Определение что такое углеводы: Углеводы – классификация и свойства в таблице, общая формула (химия, 10 класс) – Углеводы

Posted on 16.08.2020 at. 16.08.2020 by alexxlab

Содержание

Углеводы — Википедия

Углево́ды — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп^[1]. Название класса соединений происходит от слов «гидраты углерода», оно было впервые предложено К. Шмидтом в 1844 году. Появление такого названия связано с тем, что первые из известных науке углеводов описывались брутто-формулой C_x(H₂O)_y, формально являясь соединениями углерода и воды.

Сахара́ — другое название низкомолекулярных углеводов: моносахаридов, дисахаридов и олигосахаридов.

Углеводы являются неотъемлемым компонентом клеток и тканей всех живых организмов представителей растительного и животного мира, составляя (по массе) основную часть органического вещества на Земле. Источником углеводов для всех живых организмов является процесс фотосинтеза, осуществляемый растениями.

Углеводы — весьма обширный класс органических соединений, среди них встречаются вещества с сильно различающимися свойствами. Это позволяет углеводам выполнять разнообразные функции в живых организмах. Соединения этого класса составляют около 80 % сухой массы растений и 2—3 % массы животных

[1].

Классификация

Все углеводы состоят из отдельных «единиц», которыми являются сахариды. По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые и сложные. Углеводы, содержащие одну единицу, называются моносахариды, две единицы — дисахариды, от двух до десяти единиц — олигосахариды, а более десяти — полисахариды. Моносахариды быстро повышают содержание сахара в крови и обладают высоким гликемическим индексом, поэтому их ещё называют быстрыми углеводами. Они легко растворяются в воде и синтезируются в зелёных растениях. Углеводы, состоящие из 3 или более единиц, называются сложными. Продукты, богатые сложными углеводами, постепенно повышают содержание глюкозы и имеют низкий гликемический индекс, поэтому их ещё называют медленными углеводами. Сложные углеводы являются продуктами поликонденсации простых сахаров (моносахаридов) и, в отличие от простых, в процессе гидролитического расщепления способны распадаться на мономеры с образованием сотен и тысяч молекул моносахаридов.

Распространённый в природе моносахарид — бета-D-глюкоза.

Моносахари́ды (от др.-греч. μόνος ‘единственный’, лат. saccharum ‘сахар’ и суффикса -ид) — простейшие углеводы, не гидролизующиеся с образованием более простых углеводов — обычно представляют собой бесцветные, легко растворимые в воде, плохо — в спирте и совсем нерастворимые в эфире, твёрдые прозрачные органические соединения^[2], одна из основных групп углеводов, самая простая форма сахара. Водные растворы имеют нейтральную pH. Некоторые моносахариды обладают сладким вкусом. Моносахариды содержат карбонильную (альдегидную или кетонную) группу, поэтому их можно рассматривать как производные многоатомных спиртов. Моносахарид, у которого карбонильная группа расположена в конце цепи, представляет собой альдегид и называется

альдоза. При любом другом положении карбонильной группы моносахарид является кетоном и называется кетоза. В зависимости от длины углеродной цепи (от трёх до десяти атомов) различают триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и так далее. Среди них наибольшее распространение в природе получили пентозы и гексозы^[2]. Моносахариды — стандартные блоки, из которых синтезируются дисахариды, олигосахариды и полисахариды.

В природе в свободном виде наиболее распространена D-глюкоза (C₆H₁₂O₆) — структурная единица многих дисахаридов (мальтозы, сахарозы и лактозы) и полисахаридов (целлюлоза, крахмал). Другие моносахариды, в основном, известны как компоненты ди-, олиго- или полисахаридов и в свободном состоянии встречаются редко. Природные полисахариды служат основными источниками моносахаридов

[2].

Дисахариды

Дисахари́ды (от др.-греч. δίς ‘два’, лат. saccharum ‘сахар’ и суффикса -ид) — сложные органические соединения, одна из основных групп углеводов, при гидролизе каждая молекула распадается на две молекулы моносахаридов, являются частным случаем олигосахаридов. По строению дисахариды представляют собой гликозиды, в которых две молекулы моносахаридов соединены друг с другом гликозидной связью, образованной в результате взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой). В зависимости от строения дисахариды делятся на две группы: восстанавливающие и невосстанавливающие. Например, в молекуле мальтозы у второго остатка моносахарида (глюкозы) имеется свободный полуацетальный гидроксил, придающий данному дисахариду восстанавливающие свойства. Дисахариды наряду с полисахаридами являются одним из основных источников углеводов в рационе человека и животных

[3].

Олигосахариды

О́лигосахари́ды (от греч. ὀλίγος — немногий) — углеводы, молекулы которых синтезированы из 2—10 остатков моносахаридов, соединённых гликозидными связями. Соответственно различают: дисахариды, трисахариды и так далее^[3]. Олигосахариды, состоящие из одинаковых моносахаридных остатков, называют гомополисахаридами, а из разных — гетерополисахаридами. Наиболее распространены среди олигосахаридов дисахариды.

Среди природных трисахаридов наиболее распространена рафиноза — невосстанавливающий олигосахарид, содержащий остатки фруктозы, глюкозы и галактозы — в больших количествах содержится в сахарной свёкле и во многих других растениях

[3].

Полисахариды

Полисахари́ды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов. С точки зрения общих принципов строения в группе полисахаридов возможно различить гомополисахариды, синтезированные из однотипных моносахаридных единиц и гетерополисахариды, для которых характерно наличие двух или нескольких типов мономерных остатков^[4].

Гомополисахариды (гликаны), состоящие из остатков одного моносахарида, могут быть гексозами или пентозами, то есть в качестве мономера может быть использована гексоза или пентоза. В зависимости от химической природы полисахарида различают глюканы (из остатков глюкозы), маннаны (из маннозы), галактаны (из галактозы) и другие подобные соединения. К группе гомополисахаридов относятся органические соединения растительного (крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества), животного (гликоген, хитин) и бактериального (

декстраны) происхождения^[2].

Полисахариды необходимы для жизнедеятельности животных и растительных организмов. Это один из основных источников энергии организма, образующейся в результате обмена веществ. Полисахариды принимают участие в иммунных процессах, обеспечивают сцепление клеток в тканях, являются основной массой органического вещества в биосфере.

Крахма́л (C₆H₁₀O₅)_n — смесь двух гомополисахаридов: линейного — амилозы и разветвлённого — амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Белое аморфное вещество, не растворимое в холодной воде, способное к набуханию и частично растворимое в горячей воде^[2]. Молекулярная масса 10⁵—10⁷ Дальтон. Крахмал, синтезируемый разными растениями в хлоропластах, под действием света при фотосинтезе, несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам. Как правило, содержание амилозы в крахмале составляет 10—30 %, амилопектина — 70—90 %. Молекула амилозы содержит в среднем около 1 000 остатков глюкозы, связанных между собой альфа-1,4-связями. Отдельные линейные участки молекулы амилопектина состоят из 20—30 таких единиц, а в точках ветвления амилопектина остатки глюкозы связаны межцепочечными альфа-1,6-связями. При частичном кислотном гидролизе крахмала образуются полисахариды меньшей степени полимеризации — декстрины (C

6H₁₀O₅)_p, а при полном гидролизе — глюкоза^[4].

Структура гликогена

Гликоге́н (C₆H₁₀O₅)_n — полисахарид, построенный из остатков альфа-D-глюкозы — главный резервный полисахарид высших животных и человека, содержится в виде гранул в цитоплазме клеток практически во всех органах и тканях, однако, наибольшее его количество накапливается в мышцах и печени. Молекула гликогена построена из ветвящихся полиглюкозидных цепей, в линейной последовательности которых, остатки глюкозы соединены посредством альфа-1,4-связями, а в точках ветвления межцепочечными альфа-1,6-связями. Эмпирическая формула гликогена идентична формуле крахмала. По химическому строению гликоген близок к амилопектину с более выраженной разветвлённостью цепей, поэтому иногда называется неточным термином «животный крахмал». Молекулярная масса 10

5—10⁸ Дальтон и выше^[4]. В организмах животных является структурным и функциональным аналогом полисахарида растений — крахмала. Гликоген образует энергетический резерв, который при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы может быть быстро мобилизован — сильное разветвление его молекулы ведёт к наличию большого числа концевых остатков, обеспечивающих возможность быстрого отщепления нужного количества молекул глюкозы^[2]. В отличие от запаса триглицеридов (жиров) запас гликогена не настолько ёмок (в калориях на грамм). Только гликоген, запасённый в клетках печени (гепатоцитах) может быть переработан в глюкозу для питания всего организма, при этом гепатоциты способны накапливать до 8 процентов своего веса в виде гликогена, что является максимальной концентрацией среди всех видов клеток. Общая масса гликогена в печени взрослых может достигать 100—120 граммов. В мышцах гликоген расщепляется на глюкозу исключительно для локального потребления и накапливается в гораздо меньших концентрациях (не более 1 % от общей массы мышц), тем не менее общий запас в мышцах может превышать запас, накопленный в гепатоцитах.

Целлюло́за (клетча́тка) — наиболее распространённый структурный полисахарид растительного мира, состоящий из остатков альфа-глюкозы, представленных в бета-пиранозной форме. Таким образом, в молекуле целлюлозы бета-глюкопиранозные мономерные единицы линейно соединены между собой бета-1,4-связями. При частичном гидролизе целлюлозы образуется дисахарид целлобиоза, а при полном — D-глюкоза. В желудочно-кишечном тракте человека целлюлоза не переваривается, так как набор пищеварительных ферментов не содержит бета-глюкозидазу. Тем не менее, наличие оптимального количества растительной клетчатки в пище способствует нормальному формированию каловых масс

[4]. Обладая большой механической прочностью, целлюлоза выполняет роль опорного материала растений, например, в составе древесины её доля варьирует от 50 до 70 %, а хлопок представляет собой практически стопроцентную целлюлозу^[2].

Хити́н — структурный полисахарид низших растений, грибов и беспозвоночных животных (в основном роговые оболочки членистоногих — насекомых и ракообразных). Хитин, подобно целлюлозе в растениях, выполняет опорные и механические функции в организмах грибов и животных. Молекула хитина построена из остатков N-ацетил-D-глюкозамина, связанных между собой бета-1,4-гликозидными связями. Макромолекулы хитина неразветвлённые и их пространственная укладка не имеет ничего общего с целлюлозой^[2].

Пекти́новые вещества́ — полигалактуроновая кислота, содержится в плодах и овощах, остатки D-галактуроновой кислоты связаны альфа-1,4-гликозидными связями. В присутствии органических кислот способны к желеобразованию, применяются в пищевой промышленности для приготовления желе и мармелада. Некоторые пектиновые вещества оказывают противоязвенный эффект и являются активной составляющей ряда фармацевтических препаратов, например, производное подорожника «плантаглюцид»^[2].

Мурами́н (лат. múrus — стенка) — полисахарид, опорно-механический материал клеточной стенки бактерий. По химическому строению представляет собой неразветвлённую цепь, построенную из чередующихся остатков N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединённых бета-1,4-гликозидной связью. Мурамин по структурной организации (неразветвлённая цепь бета-1,4-полиглюкопиранозного скелета) и функциональной роли весьма близок к хитину и целлюлозе^[2].

Декстра́ны — полисахариды бактериального происхождения — синтезируются в условиях промышленного производства микробиологическим путём (воздействием микроорганизмов Leuconostoc mesenteroides на раствор сахарозы) и используются в качестве заменителей плазмы крови (так называемые клинические «декстраны»: Полиглюкин и другие)^[2].

Пространственная изомерия


Слева D-глицеральдегид, справа L-глицеральдегид.

Изомерия (от др.-греч. ἴσος — равный, и μέρος — доля, часть) — существование химических соединений (изомеров), одинаковых по составу и молекулярной массе, различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и, вследствие этого, по свойствам.

Стереоизомерия моносахаридов: изомер глицеральдегида у которого при проецировании модели на плоскость ОН-группа у асимметричного атома углерода расположена с правой стороны принято считать D-глицеральдегидом, а зеркальное отражение — L-глицеральдегидом. Все изомеры моносахаридов делятся на D- и L- формы по сходству расположения ОН-группы у последнего асимметричного атома углерода возле СН₂ОН-группы (кетозы содержат на один асимметричный атом углерода меньше, чем альдозы с тем же числом атомов углерода). Природные гексозы — глюкоза, фруктоза, манноза и галактоза — по стереохимической конфигурациям относят к соединениям D-ряда^[5].

Биологическая роль

В живых организмах углеводы выполняют следующие функции:

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^[1].
Защитная роль у растений. У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток.
Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК)^[6].
Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды^[6].
Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений^[1].
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.
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(h3O)y+xO2→xCO2+yh3O, 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+yh3O→Cx(h3O)y+xO2{\displaystyle {\mathsf {xCO_{2}+yH_{2}O\rightarrow C_{x}(H_{2}O)_{y}+xO_{2}}}}

Обмен

Обмен углеводов в организме человека и высших животных складывается из нескольких процессов^[4]:

Гидролиз (расщепление) в желудочно-кишечном тракте полисахаридов и дисахаридов пищи до моносахаридов, с последующим всасыванием из просвета кишки в кровеносное русло.
Гликогеногенез (синтез) и гликогенолиз (распад) гликогена в тканях, в основном в печени.
Аэробный (пентозофосфатный путь окисления глюкозы или пентозный цикл) и анаэробный (без потребления кислорода) гликолиз — пути расщепления глюкозы в организме.
Взаимопревращение гексоз.
Аэробное окисление продукта гликолиза — пирувата (завершающая стадия углеводного обмена).
Глюконеогенез — синтез углеводов из неуглеводистого сырья (пировиноградная, молочная кислота, глицерин, аминокислоты и другие органические соединения).

Важнейшие источники

Главными источниками углеводов из пищи являются: хлеб, картофель, макароны, крупы, сладости. Чистым углеводом является сахар. Мёд, в зависимости от своего происхождения, содержит 70—80 % глюкозы и фруктозы.

Для обозначения количества углеводов в пище используется специальная хлебная единица.

К углеводной группе, кроме того, примыкают и плохо перевариваемые человеческим организмом клетчатка и пектины.

Список наиболее распространенных углеводов

Примечания

↑ ¹ ² ³ ⁴ 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.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰ ¹¹ 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.
↑ ¹ ² 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.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ 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.
↑ 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.
↑ ¹ ² А. Я. Николаев. 9. Обмен и функции углеводов // Биологическая химия. — М.: Медицинское информационное агентство, 2004. — ISBN 5-89481-219-4.

Ссылки

Общие:

Геометрия

Моносахариды

Диозы
Триозы
Тетрозы
Пентозы
Гексоза	Кетогексозы (Псикоза, Фруктоза, Сорбоза, Тагатоза) Альдогексозы (Аллоза, Альтроза, Глюкоза, Манноза, Гулоза, Идоза, Галактоза, Талоза) Дезоксисахариды (Фукоза, Фукулоза, Рамноза)
Гептозы
>7

Мультисахариды

Производные углеводов

Определение углеводы общее значение и понятие. Что это такое углеводы

Понятие углеводов формируется из двух терминов: углерод и гидрат . Следовательно, углевод — это углевод .

Гидраты — это те вещества, которые содержат воду ( h3O ). Углерод, с другой стороны, является химическим элементом. Короче говоря, углеводы — это органические вещества, состоящие из кислорода, водорода и углерода .

Также называемые углеводами, углеводы — это биомолекулы (молекулы, которые составляют живое существо), которые в основном состоят из атомов углерода и водорода. Кислород — это элемент, присутствующий в меньшем количестве.

Функция углеводов, которые имеют ковалентные связи, которые трудно разорвать, заключается в обеспечении энергии . Указанная энергия может быть использована немедленно или сохранена для последующего использования. Определенные углеводы также действуют как структурные элементы, образуя часть клеточных стенок.

Можно различать различные виды углеводов. Самыми простыми называются моносахариды, такие как глюкоза и рибоза . Эти углеводы имеют одну молекулу . Дисахариды ( лактоза, сахароза ) состоят из двух моносахаридов.

Есть также олигосахариды, которые содержат от трех до девяти молекул моносахаридов, и полисахариды, содержащие более десяти моносахаридов.

Углеводы необходимы для всех людей, потому что энергия, которую они обеспечивают, обеспечивает развитие мышечной и нейрональной активности и поддерживает стабильное кровяное давление и температуру тела . В случае спортсменов, есть необходимость в еде, богатой углеводами (например, лапша или другая паста), чтобы иметь возможность прилагать большие физические усилия.

Давайте рассмотрим ниже эти и другие преимущества углеводов более подробно:

* Это улучшает настроение : мы не можем отрицать, что для того, чтобы чувствовать себя хорошо, доброй воли и позитивных идей недостаточно, но нам нужна энергия с того момента, как мы встаем, пока не ложимся спать. Для этого у нас есть продукты, такие как углеводы и другие, которые дополняют их высоким уровнем белков ;

* улучшает пищеварение : для хорошего пищеварения необходимо употреблять много клетчатки, а углеводы очень богаты этим компонентом, который также необходим для борьбы с усталостью и запорами;

* стабилизирует уровень сахара : простые углеводы быстро перевариваются и производят гораздо больше глюкозы в крови, чем сложные углеводы . Чтобы проводить адекватный контроль над избытком сахара в крови, рекомендуется включать в рацион сложные углеводы;

* увеличение сопротивления : это свойство особенно заметно людям, занимающимся спортом на профессиональном уровне. Чтобы чувствовать, что мышцы выполняют свою работу с достаточным количеством энергии, необходимо потреблять калории, которые дают нам углеводы, со скоростью не менее 50 граммов в час;

* ускорить восстановление мышц : быстрый и простой совет — пить протеин и сложный углеводный коктейль после каждой тренировки. Не забывайте, что во время занятий физическими упражнениями расходуются запасы питательных веществ, жидкости и энергии, поэтому необходимо восстанавливать их для достижения ожидаемых целей;

* Улучшает кровоснабжение : для укрепления сердечной системы идеально питаться овощами, такими как шпинат, бананы, киноа и семена подсолнечника. Зерновые, с другой стороны, дают волокна, которые снижают риск гипертонии на 19%. В дополнение к потреблению таких продуктов, желательно, чтобы быть расслабленным во время еды, избегать избытка соли и пить чай;

* повышает устойчивость к инфекциям : учитывая, что идеальная ситуация недостижима, желательно укреплять наш организм, чтобы беспокоиться об устранении всех угроз из окружающей среды. Мы всегда должны сталкиваться с атаками вирусов и бактерий, поэтому вклад углеводов необходим для правильного оружия.

УГЛЕВОДЫ — это… Что такое УГЛЕВОДЫ?

УГЛЕВОДЫ

сахара, алифатич. полиоксикарбонильные соединения и их многочисл. (в т. ч. полимерные) производные, компоненты всех без исключения живых организмов. У. делят на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Большинство природных У.— производные циклич. форм моносахаридов. В растениях моносахариды являются первичными продуктами фотосинтеза и используются далее для биосинтеза гликозидов, полисахаридов, аминокислот, жирных к-т, полифенолов и др. В этих превращениях участвуют, как правило, фосфорилированные производные сахаров, важнейшие из к-рых — нуклеозид-дифосфатсахара. У. запасаются как энергетич. резерв в виде крахмала или гликогена; освобождение энергии происходит либо в результате гидролиза (фосфоролиза) резервных полисахаридов с последующим расщеплением освобождающихся моносахаридов, либо в анаэробных условиях (брожение, гликолиз), либо окислит, путём. В виде гликозидов в растениях и у животных осуществляется транспорт разл. метаболитов. Нек-рые углеводные полимеры служат опорным материалом жёстких клеточных стенок (целлюлоза, хитин, пептидогликаны) или выполняют функции цементирующего материала в межклеточном пространстве (пектины, мукополисахариды). Гидрофильные полисахариды способствуют поддержанию водного баланса клеток. Особенно важную роль играют углеводные цепи сложных У. (липополисахаридов, гликолипидов, гликопротеидов) в образовании специфич. клеточных поверхностей и мембран и, следовательно, в таких высокоспецифичных явлениях клеточного взаимодействия, как оплодотворение, «узнавание» клеток при тканевой дифференцировке и отторжении чужеродной ткани и т. д. У. применяют в пищевой (сахароза, крахмал, пектины), целлюлозно-бумажной, текстильной, химич. пром-сти (целлюлоза и её производные), медицине (глюкоза, аскорбиновая к-та, нек-рые антибиотики, сердечные гликозиды, гепарин).

.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

углево́ды (сахара), класс органических соединений, присутствующих во всех живых клетках. По химической природе углеводы – полиоксикарбонильные соединения: их углеродный скелет несёт какую-либо карбонильную группу (альдегидную, кетонную, карбоксильную) и несколько гидроксильных групп. Общую формулу многих углеводов можно представить в виде C_m (H₂O)_n, т.е. углерод + вода (отсюда название – углеводы). Кроме того, существует множество углеводов, включающих различные группы (напр., аминогруппу NH₂). У простых углеводов – моносахаридов – углеродная цепь может содержать 3 углеродных атома (триозы), 4 (тетрозы), 5 (пентозы), 6 (гексозы) и т.д. Пентозы рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Гексозы глюкоза, фруктоза и галактоза играют важную роль в обеспечении всех организмов энергией. В растениях моносахариды образуются в процессе фотосинтеза и служат также исходными веществами для биосинтеза более сложных углеводов, аминокислот и других соединений.
При объединении нескольких молекул моносахаридов образуются олигосахариды (дисахариды, трисахариды и т.д.), из которых широко распространены дисахариды сахароза и лактоза.
Из циклических форм моносахаридов построены длинные цепи полисахаридов. Наряду с белками и нуклеиновыми кислотами эти углеводы являются важнейшими биополимерами.
Разнообразные функции в организмах выполняют продукты конденсации циклических форм моно– и олигосахаридов с различными соединениями – гликозиды, а также комплексы углеводов с белками (гликопротеиды), липидами (гликолипиды) и другие сложные углеводы. Для животных и человека углеводы, подобно белкам и жирам, служат незаменимыми компонентами пищи, обеспечивая прежде всего потребность организма в энергии.

.(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.)

Углеводы это что такое Углеводы: определение — Педагогика.НЭС

Углеводы

Русский ученый К. А. Тимирязев писал: «Давно замечено, что мы не обращаем внимания на самые замечательные факты только потому, что они слишком обыкновенны. Многим ли, действительно, приходит в голову, что ломоть хлеба, хорошо испеченного пшеничного хлеба… составляет одно из величайших изобретений человеческого ума». Необходимыми компонентами для организма являются углеводы, которые попадают с растительной пищей, в том числе и с хлебом. Углеводы служат основным источником энергии. Свыше 56% энергии организм получает за счет углеводов, остальную часть — за счет белков и жиров. Для деятельности головного мозга единственным поставщиком энергии является глюкоза. Углеводы обнаруживаются во всех без исключения органах и тканях. Они входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований, принимают участие в образовании многих важнейших веществ. Углеводы обладают способностью накапливаться в организме в виде гликогена в печени и мышцах. Вязкие секреты, выделяемые различными железами, также богаты углеводами. Они предохраняют стенки органов (пищевод, кишки, желудок, бронхи и т.д.) от проникновения патогенных микробов, механических и термических повреждений. По химической природе углеводы являются органическими веществами, в состав которых входят углерод, кислород и водород. В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения и использования для гликогенообразования углеводы пищевых продуктов подразделяются на простые углеводы: моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) и сложные углеводы, или полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка). Моносахариды и дисахариды имеют несложную химическую структуру, обусловливающую легкую их расщепляемость. Все они легко растворяются в воде и быстро усваиваются. Коэффициент всасывания (количество сахара в граммах, всасываемого в течение 1 ч. на 100 г массы тела) для глюкозы — 0.178, фруктозы — 0.077. Таким образом, глюкоза всасывается примерно в 2 раза быстрее, чем фруктоза. Простые углеводы обладают выраженным сладким вкусом и относятся к сахарам. Сладость сахаров различная. Если принять сладость дисахарида сахарозы (свекловичный или тростниковый сахар) за 100, то сладость сахаров будет выражаться следующими величинами (по Бистер — Вуду и Валину): сахарозы — 100, фруктозы — 173, инвертного сахара — 130, глюкозы — 74, ксилозы — 40, мальтозы — 32.5, рамнозы — 32.5, галактозы — 32.1, рафинозы — 22.6, лактозы-16. Таким образом, наибольшей сладостью отличается фруктоза, наименьшей — лактоза. Наиболее распространенный моносахарид — глюкоза — содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. 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 в крови и создания запасов гликогена печени. Она служит эффективным средством поддержания питания послеоперационных, ослабленных и других тяжелобольных. Во всех случаях при большом физическом напряжении глюкоза может использоваться как источник энергии. 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. Другим свойством фруктозы является сравнительно невысокая стойкость, в результате чего фруктоза начинает частично изменяться, уже при продолжительном кипячении. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается большей, сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества для достижения необходимого уровня сладости продуктов и таким образом снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при построении пищевых рационов ограниченной калорийности. Избыток сахарозы оказывает влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование. Установлено, что при избыточном поступлении сахара усиливается превращение в жир всех пищевых веществ (крахмала, жира, частично и белка). Таким образом, 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 функции кишечной микрофлоры. При этом повышается удельный вес гнилостных процессов в кишечнике, развивается метеоризм. Установлено, что в наименьшей степени эти недостатки проявляются при потреблении фруктозы. Основными источниками фруктозы являются фрукты и ягоды. Глюкоза и фруктоза широко представлены в меде: содержание глюкозы достигает 36.2%, фруктозы — 37.1%. В арбузах весь сахар представлен фруктозой, количество которой составляет 8%. Третий моносахарид — галактоза — в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Галактоза является продуктом расщепления основного углевода молока — лактозы. Из дисахаридов в питании человека основное значение имеет сахароза, которая при гидролизе распадается на глюкозу и фруктозу. Источниками сахарозы в питании человека являются главным образом тростниковый и свекловичный сахар. Содержание сахарозы в сахарной свекле составляет от 14 до 25%. В сахарном тростнике количество сахарозы достигает 10-15%. Содержание сахарозы в сахарном песке составляет 99.75%, в сахаре-рафинаде — 99.9%. Натуральными источниками сахарозы являются бахчевые, некоторые овощи и фрукты. Молочный сахар — лактоза — содержится только в молоке. Гидролиз лактозы в кишечнике протекает медленно, в связи с чем ограничиваются процессы брожения в нем и нормализуется, жизнедеятельность полезной кишечной микрофлоры. Поступление лактозы способствует развитию молочнокислых бактерий, подавляющих в кишечнике развитие гнилостных микроорганизмов. Содержание лактозы в молоке составляет 4-6%. Сложные углеводы, или полисахариды, характеризуются усложненным строением молекулы и плохой растворимостью в воде. К сложным углеводам относятся крахмал, пектиновые вещества и клетчатка.

углеводы — это… Что такое углеводы?

УГЛЕВОДЫ — сахара, алифатич. полиоксикарбонильные соединения и их многочисл. (в т. ч. полимерные) производные, компоненты всех без исключения живых организмов. У. делят на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Большинство природных У. производные… … Биологический энциклопедический словарь

УГЛЕВОДЫ — УГЛЕВОДЫ, группа природных органических соединений, химическая структура которых отвечает формуле (Cъh3O)n (т.е. углерод+вода; отсюда название). Различают моно , олиго и полисахариды, а также сложные углеводы гликопротеины, гликолипиды, гликозиды … Современная энциклопедия

УГЛЕВОДЫ — обширная группа природных органических соединений, химическая структура которых часто отвечает общей формуле Cm(h3O)n (т. е. углерод вода, отсюда название). Различают моно , олиго и полисахариды, а также сложные углеводы гликопротеиды,… … Большой Энциклопедический словарь

УГЛЕВОДЫ — УГЛЕВОДЫ, органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода, причем два последние обычно находятся в том же отношении, как в воде. Это определение, как основанное на чисто формальном признаке, конечно недостаточно и правильнее… … Большая медицинская энциклопедия

Углеводы — УГЛЕВОДЫ, группа природных органических соединений, химическая структура которых отвечает формуле (C·h3O)n (т.е. углерод+вода; отсюда название). Различают моно , олиго и полисахариды, а также сложные углеводы гликопротеины, гликолипиды, гликозиды … Иллюстрированный энциклопедический словарь

УГЛЕВОДЫ — УГЛЕВОДЫ, органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода, которые входит в состав многих пищевых продуктов. Количества атомов водорода и кислорода соотносятся как 2:1, как в воде (Н2О). Простейшими углеводами являются сахара … Научно-технический энциклопедический словарь

УГЛЕВОДЫ — (значение для рыб) органические соединения, необходимые для жизнедеятельности организмов. У. находятся в растениях (до 80% от сухого веса) и животных организмах (2%), являются для них источником энергии и запасным питательным веществом. Зеленые… … Прудовое рыбоводство

УГЛЕВОДЫ — УГЛЕВОДЫ, ов, ед. углевод, а, муж. Органические соединения, содержащие углерод, кислород и водород. | прил. углеводный, ая, ое и углеводистый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

УГЛЕВОДЫ — обширная гр. орг. соединений, играющих наряду с белками и липидами важнейшую роль в живых организмах. Особенно богаты У. растения. Состав большинства У. может быть выражен общей формулой Сn(Н2О)m, отсюда и их назв. При посмертном разлож. остатков … Геологическая энциклопедия

углеводы — углеводы. сахариды. моносахариды. дисахариды: сахароза. лактоза. мальтоза. полисахариды … Идеографический словарь русского языка

УГЛЕВОДЫ — важнейший и обширный класс природных органических соединений, хим. структура которых выражается формулой С (Н20). У. являются необходимым и главным источником энергии для живых организмов. В основе классификации У. лежит их способность к (см.).… … Большая политехническая энциклопедия

Углеводы — это… Что такое Углеводы?

Что такое углеводы? | диета-и-лечение.рф

Продукты с высоким содержанием углеводов включают хлеб, фрукты и овощи, а также молочные продукты.

Что такое углеводы – это сахара, крахмал и пищевые волокна, находящиеся в фруктах, продуктах питания содержащих цельное зерно, овощах и молочных продуктах. Несмотря на то, что в модных диетах часто оскорбляют этот нутриен, углеводы – одна из основных групп продуктов питания – важны для здоровой жизни.

Углеводы – это макроэлементы, а это означает, что они являются одним из трех основных способов получения организмом энергии или калорий, точнее углеводы являются основным источником тела энергии. Они называются углеводами, потому что на химическом уровне они содержат углерод, водород и кислород.

Существует три макронутриента: углеводы, белки и жиры. Они необходимы для правильного функционирования организма, а организму требуется большое количество их. Все макроэлементы должны быть получены с пищей, так как организм сам по себе не может их синтезировать.

Рекомендуемое суточное количество углеводов для взрослых составляет 135 грамм ; однако рекомендуется определение индивидуального количества углеводов для каждого человека.

Потребление углеводов для большинства людей должно составлять от 45 до 65 процентов от общей энергетической ценности пищи. Один грамм углеводов составляет около 4 калорий, поэтому диета из 1800 калорий в день будет содержать от 202 до 292 граммов углеводов. Тем не менее, люди с диабетом не должны есть более 200 граммов углеводов в день, а беременным женщинам требуется не менее 175 граммов.

Функция углеводов

Углеводы обеспечивают энергией центральную нервную систему обеспечивают работу мышц. По словам Они также предотвращают использование белка в качестве источника энергии и способствуют метаболизму жиров.

Кроме того углеводы важны для функционирования мозга. Они влияют на настроение, память и внимание. На самом деле, суточная потребность в углеводах основывается на количестве углеводов, которые мозг должен получать.

Последние исследования также связаны с влиянием сахаров на принятие решений. В исследованиях люди, которые ели высокоуглеводный завтрак, были менее склонны делиться, играя в «игру ультиматума», чем те, кто ел высокобелковые завтраки. Ученые предполагают, что это может быть вызвано исходными уровнями дофамина, которые выше после употребления углеводов. Это не преувеличивает значимости углеводов, однако подчеркивают важность сбалансированной диеты.

Простые и сложные углеводы

Углеводы классифицируются на простые или сложные. Разница между двумя формами заключается в химической структуре и в скорости поглощения и переваривания сахара. В общем, простые углеводы перевариваются и поглощаются быстрее и легче, чем сложные углеводы, согласно NIH.

Простые углеводы содержат только один или два сахара, таких как фруктоза (содержится во фруктах) и галактоза (содержится в молочных продуктах). Эти одиночные сахара называются моносахаридами. Углеводы с двумя сахарами, такими как сахароза, лактоза (в молочных продуктов) и мальтоза (содержащиеся в пиве и некоторых овощах), называются дисахаридами.

Простые углеводы также содержатся в конфетах, газировке и сиропах. Эти продукты производятся с применением рафинированных сахаров и не содержат витаминов, минералов или клетчатки. Это «пустые калории» и могут привести к ожирению.

Сложные углеводы (полисахариды) содержат три или более сахара. Их часто называют крахмалистыми продуктами примером являются бобы, горох, чечевица, арахис, картофель, кукуруза, пастернак, хлеб из цельного зерна и злаки.

Хотя все углеводы являются быстрыми источниками энергии, простые углеводы вызывают увеличение энергии гораздо быстрее, чем сложные углеводы из-за более быстрой скорости переваривания и всасывания. Простые углеводы могут привести к повышению уровня сахара в крови, в то время как сложные углеводы обеспечивают более устойчивое энергоснабжение.

Исследования показали, что замена насыщенных жиров простыми углеводами, такими же как во многих пищевых продуктах, связана с повышенным риском заболеваний сердца и диабета типа 2 типа.

Дельный совет: «Лучше всего сосредоточиться на том, чтобы в первую очередь использовать сложные углеводы в вашем рационе, включая цельнозерновые фрукты и овощи».

Сахар, крахмал и пищевые волокна

В организме углеводы распадаются на более мелкие единицы, такие как глюкоза и фруктоза. Тонкий кишечник поглощает эти более мелкие углеводы, которые затем попадают в кровоток и попадают в печень. Печень превращает все эти сахара в глюкозу, которая переносится кровотоком – и при участии инсулина превращается в энергию используемую для функционирования организма и физической активности.

Если глюкоза не нужна немедленно для энергоснабжения, организм может хранить до 2000 калорий в печени и скелетных мышцах в форме гликогена. Когда запасы гликогена заполнены, углеводы переходят в жир. Если недостаточно потребляется углеводов, организм будет расщеплять белки для получения энергии. Это проблематично, потому что организму нужен белок для мышц. Использование белка вместо углеводов как топлива также увеличит нагрузку на почки, что приводит к патологическим изменениям в моче.

Пищевые волокна имеют важное значение для пищеварения, они способствуют здоровой перистальтике кишечника и уменьшают риск хронических заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца и диабет. Однако, в отличие от сахаров и крахмала, волокна не абсорбируются в тонком кишечнике и не превращаются в глюкозу. Вместо этого они переходят в толстую кишку в исходном виде. Рекомендуется употребление 14 граммов клетчатки на каждые 1000 калорий. Источниками волокон являются фрукты, зерновые и овощи, особенно бобовые.

Углеводы также встречаются в некоторых формах молочных продуктов и как крахмалистых, так и не крахмалистых овощах. Например, салаты, капуста, зеленая фасоль, сельдерей, морковь и брокколи, содержат углеводы. Крахмалистые овощи, такие как картофель и кукуруза, также содержат углеводы, но в больших количествах. Овощи без крахмала обычно содержат только около 5 граммов углеводов на чашку сырых овощей, и большинство этих углеводов — пищевые волокна.

Хорошие углеводы против плохих углеводов

Углеводы содержатся в продуктах, которые полезны для вас (овощи, фрукты), и в тех, которые вредны (пончики, пироженки, тортики). Это наводит на мысль, что некоторые углеводы являются «хорошими», а некоторые «плохими». Действительно, углеводы, которые обычно считаются плохими, содержатся в выпечке, газировке высоко, белом рисе, белом хлебе и других продуктах из белой муки. Это продукты с простыми углеводами. Плохие углеводы редко имеют какую-либо питательную ценность.

Обычно считается, что хорошие углеводы являются сложными углеводами, такими как цельные зерна, фрукты, овощи, бобовые. Они не только обрабатываются медленнее, но также приносят пользу.

Характеристики продуктов содержащих хорошие углеводы:

Содержат мало калорий
Высокое содержание питательных веществ
Отсутствие рафинированных сахаров и очищенных зерен
Высокое содержание естественных пищевых волокон
Низкое содержание поваренной соли
Низкое содержание насыщенных жиров
Отсутствие холестерина и транс-жировЕ

Если в продуктах есть плохие углеводы:

Они калорийны
Содержат рафинированные сахара, такие как кукурузный сироп, белый сахар, мед и фруктовые соки.
Высоко очищенные зерна, такие как белая мука
Низкое содержание многих питательных веществ
Низкое содержание пищевых волокон
Большое количество соли
Иногда избыток насыщенных жиров
Иногда избыток холестерина и транс-жиров

Что такое гликемический индекс

Гликемический индекс измеряет, насколько быстро и насколько значительно повышается уровень сахара в крови.

Высокогликемические продукты, такие как выпечка, повышают уровень сахара в крови выраженно и быстро; продукты с низким гликемическим индексом повышают его мягко и в меньшей степени. Согласно медицинским исследованиям высокогликемические продукты связаны с риском диабета, ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний и некоторых видов опухолей .

С другой стороны, недавние исследования показывают, что постоянное соблюдение низкогликемической диеты на самом деле не может быть полезным. Они показывают что взрослые люди с избыточным весом, употребляющие сбалансированное питание, не получают значительного дополнительного улучшения состояния здоровья от диеты с низким гликемическим индексом. Ученые измерили чувствительность к инсулину, систолическое артериальное давление, холестерин ЛПНП и холестерин ЛПВП и увидели, что низкогликемическая диета не улучшает их показатели. Она уменьшает уровень триглицеридов.

Значение углеводов

Правильный вид углеводов может быть невероятно полезен для вас. Мало того, что они необходимы для вашего здоровья, и принесут множество дополнительных преимуществ.

Душевное здоровье

Углеводы могут быть важны для психического здоровья. Доказано, что люди соблюдающие низкоуглеводную диету с нормальным или высоким содержанием жиров в течение года испытывают больше беспокойства, депрессии и раздражительности, чем люди употребляющие пищу с низким содержанием жира и высоким содержанием углеводов. Вероятно углеводы участвуют в производстве серотонина в мозге.

Углеводы улучшают память.

Углеводы и похудение

Хотя углеводы могут вызвать избыточный вес, правильный вид углеводов может фактически помочь вам его потерять и поддерживать здоровье. Это происходит потому, что многие хорошие углеводы, особенно продукты из цельного зерна и овощи с кожей, содержат клетчатку. Трудно получить достаточное количество клетчатки на диете с низким содержанием углеводов. Диетическое волокно помогает вам чувствовать себя полноценным и обычно содержится в относительно низкокалорийных продуктах.

Это хороший источник питательных веществ

Целые, необработанные фрукты и овощи хорошо известны своим содержанием питательных веществ и витаминов. Из-за этого некоторые из них считаются суперпродуктами – и все эти листовые зелень , яркий сладкий картофель , сочные ягоды, острые цитрусы и хрустящие яблоки содержат углеводы.

Один важный, богатый источник хороших углеводов – цельное зерно. Оно содержит больше волокон, энергии и полиненасыщенных жиров, а также всех микронутриентов (кроме витамина B12 и натрия). Также цельные зерна содержат антиоксиданты, которые ранее считались практически исключительно фруктами и овощами.

Здоровье сердца

Клетчатка также помогает снизить уровень холестерина, так как пищеварительный процесс требует желчных кислот, которые частично образуются из холестерина. По мере потекания процесса пищеварения печень вытягивает холестерин из крови, чтобы создать больше желчных кислот, тем самым уменьшая количество ЛПНП, «плохого» холестерина.

Нехватка углеводов

Недостаток углеводов в пище может вызвать проблемы. Без достаточного количества глюкозы организму не хватает энергии. Прежде всего, страдает центральная нервная система, могут возникнуть головокружения или апатия и физическаяслабость, Это состояние сопровождается низким уровнем сахара в крови называется гипогликемией.

Люди, которые не потребляют достаточное количество углеводов, в связи с недостатком клетчатки, что могут иметь проблемы с пищеварением и запоры.

Определение что такое углеводы: Углеводы – классификация и свойства в таблице, общая формула (химия, 10 класс) – Углеводы — это… Что такое Углеводы?