вуглеводи

вуглеводи (також застарілі вуглеводи) або Сахариди утворюють великий клас природних продуктів гідроксиальдегідів або гідроксикетонів, а також сполуки, що походять з них, та їх оліго- та поліконденсати. Загалом під вуглеводами розуміють цукор. Вуглеводи разом з жирами та білками складають кількісно найбільшу корисну (включаючи крохмаль) та негорну (клітковину) частину їжі. На додаток до своєї центральної ролі як фізіологічного носія енергії, вони відіграють важливу роль як допоміжної речовини, особливо в рослинному світі та в біологічних процесах передачі сигналів та розпізнавання (наприклад, розпізнавання клітинних клітин, групи крові). Їх неконденсовані представники, моносахариди, мають вуглецеві ланцюги з принаймні трьома атомами вуглецю та принаймні одним центром хіральності (виняток: дигідроксиацетон). Найпоширенішими є моносахариди з п’ятьма або шістьма атомами вуглецю. Два і кілька цукрів складаються з одиночних цукрів, пов'язаних глікозидними зв'язками. Моносахариди (прості цукри, наприклад, виноградний цукор, фруктоза), дисахариди (подвійні цукру, наприклад, цукровий пісок, лактоза, солодовий цукор) та олігосахариди (кілька цукрів, наприклад рафіноза), як правило, розчиняються у воді, мають солодкий смак і називаються цукром у вужчому розумінні. Полісахариди (полісахариди, наприклад, крохмаль, целюлоза, хітин), навпаки, часто погано або зовсім не розчиняються у воді і мають нейтральний смак.

цукор глюкоза

Надалі рекомендовані знання спеціалістів

Як швидко перевірити піпетки?

Який правильний спосіб перевірити повторюваність залишків?

Правильне зважування за допомогою лабораторних ваг: керівництво зважуванням

Зміст

етимологія

Оскільки багато відомих сахаридів мають загальну формулу Cn (H2O) m, їх формально можна розглядати як гідрати вуглецю, саме тому К. Шмідт ввів термін вуглеводи в 1844 році. Однак представники цього класу речовин можуть значно відхилятися від цієї загальної формули і містити інші функціональні групи, а також гетероатоми, такі як азот або сірка, тоді як інші сполуки тієї ж формули не належать до вуглеводів, оскільки вони не є гідроксиальдегідами або гідроксикетонами. Загалом вуглеводи присутні, коли в речовині можна знайти принаймні одну альдегідну групу або кетогрупу та принаймні дві гідроксильні групи. Оскільки полісахариди будуються з моносахаридів, застосовується формула nC6H12O6 -> C6nH10n + 2O5n + 1 + n-1 (H2O)

Фізіологічний синтез

Прості цукри утворюються рослинами в циклі Кальвіна завдяки фотосинтезу з вуглекислого газу та води і містять вуглець, водень та кисень. Практично у всіх живих істот ці прості цукри в ланцюжку утворюють багато цукрів для зберігання або для побудови клітин. Наприклад, печінка синтезує з глюкози цукровий глікоген з довгим ланцюгом.

Постачання енергії мозку сильно залежить від глюкози, оскільки він не може використовувати жири безпосередньо для отримання енергії. Тому в ситуаціях голодування без споживання вуглеводів або при посиленій роботі м’язів глюкоза синтезується в глюконеогенезі з продуктів метаболізму лактату, деяких амінокислот (включаючи аланін) та гліцерину. Глюконеогенез використовує деякі ферменти гліколізу, шляху розпаду глюкози для виробництва високоенергетичних АТФ і НАДН + Н +, але це аж ніяк не можна розуміти як зворотне, оскільки вирішальні кроки власних ферментів відбуваються при споживанні енергії. Гліколіз та глюконеогенез регулюються взаємністю; H. вони закриваються одне в одній і тій же камері майже назовні Однак різні органи можуть одночасно рухатись одним і іншим шляхом. Наприклад, коли спостерігається сильна м’язова активність, у м’язі відбувається гліколіз і таким чином виділяється лактат, а глюконеогенез відбувається в печінці за допомогою лактату. Це зміщує частину метаболічного навантаження на печінку.

їжа

Вуглеводи є важливою частиною раціону людини разом з жирами та білками. Вони є основним джерелом енергії для організму і, на відміну від жирів, можуть бути швидко використані, але не вважаються необхідними, оскільки організм може виробляти їх у глюконеогенезі, використовуючи енергію з інших компонентів їжі. Оскільки, зокрема, мозок сильно залежить від глюкози як енергетичного носія і не може використовувати жири, рівень цукру в крові повинен підтримуватися у вузьких межах. Його регуляція відбувається за допомогою взаємодії інсуліну та глюкагону. У разі нестачі вуглеводів мозок забезпечується кетоновими тілами, які z. Б. помітні при дієтах із запахом ацетону. Повністю безвуглеводна дієта легко переносилася в експериментах на тваринах з курчатами [1]. Самостійне захворювання у людей через брак вуглеводів невідоме. [2] Вміст енергії в одному грамі вуглеводів становить близько 17,2 кілоджоулей (кДж) (4,1 ккал).

Фізіологічне вироблення енергії з вуглеводів зазвичай відбувається в процесі неокислювального гліколізу та в циклі окисного цитрату.

У короткостроковій перспективі глюкоза зберігається у вигляді глікогену в печінці та м’язовій тканині. Якщо надходження вуглеводів до тканин більше, ніж їх споживання, надлишок перетворюється на жир і зберігається у вигляді депо-жиру.

Приклади продуктів із високим вмістом вуглеводів: хліб, макарони, квасоля, картопля, висівки, рис та каші.

Види рослин, які в першу чергу сприяють надходженню вуглеводів у раціон, перераховані в статті Культурні рослини.

Систематика

За своєю функцією в організмі вуглеводи можна поділити на структурні вуглеводи та неструктурні вуглеводи:

  • До неструктурних вуглеводів належать тростинний цукор (сахароза) та полісахаридний крохмаль. Ці цукри використовуються для виробництва енергії або є накопичувальними матеріалами.
  • Структурні вуглеводи беруть участь у структурі клітинної стінки рослин і представляють значну частину клітковини в рослинах: целюлоза, геміцелюлоза та ін.

Структурні вуглеводи можуть обмежено засвоюватися ссавцями з однопорожнинним шлунком, але значною мірою або повністю жуйними (Ruminantia), верблюжими (Camelidae) (це також жуйні тварини, але не в систематичному розумінні, оскільки жуйні тварини розвиваються самостійно) та коні (Коноподібні).

Класифікація за хімічною структурою наведена в розділі "Список вуглеводів".

Список важливих вуглеводів

  • Прості цукри (моносахариди)
    • Глюкоза, також декстроза або, рідше, декстроза
    • Манноза, епімер глюкози
    • Фруктоза, яку ще називають фруктовим цукром
    • Рибоза, частина рибонуклеїнової кислоти (РНК)
    • Дезоксирибоза, частина дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК)
    • Галактоза, яку ще називають слизовим цукром
  • Подвійний цукор (дисахариди)
    • Сахароза, також буряковий цукор або тростинний цукор (глюкоза + фруктоза)
    • Лактоза, також молочний цукор (глюкоза + галактоза)
    • Лактулоза, синтетично модифікований молочний цукор
    • Мальтоза, також солодовий цукор (глюкоза + глюкоза)
    • Трегалоза
  • Потрійний цукор (трисахариди)
    • Мелезітоз
    • Рафіноза
    • Умбеліфеліроз
  • Полісахариди
    • Сила
    • целюлоза
    • Глікоген
    • Хітин
    • Мозоль
    • Фруктани
    • Декстранс
  • Циклодекстрини: циклічні олігосахариди з хіральною порожниною
    • α-циклодекстрин (кільце з шести одиниць глюкози)
    • β-циклодекстрин (сім одиниць глюкози)
    • γ-циклодекстрин (вісім одиниць глюкози)

хімія

Вуглеводи - це гідроксиальдегіди або гідроксикетони та їх похідні сполуки; у своїй формі з відкритим ланцюгом вони мають принаймні одну альдегідну групу або кетогрупу крім принаймні двох гідроксильних груп. Якщо це гідроксиальдегід (карбонільна група на кінцевому атомі вуглецю (альдегід)), його називають альдозою, якщо це гідроксикетон (карбонільна група на внутрішньому атомі вуглецю (кетон)), то термін цукор ніж кетоз. Карбонільна функція є високореакційною функціональною групою: тут слід згадати легку окислюваність до карбонової кислоти, відновлення до спирту та легку нуклеофільну атаку на атом вуглецю карбонільної групи.