Източници на енергия в човешкото тяло. Източник на енергия за тялото: протеини, мазнини и въглехидрати, хранителни вещества, процеси и видове енергия

Основният източник на енергия за живите организми е енергията на слънчевата светлина. Фототрофите - растения и фотосинтезиращи микроорганизми - директно използват светлинна енергия, за да синтезират комплекс органична материя(мазнини, протеини, въглехидрати и др.), които са вторични източници на енергия. Хетеротрофите, които включват животни, използват химическа енергия, освободена по време на окисляването на органични вещества, синтезирани от растенията.

био енергийни процесимогат да се разделят на процеси на производство и натрупване на енергия и процеси, при които се извършва полезна работа с използване на съхранена енергия (фиг. 1.1). Фотосинтезата е основният биоенергиен процес на Земята. Това е сложна многоетапна система от фотофизични, фотохимични и тъмни биохимични процеси, при които енергията на слънчевата светлина се трансформира в химични или електрохимични форми на енергия. В първия случай това е енергията, съдържаща се в сложните органични молекули, а във втория е енергията на протонния градиент върху мембраните, която също се преобразува в химическа форма. Във фотосинтезиращите организми квантите на слънчевата светлина се абсорбират от молекулите на хлорофила и прехвърлят техните електрони във възбудено състояние с повишена енергия. Именно благодарение на енергията на възбудените електрони в хлорофилните молекули фотосинтетичната система на фототрофите се образува от прости молекули въглероден двуокиси водата синтезира глюкоза и други органични молекули (аминокиселини, мастна киселина, нуклеотиди и др.), от които впоследствие в организма се изграждат въглехидрати, протеини, мазнини и нуклеинови киселини. Продуктът от тези реакции също е молекулярен кислород.

Обобщено уравнение за основните реакции на фотосинтезата:

6 CO 2 + 6 H 2 O C 6 H 12 O 6 (глюкоза) + 6 O 2,

Където hn -фотонна енергия.

Глобалната роля на фотосинтезата е изключително голяма. Мощността на слънчевата радиация е около 10 26 W. От тях около 2 10 17 W достигат земната повърхност, като от тази стойност приблизително 4 10 13 W се използват от фотосинтезиращите организми за синтеза на органични вещества (Самойлов, 2004). Тази енергия поддържа живота на Земята. Благодарение на него се синтезират около 7 510 10 тона биомаса годишно (изчислено върху въглерод). В същото време около 4 10 10 тона въглерод се фиксират от фитопланктона в океана и 3 510 10 тона от растенията и фотосинтезиращите микроорганизми на сушата.

Човечеството консумира продуктите на фотосинтезата под формата на храна, като се храни с органични вещества, произведени предимно от растения или вторично произведени от животни, които се хранят с растения, и под формата на гориво, 90% от което се използва като предварително съхранени фотосинтетични продукти - нефт и въглища (останалата енергия се осигурява от атомни и водноелектрически централи).

Извличането на енергия, натрупана от фототрофните организми и нейното последващо използване се извършва в процесите на хранене и дишане. При преминаване през храносмилателния тракт храната се раздробява, клетките се разрушават и биополимерите (протеини, нуклеинови киселини, мазнини и въглехидрати) се разграждат до нискомолекулни мономери (аминокиселини, нуклеотиди, мастни киселини и захари), които се абсорбират в кръвта в червата и се транспортира в цялото тяло. От тях клетките извличат водородни атоми, носещи високоенергийни електрони, чиято енергия може частично да се съхранява под формата на молекули на аденозин трифосфат (АТФ). ATP е универсален източник на енергия, използва се като батерия, където и когато е необходимо да се изпълнява полезна работа.

въглехидрати - основен източникенергия в човешкото тяло.

Обща формула на въглехидратите Сn(H2O)m

Въглехидратите са вещества със състав C m H 2p O p, които имат първостепенно биохимично значение, широко разпространени в живата природа и играят важна роля в живота на човека. Въглехидратите са част от клетките и тъканите на всички растителни и животински организми и като тегло съставляват по-голямата част от органичната материя на Земята. Въглехидратите представляват около 80% от сухото вещество в растенията и около 20% в животните. Растенията синтезират въглехидрати от неорганични съединения - въглероден диоксид и вода (CO 2 и H 2 O).

Запасите от въглехидрати под формата на гликоген в човешкото тяло са приблизително 500 g. По-голямата част от него (2/3) се намира в мускулите, 1/3 в черния дроб. Между храненията гликогенът се разпада на глюкозни молекули, което смекчава колебанията в нивата на кръвната захар. Без въглехидрати запасите от гликоген се изчерпват за около 12-18 часа. В този случай се активира механизмът за образуване на въглехидрати от междинни продукти на протеиновия метаболизъм. Това се дължи на факта, че въглехидратите са жизненоважни за образуването на енергия в тъканите, особено в мозъка. Мозъчните клетки получават енергия предимно чрез окисляване на глюкозата.

Видове въглехидрати

Въглехидрати по свой начин химическа структурамогат да бъдат разделени на прости въглехидрати (монозахариди и дизахариди) и сложни въглехидрати (полизахариди).

Прости въглехидрати (захари)

Глюкозата е най-важният от всички монозахариди, тъй като е структурна единицаповечето хранителни ди- и полизахариди. По време на метаболитния процес те се разграждат на отделни молекули монозахариди, които в хода на многоетапен химична реакцияпревръщат се в други вещества и в крайна сметка се окисляват до въглероден диоксид и вода - използвани като "гориво" за клетките. Глюкозата е необходим компонент на въглехидратния метаболизъм. Когато нивото му в кръвта намалее или концентрацията му е висока и не може да се използва, както се случва при диабет, се появява сънливост и може да настъпи загуба на съзнание (хипогликемична кома).

Глюкоза в чиста форма", като монозахарид, се намира в зеленчуците и плодовете. Гроздето е особено богато на глюкоза - 7,8%, череши, череши - 5,5%, малини - 3,9%, ягоди - 2,7%, сливи - 2,5%, диня - 2,4%. От зеленчуците тиквата съдържа най-много глюкоза - 2,6%, бяло зеле– 2,6%, в морковите – 2,5%.

Глюкозата е по-малко сладка от най-известния дизахарид, захарозата. Ако приемем сладостта на захарозата като 100 единици, тогава сладостта на глюкозата е 74 единици.

Фруктозата е един от най-разпространените въглехидрати в плодовете. За разлика от глюкозата, той може да проникне от кръвта в тъканните клетки без участието на инсулин. Поради тази причина фруктозата се препоръчва като най-безопасният източник на въглехидрати за диабетици. Част от фруктозата навлиза в чернодробните клетки, които я превръщат в по-универсално „гориво“ - глюкоза, така че фруктозата също може да повиши кръвната захар, макар и в много по-малка степен от другите прости захари. Фруктозата се превръща по-лесно в мазнини от глюкозата. Основното предимство на фруктозата е, че е 2,5 пъти по-сладка от глюкозата и 1,7 пъти по-сладка от захарозата. Използването му вместо захар ви позволява да намалите общия прием на въглехидрати.

Основните източници на фруктоза в храната са грозде - 7,7%, ябълки - 5,5%, круши - 5,2%, череши - 4,5%, дини - 4,3%, касис - 4,2%, малини - 3,9%, ягоди - 2,4%, пъпеши – 2,0%. Съдържанието на фруктоза в зеленчуците е ниско - от 0,1% в цвеклото до 1,6% в бялото зеле. Фруктозата се съдържа в меда - около 3,7%. Надеждно е доказано, че фруктозата, която има значително по-голяма сладост от захарозата, не причинява кариес, който се насърчава от консумацията на захар.

Галактозата не се намира в свободна форма в продуктите. Образува с глюкозата дизахарид - лактоза (млечна захар) - основният въглехидрат на млякото и млечните продукти.

Лактозата се разгражда на стомашно-чревния трактдо глюкоза и галактоза под действието на ензима лактаза. Дефицитът на този ензим води до непоносимост към мляко при някои хора. Несмляната лактоза е добро хранително вещество за чревна микрофлора. В този случай е възможно обилно образуване на газове, стомахът „набъбва“. Във ферментиралите млечни продукти по-голямата част от лактозата е ферментирала до млечна киселина, така че хората с лактазен дефицит могат да понасят ферментирали млечни продукти без неприятни последици. В допълнение, млечнокисели бактерии във ферментиралите млечни продукти потискат активността на чревната микрофлора и намаляват неблагоприятните ефекти на лактозата.

Галактозата, образувана при разграждането на лактозата, се превръща в глюкоза в черния дроб. При вроден наследствен дефицит или липса на ензима, който превръща галактозата в глюкоза, се развива сериозно заболяване - галактоземия, което води до умствена изостаналост.

Захарозата е дизахарид, образуван от молекули на глюкоза и фруктоза. Съдържанието на захароза в захарта е 99,5%. Любителите на сладкото също знаят, че захарта е „бяла смърт“, както пушачите знаят, че една капка никотин убива кон. За съжаление и двете истини по-често служат като повод за шеги, отколкото за сериозни размисли и практически изводи.

Захарта се разгражда бързо в стомашно-чревния тракт, глюкозата и фруктозата се абсорбират в кръвта и служат като източник на енергия и най-важният прекурсор на гликоген и мазнини. Често се нарича "носител" празни калории“, тъй като захарта е чист въглехидрат и не съдържа други хранителни вещества, като витамини, минерални соли. От растителните продукти най-много захароза има в цвеклото - 8,6%, прасковите - 6,0%, пъпешите - 5,9%, сливите - 4,8%, мандарините - 4,5%. В зеленчуците, с изключение на цвеклото, значително съдържание на захароза се отбелязва в морковите - 3,5%. В други зеленчуци съдържанието на захароза варира от 0,4 до 0,7%. В допълнение към самата захар, основните източници на захароза в храната са сладко, мед, сладкарски изделия, сладки напитки, сладолед.

Когато две молекули глюкоза се свържат, се образува малтоза - малцова захар. Съдържа мед, малц, бира, меласа и хлебни и сладкарски изделия, произведени с добавка на меласа.

Сложни въглехидрати

Всички полизахариди, присъстващи в човешката храна, с редки изключения, са полимери на глюкозата.

Нишестето е основният смилаем полизахарид. Той представлява до 80% от въглехидратите, консумирани в храната.

Източникът на нишесте са растителни продукти, главно зърнени култури: зърнени храни, брашно, хляб и картофи. Зърнените култури съдържат най-много нишесте: от 60% в елдата (ядрото) до 70% в ориза. От зърнените култури най-малко скорбяла има в овесена кашаи продукти от преработката му: овесени ядки, овесена каша"Херкулес" - 49%. пастасъдържат от 62 до 68% нишесте, хляб от ръжено брашнов зависимост от сорта – от 33% до 49%, пшеничен хляби други продукти от пшенично брашно– от 35 до 51% нишесте, брашно – от 56 (ръж) до 68% (първокласна пшеница). В бобовите растения също има много нишесте – от 40% в лещата до 44% в граха. Поради тази причина сух грах, боб, леща и нахут се класифицират като бобови растения. Отделно се отличават соята, която съдържа само 3,5% нишесте и соевото брашно (10-15,5%). Поради високото съдържание на нишесте в картофите (15-18%), в диетологията те не се класифицират като зеленчуци, където основните въглехидрати са монозахариди и дизахариди, а като нишестени храни наред със зърнените и бобовите култури.

В ерусалимския артишок и някои други растения въглехидратите се съхраняват под формата на фруктозен полимер - инулин. Хранителни продуктис добавка на инулин се препоръчва при диабет и особено за неговата профилактика (не забравяйте, че фруктозата натоварва панкреаса по-малко от другите захари).

Гликогенът - "животински нишесте" - се състои от силно разклонени вериги от глюкозни молекули. Намира се в малки количества в животински продукти (в черния дроб 2-10%, в мускулната тъкан - 0,3-1%).

Продукти с високо съдържаниевъглехидрати

Най-разпространените въглехидрати са глюкоза, фруктоза и захароза, намиращи се в зеленчуците, плодовете и меда. Лактозата е част от млякото. Рафинираната захар е комбинация от фруктоза и глюкоза.

Глюкозата играе централна роля в метаболитния процес. Той доставя енергия на органи като мозъка, бъбреците и насърчава производството на червени кръвни клетки.

Човешкото тяло не е в състояние да съхранява твърде много глюкоза и затова трябва редовно да се попълва. Но това не означава, че трябва да ядете глюкоза в чиста форма. Много по-здравословно е да го консумирате като част от по-сложни въглехидратни съединения, например нишесте, което се намира в зеленчуци, плодове и зърнени храни. Освен това всички тези продукти са истински склад за витамини, фибри, микроелементи и други полезни вещества, които помагат на тялото да се бори с много заболявания. Полизахаридите трябва да бъдат повечетоот всички въглехидрати, влизащи в тялото ни.

Важни източници на въглехидрати

Основните източници на въглехидрати от храната са: хляб, картофи, тестени изделия, зърнени храни и сладкиши. Захарта е чист въглехидрат. Медът, в зависимост от произхода си, съдържа 70-80% глюкоза и фруктоза.

За обозначаване на количеството въглехидрати в храната се използва специална хлебна единица.

Освен това групата на въглехидратите включва и фибри и пектини, които са лошо смилаеми от човешкото тяло.

Въглехидратите се използват като:

Лекарства,

За производството на бездимен барут (пироксилин),

експлозиви,

Изкуствени влакна (вискоза).

Целулозата е от голямо значение като източник за производството на етилов алкохол.

Реферат по екология

Основният източник на енергия, който определя топлинния баланс и топлинния режим на биосферата на Земята, е лъчистата енергия на Слънцето.

Слънцето осветява и затопля Земята, доставяйки енергия, която зелените растения използват, за да синтезират съединения, които поддържат живота им и се консумират като храна от почти всички други организми. В допълнение, слънчевата енергия поддържа цикъла на основните химикали и е движеща силаклиматични и метеорологични системи, които преразпределят топлината и влагата на земната повърхност.

Слънчевата енергия се излъчва в космоса като спектър от ултравиолетова, видима светлина, инфрачервено лъчение и други форми на лъчиста или електромагнитна енергия.

Повърхността на Земята се достига главно от близката ултравиолетова радиация. Видима светлинаи близо инфрачервено лъчение. Около 34% от лъчистата енергия на Слънцето, която достига земната повърхност, веднага се отразява обратно в космоса от облаци, прах и други вещества в атмосферата, както и от самата земна повърхност. Преобладаващата част от останалите 66% отиват за отопление на атмосферата и земята, изпарение и воден цикъл и се преобразуват във вятърна енергия. И само малка част от тази енергия (0,5%) се улавя от зелените растения и се използва в процеса на фотосинтеза за образуване на органични съединения, необходими за поддържане на живота на организмите.

Основният дял от вредните йонизиращо лъчениеслънце Особено ултравиолетовото лъчение се абсорбира от озоновите молекули (O3) в горната атмосфера (стратосферата) и водните пари в долната атмосфера. Без този екраниращ ефект повечето съвременни форми на живот на Земята не биха могли да съществуват.

По този начин целият живот на Земята съществува благодарение на незамърсяващата и почти вечна слънчева енергия, чието количество е относително постоянно и изобилно.

Растенията използват само 0,5% от слънчевата светлина, която достига до Земята. Дори хората да живеят само със слънчева енергия, те биха използвали още по-малко от нея. Така слънчевата енергия, достигаща до Земята, е напълно достатъчна, за да задоволи всякакви мислими нужди на човечеството. Тъй като цялата слънчева енергия в крайна сметка се превръща в топлина, увеличаването на нейното използване за икономически нужди не трябва да засяга динамиката на биосферата. Слънчевата енергия е абсолютно чиста енергия, налична в неизчерпаем обем и на постоянна цена (безплатна). Получаването му не е повлияно от политическо ембарго и икономически затруднения. В същото време тя е твърде разпръсната: за да служи на човечеството, тя трябва да бъде концентрирана и това препятствие е доста преодолимо.

Когато говорим за енергия, трябва да се има предвид, че енергията е способността да се произвежда работа или топлообмен между два обекта, които имат различни температури. Енергията варира по качество или способност за извършване на полезна работа. Качество на енергията е мярка за неговата ефективност. Енергия Високо качество характеризира се с висока степен на подреденост или концентрация и следователно висока способност за извършване на полезна работа. Примери за носители на такива форми на енергия включват електричество, въглища, бензин, концентрирана слънчева енергия, както и високотемпературна топлина и др. Енергия с ниско качество характеризиращ се с разстройство и ниска способност за извършване на полезна работа. Пример за носител на такава енергия е нискотемпературната топлина във въздуха около нас, в река, езеро или океан. Например общото количество топлина в Атлантическия океан значително надвишава количеството висококачествена енергия в нефтените кладенци на Саудитска Арабия. Но топлината е толкова разсеяна в океана, че не можем да я използваме.

Говорейки за енергия, трябва да си припомним два природни закона, на които енергията се подчинява.

Първи закон на термодинамиката (закон за запазване на енергията): енергията не възниква или изчезва, тя само преминава от една форма в друга. Законът предполага, че в резултат на енергийните трансформации човек никога не може да получи повече от това, отколкото е изразходвано: изходната енергия винаги е равна на нейния вход; Не можете да получите нещо от нищо; трябва да платите за всичко.

Втори закон на термодинамиката: При всяка трансформация на енергия част от нея се губи под формата на топлина. Тази нискотемпературна топлина обикновено се разсейва в околната среда и не може да върши полезна работа.

При изгаряне на висококачествен бензин химична енергияВ автомобилния двигател около 1% се преобразува в механична и електрическа енергия, останалите 99% се разсейват в околната среда под формата на безполезна топлина и в крайна сметка се губят в космоса. В лампа с нажежаема жичка 5% електрическа енергиясе превръща в полезна светлинна радиация, а 95% се разсейва под формата на топлина в околната среда. Според първия закон на термодинамиката енергията никога не може да бъде изчерпана, защото не може нито да бъде създадена, нито унищожена. Но според втория закон на термодинамиката общото количество концентрирана, висококачествена енергия, която можем да получим от всички източници, постоянно намалява, превръщайки се в нискокачествена енергия. Не само не можем да получим нещо от нищото, но не можем да нарушим изравняването на качеството на енергията.

По-голямата част от слънчевата радиация, която не е отразена от земната повърхност, в съответствие с втория закон на термодинамиката, се превръща в нискотемпературна Термална енергия(излъчване на „далечния“ инфрачервен диапазон) и се излъчва обратно в открития космос; Количеството енергия, върнато в космоса като топлина, зависи от наличието на водни молекули, въглероден диоксид, метан, азотен оксид, озон и някои форми на прахови частици в атмосферата. Тези вещества, действайки като селективен филтър, позволяват на някои от висококачествените форми на лъчиста енергия от Слънцето да преминат през атмосферата към земната повърхност и в същото време задържат и абсорбират (и преизлъчват обратно) част от полученият поток от нискокачествено топлинно излъчване от Земята.

Един от най-важните характеристикисъстоянието на термодинамичната система е ентропия (трансформация – <греч.>) - отношението на количеството топлина, въведено или отстранено от системата към термодинамичната температура: dS = dQ/T . Може да се твърди, че ентропията характеризира количеството енергия в система, която не е достъпна за извършване на работа, т.е. не е достъпна за използване. Една система има ниска ентропия, ако непрекъснато разсейва подредена енергия и я трансформира в друга, по-малко подредена форма, например преобразуване на светлинна или хранителна енергия в топлинна енергия. Следователно ентропията често се определя като мярка за безпорядъка на дадена система. Най-важната характеристика на организмите е способността им да създават и поддържат висока степен на вътрешен ред, т.е. състояние на ниска ентропия.

Всяко нагрято тяло, включително живо, ще отделя топлина, докато температурата му се изравни с температурата на околната среда. В крайна сметка енергията на всяко тяло може да се разсее в топлинна форма, след което се установява състояние на термодинамично равновесие и всякакви енергийни процеси стават невъзможни, т.е. системата достига до състояние на максимална ентропия или минимален ред.

За да не се увеличава ентропията на тялото в резултат на непрекъснатото разсейване на енергия чрез трансформирането й от форми с висока степенред (например химическата енергия на храната) в топлинна форма с минимална степенподредеността, организмът трябва непрекъснато да натрупва подредена енергия отвън, т.е. сякаш извлича „подреденост“ или отрицателна ентропия отвън.

Живите организми извличат отрицателна ентропия от храната, използвайки подредеността на нейната химическа енергия. За да могат екологичните системи и биосферата като цяло да извличат отрицателна ентропия от околната среда, е необходима енергийна субсидия, която реално се получава под формата на безплатна слънчева енергия. Растенията в процеса на автотрофно хранене - фотосинтеза създават органична материя с повишено нивоподредеността на неговите химични връзки, което причинява намаляване на ентропията. Тревопасните се хранят с растения, които от своя страна се ядат от хищници и т.н.

Следващият клас на основния химични съединениянашето тяло - въглехидрати.Въглехидратите са добре познати на всички ни под формата на обикновена трапезна захар (химически това е захароза) или нишесте.
Въглехидратите се делят на прости и сложни. от прости въглехидрати(монозахаридите) са от най-голямо значение за човека глюкоза, фруктоза и галактоза.
Сложните въглехидрати включват олигозахариди(дизахариди: захароза, лактоза и др.) и незахароподобни въглехидрати - полизахариди(нишесте, гликоген, фибри и др.).
Монозахаридите и полизахаридите се различават по своите физиологични ефекти върху тялото. Използвайте в диетаИзлишъкът от лесно смилаеми моно- и дизахариди допринася за бързо повишаване на нивата на кръвната захар, което може да има отрицателно въздействие върху пациенти със захарен диабет (DM) и затлъстяване.
Полизахаридите се разграждат много по-бавно в тънко черво. Следователно повишаването на концентрацията на кръвната захар става постепенно. В това отношение консумацията на храни, богати на нишесте (хляб, зърнени храни, картофи, тестени изделия) е по-полезна.
Заедно с нишестето в тялото влизат витамини, минерали и несмилаеми диетични фибри. Последните включват фибри и пектин.
Целулоза(целулоза) има благоприятен регулиращ ефект върху функционирането на червата и жлъчните пътища, предотвратява застояването на храната в стомашно-чревния тракт и подпомага елиминирането на холестерола. Храните, богати на фибри, включват зеле, цвекло, боб, ръжено брашно и др.
Пектинови веществанамират се в пулпата на плодовете, листата и зелените части на стъблата. Те са в състояние да адсорбират различни токсини (включително тежки метали). Много пектини се намират в мармалад, мармалад, конфитюри, блатове, но повечето от тези вещества се намират в пулпата на тиква, която също е богата на каротин (предшественик на витамин А).
Повечето въглехидрати за човешкото тяло са бързо усвоим източник на енергия. Въглехидратите обаче не са абсолютно основни хранителни вещества. Някои от тях, например най-важното гориво за нашите клетки - глюкозата, могат доста лесно да се синтезират от други химични съединения, по-специално аминокиселини или липиди.
Ролята на въглехидратите обаче не може да се подценява. Факт е, че те не само са способни бързо да изгарят в тялото и да го осигурят достатъчно количествоенергия, но и складирана в резерв във формата гликоген- вещество, много подобно на добре познатото растително нишесте. Основните ни запаси от гликоген са концентрирани в черния дроб или мускулите. Ако енергийните нужди на организма се повишат, например със значителни физическа дейност, тогава запасите от гликоген лесно се мобилизират, гликогенът се превръща в глюкоза, която вече се използва от клетките и тъканите на нашето тяло като енергиен носител.

Опасността от прости въглехидрати!

До тези изводи стигнаха учени от университетите в Йерусалим (Израел) и Йейл (САЩ), след като проведоха серия от експерименти.

В две клетки бяха поставени скакалци от вида Melanoplus femurrubrum, а в една от тях бяха пуснати и паяци Pisaurina mira – техните естествени врагове. Целта беше само да се изплашат скакалците, за да се проследи реакцията им към хищниците, така че паяците бяха оборудвани с „муцуни“, като залепиха мандибулите си заедно. Скакалците преживели силен стрес, в резултат на което обмяната на веществата в телата им се засилила силно и се появил „зверски” апетит – подобно на хората, които ядат много сладко, когато са притеснени. Скакалци погълнати краткосроченголямо количество въглехидрати, чиито въглеводороди се усвояват перфектно от тялото.

Освен това се оказва, че прехранените скакалци могат да причинят вреда на екосистемата след смъртта. Учените открили това, като поставили останките от телата им в почвени проби, където се е случил процесът на хумус. Микробната активност на почвата е намаляла с 62% в лабораторни условия и с 19% в полеви условия, установи проучването.

За да тестват резултатите от експеримента, учените създадоха химичен модел „в реално време“, заменяйки скелетите на истински скакалци с органични „какавиди“, състоящи се като естествени прототипи от въглехидрати, протеини и хитин в различни пропорции. Резултатите от експериментите показват, че колкото по-висок е процентът на азот (съдържащ се в протеините) в останките от скакалци, толкова по-добре протичат процесите на разлагане на органичните вещества в почвите.

Органични въглехидрати

Въглехидрати

Органичните съединения съставляват средно 20-30% от клетъчната маса на живия организъм. Те включват биологични полимери: протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати, както и мазнини и редица малки молекули - хормони, пигменти, АТФ и др. Различните видове клетки съдържат различно количество органични съединения. В растителните клетки преобладават сложните въглехидрати-полизахариди, докато в животинските клетки има повече протеини и мазнини. Но всяка от групите органични вещества във всеки тип клетка изпълнява подобни функции: осигурява енергия и е строителен материал.

1. КРАТКА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ВЪГЛЕХИДРАТИТЕ

въглехидрати - органични съединениясъстоящ се от една или много молекули прости захари. Моларна масавъглехидратите варират от 100 до 1 000 000 Da (маса на Далтон, приблизително равна на масата на един водороден атом). Тяхната обща формула обикновено се записва като Cn(H2O)n (където n е поне три). За първи път през 1844 г. този термин е въведен от местния учен К. Шмид (1822-1894).

Името "въглехидрати" възниква от анализа на първите известни представители на тази група съединения. Оказа се, че тези вещества се състоят от въглерод, водород и кислород и съотношението на броя на водородните и кислородните атоми в тях е същото като във водата: за два водородни атома - един кислороден атом. По този начин те се считат за съединение на въглерод и вода. Впоследствие станаха известни много въглехидрати, които не отговарят на това условие, но наименованието „въглехидрати“ все още остава общоприето. В животинската клетка въглехидратите се намират в количества, които не надвишават 2-5%. Растителните клетки са най-богати на въглехидрати, където съдържанието им в някои случаи достига 90% от сухото тегло (например в картофени клубени, семена).

2. КЛАСИФИКАЦИЯ НА ВЪГЛЕХИДРАТИТЕ

Има три групи въглехидрати: монозахариди или прости захари (глюкоза, фруктоза); олигозахариди - съединения, състоящи се от 2-10 молекули прости захари, свързани последователно (захароза, малтоза); полизахариди, включително повече от 10 захарни молекули (нишесте, целулоза).

3. СТРУКТУРНИ И ФУНКЦИОНАЛНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ОРГАНИЗАЦИЯТА НА МОНО- И ДИЗАХАРИДИТЕ: СТРУКТУРА; БИВАНЕ СРЕД ПРИРОДАТА; КАСОВА БЕЛЕЖКА. ХАРАКТЕРИСТИКА НА ОТДЕЛНИТЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ

Монозахаридите са производни на кетони или алдехиди многовалентни алкохоли. Въглеродните, водородните и кислородните атоми, които ги изграждат, са в съотношение 1:2:1. Общата формула за простите захари е (CH2O)n. В зависимост от дължината на въглеродния скелет (броя на въглеродните атоми) те се делят на: триози-С3, тетрози-С4, пентози-С5, хексози-С6 и др. Освен това захарите се делят на:

Алдозите, съдържащи алдехидна група, са С=О. Те включват | N глюкоза:

H H H H H
CH2OH - C - C - C - C - C
| | | | \\
ОХ ОХ ОХ ОХ ОХ

Кетозите, съдържащи кетонна група, са С-. Например || се отнася до фруктоза.

В разтворите всички захари, като се започне от пентозите, имат циклична форма; в линейна форма присъстват само триози и тетрози. Когато се образува цикличната форма, кислородният атом на алдехидната група е свързан чрез ковалентна връзка към предпоследния въглероден атом на веригата, което води до образуването на полуацетали (в случай на алдози) и хемикетали (в случай на кетози ).

ХАРАКТЕРИСТИКИ НА МОНОЗАХАРИДИТЕ, ИЗБРАНИ ПРЕДСТАВИТЕЛИ

От тетрозите еритрозата е най-важна в метаболитните процеси. Тази захар е един от междинните продукти на фотосинтезата. Пентозите се намират в естествени условия главно като компоненти на молекули на по-сложни вещества, например сложни полизахариди, наречени пентозани, както и растителни смоли. Пентозите се намират в значителни количества (10-15%) в дървото и сламата. Арабинозата се среща предимно в природата. Намира се в черешов клей, цвекло и гума арабика, откъдето се добива. Рибозата и дезоксирибозата са широко представени в животинския и растителния свят; това са захари, които са част от мономерите на РНК и ДНК нуклеиновите киселини. Рибозата се получава чрез епимеризация на арабиноза.

Ксилозата се образува чрез хидролиза на полизахарид ксилозан, съдържащ се в слама, трици, дърво и слънчогледова люспа. Продукти различни видовеФерментиращите агенти на ксилозата са млечна, оцетна, лимонена, янтарна и други киселини. Ксилозата се усвоява слабо от човешкото тяло. Хидролизатите, съдържащи ксилоза, се използват за отглеждане на определени видове дрожди; те се използват като източник на протеин за хранене на селскостопански животни. Когато ксилозата се редуцира, се получава ксилитол алкохол; той се използва като заместител на захарта при диабетици. Ксилитолът се използва широко като стабилизатор на влага и пластификатор (в хартиената промишленост, парфюмерията и производството на целофан). Той е един от основните компоненти в производството на редица повърхностно активни вещества, лакове и лепила.

Най-често срещаните хексози са глюкоза, фруктоза, галактоза и техните обща формула- C6H12O6.

Глюкозата (гроздова захар, декстроза) се намира в сока от грозде и други сладки плодове и в малки количества при животни и хора. Глюкозата е част от най-важните дизахариди - тръстика и гроздова захар. Полизахаридите с високо молекулно тегло, т.е. нишесте, гликоген (животински нишесте) и фибри, са изцяло изградени от остатъците от глюкозни молекули, свързани една с друга различни начини. Глюкозата е основният източник на енергия за клетките.

Човешката кръв съдържа 0,1-0,12% глюкоза; намаляването на нивото причинява нарушение на функционирането на нервните и мускулните клетки, понякога придружено от конвулсии или припадък. Нивата на кръвната захар се регулират сложен механизъмработа нервна системаи жлези вътрешна секреция. Един от масивните тежки ендокринни заболявания - диабет- свързани с хипофункция на островните зони на панкреаса. Придружен значително намалениепропускливост на мембраната на мускулните и мастните клетки за глюкоза, което води до повишаване на нивата на глюкоза в кръвта, а също и в урината.

Глюкозата за медицински цели се получава чрез пречистване - прекристализация - на техническа глюкоза от воден или водно-алкохолни разтвори. Глюкозата се използва в текстилното производство и в някои други индустрии като редуциращ агент. В медицината чистата глюкоза се използва под формата на разтвори за инжектиране в кръвта при редица заболявания и под формата на таблетки. От него се получава витамин С.

Галактозата, заедно с глюкозата, влиза в състава на някои гликозиди и полизахариди. Остатъците от галактозни молекули са част от най-сложните биополимери - ганглиозиди или гликосфинголипиди. Те се намират в нервни възли(ганглии) на хора и животни и също се съдържат в мозъчната тъкан, в далака в червените кръвни клетки. Галактозата се получава главно чрез хидролиза на млечна захар.

Фруктозата (плодовата захар) се намира в свободно състояние в плодовете и меда. Той е съставна част на много сложни захари, като тръстикова захар, от която може да се получи чрез хидролиза. Инулинът, сложно изграден високомолекулен полизахарид, се намира в някои растения. Фруктозата също се получава от инулин. Фруктозата е ценна хранителна захар; той е 1,5 пъти по-сладък от захарозата и 3 пъти по-сладък от глюкозата. Усвоява се добре от организма. Когато фруктозата се редуцира, се образуват сорбитол и манитол. Сорбитолът се използва като заместител на захарта в диетата на диабетици; освен това се използва за производство аскорбинова киселина(витамин Ц). Когато се окислява, фруктозата произвежда винена и оксалова киселина.

Дизахаридите са типични захароподобни полизахариди. Това твърди вещества, или некристализиращи сиропи, силно разтворими във вода. Както аморфните, така и кристалните дизахариди обикновено се топят в определен температурен диапазон и, като правило, с разлагане. Дизахаридите се образуват чрез реакция на кондензация между два монозахарида, обикновено хексози. Връзката между два монозахарида се нарича гликозидна връзка. Обикновено се образува между първия и четвъртия въглероден атом на съседни монозахаридни единици (1,4-гликозидна връзка). Този процес може да се повтаря безброй пъти, което води до образуването на гигантски полизахаридни молекули. След като монозахаридните единици се комбинират една с друга, те се наричат остатъци. Така малтозата се състои от два глюкозни остатъка.

Сред дизахаридите най-разпространени са малтозата (глюкоза + глюкоза), лактозата (глюкоза + галактоза) и захарозата (глюкоза + фруктоза).

ИЗБРАНИ ПРЕДСТАВИТЕЛИ НА ДИЗАХАРИДИТЕ

Малтозата (малцова захар) има формула C12H22O11. Името възниква във връзка с метода за производство на малтоза: тя се получава от нишесте под въздействието на малц (лат. maltum - малц). В резултат на хидролиза малтозата се разделя на две глюкозни молекули:

С12Н22О11 + Н2О = 2С6Н12О6

Малцовата захар е междинен продукт при хидролизата на нишестето и е широко разпространена в растителни и животински организми. Малцовата захар е значително по-малко сладка от тръстиковата захар (0,6 пъти при същите концентрации).

Лактоза (млечна захар). Името на този дизахарид възниква във връзка с производството му от мляко (от латински lactum - мляко). По време на хидролиза лактозата се разгражда на глюкоза и галактоза:

Лактозата се получава от мляко: кравето мляко съдържа 4-5,5%, човешкото мляко съдържа 5,5-8,4%. Лактозата се различава от другите захари по това, че не е хигроскопична: не се навлажнява. Млечната захар се използва като фармацевтично лекарствои хранене за кърмачета. Лактозата е 4 или 5 пъти по-малко сладка от захарозата.

Захароза (захар от тръстика или цвекло). Името възниква във връзка с извличането му от захарно цвекло или захарна тръстика. Тръстиковата захар е била известна много векове пр.н.е. Едва в средата на 18в. този дизахарид е открит в захарното цвекло и само в началото на XIX V. получено е при производствени условия. Захарозата е много разпространена в растителния свят. Листата и семената винаги съдържат малки количества захароза. Има го и в плодовете (кайсии, праскови, круши, ананаси). Има много от него в кленов и палмов сок, както и в царевица. Това е най-известната и широко използвана захар. При хидролиза от него се образуват глюкоза и фруктоза:

С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 + С6Н12О6

Смес от равни количества глюкоза и фруктоза, получена в резултат на инверсията на тръстикова захар (поради промяната в процеса на хидролиза от дясно въртене на разтвора на ляво) се нарича инвертна захар (инверсия на въртене). Естествената инвертна захар е медът, състоящ се основно от глюкоза и фруктоза.

Захарозата се получава от огромни количества. Захарното цвекло съдържа 16-20% захароза, захарната тръстика - 14-26%. Измитото цвекло се раздробява и захарозата се извлича многократно в машини с вода с температура около 80 градуса. Получената течност, която съдържа в допълнение към захарозата голям брой различни примеси, се обработва с вар. Варът утаява редица органични киселини, както и протеини и някои други вещества под формата на калциеви соли. Част от лайма образува студени водоразтворими калциеви захарати с тръстикова захар, които се унищожават при третиране с въглероден диоксид.

Утайката от калциев карбонат се отделя чрез филтруване и филтратът след допълнително пречистване се изпарява във вакуум до получаване на пастообразна маса. Освободените кристали захароза се отделят с центрофуги. Така се получава сурова кристална захар, която има жълтеникав цвят, кафеникава матерна луга и некристализиращ сироп (меласа от цвекло или меласа). Гранулираната захар се пречиства (рафинира) и се получава готовият продукт.

4. БИОЛОГИЧНА РОЛЯ НА БИОПОЛИМЕРИТЕ – ПОЛИЗАХАРИДИТЕ

Полизахаридите са полимерни съединения с високо молекулно тегло (до 1 000 000 Da), състоящи се от голямо числомономери - захари, общата им формула е Cx(H2O)y. Най-често срещаният мономер на полизахаридите е глюкозата; срещат се също маноза, галактоза и други захари. Полизахаридите се делят на:
- хомополизахариди, състоящи се от монозахаридни молекули от същия тип (например нишестето и целулозата се състоят само от глюкоза);
- хетерополизахариди, които могат да съдържат няколко различни захари като мономери (хепарин).

Ако в полизахарида има само 1,4= гликозидни връзки, получаваме линеен, неразклонен полимер (целулоза); ако има и 1,4= и 1,6= връзки, полимерът ще бъде разклонен (гликоген). Най-важните полизахариди включват: целулоза, нишесте, гликоген, хитин.

Целулозата или фибрите (от латинското cellula - клетка) са основният компонент на клетъчната стена растителни клетки. Това е линеен полизахарид, състоящ се от глюкоза, свързана с 1,4= връзки. Влакната съставляват 50 до 70% от дървесината. Памукът е почти чисто влакно. Ленените и конопените влакна се състоят предимно от фибри. Най-чистите примери за влакна са пречистена памучна вата и филтърна хартия.

Нишестето е разклонен полизахарид растителен произход, състоящ се от глюкоза. В полизахарида глюкозните остатъци са свързани с 1,4= и 1,6= гликозидни връзки. Когато се разграждат, растенията получават глюкоза, необходима в процеса на техния живот. Нишестето се образува по време на фотосинтезата в зелените листа под формата на зърна. Тези зърна са особено лесни за откриване под микроскоп чрез реакцията на вар с йод: нишестените зърна стават сини или синьо-черни.

По натрупването на нишестени зърна може да се съди за интензивността на фотосинтезата. Нишестето в листата се разгражда на монозахариди или олигозахариди и се прехвърля в други части на растението, като картофени грудки или зърнени култури. Тук отново се получава отлагане на нишесте под формата на зърна. Най-високо съдържаниенишесте в следните култури:

Ориз (зърно) - 62-82%;
- царевица (зърно) - 65-75%;
- пшеница (зърно) - 57-75%;
- картофи (клубени) - 12-24%.

В текстилната промишленост нишестето се използва за производство на сгъстители за багрила. Използва се в кибритената, хартиената, печатарската и книговезката промишленост. В медицината и фармакологията нишестето се използва за приготвяне на прахове, пасти (дебели мехлеми), а също така е необходимо при производството на таблетки. Чрез подлагане на нишестето на киселинна хидролиза, глюкозата може да се получи под формата на чист кристален препарат или под формата на меласа - оцветен, некристализиращ сироп.

Установено е производството на модифицирани нишестета, които са преминали специална обработка или съдържат добавки, подобряващи свойствата им. Модифицираните нишестета се използват широко в различни индустрии.

Гликогенът е полизахарид от животински произход, по-разклонен от нишестето, състоящ се от глюкоза. Той играе изключително важна роля в животинските организми като резервен полизахарид: всички жизнени процеси, преди всичко мускулна работа, са придружени от разграждането на гликогена, освобождавайки концентрираната в него енергия. В телесните тъкани млечната киселина може да се образува от гликоген в резултат на поредица от сложни трансформации.

Гликогенът се намира във всички животински тъкани. Особено изобилен е в черния дроб (до 20%) и мускулите (до 4%). Той присъства и в някои низши растения, дрожди и гъби и може да бъде изолиран чрез третиране на животински тъкани с 5-10% трихлороцетна киселина, последвано от утаяване на извлечения гликоген с алкохол. Разтворите на гликоген с йод дават цвят от винено-червен до червено-кафяв в зависимост от произхода на гликогена, вида на животното и други условия. Йодният цвят изчезва при варене и се появява отново при охлаждане.

Хитинът по своята структура и функция е много близък до целулозата - той също е структурен полизахарид. Хитинът се намира в някои гъби, където играе поддържаща роля в клетъчните стени поради влакнестата си структура, а също и в някои групи животни (особено членестоноги) като важен компоненттехния екзоскелет. Структурата на хитина е подобна на структурата на целулозата; нейните дълги паралелни вериги също са събрани в снопове.

5. ХИМИЧНИ СВОЙСТВА НА ВЪГЛЕХИДРАТИТЕ

Всички монозахариди и някои дизахариди, включително малтозата и лактозата, принадлежат към групата на редуциращите захари. Захарозата е нередуцираща захар. Редукционната способност на захарите зависи при алдозите от активността на алдехидната група, а при кетозите - от активността както на кетогрупата, така и на първичните алкохолни групи. В нередуциращите захари тези групи не могат да влязат в никакви реакции, тъй като тук те участват в образуването на гликозидна връзка. Две общи реакции за редуциране на захари - реакцията на Бенедикт и реакцията на Фелинг - се основават на способността на тези захари да редуцират двувалентния меден йон до едновалентен. И двете реакции използват алкален разтвор на меден (2) сулфат (CuSO4), който се редуцира до неразтворим меден (1) оксид (Cu2O). Йонно уравнение: Cu2+ + e = Cu+ дава син разтвор, керемиденочервена утайка. Всички полизахариди са нередуциращи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основната роля на въглехидратите е свързана с тяхната енергийна функция. Тяхното ензимно разграждане и окисление освобождава енергия, която се използва от клетката. Полизахаридите играят главно ролята на продукти за съхранение и лесно мобилизирани енергийни източници (например нишесте и гликоген), а също така се използват като строителни материали (целулоза и хитин).

Полизахаридите са удобни като резервни вещества по редица причини: тъй като са неразтворими във вода, те нямат осмотичен или химичен ефект върху клетката, което е много важно, когато дългосрочно съхранениев жива клетка: твърдото, дехидратирано състояние на полизахаридите увеличава полезната маса на продуктите за съхранение, като спестява техните обеми. В същото време вероятността от консумация на тези продукти е значително намалена. патогенни бактерии, гъбички и други микроорганизми, които, както е известно, не могат да поглъщат храна, но абсорбират хранителни вещества по цялата повърхност на тялото. Ако е необходимо, складираните полизахариди могат лесно да се превърнат в прости захари чрез хидролиза. В допълнение, когато се комбинират с липиди и протеини, въглехидратите образуват гликолипиди и гликопротеини или два.

Въглехидратите са основният източник на енергия в човешкото тяло.

Общата формула на въглехидратите е Cn(H2O)m

Видове въглехидрати

Въглехидратите могат да бъдат разделени според тяхната химична структура на прости въглехидрати (монозахариди и дизахариди) и сложни въглехидрати (полизахариди).

Прости въглехидрати (захари)

Глюкозата е най-важният от всички монозахариди, тъй като е структурната единица на повечето хранителни ди- и полизахариди. По време на метаболитния процес те се разграждат на отделни молекули монозахариди, които чрез многоетапни химични реакции се превръщат в други вещества и в крайна сметка се окисляват до въглероден диоксид и вода - използвани като "гориво" за клетките. Глюкозата е необходим компонент на въглехидратния метаболизъм. Когато нивото му в кръвта намалее или концентрацията му е висока и не може да се използва, както се случва при диабет, се появява сънливост и може да настъпи загуба на съзнание (хипогликемична кома).

Глюкозата „в чиста форма“, като монозахарид, се намира в зеленчуците и плодовете. Особено богати на глюкоза са гроздето - 7,8%, черешите - 5,5%, малините - 3,9%, ягодите - 2,7%, сливите - 2,5%, динята - 2,4%. От зеленчуците тиквата съдържа най-много глюкоза - 2,6%, бялото зеле - 2,6%, и морковите - 2,5%.

Основните източници на фруктоза в храните са грозде - 7,7%, ябълки - 5,5%, круши - 5,2%, череши - 4,5%, дини - 4,3%, касис - 4,2%, малини - 3,9%, ягоди - 2,4%, пъпеши – 2,0%. Съдържанието на фруктоза в зеленчуците е ниско - от 0,1% в цвеклото до 1,6% в бялото зеле. Фруктозата се съдържа в меда - около 3,7%. Надеждно е доказано, че фруктозата, която има значително по-голяма сладост от захарозата, не причинява кариес, който се насърчава от консумацията на захар.

Лактозата се разгражда в стомашно-чревния тракт до глюкоза и галактоза от ензима лактаза. Дефицитът на този ензим води до непоносимост към мляко при някои хора. Неразградената лактоза служи като добро хранително вещество за чревната микрофлора. В този случай е възможно обилно образуване на газове, стомахът „набъбва“. Във ферментиралите млечни продукти по-голямата част от лактозата е ферментирала до млечна киселина, така че хората с лактазен дефицит могат да понасят ферментирали млечни продукти без неприятни последици. В допълнение, млечнокисели бактерии във ферментиралите млечни продукти потискат активността на чревната микрофлора и намаляват неблагоприятните ефекти на лактозата.

Захарта се разгражда бързо в стомашно-чревния тракт, глюкозата и фруктозата се абсорбират в кръвта и служат като източник на енергия и най-важният прекурсор на гликоген и мазнини. Често се нарича „носител на празни калории“, тъй като захарта е чист въглехидрат и не съдържа други хранителни вещества, като витамини и минерални соли. От растителните продукти най-много захароза има в цвеклото - 8,6%, прасковите - 6,0%, пъпешите - 5,9%, сливите - 4,8%, мандарините - 4,5%. В зеленчуците, с изключение на цвеклото, значително съдържание на захароза се отбелязва в морковите - 3,5%. В други зеленчуци съдържанието на захароза варира от 0,4 до 0,7%. В допълнение към самата захар, основните източници на захароза в храната са сладко, мед, сладкарски изделия, сладки напитки и сладолед.

Сложни въглехидрати

Всички полизахариди, присъстващи в човешката храна, с редки изключения, са полимери на глюкозата.

Нишестето е основният смилаем полизахарид. Той представлява до 80% от въглехидратите, консумирани в храната.

Източникът на нишесте са растителни продукти, главно зърнени култури: зърнени храни, брашно, хляб и картофи. Зърнените култури съдържат най-много нишесте: от 60% в елдата (ядрото) до 70% в ориза. От зърнените храни най-малко нишесте се съдържа в овесените ядки и продуктите от тяхната преработка: овесени ядки, овесени люспи Херкулес - 49%. Макароните съдържат от 62 до 68% нишесте, хлябът от ръжено брашно в зависимост от вида - от 33% до 49%, пшеничният хляб и други продукти от пшенично брашно - от 35 до 51% нишесте, брашното - от 56 (ръж ) до 68% (първокласна пшеница). В бобовите растения също има много нишесте – от 40% в лещата до 44% в граха. Поради тази причина сух грах, боб, леща и нахут се класифицират като бобови растения. Отделно се отличават соята, която съдържа само 3,5% нишесте и соевото брашно (10-15,5%). Поради високото съдържание на нишесте в картофите (15-18%), в диетологията те не се класифицират като зеленчуци, където основните въглехидрати са монозахариди и дизахариди, а като нишестени храни наред със зърнените и бобовите култури.

В ерусалимския артишок и някои други растения въглехидратите се съхраняват под формата на фруктозен полимер - инулин. Хранителни продукти с добавка на инулин се препоръчват при диабет и особено за неговата профилактика (не забравяйте, че фруктозата натоварва панкреаса по-малко от другите захари).

Храни с високо съдържание на въглехидрати

Човешкото тяло не е в състояние да съхранява твърде много глюкоза и затова трябва редовно да се попълва. Но това не означава, че трябва да ядете глюкоза в чиста форма. Много по-здравословно е да го консумирате като част от по-сложни въглехидратни съединения, например нишесте, което се намира в зеленчуци, плодове и зърнени храни. Освен това всички тези продукти са истински склад за витамини, фибри, микроелементи и други полезни вещества, които помагат на тялото да се бори с много заболявания. Полизахаридите трябва да съставляват по-голямата част от всички въглехидрати, влизащи в тялото ни.

Важни източници на въглехидрати

За обозначаване на количеството въглехидрати в храната се използва специална хлебна единица.

Освен това групата на въглехидратите включва и фибри и пектини, които са лошо смилаеми от човешкото тяло.

Въглехидратите се използват като:

лекарства,

за производство на бездимен барут (пироксилин),

експлозиви,

изкуствени влакна (вискоза).

Целулозата е от голямо значение като източник за производството на етилов алкохол

1.Енергия

Основната функция на въглехидратите е, че те са незаменим компонент в диетата на човека; при разграждането на 1 g въглехидрати се освобождава 17,8 kJ енергия.

2. Структурни.

Клетъчната стена на растенията се състои от полизахарида целулоза.

3. Съхранение.

Нишестето и гликогенът са складови продукти в растенията и животните

Въглехидратни групи	Характеристики на структурата на молекулата	Свойства на въглехидратите
Монозахариди	Брой C атоми С3-триоза С4-тетрози С5-пентози С6-хексози	Безцветни, силно разтворими във вода и имат сладък вкус.
Олигозахариди	Сложни въглехидрати. Съдържат от 2 до 10 монозахаридни остатъка	Те се разтварят добре във вода и имат сладък вкус.
полизахариди	Сложни въглехидрати, състоящи се от голям брой мономери - прости захари и техните производни	С увеличаване на броя на мономерните единици, разтворимостта намалява и сладкият вкус изчезва. Появява се способността за слуз и набъбване

Историческа справка

Въглехидратите се използват от древни времена - първият въглехидрат (по-точно смес от въглехидрати), с който човекът се запознава, е медът.

Захарната тръстика е родом от северозападна Индия-Бенгал. Европейците се запознаха с тръстиковата захар благодарение на кампаниите на Александър Велики през 327 г. пр.н.е.

Нишестето е било известно на древните гърци.

Цвекловата захар в чист вид е открита едва през 1747 г. от немския химик А. Маргграф

През 1811 г. руският химик Кирхоф за първи път получава глюкоза чрез хидролиза на нишесте

Правилната емпирична формула за глюкоза е предложена за първи път от шведския химик J. Bercellius през 1837 г. C6H12O6

Синтезът на въглехидрати от формалдехид в присъствието на Ca(OH)2 е извършен от A.M. Бутлеров през 1861 г

Заключение

Значението на въглехидратите е трудно да се надцени. Глюкозата е основният енергиен източник в човешкото тяло, тя се използва за изграждането на много важни вещества в тялото - гликоген (енергиен резерв), тя е част от клетъчните мембрани, ензими, гликопротеини, гликолипиди и участва в повечето реакции, протичащи в човешкото тяло. В същото време захарозата е основният източник на глюкоза, която навлиза във вътрешната среда. Съдържаща се в почти всички растителни храни, захарозата осигурява необходимия запас от енергия и основно вещество – глюкоза.

Тялото определено се нуждае от въглехидрати (получаваме над 56% от енергията от въглехидрати)

Въглехидратите могат да бъдат прости и сложни (наричат се така поради структурата на техните молекули)

Минималното количество въглехидрати трябва да бъде поне 50-60 g

Тествайте знанията си:

Опасността от прости въглехидрати!

Настройки за преглед на коментари

Органични въглехидрати

Въглехидрати

Заключение