Типы углеводов таблица: Углеводы. Виды углеводов. Гликемический индекс. | steelbros.ru
Углеводы. Виды углеводов. Гликемический индекс. | steelbros.ru
Углеводы в продуктах питания.Углеводы являются основным и легко доступным источником энергии для организма человека. Все углеводы представляют собой сложные молекулы состоящие из углерода(С), водорода(H) и кислорода(O), название происходит от слов «уголь» и «вода».
Из известных нам основных источников энергии, можно выделить три:
— углеводы ( до 2% запасов )
— жиры ( до 80% запасов )
— белки ( до 18% запасов )
Углеводы являются самым быстрым топливом, которое в первую очередь используется для производства энергии, но их запасы очень малы (в среднем 2% от общего объема) т.к. для их накопления требуется много воды (для задержки 1г углеводов нужно 4г воды), а для отложения жиров вода не требуется.
Основные запасы углеводов хранятся в организме в виде гликогена ( сложный углевод ). Большая его масса содержится в мышцах (около 70%), остальное в печени (30%).
Все остальные функции углеводов а так же их химическое строение вы можете узнать тут
Углеводы в продуктах питания, классифицируются следующим образом.
Виды углеводов.
Углеводы, в простой классификации делятся на два основных класса: простые и сложные. Простые, в свою очередь состоят из моносахаридов и олигосахаридов, сложные из полисахаридов и волокнистых.
Простые углеводы.
Моносахариды
Глюкоза («виноградный сахар», декстроза).
Глюкоза – наиболее важный из всех моносахаридов, так как она является структурной единицей большинства пищевых ди- и полисахаридов. В организме человека глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Способностью усваивать глюкозу обладают все клетки организма животных. В то же время, способностью использовать другие источники энергии — например, свободные жирные кислоты и глицерин, фруктозу или молочную кислоту — обладают не все клетки организма, а лишь некоторые их типы. В процессе обмена веществ они расщепляются на отдельные молекулы моносахаридов, которые в ходе многостадийных химических реакций превращаются в другие вещества и в конечном итоге окисляются до углекислого газа и воды – используются как «топливо» для клеток. Глюкоза – необходимый компонент обмена
Глюкоза обладает меньшей сладостью, чем самый известный дисахарид – сахароза. Если принять сладость сахарозы за 100 единиц, то сладость глюкозы составит 74 единицы.
Фруктоза (фруктовый сахар).
Фруктоза является одним из самых распространенных углеводов фруктов. В отличие от глюкозы она может без участия инсулина (гормон, который снижает уровень глюкозы в крови) проникать из крови в клетки тканей. По этой причине фруктоза рекомендуется в качестве наиболее безопасного источника
Основными источниками фруктозы в пище являются виноград – 7,7%, яблоки – 5,5%, груши – 5,2%, вишня, черешня – 4,5%, арбузы – 4,3%, черная смородина – 4,2%, малина – 3,9%, земляника – 2,4%, дыни – 2,0%. В овощах содержание фруктозы невелико – от 0,1% в свекле до 1,6% в белокочанной капусте. Фруктоза содержится в меде – около 3,7%. Достоверно доказано, что фруктоза, обладающая значительно более высокой сладостью, чем сахароза, не вызывает кариеса, которому способствует потребление сахара.
Галактоза (разновидность молочного сахара).
Галактоза в продуктах в свободном виде не встречается. Она образует дисахарид с глюкозой – лактозу ( молочный сахар ) – основной углевод молока и молочных продуктов.
Олигосахариды
Сахароза (столовый сахар).
Сахароза – это дисахарид (углевод состоящий из двух компонентов), образованный молекулами глюкозы и фруктозы. Самый распостраненный вид сахарозы это – сахар. Содержание сахарозы в сахоре – 99.5%, фактически сахар это чистая сахароза.
Сахар быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте, глюкоза и фруктоза всасываются в кровь и служат источником энергии и наиболее важным предшественником гликогена и жиров. Его часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углевод и не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли. Из растительных продуктов больше всего сахарозы содержится в свекле – 8,6%, персиках – 6,0%, дынях – 5,9%, сливах – 4,8%, мандаринах – 4,5%. В овощах, кроме свеклы, значительное содержание сахарозы отмечается в моркови – 3,5%. В остальных овощах содержание сахарозы колеблется от 0,4 до 0,7%. Кроме собственно сахара, основными источниками сахарозы в пище являются варенье, мед, кондитерские изделия, сладкие напитки, мороженое.
Лактоза (молочный сахар).
Лактоза расщепляется в желудочно-кишечном тракте до глюкозы и галактозы под действием фермента лактазы. Дефицит этого фермента у некоторых людей приводит к непереносимости молока. Нерасщепленная лактоза служит хорошим питательным веществом для кишечной микрофлоры. При этом возможно обильное газообразование, живот «пучит». В кисломолочных продуктах большая часть лактозы сброжена до молочной кислоты, поэтому люди с лактазной недостаточностью могут переносить кисломолочные продукты без неприятных последствий. Кроме того, молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах подавляют деятельность кишечной микрофлоры и снижают неблагоприятные действия лактозы.
Содержание лактозы в коровьем молоке составляет 4,7%, в твороге – от 1,8% до 2,8%, в сметане – от 2,6 до 3,1%, в кефире – от 3,8 до 5,1%, в йогуртах – около 3%.
Мальтоза (солодовый сахар).
Образуется при соединении двух молекул глюкозы. Содержится в таких продуктах как: солод, мед, пиво, патока, хлебобулочные и кондитерские изделия изготовленные с добавлением патоки.
Атлетам следует избегать приема глюкозы в чистом виде и продуктов богатых простыми сахарами в больших количествах, так как они запускают процесс образования жира.
Сложные углеводы.
Сложные углеводы состоят в основном из повторяющихся звеньев соединений глюкозы. (полимеры глюкозы)
Полисахариды
Растительные полисахариды (крахмал).
Источником крахмала служат растительные продукты, в основном злаковые: крупы, мука, хлеб, а также картофель. Больше всего крахмала содержат крупы: от 60% в гречневой крупе ( ядрице ) до 70% — в рисовой. Из злаков меньше всего крахмала содержится в овсяной крупе и продуктах ее переработки: толокне, овсяных хлопьях «Геркулес» — 49%. Макаронные изделия содержат от 62 до 68% крахмала, хлеб из ржаной муки в зависимости от сорта – от 33% до 49%, пшеничный хлеб и другие изделия из пшеничной муки – от 35 до 51% крахмала, мука – от 56 ( ржаная ) до 68% ( пшеничная высшего сорта ). Крахмала много и в бобовых продуктах – от 40% в чечевице до 44% в горохе. А так же можно отметить не малое содержание крахмала в картофеле (15-18%).
Животные полисахариды (гликоген).
Гликоген — состоит из сильно разветвленных цепочек молекул глюкозы. После приема пищи в кровь начинает поступать большое количество глюкозы и организм человека запасает излишки этой глюкозы в виде гликогена. Когда уровень глюкозы в крови начинает снижаться (например при выполнении физических упражнений), организм с помощью ферментов расщепляет гликоген, в результате чего уровень глюкозы остается в норме и органы (в том числе, мышцы во время тренировки) получают достаточное ее количество для производства энергии. Гликоген откладывается главным образом в печени и мышцах.Он в небольших количествах содержится в животных продуктах (в печени 2-10%, в мышечной ткани – 0,3-1%). Общий запас гликогена составляет 100-120 г. В бодибилдинге имеет значение только тот гликоген, который содержится в мышечной ткани.
Волокнистые
Пищевая клетчатка
Пищевая клетчатка или пищевые волокна относится к питательным веществам, которые, подобно воде и минеральным солям, не обеспечивают организм энергией, но играет огромную роль в его жизнедеятельности. Пищевая клетчатка, которая содержится главным образом в растительных продуктах с низким или очень низким содержанием сахара. Обычно она объединяется с другими питательными веществами.
Виды клетчатки.
Целлюлоза и Гемицеллюлоза
Целлюлоза присутствует в непросеянной пшеничной муке, отрубях, капусте, молодом горохе, зеленых и восковидных бобах, брокколи, брюссельской капусте, в огуречной кожуре, перцах, яблоках, моркови.
Гемицеллюлоза содержится в отрубях, злаковых, неочищенном зерне, свекле, брюссельской капусте, зеленых побегах горчицы.
Целлюлоза и гемицеллюлоза впитывают воду, облегчая деятельность толстой кишки. В сущности, они «придают объем» отходам и быстрее продвигают их по толстому кишечнику. Это не только предотвращает возникновение запоров, но и защищает от дивертикулеза, спазматического колита, геморроя, рака толстой кишки и варикозного расширения вен.
Лигнин
Данный тип клетчатки встречается в злаковых, употребляемых на завтрак, в отрубях, лежалых овощах ( при хранении овощей содержание лигнина в них увеличивается, и они хуже усваиваются ), а также в баклажанах, зеленых бобах, клубнике, горохе, редисе.
Лигнин уменьшает усваиваемость других волокон. Кроме того, он связывается с желчными кислотами, способствуя снижению уровня холестерина, и ускоряет прохождение пищи через кишечник.
Камеди и Пектин
Камеди содержится в овсяной каше и других продуктах из овса, в сушеных бобах.
Пектин присутствует в яблоках, цитрусовых, моркови, цветной и кочанной капусте, сушеном горохе, зеленых бобах, картофеле, землянике, клубнике, фруктовых напитках.
Камеди и пектин влияют на процессы всасывания в желудке и тонком кишечнике. Связываясь с желчными кислотами, они уменьшают всасывание жира и снижают уровень холестерина. Задерживают опорожнение желудка и, обволакивая кишечник, замедляют всасывание сахара после приема пищи, что полезно для диабетиков, так как снижает необходимую дозу инсулина.
Зная виды углеводов, и их функции, возникает следующий вопрос –
Какие углеводы и сколько употреблять в пищу ?
В большинстве продуктов основным составляющим являются углеводы, поэтому с их получением из пищи ни каких проблем возникнуть не должно, поэтому в суточном рационе большинства людей основную часть составляют именно углеводы.
У углеводов, которые попадают в наш организм с пищей, существует три пути метаболизма:
1) Гликогенез (поступившая сложностаставная углеводная пища в наш желудочно-кишечный тракт расщепляется на глюкозу, а затем запасается в виде сложных углеводов – гликогена в клетках мышц и печени, и используется как резервный источник питания, когда концентрация глюкозы в крови низкая)
2) Глюконеогенез (процесс образования в печени и корковом веществе почек (около 10%) — глюкозы, из аминокислот, молочной кислоты, глицерина)
3) Гликолиз (расщепление глюкозы и других углеводов с выделением энергии)
Метаболизм углеводов в основном определяется наличием глюкозы в кровотоке, этого важного и универсального источника энергии в организме. Наличие же глюкозы в крови, зависит от последнего приема и питательного состава пищи. То есть если вы недавно позавтракали, то концентрация глюкозы в крови будет высокой, если продолжительное время воздерживаетесь от еды – низкой. Меньше глюкозы – меньше энергии в организме, это очевидно, вот почему на голодный желудок ощущается упадок сил. В то время, когда содержание глюкозы в кровотоке низкое, а это очень хорошо наблюдается в утренние часы, после продолжительного сна, в течении которого вы ни как не поддерживали уровень имеющейся глюкозы в крови порциями углеводной пищи, запускается подпитка организма в состоянии голодания с помощью гликолиза — 75%, и на 25% с помощью глюконеогенеза, то есть расщеплением сложных запасенных углеводов, а так же аминокислот, глицерина и молочной кислоты.
Так же, не мало важное значение в регулировании концентрации глюкозы в крови оказывает гормон поджелудочной железы – инсулин. Инсулин транспортный гормон, он разносит излишки глюкозы в клетки мышц и другие ткани организма, тем самым регулируя максимальный уровень глюкозы в крови. У людей склонных к полноте, которые не следят за своей диетой, излишки поступающих с пищей углеводов в организм инсулин преобразует в жир, в основном это характерно для быстрых углеводов.
Что бы выбрать правильные углеводы из всего разнообразия пищи используется такое понятие как – гликемический индекс.
Гликемический индекс – это скорость всасывания поступаемых с пищей углеводов в кровоток и инсулиновая реакция поджелудочной железы. Он показывает влияние продуктов на уровень сахара в крови. Этот индекс измеряется по шкале от 0 до 100, зависит от видов продуктов, разные углеводы по разному усваиваются, какие то быстро, и соответственно у них будет гликемический индекс высокий, какие то медленно, эталоном быстрого всасывания, является чистая глюкоза, у нее гликемический индекс равен 100.
ГИ продукта зависит от некоторых факторов:
— Вид углеводов (простые углеводы обладают высоким ГИ, сложные – низким)
— Количество клетчатки (чем ее больше в пище, тем ниже ГИ)
— Способ обработки продуктов (например при тепловой обработке повышается ГИ)
— Содержание жиров и белков (чем больше их в пище, тем ниже ГИ)
Существуют множество различных таблиц определяющих гликемический индекс продуктов, вот одна из них:
Таблица гликемических индексов продуктов позволяет вам принимать правильные решения, выбирая, какие продукты включить в ваш дневной рацион, а какие сознательно исключить.
Принцип простой: чем выше гликемический индекс, тем реже включайте такие продукты в ваш рацион. И наоборот, чем ниже гликемический индекс, тем чаще употребляйте в пищу такие продукты.
Однако быстрые углеводы нам тоже пригодятся в таких важных приемах пищи как:
— с утра (после продолжительного сна концентрация глюкозы в крови очень низкая, и ее необходимо восполнить как можно быстрее, что бы не дать организму получать необходимую энергию для жизнедеятельности с помощью аминокислот, путем разрушения мышечных волокон)
— и после тренировки (когда затраты энергии на интенсивный физический труд значительно снижают концентрацию глюкозы в крови, после тренировки идеальный вариант принимать быстрее углеводы, для максимально быстрого восполнения их и препятствию катаболизма)
Сколько употреблять углеводов?
В бодибилдинге и фитнесе углеводы должны составлять не меньше 50% от всех питательных веществ ( естественно мы не рассматриваем «сушку» или похудение ).
Существует масса причин для того, чтобы нагрузить себя большим количеством углеводов, в особенности если речь идет о цельных, необработанных продуктах. Однако в первую очередь вы должны понимать, что у способности организма накапливать их существует некий предел. Представьте себе бензобак: он может вместить в себя лишь определенное количество литров бензина. Если вы попробуете влить в него больше, лишний неизбежно прольется. Как только запасы углеводов преобразовались в необходимое количество гликогена, печень начинает перерабатывать их излишки в жир, который затем хранится под кожей и в других частях тела.
Объем мышечного гликогена, который вы можете хранить, зависит от степени вашей мышечной массы. Подобно тому, как одни бензобаки бывают больше других, отличаются и мышцы у разных людей. Чем вы мускулистее, тем большее количество гликогена может хранить ваш организм.
Чтобы убедиться в том, что вы получаете правильное количество углеводов — не больше положенного, — подсчитайте свое суточное их потребление по следующей формуле. Для наращивания мышечной массы в сутки вам следует принимать —
7г углеводов на килограмм собственного веса (умножьте свой вес в килограммах на 7).
Подняв уровень потребления углеводов до необходимого, вы должны добавить дополнительную силовую нагрузку. Обильное количество углеводов при занятиях бодибилдингом обеспечит вас большей энергией, позволяющей заниматься интенсивнее и дольше и достигать лучших результатов.
Рассчитать свой дневной рацион можно подробней изучив эту статью тут
Сироп кукурузный | 115 |
Глюкоза (декстроза) | 100 |
Крахмал модифицированный | 100 |
Сироп глюкозы | 100 |
Сироп пшеничный | 100 |
Сироп рисовый | 100 |
Картофель жареный, запеченный, фри | 95 |
Крахмал картофельный | 95 |
Мальтодекстрин | 95 |
Мука рисовая | 95 |
Картофельное пюре — порошок | 90 |
Картофельные хлопья (быстрого приготовления) | 90 |
Рис клейкий | 90 |
Хлеб белый без глютена | 90 |
Крахмал из подземных побегов | 85 |
Крахмал кукурузный | 85 |
Кукурузные хлопья | 85 |
Молоко рисовое | 85 |
Морковь (готовый продукт, приготовленная)* | 85 |
Мука пшеничная очищенная | 85 |
Пастернак* | 85 |
Попкорн несладкий | 85 |
Рис быстрого приготовления | 85 |
Рис воздушный (аналог попкорна) | 85 |
Рисовые галеты | 85 |
Рисовый пудинг | 85 |
Сельдерей корневой (готовый продукт)* | 85 |
Тапиока (маниоковое саго — вид крупы) | 85 |
Турнепс, репа (готовый продукт, приготовленная)* | 85 |
Хлеб белый для завтраков (например Harry»s) | 85 |
Хлеб белый для сэндвичей | 85 |
Картофельное пюре | 80 |
Крекеры | 80 |
Фасоль (готовый продукт, приготовленная) | 80 |
Арбуз* | 75 |
Вафли сладкие | 75 |
Каша рисовая с молоком (продукт без сахара) | 75 |
Лазанья (из мягкий сортов пшеницы) | 75 |
Пончики | 75 |
Тыква (разные виды)* | 75 |
Тыква круглая* | 75 |
Сухари молотые для панировки | 74 |
Амарант воздушный (аналог попкорна) | 70 |
Банан платана (только в приготовленном виде) | 70 |
Бисквит | 70 |
Бискотти (сухое печенье) | 70 |
Бриошь (булочка) | 70 |
Брюква, кормовая свекла | 70 |
Бублики, баранки | 70 |
Гноччи | 70 |
Картофель отварной без кожицы | 70 |
Картофельные чипсы | 70 |
Каша из кукурузной муки (мамалыга) | 70 |
Каша пшенная | 70 |
Кола, газированные напитки, содовые (Кока-кола) | 70 |
Круассан | 70 |
Лапша (из мягких сортов пшеницы) | 70 |
Маца (из белой муки) | 70 |
Мука кукурузная | 70 |
Патока | 70 |
Полента кукурузная крупа | 70 |
Просо | 70 |
Пшено | 70 |
Равиоли (из мягкий сортов пшеницы) | 70 |
Ризотто | 70 |
Рис белый стандартный | 70 |
Сахар белый (сахароза) | 70 |
Сахар коричневый | 70 |
Смесь злаков для завтрака (Kellogg) | 70 |
Смесь очищенных злаков с сахаром | 70 |
Сорго | 70 |
Сухарики, галеты | 70 |
Такос (мексиканские кукурузные лепешки) | 70 |
Финики | 70 |
Хлеб белый «багет» | 70 |
Хлеб рисовый | 70 |
Шоколад молочный | 70 |
Шоколадные батончики | 70 |
Лепешки пресные | 69 |
Суп-пюре из зеленого сухого гороха | 66 |
Ананас (законсервированные) | 65 |
Батат | 65 |
Батончики Mars Sneakers Nuts (Марс, Сникерс, Натс) | 65 |
Желе из айвы (продукт без сахара) | 65 |
Изюм | 65 |
Картофель в мундире (вареный, на пару) | 65 |
Кукуруза консервированная | 65 |
Кускус | 65 |
Лапша рисовая | 65 |
Мармелад с сахаром | 65 |
Мука каштановая | 65 |
Мука обдирная | 65 |
Мюсли (с сахаром, медом) | 65 |
Овощи законсервированные (заводские) | 65 |
Полба (из рафинированной муки) | 65 |
Свекла (готовый продукт, приготовленная)* | 65 |
Сироп кленовый | 65 |
Сок сахарного тростника (сухой) | 65 |
Сорбет (продукт без сахара) | 65 |
Тамаринд (сладкий) | 65 |
Хлеб дрожжевой коричневый | 65 |
Хлеб из муки грубого помола | 65 |
Хлеб пеклеванный (на дрожжевой закваске) | 65 |
Хлеб ржаной (30% ржаной муки) | 65 |
Хлебное дерево | 65 |
Шоколадная булочка | 65 |
Ямс | 65 |
Суп-пюре из черных бобов | 64 |
Абрикосы (законсервированные) | 60 |
Банан десертный (спелый) | 60 |
Дыня (канталуп, медовая и др.)* | 60 |
Каша из овсяных хлопьев | 60 |
Каша овсяная (дроблёная) | 60 |
Каштан | 60 |
Крупа из твердых сортов пшеницы | 60 |
Крупа перловая | 60 |
Лазанья (из пшеницы твердых сортов) | 60 |
Майонез (готовый продукт с сахаром) | 60 |
Мед | 60 |
Молочно-шоколадные сухие напитки (Nesquik) | 60 |
Мороженое сливочное (продукт без сахара) | 60 |
Мука грубого помола | 60 |
Пицца | 60 |
Равиоли (твердые сорта пшеницы) | 60 |
Рис ароматизированный {жасминовый и др) | 60 |
Рис длиннозерновой | 60 |
Суп-пюре из желтого гороха | 60 |
Хлеб на молоке | 60 |
Шоколадный порошок с сахаром | 60 |
Яичный порошок | 60 |
Ячмень, обработанный паром | 60 |
Хлеб — пита арабская | 57 |
Булгур (зерно, приготовленный) | 55 |
Горчица (с добавлением сахара) | 55 |
Джем стандартный с сахаром | 55 |
Кетчуп | 55 |
Маниока (горькая, сладкая) | 55 |
Мушмула, слива японская | 55 |
Папайя (свежий или спелый фрукт) | 55 |
Паста Nulella | 55 |
Персик (законсервированный в сиропе) | 55 |
Печенье масляное (мука, масло, сахар) | 55 |
Печенье овсяное | 55 |
Печенье песочное (из муки, масла, с сахаром) | 55 |
Печенье сдобное | 55 |
Рис красный | 55 |
Сироп цикория | 55 |
Сок виноградный (продукт без сахара) | 55 |
Сок манго (продукт без сахара) | 55 |
Спагетти (отварные) | 55 |
Суши | 55 |
Тальятелли (отварные) | 55 |
Таро | 54 |
Йогурт сладкий | 52 |
Бисквит (продукт без сахара) | 50 |
Блины из гречневой муки | 50 |
Картофель сладкий | 50 |
Киви (свежий или спелый фрукт)* | 50 |
Кускус манка цельнозерновая | 50 |
Личи (свежий или спелый фрукт) | 50 |
Макароны (из твердых сортов пшеницы) | 50 |
Манго (свежий или спелый фрукт) | 50 |
Паста из цельнозерновой муки | 50 |
Рис басмати | 50 |
Рис коричневый | 50 |
Смесь злаков с отрубями марки All Bran (Kellogg) | 50 |
Сок ананасовый (продукт без сахара) | 50 |
Сок грушевый | 50 |
Сок клюквенный (продукт без сахара) | 50 |
Сок яблочный (продукт без сахара) | 50 |
Сурими (рыбный фарш в крабовых палочках) | 50 |
Топинамбур | 50 |
Хлеб гречневый | 50 |
Хлеб из квиноа (около 65 % квиноа) | 50 |
Хлебцы Wasa | 50 |
Хурма | 50 |
Чайот (мексиканский огурец), пюре из него | 50 |
Щербет | 50 |
Энергетический батончик злаковый, без сахара | 50 |
Углеводы и их виды
Углеводы (на англ. carbohydrate, hydrates — гидрат, carbon — углерод) — это органические соединения, которые имеют эмпирическую формулу, состоящую только из углерода, водорода и кислорода.
Функции углеводов
Углеводы выполняют множество функций в живых организмах. Полисахариды (к примеру, крахмал и гликоген) участвуют в образовании энергии и в качестве конструкционных элементов (к примеру, целлюлоза в растениях и хитин у членистоногих). Рибоза является важнейшим компонентом коферментов и основой генетической молекулы РНК. Дезоксирибоза является компонентом ДНК. Сахариды и их производные включают в себя биомолекулы, играющие ключевую роль в иммунной системе, предотвращении патогенеза, в свертываемости крови и в развитии всего организма.
Липогенез — это преобразование небольшой части (около 30%) съеденных углеводов в жировые отложения. Является абсолютно нормальным и естественным процессом.
Гиперлипогенез — преобразование значительной части углеводов в жировые отложения. Вызывается вследствие нарушения восприимчивости к инсулину, или нарушения его выработки.
Гликемический индекс и нагрузка
Термин «гликемический индекс» (ГИ) (на англ. glycemic index или glycaemic index (GI)) применяется как показатель влияния продуктов питания на уровень сахара в крови. Шкала измерения варьируется от 0 до 100. Высшую точку 100 занимает глюкоза.
Дополнительно: Таблица гликемического индекса продуктов.
Гликемическая нагрузка (ГН) (на англ. glycemic load (GL)) — это система оценки пищевых продуктов на их общую гликемическую реакцию. Чем выше гликемическая нагрузка, тем выше ожидаемое повышение глюкозы в крови и инсулиногенетическое влияние пищи.
Продукты | ГИ | Углеводы, г | ГН | Инсулиновый индекс |
---|---|---|---|---|
Французский багет | 95 | 50 | 48 | — |
Банан | 52 | 20 | 10 | 81 |
Морковь | 47 | 7.5 | 3.5 | — |
Тортилья (кукурузная лепешка) | 52 | 48 | 25 | — |
Картофель | 50 | 19 | 9.3 | 121 |
Белый рис, варенный | 64 | 24 | 15.4 | 79 |
Арбуз | 72 | 5 | 3.6 | — |
Классификация углеводов и их описание
В диетических целях углеводы были разделены на простые (моносахариды и дисахариды) и сложные (олигосахариды и полисахариды). Термин сложный углевод был впервые использован «Специальным комитетом по питанию и потребностям человека при сенате США» (на англ. US Senate Select Committee on Nutrition and Human Needs) в 1977 году в публикации «Диетические цели для США» (на англ. Dietary Goals for the United States). Данный термин был употреблен для обозначения фруктов, овощей и цельных зерен.
Простые углеводы
Углеводы, которые усваиваются быстро. Многие простые углеводы содержат рафинированные сахара и несколько важных витаминов и минералов. Продукты: фрукты, фруктовые соки, молоко, йогурт, мед, патока и сахар.
Моносахариды
- Глюкоза — это составная единица, из которой построены важнейшие полисахариды (такие как гликоген, целлюлоза и крахмал), а также входит в состав сахарозы, мальтозы и лактозы. Очень быстро всасывается в кровь через желудочно-кишечный тракт.
- Фруктоза — моносахарид, присутствующий почти во всех сладких плодах и ягодах. В отличие от глюкозы, фруктоза не поглощается инсулинозависимыми тканями.
- Галактоза входит в состав молочного сахара (лактоза).
- Манноза — компонент многих полисахаридов.
- Рибоза — компонент РНК.
- Дезоксирибоза – производная рибозы. Является компонентом ДНК.
Дисахариды
Состоят из двух мономеров — моносахаридов.
- Сахароза — это обычный сахар. Ее моносахаридами являются глюкоза и фруктоза. Много содержится в сахарной свекле и сахарном тростнике.
- Мальтоза — солодовый сахар, состоящий из двух остатков глюкозы. В больших количествах содержится в проросших зернах (солоде) ячменя, ржи и в других зерновых культурах.
- Изомальтоза (E953) входит в состав амилопектина растительного и животного крахмала (гликоген).
- Лактоза или молочный сахар — углевод, состоящий из остатков молекул глюкозы и галактозы. У многих людей лактоза не усваивается и вызывает нарушения в пищеварительной системе. Для таких людей выпускают БАДы, не содержащие данного углевода.
- Лактулоза — это дисахарид, состоящий из остатков фруктозы и галактозы. В природе не встречается.
Сложные углеводы
Требуют больше времени на переваривание, а некоторые вообще не усваиваются, но тем неменее участвуют в жизнедеятельности микрофлоры ЖКТ и выводят вредные вещества из организма. К ним относится клетчатка (целлюлоза) — элемент, являющийся основой клеточных стенок. Продукты: овощи, хлебобулочные изделия, крупы и макаронные изделия.
Олигосахариды
Состоят из десятков, но не более 20 мономеров — моносахаридов.
- Фруктоолигосахариды (ФОС) (на англ. Fructooligosaccharide (FOS)) (олигофруктоза, олигофруктан) содержатся в большинстве овощах. ФОС был популярен в качестве пищевой добавки в Японии на протяжении многих лет, еще до 90-ых годов прошлого века. Служат субстратом для микрофлоры в толстой кишке. Способствуют усвоению кальция.
- Галактоолигосахариды (ГОС) (на англ. Galactooligosaccharides (GOS)) (олигогалактосиллактоза, олигогалактоза, олиголактоза, трансгалактоолигосахариды) стимулируют рост бактерий в толстой кишке, повышенность которых положительно влияет на здоровье.
- Маннан-олигосахариды (МОС) (на англ. Mannan-oligosaccharides (MOS)) содержатся в дрожжах. Способствуют росту полезных бактерий, регулируют баланс микрофлоры в кишечнике и желудке, а также помогает в поглощении болезнетворных бактерий и в борьбе с болезнями.
Полисахариды
Состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов.
- Декстрин — полисахарид, продукт гидролиза крахмала.
- Крахмал — основной полисахарид, откладываемый, как энергетический запас у растительных организмов.
- Гликоген — полисахарид, откладываемый, как энергетический запас в клетках животных организмов, но встречается в малых количествах и в тканях растений.
- Целлюлоза или клетчатка — структурный компонент клеточных стенок у растений. Это самое распространенное органическое соединение на Земле.
- Хитин — основной структурный полисахарид экзоскелета насекомых и членистоногих, а также клеточных стенок грибов.
- Маннан содержится в высших растениях, в морских водорослях и микроорганизмах (дрожжах).
- Галактоманнаны — запасные полисахариды некоторых растений семейства бобовых, такие как гуаран и камедь рожкового дерева.
- Глюкоманнан — полисахарид, получаемый из клубней конняку, состоит из чередующихся звеньев глюкозы и маннозы, растворимое пищевое волокно, уменьшающее аппетит.
- Амилоид — применяется при производстве пергаментной бумаги.
См. также
углеводы — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).
Углеводы, или сахариды, — одна из основных групп органических соединений. Они входят в состав клеток всех живых организмов.
Основная функция углеводов — энергетическая (при расщеплении и окислении молекул углеводов выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма). При избытке углеводов они накапливаются в клетке в качестве запасных веществ (крахмал, гликоген) и при необходимости используются организмом в качестве источника энергии. Углеводы также используются и в качестве строительного материала.
Общая формула углеводов:
Cn(h3O)m.
Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода.
В состав производных углеводов могут входить и другие элементы.
Растворимые в воде углеводы. Моносахариды и дисахариды
Пример:
из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.
Глюкоза — основной источник энергии для клеточного дыхания.
Фруктоза — составная часть нектара цветов и фруктовых соков.
Рибоза и дезоксирибоза — структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами нуклеиновых кислот (РНК и ДНК).
Дисахариды образуются путём соединения двух молекул моносахаридов и по своим свойствам близки к моносахаридам. Например, и те и другие хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус.
Пример:
сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) — дисахариды, образовавшиеся в результате слияния двух молекул моносахаридов:
сахароза (глюкоза \(+\) фруктоза) — основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях.
Лактоза (глюкоза \(+\) галактоза) — входит в состав молока млекопитающих.
Мальтоза (глюкоза \(+\) глюкоза) — источник энергии в прорастающих семенах.
Функции растворимых углеводов: транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.
Нерастворимые в воде полисахариды
Полисахариды состоят из большого числа моносахаридов. С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается и сладкий вкус исчезает.
Пример:
полимерные углеводы: крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин.
Функции полимерных углеводов: структурная, запасающая, энергетическая, защитная.
Крахмал состоит из разветвлённых спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.
Целлюлоза является важным структурным компонентом клеточных стенок грибов и растений.
Целлюлоза нерастворима в воде и обладает высокой прочностью.
Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы, входит в состав клеточных стенок некоторых грибов и формирует наружный скелет членистоногих животных.
Гликоген — запасное вещество животной клетки.
Источники:
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.
Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.
http://www.bestreferat.ru/referat-100195.html
Углеводы, подготовка к ЕГЭ по химии
Углеводы — группа природных органических соединений, химическая структура которых отвечает формуле Cm(H2O)n. Входят в состав всех без исключения живых организмов.
Классификация
Углеводы подразделяются на
- Моносахариды
- Олигосахариды
- Полисахариды
Моносахариды (греч. monos — единственный + sacchar — сахар) — наиболее распространенная группа углеводов в природе, содержащие в молекулах пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода.
Из наиболее известных представителей к пентозам относятся рибоза и дезоксирибоза, к гексозам — глюкоза и фруктоза.
Олигосахариды (греч. ὀλίγος — немногий) — группа углеводов, в молекулах которых, содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков. Если в молекуле содержатся два моносахаридных остатка, ее называют дисахарид.
Наиболее известны следующие дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза. Они являются изомерами, их молекулярная формула одинакова — C12H22O11.
Полисахариды (греч. poly — много) — природные биополимеры, молекулы которых состоят из длинных цепей (десятки, сотни тысяч) моносахаридов.
Например, глюкоза — моносахарид, а крахмал, гликоген и целлюлоза — ее полимеры. Также к полимерам относится хитин, пектин. Формула крахмала, целлюлозы — (C6H10O5)n
Моносахариды
Получение глюкозы возможно несколькими способами:
- Реакция Бутлерова
- Гидролиз крахмала
- Фотосинтез
В присутствии ионов металла, молекулы формальдегида соединяются, образуя различные углеводы, например, глюкозу.
В присутствии кислоты и при нагревании, крахмал (полимер) распадается на мономеры — молекулы глюкозы.
Эту реакцию изобрела природа, для нее существует необыкновенный катализатор — солнечный свет (hν).
6CO2 + 6H2O → (hν) C6H12O6 + 6O2↑
По химическому строению глюкоза является пятиатомным альдегидоспиртом, а, значит, для нее характерны реакции и альдегидов, и многоатомных спиртов.
- Реакции по альдегидной группе
- Реакции по гидроксогруппам
- Брожение глюкозы
Окисление глюкозы идет до глюконовой кислоты. Это можно осуществить с помощью реакций серебряного зеркала, с гидроксидом меди II.
Обратите особое внимание на то, что при написании формулы аммиачного раствора в полном виде будет правильнее указать в продуктах не кислоту, а соль — глюконат аммония. Это связано с тем, что аммиак, обладающий основными свойствами, реагирует с глюконовой кислотой с образованием соли.
Восстановление глюкозы возможно до шестиатомного спирта сорбита (глюцита), применяемого в пищевой промышленности в качестве сахарозаменителя. На вкус сорбит менее приятен, менее сладок, чем сахар.
Глюкоза содержит пять гидроксогрупп, является многоатомным спиртом. Она вступает в качественную реакцию для многоатомных спиртов — со свежеприготовленным гидроксидом меди II.
В результате такой реакции образуется характерное голубое окрашивание раствора.
Возможны несколько вариантов брожения глюкозы: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое. Эти виды брожения имеют большое практическое значение и характерны для многих живых организмов, в частности бактерий.
Фруктоза является изомером глюкозы. В отличие от нее не вступает в реакции окисления — она является кетоспиртом, а кетоны окислению до кислот не подвергаются.
Для нее характерна качественная реакция как многоатомного спирта — со свежеприготовленным гидроксидом меди II. В реакцию серебряного зеркала фруктоза не вступает.
Применяется фруктоза как сахарозаменитель. Она в 3 раза слаще глюкозы и в 1,5 раза слаще сахарозы.
Дисахариды
Как уже было сказано ранее, наиболее известные дисахариды: сахароза, лактоза и мальтоза — имеют одну и ту же формулу — C12H22O11.
При их гидролизе получаются различные моносахариды.
Полисахариды
Из множества реакций, более всего мне хотелось бы выделить гидролиз крахмала. В результате образуется глюкоза.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
список продуктов, таблица для похудения
Углеводы – не враг. Продукты содержащие углеводы не только можно, но и нужно включать в рацион.
Содержание статьи
В эпоху потребления, когда можно не только радоваться тому, что на столе есть еда, а выбирать какие именно продукты будут присутствовать в рационе конкретной семьи, а какие следует оставить на торговых витринах, правильное питание стремительно набирает обороты.
Часто можно услышать, что красивая фигура и здоровое тело с углеводами не сочетаемы. Продукты содержащие углеводы подвергаются критике. Их советуют либо вовсе исключить из рациона, либо приблизить к минимальной отметке и употреблять в качестве поощрения. Но так ли это?
Зачем организму углеводы?
Углеводы – органические вещества, отвечающие за энергию.
В организме они представлены:
- глюкозой, свободно циркулирующей по кровотоку;
- гликогеном, образующимся из остатков глюкозы и откладывающимся в тканях внутренних органов.
Гликоген выступает оперативным энергетическим запасом, и его количество зависит от степени тренированности человека. Чем она выше, тем больше будет дополнительных запасов.
Человеческий организм способен самостоятельно вырабатывать углеводы, но в малом, недостаточном количестве. В связи с этим большая часть углеводов поступает из внешнего мира путем потребления содержащей их пищи.
Потребность организма в углеводах бесспорна, ведь они:
- поддерживают мозговую активность;
- обеспечивают зарядом энергии все важные процессы, происходящие во внутренних органах и тканях;
- выступают в качестве строительного материала и положительно сказываются на иммунной системе.
Функции углеводов
В организме углеводы выполняют ряд функций, знакомыми по школьной программе.
К ним относятся:
- Защитная. Слизистые вещества, покрывающие бронхи, мочеполовые пути, пищеварительный тракт и сосуды в носу не только препятствуют проникновению инфекций и паразитов, но и минимизируют механические повреждения.
- Регуляторная. При потреблении клетчатки налаживается работа кишечного тракта, обеспечивающая свободное продвижение пищи, нормализуется процесс переваривания и усвоения питательных веществ.
- Резервная. Как упоминалось ранее, запасы гликогена накапливаются в тканях, выступая в качестве резервной энергии. Чем ее больше, тем обширнее физические возможности конкретного организма.
- Специфическая. Углеводы препятствуют образованию тромбов и развитию опухолей, а также участвуют в формировании группы крови.
- Строительная. Нуклеотид АДФ, участвующий в энергетическом обмене и перерождающийся в АТФ, строится на основе имеющихся углеводов. Также их можно встретить в клеточных мембранах и ферментах.
- Энергетическая. Больше половины суточной энергии берется из углеводов. При отказе от углеводной пищи можно заметить резкую потерю в весе первые дни. Однако это не жир, а обычная вода, запасаемая организмом при окислении поступающих углеводов.
Польза и вред углеводов
Среди полезных свойств углеводов можно выделить:
- генерирование энергии для умственной и физической деятельности;
- насыщение организма и подавление чувства голода;
- регуляцию обмена веществ;
- уменьшение холестерина в крови и болевых ощущений во время менструаций;
- выработку гормона радости;
- защиту от заболеваний сердечно-сосудистой системы и ЖКТ.
видов углеводов | ADA
Знаете ли вы, что в пище есть три основных типа углеводов? Есть
Вы также услышите такие термины, как натуральный сахар, добавленный сахар, низкокалорийные подсластители, сахарные спирты, подсластители с пониженным содержанием калорий, обработанные зерна, обогащенные зерна, сложные углеводы, сладости, очищенные зерна и цельные зерна.
Неудивительно, что знание того, какие углеводы и сколько нужно есть, может сбивать с толку!
На этикетке пищевой ценности термин «общие углеводы» включает все три типа углеводов.Это число, на которое следует обратить внимание, если вы подсчитываете углеводы.
Крахмал
Продукты с высоким содержанием инстарха, включая:
Крахмалистые овощи, такие как горох, кукуруза, фасоль и картофель
Сушеные бобы, чечевица и горох, например фасоль пинто, фасоль, черноглазый горох и колотый горох
Зерновые, такие как овес, ячмень и рис. (Большинство зерновых продуктов в США производится из пшеничной муки.Сюда входят макароны, хлеб и крекеры, но ассортимент расширяется за счет включения и других злаков.)
Группу зерна можно разделить еще больше на цельнозерновые или очищенные.
Зерно состоит из трех частей:
Отруби — это внешняя твердая оболочка зерна. Это та часть зерна, которая обеспечивает наибольшее количество витаминов и минералов группы B.
Зародыш — следующий слой, он насыщен питательными веществами, включая незаменимые жирные кислоты и витамин Е.
Эндосперм — это мягкая часть в центре зерна. Он содержит крахмал. Цельное зерно означает, что в пище находится все зерно.
Если вы едите цельнозерновой продукт, он содержит отруби, зародыши и эндосперм, поэтому вы получаете все питательные вещества, которые есть в цельнозерновых продуктах. Если вы едите рафинированную зерновую пищу, она содержит только эндосперм или крахмалистую часть, поэтому вы упускаете много витаминов и минералов. Поскольку цельные зерна содержат цельные зерна, они намного более питательны, чем очищенные зерна.
Сахар
Сахар — это еще один вид углеводов. Вы также можете слышать, как сахар называют простым или быстродействующим углеводом.
Существует два основных типа сахара:
сахара природного происхождения, например, в молоке или фруктах
добавленных сахаров, например, добавленных во время обработки, таких как фруктовые консервы в густом сиропе или сахара, добавленного для изготовления печенья
На этикетке с указанием пищевой ценности количество граммов сахара включает добавленный и натуральный сахар.
Есть много разных названий сахара. Примеры распространенных названий: столовый сахар, коричневый сахар, патока, мед, свекольный сахар, тростниковый сахар, кондитерский сахар, сахарная пудра, сахар-сырец, турбинадо, кленовый сироп, сироп с высоким содержанием фруктозы кукурузы, нектар агавы и сироп сахарного тростника.
Вы также можете увидеть столовый сахар под его химическим названием — сахароза. Фруктовый сахар также известен как фруктоза, а сахар в молоке — лактоза. Вы можете распознать другие сахара на этикетках, потому что их химические названия также заканчиваются на «-ose.«Например, глюкоза (также называемая декстрозой), фруктоза (также называемая левулозой), лактоза и мальтоза.
Если вы ищете информацию об искусственных подсластителях, попробуйте этот раздел.
Волокно
Клетчатка поступает из растительных продуктов, поэтому в продуктах животного происхождения, таких как молоко, яйца, мясо, птица и рыба, клетчатка отсутствует.
Клетчатка — это неперевариваемая часть растительной пищи, включая фрукты, овощи, цельнозерновые, орехи и бобовые. Когда вы потребляете пищевые волокна, большая их часть проходит через кишечник и не переваривается.
Для хорошего здоровья взрослым нужно стараться съедать от 25 до 30 граммов клетчатки каждый день. Большинство американцев не потребляют достаточное количество клетчатки в своем рационе, поэтому, хотя стремиться к этой цели разумно, любое увеличение клетчатки в вашем рационе может быть полезным. Большинство из нас получают только половину от рекомендованного.
Клетчатка способствует здоровью пищеварительной системы, помогает поддерживать регулярность и дает чувство сытости и удовлетворения после еды.
Некоторые считают, что диета с высоким содержанием клетчатки приносит дополнительную пользу для здоровья, например, снижает уровень холестерина, так что это может быть дополнительным преимуществом.
Хорошие источники пищевых волокон:
Фасоль и бобовые. Вспомните черную фасоль, фасоль, пинто, нут (гарбанзо), белую фасоль и чечевицу.
Фрукты и овощи, особенно со съедобной кожицей (например, яблоки, кукуруза и бобы) и со съедобными семенами (например, ягоды).
Цельнозерновые, например:
Макаронные изделия из цельной пшеницы
Цельнозерновые хлопья (ищите те, которые содержат три грамма пищевых волокон или более на порцию, включая те, которые сделаны из цельной пшеницы, пшеничных отрубей и овса.)
Цельнозерновой хлеб (Чтобы быть хорошим источником клетчатки, один ломтик хлеба должен содержать не менее трех граммов клетчатки. Еще одно хорошее указание: ищите хлеб, в котором первым ингредиентом является цельнозерновой хлеб. Например, цельнозерновой или овсяный. ) Многие зерновые продукты теперь содержат «двойное волокно» с добавлением дополнительных волокон.
Орехи — попробуйте разные виды. Арахис, грецкие орехи и миндаль являются хорошим источником клетчатки и полезных жиров, но следите за размером порций, потому что они также содержат много калорий в небольшом количестве.
В целом, отличный источник клетчатки содержит пять или более граммов на порцию, тогда как хороший источник клетчатки содержит 2,5 — 4,9 грамма на порцию.
Лучше получать клетчатку из пищи, а не принимать добавки. Помимо клетчатки, эти продукты богаты питательными веществами и содержат много важных витаминов и минералов. Фактически, они могут содержать питательные вещества, которые еще даже не были обнаружены!
Также важно постепенно увеличивать потребление клетчатки, чтобы предотвратить раздражение желудка, и увеличивать потребление воды и других жидкостей для предотвращения запоров.
Познакомьтесь с углеводами | ADA
Углеводы или «углеводы» привлекают к себе много внимания в наши дни, и не секрет, что углеводы могут влиять на уровень сахара в крови (уровень глюкозы в крови). Вам может быть интересно, стоит ли есть их меньше или вообще есть. Ты не один!
Углеводы бывают разных форм, но основными тремя являются крахмал, сахар и клетчатка. При покупке упакованных пищевых продуктов термин «общие углеводы» относится ко всем трем этим типам.(Узнайте больше о этикетках с питанием.) Итак, сколько это правильное количество?
Начнем с основ. Вся пища состоит из трех основных питательных веществ: углеводов, белков и жиров. Чтобы оставаться здоровым, нужны все три, но каждому человеку нужно разное количество. При выборе углеводов ключевым моментом является выбор сложных углеводов — тех, которые дают вам максимальную отдачу с точки зрения витаминов, минералов и клетчатки.
Обработанные продукты, как правило, содержат много углеводов, особенно рафинированных, которые с большей вероятностью вызывают резкий скачок сахара в крови, а также содержат очень мало витаминов, минералов и клетчатки, что доставляет углеводам плохую репутацию.Но выбор продуктов с меньшим количеством обработанных углеводов и внимание к тому, сколько вы едите, может иметь большое значение для вашего уровня сахара в крови и общего состояния здоровья.
А теперь давайте поговорим о типах продуктов, содержащих углеводы, и о том, как выбирать продукты, богатые питательными веществами.
Крахмал
Старайтесь употреблять цельные продукты с минимально обработанными углеводами. Если вы используете метод тарелки, продукты этой категории должны составлять около четверти вашей тарелки. Продукты с высоким содержанием крахмала включают:
- Крахмалистые овощи, такие как кукуруза, кабачки и картофель
- Бобовые и зернобобовые культуры, включая чечевицу, фасоль (например, фасоль, фасоль пинто и черную фасоль) и горох (например, колотый горох и горох с черными глазами)
- Зерновые, включая продукты из пшеницы, такие как лапша, хлеб и крекеры, а также овес, ячмень, рис и другие продукты
- Цельное зерно — это всего лишь целое растение, которое было собрано и высушено с минимальной обработкой.Они содержат клетчатку, а также основные витамины, включая B и E, и другие минералы, необходимые для оптимального здоровья.
Хотите знать, что такое «очищенное зерно»? По сути, эти зерна обрабатываются для удаления внешних слоев и наиболее питательных частей зерна, а это означает, что мы теряем всю полезную клетчатку, витамины и минералы, которые обычно дает цельное зерно. Чтобы избежать заболеваний, вызванных дефицитом витаминов и минералов, существуют законы, гарантирующие, что необходимые витамины и минералы добавляются обратно во время обработки — это то, что означает «обогащенный», когда вы видите это на этикетке.Итог: читая список ингредиентов, ищите продукты, в которых в качестве первого ингредиента указано «цельнозерновые» или «цельнозерновые», а не «обогащенные».
Сахар
Сахар — еще один источник углеводов. Есть два основных типа:
- Сахара природного происхождения , например, в молоке или фруктах
- Сахар с добавлением , который добавляется во время обработки, например, в обычных газированных напитках, сладостях и выпечке
Возможно, вы слышали, как добавленные сахара называют другими названиями, или видели один из них, указанный в ингредиентах на этикетке продукта питания.Декстроза, фруктоза, лактоза, столовый сахар, свекольный сахар, мед, кукурузный сироп, турбинадо и агава — вот лишь некоторые из многих названий добавленных сахаров.
Знаете ли вы, что количество добавленных и встречающихся в природе сахаров можно найти на новой этикетке с информацией о пищевой ценности?
Узнайте, как расшифровать этикетку
Хотите узнать о заменителях сахара? Получите факты о заменителях сахара здесь.
Волокно
Клетчатка поступает из продуктов растительного происхождения, включая фрукты, овощи и цельные цельные зерна.Клетчатка действует как естественная щетка для чистки вашего тела — она проходит через пищеварительный тракт, унося с собой много вредных веществ. Это также дает нам чувство сытости и помогает снизить уровень холестерина. Это не единственные преимущества: употребление продуктов с высоким содержанием клетчатки также улучшает пищеварение, помогает контролировать уровень сахара в крови и снижает риск сердечных заболеваний.
Людям, страдающим диабетом, и тем, кто подвержен риску диабета, рекомендуется есть по крайней мере то же количество пищевых волокон, которое рекомендовано для всех американцев.Диетические рекомендации для американцев рекомендуют минимум 14 граммов клетчатки на 1000 калорий, при этом не менее половины ваших зерен составляют цельные неповрежденные зерна. Вы можете найти конкретные рекомендации для вашей возрастной группы и пола в Руководстве по питанию для американцев (DGA).
Имейте в виду, что если вы не ели много продуктов с высоким содержанием клетчатки каждый день, важно постепенно увеличивать потребление. Несмотря на то, что они полезны для вас, вашему организму может потребоваться время, чтобы привыкнуть.Внезапное увеличение количества продуктов с высоким содержанием клетчатки (особенно продуктов с добавлением клетчатки или при использовании добавок) может вызвать газы, вздутие живота или запор. Убедитесь, что вы пьете достаточно воды, потому что клетчатке нужна вода, чтобы двигаться по вашему телу!
Хорошие источники пищевых волокон:
- Бобовые (например, чечевица и горох), а также фасоль и бобовые (например, морская фасоль, мелкая белая фасоль, колотый горох, нут, чечевица, фасоль пинто)
- Фрукты и овощи, особенно со съедобной кожицей (например, груши, яблоки и бобы) и со съедобными семенами (например, ягоды)
- Орехи — попробуйте разные виды (тыквенные семечки, миндаль, семечки, фисташки, арахис — хороший источник клетчатки и полезных жиров, но следите за размером порций, потому что они также содержат много калорий в небольшом количестве!)
- Цельное зерно, такое как:
- Киноа, ячмень, коричневый рис и фарро
- Макароны из цельной пшеницы
- Цельнозерновые крупы, в том числе из цельной пшеницы, пшеничных отрубей и овса
Продукты с высоким содержанием клетчатки и не менее 2-х.5 граммов часто называют «хорошим источником», а продукты, помеченные как «отличный источник», содержат более пяти граммов клетчатки на порцию.
Хотя клетчатку лучше получать из пищи, поговорите со своей бригадой по лечению диабета, чтобы определить, следует ли вам принимать пищевые добавки.
Структура и классификация— StudiousGuy
Углеводы — один из важнейших компонентов биологического мира, а также один из самых распространенных классов биологических молекул.Слово «углевод» происходит от греческого слова « sakcharon », означающего « сахар ». Углеводы — это не что иное, как соединения альдегидов или кетонов с несколькими гидроксильными группами. Буквальное значение углеводов — «гидраты углерода» , что связано с их химическим составом. Химический состав углеводов или сахаридов (CH 2 O) n, где n> 3 или n = 3.
Основные функции углеводов
- Запасы энергии : Углеводы составляют запасы энергии, топливо и промежуточные продукты метаболизма.
- Структурный каркас генетического материала : Сахара рибоза и дезоксирибоза являются частью структурного каркаса генетического материала РНК и ДНК.
- Структурный элемент клеточной стенки : Полисахариды — структурные элементы клеточной стенки бактерий и растений.
- Целлюлоза , полисахарид и основной компонент клеточной стенки трусов, является одним из наиболее распространенных органических соединений в биосфере.
- Конъюгат с липидами и белками : Углеводы — это сильно связанные молекулы белков и липидов. Эти гликопротеины и гликолипиды имеют решающее значение для управления взаимодействиями между клетками и другими биологическими элементами.
Классификация углеводов
Углеводы можно разделить на 2 категории —
- моно-, олиго- и полисахариды и
- редуцирующие и невосстанавливающие сахара
Углеводы классифицируются в зависимости от того, подвергаются ли они гидролизу или нет, и если да, то от количества образовавшихся продуктов:
1.Моносахариды : Моносахариды простейшие Они не могут быть гидролизованы дальше до гидроксилальдегида и кетона.
2. Олигосахариды : Олигосахариды — это полимеры, содержащие от двух до десяти моносахаридных звеньев. Отдельные моносахаридные единицы соединены вместе гликозидными связями . Они часто присутствуют в сочетании с белками ( гликопротеин ) и липидами ( гликолипиды ). Эти два конъюгата углеводов с белками и липидами вместе называются гликоконъюгатами .В зависимости от присутствующей моносахаридной единицы олигосахариды подразделяются на:
- Дисахариды — с двумя моносахаридными звеньями.
- Трисахариды — с тремя моносахаридными единицами.
- Тетрасахариды — с четырьмя моносахаридными звеньями.
- Пентасахариды — с пятью моносахаридными звеньями.
3. Полисахариды : Полисахариды имеют сотни и даже тысячи моносахаридных единиц , ковалентно связанных .Молекулярная масса этих полимеров составляет миллионы Дальтон. Они играют решающую роль в поддержании структурной целостности живых организмов. Целлюлоза является основным структурным полисахаридом растений. Крахмал в растениях и гликоген в случае животных являются основными пищевыми резервами.
Моносахариды или простые сахара
Моносахариды — это простейшие производные альдегидов или кетонов, которые не могут подвергаться дальнейшему гидролизу; например, D-глюкоза и D-рибулоза не могут подвергаться дальнейшему гидролизу.
Моносахариды делятся на две подгруппы в зависимости от
- Число присутствующих атомов углерода : наименьший моносахарид — это моносахарид с тремя атомами углерода, известный как триозы . Поэтому моносахариды с четырьмя, пятью, шестью или семью атомами углерода называются тетрозами, пентозами, гексозами и гептозами
- Химическая природа их карбонильной группы или наличие альдегидного или кетонового звена : если карбонильная группа в природе представляет собой альдегид , моносахарид называется альдозой .Если карбонильная группа представляет собой кетон , то моносахарид называется кетозой .
Моносахарид глюкоза , следовательно, может называться « альдогексоза» . Это означает, что это шестиуглеродный моносахарид с карбонильной группой, которая является альдегидной по природе. Точно так же фруктоза представляет собой « кетогексозу» , содержащую шестиуглеродный моносахарид и кетоновую группу.
Наименьшие моносахариды или триозы (n = 3) — это дигидроксиацетон , D- и L-глицеральдегид .
Глицеральдегид с атомом C-2 является хиральным или асимметричным по природе, отныне существует два стереоизомера этого сахара. Хиральные соединения, такие как глицеральдегид, обычно существуют в двух формах, которые являются неперемещаемыми зеркальными изображениями друг друга. Эти не наложенные друг на друга зеркальные изображения известны как энантиомеры . Часто их представляют как проекции Фишера . В проекциях Фишера атомы, которые связаны с асимметричным атомом углерода горизонтальными связями, находятся перед плоскостью страницы, тогда как атомы, связанные с асимметричным атомом углерода вертикальными связями, находятся позади.В случае глицеральдегида, когда гидроксильная группа, которая присоединена к асимметричному атому углерода, присутствует слева от выступа Фишера, конфигурация обозначается как ‘L’ , а когда гидроксильная группа присутствует справа, конфигурация ‘ D’ .
Поскольку другие полимеры содержат более одного хирального или асимметричного углерода, они обычно существуют в виде диастереоизомеров . Диастереоизомеры не являются зеркальным отображением друг друга. Соединение с «n» хиральными атомами углерода будет иметь максимум 2 n стереоизомеров .Принимая во внимание глюкозу здесь, мы видим, что 4 из 6 атомов углерода являются хиральными. Следуя общей формуле для расчета количества стереоизомеров, 2 n , могут возникнуть 16 возможных стереоизомеров , содержащих все возможные альдогексозы. Абсолютная конфигурация моносахаридов, которые содержат несколько хиральных атомов углерода, тем не менее, определяется путем сравнения конфигурации хирального углерода с самым высоким номером с конфигурацией одного хирального углерода глицеральдегида.За исключением дигидроксиацетона, все моносахариды находятся в оптически активных изомерных формах.
Эпимеры — сахара, которые отличаются от только одним одним асимметричным или хиральным углеродом, называются эпимерами. Например, D-глюкоза и D-манноза различаются только по C-2. В дополнение к этому, даже D-глюкоза и D-галактоза различаются по C-4.
Циклические формы — пентозы и гексозы циклизуются с образованием кольцевой структуры пиранозы и фуранозы
Моносахаридные полимеры, такие как глюкоза, фруктоза и другие , не существуют в виде открытых цепей в растворе .Открытые цепи этих простых сахаров циклизуются с образованием колец . Альдегидные и кетоновые группы легко реагируют со спиртами с образованием полуацеталей и гемикеталей соответственно. В альдогексозах, подобных глюкозе, альдегид в C-1 в открытой цепи глюкозы реагирует с гидроксильной группой в C-5, давая полуацеталь. Результатом этого процесса является циклическая структура из шести атомов углерода, известная как пираноза .
Аналогичным образом кетон реагирует со спиртом с образованием гемикеталя.В форме кетогексозы с открытой цепью, например фруктозе, кетогруппа в C-2 реагирует либо с гидроксильной группой в C-6 с образованием шестичленного циклического полукеталя, либо с гидроксильной группой в C-5 с образованием пятичленного циклический гемикетал. Образованное таким образом пятичленное циклическое кольцо называется фуран .
Весь процесс образования пиранозы и фуранозы описывается следующим образом. Изображения глюкопиранозы и фруктофуранозы упоминаются как проекции Howarth .В процессе образования циклического полуацеталя создается дополнительный асимметричный центр. C-1 в случае разомкнутой цепи глюкозы становится асимметричным центром. Конечный продукт представляет собой образование двух кольцевых структур: α — D-глюкопираноза и β — D-глюкопираноза. В случае D-сахаров, представленных в виде проекций Ховарта, символ α означает, что гидроксильная группа C-1 находится ниже плоскости кольца; β означает, что та же самая гидроксильная группа находится выше плоскости кольца.Эти два диастереоизомера называются аномерами . Аналогичный процесс происходит при образовании фуранозного кольца фруктозы. Единственное отличие состоит в том, что гидроксильная группа присоединена к атому углерода C-2.
Формы α и β взаимно преобразуются через форму с открытой цепью, давая равновесную смесь. Этот процесс взаимного преобразования обычно называют мутаротацией . Смесь глюкозы в равновесном состоянии содержит примерно одну треть α-аномера, две трети β-аномера и менее 1% открытой цепи.
Конформации форм пиранозы и фуранозы
Форма пиранозы может легко принять две формы: кресло и лодка . Заместители в случае формы кресла имеют две ориентации: осевую и экваториальную ориентацию . Осевые группы , которые представляют собой плотно прилегающие группы , обычно проходят параллельно оси трехкратного вращения кольца. Если им удастся выйти из одной и той же стороны кольца, они будут стерически мешать друг другу. Экваториальная ориентация обычно на менее заполнена по сравнению с осевыми заместителями. В случае глюкозы кресельная форма β — D-глюкопиранозы преобладает и более стабильна только потому, что все аксиальные позиции заняты атомами водорода.
Фураноза кольца не планарные . Четыре атома почти копланарны , поэтому конформация может быть сморщенной . Просто потому, что эта конкретная форма напоминает раскрытый конверт, она называется конвертом формой .Скажем, например, фрагмент рибозы имеет либо С-2, либо С-3 вне плоскости и на той же стороне, что и С-5. Эти конформации, в частности, называются C2-endo и C3-endo, соответственно.
Моносахариды и их производные
Моносахариды легко реагируют со спиртами и аминами с образованием модифицированных продуктов, называемых аддуктами . Спирты реагируют с полуацеталями с образованием ацеталей , и когда они реагируют с полуацеталем сахаров с образованием ацеталя, его обычно называют гликозидом .Когда глюкоза представляет собой полуацеталь, результатом является образование глюкозида , если галактоза, то галактозида . Уабаин — наиболее распространенный гликозид. Он особенно подавляет действие ферментов, которые перекачивают Na + и K + через мембраны биологических клеток. Антибиотики, такие как , стрептомицин , также являются гликозидами.
Скажем, например, метанол реагирует посредством кислотно-катализируемого процесса с D-глюкозой.В результате реакции между аномерным углеродом и гидроксильной группой метанола образуются два продукта: метил α -D-глюкопиранозид и метил β -D-глюкопиранозид.
Некоторые другие модифицированные сахара следующие:
Сложные сахара образуются гликозидной связью между моносахаридами
Моносахариды легко образуют гликозидные связи из-за наличия нескольких гидроксильных групп. Дисахаридные сахара являются результатом 2 моносахаридов, связанных O-гликозидной связью , а олигосахариды образуются присоединением 2 или более моносахаридов посредством O- гликозидной связи.
В этом примере две молекулы связаны гликозидной связью O- с образованием дисахарида, мальтозы.
Дисахариды и гликозидная связь
Когда образуется дисахарид, два моносахарида соединяются друг с другом посредством образования гликозида или ацеталя . Потеря молекулы воды происходит, когда полуацеталь -ОН одного моносахарида и -ОН второго моносахарида взаимодействуют с образованием гликозидной связи.Следовательно, можно сказать, что гликозидная связь возникает из-за реакции между аномерным углеродом и алкокси кислородом . Следуя условию, гликозидные связи читаются слева направо.
Наиболее распространенными дисахаридами являются лактоза, мальтоза и сахароза (обычный столовый сахар).
Сахароза , которая имеется в продаже, получена из тростника или свеклы и является результатом реакции между α-аномерным углеродом остатка глюкозы (C1) и β-аномерным углеродом остатка фруктозы (C2).Следовательно, остатки глюкозы и фруктозы соединены через α1-2β гликозидную связь . Конфигурация всегда α для глюкозы и β для фруктозы. Сахароза, в свою очередь, может быть расщеплена на составляющие ее моносахариды под действием сахарозы . Гидролиз сахарозы часто сопровождается изменением оптического вращения с правого на левое. Следовательно, сахароза также известна как инвертный сахар или инвертоза . Этот процесс катализируется ферментом под названием инвертаза или β-D-фруктофуранозидаза.
Мальтоза — дисахарид глюкозы. Гликозидная связь образуется между α-аномерным C-1 одной глюкозы и C-4 гидроксильным атомом соседнего остатка глюкозы . Следовательно, такая связь известна как α-1,4-гликозидная связь .
Дисахарид молока, лактоза , представляет собой связь галактозы с глюкозой через β- 1,4-гликозидную связь .Лактоза расщепляется лактазой у человека и β-галактозидазой у бактерий.
Полисахариды
Множественные моносахариды связываются с образованием крупных полимерных олигосахаридов, называемых полисахаридами , , которые также известны как гликаны , . Полисахариды универсальны по своим функциям. Они подразделяются на две группы: гомополисахаридов (которые содержат только один тип мономерных единиц) и гетерополисахариды (которые содержат более одного или различных типов мономерных единиц).
Гомополисахарид
Ветвь D-глюкозы единиц дает крахмал . Крахмал — это основная форма хранения глюкозы в растениях. Он содержит амилозу и амилопектин . Амилопектин представляет собой разветвленную структуру, состоящую из α-D-глюкозы с α1-4 гликозидными связями, связями и точками ветвления α1-6. Эти точки ветвления встречаются приблизительно с интервалами от 25 до 30 остатков α-D-глюкозы. Амилоза представляет собой неразветвленный линейный полимер из единиц α-D-глюкозы с повторяющейся последовательностью α1-4 гликозидных связей. Йодный тест широко используется для обнаружения крахмала . Темно-синий цвет, который образуется в присутствии йода, связан с присутствием амилозы в крахмале.
Основной формой хранения углеводов у животных является гликоген . Он находится в печени и мышцах. Этот большой разветвленный полимер глюкозы имеет остатка глюкозы, остатка, связанных α-1,4-гликозидными связями, . разветвлений представляют примерно один раз на 10 единиц образованы α-1,6-гликозидными связями .
Другой линейный неразветвленный гомополисахарид D-глюкозы — это целлюлоза . Отдельные остатки глюкозы в целлюлозе соединены β-1,4-гликозидными связями . Это важно для поддержания структурной целостности растительных клеток. Ферментные системы человека не способны гидролизовать целлюлозу. Целлюлоза известна как одно из самых распространенных органических соединений в биосфере.
Следует отметить, что прямые цепи более предпочтительны для β-1,4-связей. Они оптимальны для структурных целей, тогда как α-1,4-связи способствуют изогнутой структуре. Изогнутые конструкции очень удобны для хранения.
Хитин — еще один гомополисахарид, который состоит из остатков N-ацетил-D-глюкозамина, . Эти остатки соединены β-1,4-гликозидной связью . Это очень важно для сохранения структурной целостности экзоскелета насекомых и ракообразных.
Гетерополисахариды
Гилкозаминогликаны — это полисахариды, неразветвленные, а также отрицательно заряженные гетерополисахариды. Эти гетерополисахариды состоят из повторяющихся диссахаридных единиц, [Кислый сахар — Аминосахар] n . . Аминосахара в большинстве случаев либо N-ацетилглюкозамин, либо N-ацетилгалактозамин , а кислый сахар является производным уроновой кислоты , в основном глюкуроновой кислотой.
Одним из простейших гетерополисахаридов является гиалурон или гиалуроновая кислота . Он содержит чередующиеся остатки D-глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина . Другие основные гликозаминогликаны — это хондроитинсульфат, кератинсульфат, гепарин, гепарансульфат, дерматансульфат и гиалуронат. Эти полисахариды уникальны в том смысле, что их присутствие ограничено только бактериями и животными.
Гликозаминогликаны обычно связываются с белками с образованием протеогликанов, за исключением гиалуроновой кислоты.Сайт для сборки полисахаридов является коровым белком в телах Гольджи . Определенное звено тетрасахарида первоначально собирается на остатке серина. Только после сборки на остатке серина синтезируется цепь GAG с добавлением единственного остатка сахара за один раз. Образование O-гликозидной связи происходит между остатком Ser белка и остатком сахара ксилозы связующего тетрасахарида.
Пептидогликан или муреин широко присутствует в стенке бактериальной клетки.Это гетерополимер, состоящий из чередующихся звеньев (β1-4) , связанных N-ацетилглюкозамина (NAG) и N-ацетилмурамовой кислоты (NAM). Лизосим гидролизует эту связь и отныне разрушает клеточную стенку.
Восстанавливающие и невосстанавливающие сахара
Восстанавливающие сахара — это сахара, которые способны восстанавливать ионы трехвалентного или двухвалентного железа . Восстанавливающие сахара всегда имеют свободную альдегидную группу , что позволяет им действовать как восстановители.Интересно отметить, что все моносахариды (альдозы или кетозы) в их полукетальной или полуацетальной форме являются редуцирующими сахарами . Свободный аномерный углерод диссахаридной или полисахаридной цепи, который не участвует в гликозидной связи, обычно называют восстанавливающим концом цепи.
Кроме того, все диссахридов , за исключением сахарозы и трегалозы, являются восстанавливающими сахарами. Все сахара, которые действуют как восстановители, подвергаются мутаротации в водном растворе.Поскольку сахароза и трегалоза не способны восстанавливать ионы трехвалентного или двухвалентного железа, их обычно называют невосстанавливающими сахарами . Два невосстанавливающих сахара имеют аномерный углерод, связанный с гликозидной связью, и, следовательно, не имеют свободного восстанавливающего конца.
Формация осазона
Известный немецкий химик Эмиль Фишер в 1875 году получил фенилгидразин (PhNHNH 2 ) восстановлением соли фенилдиазония. Это соединение фенилгидразин было широко популярно для исследования стереохимии глюкозы .
Альдогексозы , а именно D-глюкоза 1 и D-манноза 3 , и D-кетогексоза , D-фруктоза 2 в присутствии гидроксида кальция взаимно превращаются друг в друга. Эта реакция, в которой участвует свободная карбонильная группа (восстанавливающий конец), протекает в присутствии избытка фенилгидразина при температуре кипения, не изменяет стереохимию при C 3 , C 4 и C 5 . Следовательно, можно легко сказать, что осазона представляют собой не что иное, как производных углеводов , которые образуются только тогда, когда сахаров реагируют с фенилгидразином (присутствующим в избытке).Осазоны образуются из всех редуцирующих сахаров. Сахароза не может образовывать кристаллы осазона, так как это невосстанавливающий сахар.
При окислении гидроксиметильной группы альфа-углерода (атом углерода рядом с хиральным углеродом) также образуется пара фенилгидразоновой группы. Происходит енолизация и приводит к образованию промежуточного продукта в этом процессе, ендиола 4. Этот процесс известен как перегруппировка Лобри де Брюн-Альберда ван Экштейна.
Образование осазона важно, потому что он помогает в идентификации моносахаридов .Этот процесс происходит в два этапа. Во-первых, фенилгидразин и глюкоза взаимодействуют друг с другом с образованием глюкозофенилгидразона , что сопровождается удалением молекулы воды из функциональной группы. На втором этапе один эквивалент глюкозефенилгидразона реагирует с двумя эквивалентами фенилгидразина (присутствующего в избытке). Первый фенилгидразин первоначально окисляет альфа углерод до карбонильной группы, а второй фенилгидразин удаляет одну молекулу воды с новообразованной карбонильной группой ранее окисленного углерода.Это дает связь углерод-азот . Альфа-углерод, участвующий в этой реакции, намного более активен, чем другие атомы углерода.
Осазоны легко обнаружить, поскольку они имеют яркий цвет и кристаллическую природу. Каждый сахар образует отличительную кристаллическую форму осазона.
- Мальтоза образует кристаллы в форме лепестков.
- Лактоза образует пуховидные кристаллы.
- Галактоза образует кристаллы в форме ромбических пластинок.
- Глюкоза, фруктоза и манноза образуют кристаллы метловидной или игольчатой формы.
Углеводный мир может быть очень запутанным. Иногда углеводы обвиняют в наборе веса, а иногда углеводы рассматриваются как идеальный источник энергии для тела. Давайте подробнее рассмотрим функции углеводов:
Как углеводы превращаются в жирПереваривание углеводов фактически начинается во рту, где фермент, называемый амилазой слюны, начинает расщепление.Остальной процесс пищеварения происходит в основном в тонком кишечнике, где ферменты расщепляют большие молекулы углеводов до более простой формы, называемой глюкозой. Глюкоза всасывается в кровоток и используется несколькими способами:
Клетчатка также является одним из видов углеводов, но имеет другой химический состав.У людей нет ферментов, необходимых для расщепления этого типа углеводов. Поэтому он не переваривается и не дает калорий или энергии. Клетчатка обеспечивает основной объем содержимого кишечника и способствует его нормальному выведению. | |
углеводородов | Определение, типы и факты
Алканы, углеводороды, в которых все связи одинарные, имеют молекулярные формулы, которые удовлетворяют общему выражению C n H 2 n + 2 (где n — целое число).Углерод s p 3 гибридизирован (три пары электронов участвуют в связывании, образуя тетраэдрический комплекс), и каждая связь C — C и C — H является сигма-связью ( см. химическая связь. ). В порядке возрастания количества атомов углерода метан (CH 4 ), этан (C 2 H 6 ) и пропан (C 3 H 8 ) являются первыми тремя членами ряда.
Метан, этан и пропан — единственные алканы, однозначно определяемые их молекулярной формулой.Для C 4 H 10 два разных алкана удовлетворяют правилам химической связи (а именно, что углерод имеет четыре связи, а водород — одну в нейтральных молекулах). Одно соединение, называемое n -бутан, где префикс n — обозначает нормальный, имеет четыре атома углерода, связанные в непрерывную цепь. Другой, называемый изобутаном, имеет разветвленную цепь.
Различные соединения, имеющие одинаковую молекулярную формулу, называются изомерами. Говорят, что изомеры, которые различаются по порядку соединения атомов, имеют различное строение и называются структурными изомерами.(Старое название — структурные изомеры.) Соединения n -бутан и изобутан являются конституциональными изомерами и единственно возможными для формулы C 4 H 10 . Поскольку изомеры представляют собой разные соединения, они могут иметь разные физические и химические свойства. Например, n -бутан имеет более высокую температуру кипения (-0,5 ° C [31,1 ° F]), чем изобутан (-11,7 ° C [10,9 ° F]).
Нет простой арифметической зависимости между числом атомов углерода в формуле и числом изомеров.Теория графов была использована для расчета количества структурно изомерных алканов, возможных для значений n в C n H 2 n + 2 от 1 до 400. Количество структурных изомеров резко возрастает с увеличением количество атомов углерода увеличивается. Вероятно, не существует верхнего предела возможного количества атомов углерода в углеводородах. Алкан CH 3 (CH 2 ) 388 CH 3 , в котором 390 атомов углерода связаны в непрерывную цепь, был синтезирован в качестве примера так называемого сверхдлинного алкана.Несколько тысяч атомов углерода объединены в молекулы углеводородных полимеров, таких как полиэтилен, полипропилен и полистирол.
молекулярная формула | число конституционных изомеров |
---|---|
C 3 H 8 | 1 |
C 4 H 10 | 2 |
C 5 H 12 | 3 |
C 6 H 14 | 5 |
C 7 H 16 | 9 |
C 8 H 18 | 18 |
C 9 H 20 | 35 |
C 10 H 22 | 75 |
C 15 H 32 | 4 347 |
C 20 H 42 | 366 319 |
C 30 H 62 | 4,111,846,763 |
Необходимость дать каждому соединению уникальное имя требует более широкого разнообразия терминов, чем доступно с описательными префиксами, такими как n — и iso-.Присвоение названий органическим соединениям упрощается за счет использования формальных систем номенклатуры. Номенклатура в органической химии бывает двух типов: общая и систематическая. Общие имена возникают по-разному, но имеют общую черту, заключающуюся в отсутствии необходимой связи между именем и структурой. Имя, которое соответствует определенной структуре, нужно просто запомнить, как и выучить имя человека. Систематические названия, с другой стороны, напрямую связаны с молекулярной структурой в соответствии с общепринятым набором правил.Наиболее широко используемые стандарты для номенклатуры органических веществ возникли на основе предложений, сделанных группой химиков, собравшихся для этой цели в Женеве в 1892 году, и регулярно пересматриваются Международным союзом чистой и прикладной химии (IUPAC). Правила IUPAC регулируют все классы органических соединений, но в конечном итоге основаны на названиях алканов. Соединения из других семейств рассматриваются как производные алканов путем присоединения функциональных групп к углеродному скелету или иным образом его модификации.
Правила ИЮПАК присваивают неразветвленным алканам названия в соответствии с числом их атомов углерода. Метан, этан и пропан сохраняются для CH 4 , CH 3 CH 3 и CH 3 CH 2 CH 3 соответственно. Префикс n — не используется для неразветвленных алканов в систематической номенклатуре ИЮПАК; следовательно, CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 определяется как бутан, а не n -бутан.Начиная с пятиуглеродных цепей, названия неразветвленных алканов состоят из латинского или греческого корня, соответствующего количеству атомов углерода в цепи, за которым следует суффикс -ан. Группа соединений, таких как неразветвленные алканы, которые отличаются друг от друга последовательным введением групп CH 2 , составляют гомологичный ряд.
алкановая формула | название | формула алкана | название |
---|---|---|---|
Канал 4 | метан | Канал 3 (Канал 2 ) 6 Канал 3 | октановое число |
Канал 3 Канал 3 | этан | Канал 3 (Канал 2 ) 7 Канал 3 | нонан |
Канал 3 Канал 2 Канал 3 | пропан | Канал 3 (Канал 2 ) 8 Канал 3 | декан |
Канал 3 Канал 2 Канал 2 Канал 3 | бутан | Канал 3 (Канал 2 ) 13 Канал 3 | пентадекан |
Канал 3 (Канал 2 ) 3 Канал 3 | пентан | Канал 3 (Канал 2 ) 18 Канал 3 | icosane |
Канал 3 (Канал 2 ) 4 Канал 3 | гексан | Канал 3 (Канал 2 ) 28 Канал 3 | триаконтан |
Канал 3 (Канал 2 ) 5 Канал 3 | гептан | Канал 3 (Канал 2 ) 98 Канал 3 | гектан |
Алканы с разветвленными цепями названы на основе названия самой длинной цепи атомов углерода в молекуле, называемой родительской.Показанный алкан имеет семь атомов углерода в самой длинной цепи и поэтому назван производным гептана, неразветвленного алкана, содержащего семь атомов углерода. Положение заместителя CH 3 (метил) в семиуглеродной цепи определяется числом (3-), называемым локантом, полученным путем последовательной нумерации атомов углерода в родительской цепи, начиная с конца, ближайшего к ответвлению. Поэтому соединение называется 3-метилгептаном.
Когда есть два или более одинаковых заместителя, реплицирующие префиксы (ди-, три-, тетра- и т. Д.) используются вместе с отдельным локантом для каждого заместителя. Различные заместители, такие как этильная (CH 2 CH 3 ) и метильная (―CH 3 ) группы, указаны в алфавитном порядке. При расположении по алфавиту повторяющиеся префиксы игнорируются. В алканах нумерация начинается с конца, ближайшего к заместителю, который появляется первым в цепи, так что углерод, к которому он присоединен, имеет как можно более низкий номер.
Метил и этил являются примерами алкильных групп.Алкильная группа образуется из алкана путем удаления одного из его атомов водорода, тем самым оставляя потенциальную точку присоединения. Метил — единственная алкильная группа, производная от метана, а этил — единственная группа из этана. Имеются две C 3 H 7 и четыре C 4 H 9 алкильные группы. Правила ИЮПАК для наименования алканов и алкильных групп охватывают даже очень сложные структуры и регулярно обновляются. Они недвусмысленны в том смысле, что, хотя одно соединение может иметь более одного правильного названия IUPAC, нет возможности, чтобы два разных соединения имели одно и то же имя.
Глава 5. Углеводы 1
Глава 5. Углеводы 11. ВВЕДЕНИЕ
2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХИМИЯ
3. УГЛЕВОДНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ В РЫБЕ
4. ССЫЛКИ
K. W. Chow
Продовольственная и сельскохозяйственная организация
Рим, ИталияJ. E. Halver
Вашингтонский университет
Сиэтл, Вашингтон
1/ Лекцию прочитал Дж.Э. Халвер
Углеводы представляют собой широкую группу веществ, в которую входят сахара, крахмалы, камеди и целлюлозы. Общие свойства углеводов заключаются в том, что они содержат только элементы углерод, водород и кислород, и что их сгорание дает углекислый газ плюс одну или несколько молекул воды.
Самыми простыми углеводами являются трехуглеродные сахара, которые играют важную роль в промежуточном метаболизме, а наиболее сложными являются природные полисахариды, в основном растительного происхождения.В рационе животных и рыбы значимы два класса полисахаридов:
(а) структурные полисахариды, которые усваиваются травоядными видами: целлюлоза, лигнин, декстраны, маннаны, инулин, пентозаны, пектиновые кислоты, альгиновые кислоты, агар и хитин; а также(б) универсально усваиваемые полисахариды — в основном крахмал.
Углеводы составляют три четверти биомассы растений, но присутствуют в организме животных лишь в небольших количествах в виде гликогена, сахаров и их производных.Гликоген часто называют животным крахмалом, поскольку он отсутствует в растениях. Производные моносахариды, такие как сахарные кислоты, аминосахары и дезоксисахары, являются составными частями всех живых организмов.
2.1 Пентозы
2.2 Гексозы
2.3 Дисахариды
2.4 Олигосахариды
2.5 Полисахариды
Углеводы обычно классифицируются по степени сложности. Следовательно, свободные сахара, такие как глюкоза и фруктоза, называются моносахаридами; сахароза и мальтоза, дисахариды; а также крахмалы и целлюлозы, полисахариды.Углеводы с короткими цепями, такие как рафиноза, стахиоза и вербаскоза, которые представляют собой три, четыре и пять полимеров сахаров соответственно, классифицируются как олигосахариды.
2.1 Пентозы
Пентозы — это пятиуглеродные сахара, редко встречающиеся в природе в свободном состоянии. У растений они встречаются в полимерных формах и все вместе известны как пентозаны. Таким образом, ксилоза и арабиноза входят в состав пентозанов, присутствующих в растительных волокнах и растительных камедях, соответственно. Поскольку сахарные фрагменты в нуклеиновых кислотах и рибофлавине, рибоза и дезоксирибоза являются незаменимыми составляющими жизненного процесса.D-рибоза имеет следующую химическую структуру:
D-рибоза |
2,2 Гексозы
Гексозы составляют большую группу сахаров. Основные из них: глюкоза, фруктоза, галактоза и манноза. В то время как глюкоза и фруктоза в природе свободны, галактоза и манноза встречаются только в комбинированной форме. Гексозы делятся на альдозы и кетозы в зависимости от того, имеют ли они альдегидные или кетоновые группы.Таким образом, глюкоза — это альдо-сахар, а фруктоза — кетосахар. Присутствие асимметричных центров во всех сахарах с тремя или более атомами углерода приводит к стереоизомерам. Галактоза и манноза представляют собой стереоизомеры глюкозы, которая теоретически является только одним из 16 стереоизомеров. Поскольку кетогексозы имеют только три асимметричных центра, фруктоза является одним из восьми стереоизомеров. Химические конфигурации четырех упомянутых гексоз следующие:
D-глюкоза | D-галактоза | D-манноза | D-фруктоза |
Общее явление, известное как мутаротация, наблюдается в различных пентозах и гексозах, а также в некоторых дисахаридах.Например, было установлено, что существуют два изомера D-глюкозы, следовательно, требуется дополнительный асимметричный центр в этом сахаре. Стало очевидно, что D-глюкоза и большинство других сахаров имеют циклическую структуру. Положение гидроксильной группы по отношению к кольцевому кислороду характеризует эту дополнительную конфигурацию модификации. По соглашению, расположение гидроксильной группы на атоме углерода 1 на той же стороне структуры, что и кислородное кольцо, описывает -модификацию; и расположение той же гидроксильной группы на противоположной стороне кольцевого кислорода описывает b-модификацию.
a -D-глюкоза | b -D-глюкоза |
Карбогидразы, которые катализируют гидролиз гликозидных связей простых гликозидов, олигосахаридов и полисахаридов, часто проявляют специфичность в отношении конфигурации субстрата. Как мы увидим позже, специфичность ферментативного гидролиза некоторых олигосахаридов помогает объяснить плохое использование этого класса углеводов в питании рыб.
Сахара, содержащие альдо- или кетогруппу, способны восстанавливать медь в щелочных растворах (раствор Фелинга), создавая кирпично-красный цвет ионов одновалентной меди. Эти сахара называются редуцирующими сахарами, и реакция, хотя и не специфична для редуцирующих сахаров, может использоваться как для качественного, так и для количественного определения.
Глюкоза широко распространена в небольших количествах во фруктах, растительных соках и меде. Он коммерчески производится путем кислотного или ферментативного гидролиза зерновых и корневых крахмалов.Глюкоза представляет особый интерес для питания, поскольку она является конечным продуктом переваривания углеводов у всех нежвачных животных, включая рыбу.
Фруктоза — единственная важная кетогексоза, которая в свободном состоянии находится вместе с глюкозой в созревающих фруктах и меде. В сочетании с глюкозой образует сахарозу. Фруктоза несколько слаще, чем сахароза, и ее в промышленных масштабах производят в возрастающих количествах в качестве подсластителя.
Галактоза содержится в молоке в сочетании с глюкозой.Он также присутствует в олигосахаридах растительного происхождения в сочетании с глюкозой и фруктозой.
Манноза присутствует в некоторых полисахаридах растений, которые собирательно называются маннанами.
2.3 Дисахариды
Дисахариды — это продукты конденсации двух молекул моносахаридов. Сахароза — преобладающий дисахарид, встречающийся в свободной форме, и основное вещество сахарного тростника и сахарной свеклы. Также он образуется при прорастании семян бобовых.Другие распространенные дисахариды — мальтоза и лактоза. Мальтоза представляет собой димер глюкозы, а лактоза — сополимер галактозы и глюкозы. Две молекулы глюкозы в мальтозе удерживаются вместе в гликозидной связи a -1,4, тогда как две гексозные составляющие галактозы связаны в положении b -1,4. В сахарозе глюкоза и фруктоза объединены в связь -1,2. Сокращенное название сахарозы — D-Glu- (a, 1® 2) -D-Fru.
a -Мальтоза
b -Лактоза
Сахароза
2.4 Олигосахариды
Олигосахариды рафиноза, стахиоза и вербаскоза присутствуют в значительных количествах в семенах бобовых. Рафиноза, которая является наиболее распространенной из трех, состоит из одной молекулы глюкозы, связанной с молекулой сахарозы в положении a -1,6. Его сокращенное химическое название — a -D-Gal (1® 6) -a — D -Glu — (1® 2) — b -D-Fru. Дальнейшее удлинение цепи на конце галактозы с другой молекулой галактозы приведет к образованию стахиозы. Все эти связи галактоза-галактоза находятся в положении a-l, 6, и переваривание этих олигосахаридов животными требует высокоспецифического фермента, вырабатываемого не самими животными, а некоторыми бактериями, присутствующими в кишечнике животных.Постепенное исчезновение олигосахаридов из котелидонов семян бобовых во время прорастания является частью сложного процесса, начинающегося с поглощения воды семенами. Это поглощение влаги высвобождает гибберелловую кислоту, которая, в свою очередь, активирует ДНК в семенах, тем самым запуская жизненный цикл растения. ДНК направляет производство -галактозидазы, которая необходима для гидролиза этих олигосахаридов. Любое вмешательство в процесс транскрипции ДНК блокирует производство ферментов и будет подтверждаться продолжающимся старением семян и сохранением олигосахаридов в котелидонах семян.
2,5 Полисахариды
Полисахариды представляют собой большую группу сложных углеводов, которые являются продуктами конденсации неопределенного числа молекул сахара. Различные подгруппы довольно плохо определены, и нет согласия по их классификации. Большинство полисахаридов нерастворимы в воде. При гидролизе кислотами или ферментами они в конечном итоге дают составляющие их моносахариды.
Крахмал представляет собой высокомолекулярный полимер D-глюкозы и является основным резервным углеводом в растениях.Большинство крахмалов состоят из смеси двух типов полимеров, а именно; амилоза и амилопектин. Пропорция амилозы и амилопектина обычно составляет одну часть амилозы и три части амилопектина. Ферменты, способные катализировать гидролиз крахмала , , присутствуют в пищеварительном секрете животных и рыб внутри их клеток. Α-амилазы, которые обнаруживаются практически во всех живых клетках, случайным образом расщепляют связи a -D- (1® 4) и в конечном итоге вызывают полное превращение молекулы крахмала в восстанавливающие сахара.Основные α-амилазы животного происхождения — это те, которые вырабатываются слюнной железой и поджелудочной железой. Крахмал нерастворим в воде и окрашивается йодом в синий цвет.
Гликоген — единственный сложный углевод животного происхождения. Он присутствует в ограниченных количествах в печени и мышцах и действует как легкодоступный источник энергии.
Декстрины представляют собой промежуточные соединения, образующиеся в результате неполного гидролиза или переваривания крахмала. Присутствие -D- (1® 6) связей в амилопектине и неспособность α-амилазы расщеплять эти связи приводят к образованию низкомолекулярных углеводных сегментов, называемых предельными декстринами.На эти остатки действуют в первую очередь ацидофильные бактерии пищеварительного тракта.
Целлюлоза состоит из длинных цепей глюкозных единиц, удерживаемых вместе связями b -D- (1® 4). Ферменты, которые расщепляют эти связи, обычно не присутствуют в пищеварительном секрете животных и рыб, хотя считается, что некоторые виды моллюсков вырабатывают целлюлазу, фермент, катализирующий гидролиз целлюлозы. Микроорганизмы, продуцирующие целлюлазу, присутствующие в кишечнике травоядных животных и рыб, придают своим животным-хозяевам способность использовать в качестве пищи трудноусвояемую целлюлозу.
Другими широко распространенными сложными полисахаридами являются гемицеллюлозы и пентозаны. Гемицеллюлоза представляет собой группу углеводов, включая арабан, ксилан, некоторые гексозаны и полиурониды. Эти вещества обычно менее устойчивы к химической обработке и подвергаются некоторой степени ферментативному гидролизу во время нормальных пищеварительных процессов. Пентозаны представляют собой полимеры ксилозы или арабинозы в качестве компонентов структурного материала растений и растительных камедей, соответственно.
3.1 Пищеварение, абсорбция и хранение
3.2 Прочие факторы Влияние на метаболизм
3.3 Преобразование энергии
Большая часть углеводов, которые входят в рацион животных, включая рыбу, имеют растительное происхождение. Следовательно, хищные рыбы, такие как атлантический лосось и желтохвост японская, имеют мало углеводов. Действительно, эксперименты показали, что эти виды плохо приспособлены для обработки значительных количеств сырых углеводов в своем рационе.С другой стороны, всеядные животные, такие как карп и канальный сом, способны переваривать изрядное количество углеводов в своем рационе. Белый амур, травоядное животное, питается в основном вегетарианской диетой.
3.1 Пищеварение, абсорбция и хранение
Способность животных усваивать крахмал зависит от их способности вырабатывать амилазу. Было показано, что все виды рыб секретируют -амилазу. Также было продемонстрировано, что активность этого фермента была наибольшей у травоядных животных.У плотоядных, таких как радужная форель и морской окунь, амилаза в основном имеет панкреатическое происхождение, тогда как у травоядных этот фермент широко распространен по всему пищеварительному тракту. В Tilapia mossambica было показано, что поджелудочная железа является местом наибольшей активности амилазы, за которым следует верхний отдел кишечника. Хотя было показано, что переваривание крахмала и декстрина плотоядной радужной форелью постепенно снижается по мере того, как уровни углеводов превышают 20-процентный уровень, рыба может эффективно использовать до 60 процентов глюкозы, сахарозы или лактозы в рационе.Это демонстрирует, что вопреки более раннему мнению, плотоядные рыбы способны эффективно использовать простые углеводы в качестве основного источника энергии.
Кристаллическая структура крахмала, по-видимому, также влияет на его атаку амилазой, о чем свидетельствует двукратное увеличение содержания метаболизируемой энергии полностью приготовленной (желатинизированной) кукурузы при испытаниях кормления канальным сомом. Также было показано, что радужная форель имеет более высокую толерантность к углеводам (присутствующим в виде пшеничного крахмала) в рационе при приготовлении.Процесс желатинизации включает в себя тепло и воду. Если водную суспензию крахмала нагреть, гранулы не изменят внешний вид, пока не будет достигнута определенная критическая температура. В этот момент некоторые гранулы крахмала набухают и одновременно теряют свою кристалличность. Критическая температура — это температура, при которой водородные связи молекулы крахмала ослабляются, чтобы обеспечить полную гидратацию, что приводит к явлению, известному как «набухание».
Альфа-амилаза способствует более или менее случайной фрагментации молекулы крахмала путем гидролиза по гликозидным связям a -D- (l® 4) во внутренней и внешней цепях соединения.Результатом полного гидролиза амилозного компонента являются мальтоза и D-глюкоза, в то время как амилопектиновый компонент восстанавливается до мальтозы, D-глюкозы и разветвленных предельных декстринов. Вследствие этих паттернов действия α-амилазы на крахмал необходимы другие ферменты для полного гидролиза крахмала до D-глюкозы у рыб. В связи с этим было продемонстрировано, что даже плотоядный морской лещ обладает способностью переваривать мальтозу. С другой стороны, не было показано, что целлюлаза и -галактозидаза секретируются рыбами, хотя целлюлаза бактериального происхождения присутствует в кишечнике большинства видов карпов.Недостаток α-галактозидазы может частично объяснить слабую реакцию рыбы на диетический соевый шрот, который содержит значительные уровни галактозидных олигосахаридов рафинозы и стахиозы. Как указывалось ранее, эти олигосахариды действительно подвергаются ферментативному гидролизу в процессе прорастания с образованием галактозы и сахарозы. Следовательно, может показаться, что пищевая ценность соевого шрота будет увеличена, если сначала преобразовать основную массу этого неперевариваемого крахмала. Этого можно достичь, замачивая бобы на 48 часов перед переработкой для производства муки.Следует также отметить, что питательная ценность зернобобовых и других семян бобовых также может быть улучшена для рыбы, поскольку олигосахариды составляют большую часть углеводов в семенах бобовых.
Данных о всасывании глюкозы рыбами немного. Работа с золотой рыбкой показала, что активный транспорт глюкозы связан с транспортом Na + , как у большинства млекопитающих. Обычно считается, что абсорбция происходит на поверхности слизистой оболочки кишечных клеток. Моносахариды, образующиеся в результате переваривания углеводов, состоят в основном из глюкозы, фруктозы, галактозы, маннозы, ксилозы и арабинозы.Хотя скорость поглощения этих сахаров была определена для многих наземных млекопитающих, аналогичная информация для рыб отсутствует.
Глюкоза, по-видимому, не является лучшим источником энергии для рыбы по сравнению с белком или жиром, хотя легкоусвояемые углеводы экономят белок для построения тканей. Кроме того, в отличие от млекопитающих, гликоген не является значительным хранилищем энергии, несмотря на свидетельства активного и обратимого пути Эмдена-Мейерхоффа у рыб. Более эффективный метаболизм аминокислот по сравнению с глюкозой для получения энергии может быть связан со способностью рыб выводить азотистые отходы в виде аммиака из жабр без высоких затрат энергии на преобразование отходов в мочевину.
3.2 Прочие факторы, влияющие на метаболизм
Помимо генетической адаптации, климатические факторы также играют важную роль в углеводном обмене у рыб. Акклимация рыб, по сути, отражает акклиматизацию ферментов, поскольку способность животного выживать во многом зависит от его способности выполнять нормальные метаболические функции. Некоторые ферменты метаболической акклиматизации хорошо компенсируются, а другие нет. Ферменты, связанные с высвобождением энергии (ферменты гликолиза, пентозного шунта, цикла трикарбоновых кислот, транспорта электронов и окисления жирных кислот), демонстрируют температурную компенсацию, тогда как те ферменты, которые имеют дело в основном с деградацией продуктов метаболизма, показывают плохую или обратную компенсацию (см. Таблицу 1) .
Таблица 1 Ферменты, подлежащие метаболической акклимации 1/
Ферменты с компенсацией | Ферменты с обратной компенсацией или без нее |
фосфофруктокиназа | каталаза |
альдолаза | пероксидаза |
молочная дегидрогеназа | кислая фосфатаза |
6-фосфоглюконатдегидрогеназа | оксидаза D-аминокислот |
янтарная дегидрогеназа | Mg-ATP азе |
яблочная дегидрогеназа | холинацетилтрансфераза |
цитохромоксидаза | ацетилхолинэстераза |
сукцинат-цитохром С редуктаза | щелочная фосфатаза |
НАД-цитохром С редуктаза | аллантоиназа |
аминоацилтрансфераза | уриказа |
Na-K-АТФаза | амилаза |
протеаза | липаза |
яблочный фермент | |
глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа |
1/ Адаптировано из: Сравнительная физиология животных, под редакцией К.Л. Проссер, 1973
Интересно отметить, что два ключевых фермента, участвующих в метаболизме углеводов, амилаза и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, вместе с ферментом, участвующим в переваривании жиров, липазой, не имеют температурной компенсации. Неизвестно, связано ли это каким-либо образом с прекращением кормления рыб при низких температурах. Молекулярный механизм термической акклиматизации не совсем понятен и может состоять из изменений в синтезе или количествах данного фермента.Различия в кинетике, изменения в пропорции изоферментов, подходящих для определенных температур, и изменения кофакторов, таких как липиды, коферменты, или других факторов, таких как pH и ионы, могут иметь важное значение для адаптации животного к изменениям температуры.
3.3 Преобразование энергии
Несмотря на межвидовые различия в переносимости пищевых углеводов, обычно считается, что основной конечный продукт переваривания углеводов, глюкоза, метаболизируется способом, преобладающим во всех клетках, т.е.е., через обратимый путь Эмдена-Мейерхоффа. На этом пути глюкоза имеет только одну главную судьбу: фосфорилирование до глюкозо-6-фосфата. Основные метаболические превращения изображены следующим образом:
Обратимые стрелки показывают стадию или стадии реакции, катализируемые теми же ферментами в в обоих направлениях.
Пунктирные стрелки показывают реакции на многих промежуточных этапах.
Парные сплошные стрелки показывают разные ферменты, участвующие в двух направлениях. реакции.
(адаптировано из: Principles of Biochemistry, A. White, et al ., 1978)
Все превращения происходят с потерей свободной энергии. Таким образом, образование двух молей лактата из глюкозо-6-фосфата происходит при изменении свободной энергии D G o = -22000 кал / моль. Конечный результат — образование четырех молекул АТФ. Функциональное обращение этой трансформации может происходить только через другой последовательности, требующей ввода шести молекул АТФ на моль выделенного глюкозо-6-фосфата.
Клетки не хранят глюкозу или глюкозо-6-фосфат. Легко доступная форма хранения — это гликоген, который производится из глюкозо-1-фосфата одним путем и возвращается другим. Хотя в клетках млекопитающих глюкозо-6-фосфат трансформируется в жирные кислоты, такое превращение, по-видимому, не происходит у рыб. Исследования с карпом показывают, что предшественником липогенеза является цитрат, образующийся, когда аминокислоты активно метаболизируются в цикле трикарбоновых кислот.
Основной формой полезной энергии во всех клетках является АТФ. В большинстве клеток эта валюта энергии генерируется окислением НАДН митохондриальными системами транспорта электронов. Восстановители NAD + для этого процесса представляют собой промежуточные продукты, полученные из цикла TCA и жирных кислот. Энергетический выход глюкозы в дыхательной системе можно суммировать в следующей последовательности реакций:
Реакция | Выход ATP | |
1.глюкоза® фруктозо-1,6-дифосфат | -2 | |
2. 2-триозофосфат® 2,3-фосфоглицериновый кислота | +2 | |
3. 2 NAD + ® 2 NADH® 2 NAD + | +6 | |
4.2 фосфоенолпируват® 2 пировиноградная кислота | +2 | |
5. 2 пировиноградная кислота® 2 ацетил-КоА + 2 CO 2 | ||
2 NAD + ® 2 NADH® 2 NAD 2 | +6 | |
6.2 Ацетил CoA® 4 CO 2 | +24 | |
Всего: | ||
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 ® 6 CO 2 + 6 H 2 O | +38 |
Проссер, К.Л. (ред.), 1973 г. Сравнительная физиология животных. Филадельфия, W.B. Компания Saunders, 1011 стр. 3-е изд.
White, A., et al., , , al. , 1978, Основы биохимии. Нью-Йорк, McGraw-Hill Book Company, 1492 стр. 6-е изд.
.