[Вега]

Наздоровье!

Углеводы – обширный класс органических соединений, которые по химической природе являются альдегидоспиртами (содержат одну карбонильную и несколько гидроксильных групп). К ним относятся моносахариды и образованные ими олиго- и полисахариды.

Моносахариды: являются наиболее простыми формами углеводов, используемыми организмом. К ним относятся глюкоза, фруктоза и галактоза. По числу атомов С различают низшие моносахариды (триозы и тетрозы; содержат в цепи соответственно 3 и 4 атома С), обычные (пентозы и гексозы) и высшие (гептозы, октозы, нонозы).
Гексозы могут быть представлены в виде альфа-, бета-, гамма-форм. B пищевых продуктах находятся альфа- и бета-формы, отличающиеся небольшой активностью. B организме под действием гормонов поджелудочной железы, поступающих в кровь, альфа- и бета-формы преобразуются в активную гамма-форму, в виде которой гексозы и усваиваются. При отсутствии гормона, превращающего гексозы в гамма-форму, они не усваиваются и удаляются с мочой (например, при диабете). Инсулин способен превращать альфа- и бета-формы гексоз в усвояемую гамма-форму и таким, образом предотвращать выброс не усвоенных гексоз.

Глюкоза наиболее быстро и легко используется в организме для образования гликогена, для питания тканей мозга, работающих мышц, в том числе сердечной мышцы, для поддержания необходимого уровня сахара крови и создания запасов гликогена печени. Она служит эффективным средством поддержания питания послеоперационных, ослабленных и других тяжелобольных, Во всех случаях большого физического напряжения глюкоза может использоваться как источник энергии и быстрого удовлетворения потребности организма в сахаре.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, и может рассматриваться как ценный, легкоусвояемый сахар. Однако она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70-80%) задерживается в печени и не вызывает перенасыщения крови сахаром. В печени фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с глюкозой. Фруктоза задерживается не только печенью, но усиленно утилизируется и другими системами. Она легко вовлекается в обменные процессы, что связано с наличием в растворах фруктозы большего количества оксиформы, чем в глюкозе. Другим свойством фруктозы, отличающим ее от других сахаров, является сравнительно невысокая стойкость, в результате чего фруктоза начинает частично изменяться уже при продолжительном кипячении.
Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается большей сладостью. Она в 2 раза слаще сахарозы и в 3 раза слаще глюкозы. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества для достижения необходимого уровня сладости продуктов и напитков и таким образом снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при построении пищевых рационов ограниченной калорийности. Избыток сахара (сахарозы) оказывает влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование. Установлено, что при избыточном поступлении сахара усиливается превращение в жир всех пищевых веществ (крахмала, жира пищи, частично и белка). Таким обра*зом, количество поступающего сахара может служить в известной степени фактором, регулирующим жировой обмен. Обильное потребление сахара приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в сыворотке крови. Избыток сахара отрицательно сказывается на состоянии и функции кишечной микрофлоры. При этом повышается удельный вес гнилостных микроорганизмов, усиливается интенсивность гнилостных процессов в кишечнике, развивается метеоризм. Установлено, что в наименьшей степени все эти недостатки проявляются при потреблении фруктозы.

Таким образом, в оптимизации сахарной части пищевого рациона большое значение придается фруктозе как сахару, наиболее приемлемому в современных условиях жизни и деятельности (гипокинезия, нервные стрессы, аутоинтоксикация гнилостными продуктами из кишечника, тучность и др.). Учитывая многие положительные стороны фруктозы, особенно благоприятное ее влияние на жировой и холестериновый обмен, важную роль в профилактике и снижении кариеса зубов, следует признать целесообразным расширение использования фруктозы в питании путем увеличения выпуска кондитерских изделий и прохладительных напитков, содержащих фруктозу вместо сахарозы.

Указанные продукты могут быть рекомендованы в первую очередь в детском питании и в питании пожилых людей.

Весьма перспективно и реально использование глюкозофруктозного сиропа или кукурузного сахара. Этот новый сахар широко используют в ряде зарубежных стран. Развивается производство жидкого сахара из кукурузы в Англии, Франции, ФРГ н Японии. Глюкозно-фруктозный сироп применяется вместо обычного сахара в производстве мороженого, сладких сыр*ков, кондитерских изделий, безалкогольных напитков и др.

Естественными источниками фруктозы являются многие фрукты и ягоды.

Третий моносахарид — галактоза — в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Галактоза является продуктом расщепления основного углевода молока лактозы (молочного сахара).

Глюкоза и фруктоза широко представлены в пчелином меде: содержание глюкозы достигает 36,2%, фруктозы - 37,1 %. B арбузах весь сахар представлен фруктозой, количество которой составляет 8%. Глюкоза и фруктоза содержатся во фруктах и ягодах. В винограде и хурме весь сахар представлен глюкозой и фруктозой. Такие распространенные фрукты, как яблоки и груши, а также смородина, содержат значительное количество фруктозы.

Олигосахариды - углеводы, молекулы которых содержат обычно от 2 до 10 моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями; в соответствии со степенью полимеризации различают ди-, три-, тетрасахариды и т. д.

Примеры олигосахаридов - иммуноглобулины, гиалуроновая кислота, хитозан ( природный биополимер, получаемый из панцирей морских ракообразных), свекловичный сахар и т.д.

Полисахариды - это углеводы, образующиеся в результате реакции поликонденсации множества (несколько десятков и более) молекул моносахаридов. Свойства полисахаридов — не растворяются или плохо растворяются в воде, не образуют ясно оформленных кристаллов, не имеют сладкого вкуса.
Примеры:
Крахмал (С6Н10О5)n — полимер, мономером которого является α-глюкоза. Полимерные цепочки крахмала содержат разветвленные (амилопектин, 1,6-гликозидные связи) и неразветвленные (амилоза, 1,4-гликозидные связи) участки. Крахмал — основной резервный углевод растений, является одним из продуктов фотосинтеза, накапливается в семенах, клубнях, корневищах, луковицах. Содержание крахмала в зерновках риса — до 86%, пшеницы — до 75%, кукурузы — до 72%, в клубнях картофеля — до 25%. Крахмал — основной углевод пищи человека (пищеварительный фермент — амилаза).

Гликоген (С6Н10О5)n — полимер, мономером которого также является α-глюкоза. Полимерные цепочки гликогена напоминают амилопектиновые участки крахмала, но в отличие от них ветвятся еще сильнее. Гликоген — основной резервный углевод животных, в частности, человека. Накапливается в печени (содержание — до 20%) и мышцах (до 4%), является источником глюкозы.

Целлюлоза (С6Н10О5)n — полимер, мономером которого является β-глюкоза. Полимерные цепочки целлюлозы не ветвятся (β-1,4-гликозидные связи). Основной структурный полисахарид клеточных стенок растений. Содержание целлюлозы в древесине — до 50%, в волокнах семян хлопчатника — до 98%. Целлюлоза не расщепляется пищеварительными соками человека, т.к. у него отсутствует фермент целлюлаза, разрывающий связи между β-глюкозами.

Пектиновые вещества по своем химической структуре могут быть отнесены к гемицеллюлозам --- коллоидным полисахаридам, или глюкополисахаридам. Различают два основных вида пектиновых веществ — протопектин и пектин.
Протопектины относятся к нерастворимым в воде нативным пектинам растений. Они содержатся в клеточных стенках плодов, образуя межклеточную прослойку в их тканях и являясь связывающим и скрепляющим материалом между отдeльными клетками, инкрустируя клеточные стенки и утолщая их. Протопектин представляет собой соединение пектина с целлюлозой, в связи c чем при расщеплении на свои составные части прoтопектин может служить источником пектина.
Пектины относятся к растворимым веществам, усваивающимся в организме. Под влиянием фермента пектиназы пектин подвергается гидролизу до простейших своих компонентов — сахара и тетрагалактуроновой кислоты. Под действием этого фермента от пектина отщепляется метоксильная группа (ОСН3). При этом образуются пектиновая кислота и метиловый спирт, чем и объясняется присутствие последнего в перезрелых и испорченных плодах и ягодах, a также, в плодовых и виноградных винах.

Основным свойством пектиновых веществ, определившим их использование в пищевой промышленности, является способность преобразовываться в водном растворе в присутствии кислоты н сахара в желеобразную, коллоидную массу. Установлено, что чем выше содержание в пектине метилового спирта, нем лучше его желирующие свойства. Пектины таких овощей, как свекла и томаты, непригодны для использования в пищевой промышленности из-за отсутствия желирующих свойств, связанных c недостаточным содержанием в пектинах этих овощей метоксильной (ОСН3).

Современными исследованиями показано несомненное значение пектиновых веществ в питании здорового человека, a также возможность использования их e терапевтической целью при некоторых заболеваниях, преимущественно желудочно-кишечного тракта.

Сырьем для получения пектинов служат многие растительные продукты. Пектин получают из отходов яблок, арбузов, а также из подсолнечника.

Основные представители полисахаридов – крахмал и целлюлоза – построены из остатков одного моносахарида – глюкозы. Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу:

(C6H10O5)n

но совершенно различные свойства. Это обьясняется особенностями их пространственного строения.
Крахмал состоит из остатков α-глюкозы, а целлюлоза – из β-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы (выделена цветом):

Видео.

С учетом пространственного строения шестичленного цикла формулы этих изомеров имеют вид:

Видео.