Углеводы, моносахариды, олигосахариды и полисахариды. функции углеводов

Продукты без углеводов

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

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

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

Биологическая роль

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

1. Структурная и опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих.
2. Защитная роль у растений. У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток.
3. Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК).
4. Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.
5. Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений.
6. Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.
7. Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов.

Биосинтез

В суточном рационе человека и животных преобладают углеводы. Травоядные получают крахмал, клетчатку, сахарозу. Хищники получают гликоген с мясом.

Организмы животных не способны синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они получают их от растений с пищей и используют в качестве главного источника энергии, получаемой в процессе окисления:

Cx(H2O)y+xO2→xCO2+yH2O, ΔH<0.001{\displaystyle {\mathsf {C_{x}(H_{2}O)_{y}+xO_{2}\rightarrow xCO_{2}+yH_{2}O,\ \Delta H<0.001}}}

В зелёных листьях растений углеводы образуются в процессе фотосинтеза — уникального биологического процесса превращения в сахара неорганических веществ — оксида углерода (IV) и воды, происходящего при участии хлорофилла за счёт солнечной энергии:

xCO2+yH2O→Cx(H2O)y+xO2{\displaystyle {\mathsf {xCO_{2}+yH_{2}O\rightarrow C_{x}(H_{2}O)_{y}+xO_{2}}}}

Чем опасен переизбыток и недостаток углеводов

При злоупотреблении углеводной пищей резко повышается сывороточный уровень глюкозы в крови, увеличивается выработка инсулина и начинается процесс преобразования сахара в гликоген. Поэтому причиной ожирения, сахарного диабета и других заболеваний, связанных с нарушениями углеводного обмена, является употребление большого количества продуктов с высоким содержанием быстрых углеводов. Сложные химические структуры не наносят вреда здоровому организму.

В то же время дефицита углеводов в организме также не следует допускать. При недостаточном потреблении сахаридов происходит постепенное истощение жировой прослойки. Гликоген начинает скапливаться в печени в качестве последнего резерва для критической ситуации, что приводит к жировому перерождению органа и снижению его функциональной активности.

Важно помнить, что углеводы – это главный источник получения энергии, поэтому при дефиците нутриентов начинается слабость, снижается физическая и умственная работоспособность. Если полностью исключить из рациона углеводную пищу, внутренние жировые запасы подвергаются расщеплению

Это становится причиной усиленного синтеза токсичных катенов, приводящих к развитию окислительных реакций и кетоацидотической коме.

При появлении признаков перенасыщения углеводами или симптомов их дефицита следует заново корректировать рацион и проконсультироваться у лечащего врача, чтобы оценить состояние внутренних органов. Медицинское обследование позволит избежать негативных последствий в виде ожирения, хронической усталости, депрессии и сахарного диабета 2 типа.

Вред употребления в большом количестве продуктов, содержащих углеводы

Люди, желающие избавиться от лишнего веса, спрашивают, в каких продуктах много углеводов. При потреблении большого количества пищи с высоким содержанием сахара плазменная концентрация глюкозы в крови увеличивается, что создает дополнительную нагрузку на поджелудочную железу. В результате в крови падает уровень минеральных солей и витаминов Дефицит питательных веществ нарушает работу внутренних органов.

Изделия из дрожжевого теста угнетают естественную микрофлору кишечника, повышая риск развития дисбактериоза. Поэтому во время диеты следует есть ржаной пресный хлеб.

Список продуктов с большим содержанием углеводов. Таблица

Продукты с высоким содержанием углеводов представлены кондитерскими и мучными изделиями. В них содержатся быстрые сахариды, поэтому без необходимости не следует злоупотреблять такой пищей.

Продукт	Количество углеводов на 100 г продукта, %
Сахарный песок	99
Леденцы	96
Пчелиный мед, пастила, мука из рисовых зерен, зефир, мармелад	80
Пряники, сдобное печенье	75
Клубничное натуральное варенье, белый рис	74
Кукурузная мука	72
Сушки, кукурузные хлопья, гречневая и манная крупа	71
Макароны, малиновое варенье, пшеничная мука, финики	70
Цельнозерновая пшеница	68
Перловка, сливочные сухари, шлифованное пшено	67
Просеянная ржаная мука, овсяные отруби	66
Изюм, ячневые хлопья, овсяная мука	65
Бисквиты с белковым кремом	63
Сухофрукты из груши, вафли	62
Овсяные хлопья	61
Овес, пшеница, шоколадные конфеты, высушенные яблоки	60
Сухофрукты: инжир, персик, чернослив	58
Гречка, обезжиренное сгущенное молоко без сахара	57
Ячмень, гречиха, рожь	56
Цельнозерновой овес	55
Халва	54
Жареные желуди	53
Сухое молоко	52
Курага, белый хлеб	51
Молочный шоколад	50

Список продуктов, не содержащих углеводы

К продуктам, не содержащим углеводы, относятся белковая пища животного происхождения, приправы, сахарозаменители и некоторые напитки.

Виды пищи	Продукты
Мясные изделия и животные белки без пищевых добавок	телятина, говядина; мясо свиньи; баранина; говяжий язык; куриное и рыбное филе; утка; морепродукты; сало; рыбий жир; кролик
Молочные продукты	Сливочное масло
Соусы и специи	соль; растительные масла: авокадовое, оливковое, подсолнечное, рапсовое; уксус
Заменители сахара	сукралоза; фруктоза; стевия; аспартам; сахарин
Жидкости	чай; натуральный кофе; минеральная вода

Химические свойства глюкозы

Водный раствор глюкозы

В водном растворе глюкозы существует динамическое равновесие между двумя  циклическими формами —   α и β   и  линейной  формой:

Реакции на карбонильную группу — CH=O

Глюкоза проявляет свойства, характерные для альдегидов.

Реакция «серебряного зеркала»

Реакция с гидроксидом меди (II) при нагревании. При взаимодействии глюкозы с гидроксидом меди (II) выпадает красно-кирпичный осадок оксида меди (I):

Окисление бромной водой. При окислении глюкозы бромной водой образуется глюконовая кислота:

Также глюкозу можно окислить хлором, бертолетовой солью, азотной кислотой.

Концентрированная азотная кислота окисляет не только альдегидную группу, но и гидроксогруппу на другом конце углеродной цепи.

Каталитическое гидрирование. При взаимодействии глюкозы с водородом происходит восстановление карбонильной группы до спиртового гидроксила, образуется шестиатомный спирт – сорбит:

Брожение глюкозы. Брожение — это биохимический процесс, основанный на окислительно-восстановительных превращениях органических соединений в анаэробных условиях.

Спиртовое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

          Молочнокислое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

          Маслянокислое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

Образование эфиров глюкозы (характерно для циклической формы глюкозы).

Глюкоза способна образовывать простые и сложные эфиры.

Наиболее легко происходит замещение полуацетального (гликозидного) гидроксила.

Например, α-D-глюкоза взаимодействует с метанолом.

При этом образуется монометиловый эфир глюкозы (α-O-метил-D-глюкозид):

Простые эфиры глюкозы получили название гликозидов.

В более жестких условиях  (например, с CH₃-I)  возможно алкилирование и по другим оставшимся гидроксильным группам.

Моносахариды способны образовывать сложные эфиры как с минеральными, так и с карбоновыми кислотами.

Например, β-D-глюкоза реагирует с уксусным ангидридом в соотношении 1:5 с образованием пентаацетата глюкозы  (β-пентаацетил-D-глюкозы):

Биосинтез

В суточном рационе человека и животных преобладают углеводы. Травоядные получают крахмал, клетчатку, сахарозу. Хищники получают гликоген с мясом.

Организмы животных не способны синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они получают их от растений с пищей и используют в качестве главного источника энергии, получаемой в процессе окисления:

Cx(H2O)y+xO2→xCO2+yH2O, ΔH<0.001{\displaystyle {\mathsf {C_{x}(H_{2}O)_{y}+xO_{2}\rightarrow xCO_{2}+yH_{2}O,\ \Delta H<0.001}}}

В зелёных листьях растений углеводы образуются в процессе фотосинтеза — уникального биологического процесса превращения в сахара неорганических веществ — оксида углерода (IV) и воды, происходящего при участии хлорофилла за счёт солнечной энергии:

xCO2+yH2O→Cx(H2O)y+xO2{\displaystyle {\mathsf {xCO_{2}+yH_{2}O\rightarrow C_{x}(H_{2}O)_{y}+xO_{2}}}}

Виды

Углеводы – многочисленная группа органических веществ. Они классифицируются по двум признакам:

• количеству атомов углерода;
• количеству структурных единиц.

В зависимости от количества атомов углерода в одной молекуле (структурной единице) выделяют:

• триозы;
• тетрозы;

• пентозы;
• гексозы;
• гептозы.

Молекула может включать до девяти атомов углерода. Наиболее значимыми являются пентозы (C₅H₁₀O₅) и гексозы (C₆H₁₂O₆). Пентозы являются компонентами нуклеиновых кислот. Гексозы входят в состав полисахаридов.

Рис. 1. Структура моносахарида.

По второму признаку классификации углеводы бывают:

• простыми, состоящими из одной молекулы или структурной единицы (моносахариды);

• сложными, включающими множество молекул (олигосахариды, полисахариды).

Особенности сложных структур описаны в таблице углеводов.

Виды	Формула	Характеристика	Примеры
Моносахариды	Cn(Н2О)n	Состоят из одной структурной единицы. Входят в состав ДНК, РНК, АТФ. В зависимости от открытой группы выделяют кетозы (R1-CO-R2) и альдозы (R-CHO)	Глюкоза, фруктоза, рибоза
Олигосахариды	CmH2nOn	Состоят из 2-10 моносахаридов. Могут включать одинаковые моносахаридные остатки (гомоолигосахариды) или разные (гетероолигосахариды)	Сахароза, лактоза, мальтоза
Полисахариды	CnH2mOm	Состоят из множества моносахаридов (от 10 до нескольких тысяч)	Целлюлоза, хитин, крахмал

Рис. 2. Структура полисахарида.

Одна из наиболее значимых разновидностей олигосахаридов – дисахариды, состоящие из двух моносахаридов. Они служат источником глюкозы и выполняют строительную функцию в растениях.

Строение углеводов

Строение углеводов включает несколько карбонильных и гидроксильных групп.

В зависимости от структуры вещества делят на 3 категории:

• моносахариды;
• олигосахариды;
• полисахариды.

Моносахариды представляют собой простейшие сахара, которые включают всего 1 молекулу. Они имеют несколько групп, которые отличаются по количеству атомов углерода в молекуле. Моносахариды, в составе которых присутствует 3 атома углерода, называют триозами. Если в составе присутствует 5 атомов, их именуют пентозами, если 6 – гексозами.

Наиболее ценными для живых организмов считаются пентозы, которые присутствуют в составе нуклеиновых кислот. Также большое значение имеют гексозы, из которых состоят полисахариды.

Олигосахариды содержат 2-10 структурных элементов.

В зависимости от количества выделяют:

• диозы;
• триозы;
• тетраозы;
• пентасахариды;
• гексасахариды.

Самыми значимыми считаются дисахариды, к которым относятся сахароза, мальтоза и лактоза, а также трисахариды. В эту категорию входят мелицитоза, рафиноза, мальтотриоза.

Олисахариды могут содержать однородные и неоднородные структуры.

В зависимости от этого выделяют следующие виды:

• гомоолигосахариды – все молекулы обладают одинаковым строением;
• гетероолигосахариды – молекулы отличаются по структуре.

Самыми сложными углеводами считаются полисахариды. Они включают множество моносахаридов – от 10 до нескольких тысяч.

К таким веществам относят следующее:

• крахмал;
• хитин;
• гликоген;
• целлюлоза.

Полисахариды имеют более жесткую структуру, чем олигосахариды и моносахариды. Они не растворяются в воде и не имеют сладкого вкуса.

Углеводы

Углеводы (сахара) — органические вещества, имеющие сходное строение и свойства, состав большинства которых отражает формула C_x(H₂O)_y,

где x, y ≥ 3.

Общеизвестные представители: глюкоза (виноградный сахар) С₆Н₁₂О₆, сахароза (тростниковый, свекловичный сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁, мальтоза (солодовый сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁, лактоза (молочный сахар) С₁₂H₂₂O₁₁, крахмал и целлюлоза (С₆Н₁₀О_5)n.

Учебный фильм «Углеводы»

Известны также соединения, относящиеся к углеводам, состав которых не соответствует общей формуле, например, сахар рамноза С₆Н₁₂О₅

В то же время есть вещества, соответствующее общей формуле углеводов, но не проявляющие их свойства (например, природный шестиатомный спирт инозит С₆Н₁₂О₆).

Углеводы объединяют разнообразные соединения – от низкомолекулярных, состоящих из некоторых атомов (х=3), до полимеров [С_xН₂О_y]_n с молекулярной массой в несколько миллионов (n=10000).

Биологическая роль углеводов

Углеводы содержатся в клетках растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. Эти соединения образуются растениями в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды и при участии хлорофилла.

Животные организмы не способны синтезировать углеводы и получают их с растительной пищей. Углеводы составляют значительную долю пищи млекопитающих.

Фотосинтез можно рассматривать как процесс восстановления СО₂ с использованием солнечной энергии:

В процессе дыхания происходит окисление углеводов, в результате чего выделяется энергия, необходимая для функционирования живых организмов:

Видеофильм «Механизм фотосинтеза»

Содержание углеводов в растениях составляет до 80% массы сухого вещества, в организмах человека и животных – до 20%. Они играют важную роль в физиологических процессах. Пища человека состоит примерно на 70% из углеводов.

Функции углеводов в живых организмах разнообразны.

Они служат источником запасной энергии (в растениях – крахмал, в животных организмах – гликоген). В растительных организмах углеводы являются основой клеточных мембран. В качестве одного из структурных компонентов остатки углеводов входят в состав нуклеиновых кислот.

Классификация углеводов

Все углеводы по числу входящих в их молекулы структурных единиц (остатков простейших углеводов) и способности к гидролизу можно разделить на две группы: простые углеводы, или моносахариды, и сложные углеводы (олигосахариды и полисахариды).

Простые углеводы (моносахариды) – это простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов.

Сложные углеводы (олигосахариды и полисахариды) – это углеводы, молекулы которых состоят из двух или большего числа остатков моносахаридов и разлагаются на эти моносахариды при гидролизе.

Моносахариды по числу атомов углерода подразделяют на тетрозы (С₄Н₈О₄), пентозы (С₅Н₁₀О₅),  и гексозы (С₆Н₁₂О₆). Важнейшие пентозы —  ри­бо­за и дез­ок­си­ри­бо­за, гексозы – глюкоза и фруктоза.

Олигосахариды (продукты конденсации двух или нескольких молекул моносахаридов). Среди олигосахаридов наибольшее значение имеют дисахариды (диозы) – продукты конденсации двух молекул моносахаридов (например, сахароза — С₁₂Н₂₂О₁₁, при гид­ро­ли­зе пре­вра­ща­ет­ся в смесь глю­ко­зы и фрук­то­зы).

Полисахариды (крахмал, целлюлоза) образованы большим числом молекул моносахаридов.

Олиго- и полисахариды расщепляются при гидролизе до моносахаридов. В молекулах олигосахаридов содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков, в полисахаридах — от 10 до 3000—5000.

Раффиноза – содержится в сахарной свекле.

Гликоген – животный крахмал.

Номенклатура углеводов

Для большинства углеводов приняты тривиальные названия с суффиксом –оза (глюкоза, рибоза, сахароза, целлюлоза и т.п.).

Рубрики: Углеводы Теги: Углеводы

Примечания

1. ↑ Н. А. Абакумова, Н. Н. Быкова. 9. Углеводы // Органическая химия и основы биохимии. Часть 1. — Тамбов: ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. — ISBN 978-5-8265-0922-7.
2. ↑ Н. А. Тюкавкина, Ю. И. Бауков. Биоорганическая химия. — 1-е изд. — М.: Медицина, 1985. — С. 349—400. — 480 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 75 000 экз.
3. ↑ Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. Биологическая химия / Под ред. акад. АМН СССР С. С. Дебова.. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1990. — С. 234—235. — 528 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 100 000 экз. — ISBN 5-225-01515-8.
4. ↑ Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. Биологическая химия / Под ред. акад. АМН СССР С. С. Дебова.. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1990. — С. 235—238. — 528 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 100 000 экз. — ISBN 5-225-01515-8.
5. Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. Биологическая химия: Учебник / Под ред. акад. АМН СССР С. С. Дебова.. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1990. — С. 226—276. — 528 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-225-01515-8.
6. ↑ А. Я. Николаев. 9. Обмен и функции углеводов // Биологическая химия. — М.: Медицинское информационное агентство, 2004. — ISBN 5-89481-219-4.

Что такое полимеры?

Поли — означает много, так что, как струна жемчуга, полимер представляет собой цепочку химически связанных мономеров: аминокислоты в белках, сахарах inpolysaccharides, нитях из нейлона и полиацетата, полипропилена, и не будем пренебрегать или опускать ДНК и Rna, Полимер представляет собой химическое соединение или смесь соединений, состоящих из повторяющихся структурных единиц, созданных в процессе полимеризации.

Единицы, содержащие полимеры, получают, фактически или концептуально, молекулы с низкой относительной молекулярной массой. Термины полимерного и полимерного материала охватывают очень большие, широкие классы соединений, как природные, так и синтетические, с широким спектром свойств. Из-за необычайного диапазона свойств полимерных материалов они играют существенную и повсеместную роль в повседневной жизни, от привычных синтетических пластиков и других материалов повседневной работы и дома, до естественных биополимеров, которые являются фундаментальными для биологической структуры и функционирования.

Биологическая роль

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

1. Структурная и опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенок растений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих.
2. Защитная роль у растений. У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток.
3. Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК).
4. Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.
5. Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений.
6. Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.
7. Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов.

Энергетическая функция

Это основная роль таких органических соединений, и только они дают больше всего энергии. Так, при распаде 1 грамма освобождается 4,1 ккал (38,9 кДж) и 0,4 грамма воды. Такой энергии не может дать ни один другой элемент клетки, поэтому они обеспечивают весь организм нужным ее количеством. Именно они поддерживают тонус, придают жизненные силы и энергию, а главное – позволяют организмам существовать.

Энергетическую миссию выполняют мальтоза, сахароза, фруктоза и глюкоза. Они служат источниками клеточного дыхания, энергией для прорастания семян, фотосинтеза и других важных биологических процессов.

Важно! Шоколадки, конфеты и другие сладости, помимо выделения гормона радости, также содержат огромное количество сахаридов, поэтому и являются отличным источником энергии и заряда бодрости. Это и есть главная функция простых углеводов в клетке.. Такая энергия позволяет человеку активно заниматься спортом, умственной деятельностью, а также участвуют во многих жизненно важных системах:

Такая энергия позволяет человеку активно заниматься спортом, умственной деятельностью, а также участвуют во многих жизненно важных системах:

• газообменная;
• выделительная;
• кровеносная;
• строительная и другие.

Поэтому без энергетической подпитки человек не сможет нормально существовать.

Примечания

1. ↑ Н. А. Абакумова, Н. Н. Быкова. 9. Углеводы // Органическая химия и основы биохимии. Часть 1. — Тамбов: ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. — ISBN 978-5-8265-0922-7.
2. ↑ Н. А. Тюкавкина, Ю. И. Бауков. Биоорганическая химия. — 1-е изд. — М.: Медицина, 1985. — С. 349—400. — 480 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 75 000 экз.
3. ↑ Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. Биологическая химия / Под ред. акад. АМН СССР С. С. Дебова.. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1990. — С. 234—235. — 528 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 100 000 экз. — ISBN 5-225-01515-8.
4. ↑ Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. Биологическая химия / Под ред. акад. АМН СССР С. С. Дебова.. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1990. — С. 235—238. — 528 с. — (Учебная литература для студентов медицинских институтов). — 100 000 экз. — ISBN 5-225-01515-8.
5. Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. Биологическая химия: Учебник / Под ред. акад. АМН СССР С. С. Дебова.. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 1990. — С. 226—276. — 528 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-225-01515-8.
6. ↑ А. Я. Николаев. 9. Обмен и функции углеводов // Биологическая химия. — М.: Медицинское информационное агентство, 2004. — ISBN 5-89481-219-4.

Список продуктов с углеводами

Углеводы содержатся практически во всех продуктах питания — за исключением еды животного происхождения. В натуральных растительных продуктах встречаются преимущественно комплексные углеводы, тогда как пища с быстрыми углеводами чаще всего изготавливается промышленным образом.

Вред конкретного продукта с углеводами определяется вовсе не калорийностью, а гликемическим индексом. Чем выше ГИ, тем быстрее повышается уровень сахара в крови — и тем быстрее наступает “фальшивое” чувство голода, провоцируя человека снова и снова искать подпитку в сладком.

// Вредные продукты с углеводами:

• сахар во всех вариациях (включая мёд)
• сладкие напитки (соки, морсы, газировки)
• хлеб и прочая выпечка из белой муки
• кукурузные хлопья и сладкие сухие завтраки
• сладкие каши быстрого приготовления
• варенье, джемы, мармелады
• торты и большинство десертов
• печенье, вафли
• белый рис

// Читать дальше:

• бурый рис — в чем его польза?
• как отказаться от сахара?
• хлеб — польза и вред

Комплексные углеводы

Чем сложнее структура углевода, тем больше времени и усилий необходимо организму для его переваривания. Энергия продуктов питания с комплексными углеводами распределяется постепенно, обеспечивая насыщение без всплесков инсулина в крови — в отличии от энергии быстрых углеводов, избытки которой отправляются в жировые депо.

Чем больше в составе продукта питания клетчатки (растительных волокон), тем ниже его гликемический индекс и тем сложнее организму его переваривать. Помимо прочего, наличие в рационе клетчатки и других правильных углеводов помогает работе пищеварения, так и поддерживает в норме уровень холестерина.

// Читать дальше:

• растворимая клетчатка — что это?
• фрукты с низким гликемическим индексом
• диета без холестерина

Углеводы в молочных продуктах

Лактоза, входящая в состав молока и молочных продуктов (кефир, творог, сыр) также относится к простым углеводам — иногда ее называют “молочный сахар”.

Интересно и то, что употребление прочих углеводов одновременно с лактозой приводит к повышенной секреции инсулина в организме человека. Например, инсулиновый индекс йогурта находится в более высоких значениях, чем гликемический.

Сложные сахара

Сложные сахара, то есть полисахариды, включают: крахмал, содержащийся в качестве резервного вещества в картофеле и зерновых продуктах, в корнеплодах и фруктах, и гликоген – резервный материал в тканях животных.

Крахмал картофельный

Крахмал – это трудноусвояемый сахар, поэтому продукты, содержащие этот полисахарид, перед употреблением следует подвергать термической обработке – варке, запеканию, жарке, которая расщепляет крахмал на более простые сахара (декстрины), растворимые в воде и легче усваиваемые.

Гликоген содержится в основном в мышцах и печени животных. В организме он может быть синтезирован из простых сахаров, органических кислот и частей аминокислот, не содержащих азот, и хранится в печени, мышцах, почках, сердечной мышце, мозге и тромбоцитах. В организме человека примерно 350–450 г гликогена.

Полисахариды также включают пищевые волокна, в том числе целлюлозу, лигнин, гемицеллюлозы, пектины и другие соединения. Эти вещества не перевариваются в пищеварительном тракте человека, а это означает, что они не усваиваются и, следовательно, не превращаются в питательные вещества и энергию. Их особенность в том, что они раздражают стенки кишечника и стимулируют его перистальтические движения, что ускоряет выведение каловых масс. Это предотвращает запоры, дивертикулез кишечника и воспаления в кишечнике, геморрой и рак толстой кишки. 

Пища, богатая пищевыми волокнами, имеет большой объем, поэтому она обладает сытным эффектом – усиливает чувство сытости, например, после употребления большого количества фруктов и овощей или темного хлеба. 

Пища, богатая пищевыми волокнами

Пищевые волокна снижают концентрацию глюкозы и холестерина в сыворотке крови, поэтому рекомендуется употреблять их в количестве 20–40 г/сут, запивая большим количеством воды – 1,5–2,0 л в сутки. Вода необходима для набухания волокон в кишечнике. 

Много пищевых волокон содержится в отрубях и зерновых продуктах, полученных из цельного зерна, бобовых, капусте, салате, перце и сухофруктах.

Состав углеводов

Состав углеводов делят на следующие категории:

1. Моносахариды – включают 1 мономерную единицу и не гидролизуются с появлением более простых углеводов. Мономеры отличаются разнообразием. Это обусловлено разницей в структуре. Обычно моносахариды живых организмов представляют собой кольцевые углеродные цепи, которые включают 5 или 6 атомов углерода. Самыми важными моносахаридами считаются рибоза и дезоксирибоза, которые присутствуют в составе нуклеиновых кислот. Также к ним относят глюкозу как источник энергии и фруктозу.
2. Дисахариды – включают 2 мономерных единицы. Можно сказать, что они состоят из 2 моносахаридов. Вещества объединяются через гидроксильные группы. При этом происходит отщепление воды. Самым известным дисахаридом считается сахароза. Ее молекула включает остатки глюкозы и фруктозы. 2 остатка глюкозы входит в состав мальтозы.
3. Полисахариды – включают больше 10 мономерных единиц. В эту категорию входят крахмал, хитин, целлюлоза и т.д. Крахмал и гликоген скапливаются в организмах как запасной питательный элемент. Крахмал имеет менее разветвленную структуру, чем гликоген. Целлюлоза формирует стенки клеток растений. За счет этого она реализует структурную и защитную функции. Аналогичные задачи решает хитин у грибов и животных.

Переваривание и усвоение углеводов

Для того чтобы организм получил глюкозу из еды, пищеварительной системе необходимо сначала превратить крахмал и дисахариды, содержащиеся в пище, в моносахариды, которые смогут быть поглощены через клетки выстилающие тонкий кишечник. Крахмалу принадлежит самая крупная из перевариваемых молекул углеводов и именно ей требуется самое глубокое расщепление. Дисахаридам, к примеру, необходимо разделиться всего один раз, для того чтобы организм их усвоил. Клетчатка, крахмал, моносахариды и дисахариды поступают в кишечник. (Некоторые крахмалы, прежде чем попадут в тонкий кишечник, частично расщепляются ферментами выделяемыми слюнными железами). Ферменты поджелудочной железы превращают крахмал в дисахариды. Ферменты на поверхности клеток стенки кишечника расщепляют дисахариды на моносахариды, которые попадают в капилляр откуда в последствии через воротную вену доставляются в печень. Та в свою очередь превращает галактозу и фруктозу в глюкозу.

Гликемический индекс углеводов

С точки зрения правильного питания роль играет не структурный состав молекулы углевода, а то, насколько быстро она усваивается. Быстрые углеводы (моносахариды и дисахариды с простой структурой) резко повышают уровень сахара в крови, тогда как сложные углеводы (полисахариды) чаще всего усваиваются медленно.

В этом случае говорят о гликемическом индексе углевода — точнее, конкретного продукта питания, содержащего этот углевод. Напомним, что скорость усвоения зависит не только от сочетания с белками и жирами, но и от степени термической обработки и величины порции продукта.

Кроме этого, не все сложные углеводы усваиваются медленно. Например, мальтодекстрин, часто использующийся в пищевой индустрии, фактически являясь полисахаридом, по своему действию на организм подобен глюкозе. Содержащийся в рисе крахмал также обладает быстрой скоростью усвоения.

// Читать дальше:

• гликемический индекс круп — список
• мальтодекстрин — где содержится?
• бурый рис — в чем польза?

***

Углеводы — класс органических веществ, синтезируемый зелеными растениями из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза. Классификация углеводов строится на количестве структурных элементов (моносахариды, дисахариды и полисахариды), а также на скорости усвоения углеводных продуктов (быстрые и медленные).