Šioje medžiagoje mes visiškai suprasime tokią informaciją kaip:
Angliavandeniai (taip pat vadinami sacharidais) yra natūralios kilmės organiniai junginiai, kurių daugiausia randama augalų pasaulyje. Jie susidaro augaluose fotosintezės proceso metu ir yra beveik bet kuriame augaliniame maiste. Angliavandeniuose yra anglies, deguonies ir vandenilio. Angliavandeniai į žmogaus organizmą daugiausia patenka su maistu (yra grūduose, vaisiuose, daržovėse, ankštiniuose ir kituose produktuose), taip pat gaminami iš tam tikrų rūgščių ir riebalų.
Angliavandeniai yra ne tik pagrindinis žmogaus energijos šaltinis, bet ir atlieka daugybę kitų funkcijų:
Žinoma, jei angliavandenius vertinsime tik raumenų masės auginimo požiūriu, jie veikia kaip prieinamas energijos šaltinis. Apskritai organizmo energijos atsargos yra riebalų (apie 80%), baltymų – 18%, o angliavandenių – tik 2%.
Svarbu: angliavandeniai kaupiasi žmogaus organizme kartu su vandeniu (1g angliavandenių reikia 4g vandens). Tačiau riebalų sankaupoms vandens nereikia, todėl lengviau juos sukaupti, o vėliau panaudoti kaip atsarginį energijos šaltinį.
Visus angliavandenius galima suskirstyti į du tipus (žr. paveikslėlį): paprastus (monosacharidai ir disacharidai) ir kompleksinius (oligosacharidai, polisacharidai, skaidulos).
Juose yra viena cukraus grupė, pavyzdžiui: gliukozė, fruktorius, galaktozė. O dabar apie kiekvieną išsamiau.
gliukozė- yra pagrindinis „degalai“ Žmogaus kūnas ir aprūpina smegenis energija. Jis taip pat dalyvauja glikogeno susidarymo procese ir normalus funkcionavimas Raudoniesiems kraujo kūneliams per dieną reikia apie 40 g gliukozės. Kartu su maistu žmogus suvartoja apie 18g, o paros dozė – 140g (būtina tinkamas veikimas Centrinė nervų sistema).
Kyla natūralus klausimas: iš kur organizmas gauna savo darbui reikalingą gliukozės kiekį? Visų pirmą. Žmogaus kūne viskas apgalvota iki smulkmenų, o gliukozės atsargos kaupiamos glikogeno junginių pavidalu. Ir kai tik kūnas reikalauja „papildyti degalų“, kai kurios molekulės suskaidomos ir naudojamos.
Gliukozės kiekis kraujyje yra gana pastovus dydis ir jį reguliuoja specialus hormonas (insulinas). Kai tik žmogus suvartoja daug angliavandenių ir staigiai pakyla gliukozės kiekis, pradeda veikti insulinas, o tai sumažina jo kiekį. reikalingas lygis. Ir jūs neturite jaudintis dėl suvalgytų angliavandenių porcijos; būtent tiek, kiek jūsų organizmui reikia, pateks į jūsų kraują (dėl insulino veikimo).
Maisto produktai, kuriuose gausu gliukozės, yra šie:
Svarbu: Gliukozės saldumas siekia 74 vienetus, o sacharozės – 100 vienetų.
Fruktozė yra natūralus cukrus, randamas daržovėse ir vaisiuose. Tačiau svarbu atsiminti, kad fruktozės vartojimas dideliais kiekiais ne tik neduoda naudos, bet ir daro žalą. Didelės fruktozės porcijos patenka į žarnyną ir padidina insulino sekreciją. Ir jei šiuo metu neužsiimate aktyvia fizine veikla, visa gliukozė yra kaupiama riebalų sankaupų pavidalu. Pagrindiniai fruktozės šaltiniai yra tokie maisto produktai kaip:
Fruktozė yra daug saldesnė už gliukozę (2,5 karto), tačiau nepaisant to, ji nesunaikina dantų ir nesukelia ėduonies. Galaktozė beveik niekada nerandama laisvos formos, bet dažniausiai yra pieno cukraus, vadinamo laktoze, sudedamoji dalis.
Disacharidai visada apima paprastus cukrus (2 molekulės) ir vieną gliukozės (sacharozės, maltozės, laktozės) molekulę. Pažvelkime į kiekvieną iš jų atidžiau.
Sacharozė susideda iš fruktozės ir gliukozės molekulių. Dažniausiai jis kasdieniame gyvenime randamas paprasto cukraus pavidalu, kurį naudojame gamindami ir tiesiog dedame į arbatą. Taigi, būtent šis cukrus nusėda į poodinių riebalų sluoksnį, todėl suvartotu kiekiu nereikėtų nusigauti net ir arbatoje. Pagrindiniai sacharozės šaltiniai yra cukrus ir burokėliai, slyvos ir uogienė, ledai ir medus.
Maltozė yra junginys iš 2 gliukozės molekulių, kurių dideliais kiekiais randama tokiuose produktuose kaip alus, melasa, medus, melasa ir bet kokie konditerijos gaminiai. Laktozė daugiausia randama pieno produktuose, o žarnyne ji suskaidoma ir virsta galaktoze bei gliukoze. Daugiausia laktozės yra piene, varškėje, kefyre.
Dabar, kai susidorojome su paprastais angliavandeniais, laikas pereiti prie sudėtingų.
Visus sudėtingus angliavandenius galima suskirstyti į dvi kategorijas:
Krakmolas yra pagrindinis angliavandenių šaltinis, kuris sudaro mitybos piramidės pagrindą. Daugiausia jo yra grūdiniuose augaluose, ankštiniuose augaluose ir bulvėse. Pagrindiniai krakmolo šaltiniai yra grikiai, avižiniai dribsniai, perlinės kruopos, taip pat lęšiai ir žirniai.
Svarbu: Į savo racioną įtraukite keptas bulves, kuriose yra daug kalio ir kitų mineralų. Tai ypač svarbu, nes verdant krakmolo molekulės išsipučia ir mažina produkto maistinę vertę. Tai yra, iš pradžių produkte gali būti 70%, bet po virimo gali nelikti net 20%.
Fiber groja labai gerai svarbus vaidmuožmogaus organizmo veikloje. Su jo pagalba normalizuojamas žarnyno ir viso virškinimo trakto darbas. Jis taip pat sukuria reikiamą maistinę terpę svarbiems mikroorganizmams žarnyne vystytis. Organizmas ląstelienos praktiškai nevirškina, tačiau suteikia greito sotumo jausmą. Daržovės, vaisiai ir rupių miltų duona (kurioje yra daug skaidulų) naudojami nutukimui išvengti (nes greitai pasijaučiate sotūs).
Dabar pereikime prie kitų procesų, susijusių su angliavandeniais.
Angliavandenių atsargos žmogaus organizme yra raumenyse (esančios 2/3 viso kiekio), o likusi dalis yra kepenyse. Viso tiekimo užtenka tik 12-18 valandų. O jei atsargos nepasipildo, organizmas pradeda jausti trūkumą, o jam reikalingas medžiagas sintezuoja iš baltymų ir tarpinių medžiagų apykaitos produktų. Dėl to glikogeno atsargos kepenyse gali būti gerokai išeikvotos, o tai sukels riebalų nusėdimą jų ląstelėse.
Per klaidą daugelis lieknėjančių žmonių, norėdami „veiksmingesnio“ rezultato, gerokai sumažina suvartojamų angliavandenių kiekį, tikėdamiesi, kad organizmas išnaudos riebalų atsargas. Tiesą sakant, pirmiausia suvartojami baltymai, o tik tada kaupiasi riebalai. Svarbu atsiminti, kad didelis angliavandenių kiekis greitai priaugs svorio tik tuo atveju, jei į organizmą pateks didelėmis porcijomis (ir jie taip pat turi būti greitai virškinami).
Angliavandenių apykaita priklauso nuo to, kiek gliukozės yra kraujotakos sistemoje, ir skirstoma į tris procesų tipus:
Anksti ryte (pabudus) gliukozės atsargos kraujyje smarkiai sumažėja dėl paprastos priežasties – trūksta vaisių, daržovių ir kitų maisto produktų, kuriuose yra gliukozės. Kūnas maitinamas ir mūsų pačių, iš kurių 75% atliekama glikolizės procese, o 25% - gliukoneogenezėje. Tai yra, paaiškėja, kad rytinis laikas laikomas optimaliu, kad būtų galima panaudoti esamas riebalų atsargas kaip energijos šaltinį. Pridėkite lengvų kardio pratimų ir galėsite atsikratyti kelių papildomų kilogramų.
Dabar pagaliau pereiname prie praktinės klausimo dalies, būtent: kokie angliavandeniai yra naudingi sportininkams, taip pat kokiais optimaliais kiekiais jų reikėtų vartoti.
Kalbant apie angliavandenius, negalima nepaminėti termino „glikemijos indeksas“ - tai yra angliavandenių pasisavinimo greitis. Tai rodiklis, kaip greitai tam tikras produktas gali padidinti gliukozės kiekį kraujyje. Didžiausias glikemijos indeksas yra 100 ir reiškia pačią gliukozę. Organizmas, suvartojęs maistą su aukštu glikemijos indeksu, pradeda kaupti kalorijas ir kaupia riebalų sankaupas po oda. Taigi visi maisto produktai, turintys didelę GI vertę, yra tikri kompanionai norint greitai priaugti papildomų svarų.
Produktai su mažu GI indeksu yra angliavandenių šaltinis, kuris ilgą laiką, nuolat ir tolygiai maitina organizmą ir užtikrina sistemingą gliukozės patekimą į kraują. Jų pagalba galima kuo teisingiau priderinti kūną prie ilgalaikio sotumo jausmo, taip pat paruošti kūną aktyviam darbui. fizinė veikla salėje. Maisto produktams yra net specialios lentelės, kuriose nurodomas glikemijos indeksas (žr. paveikslėlį).
Dabar atėjo momentas, kai išsiaiškiname, kiek angliavandenių mums reikia suvartoti gramais. Logiška manyti, kad kultūrizmas yra labai daug energijos reikalaujantis procesas. Todėl jei norite, kad treniruočių kokybė nenukentėtų, turite aprūpinti organizmą pakankamu kiekiu „lėtųjų“ angliavandenių (apie 60-65%).
Svarbu atsiminti, kad per dieną nereikia nukristi žemiau 100 g, taip pat turėti 25–30 g atsargų, tai yra skaidulos.
Prisiminkite ir tai dažnas žmogus per dieną suvartoja apie 250-300g angliavandenių. Treniruojantiems salėje su svarmenimis dienos norma didėja ir siekia 450-550g. Tačiau juos vis tiek reikia naudoti teisingai ir tinkamai Tikslus laikas(pirmoje dienos pusėje). Kodėl jums reikia tai daryti? Schema paprasta: pirmoje dienos pusėje (po miego) organizmas kaupia angliavandenius, kad jais „pamaitintų“ savo organizmą (o tai būtina raumenų glikogenui). Likusį laiką (po 12 valandų) angliavandeniai ramiai nusėda riebalų pavidalu. Taigi laikykitės taisyklės: daugiau ryte, mažiau vakare. Po treniruotės svarbu laikytis baltymų-angliavandenių lango taisyklių.
Svarbu: baltymų-angliavandenių langas – trumpas laiko tarpas, per kurį žmogaus organizmas tampa pajėgus pasisavinti padidėjusį maistinių medžiagų kiekį (naudojamų energijos ir raumenų atsargoms atkurti).
Jau tapo aišku, kad organizmas turi nuolat gauti maitinimą „teisingais“ angliavandeniais. Norėdami suprasti kiekybines vertes, apsvarstykite toliau pateiktą lentelę.
„Teisingų“ angliavandenių sąvoka apima tas medžiagas, kurios turi didelę biologinę vertę (angliavandenių kiekis/100 g produkto) ir žemą glikemijos indeksą. Tai apima tokius produktus kaip:
Tai yra maisto produktai, kurie turėtų būti įtraukti į jūsų mitybą.
Geriausias laikas suvartoti angliavandenių dozę yra:
Be to, kiekvienas laikotarpis yra svarbus ir tarp jų nėra daugiau ar mažiau tinkamo. Taip pat ryte, be sveikų ir lėtųjų angliavandenių, galima suvalgyti ką nors saldaus (nedidelį greitųjų angliavandenių kiekį).
Prieš eidami į treniruotę (prieš 2-3 valandas), turite pamaitinti savo kūną angliavandeniais, kurių glikemijos indeksas yra vidutinis. Pavyzdžiui, valgykite makaronus arba kukurūzų/ryžių košę. Tai suteiks reikiamą energijos tiekimą raumenims ir smegenims.
Užsiėmimų metu sporto salėje galite naudoti tarpinę mitybą, tai yra gerti angliavandenių turinčius gėrimus (200 ml kas 20 minučių). Tai turės dvigubą naudą:
Po treniruotės geriausia išgerti sočiųjų baltymų-angliavandenių kokteilį, o po 1-1,5 valandos po treniruotės pavalgyti sočiai. Grikiai arba perlinių kruopų košė arba bulves.
Dabar pats laikas pakalbėti apie angliavandenių vaidmenį raumenų auginimo procese.
Visuotinai pripažįstama, kad tik baltymai yra raumenų statybinė medžiaga ir tik juos reikia vartoti norint auginti raumenų masę. Tiesą sakant, tai nėra visiškai tiesa. Be to, angliavandeniai ne tik padeda auginti raumenis, bet ir gali padėti numesti papildomų svarų. Bet visa tai įmanoma tik tinkamai juos vartojant.
Svarbu: Kad organizme atsirastų 0,5 kg raumenų, reikia sudeginti 2500 kalorijų. Natūralu, kad baltymai negali užtikrinti tokio kiekio, todėl angliavandeniai gelbsti. Jie aprūpina organizmą reikiama energija ir apsaugo baltymus nuo sunaikinimo, todėl jie gali veikti kaip raumenų statybinė medžiaga. Angliavandeniai taip pat skatina greitą riebalų deginimą. Taip nutinka dėl to, kad pakankamas angliavandenių kiekis prisideda prie riebalų ląstelių, kurios nuolat deginamos fizinio krūvio metu, suvartojimo.
Taip pat svarbu atsiminti, kad priklausomai nuo sportininko treniruotės lygio, jo raumenys gali sukaupti didesnę glikogeno atsargą. Norint sukurti raumenų masę, kiekvienam kūno kilogramui reikia suvartoti 7 g angliavandenių. Nepamirškite, kad jei pradedate vartoti daugiau angliavandenių, tuomet ir krūvio intensyvumas turėtų būti padidintas.
Kad visiškai suprastumėte visas maistinių medžiagų ypatybes ir suprastumėte, ką ir kiek reikia vartoti (atsižvelgiant į amžių, fizinį aktyvumą ir lytį), atidžiai išstudijuokite toliau pateiktą lentelę.
Norint užtikrinti, kad jūsų treniruotės visada būtų veiksmingiausios ir kad tam turėtumėte daug jėgų ir energijos, svarbu laikytis tam tikrų taisyklių:
Jei laikysitės šių paprastos taisyklės, tada jūsų energija pastebimai padidės, o treniruočių efektyvumas padidės.
Dėl to norėčiau pasakyti, kad į mokymą reikia žiūrėti protingai ir kompetentingai. Tai yra, reikia atsiminti ne tik kokius pratimus, kaip juos atlikti ir kiek metodų. Tačiau atkreipkite dėmesį ir į mitybą, prisiminkite baltymus, riebalus, angliavandenius ir vandenį. Juk būtent tinkamų treniruočių ir kokybiškos mitybos derinys leis greitai pasiekti užsibrėžtą tikslą – gražų atletišką kūną. Produktai turi būti ne tik rinkinys, bet ir priemonė norimam rezultatui pasiekti. Tad galvok ne tik sporto salėje, bet ir valgydamas.
Patiko? - Pasakyk savo draugams!
Organiniai junginiai, kurie yra pagrindinis energijos šaltinis, vadinami angliavandeniais. Cukrus dažniausiai randamas augalinės kilmės maisto produktuose. Angliavandenių trūkumas gali sukelti kepenų veiklos sutrikimus, o jų perteklius padidina insulino kiekį. Pakalbėkime apie cukrų išsamiau.
Tai organiniai junginiai, kuriuose yra karbonilo grupė ir kelios hidroksilo grupės. Jie yra organizmų audinių dalis ir taip pat yra svarbi ląstelių dalis. Yra mono-, oligo- ir polisacharidai, taip pat sudėtingesni angliavandeniai, tokie kaip glikolipidai, glikozidai ir kt. Angliavandeniai yra fotosintezės produktas, taip pat pagrindinė kitų augalų junginių biosintezės pradinė medžiaga. Dėl didelės junginių įvairovės ši klasė gyvuose organizmuose gali atlikti įvairiapusį vaidmenį. Oksidacijos metu angliavandeniai suteikia energijos visoms ląstelėms. Jie dalyvauja formuojant imunitetą ir taip pat yra daugelio ląstelių struktūrų dalis.
Organiniai junginiai skirstomi į dvi grupes – paprastus ir sudėtingus. Pirmojo tipo angliavandeniai yra monosacharidai, kuriuose yra karbonilo grupė ir yra daugiahidročių alkoholių dariniai. Antrajai grupei priklauso oligosacharidai ir polisacharidai. Pirmieji susideda iš monosacharidų liekanų (nuo dviejų iki dešimties), kurios yra sujungtos glikozidine jungtimi. Pastarajame gali būti šimtai ir net tūkstančiai monomerų. Dažniausiai randamų angliavandenių lentelė yra tokia:
Angliavandenių sąrašas yra platus. Pažvelkime į kai kuriuos iš jų išsamiau.
Priklausomai nuo karbonilo grupės užimamos vietos molekulėje, išskiriami du monosacharidų tipai – aldozės ir ketozės. Pirmajame funkcinė grupė yra aldehidas, antrojoje - ketonas. Atsižvelgiant į molekulėje esančių anglies atomų skaičių, susidaro monosacharido pavadinimas. Pavyzdžiui, aldoheksozės, aldotetrozės, ketotriozės ir kt. Šios medžiagos dažniausiai yra bespalvės ir blogai tirpios alkoholyje, bet tirpsta vandenyje. Maisto produktuose esantys paprastieji angliavandeniai yra kieti ir nehidrolizuojasi virškinimo metu. Kai kurie atstovai turi saldų skonį.
O kaip su angliavandeniais? paprasta struktūra? Pirma, tai yra gliukozė arba aldoheksozė. Jis egzistuoja dviem formomis – linijiniu ir cikliniu. Tiksliausiai apibūdina Cheminės savybės gliukozė yra antroji forma. Aldoheksozėje yra šeši anglies atomai. Medžiaga neturi spalvos, bet skonis saldus. Jis gerai tirpsta vandenyje. Gliukozės galite rasti beveik visur. Jo yra augalų ir gyvūnų organuose, taip pat vaisiuose. Gamtoje aldoheksozė susidaro fotosintezės metu.
Antra, tai galaktozė. Medžiaga skiriasi nuo gliukozės erdviniu hidroksilo ir vandenilio grupių išsidėstymu ketvirtame molekulės anglies atome. Turi saldų skonį. Jis randamas gyvūnų ir augalų organizmuose, taip pat kai kuriuose mikroorganizmuose.
Ir trečiasis paprastųjų angliavandenių atstovas yra fruktozė. Medžiaga yra saldžiausias gamtoje gaunamas cukrus. Jo yra daržovėse, vaisiuose, uogose, meduje. Lengvai įsisavinamas organizme, greitai pašalinamas iš kraujo, o tai lemia jo vartojimą pacientams cukrinis diabetas. Fruktozė yra mažai kaloringa ir nesukelia dantų ėduonies.
Šios medžiagos paros norma neturi viršyti 50 g. Kalbant apie gliukozę, šiuo atveju santykis bus šiek tiek kitoks:
Norėdami apskaičiuoti per dieną suvartojamos medžiagos kiekį, savo svorį turite padauginti iš 2,6. Paprasti cukrūs suteikia žmogaus organizmui energijos ir padeda susidoroti su įvairiais toksinais. Tačiau mes neturime pamiršti, kad bet koks naudojimas turi būti saikingas, kitaip rimtos pasekmės netruks laukti.
Labiausiai paplitusios šios grupės rūšys yra disacharidai. Kas yra angliavandeniai, kuriuose yra keletas monosacharidų likučių? Tai glikozidai, turintys monomerų. Monosacharidai yra sujungti glikozidine jungtimi, kuri susidaro dėl hidroksilo grupių derinio. Pagal struktūrą disacharidai skirstomi į du tipus: redukuojančius ir neredukuojančius. Pirmasis apima maltozę ir laktozę, o antrasis - sacharozę. Redukcinis tipas turi gerą tirpumą ir saldų skonį. Oligosachariduose gali būti daugiau nei du monomerai. Jei monosacharidai yra vienodi, tai toks angliavandenis priklauso homopolisacharidų grupei, o jei skiriasi, tada heteropolisacharidams. Pastarojo tipo pavyzdys yra trisacharidinė rafinozė, kurioje yra gliukozės, fruktozės ir galaktozės likučių.
Pastaroji medžiaga gerai tirpsta ir yra saldaus skonio. Cukranendrės ir runkeliai yra disacharidų šaltiniai. Organizme hidrolizės metu sacharozė skyla į gliukozę ir fruktozę. Dideliais kiekiais disacharido yra rafinuotame cukruje (99,9 g 100 g produkto), džiovintose slyvose (67,4 g), vynuogėse (61,5 g) ir kituose produktuose. Vartojant per daug šios medžiagos, padidėja gebėjimas beveik visas maistines medžiagas paversti riebalais. Taip pat padidėja cholesterolio kiekis kraujyje. Didelis sacharozės kiekis neigiamai veikia žarnyno florą.
Pieno cukraus arba laktozės yra piene ir jo dariniuose. Specialaus fermento dėka angliavandeniai suskaidomi į galaktozę ir gliukozę. Jei jo nėra organizme, tada atsiranda pieno netoleravimas. Salyklo cukrus arba maltozė yra tarpinis glikogeno ir krakmolo skilimo produktas. Maisto produktuose šios medžiagos yra salykle, melasoje, meduje ir daigintuose grūduose. Angliavandenių laktozės ir maltozės sudėtį sudaro monomero liekanos. Tik pirmuoju atveju tai yra D-galaktozė ir D-gliukozė, o antruoju - dvi D-gliukozės. Abu angliavandeniai redukuoja cukrų.
Kas yra sudėtingi angliavandeniai? Jie skiriasi vienas nuo kito keliais būdais:
1. Pagal į grandinę įtrauktų monomerų struktūrą.
2. Pagal monosacharidų eiliškumą grandinėje.
3. Pagal glikozidinių ryšių, jungiančių monomerus, tipą.
Kaip ir oligosacharidus, šioje grupėje galima išskirti homo- ir heteropolisacharidus. Pirmasis apima celiuliozę ir krakmolą, o antrasis - chitiną ir glikogeną. Polisacharidai yra svarbus energijos šaltinis, susidarantis metabolizmo metu. Jie dalyvauja imuniniuose procesuose, taip pat ląstelių sukibime audiniuose.
Sudėtinių angliavandenių sąrašą sudaro krakmolas, celiuliozė ir glikogenas, mes pažvelgsime į juos išsamiau. Vienas pagrindinių angliavandenių tiekėjų yra krakmolas. Tai junginiai, kuriuose yra šimtai tūkstančių gliukozės likučių. Angliavandeniai gimsta ir saugomi grūdų pavidalu augalų chloroplastuose. Dėl hidrolizės krakmolas virsta vandenyje tirpiais cukrumi, o tai palengvina laisvą judėjimą per augalo dalis. Patekę į žmogaus organizmą, angliavandeniai pradeda skaidytis burnoje. Didžiausi krakmolo kiekiai yra javų grūduose, gumbuose ir augalų svogūnėliuose. Mityboje jis sudaro apie 80% viso suvartojamų angliavandenių kiekio. Didžiausias krakmolo kiekis 100 g produkto yra ryžiuose - 78 g. Šiek tiek mažiau makaronuose ir sorose - 70 ir 69 g. Šimte gramų ruginės duonos yra 48 g krakmolo, o toje pačioje porcijoje bulvių jo kiekis siekia tik 15 g.Žmogaus organizmo paros poreikis šio angliavandenio yra 330-450 g.
Grūdų produktuose taip pat yra skaidulų arba celiuliozės. Angliavandeniai yra augalų ląstelių sienelių dalis. Jo indėlis – 40–50 proc. Žmogus nesugeba virškinti celiuliozės, nes nėra reikalingo fermento, kuris atliktų hidrolizės procesą. Tačiau minkštos skaidulos, tokios kaip bulvės ir daržovės, gali būti gerai pasisavinamos virškinimo trakte. Koks šių angliavandenių kiekis yra 100 g maisto? Rugių ir kviečių sėlenos yra maisto produktai, kuriuose gausu skaidulų. Jų kiekis siekia 44 g.Kakavos milteliuose yra 35 g maistingų angliavandenių, o džiovintuose grybuose – tik 25. Erškėtuogėse ir maltoje kavoje – 22 ir 21 g.Vieni turtingiausių skaidulų vaisių – abrikosai ir figos. Angliavandenių kiekis juose siekia 18 g.Per dieną žmogus turi suvalgyti iki 35 g celiuliozės. didžiausias poreikis angliavandeniuose atsiranda nuo 14 iki 50 metų amžiaus.
Polisacharidas glikogenas naudojamas kaip energetinė medžiaga geram raumenų ir organų funkcionavimui. Jis neturi maistinės vertės, nes jo kiekis maiste yra labai mažas. Dėl panašios struktūros angliavandeniai kartais vadinami gyvuliniu krakmolu. Šioje formoje gliukozė saugoma gyvūnų ląstelėse (didžiausias kiekis – kepenyse ir raumenyse). Suaugusių žmonių kepenyse angliavandenių kiekis gali siekti iki 120 g. Pagal glikogeno kiekį pirmauja cukrus, medus ir šokoladas. Datos, razinos, marmeladas, saldūs šiaudeliai, bananai, arbūzas, persimonai ir figos taip pat pasižymi dideliu angliavandenių kiekiu. Dienos norma glikogeno yra 100 g per dieną. Jei žmogus intensyviai sportuoja ar daug dirba su protine veikla, angliavandenių kiekį reikėtų didinti. Glikogenas yra lengvai virškinamas angliavandenis, kaupiamas rezerve, vadinasi, naudojamas tik tada, kai trūksta energijos iš kitų medžiagų.
Polisacharidai taip pat apima šias medžiagas:
1. Chitinas. Jis yra nariuotakojų raginių membranų dalis, yra grybuose, žemesni augalai ir bestuburiuose gyvūnuose. Medžiaga atlieka atraminės medžiagos vaidmenį ir atlieka mechanines funkcijas.
2. Muraminas. Jis yra kaip mechaninė bakterijų ląstelės sienelės atraminė medžiaga.
3. Dekstranai. Polisacharidai veikia kaip kraujo plazmos pakaitalai. Jie gaunami mikroorganizmams veikiant sacharozės tirpalą.
4. Pektino medžiagos. Sumaišius su organinėmis rūgštimis, gali susidaryti želė ir marmeladas.
Žmogaus organizmui kasdien reikia tam tikro kiekio maistinių medžiagų. Pavyzdžiui, angliavandenių reikėtų suvartoti 6-8 g 1 kg kūno svorio. Jei žmogus veda aktyvų gyvenimo būdą, suma padidės. Angliavandeniai beveik visada yra maisto produktuose. Sudarykite jų buvimo 100 g maisto sąrašą:
Maistinės medžiagos į organizmą neturėtų patekti mažiau kaip 100 g per dieną. Priešingu atveju ląstelė negaus jai reikalingos energijos. Smegenys negalės atlikti savo analizės ir koordinavimo funkcijų, todėl raumenys negaus komandų, kurios galiausiai sukels ketozę.
Mes paaiškinome, kas yra angliavandeniai, bet be jų, baltymai yra būtina gyvybei medžiaga. Jie yra aminorūgščių grandinė, sujungta peptidine jungtimi. Priklausomai nuo jų sudėties, baltymai skiriasi savo savybėmis. Pavyzdžiui, šios medžiagos atlieka statybinės medžiagos vaidmenį, nes kiekviena kūno ląstelė jas įtraukia į savo sudėtį. Kai kurios baltymų rūšys yra fermentai ir hormonai, taip pat energijos šaltinis. Jie daro įtaką organizmo vystymuisi ir augimui, reguliuoja rūgščių-šarmų ir vandens balansą.
Angliavandenių maiste lentelė parodė, kad mėsoje ir žuvyje, taip pat kai kuriose daržovių rūšyse jų skaičius yra minimalus. Koks baltymų kiekis maiste? Turtingiausias produktas yra maistinė želatina, kurios 100 g yra 87,2 g medžiagos. Toliau ateina garstyčios (37,1 g) ir sojos (34,9 g). Kasdien suvartojamų baltymų ir angliavandenių santykis 1 kg svorio turi būti 0,8 g ir 7 g. Kad pirmoji medžiaga geriau pasisavintų, būtina valgyti maistą, kuriame ji įgauna lengvą formą. Tai taikoma baltymams, kurių yra fermentuotų pieno produktų ir kiaušiniuose. Baltymai ir angliavandeniai blogai derinami viename valgyje. Atskirų patiekalų lentelėje parodyta, kokių variantų geriausia vengti:
Puikiai dera su:
Taisyklės atskiras maitinimo šaltinis remiantis biochemijos dėsnių žiniomis ir informacija apie fermentų bei maisto sulčių darbą. Norint gerai virškinti, bet kokio tipo maistas reikalauja individualaus skrandžio skysčių rinkinio, tam tikro vandens kiekio, šarminės ar rūgštinės aplinkos ir fermentų buvimo arba nebuvimo. Pavyzdžiui, maistui, kuriame gausu angliavandenių, reikalingos virškinimo sultys su šarminiais fermentais, kurie skaido šias organines medžiagas, kad būtų geriau virškinama. Bet baltymų turinčiam maistui jau reikia rūgščių fermentų... Laikantis paprastų produktų derinimo taisyklių, žmogus stiprina sveikatą ir palaiko pastovų svorį, be dietų pagalbos.
„Greitos“ (arba „neteisingos“) medžiagos yra junginiai, kuriuose yra nedaug monosacharidų. Tokie angliavandeniai gali greitai pasisavinti, padidinti cukraus kiekį kraujyje, taip pat padidinti išsiskiriančio insulino kiekį. Pastarasis sumažina cukraus kiekį kraujyje, paversdamas jį riebalais. Didžiausią pavojų savo svorį stebinčiam žmogui kelia angliavandenių valgymas po pietų. Šiuo metu organizmas labiausiai linkęs didinti riebalų masę. Kur tiksliai yra netinkamų angliavandenių? Žemiau išvardyti produktai:
1. Konditerijos gaminiai.
3. Uogienė.
4. Saldžios sultys ir kompotai.
7. Bulvės.
8. Makaronai.
9. Baltieji ryžiai.
10. Šokoladas.
Tai daugiausia produktai, kuriems nereikia ilgo virimo. Po tokio valgio reikia daug judėti, kitaip antsvorio paskelbs apie save.
„Tinkamuose“ angliavandeniuose yra daugiau nei trys paprasti monomerai. Jie įsisavinami lėtai ir nesukelia staigaus cukraus padidėjimo. Šio tipo angliavandeniuose yra daug skaidulų, kurios praktiškai nėra virškinamos. Šiuo atžvilgiu žmogus ilgai išlieka sotus, tokiam maistui suskaidyti reikia papildomos energijos, be to, natūraliai išsivalo organizmas. Sudarykite sudėtingų angliavandenių, tiksliau, maisto produktų, kuriuose jie yra, sąrašą:
Norėdami išlaikyti gerą formą, turite valgyti daugiau „gerųjų“ angliavandenių maiste ir kuo mažiau „blogųjų“. Pastaruosius geriausia gerti pirmoje dienos pusėje. Jei jums reikia numesti svorio, geriau atsisakyti „neteisingų“ angliavandenių vartojimo, nes juos vartojant žmogus gauna didesnį kiekį maisto. „Teisingos“ maistinės medžiagos turi mažai kalorijų, todėl ilgą laiką galite jaustis sotūs. Tai nereiškia visiško „blogųjų“ angliavandenių atsisakymo, o tik protingą jų naudojimą.
ANGLIAVANDENIAI
Angliavandeniai yra visų augalų ir gyvūnų organizmų ląstelių ir audinių dalis ir pagal svorį sudaro didžiąją dalį organinių medžiagų Žemėje. Angliavandeniai sudaro apie 80% sausosios medžiagos augaluose ir apie 20% gyvūnų. Augalai sintetina angliavandenius iš organiniai junginiai - anglies dioksidas ir vandens (CO 2 ir H 2 O).
Angliavandeniai skirstomi į dvi grupes: monosacharidus (monozes) ir polisacharidus (poliozes).
Norėdami išsamiai ištirti medžiagą, susijusią su angliavandenių klasifikacija, izomerija, nomenklatūra, struktūra ir kt., turite pažiūrėti animacinius filmus "Angliavandeniai. Genetinis D - cukrų serija“ ir „Hawortho formulių konstravimas D - galaktozė“ (šis vaizdo įrašas pasiekiamas tik CD-ROM ). Šių filmų tekstai buvo perkelti į šį poskyrį ir pateikti toliau.
"Angliavandeniai yra plačiai paplitę gamtoje ir atlieka įvairias svarbias funkcijas gyvuose organizmuose. Jie tiekia energiją biologiniams procesams, taip pat yra pradinė medžiaga kitų tarpinių ar galutinių metabolitų sintezei organizme. Angliavandeniai turi bendrą formulę. Cn(H2O)m , iš kur kilo šių natūralių junginių pavadinimas.
Angliavandeniai skirstomi į paprastus cukrus arba monosacharidus ir šių paprastų cukrų arba polisacharidų polimerus. Tarp polisacharidų reikėtų išskirti oligosacharidų grupę, kurios molekulėje yra nuo 2 iki 10 monosacharidų liekanų. Tai visų pirma apima disacharidus.
Monosacharidai yra heterofunkciniai junginiai. Jų molekulėse vienu metu yra ir karbonilo (aldehido arba ketono), ir kelios hidroksilo grupės, t.y. monosacharidai yra polihidroksikarbonilo junginiai – polihidroksialdehidai ir polihidroksiketonai. Priklausomai nuo to, monosacharidai skirstomi į aldozes (monosacharidas turi aldehido grupę) ir ketozes (turi keto grupę). Pavyzdžiui, gliukozė yra aldozė, o fruktozė yra ketozė.
(gliukozė (aldozė)(fruktozė (ketozė))
Priklausomai nuo anglies atomų skaičiaus molekulėje, monosacharidas vadinamas tetroze, pentoze, heksoze ir kt. Jei sujungsime paskutinius du klasifikavimo tipus, tai gliukozė yra aldoheksozė, o fruktozė – ketoheksozė. Dauguma natūralių monosacharidų yra pentozė ir heksozė.
Monosacharidai vaizduojami Fišerio projekcijos formulių pavidalu, t.y. tetraedrinio anglies atomų modelio projekcijos į piešimo plokštumą forma. Anglies grandinė juose parašyta vertikaliai. Aldozėse aldehido grupė yra viršuje, ketozėse pirminė alkoholio grupė yra šalia karbonilo grupės. Vandenilio atomas ir hidroksilo grupė prie asimetrinio anglies atomo yra išdėstyti horizontalioje linijoje. Asimetriškas anglies atomas yra gautame dviejų tiesių linijų kryželyje ir nėra pažymėtas simboliu. Anglies grandinės numeracija prasideda nuo grupių, esančių viršuje. (Apibrėžkime asimetrinį anglies atomą: tai anglies atomas, prijungtas prie keturių skirtingų atomų ar grupių.)
Absoliučios konfigūracijos nustatymas, t.y. tikrasis erdvinis pakaitų išsidėstymas ant asimetrinio anglies atomo yra labai daug darbo reikalaujanti užduotis ir iki tam tikro laiko tai buvo net neįmanoma užduotis. Galima charakterizuoti ryšius lyginant jų konfigūracijas su etaloninių jungčių, t.y. nustatyti santykines konfigūracijas.
Santykinę monosacharidų konfigūraciją lemia konfigūracijos standartas – gliceraldehidas, kuriam praėjusio amžiaus pabaigoje savavališkai buvo priskirtos tam tikros konfigūracijos, pavadintos D ir L - gliceraldehidai. Asimetrinio monosacharido anglies atomo, esančio toliausiai nuo karbonilo grupės, konfigūracija lyginama su jų asimetrinių anglies atomų konfigūracija. Pentozėse šis atomas yra ketvirtasis anglies atomas ( C 4 ), heksozėse – penktoji ( C 5 ), t.y. priešpaskutinė anglies atomų grandinėje. Jeigu šių anglies atomų konfigūracija sutampa su konfigūracija D - gliceraldehido monosacharidas klasifikuojamas kaip D - eilė. Ir atvirkščiai, jei jis atitinka konfigūraciją L - gliceraldehidas laikomas monosacharidu L - eilutė. Simbolis D reiškia, kad hidroksilo grupė prie atitinkamo asimetrinio anglies atomo Fišerio projekcijoje yra vertikalios linijos dešinėje, o simbolis L - kad hidroksilo grupė yra kairėje.
Aldozių įkūrėjas yra gliceraldehidas. Apsvarstykite genetinį cukrų ryšį D - eilutė su D - gliceraldehidas.
Organinėje chemijoje yra būdas padidinti monosacharidų anglies grandinę nuosekliai įvedant grupę
N– |
aš |
-JIS |
tarp karbonilo grupės ir gretimo anglies atomo. Šios grupės įvedimas į molekulę D - gliceraldehidas sukelia dvi diastereomerines tetrozes - D - eritrozė ir D - trejetas. Tai paaiškinama tuo, kad į monosacharidų grandinę įvestas naujas anglies atomas tampa asimetriškas. Dėl tos pačios priežasties kiekviena gauta tetrozė, o paskui pentozė, kai į jų molekulę įvedamas dar vienas anglies atomas, taip pat suteikia du diastereomerinius cukrus. Diastereomerai yra stereoizomerai, kurie skiriasi vieno ar kelių asimetrinių anglies atomų konfigūracija.
Taip gaunamas D – cukrų serija iš D - gliceraldehidas. Kaip matyti, visos pateiktos serijos sąlygos gaunamos iš D - gliceraldehidas, išlaikė asimetrinį anglies atomą. Tai paskutinis asimetrinis anglies atomas pateiktų monosacharidų anglies atomų grandinėje.
Kiekviena aldozė D - serija atitinka stereoizomerą L - serija, kurios molekulės yra susijusios viena su kita kaip objektas ir nesuderinamas veidrodinis vaizdas. Tokie stereoizomerai vadinami enantiomerais.
Pabaigoje reikia pažymėti, kad pateikta aldoheksozių serija neapsiriboja keturiomis pavaizduotomis aldoheksozėmis. Aukščiau pateiktu būdu D - ribozė ir D - ksilozės gali pagaminti dar dvi poras diastereomerinių cukrų. Tačiau sustojome tik ties aldoheksozėmis, kurios yra labiausiai paplitusios gamtoje“.
„Tuo pačiu metu į organinę chemiją įvedus gliukozės ir kitų monosacharidų, kaip polihidroksialdehidų ar polihidroksiketonų, sandaros sąvoką, aprašytą atviros grandinės formulėmis, angliavandenių chemijoje pradėjo kauptis faktai, kuriuos sunku paaiškinti tokiomis aplinkybėmis. Paaiškėjo, kad gliukozė ir kiti monosacharidai egzistuoja ciklinių pusacetalių pavidalu, susidarančių dėl atitinkamų funkcinių grupių intramolekulinės reakcijos.
Įprasti pusacetaliai susidaro sąveikaujant dviejų junginių – aldehido ir alkoholio – molekulėms. Reakcijos metu nutrūksta dviguba karbonilo grupės jungtis, o lūžio vietoje pridedamas hidroksilo vandenilio atomas ir alkoholio liekana. Cikliniai pusacetaliai susidaro sąveikaujant panašioms funkcinėms grupėms, priklausančioms vieno junginio – monosacharido – molekulei. Reakcija vyksta ta pačia kryptimi: nutrūksta dviguba karbonilo grupės jungtis, prie karbonilo deguonies pridedamas hidroksilo vandenilio atomas ir susidaro ciklas dėl karbonilo anglies atomų ir hidroksilo deguonies sujungimo. grupės.
Stabiliausi pusacetaliai susidaro dėl hidroksilo grupių prie ketvirtojo ir penktojo anglies atomų. Gauti penkių ir šešių narių žiedai vadinami atitinkamai furanozės ir piranozės monosacharidų formomis. Šie pavadinimai kilę iš penkių ir šešių narių heterociklinių junginių, kurių žiede yra deguonies atomas – furano ir pirano pavadinimų.
Monosacharidai, turintys ciklinę formą, gali būti patogiai pavaizduoti Hawortho perspektyvinėmis formulėmis. Jie yra idealizuoti plokšti penkių ir šešių narių žiedai su deguonies atomu žiede, todėl galima pamatyti santykinę visų pakaitų padėtį žiedo plokštumos atžvilgiu.
Panagrinėkime Haworth formulių konstravimą naudodami pavyzdį D – galaktozė.
Norėdami sudaryti Hawortho formules, pirmiausia turite sunumeruoti monosacharido anglies atomus Fišerio projekcijoje ir pasukti ją į dešinę, kad anglies atomų grandinė užimtų horizontali padėtis. Tada projekcijos formulės kairėje esantys atomai ir grupės bus viršuje, o dešinėje - žemiau horizontalios linijos, o toliau pereinant prie ciklinių formulių atitinkamai virš ir žemiau ciklo plokštumos . Tiesą sakant, monosacharido anglies grandinė nėra tiesi linija, o erdvėje įgauna lenktą formą. Kaip matyti, penktojo anglies atomo hidroksilas yra gerokai pasišalinęs iš aldehido grupės, t.y. užima žiedui uždaryti nepalankią padėtį. Norint suartinti funkcines grupes, dalis molekulės pasukama aplink valentingumo ašį, jungiančią ketvirtą ir penktą anglies atomus prieš laikrodžio rodyklę vienu valentiniu kampu. Dėl šio sukimosi penktojo anglies atomo hidroksilas artėja prie aldehido grupės, o kiti du pakaitai taip pat keičia savo padėtį - ypač CH2OH grupė yra virš anglies atomų grandinės. Tuo pačiu metu aldehido grupė dėl sukimosi aplink s - ryšys tarp pirmojo ir antrojo anglies atomų artėja prie hidroksilo. Artėjančios funkcinės grupės sąveikauja viena su kita pagal aukščiau pateiktą schemą, todėl susidaro pusacetalis su šešių narių piranozės žiedu.
Hidroksilo grupė, susidaranti po reakcijos, vadinama glikozidine grupe. Susidarius cikliniam pusacetaliui, atsiranda naujas asimetrinis anglies atomas, vadinamas anomeriniu. Dėl to atsiranda du diastereomerai - a - ir b - anomerai, kurie skiriasi tik pirmojo anglies atomo konfigūracija.
Skirtingos anomerinio anglies atomo konfigūracijos atsiranda dėl to, kad aldehido grupė, turinti plokščią konfigūraciją, dėl sukimosi aplink s - jungtys tarp eismo juostų Pirmasis ir antrasis anglies atomai kreipiasi į puolantį reagentą (hidroksilo grupę) tiek vienoje, tiek priešingoje plokštumos pusėje. Tada hidroksilo grupė atakuoja karbonilo grupę abiejose dvigubos jungties pusėse, todėl susidaro pusacetaliai, turintys skirtingą pirmojo anglies atomo konfigūraciją. Kitaip tariant, pagrindinė vienalaikio formavimosi priežastis a - ir b -anomerai atsiranda dėl aptariamos reakcijos nestereoselektyvumo.
Prie a - anomeras, anomerinio centro konfigūracija yra tokia pati kaip paskutinio asimetrinio anglies atomo konfigūracija, kuri lemia priklausymą D - ir L - eilutė ir b - anomeras yra priešingas. Aldopentozėse ir aldoheksozėse D - serija Haworth formulėse glikozidinė hidroksilo grupė a - anomeras yra žemiau plokštumos, o ties b - anomerai – virš ciklo plokštumos.
Pagal panašias taisykles atliekamas perėjimas prie Haworth furanozės formų. Vienintelis skirtumas yra tas, kad reakcijoje dalyvauja ketvirtojo anglies atomo hidroksilas, o norint suartinti funkcines grupes, reikia pasukti dalį molekulės aplink s - ryšiai tarp trečiojo ir ketvirtojo anglies atomų ir pagal laikrodžio rodyklę, dėl to penktasis ir šeštasis anglies atomai bus po žiedo plokštuma.
Ciklinių monosacharidų formų pavadinimai apima anomerinio centro konfigūracijos nuorodas ( a - arba b -), prie monosacharido ir jo serijos pavadinimo ( D arba L -) ir ciklo dydis (furanozė arba piranozė). Pavyzdžiui, a, D - galaktopiranozė arba b, D - galaktofuranozė.
Gliukozė daugiausia randama laisvos formos gamtoje. Jis taip pat yra daugelio polisacharidų struktūrinis vienetas. Kiti monosacharidai yra reti laisvi ir daugiausia žinomi kaip oligo- ir polisacharidų komponentai. Gamtoje gliukozė gaunama fotosintezės reakcijos metu:
6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (gliukozė) + 6O 2
Pirmą kartą gliukozę 1811 m. gavo rusų chemikas G. E. Kirchhoffas iš krakmolo hidrolizės. Vėliau A.M. Butlerovas pasiūlė monosacharidų sintezę iš formaldehido šarminėje terpėje.
Pramonėje gliukozė gaunama hidrolizuojant krakmolą, esant sieros rūgščiai.
(C 6 H 10 O 5) n (krakmolas) + nH 2 O –– H 2 SO 4,t ° ® nC 6 H 12 O 6 (gliukozė)
Monosacharidai yra kietos medžiagos, kurios lengvai tirpsta vandenyje, blogai tirpsta alkoholyje ir visiškai netirpsta eteryje. Vandeniniai tirpalai neutraliai reaguoja į lakmusą. Dauguma monosacharidų yra saldaus skonio, tačiau mažiau nei runkelių cukrus.
Monosacharidai pasižymi alkoholių ir karbonilo junginių savybėmis.
1. Oksidacija.
a) Kaip ir visų aldehidų atveju, monosacharidų oksidacija sukelia atitinkamas rūgštis. Taigi, kai gliukozė oksiduojama amoniako sidabro oksido hidrato tirpalu, susidaro gliukono rūgštis („sidabro veidrodžio“ reakcija).
b) Kaitinant monosacharidus su vario hidroksidu taip pat susidaro aldono rūgštys.
c) Stipresni oksidatoriai ne tik aldehido grupę, bet ir pirminę alkoholio grupę oksiduoja į karboksilo grupę, todėl susidaro dvibazinės cukraus (aldaro) rūgštys. Paprastai tokiai oksidacijai naudojama koncentruota azoto rūgštis.
2. Atsigavimas.
Sumažinus cukrų susidaro polihidroksiliai alkoholiai. Kaip reduktorius naudojamas vandenilis, esant nikeliui, ličio aliuminio hidridas ir kt.
3. Nepaisant monosacharidų cheminių savybių panašumo su aldehidais, gliukozė nereaguoja su natrio hidrosulfitu ( NaHSO3).
Reakcijos prie monosacharidų hidroksilo grupių paprastai vyksta pusacetaline (cikline) forma.
1. Alkilinimas (eterių susidarymas).
Kai metilo alkoholis veikia esant vandenilio chlorido dujoms, glikozidinio hidroksilo vandenilio atomas pakeičiamas metilo grupe.
Naudojant stipresnius alkilinančius agentus, pvz Pavyzdžiui , metilo jodidas arba dimetilsulfatas, tokia transformacija paveikia visas monosacharido hidroksilo grupes.
2. Acilinimas (esterių susidarymas).
Kai acto rūgšties anhidridas veikia gliukozę, susidaro esteris – pentaacetilgliukozė.
3. Kaip ir visi polihidroksiliai alkoholiai, gliukozė su vario hidroksidu ( II ) suteikia intensyvią mėlyną spalvą (kokybinė reakcija).
Be minėtųjų, gliukozei būdingos ir kai kurios specifinės savybės – fermentacijos procesai. Fermentacija – tai cukraus molekulių skilimas veikiant fermentams. Cukrus, kurio anglies atomų skaičius yra trijų kartotinis, vyksta fermentacija. Yra daug fermentacijos tipų, tarp kurių žinomiausi yra šie:
a) alkoholinė fermentacija
C 6 H 12 O 6 ® 2CH 3 –CH 2 OH (etilo alkoholis) + 2CO 2
b) pieno rūgšties fermentacija
c) sviesto rūgšties fermentacija
C6H12O6® CH 3 –CH 2 –CH 2 –COOH(sviesto rūgštis) + 2 H2 + 2CO 2
Minėtos mikroorganizmų sukeltos fermentacijos rūšys turi plačią praktinę reikšmę. Pavyzdžiui, alkoholis – gauti etilo alkoholis, vyno gamyboje, alaus darykloje ir kt., o pieno rūgštis – pieno rūgšties ir rauginto pieno produktų gamybai.
Disacharidai (biozės) hidrolizės metu sudaro du vienodus arba skirtingus monosacharidus. Norint nustatyti disacharidų struktūrą, būtina žinoti: iš kokių monosacharidų jis sudarytas, kokia yra šių monosacharidų anomerinių centrų konfigūracija ( a - arba b -), kokie yra ciklo matmenys (furanozė ar piranozė) ir su kokiais hidroksilais yra susietos dvi monosacharidų molekulės.
Disacharidai skirstomi į dvi grupes: redukuojančius ir neredukuojančius.
Redukuojantiems disacharidams visų pirma priskiriama salyklo esanti maltozė (salyklo cukrus), t.y. daiginti, o paskui džiovinti ir susmulkinti javų grūdai.
(maltozė)
Maltozė susideda iš dviejų likučių D - gliukopiranozės, kurios yra sujungtos (1–4)-glikozidiniu ryšiu, t.y. susidarant eteriniam ryšiui dalyvauja vienos molekulės glikozidinis hidroksilas ir kitos monosacharido molekulės ketvirtajame anglies atome alkoholio hidroksilas. Anomerinis anglies atomas ( C 1 ), dalyvaujantis formuojant šį ryšį, turi a - konfigūracija, o anomerinis atomas su laisvu glikozidiniu hidroksilu (pažymėtas raudonai) gali turėti arba a - (a - maltozė) ir b - konfigūracija (b - maltozė).
Maltozė yra balti kristalai, gerai tirpūs vandenyje, saldaus skonio, bet daug mažiau nei cukrus (sacharozė).
Kaip matyti, maltozėje yra laisvo glikozidinio hidroksilo, dėl kurio išsaugoma galimybė atidaryti žiedą ir virsti aldehido forma. Šiuo atžvilgiu maltozė gali įsitraukti į reakcijas, būdingas aldehidams, ir ypač sukelti „sidabro veidrodžio“ reakciją, todėl ji vadinama redukuojančiu disacharidu. Be to, maltozė patiria daug monosacharidams būdingų reakcijų, Pavyzdžiui , sudaro eterius ir esterius (žr. monosacharidų chemines savybes).
Neredukuojantys disacharidai yra sacharozė (runkeliai arba cukranendrėscukrus). Jo yra cukranendrėse, cukriniuose runkeliuose (iki 28 % sausosios medžiagos), augalų sultys ir vaisiai. Sacharozės molekulė sudaryta iš Reklama - gliukopiranozės ir b, D - fruktofuranozė.
(sacharozė)
Priešingai nei maltozė, glikozidinį ryšį (1–2) tarp monosacharidų sudaro abiejų molekulių glikozidiniai hidroksilai, tai yra, nėra laisvo glikozidinio hidroksilo. Dėl to sacharozei trūksta redukcijos savybių, ji nesukelia „sidabro veidrodžio“ reakcijos, todėl priskiriama neredukuojantiems disacharidams.
Sacharozė yra balta kristalinė medžiaga, saldaus skonio, gerai tirpi vandenyje.
Sacharozei būdinga reakcija į hidroksilo grupes. Kaip ir visi disacharidai, sacharozė rūgštimi arba fermentine hidrolize paverčiama monosacharidus, iš kurių ji yra sudaryta.
Svarbiausi polisacharidai yra krakmolas ir celiuliozė (ląsteliena). Jie yra pagaminti iš gliukozės likučių. Bendra šių polisacharidų formulė ( C6H10O5)n . Formuojantis polisacharidų molekulėms dažniausiai dalyvauja glikozidiniai (prie C 1 atomo) ir alkoholiniai (prie C 4 atomo) hidroksilai, t.y. susidaro (1–4)-glikozidinė jungtis.
Krakmolas yra dviejų polisacharidų mišinys, pagamintas iš Reklama - gliukopiranozės vienetai: amilozė (10-20%) ir amilopektinas (80-90%). Krakmolas susidaro augaluose fotosintezės metu ir nusėda kaip „rezervinis“ angliavandenis šaknyse, gumbuose ir sėklose. Pavyzdžiui, ryžių, kviečių, rugių ir kitų javų grūduose krakmolo yra 60-80%, bulvių gumbuose - 15-20%. Panašų vaidmenį gyvūnų pasaulyje atlieka polisacharidas glikogenas, kuris daugiausia „saugomas“ kepenyse.
Krakmolas yra balti milteliai, susidedantys iš mažų grūdelių, netirpūs šaltame vandenyje. Apdorojant krakmolą šiltas vanduo galima išskirti dvi frakcijas: frakciją, kuri tirpsta šiltas vanduo ir susidedantis iš polisacharido amilozės ir frakcijos, kuri tik šiltame vandenyje išbrinksta, kad susidarytų pasta ir susideda iš polisacharido amilopektino.
Amilozė turi linijinę struktūrą, Reklama - gliukopiranozės liekanos yra sujungtos (1–4)-glikozidiniais ryšiais. Amilozės (ir apskritai krakmolo) vienetinė ląstelė pavaizduota taip:
Amilopektino molekulė yra pastatyta panašiai, tačiau grandinėje yra šakų, kurios sukuria erdvinę struktūrą. Šakos taškuose monosacharidų liekanos yra sujungtos (1–6)-glikozidiniais ryšiais. Tarp šakos taškų paprastai yra 20-25 gliukozės likučiai.
(amilopektinas)
Krakmolas lengvai hidrolizuojasi: kaitinant, esant sieros rūgščiai, susidaro gliukozė.
(C 6 H 10 O 5 ) n (krakmolas) + nH 2 O – – H 2 SO 4 , t ° ® nC 6 H 12 O 6 (gliukozė)
Priklausomai nuo reakcijos sąlygų, hidrolizė gali būti vykdoma laipsniškai, susidarant tarpiniams produktams.
(C 6 H 10 O 5 ) n (krakmolas) ® (C 6 H 10 O 5 ) m (dekstrinai (m< n )) ® xC 12 H 22 O 11 (мальтоза) ® nC 6 H 12 O 6 (глюкоза)
Kokybinė reakcija į krakmolą yra jo sąveika su jodu – pastebima intensyvi mėlyna spalva. Toks dažymas atsiranda, kai ant supjaustytos bulvės ar baltos duonos riekės užlašinamas lašelis jodo tirpalo.
Krakmolas nevyksta „sidabrinio veidrodžio“ reakcijos.
Krakmolas yra vertingas maisto produktas. Siekiant palengvinti jo įsisavinimą, produktai, kurių sudėtyje yra krakmolo, yra termiškai apdorojami, t.y. verdamos bulvės ir dribsniai, kepama duona. Šiuo atveju atliekami dekstrinizacijos (dekstrinų susidarymo) procesai prisideda prie geresnio krakmolo įsisavinimo organizme ir vėliau hidrolizės į gliukozę.
Maisto pramonėje krakmolas naudojamas dešrų, konditerijos ir kulinarijos gaminių gamyboje. Jis taip pat naudojamas gliukozei gaminti popieriaus, tekstilės, klijų, vaistų ir kt.
Celiuliozė yra labiausiai paplitęs augalų polisacharidas. Jis pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu ir yra augalų atraminė medžiaga. Medienoje yra 50-70% celiuliozės, medvilnė yra beveik gryna celiuliozė.
Kaip ir krakmolas, celiuliozės struktūrinis vienetas yra D - gliukopiranozė, kurios vienetai yra sujungti (1-4) -glikozidiniais ryšiais. Tačiau celiuliozė skiriasi nuo krakmolo b - glikozidinių jungčių tarp ciklų konfigūracija ir griežtai tiesinė struktūra.
Celiuliozė susideda iš siūlų pavidalo molekulių, kurios grandinėje, taip pat tarp gretimų grandinių hidroksilo grupių vandeniliniais ryšiais sujungiamos į ryšulius. Būtent ši grandinių pakuotė užtikrina didelį mechaninį stiprumą, pluoštiškumą, netirpumą vandenyje ir cheminį inertiškumą, dėl kurio susidaro celiuliozė ideali medžiaga statyti ląstelių sieneles.
b – Glikozidinio ryšio nesunaikina žmogaus virškinimo fermentai, todėl celiuliozė negali tarnauti kaip maistas, nors tam tikru kiekiu yra balastinė medžiaga, būtina normaliai mitybai. Atrajotojų skrandžiuose yra fermentų, skaidančių celiuliozę, todėl tokie gyvūnai skaidulą naudoja kaip maisto komponentą.
Nepaisant to, kad celiuliozė netirpsta vandenyje ir įprastuose organiniuose tirpikliuose, ji tirpsta Schweitzerio reagente (vario hidroksido tirpale amoniake), taip pat koncentruotas tirpalas cinko chloridas ir koncentruota sieros rūgštis.
Kaip ir krakmolas, celiuliozė rūgščių hidrolizės metu gamina gliukozę.
Celiuliozė yra polihidroksinis alkoholis; viename polimero elemente yra trys hidroksilo grupės. Šiuo atžvilgiu celiuliozei būdingos esterinimo reakcijos (esterių susidarymas). Reakcijos su azoto rūgštimi ir acto anhidridu turi didžiausią praktinę reikšmę.
Visiškai esterifikuotas pluoštas yra žinomas kaip parakas, kuris, tinkamai apdorojus, virsta bedūmiu paraku. Atsižvelgiant į nitrinimo sąlygas, galima gauti celiuliozės dinitratą, kuris technologijoje vadinamas koloksilinu. Jis taip pat naudojamas parako ir kietojo raketinio kuro gamyboje. Be to, celiulioidas yra pagamintas iš koloksilino.
Triacetilceliuliozė (arba celiuliozės acetatas) yra vertingas produktas gaminant antipireną plėvelę ir šilko acetatą. Norėdami tai padaryti, celiuliozės acetatas ištirpinamas dichlormetano ir etanolio mišinyje ir šis tirpalas per štampus įleidžiamas į srautą. šiltas oras. Tirpiklis išgaruoja ir tirpalo srautai virsta geriausi siūlai acetatinis šilkas.
Celiuliozė nesukelia „sidabrinio veidrodžio“ reakcijos.
Kalbant apie celiuliozės panaudojimą, negalima nepasakyti, kad gamybai sunaudojama daug celiuliozės įvairūs popieriai. Popierius yra plonas pluošto pluošto sluoksnis, išmatuotas ir presuojamas specialia popieriaus gamybos mašina.
Iš to, kas išdėstyta pirmiau, jau aišku, kad žmonių celiuliozės naudojimas yra toks platus ir įvairus, kad atskiras skyrius gali būti skirtas celiuliozės cheminių perdirbimo produktų naudojimui.
SKYRIAUS PABAIGA
, priklausomai nuo kilmės, yra 70-80% cukraus Be to, angliavandenių grupei priskiriami ir tie, kurie žmogaus organizmo blogai virškinami skaidulų ir pektinų.Iš visų žmogaus vartojamų maistinių medžiagų angliavandeniai neabejotinai yra pagrindinis energijos šaltinis. Vidutiniškai jie sudaro 50–70% dienos raciono kalorijų. Nepaisant to, kad žmogus suvartoja žymiai daugiau angliavandenių nei riebalų ir baltymų, jų atsargos organizme nedidelės. Tai reiškia, kad organizmas jomis turi būti aprūpintas reguliariai.
Angliavandenių poreikis yra labai didelis didžiąja dalimi priklauso nuo organizmo energijos sąnaudų. Vidutiniškai suaugusiam vyrui, daugiausiai dirbančiam protinį ar lengvą fizinį darbą, paros angliavandenių poreikis svyruoja nuo 300 iki 500 g. Dirbantiems fizinį darbą ir sportininkams – daug didesnis. Skirtingai nuo baltymų ir tam tikru mastu riebalų, angliavandenių kiekį dietoje galima žymiai sumažinti nepakenkiant sveikatai. Norintys sulieknėti turėtų į tai atkreipti dėmesį: daugiausia angliavandenių energetinė vertė. Oksiduojant 1 g angliavandenių, organizme išsiskiria 4,0–4,2 kcal. Todėl jų sąskaita lengviausia reguliuoti suvartojamų kalorijų kiekį.
Angliavandeniai(sacharidai) yra bendras plačios natūralių organinių junginių klasės pavadinimas. Bendroji formulė monosacharidus galima parašyti kaip C n (H 2 O) n. Gyvuose organizmuose labiausiai paplitę cukrūs yra tie, kurie turi 5 (pentozės) ir 6 (heksozės) anglies atomus.
Angliavandeniai skirstomi į grupes:
Paprastieji angliavandeniai lengvai ištirpsta vandenyje ir jame sintetinami žalieji augalai. Be mažų molekulių, ląstelėje taip pat yra didelių molekulių, jos yra polimerai. Polimerai yra sudėtingos molekulės, susidedančios iš atskirų „vienetų“, sujungtų viena su kita. Tokie „vienetai“ vadinami monomerais. Tokios medžiagos kaip krakmolas, celiuliozė ir chitinas yra polisacharidai – biologiniai polimerai.Monosacharidai apima gliukozę ir fruktozę, kurios suteikia vaisiams ir uogoms saldumo. Maistinio cukraus sacharozė susideda iš gliukozės ir fruktozės, kovalentiškai sujungtos viena su kita. Tokie junginiai kaip sacharozė vadinami disacharidais. Poli-, di- ir monosacharidai vadinami bendru angliavandenių terminu. Angliavandeniai apima junginius, kurie turi įvairių ir dažnai visiškai skirtingų savybių.
Lentelė: Angliavandenių įvairovė ir jų savybės.
Angliavandenių grupė | Angliavandenių pavyzdžiai | Kur jie susitinka? | savybių |
monocukrų | ribozė | RNR | |
dezoksiribozė | DNR |
||
gliukozė | Runkelių cukrus |
||
fruktozė | Vaisiai, medus |
||
galaktozė | Piene yra laktozės |
||
oligosacharidai | maltozė | Salyklo cukrus | Saldaus skonio, tirpus vandenyje, kristalinis, |
sacharozės | Cukranendrių cukrus |
||
Laktozė | Pieno cukrus piene |
||
Polisacharidai (pagaminti iš linijinių arba šakotų monosacharidų) | Krakmolas |
Augalų saugojimo angliavandeniai | Nesaldus, baltas, netirpsta vandenyje. |
glikogeno | Gyvūninio krakmolo atsargas kepenyse ir raumenyse |
||
Pluoštas (celiuliozė) | |||
chitinas | |||
mureinas | vandens . Daugeliui žmogaus ląstelių (pavyzdžiui, smegenų ir raumenų ląsteles) krauju nešama gliukozė yra pagrindinis energijos šaltinis. Krakmolas ir labai panaši gyvūnų ląstelėse esanti medžiaga – glikogenas – yra gliukozės polimerai, jie saugo ją viduje. ląstelė.
2. Struktūrinė funkcija tai yra, dalyvauja kuriant įvairias korinio struktūras. Polisacharidas celiuliozė formuoja augalų ląstelių sieneles, pasižyminčias kietumu ir standumu, tai vienas pagrindinių medienos komponentų. Kiti komponentai yra hemiceliuliozė, kuri taip pat priklauso polisacharidams, ir ligninas (jis nėra angliavandeninis). Chitinas taip pat daro struktūrines funkcijas. Chitinas atlieka atramines ir apsaugines funkcijas.Daugelio bakterijų ląstelių sienelės susideda iš peptidoglikano mureinas– šiame junginyje yra ir monosacharidų, ir aminorūgščių likučių. 3. Angliavandeniai atlieka apsauginį vaidmenį augaluose (ląstelių sienelės, apsauginiai dariniai, susidedantys iš negyvų ląstelių sienelių – spyglių, dyglių ir kt.). Bendra gliukozės formulė yra C 6 H 12 O 6, tai yra aldehido alkoholis. Gliukozės yra daugelyje vaisių, augalų sultyse ir gėlių nektare, taip pat žmonių ir gyvūnų kraujyje. Gliukozės kiekis kraujyje palaikomas tam tikrame lygyje (0,65–1,1 g/l). Jei jį dirbtinai sumažinsite, smegenų ląstelės pradeda staigiai badauti, o tai gali sukelti alpimą, komą ir net mirtinas. Ilgalaikis gliukozės kiekio kraujyje padidėjimas taip pat visiškai nenaudingas: dėl to išsivysto cukrinis diabetas. Žinduoliai, įskaitant žmones, gali sintetinti gliukozę iš tam tikrų aminorūgščių ir pačios gliukozės skilimo produktų – pavyzdžiui, pieno rūgšties. Jie nežino, kaip gauti gliukozės iš riebalų rūgščių, skirtingai nei augalai ir mikrobai. Medžiagų tarpusavio konversijos. Baltymų perteklius ------ angliavandeniai Riebalų perteklius -------------- angliavandeniai |