"ХИМИЯ и ЗДОРОВЬЕ".

Страница 4.
Оцифровано в 2022 году.
IV. "ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ":
Содержание:
- 1). Биологическая роль и пищевые источники моносахаридов.
- 2). Биологическая роль и пищевые источники олигосахаридов.
- 3). Биологическая роль и пищевые источники полисахаридов.
- 4). Пищевые волокна.
- 5). Пектиновые вещества.

"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922646569
gif
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927906560297
IV. "ХИМИЯ УГЛЕВОДОВ":

Суточная потребность взрослого человека в углеводах составляет 400 - 50 г - это в 5 раз больше, чем потребность в белках и жирах.
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927906560041
Углеводы являются основным источником энергии для организма, обеспечивая до 70-ти % общей калорийности  рациона. Кроме того, из углеводов в организме синтезируются триглицериды, заменимые аминокислоты, фрагменты коферментов и нуклеиновых кислот и многие другие необходимые для организма соединения. 
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927906560553
Углеводы - это гетерофункциональные соединения, содержащие в своём составе  спиртовую и альдегидную (альдозы) и кетонную (кетозы) группы. Углеводы делятся на "простые" и "сложные".
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927906617129
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927906616873
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927906616617
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927906616361
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927906616105
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927906615849
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927906615593
Из простых углеводов (моносахариды) наибольшее значение для человека имеют глюкоза, фруктоза, галактоза. Все они содержат в своём составе 6 углеродных атомов, т.е. являются гексозами. Из моносахаридов с 5-ю углеродными атомами (пептозы) наиболее важны рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот. К сложным углеводам (полисахариды) относят олигосахариды: сахароза, лактоза и другие) и несахароподобные углеводы (крахмал, гликоген, клетчатка и другие).

Моносахариды и полисахариды значительно различаются по своему физиологическому действию на организм. Использование в пищевом рационе избытка легкоусвояемых моно- дисахаридов ведёт к быстрому нарастанию сахара в крови и являются 1-й из основных причин развития ожирения и сахарного диабета. Поэтому количество потребления в сутки сахаров не рекомендуется не превышать 100 г. Для людей страдающих сердечно-сосудистым заболеваниями, ожирением, сахарным диабетом, количество легкоусвояемых сахаров должно быть намного меньше или вообще исключаться из рациона.

Полисахариды значительно медленнее расщепляются в кишечнике. и нарастание сахара в крови происходит постепенно. Поэтому потребление продуктов, богатых крахмалом (хлеб, крупы, картофель, огурцы), более полезно для организма, чем продуктов, содержащих чистую сахарозу. Продукты, содержащие большое количество сахаров, являются носителями "пустых калорий", в то время как продуктами, богатыми крахмалом, в организм поступают не только углеводы, но и витамины группы В минеральные вещества. неперевариваемые пищевые волокна*(*24).

(*24). - /С позиций направления в науке о питании - "трофологии" ("трофо" - по-гречески "питание") для осуществления разнообразных процессов пищеварения (внутриклеточного, мембранного и внеклеточного) необходимы не только полезные, но и балластные (неперевариваемые) вещества/.

К пищевым волокнам относят неперевариваемые полисахариды: клетчатку, пектиновые вещества. Клетчатка (целлюлоза) оказывает благоприятное регулирующее действие на работу кишечника, нормализуют функцию желчевыводящих путей, препятствует развитию застойных явлений в желудочно-кишечном тракте. Кроме того, пищевые волокна способствуют выведению из организма холестерина.Поэтому для людей, страдающих атеросклерозом, заболеваниями печени и желчных путей, обогащение рациона продуктами, богатыми клетчаткой, необходимо. К таким продуктам в 1-ю очередь относятся ржаная мука. фасоль. грибы, сушёные яблоки, капуста, свёкла. Соответствующие целлюлозе пектиновые желитирующие вещества (входящие в состав питательных тканей фруктов, корней, листьев и зелёных частей стеблей) способны адсорбировать различные токсические вещества (в т.ч. и тяжёлые металлы), попадающие в наш организм. Поэтому пектиновые продукты (мармелады, пастила, повидла, джемы и другие) широко используются в лечебном и профилактическом питании больных колитами и энтероколитами, а также для профилактики интоксикаций (свинцовой и других) рабочих железнорудных предприятий. Наибольшее количество пектина содержится в тыкве, которая богата также каротином. Тыква отличается большим сроком хранения (год и выше) содержащихся в ней полезных веществ, изменения которых связаны лишь с переходом крахмала в простые сахара. Содержание углеводов в различных продуктах питания очень разнообразно.
#ХимияУглеводов
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927913940009
1). "БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ и ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ МОНОСАХАРИДОВ".

В основе биологического действия моносахаридов,как и других компонентов пищи,лежит их химическое строение. Для отражения особенностей химического строения моносахаридов используют различные структурные формулы. это позволяет наглядно показать свойственную всем моносахаридам "таутометрию", т.е. "равновесие", устанавливающее между циклическими и ациклическими (цепными) формами.
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927914018345
"Глюкоза" (виноградный сахар) является мономерным звеном, из которого построены полимеры важнейших олиго-полисахаридов. Глюкоза - наиболее легко утилизируемый источник энергии для нашего организма. Она быстро всасывается и разносится кровью к различным тканям и органам. Наибольшее значение имеет глюкоза для нервной системы и могза, где она является основным субстрактом окисления. Молекула глюкозы может существовать в виде различных изомерных форм, переходящих друг в друга. Линейная форма глюкозы может быть представлены следующей проекционной формулой:
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922227753
Из этой формулы видно, что в молекуле глюкозы имеются 4-ре ассиметрических атома углерода, отмеченные на рисунке С*. Следовательно, данной формуле глюкозы могут отвечать 16 стереоизомеров (2 в 4-й степени). Они будут отличаться пространственным расположением заместителей (конфигураций) и проявлять оптическую активность. Глюкоза существует в виде 2-х оптических изомеров, относящихся в D- и L- ряду. Отнесение оптических изомеров моносахаридов D- или L- ряду приводят по гидроксилу у наиболее удалённого от альдегидной группы асимметрического атома, сравнивая его расположение с положением гидроксила у D- и L-глицеринового альдегида соответственно:
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922253609
L-Сахара встречаются в Проде реже. Некоторые из них (L-фруктоза и L-арабиноза) входят в состав клеточных оболочек ряда бактерий (смотри на Рисунке ниже).
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922261033
Конформационные особенности строения глюкозы отражает перспективная формула, в которой наглядно представлен результат вращения частей молекулы вокруг связей ō-связей. В результате такого вращения происходит сближение в пространстве альдегидной группы (С1) в гидроксильной (С4 или С5). Взаимодействие этих групп приводит к образованию полуацеталя и замыканию цикла. Т.о., перспективная формула отражает тот факт, что молекула глюкозы может существовать в виде циклической структуры ОН - полуацетальный, гликовидный или аномерный гидроксил при С1):
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922267433
При образовании циклической формы глюкозы проявляется ещё й-н асимметричнй атом углерода (С1) и, следовательно, возможно существование ещё 2-х стереоизомеров, называемых α- и β-аномерами (по гречески "ана" - вверх"). У β-аномеров D-ряда образующийся гликозидный гидроксил нахдится над плоскостью (вверху) образовавшегося цикла, у α-аномера - под плоскостью (внизу)*(*25).

*(*25). - /α-Аномерами называют изомеры у которых гликозидный гидроксил и гидроксил, определяющий принадлежность к D-или L-ряду конфигурации монозы, находятся в "цис-положении, β-аномерами - в транс-положении/.

Циклическая форма глюкозы изображается также пи помощи проекционных формул, не учитывающих конформаций, но удобных для графического написания. При этом расположению гликозидного гидроксила слева отвечает β-D-глюкоза, а справа α-D-глюкоза. Следоваельно, связь в расположении гликозидного гидроксила в этих 2-х формулах D-глюкозы осуществляется при его помощи простого правила:

- "Слева-вверху, справа-внизу".
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922283305
При взаимодействии альдегидной группировки с гидроксилом пи 5-м атоме углерода С5 получается шестичленный пиранозный цикл (от названия шестичленного цикла - "пирана"). Наличие шестичленного цикла у α- β-аномеров отражается в названии α- β-D-глюкопиранозы; а при реакции с гидроксилом при С4 образуется пятичленный фуранозный цикл (от названия пятичленного цикла - "фурана":
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922299433
В кристаллическом (твёрдом) состоянии D-глюкоза существует в циклической форме. В составе животных и растительных тканей она содержится в изотоническом растворе в виде α- и β-равномерных форм глюпиранозы и глюкофуранозы с большим содержанием β-D-пиранозных форм. Переход от α- β-аномерным формам и наоборот осуществляется через промежуточное образование ациклических форм:
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922324009
В разновесной смеси таутомеров преобладает β-D-глюкопираноза. Внешним проявлением цикло-цепной (или окси-оксо) таутомерии*(*26) является "мутаротация" - изменение значения угла вращения свежеприготовленных растворов глюкозы.

*(*26). - /"Таутометрия" - динамическое равновесие взаимопереходящих изомерных форм 1-го вещества, в данном случае молекулы глюкозы/.
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927914086185
"Фруктоза" - наряду с "глюкозой" входит в состав сахарозы. Незначительное отличие в структуре фруктозы по сравнению с глюкозой определяет её биохимических превращений в организме. Она более медленно всасывается в кишечнике, и для её усвоения не требуется инсулина, как к в случае глюкозы. Именно поэтому её рекомендуют больным сахарным диабетом. Фруктоза как и глюкоза, находится в растворе в виде "ациклического кетонной" и "циклической" ("полуацетальной") форм. При всасывании часть фруктозы (а также ряда других моносахаридов) под влиянием ферментов превращается в глюкозу. Подобные превращения носят название реакций "эпимеризации" и могут происходить в водных растворах моносахаридов при добавлении оснований (ноны ОН-):
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922337065
Глюкоза и фруктоза в чистом виде содержатся во многих овощах и фруктах наряду м олигосахаридом - сахарозой.
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927914124841
"Галактоза" в чистом виде в пищевых продуктах не встречается. В организм поступает с молочными продуктами в виде олигосахарида лактозы.
#БиологическаяРольИПищевыеИсточникиМоносахаридов
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927914220841
2). "БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ и ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ ОЛИГОСАХАРИДОВ".

Химические структуры морносахаридов определяет и механизмы реакций, лежащих в основе их биохимических превращений. Так, образование циклических структур привело к появлению наиболее реакционноспособных глюкозидных гидроксилов у α- β-D-глюкозы. Именно через них осуществляется образование важнейших метаболитов. Гликозные гидроксилы моносахариды α- или β-гликозидной связи в олигосахаридах. Простейшие олигосахариды - "дисахариды" - образуются из 2-х молекул моносахаридов с отщеплением молекул воды. Наиболее распространены в Природе дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза и целлобиоза. Различные мальтозы (α-аномер) и (β-аномер), содержащих 2 остатка D-глюкозы, состоит в том, что в мальтозе α-, в целлобинозе β-гликозидная связь. Ферменты нашего организма способны расщеплять (α-1,4-гликозидные связи в перевариваемых полисахаридах (крахмал и гликоген) и не способы расщеплять β-1,4-гликозидные связи в неперевариваемых полисахаридах (целлюлозе). Важнейшее значение в углеводном питании человека имеет сахароза (тростниковый или свекольный сахар), составляющий 99,4% сахара. Сахароза также сильно как глюкоза и фруктоза, из которых она состоит, легко усвояется организмом. Гидролиз сахарозы на моносахара происходит легче, чем у других дисахаридов, т.к. входящая в её состав фруктоза находится в виде менее устойчивого пятичленного цикла. Сахароза легко гидролизуется в кишечнике и подобно моносахарам быстро попадает в кровь.
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927915201065
"Лактоза" (молочный сахар) содержится в молоке и играет большую роль в детском питании. Замедление гидролиза лактозы на глюкозу и галактозу вследствие снижения активности в основе непереносимости молока у некоторых людей.
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927915200809
"Мальтоза" (солодовый сахар) содержится в таких продуктах, как мёд, пиво, патока. Под влиянием ферментов поджелудочной железы она расщепляется на 2 остатка глюкозы. Мальтоза является промежуточным продуктом при действии ферментов α-аминов на перевариваемые полисахариды (крахмал).
#БиологическаяРольИПищевыеИсточникиОлигосахаридов
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927916507689
3). "БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ и ПИЩЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ ПОЛИСАХАРИДОВ".

Наибольшее значение в углеводном питании человека имеют такие полисахариды (несахароподобные сложные углеводы), как крахмал и гликоген. Эти соединения состоят из мономеров глюкозы, соединённых α-1,4-гликозидной связью, образованной в результате  взаимодействия гликозидного гидроксила 1-го моносахарида с гидроксилом у С4 (или С6) другого моносахарида.
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927916526889
Крахмал состояит из  линейного полисахарида - амилозы и разветвлённого амимилопекцина. Их соотношение  в различных видах крахмала (из злаковых или картофеля) неодинаково. Крахмал является осовным компонентом углеводного рациона человека и содержится только в растениях. Наибольшее его количество человек употребляет в виде хлеба и картофеля. Крахмал в отличие от олигосахаридов расщепляется значительно  медленнее, сначала до декстранов мальтозы, а затем  до моносахаров, в виде которых он только и может быть усвоен организмом. 
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927916541993
Гликоген (животный крахмал) является резервным углеводом животных тканей и не встречается в растительных. Гликогеновый резерв откладывается в печени и в скелетных мышцах, где он синтезируется из остатков молекул глюкозы, образующейся при расщеплении углеводов пищи. В незначительном количестве гликоген поступает в организм при использовании в рационе  печени, мяса и рыбы. Гликоген имеет высокую  молекулярную  массу и в структурном отношении является аналогом растительного амилопектина. В результате  его гидролиза образуется глюкоза, которая разносится аналогом растительного амилопектина. В результате его гидролиза образуется глюкоза, которая разносится кровью по всему организму. Концентрация глюкозы в крови определяется соотношением 2-х процессов - потреблением глюкозы в тканях и поступлением её в кровь из печени. В случае прекращения поступления углеводов с пищей организм полностью исчерпывает свои запасы за 15 - 16 часов, вследствие чего нарастают процессы окисления жиров, резерв которых в организме значителен. 
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927916559657
Гепарин. Из гетеропилисахаридов наибольшее значение для человека имеет гепарин. Гепарин относится к веществам, понижающим свёртывание крови - антикоагулянтом. Наибольшее количество гепарина содержится в печени и лёгких. Биологическая активность гепарина, как и других углеводов, обусловлена его химической структурой. В полисахаридной цепи гепарина содержатся остатки срной кислоты. Вследствие ионизации кислотных остатков полимерная молекула гепарина в растворе заряжается отрицательно. Отрицательный заряд гепарина способствует его взаимодействию с белками, участвующими в свёртывании крови.
#БиологическаяРольИПищевыеИсточникиПолисахаридов
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922364457
Рисунок выше - /"Содержание неперевариваемых полисахаридов в различных продуктах"/.

4). "ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА".

Термином "пищевые волокна" обозначают неперевариваемые полисахариды. К ним относятся вещества, содержащиеся в растительных тканях: клетчатка (целлюлоза), гемицеллюлоза и пектиновые вещества (смотри в Таблице 6). Клеточные стенки высших растений часто сравнивают с железобетоном, где целлюлозные волокна играют роль арматуры, а бетона - матрикс, куда входят гемицеллюлоза и пектин. Структурные отличия целлюлозы от крахмала заключается в пространственном расположениигидроксила, участвующего в образовании связей между молекулами глюкозы: в крахмале участвует α-аформа глюкозы, в целюлозе - β-форма. Такое различие приводит к тому, что ферменты организма человека (амилазы и другие0 не могут расщеплять высокомолекулярные молекулы целлюлозы (относительная молекулярная маса до 2 000 000) до молекул глюкозы. Поэтому клетчатка не является питательным веществом, которое может усваиваться организмом человека.
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927916689961
Другим компонентом клеточных оболочек является гемицеллюлоза, состоящая из остатков молекул различных моносахаридов (фруктоза, галактоза, ксилоза и других). Влияние на организм пищевых волокон, содержащихся в продуктах, более точно отражается содержанием в них клеточных оболочек, чем клетчатки. Как видно из Таблицы 6, выше, наибольшее количество клеточных оболочек по сравнению с клетчаткой содержится: в муке грубого помола, фасоли, зелёном горошке, пшене. Небольшим содержанием клеточных оболочек отличается картофель, морковь, томаты. Небольшое количество клетчатки содержится в сушёных грибах, яблоках, грушах, орехах. Пищевые волокна лишь в незначительной степени разрушаются в желудочно-кишечном тракте человека под влиянием микроорганизмов - микрофлоры кишечника. Имеются данные о том, что клетчатка картофеля и белокочанной капусты может частично перевариваться и всасываться. В ежедневном рационе человека должно быть не менее 20-ти - 30-ти г. целлюлозы и других пищевых волокон. Их роль заключается в том, что клеточные оболочки раздражают механорецепторы слизистой оболочки кишечника, активизируют перистатику кишечника, регулируя его моторную функцию. Дефицит пищевых волокон приводит к замедлению пищеварительных процессов, особенно у людей в пожилом возрасте и лиц, склонных к запорам. Однако, надо учесть, что при воспалительных заболеваниях кишечника избыток таких веществ может быть вреден для организма*(*27).

*(*27). - /В результате процессов разрушения (сбраживания) целлюлозы в условиях воздействия микрофлоры толстого кишечника, в частности, выделяются органические кислоты, которые также раздражающе действуют на слизистую кишечника/.
#ПищевыеВолокна
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927916930601
5). "ПЕКТИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА".

Пектиновые вещества относятся к растворимым соединениям, которые участвуют в обмене веществ, способствуют в нормализации микрофлоры кишечника, общему улучшению пищеварения. Пектиновые вещества, содержащиеся в различных  овощах и фруктах (смотри Таблицу 6, выше), способны адсорбировать различные токсины организма. В состав пектиновых веществ входят пропектин, нерастворимый в воде. и пектин, растворимый в воде. Созревание плодов, а также их нагрев (например: печёные яблоки) способствуют  переходу пропектина в пектин. С химической т.з. этот переход  связан с разрушением фрагментов пектина - "полигалактуроновой кислоты" - эта кислота относится к классу "уроновых кислот": 
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927922389033
Уроновые кислоты, образующиеся из D-глюкозы в результате окисления только первичной гидроксильной группы при С8, называются D-гликуроновыми кислотами. Окисление под действием слабых окислителей (или ферментов только альдегидной группировки) приводит к получению альдоновых кислот. 
"ХИМИЯ  и  ЗДОРОВЬЕ". - 927916930345
Образующаяся из D-глюкозы - D-глюконовая кислота является важным компонентом углеводного обмена, а кальциевая соль этой кислоты (глюконат кальция) используется как кровеостанавливающее средство. При окислении как "альдегидной", так и "гидроксильной" группы при С6 (под действием сильных окислителей) образуется "альдаровые кислоты". Так, из D-глюкозы получается "D-глюкаровая кислота". Все эти 3-и типа кислот: "уроновые", "альдоновые", "альдаровые" - объединяют общим названием - "сахарные кислоты".
#ПектиновыеВещества
#БиохимияОрганизма

Комментарии

Комментариев нет.