Вуглеводи�

Історичні відомості

Вперше термін "вуглеводи" запропонував професор Дерптського (нині Тартуського- (Естонія) університету К.Г. Шмідт в 1844 р. У 1927 р. Міжнародна комісія по реформі хімічної номенклатури запропо -нувала термін "вуглеводи" замінити терміном "гліціди", однак стара назва "вуглеводи" вкоренилася і є загальноприйнятою.

Загальна характеристика

Вуглеводи — органічні сполуки із загальною формулою C_n(H₂O)_n, де n – число не менше 3. До їхнього складу входять Вуглець, Кисень та Водень. Співвідношення кисню і водню аналогічно співвідношенню їх у молекулі води.

Надалі виявилося, що ряд сполук, які за своїми властивостями відносяться до класу вуглеводів, містять водень і кисень у дещо іншій пропорції, ніж зазначено в загальній формулі.

Загальна характеристика

Вуглеводи є найпоширенішими органічними сполуками, що підтверджується тим фактом, що більше половини органічного вуглецю на Землі існує у формі вуглеводів. Вони є складовою частиною клітин усіх живих організмів.

Здебільшого вуглеводи є сполуками рослинного походження - це продукти фотосинтезу і, таким чином, є базовою ланкою у трансформації сонячної енергії у хімічну для забезпечення життя на Землі.

У тваринних клітинах їхня кількість становить 2-5%, а в рослинних – 90%.

​

Залежно від кількості мономерів, що входять до складу молекул, вуглеводи поділяють на:

- Моносахариди - прості вуглеводи, які не піддаються гідролізу - не розщеплюються водою на простіші вуглеводи.

- Дисахариди - вуглеводи, які при нагріванні з водою в присутності мінеральних кислот чи під дією ферментів піддаються гідролізу, розкладаючись на дві молекули моносахаридів.

- Полісахариди - вуглеводи, які не мають солодкого смаку, і майже не розчинні у воді. Вони є складними високомоле-кулярними сполуками, які під каталітичним впливом кислот чи ферментів піддаються гідролізу з утворенням дисахаридів та сотень і тисяч молекул моносахаридів.

​

Класифікація вуглеводів

Класифікація вуглеводів

Моносахариди - тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді у залежності від кількості вуглецевих атомів, які входять у молекулу вуглеводу. Розрізняють:

• тріози - моносахариди, що містять 3 атоми вуглецю – це гліцерин та його похідні: молочна та піровиноградна кислоти;
• тетрози – містять 4 атоми вуглецю – еритроза – проміжний продукт фотосинтезу;
• пентози – містять 5 атомів вуглецю – це рибоза і дезоксирибоза;
• гексози – містять 6 атомів вуглецю – це глюкоза, фруктоза та галактоза.

Моносахариди

Дисахариди, олігосахариди - вуглеводи, які розкладаються на дві молекули моносахаридів. Легко розчиняються у воді, добре кристалізуються, солодкі на смак.

• Сахароза - буряковий чи тростинний цукор, що складається із залишків глюкози та фруктози. Широко поширена у насінні, ягодах, бульбах та знаходиться в соку берези і клена.
• Лактоза – молочний цукор, який у складі має глюкозу і галактозу. Є джерелом енергії для малюків ссавців.
• Мальтоза складається із двох молекул глюкози. Основний структурний елемент полісахаридів крохмалю та глікогену.

​

Дисахариди

Полісахариди – високомолекулярні вуглеводи, що складаються з великої кількості моносаха- ридів. У функціональному відношенні їхнє призначення є резервним та структурним.

Резервними полісахаридами є крохмаль та глікоген, а структурним – целюлоза та хітин.

Полісахариди

За харчовою цінністю вуглеводи їжі поділяють на засвоювані та незасвоювані. Засвоювані вуглеводи перетравлюються і метаболізуються в організмі людини. Незасвоювані не розщеплюються ферментами, що секретуються в шлунково-кишковому тракті людини.

Засвоювані вуглеводи:

♦ моносахариди (глюкоза, фруктоза, галактоза);

♦ дисахариди (сахароза, лактоза, мальтоза);

♦ полісахариди (крохмаль, глікоген, інулін).

Незасвоювані вуглеводи:

♦ целюлозні полісахариди (целюлоза, геміцелюлоза, пектинові речовини, лігнін);

♦ нецелюлозні полісахариди (камеді, слизи, полісахариди водоростей, ксантан);

♦ олігосахариди (трисахариди - рафіноза, рамноза, чотирисахариди - стахіоза.

Харчова цінність вуглеводів

Енергетична. При окисненні у процесі клітинного дихання вуглеводи вивільняють енергію, яка в них міститься, забезпечуючи значну частину енергетичних потреб організму. За рахунок них забезпечується 60 % добової енергоцінності раціону. При окисленні 1 г вуглеводів виділяються 4,1 ккал енергії і 0,4 г води.

Енергетичні потреби головного мозку задовольняються майже винятково за рахунок глюкози. Скелетні м'язи, навпаки, при недостатньому надходженні глюкози можуть розщеплювати жирні кислоти. Полісахариди є запасними речовинами, які легко мобілізуються як джерело енергії.

Функції вуглеводів

Захисна. Секрети, що виділяються різноманітними залозами багаті на вуглеводи та їхні похідні, в основному глікопротеїни. Вони оберігають стінки порожнистих органів: шлунок, кишечник, бронхи від механічних, хімічних впливів та проникнення інфекції.

Рецепторна. Зв’язуючись з інтегральними мембран- ними білками, вуглеводи у складі рецепторів беруть участь у розпізнаванні сигнальних молекул: гормонів, нейромедіаторів.

Функції вуглеводів

Пластична або структурна. В усіх без винятку тканинах і органах наявні вуглеводи або їх похідні. Вони є основними структурними компонентами клітин, які утворюють опорні тканини (целюлоза, хітин).

Вуглеводи беруть участь у побудові кісток, клітин, ферментів. Використовуються для синтезу глікогену, амінокислот, жирів, АТФ…

Рибоза і дезоксирибоза беруть участь у побудові АТФ. Отже, вуглеводи є складовими синтезу багатьох важливих речовин організму.

Функції вуглеводів

Запасна. У клітинах організмів вуглеводи мають здатність накопичуватися у вигляді крохмалю (у рослин) і глікогену (у тварин). Відкладаючись у тканинах, вуглеводи можуть забезпечити організм енергією під час голодування, тобто використовуються у міру потреби в енергії.

У крові міститься 100-110 мг глюкози. Від концентрації глюкози залежить осмотичний тиск крові. У печінці може зберігатися до 10% глікогену.

Функції вуглеводів

Вуглеводи - важлива складова частина харчування людини і тварин. Багато з них використовується у харчовій промисловості, текстильній, при виготовленні клеїв та лікарських препаратів.

Використання вуглеводів