В каких клетках содержатся больше углеводов
Углеводы — это одна из форм энергии, запасаемой растениями. Сладкие фрукты хранят энергию углеводов в виде фруктозы, обладающей быстрой скоростью усвоения, а овощи и крупы — в виде крахмала, относящегося к сложным углеводам. Отметим, что входящая в состав растений клетчатка — также углевод.
Избыток простых углеводов в еде приводит к набору лишнего веса и ряду нарушений обмена веществ (прежде всего, сахарному диабету), тогда как употребление большого количество продуктов с клетчаткой полезно для здоровья. Как научиться разбираться, какие углеводы — полезны, а какие — вредны?
// Что такое углеводы?
Углеводы входят в состав большинства продуктов и являются основном источником энергии в еде. В зависимости от количества структурных единиц они делятся на простые и сложные. Простые («быстрые») углеводы легко усваиваются и быстро повышают уровень сахара в крови — то есть, имеют высокий гликемический индекс. Их избыток в питании влечет ухудшение метаболизма и набор лишнего веса.
Сложные углеводы (крахмал, клетчатка) состоят из множества полисахаридов, включая от десятков до сотен структурных элементов. Пища с такими углеводами считается полезной. При переваривании она постепенно отдает свою энергию, обеспечивая долговременное чувство насыщения от еды. При этом клетчатка вообще не усваивается организмом — говоря простыми словами, обладает нулевой калорийностью.
На ограничении углеводов в питании строятся множество диет — например, низкоуглеводная диета для диабетиков или безуглеводная диета (кето диета) для похудения. При силовых тренировках для роста мышц, наоборот, рекомендуется употреблять повышенное количество углеводов — особенно в период углеводного окна для быстрого восполнения запасов гликогена.
// Углеводы — кратко:
- ключевой компонент энергии в еде
- в 1 г углеводов содержится 4 ккал
- бывают простые (фруктоза, глюкоза) и сложные (крахмал, клетчатка, гликоген)
- гликоген — основное топливо для мышц человека
В каких продуктах содержатся углеводы?
Углеводы содержатся практически во всех продуктах питания, за исключением продуктов животного происхождения. Лишь в молоке содержится небольшое количество углеводов — преимущественно, в виде лактозы. В состав растительных продуктов входят преимущественно сложные углеводы, а продукты с простыми углеводами чаще всего изготавливаются промышленным образом (начиная от белого сахара, заканчивая выпечкой).
Полный список продуктов питания с углеводами
Углеводы — простые и сложные
Попадая в желудок, продукты с углеводами перевариваются и повышают уровень сахара в крови. В свою очередь, повышение сахара ведет к повышению уровня гормона инсулина. Именно этот гормон открывает клеткам возможность запасать энергию. Регулярное употребление простых углеводов нарушает механизмы выработки инсулина, заставляя организм испытывать голод даже тогда, когда энергии достаточно.
К сожалению, наиболее простым методом утилизации избыточных быстрых углеводов является конвертация их калорий в жировые запасы. При этом резкие колебания сахара в крови приводят к появлению голода и характерного желания снова подкрепиться сладким. Возникает замкнутый круг — человек толстеет от таких продуктов, однако не может отказаться от сладкого. Однако похудение всегда начинается именно с отказа от сладкого.
// Простые углеводы — список продуктов
- сахар (включая мед, сладкие газировки типа колы и фруктовые соки)
- джемы, варенья, мармелад и прочие сладости
- хлеб и всевозможная выпечка из белой муки
- большинство сладких фруктов
- белый рис
Сложные углеводы — что это?
Сложные углеводы — это прежде всего крахмал (главный углевод растений), гликоген (основной источник энергии мышц) и пищевая клетчатка. Крахмал, по сути, является множеством молекул простых углеводов, крепко соединенных вместе. На расщепление продуктов со сложными углеводами организму необходимо как время, так и энергия. Именно поэтому сложные углеводы называются “медленными” и являются более полезными.
Главной функций сложных углеводов является как обеспечение процессов пищеварения (к примеру, клетчатка ответственна за нормальное движение перевариваемой еды по пищеводу), так и запасание энергии для физических активностей. Кроме этого, употребление в пищу клетчатки и прочих сложных углеводов нормализует уровень глюкозы в крови, что особенно важно при соблюдении диеты при сахарном диабете.
// Сложные углеводы — список продуктов
- различные цельнозерновые крупы
- макароны из твердой пшеницы
- зеленые овощи
- бурый рис
- фасоль и прочие бобовые
Гликемический индекс еды
Чем проще состав конкретного углевода и чем меньше сахаридов он содержит в своей формуле, тем быстрее он переваривается и попадает в кровь, повышая уровень сахара. Такие продукты имеют высокий гликемический индекс. Сложные растительные углеводы (смесь крахмала и клетчатки), состоящие из сотен связанных структурных элементов, усваиваются намного медленнее.
Нормы углеводов для набора массы
Мнение о том, что мышцы растут от употребления белка — ошибочно. В материале нормы БЖУ для набора массы мы упоминали, что при тренировках для роста мышц необходимо употреблять порядка 60% в виде углеводов. Именно углеводы являются основным источником энергии для мускулатуры, запасаясь в виде гликогена. Другими словами, на безуглеводной диете набрать массу нельзя.
Также атлетам важно помнить о теории углеводного окна — времени после тренировки, в течение которого мышцы более восприимчивы к энергии. В частности, употребление простых углеводов повышает уровень инсулина, открывая таким образом возможность клеток запасать энергию — на этом принципе строится работа гейнеров. В них используется мальтодекстрин — полисахарид с высокой скоростью усвоения.
// Польза углеводов для мышц:
- гликоген — ключевое топливо для мышц
- углеводы входят в состав гейнеров
- повышают уровень инсулина
***
Углеводы — ключевой вид запасаемой в растениях энергии. В зависимости от количества структурных элементов они делятся на простые и сложные. Для определения вреда или пользы еды с углеводами используется гликемический индекс. Избыток фруктозы и глюкозы в еде приводит к нарушению обмена веществ (сахарному диабету) и к набору нежелательного веса.
Источник
Пришло время честно рассказать вам о питательной ценности углеводов. Мы, также, должны опровергнуть распространенный миф о том, что они являются нашими злейшими врагами.
В целом, большинство людей думают, что углеводы – ваш худший враг, когда речь идет о похудении или поддержании стройной фигуры.Но это абсолютно ложное убеждение.
В некоторой степени углеводы являются макроэлементами, которые просто действуют как топливо, необходимое для правильного функционирования нашего организма.
Вы никогда не задумывались, какие могут быть самые распространенные
продукты, содержащие большое количество углеводов? Независимо от того, ответили вы «да» или «нет» на вышеуказанный вопрос, в сегодняшней статье вы сможете узнать все по этой теме.
Помните, прежде всего, что есть два типа углеводов . Один из них «хороший», а другой «плохой». «Плохие» углеводы содержатся в так называемых «вредных» продуктах питания, масло, гидрогенизированное масло и сахар, очищенный промышленными методами.
После секундного размышления вам будет очень легко понять, почему.Это связано с простым фактом. Ну, их пищевая ценность либо очень низкая, либо даже полностью нулевая.
Но, с другой стороны, фрукты, овощи и натуральные подсластители представляют собой часть углеводов, принадлежащих к этой „хорошей” разновидности. Поэтому ключ к успеху не в том, чтобы избегать всех продуктов с высоким содержанием углеводов.
Что вам нужно сделать, это просто обеспечить нужное количество «хороших» углеводов в вашем ежедневном рационе. Только тогда вы сможете пользоваться всеми преимуществами этих химических веществ.
8 продуктов, содержащих углеводы в больших количествах
Ниже мы покажем вам восемь примеров часто встречающихся продуктов, которые содержат углеводы в высоких дозах. Это стоит иметь в виду всегда!
1. Картофель
Картофель является одним из самых распространенных на рынке и самых дешевых продуктов питания. Вы можете легко сказать, что не можете избежать его в вашей стандартной диете.
Тем не менее, вы должны помнить, что необходимо окончательно отказаться от всех жареных блюд из картофеля. Другими словами, не используйте масло, чтобы приготовить этот продукт.
Лучший способ приготовить картофель – это запечь его в духовке. Таким образом, вы сохраняете «здоровые» углеводы, содержащиеся в нем, и не способствует разрушению их цепей или растворению в воде, как при варке.
Каждые 100 граммов картофеля содержат 27 граммов углеводов.Это идеальная доза в качестве добавки к другим продуктам питания. Эти клубни также являются отличным источником витаминов В6, С и калия.
2. Бананы
Большинство фруктов являются источником необходимых макроэлементов для нашего организма. Бананы не являются исключением в этом отношении. Вы получите наилучшие результаты, съев зеленый банан перед тренировкой, а после еды – спелый желтый фрукт.
Это потому, что зеленые бананы состоят в основном из крахмала. Это означает, что они постепенно выделяют энергию (что является идеальным решением для тренировок с нагрузками).
Напротив, в полностью зрелых бананах содержится много сахарозы, которая помогает вашему организму восстанавливать энергию за короткое время.
3. Овсянка также содержит углеводы
Хотя вам может быть трудно поверить, правда в том, что овсянка является одним из самых полезных продуктов, которые мы можем найти на рынке.
Она содержат не только углеводы, но и огромное количество ценных волокон. Вы можете легко рассчитать углеводы, которые едите в форме овсянки.
Просто помните, что один стакан означает 50 граммов углеводов.
И помните, что вы можете сочетать овсянку по желанию с различными другими продуктами. Самые популярные среди них:
- мед
- молоко
- клубника
- йогурт
- бананы
- черника
- орехи и семена
Овсянка является отличным источником энергии и в то же время заставляет вас чувствовать себя сытым. Поэтому она является очень популярным продуктом питания на завтрак.
4. Макароны
Большинство профессиональных спортсменов регулярно потребляют определенное количество макарон в дни, предшествующие соревнованиям. Это связано с тем, что макаронные изделия имеют заметно более высокий гликемический индекс, чем рис. А это, в свою очередь, означает, что они доставляют больше энергии.
В результате макароны являются еще одним рекомендуемым продуктом питания, содержащим большое количество углеводов. Цельнозерновая мука является идеальным решением для долгосрочной секреции инсулина вашим организмом.
5. Рис – это практически сами углеводы
Сразу после пшеницы рис является вторым наиболее потребляемым продуктом питания в мире. Прежде всего, это очень дешево и вкусно.Но также стоит знать, что углеводы составляют около 80% его состава.
В результате рис оказывается идеальным источником энергии непосредственно перед началом физических упражнений.
Вы можете есть рис, например, в сочетании с мясом, рыбой или яйцом и небольшой порцией овощей. Лучший способ приготовить это – приготовить его с наименьшим количеством масла и есть в количестве не более одного стакана в день.
6. Тапиока
Этот пищевой продукт получают из клубней маниоки. Это действительно полезный источник углеводов благодаря высокому содержанию крахмала. Вот почему тапиока характеризуется низким содержанием холестерина, вредного для нашего организма.
В 100 граммах тапиоки содержатся углеводы в количестве до 22 граммов. Это один из продуктов с высоким содержанием этого питательного вещества.
Кроме того, она имеет низкое содержание натрия и не содержит никаких следов сахара. По этой причине многие люди, сидящие на диете, рекомендуют тапиоку как один из основных компонентов здорового питания.
7. Хлеб
Хлеб – это пищевой продукт, содержащий много «хороших» углеводов, при условии, что он содержит отруби. Такое разнообразие хлеба означает, что для него характерно большое количество ценных питательных веществ.
Отруби – это продукт, содержащий как углеводы, так и клетчатку, а также белки, жиры, минералы и воду.
8. Цельнозерновые злаки
Цельнозерновые продукты насыщены углеводами с низким гликемическим индексом, которые действуют как топливо, необходимое нашему организму для выполнения различных действий.
Почти все злаки характеризуются высоким содержанием клетчатки, что необходимо для эффективной передачи питательных веществ через наш кишечник.
Кроме того, он также заставляет вас чувствовать себя более сытым в течение длительного времени. Помните также, что регулярное употребление цельного зерна помогает регулировать наш обмен веществ.
Источник
1. Распределите перечисленные органические вещества на две группы: биополимеры и органические небольшие молекулы.
1. Простые сахара.
2. Белки.
3. Углеводы.
4. Нуклеиновые кислоты.
5. Гормоны.
6. Пигменты.
7. Аминокислоты.
8. Нуклеотиды.
Биополимеры: 2, 3, 4.
Органические небольшие молекулы: 1, 5, 6, 7, 8.
2. Сформулируйте определение белков, в котором были бы учтены следующие смысловые моменты: тип макромолекулы (полимер или неполимер), геометрия макромолекулы (линейная или ветвящаяся), вид мономерных единиц, идентичность или неидентичность мономерных звеньев.
Белки – это высокомолекулярные полимерные соединения различной формы (складчатой, спиралевидной, шарообразной), мономером которых служат 20 аминокислот, чередующихся в различных комбинациях.
3. Из перечисленных вариантов пространственной организации белковых молекул выберите и подчеркните те, которые реально встречаются в клетках.
Многослойная, шаровидная, складчатая, ветвящаяся, спиралевидная, кольцевидная.
4. Ответьте, в чем заключается строительная функция белков.
Белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур.
5. Допишите предложение.
Белки, выполняющие каталитическую функцию, называются ферментами.
6. Перечислите основные виды двигательной активности, встречающейся в биологических объектах.
1. Образование псевдоподий, мерцание ресничек и биение жгутиков у простейших.
2. Движение листьев у растений.
3. Сокращение мышц у животных.
7. Вставьте недостающее слово.
В основе всех типов движения, встречающихся в органическом мире, лежит функционирование сократительных белков.
8. Объясните, каким образом белки осуществляют защитную функцию.
При поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов, в лейкоцитах образуются особые белки – антитела, которые связывают и обезвреживают данные антигены.
9. Впишите необходимое число.
Энергетическая ценность белков составляет 17,6 кДж/г.
10. Ответьте, в чем заключается транспортная функция белков. Приведите примеры.
Белки присоединяют различные химические элементы (например, кислород) или биологически активные вещества (например, гормоны) и переносят их к различным тканям и органам.
11. Приведите общую химическую формулу углеводов.
Cn(H2O)m.
12. Укажите, в каких клетках содержится больше углеводов, в растительных или животных.
В животных клетках углеводов всего 1-2%, редко – 5% по массе, тогда как в растительных клетках их содержание достигает 90%.
13. Укажите основные классы, на которые подразделяются углеводы, встречающиеся в растительных, животных клетках и межклеточном веществе.
1. Моносахариды.
2. Дисахариды.
3. Полисахариды.
14. Напишите, из каких моносахаридных остатков состоит дисахарид сахароза.
Сахароза = глюкоза + фруктоза.
15. Из нижеперечисленных углеводов полисахаридами являются: лактоза, крахмал, целлюлоза, мальтоза, сахароза, гликоген.
16. Допишите предложение.
При полном окислении 1 г углеводов освобождается 17, 6 кДж энергии.
17. Перечислите основные функции углеводов.
1. Строительная.
2. Энергетическая.
3. Запасающая.
18. Заполните пропуски в тексте.
Известно, что удобной формой резервирования органического вещества для энергетических и пластических (строительных) целей в клетке являются углеводы. При этом в растительных клетках углеводы откладываются в форме крахмала, а в животных – гликогена.
19. Дайте определение липидов, основанное на их наиболее общих физико-химических свойствах.
Липиды – это нерастворимые в воде органические вещества, которые представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина.
20. Укажите критерий, на основании которого нейтральные жиры принято делить на масла и жиры.
Удельный вес, прозрачность, консистенция при 20С, жирно-кислотный состав.
21. Напишите, какова энергетическая ценность липидов.
38, 9 кДж энергии.
22. Допишите предложение.
Строительная функция жиров реализуется в таких структурных компонентах клетки, как цитоплазматическая мембрана.
23. Ответьте, могут ли липиды использоваться в качестве источника эндогенной воды. Почему?
Липиды могут использоваться в качестве источника воды. При окислении жиров образуется вода (метаболическая).
24. Известно, что некоторые гормоны по своей химической природе являются липидами, что позволяет утверждать, что жиры выполняют регуляторную функцию. Укажите, какие из нижеперечисленных гормонов относятся к липидам.
Тироксин, половые гормоны, адреналин, инсулин, гормон роста.
25. В клетке встречаются соединения жиров с другими органическими веществами. Как они называются и какие функции выполняют?
Название: фосфолипиды.
Функции: являются компонентами мембран, то есть выполняют строительную функцию.
26. Дайте определение нуклеиновых кислот.
Нуклеиновые кислоты – это полимеры, состоящие из нуклеотидов, способные хранить и передавать наследственную информацию.
27. Впишите недостающее слово.
Мономерами нуклеиновых кислот являются нуклеотиды.
28. Назовите основные типы нуклеиновых кислот, встречающиеся в клетке.
1. ДНК
2. РНК
А) иРНК
Б) тРНК
В) рРНК.
29. Укажите функции ДНК.
Хранение и передача наследственной информации.
Источник
Углеводы – это органические молекулы, которые содержат углерод, водород и кислород в мольном соотношении 1:2:1. Элементы в них объединяются в карбонильную и карбоксильную группы. Их общая формула (CH2O) n.
Так как первые изученные углеводы содержали водорода и кислорода столько же, сколько и в молекуле воды, они и получили своё название (углерод + вода). Вместе с тем есть молекулы, у которых соотношение указанных в формуле химических элементов иное, а некоторые, кроме того, содержат атомы азота, фосфора или серы, но подробная классификация углеводов рассматривается ниже. Источником углеводов является растения, там они синтезируются в процессе фотосинтеза.
Так как углеводы содержат много углеводородных связей (C-H), высвобождающих энергию при окислении, они хорошо подходят для хранения энергии. Эти вещества входят в состав всех живых организмов. В клетках животных их содержание не превышает 10 % сухой массы, в клетках растений их значительно больше – до 90 %.
Классификация углеводов
Углеводы существуют в нескольких формах: моносахаридов, олигосахаридов (в том числе дисахаридов) и полисахаридов.
Углеводы моносахариды
Самые простые углеводы – моносахариды (греч. μόνος «единственный», лат. saccharum «сахар»), или простые сахара. Могут включать от 3 атомов углерода, но те, что играют роль в запасе энергии, содержат 6 атомов углерода: C6H12O6 или (CH2O)6.
Структура моносахаридов.
Свойства моносахаридов:
- бесцветность;
- твёрдость кристаллической решётки;
- хорошая растворимость в воде;
- способность к кристаллизации;
- сладкий вкус,
- представление в форме α и β-изомеров.
По количеству атомов углерода в составе молекул, моносахариды делятся на несколько групп:
- триозы (C3),
- тетрозы (C4),
- пентозы (C5),
- гексозы (C6),
- гептозы (C7).
Важнейшими из них являются пентозы и гексозы.
Из тетроз важной является эритроза – один из промежуточных продуктов фотосинтеза растений.
Широко распространены в живом мире пентозы (пятиуглеродные сахара). Эта группа углеводов включает такие важные вещества как рибоза (C5H10O4) и дезоксирибоза (C5H10O5) – сахара, входящие в состав нуклеотидов – мономеров нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Дезоксирибоза отличается от рибозы тем, что при втором атоме углерода имеет атом водорода, а не гидроксильную группу.
Из гексоз наиболее распространены глюкоза, фруктоза и галактоза. Это стериоизомеры с общей формулой C6H12O6.
Глюкоза – виноградный сахар, в свободном состоянии встречается как в растениях, так и в организмах животных. В зависимости от ориентации карбонильной группы (C = O) при замкнутом кольце, глюкоза может существовать в двух различных формах: альфа (α) и бета (β). У α-глюкозы гидроксильная группа расположена под плоскостью кольца при первом атоме углерода, а у β-глюкозы над плоскостью. Глюкоза — это:
- важнейший источник энергии для всех видов работ в клетке;
- мономер многих олиго- и полисахаридов;
- необходимый компонент крови. Снижение её концентрации ведёт к нарушению работы нервных и мышечных клеток, что может сопровождаться судорогами и обмороком. Уровень содержания глюкозы в крови регулируется нервно-гуморальной системой;
- составная часть почти всех тканей и органов, там она регулирует осмотическое давление;
- помощник печени в выполнении барьерной роли против токсинов.
Фруктоза тоже очень распространена в природе. Отличается от глюкозы положением карбонильного углерода (C = O). Служит мономером олигосахаридов. Большая её часть находится в плодах, поэтому её ещё называют фруктовым сахаром. Много фруктозы в сахарной свёкле и мёде.
Путь её распада в организме короче, что имеет большое значение в питании больных сахарным диабетом, когда глюкоза слабо усваивается клетками.
Мёд, несмотря на многочисленные советы употреблять его вместо сахара, не является идеальным источником углеводов. Он содержит сахар в чистом виде.
Мёд образуется при ферментативном гидролизе цветочного нектара в пищеварительном тракте пчелы и содержит примерно равные количества свободных глюкозы, фруктозы и дисахарид сахарозу.
Сахар, приносящий пользу, находится в молодых овощах, ягодах, фруктах. Вредный для питания сахар – булочки, торты, пирожные, печенья, сладкие газировки, мороженое. В день в идеале можно съедать 50 г сладкого во время обеда или на полдник в качестве десерта.
Галактоза — пространственный изомер глюкозы, отличающийся только расположением гидроксильной группы и водорода около четвёртого атома углерода. Содержится в животных, растениях и некоторых микроорганизмах. Она входит в состав лактозы — молочного сахара, а также в состав некоторых полисахаридов, например лактулозы. В печени и в других органах галактоза превращается в глюкозу.
Различия в структуре этих изомеров влияют на их функции. Их можно различить уже на вкус: фруктоза, например, намного слаще глюкозы. От строения их кольца или цепи зависит и способность быть частью какого-либо полимера.
Углеводы олигосахариды
Олигосахариды (от греч. ὀλίγος — немногий) — углеводы, образующиеся в результате реакции конденсации между несколькими (от двух до 10) молекулами моносахаридов. В зависимости от числа молекул моносахаридов, различают: дисахариды, трисахариды, тетрасахариды и т. д. Наиболее распространены среди них дисахариды. Свойства олигосахаридов:
- растворяются в воде;
- мало растворяются в низших спиртах;
- почти не растворяются в других обычных растворителях;
- белые или бесцветные;
- кристаллизуются, но не все, некоторые существуют в форме некристаллических сиропов;
- их сладкий вкус уменьшается по мере увеличения числа остатков моносахаридов.
Связь, образующаяся между двумя моносахаридами, называется гликозидной (тип ковалентной связи, реакция конденсации).
Образование гликозидных связей
Углеводы дисахариды
В растениях и многих других организмах моносахариды трансформируется в дисахариды — транспортную форму, предназначенную для удобства перемещения внутри организма. В таком виде она труднее расщепляется и может быть доставлена в нужные места.
Дисахариды, образуется путём связывания двух моносахаридов (др. греч. δuο — два и σaκχαρον — сахар) гликозидной связью. Ферменты, способные разорвать эту связь присутствуют, как правило, только в тканях, которые используют глюкозу. Транспортные формы различаются в зависимости от того из каких моносахаридов состоят данные дисахариды. Кроме глюкозы они могут включать фруктозу и галактозу.
При соединении остатка глюкозы с её структурным изомером фруктозой образуется дисахарид сахароза (тростниковый, или свекловичный сахар). Сахароза — самая распространённая форма транспортных углеводов, которая хранится в клетках растений (в семенах, ягодах, корнях, клубнях, плодах). Играет важную роль в питании животных и человека. В растениях сахароза служит растворимым резервным углеводом, а также транспортной формой продуктов фотосинтеза, которая легко переносится по растению.
Это привычный нам бытовой сахар, который в промышленности вырабатывают из сахарного тростника (стебли содержат 10-18%) или сахарной свёклы (корнеплоды — до 20%).
Уборка сахарного тростника
Автор: Siebrand
Связывание глюкозы со стериоизомером галактозой приводит к появлению дисахарида лактозы, или молочного сахара. Она есть в молоке всех млекопитающих (2-8,5%), при её помощи звери и человек обеспечивают энергией своё потомство. Взрослые значительно уменьшают потребление молока, так как в их организме нет фермента, нужного для расщепления лактозы. Лактоза используется в микробиологической промышленности для приготовления питательной среды.
Мальтоза, или солодовый сахар — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы. Концентрируется в прорастающих семенах злаков, в томатах и нектаре некоторых растений. Это основной структурный элемент крахмала и гликогена. Мальтоза гидролизируется на две молекулы глюкозы под действием фермента мальтазы.
Углеводы полисахариды
Полисахариды — это углеводы, образующиеся в результате реакции поликонденсации множества (нескольких десятков и более) молекул моносахаридов. Полисахариды (от греч. полис — много) могут включать остатки одинаковых или разных моносахаридов.
Свойства полисахаридов:
- не растворяются или плохо растворяются в воде;
- не образуют ясно оформленных кристаллов;
- не имеют сладкого вкуса.
Многие микроорганизмы легко разлагают до глюкозы крахмал, но большинство из них не способны переварить целлюлозу или другие полисахариды, такие как хитин. Эти углеводы могут усваиваться только некоторыми бактериями и протистами. Жвачные животные и термиты, к примеру, используют микроорганизмы для переваривания целлюлозы.
Даже при том, что эти сложные углеводы не очень легко усваиваемы, они важны для питания. Их называют пищевыми волокнами, так как они улучшают пищеварение и способствуют лучшей перистальтике кишечника. Основная функция пищевых волокон — способствовать всасыванию других питательных веществ.
Полисахариды различаются между собой составом мономеров, длиной и степенью разветвленности цепей. Они могут иметь линейную неразветвленную (целлюлоза, хитин), разветвленную (гликоген) и смешанную структуру (крахмал представляет собой смесь полисахаридов — примерно на 80 % (по массе) он состоит из разветвленного амилопектина и на 20 % из линейного полисахарида амилозы).
В функциональном отношении различают полисахариды резервного, структурного и защитного назначения. Типичные резервные полисахариды — крахмал и гликоген. К структурным полисахаридам относят целлюлозу (клетчатку). Защитную функцию у животных обеспечивают гепарин и гиалуроновая кислота.
Крахмал и гликоген
Крахмал и гликоген запасают метаболическую энергию.
Крахмал (C6H10O5)n — полимер, мономером которого является α-глюкоза. Состоит из смеси других полисахаридов — амилозы и амилопектина. Амилоза имеет вид длинной цепочки, связанной в спираль, именно такая конфигурация обеспечивает синюю окраску растворимого крахмала при добавлении йода. Амилопектин — древовидно разветвлённая цепь, он в присутствии йода окрашиваются в коричневый цвет. Крахмал — основной резервный углевод растений, являющийся одним из продуктов фотосинтеза. Накапливается в хлоропластах листьев, семенах, клубнях, корневищах, луковицах, откладывается в клетках в виде крахмальных зёрен в специальных органеллых — амилопластах. Содержание крахмала:
- в зерновках риса — до 86%;
- пшеницы — до 75%;
- в клубнях картофеля — до 25%.
Крахмал — основной углевод пищи человека, его расщепляет фермент амилаза. Крахмальные зёрна практически не растворяются в воде, но амилоза набухает при её нагревании, тогда как амилопектин не изменяется даже при очень длительном кипячении.
Гликоген (C6H10O5)n — полисахарид, состоящий из 30 000 остатков α-глюкозы. Его цепочки ветвятся сильнее, чем у крахмала. По типу ветвления он похож на компонент крахмала амилопектин, поэтому его часто называют животным крахмалом. Он не даёт синего окрашивания при контакте с йодом. Гликоген — это запасной углевод животных. Накапливается в печени (до 20%) и в мышцах (4%), в небольшом количестве он найден в почках, клетках мозга и лейкоцитах крови. Чаще всего используется как источник глюкозы для восполнения её запасов в крови. Есть гликоген и в клетках грибов, в том числе и дрожжей. В отличие от крахмала гликоген растворим при комнатной температуре.
Целлюлоза
Целлюлоза — полимер, в котором мономер глюкоза соединяется между собой по типу β. Это основной структурный полисахарид клеточной стенки растений, в нём аккумулируется около 50% всего углерода биосферы. Содержание целлюлозы в древесине — до 50%, в волокнах семян хлопчатника — до 98%.
Молекулы целлюлозы не ветвятся, а собираются в очень прочные волокна из параллельно уложенных цепочек, связанных в пучки водородными соединениями. Они нерастворимы в воде, внешне похожи на часть крахмала — амилозу, с одним отличием — цепи целлюлозы, соединённые по β типу в большинстве живых организмах не расщепляются, так как у них отсутствует нужный для этого фермент целлюлаза. Из-за того, что целлюлоза не может быть разорвана в пищеварительном тракте животных, она может работать как биологический структурный материал. Но некоторым жвачным, например, коровам, переваривать целлюлозу помогают симбиотические микроорганизмы.
Целлюлоза является пищей не только для коров, но и для грибов, микроорганизмов, некоторых протист и животных (термиты). Микроорганизмы, способные расщеплять целлюлозу, входят также в состав микрофлоры толстого кишечника человека.
Хитин
Хитин (фр. chitine, от др.-греч. χιτών: хитон — одежда, кожа, оболочка) — структурный полисахарид, найденный в кутикуле членистоногих и ряда других беспозвоночных (червей, кишечнополостных), клеточных оболочках некоторых грибов и протист. Кроме углерода, водорода и кислорода в его молекулах содержится азот (C8H13NO5)n, этим он отличается от целлюлозы. Состоит из остатков N-ацетилглюкозамина, связанных между собой β-гликозидными связями.