Простые и сложные углеводы определение. Углеводы: понятие, виды, значение

23.10.2019

Для нормальной жизнедеятельности организма требуется энергия, которую человек получает через углеводы и жиры. Чем активнее человек, тем больше он затрачивает энергии.

Например, спортсмену из-за интенсивных физических нагрузок требуется большее их количество, чем среднестатистическому человеку.

Где содержатся углеводы и из чего они состоят?

Немного меньше в ржаном и пшеничном хлебе, фасоли, шоколаде, пирожных.

При наименьшей термообработке, как приготовление слабо проваренной каши или выпечка хлеба из цельных зерен, углеводы сохраняют свои полезные свойства.

В состав углеводов входит углерод, кислород и водород. Употребление большого их количества, из которого образуется глюкоза, приводит к образованию жира.

Сжигание организмом топлива, приводит к обратному процессу: жир преобразуется в глюкозу.

Виды углеводов

Делятся на простые (моносахариды, дисахариды) и сложные (полисахариды).

Простые углеводы

Моносахариды (глюкоза, фруктоза, рибоза, галактоза, дезоксирибоза) не расщепляются в воде: Моносахариды являются источником энергии для всех процессов внутри клетки. Глюкоза и фруктоза содержатся в сладких овощах, фруктах, меде.

Глюкоза быстро всасывается организмом и поступает через кровь в клетки, превращаясь в гликоген. Она легко усваивается при помощи инсулина, является основным источником окисления.

Фруктоза встречается меньше, но также быстро поддается окислению, а всасывается медленнее. Фруктоза трансформируется в глюкозу без помощи инсулина. Показана больным сахарным диабетом, так как нагружает поджелудочную железу в более щадящем режиме, чем сахар.

Галактоза содержится в лактозе. В организме часть ее переходит в глюкозу, другая часть участвует в процессе построения гемицеллюлозы.

Дисахариды - соединения молекул нескольких моносахаридов: сахароза, лактоза, мальтоза.

Сахароза является основным источником сахара. В организме она разлагается на множество моносахаридов. Имеется в виду сахароза, находящаяся в свекольном и тростниковом соку. Сахар, который мы употребляем, имеет более сложный процесс усвоения.

Лактоза или молочный сахар содержится в молоке и молочных продуктах. Она важна для детского возраста, когда молоко является основным пищевым продуктом. Встречается непереносимость молока, когда уменьшен или сведен до нуля фермент лактозы, расщепляющий ее до образования глюкозы и галактозы.

Мальтоза или солодовый сахар образуется в результате распада крахмала и гликогена. Мальтоза содержится в солоде, меде, пиве, проросшем зерне и патоке.

Сложные углеводы

Сложные углеводы являются полезными элементами для здоровья и фигуры. Это происходит из-за медленного их расщепления в организме, за чет чего уровень инсулина остается в норме. В состав сложных углеводов входят:

Полисахариды - полимеры, состоящие из множества моносахаридов (крахмал, гликоген, целлюлоза); плохо растворяются в воде.

Крахмал является основным полисахаридом, который переваривается организмом. 80% всех потребляемых углеводов – это крахмал. Он поступает через растительные продукты: крупы, муку, хлеб.

Гречневая крупа особенно богата крахмалом (60%), меньше всего его находится в овсянке (толокно, овсяные хлопья). Крахмал содержится в макаронах - 68%, в бобовых - 40%.

Продукты зернобобовые, это те, что содержат крахмал: горох, чечевица, фасоль. В сое находится всего 3,5% крахмала.

Зато его очень много в картофеле (до 18%), из-за чего диетологи не приписывают картофель к овощам, а приравнивают его к злаковым и зернобобовым.

Гликоген или животный крахмал содержится в продуктах животного происхождения: в печени, в мясе. Состоит из молекул глюкозы.

Целлюлоза - вид клетчатки; состоит из нескольких молекул глюкозы. В человеческом организме не переваривается.

Сложные углеводы	Простые углеводы
Все крупы	Мед
Горох	Сахар
Фасоль	Джем
Злаки	Варенье
Чечевица	Белый хлеб
Картофель	Фруктовые и свежевыжатые соки
Все зерновые	Газированные сладкие напитки
Хлеб из цельного зерна	Торты, шоколад, выпечка и т. д.
Фрукты (с гликемическим индексом до 60)	Переработанные каши с содержанием сахара
Макаронные изделия из твердых соротов пшеницы	Овощи и фрукты с высоким ГИ от 70, например: виноград, арбуз
Морковь, огурцы, капуста, помидоры, шпинат и др. овощи с ГИ меньше 60

Функции углеводов

Несомненно организм наш нуждается в поступление и сложных и простых углеводов.

Когда углеводы поступают с пищей в организм человека, часть аминокислот используется в качестве энергетического материала, остальная часть идет в основном на пластические нужды.

Неизрасходованная большая часть оседает в печени в виде гликогена, и совсем мизерная часть запасается в мышечных тканях.

Углеводам мы обязаны возможностью противостоять инфекции и ликвидировать «чужака» долой из организма, например, слизистая носа и гортани обладает способностью задерживать пыль.
Значение углеводов для человека чрезвычайно важное - это:

Источник энергии
Осуществление пластических функций
Регуляция нервной системы
Единственный источник энергии для мозга
Противостояние вредным бактериям и микробам
Взаимообмен между клетками
Передача сигналов от клетки к клетке.

Дефицит углеводов в организме

Когда углеводов катастрофически не хватает, происходит истощение запасов в печени гликогена, что приводит к отложению жиров в клетках печени и она плохо функционирует.

Углеводный дефицит органы компенсируют за счет белков и жиров. Жиры начинают распадаться в усиленном режиме, что ведет к нарушению процессов обмена, а следовательно, интенсивному образованию кетонов.

Избыточное количество кетонов ведет к закисанию внутренней микрофлоры и отравлению тканей мозга с возможной комой.

Избыток углеводов в организме

Углеводный избыток вызывает повышенный уровень инсулина в крови, и ведет к образованию жира и нарушению белкового обмена.

Когда человек решил за один присест съесть и обед и ужин сразу, организм отвечает резким скачком выработки глюкозы.

Она попадает из крови в ткани посредством инсулина, который способствует синтезу жиров. Происходит быстрое превращение углеводов в жир.

Регулирует углеводный обмен инсулин и другие гормоны: глюкокортикоиды, усиливающие синтез глюкозы из аминокислот в печени.

Благодаря этому синтезу происходит вырабатывание поджелудочной железой гормона глюкагона. Эти гормоны действуют противоположно инсулину.

Суточная норма углеводов

Идеальное количество поступления углеводов считается почти 60% калорий суточного рациона питания. 1 грамм содержит 4 калории. Считается, что суточная потребность человека в углеводах - 50 г.

Нужны ли углеводы для похудения?

Если вы хотите избавиться от лишнего веса, то вы должны четко понимать какие углеводы вам нужно включать в рацион питания.

Пищеварительная система человека устроена так, чтобы переваривать не только углеводы, но и пищевые волокна, и питательные вещества. К таким продуктам относятся: фрукты, овощи, крупы, бобовые, коричневый рис и цельное зерно, которые образуют сложные углеводы.

Продукты, которые прошли обработку (сахар, выпечка из белой муки, хлопья и т. д.) являются простыми углеводами и имеют низкий процент питательных веществ.

В результате их потребления организм получает большое количество ненужных калорий, которые не возможно все переработать. Их избыток превращается в жир. Кроме того в организме образуется дефицит витаминов, минералов и клетчатки.

Вывод из вышесказанного напрашивается сам собой. Старайтесь включать в питание больше продуктов со сложным углеводам.

К примеру, на завтрак, сладкий кофе со сдобой лучше заменить на кашу, из цельнозерновых культур, которая способна поддерживать энергию в течение дня, принося пользу организму.

Углеводы - основной элемент питания, из них человек получает порядка 60% ежедневной энергии. В здоровом рационе должны присутствовать все необходимые виды углеводов.

Углеводы служат основным источником энергии для человеческого организма. Несмотря на то, что в качестве источника энергии углеводы могут быть частично заменены жирами и белками, они выполняют незаменимую функцию в регуляции процесса усвоения пищи, предотвращают дисфункции мышц и нервной системы.

Что такое углеводы

Углеводы - это макронутриенты, представляющие собой органические соединения. Второе название углеводов - сахариды. Это наиболее доступный для клеток источник энергии, залог здоровой деятельности пищеварительной системы и организма в целом.

По химическому составу углеводы, как правило, делят на две группы: простые сахара и полисахариды. С точки зрения усвояемости человеческим организмом, последние делятся на усвояемые и неусвояемые. Источником углеводов являются в основном продукты растительного происхождения, однако существует полисахарид животного происхождения - гликоген, содержащийся в печени и мышцах.

Энергетическая ценность углеводов - 4 ккал на 1 г. Взрослому человеку при умеренных физических и умственных нагрузках следует употреблять порядка 350-400 г усвояемых углеводов в сутки.

Усвояемые углеводы

Усвояемые углеводы делятся на две большие группы: простые сахара и полисахариды. В процессе усвоения углеводы преобразуются в глюкозу, определенный уровень которой в крови необходим для жизнедеятельности организма. Избыток глюкозы преобразуется в гликоген, который запасается в печени и служит источником энергии при недостатке углеводов в пище.

Простые сахара

Простые сахара не нуждаются в дополнительном расщеплении, поэтому усваиваются организмом очень быстро и практически полностью. Именно их принято называть «быстрыми углеводами».

Простые сахара подразделяют на:

моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза);
олигосахариды (лактоза, сахароза, мальтоза, рафиноза).

Основную роль в питании человека играют сахароза и лактоза, в последнее время повысилась роль фруктозы. Сахароза - это обычный пищевой сахар. Фруктоза - сахар, содержащийся в меде и фруктах (особенно в винограде).

Лактоза представляет собой так называемый молочный сахар. Ее усвоение связано с наличием в желудочно-кишечном тракте фермента лактазы, расщепляющего лактозу. При отсутствии лактазы молоко не усваивается, однако эта особенность не влияет на усвоение кисломолочных продуктов. У некоторых людей аналогичные сложности возникают с усвоением рафинозы, которой богаты бобовые и ржаная мука.

Норма простых сахаров в рационе

Доля простых сахаров в ежедневном рационе должна составлять не более 25% от общего количества усвояемых углеводов, при этом доля сахара как самостоятельного продукта питания не должна быть выше 10% от суточной калорийности ежедневной пищи.

Полисахариды

Полисахариды - это сложные соединения большого количества моносахаридов. Усвояемые полисахариды называются крахмальными, к ним относятся крахмал, инулин, гликоген.

Крахмальные полисахариды в процессе усвоения организмом расщепляются до простых сахаров. Этот процесс занимает длительное время и происходит в основном в кишечнике, поэтому крахмальные полисахариды нередко называют «медленными углеводами». Их доля в ежедневном количестве усвояемых углеводов должна составлять порядка 75-80%. Основная масса усвояемых полисахаридов приходится на долю крахмала. Наибольшее количество этого вещества содержится в изделиях из пшеничной муки (макароны, хлеб), крупах, картофеле и бобовых.

Неусвояемые полисахариды

Неусвояемые полисахариды - это пектины, гемицеллюлоза, целлюлоза, камедь, лигнин и т. д. Их называют пищевыми волокнами. Пищевые волокна практически не перевариваются организмом, однако оказывают существенное влияние на процесс переваривания пищи в целом, обеспечивают усвоение других веществ, регулируют моторику кишечника. Основным источником таких полисахаридов являются продукты растительного происхождения. В среднем человеку необходимо около 20 г пищевых волокон в сутки.

Усвоение углеводов связано с выработкой гормона поджелудочной железы
инсулина. При его недостатке использование глюкозы замедляется, ее уровень
в крови растет, что приводит к сахарному диабету. В этом случае количество
углеводов в рационе необходимо значительно сокращать.

Виды пищевых волокон

Целлюлоза - наиболее распространенный вид пищевых волокон. В популярной литературе целлюлозу, как правило, называют клетчаткой. Она содержится в зерне и муке грубого помола, бобовых, капусте, моркови. Клетчатка способствует нормализации микрофлоры кишечника, выведению излишков холестерина. Ее источники - отруби, сырые овощи (капуста, морковь, редька), яблоки , свежие ягоды с семенами.

Пектин имеет важное значение для выведения излишков холестерина, предотвращения гнилостных процессов в пищеварительном тракте. Этот вид углеводов содержится в овощах, ягодах и фруктах (особенно в вишне, сливе и яблоках), а также в цитрусовых и их кожуре.

Гемицеллюлоза обладает высокой способностью удерживать воду. Основная функция этого вида пищевых волокон - стимулирование кишечной моторики.

Лигнин вообще не усваивается организмом. Он отвечает за выведение продуктов обмена веществ.

Эксперт: Галина Филиппова, врач-терапевт, кандидат медицинских наук
Наталия Бакатина

В материале использованы фотографии, принадлежащие shutterstock.com

Углеводами называют вещества с общей формулой C n (H 2 O) m , где n и m могут иметь разные значения. Название «углеводы» отражает тот факт, что водород и кислород присутствуют в молекулах этих веществ в том же соотношении, что и в молекуле воды. Кроме углерода, водорода и кислорода, производные углеводов могут содержать и другие элементы, например азот.

Углеводы - одна из основных групп органических веществ клеток. Они представляют собой первичные продукты фотосинтеза и исходные продукты биосинтеза других органических веществ в растениях (органические кислоты, спирты, аминокислоты и др.), а также содержатся в клетках всех других организмов. В животной клетке содержание углеводов находится в пределах 1-2 %, в растительных оно может достигать в некоторых случаях 85-90 % массы сухого вещества.

Выделяют три группы углеводов:

моносахариды или простые сахара;
олигосахариды - соединения, состоящие из 2-10 последовательно соединенных молекул простых сахаров (например, дисахариды, трисахариды и т. д.).
полисахариды состоят более чем из 10 молекул простых сахаров или их производных (крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин).

Моносахариды (простые сахара)

В зависимости от длины углеродного скелета (количества атомов углерода) моносахариды разделяют на триозы (C 3), тетрозы (C 4), пентозы (C 5), гексозы (C 6), гептозы (C 7).

Молекулы моносахаридов являются либо альдегидоспиртами (альдозами), либо кетоспиртами (кетозами). Химические, свойства этих веществ определяются прежде всего альдегидными или кетонными группировками, входящими в состав их молекул.

Моносахариды хорошо растворяются в воде, сладкие на вкус.

При растворении в воде моносахариды, начиная с пентоз, приобретают кольцевую форму.

Циклические структуры пентоз и гексоз - обычные их формы: в любой данный момент лишь небольшая часть молекул существует в виде «открытой цепи». В состав олиго- и полисахаридов также входят циклические формы моносахаридов.

Кроме сахаров, у которых все атомы углерода связаны с атомами кислорода, есть частично восстановленные сахара, важнейшим из которых является дезоксирибоза.

Олигосахариды

При гидролизе олигосахариды образуют несколько молекул простых сахаров. В олигосахаридах молекулы простых сахаров соединены так называемыми гликозидными связями , соединяющими атом углерода одной молекулы через кислород с атомом углерода другой молекулы.

К наиболее важным олигосахаридам относятся мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) и сахароза (тростниковый или свекловичный сахар). Эти сахара называют также дисахаридами. По своим свойствам дисахариды блоки к моносахаридам. Они хорошо растворяются в воде и имеют сладкий вкус.

Полисахариды

Это высокомолекулярные (до 10 000 000 Да) полимерные биомолекулы, состоящие из большого числа мономеров - простых сахаров и их производных.

Полисахариды могут состоять из моносахаридов одного или разных типов. В первом случае они называются гомополисахариды (крахмал, целлюлоза, хитин и др.), во втором - гетерополисахариды (гепарин). Все полисахариды не растворимы в воде и не имеют сладкого вкуса. Некоторые из них способны набухать и ослизняться.

Наиболее важными полисахаридами являются следующие.

Целлюлоза - линейный полисахарид, состоящий из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных между собой водородными связями. Каждая цепь образована остатками β-D-глюкозы. Такая структура препятствует проникновению воды, очень прочна на разрыв, что обеспечивает устойчивость оболочек клеток растений, в составе которых 26-40 % целлюлозы.

Целлюлоза служит пищей для многих животных, бактерий и грибов. Однако большинство животных, в том числе и человек, не могут усваивать целлюлозу, поскольку в их желудочно-кишечном тракте отсутствует фермент целлюлаза, расщепляющий целлюлозу до глюкозы. В то же время целлюлозные волокна играют важную роль в питании, поскольку они придают пище объемность и грубую консистенцию, стимулируют перистальтику кишечника.

Крахмал и гликоген . Эти полисахариды являются основными формами запасания глюкозы у растений (крахмал), животных, человека и грибов (гликоген). При их гидролизе в организмах образуется глюкоза, необходимая для процессов жизнедеятельности.

Хитин образован молекулами β-глюкозы, в которой спиртовая группа при втором атоме углерода замещена азотсодержащей группой NHCOCH 3 . Его длинные параллельные цепи так же, как и цепи целлюлозы, собраны в пучки.

Хитин - основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Функции углеводов

Энергетическая . Глюкоза является основным источником энергии, высвобождаемой в клетках живых организмов в ходе клеточного дыхания (1 г углеводов при окислении высвобождает 17,6 кДж энергии).

Структурная . Целлюлоза входит в состав клеточных оболочек растений; хитин является структурным компонентом покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Некоторые олигосахариды входят в состав цитоплазматической мембраны клетки (в виде гликопротеидов и гликолипидов) и образуют гликокаликс.

Метаболическая . Пентозы участвуют в синтезе нуклеотидов (рибоза входит в состав нуклеотидов РНК, дезоксирибоза - в состав нуклеотидов ДНК), некоторых коферментов (например, НАД, НАДФ, кофермента А, ФАД), АМФ; принимают участие в фотосинтезе (рибулозодифосфат является акцептором СO 2 в темновой фазе фотосинтеза).

Пентозы и гексозы участвуют в синтезе полисахаридов; в этой роли особенно важна глюкоза.

Углеводы - кислородсодержащие органические вещества, в которых водород и кислород находятся, как правило, в соотношении 2:1 (как и в молекуле воды).

Общая формула большинства углеводов - C n (H 2 O) m . Но этой общей формуле отвечают и некоторые другие соединения, не являющиеся углеводами, например: C(H 2 O) то есть HCHO или C 2 (H 2 O) 2 то есть CH 3 COOH.

В линейных формах молекул углеводов всегда присутствует карбонильная группа (как таковая, или в составе альдегидной группы). И в линейной, и в циклической формах молекул углеводов присутствуют несколько гидроксильных групп. Поэтому углеводы относят к двуфункциональным соединениям.

Углеводы по их способности гидролизоваться делятся на три основных группы: моносахариды, дисахариды и полисахариды. Моносахариды (например, глюкоза) не гидролизуется, молекулы дисахаридов (например, сахарозы) гидролизуются с образованием двух молекул моносахаридов, а молекулы полисахаридов (наример, крахмала) гидролизуются с образованием множества молекул моносахаридов.

Моносахариды

Если в линейной форме молекулы моносахарида есть альдегидная группа, то такой углевод относится к альдозам, т. е. представляет собой альдегидоспирт (альдозу), если же карбонильная группа в линейной форме молекулы не связана с атомом водорода, то это кетоноспирт (кетоза)

По числу атомов углерода в молекуле моносахариды делятся на триозы (n = 3), тетрозы (n = 4), пентозы (n =5), гексозы (n = 6) и т. д. В природе чаще всего встречаются пентозы и гексозы.

Если в линейной форме молекулы гексозы есть альдегидная группа, то такой углевод относится к альдогексозам (например, глюкоза), а если только карбонильная, то - к кетогексозам (например, фруктоза)

Глюкоза (пример альдогексозы)	Фруктоза (пример кетогексозы)	Рибоза (пример альдопентозы)
	Структурные формулы циклической формы	Структурные формулы циклической формы
	Структурные формулы линейной формы	Структурные формулы линейной формы

Сложность химического и пространственного строения моносахаридов приводит к тому, что у них существует множество изомеров, так, например, существует несколько десятков изомерных гексоз.

Картина осложняется еще и тем, что при растворении моносахаридов у части молекул происходит обратимое раскрытие цикла, а обратная циклизация может привести к образованию другого изомера. Для -глюкозы (обычной кристаллической формы глюкозы) этот процесс выражается следующим уравнением:


-форма		альдегидная (линейная)форма		-форма

Физические свойства моносахаридов: бесцветные кристаллические вещества, растворимые в воде, на вкус сладкие.

Химические свойства глюкозы

Являясь двуфункциональным соединением, глюкоза проявляет свойства многоатомного спирта и альдегида (в растворе) - качественная реакция.

Дисахариды

Из дисахаридов наибольшее значение имеет сахароза C 12 H 22 O 11:

Молекула сахарозы состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы.

Физические свойства: бесцветное кристаллическое вещество, очень хорошо растворимое в воде, сладкое на вкус.

Молекулы крахмала свернуты в спираль, большая часть молекул разветвлена. Молекулярная масса крахмала меньше молекулярной массы целлюлозы. Крахмал - аморфное вещество, нерастворимое в холодной воде, но частично растворимое в горячей.

Химические свойства

Углеводы широко распространены в природе, главным образом, в растительном мире. Это обширный класс органических соединений, образующихся в растениях в ходе фотосинтеза, благодаря ассимиляции хлорофиллом углекислого газа воздуха под действием солнечных лучей. Углеводы являются важным энергетическим компонентом пищи, причем по количеству преобладают в ней над всеми другими компонентами.

Углеводы – это вещества, состоящие из углерода, кислорода и водорода. Все углеводы делятся на две группы: простые и сложные. Простыми (моносахаридами) называют углеводы, которые не способны гидролизоваться с образованием более простых соединений. Обычно их состав отвечает формуле С n Н 2 n О n , т.е. число атомов углерода равно числу атомов кислорода. Сложные углеводы (полисахариды) – углеводы, способные гидролизоваться (Гидро́лиз (от др.-греч. ὕδωρ - вода + λύσις - разложение) - один из видов химических реакций сольволиза, где при взаимодействии веществ с водой происходит разложение исходного вещества с образованием новых соединений) на более простые. Сложные углеводы очень разнообразны по составу, молекулярной массе, а следовательно, и по свойствам. Их делят на две группы:

Низкомолекулярные (олигосахариды);

Высокомолекулярные (полисахариды II порядка).

Моносахариды – твердые кристаллические вещества, они гигроскопичны, хорошо растворяются в воде. Главными представителями моносахаридов являются глюкоза и фруктоза.

Глюкоза С 6 Н 12 О 6 (виноградный сахар) широко распространена в природе, в свободном виде содержится в зеленых частях растений, различных фруктах и ягодах, меде. Входит в состав важнейших полисахаридов: сахарозы, крахмала, клетчатки. В промышленности глюкозу получают путем гидролиза крахмала.

Фруктоза С 6 Н 12 О 6 (фруктовый сахар) в свободном состоянии содержится в зеленых частях растений, нектаре цветов, семенах, меде, входит в состав сахарозы.

Из олигосахаридов особое значение имеют дисахариды, наибольшее пищевое значение имеют три дисахарида: сахароза, мальтоза и лактоза. Все они являются кристаллическими веществами, хорошо растворимыми в воде.

Сахароза С 12 Н 22 О 11 (тростниковый или свекловичный сахар) состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы. Это наиболее известный и широко применяемый в питании и пищевой промышленности сахар. Содержится в листьях, стеблях, семенах, плодах, клубнях растений. В сахарной свекле от 15 до 22 % сахарозы, сахарном тростнике 12-15 %, это основные источники ее получения.

Мальтоза С 12 Н 22 О 11 (солодовый сахар) состоит из двух остатков глюкозы. В свободном состоянии в природе встречается главным образом в семенах злаковых культур, особенно при их прорастании. Образуется при неполном гидролизе крахмала кислотами или ферментами.

Лактоза С 12 Н 22 О 11 (молочный сахар) содержится в молоке всех млекопитающихся, в коровьем молоке ее 4-5 %. Состоит из остатков глюкозы и галактозы.

Моно- и дисахариды имеют сладкий вкус, за что получили название сахаров, но степень их сладости неодинакова. Относительная сладость сахаров в условных единицах: сахароза – 100, фруктоза – 173, глюкоза – 74, мальтоза – 32, лактоза – 16.

Полисахариды II порядка – высокомолекулярные соединения, состоящие из большого числа остатков моносахаров. Они делятся на гомополисахариды, построенные из молекул моносахаридов одного вида (крахмал, клетчатка, гликоген), и гетерополисахариды, состоящие из остатков различных моносахаридов (пектиновые вещества).

Крахмал (С 6 Н 10 О 5) n – резервный полисахарид, главный компонент зерна, картофеля. Наиболее важный по своей пищевой ценности и использованию в пищевой промышленности полисахарид. В растениях он находится в виде зерен, размер и форма которых различны в разных культурах. Крахмал – смесь полимеров двух типов, построенных из остатков глюкозы: амилозы и амилопектина. Их содержание в крахмале зависит от культуры и колеблется от 18 до 25 % амилозы и 75-82 % амилопектина.

Гликоген (животный крахмал) состоит из остатков глюкозы. Важный энергетический запасной материал животных (в печени – до 10 %, мышцах – 0,3-1% гликогена). По своему строению напоминает амилопектин, но более разветвлен. Гликоген хорошо растворяется в горячей воде.

Клетчатка (целлюлоза) (С 6 Н 10 О 5) n – самый распространенный высокомолекулярный полисахарид. Это основной компонент и опорный материал клеточных стенок растений. Содержание клетчатки в древесине – 40-50 %. Молекула клетчатки имеет линейное строение и состоит из 600-900 остатков глюкозы. Молекулы клетчатки с помощью водородных связей объединены в мицеллы (пучки), состоящие из параллельных цепей. В воде клетчатка не растворяется, устойчива к действию разбавленных кислот и щелочей.

Углеводы играют исключительно важную роль в питании человека и основным их источником являются растительные продукты. Они выполняют в организме пластические функции, так как входят в состав его тканей и жидкостей; оказывают тонизирующее действие на центральную нервную систему; осуществляют регулирующее действие при обмене веществ. Углеводы и их производные выполняют в организме ряд защитных функций, с их помощью выводятся некоторые токсичные вещества.

В зависимости от участия в обмене веществ углеводы условно можно разделить на две группы:

Усвояемые организмом человека – моно- и дисахариды, крахмал, гликоген;

Неусвояемые – пищевые волокна – клетчатка, пектиновые вещества.

Усвояемые углеводы дают организму 50-60 % энергии, необходимой для нормальной жизнедеятельности. Суточная потребность взрослого человека в усвояемых углеводах составляет 360-400 г, в том числе 50-100 г сахаров. Оптимальное содержание пищевых волокон в суточном рационе 20-25 г.

Глюкоза – единственный углевод, который циркулирует в крови, важнейшим потребителем глюкозы является мозг. Содержание глюкозы в организме зависит от количества углеводов в рационе, ее нормальный уровень в крови составляет 80-100 мг/100мл и регулируется гормоном поджелудочной железы – инсулином. Снижение содержания сахара в крови вызывает нарушение поведения, бред, потерю сознания и, в конечном счете, структурные повреждения мозга, приводящие к смерти. При недостатке глюкозы ее запасы могут компенсироваться за счет расщепления сахарозы, крахмала и других полисахаридов.

Фруктоза наиболее благоприятный в гигиеническом отношении углевод: для своего усвоения не требует инсулина, не является фактором увеличения концентрации сахара в крови, не вызывает кариес зубов в отличие от глюкозы и сахарозы.

Сахароза выполняет только энергетическую функцию, но при этом вызывает очень быстрое увеличение содержания глюкозы в крови и препятствует транспорту холестерина.

Лактоза способствует развитию в желудочно-кишечном тракте молочнокислых бактерий, являющихся антагонистами гнилостной и патогенной микрофлоры. Однако у некоторых людей отсутствует или недостаточна активность фермента, расщепляющего лактозу, поэтому они страдают непереносимостью молока.

Крахмал – основной источник углеводов для организма, в нативном состоянии не усваивается, т.к. защищен клеточной стенкой-клетчаткой, а подвергается перевариванию после термической обработки. Крахмал усваивается медленнее других углеводов, поскольку предварительно должна пройти его деполимеризация – расщепление до глюкозы, поэтому потребление крахмала не приводит к быстрому увеличению содержания глюкозы в крови.

Пищевые волокна также обладают определенной пищевой ценностью, хотя и не усваиваются организмом человека, т.к. он не продуцирует ферментов, необходимых для их расщепления.

Клетчатка нормализует деятельность полезной микрофлоры кишечника, способствует нормальному продвижению пищи по желудочно-кишечному тракту, тем самым препятствует задержке каловых масс в толстой кишке. Это имеет важное значение в профилактике рака толстой кишки. Клетчатка способствует выведению из организма холестерина, создает чувство насыщенности, снижает аппетит. Дефицит клетчатки в рационе способствует ожирению, развитию желче-каменной болезни, сердечно-сосудистых заболеваний. Вместе с тем избыток клетчатки снижает усвояемость пищевых веществ, особенно некоторых витаминов и минеральных веществ.

Белки

Белки представляют собой важнейшую составную часть пищи. Это высокомолекулярные природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот.

Из природных аминокислот (их около 150) лишь 22 аминокислоты входят в состав белков. В молекуле белка аминокислоты соединены между собой пептидными связями

По степени сложности белки делят:

На протеины (простые), состоящие только из остатков аминокислот;

Протеиды (сложные), состоящие из белковой и небелковой (нуклеиновые кислоты, липиды, фосфорная кислота и др.) частей.

Протеины по растворимости в отдельных растворителях подразделяются на:

Альбумины – белки растворимые в воде;

Глобулины – растворяются в водных растворах солей;

Проламины – растворяются в 60-80% растворе этилового спирта;

Глютелины – растворяются только в растворах щелочей.

Белки составляют важнейшую часть всех клеток и тканей живых организмов.

Значение белков для организма человека определяется не только многообразием их функций, но и незаменимостью их другими пищевыми веществами. Поступая в организм, белки пищи подвергаются действию ферментов и в итоге превращаются в составляющие их аминокислоты. Аминокислоты всасываются в кровь, разносятся ко всем органам и расходуются на обновление белков организма. Классификация биологических функций белков приведена на рис. 3.