 10
Петрушка 8
Помело 10
Помидоры 4
Ревень 3
Редис 3
Редька 7
Репа 6
Красная рябина 9
Черноплодная рябина 11
Салат 2
Свекла 9
Зелень сельдерея 2
Корень сельдерея 7
Слива 10
Смородина 7-8
Спаржа 3
Топинамбур 13
Тыква 4
Укроп 6
Хрен 11
Хурма 15
Черешня 11
Черника 8
Чеснок 30
Шиповник 22
Шпинат 2
Щавель 3
Яблоки 10
Читайте также:  Чем хорошо компрессионное белье

Не менее важную роль играет умение различать, в каких продуктах содержатся быстроусвояемые и медленные углеводные вещества. Простые углеводы – это какие продукты? Это продукты с высоким содержанием моносахаридов.
Для человека пользу представляют продукты, включающие сложные углеводные соединения.

Продукты без углеводов

В полезное меню следует включать медленные углеводные соединения, то есть те, которые усваиваются постепенно.
Каши лучше готовить из круп, не подвергавшихся обработке, использовать для этого не молоко, а воду. Есть без сахара.
Не стоит отказываться от отрубей, мюсли, потому что они усваиваются медленно, улучшают работу пищеварительной системы.
Горох, фасоль, нут, чечевица содержат медленные углеводные соединения, поэтому их можно смело включить в пищевой рацион.
Отсутствие сладкого вкуса поможет определить продукты, имеющие низкий гликемический индекс.
Меню для здоровья должно включать продукты с низким содержанием углеводов. Это овощные, фруктовые, молочные продукты, зелень, орехи.

Кроме продуктов с низким содержанием углеводных соединений есть продукты, которые их не содержат совсем.

  • Мясные: курица, индейка, кролик, телячья, свиная, баранья вырезка.
  • Ливер: печень, почки, сердце.
  • Рыба: речная, морская нежирных сортов.
  • Морепродукты: креветки, крабы, кальмары.
  • Растительное масло: подсолнечное, оливковое, кунжутное.
  • Грибы. Незначительное количество содержат только белые грибы, подберезовики: не более 1-2 грамм на 100 грамм продукта.
  • Сыр: Рокфор, Бри, Чеддер, Пармезан, Тильзитер и другие.
  • Алкогольные напитки: водка, коньяк, джин, бренди, ром.

Норма углеводов в день

Суточная норма углеводов зависит от пола, возраста, жизненного образа человека.

В день мужчине весом 50 кг требуется 160 грамм – для снижения веса, 215 грамм – для сохранения веса, 275 грамм – для увеличения мышечной массы.

В день мужчине весом 60 кг требуется 165 грамм – для снижения веса, 230 грамм – для сохранения веса, 290 грамм – для увеличения мышечной массы.

В день мужчине весом 70 кг требуется 175 грамм – для снижения веса, 250 грамм – для сохранения веса, 300 грамм – для увеличения мышечной массы.

В день мужчине весом 80 кг требуется 185 грамм – для снижения веса, 260 грамм – для сохранения веса, 320 грамм – для увеличения мышечной массы.

В день для женщин весом 50 кг требуется 120 грамм – для снижения веса, 150 грамм – для сохранения веса, 200 грамм – для увеличения мышечной массы.

В день для женщин весом 60 кг требуется 150 грамм – для снижения веса, 190 грамм – для сохранения веса, 245 грамм – для увеличения мышечной массы.

В день для женщин весом 70 кг требуется 170 грамм – для снижения веса, 200 грамм – для сохранения веса, 260 грамм – для увеличения мышечной массы.

В день для женщин весом 80 кг требуется 150 грамм – для снижения веса, 220 грамм – для сохранения веса, 240 грамм – для увеличения мышечной массы.

Углеводные нормы в сутки можно высчитать. Для этого от показателей роста нужно вычесть 100, а потом полученный результат умножить на 3,5.
Недостаточное или избыточное потребление углеводных соединений нанесут вред человеку.

При избытке углеводных соединений, поглощаемых организмом, происходит резкий выброс инсулина в кровь, откладываются избыточные жиры. Это может спровоцировать сахарный диабет, ожирение, а затем и другие проблемы со здоровьем.

Ограниченное поступление углеводных соединений истощает запасы гликогена, происходит ожирение печени, что приводит к ее дисфункции. Повышается утомляемость, слабость, снижается физические и интеллектуальные способности. Нехватка поставщиков энергетических запасов приводит к быстрому расщеплению жиров, из-за чего вырабатываются вредные катены. Катены способны окислить организм, вызвать кетоацидотическую кому.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector