1 of 37

Вуглеводи: огляд будови й біологічної ролі.

2 of 37

Історичні відомості

Вперше термін "вуглеводи" запропонував професор Дерптського університету К.Г. Шмідт в 1844 р.

У 1927 р. Міжнародна комісія по реформі хімічної номенклатури запропонувала термін "вуглеводи" замінити терміном "гліціди", однак стара назва "вуглеводи" вкоренилася і є загальноприйнятою.

3 of 37

Загальна характеристика

Вуглеводи — органічні сполуки із загальною формулою Cn(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. 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.

4 of 37

КЛАСИФІКАЦІЯ ВУГЛЕВОДІВ

ВУГЛЕВОДИ

МОНОСАХАРИДИ

​

ДИСАХАРИДИ

​

ПОЛІСАХАРИДИ

5 of 37

6 of 37

7 of 37

Моносахариди

Моносахариди

Функції

Тріози (C3H6O3)

Відіграють важливу роль проміжних продуктів у процесах дихання і фотосинтезу

Тетрози(C4H8O4)

У живих організмах трапляються рідко, переважно в деяких прокаріотів

Моносахариди, або прості цукри, є органічними сполуками із загальною формулою (CH2O)n. У моносахаридів n може приймати значення 3-7. Усі вони мають у своєму складі гідроксильні групи, тому добре розчиняються у воді.

8 of 37

Моносахариди

Моносахариди

Функції

Пентози (C5H10O5)

Входять до складу нуклеїнових кислот(рибоза і дезоксирибоза), беруть участь у синтезі деяких коферментів, полісахаридів та макроергічних сполук (АМФ,АДФ,АТФ), у процесі фотосинтезу

Гексози (C6H12O6)

Є джерелами енергії, яка вивільняється під час реакцій окиснення в процесі дихання, входять до складу оліго- та полісахаридів

Гептози (C7H14O7)

У рослин з родини Товстянкові відіграють важливу роль як один із проміжних продуктів фотосинтезу

9 of 37

Моносахариди

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

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

Моносахариди – солодкі на смак, містяться у плодах рослин.

ШКАЛА СОЛОДОСТІ

Фруктоза

173

Сахароза

100

Глюкоза

74

Гліцерин

48

Мальтоза

32

Лактоза

16

10 of 37

11 of 37

ГЛЮКОЗА �С6Н12О6

12 of 37

13 of 37

Дисахариди

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.

14 of 37

15 of 37

САХАРОЗА� С12Н22О11

16 of 37

17 of 37

Полісахариди

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.

18 of 37

Один з основних запасаючих вуглеводів рослин. У великій кількості цю речовину містять цукровий буряк і цукрова тростина

​

Рафіноза

19 of 37

Інулін �

Запасаючий полісахарид

рослин, який відкладається

у підземних органах представників родини Айстрові та

деяких інших родин

​

20 of 37

КРОХМАЛЬ�(С6Н10О5)n

21 of 37

�ГЛІКОГЕН�(ТВАРИННИЙ крахмал)� (С6Н10О5)n �

22 of 37

Глікоген

Основний резервний вуглевод більшості тварин і грибів

​

23 of 37

ЦЕЛЮЛОЗА �(С6Н10О5)n �

Основний структурний полісахарид клітинних стінок рослин та покривних структур деяких тварин (наприклад, асцидій)

24 of 37

ХІТИН

Основний структурний полісахарид клітинних стінок більшості грибів; основа зовнішнього скелета членистоногих

25 of 37

Фізіолого-гігієнічне значення вуглеводів

Вуглеводи є невід'ємною складовою всіх клітин і тканин організму. Вони виконують в організмі різноманітні функції, але основна роль вуглеводів - енергетична. За рахунок них забезпечується 60 % добової енергоцінності раціону. Для промислово розвинених країн рівень споживання вуглеводів становить близько 50 %, для слаборозвинених країн - 75 %, при цьому в слаборозвинених країнах половину всіх вуглеводів становлять крохмалемісткі продукти (борошно, крупи, картопля).

26 of 37

Функції вуглеводів

1. 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

41 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. Вуглеводи необхідне джерело

енергії для життєдіяльності кишкової мікрофлори.

27 of 37

Функції вуглеводів:�1. Енергетична �

1 грам – 17,6 кДж

28 of 37

Функції вуглеводів

2. 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.

29 of 37

Функції вуглеводів:� 3. Будівельна

30 of 37

Функції вуглеводів

4. 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.

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

31 of 37

Функції вуглеводів �6. 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.

Забезпечують детоксикаційну функцію печінки: глю-куронова кислота утворює з токсичними речовинами нетоксичні ефіри, які видаляються з організму

32 of 37

Функції вуглеводів �7. Специфічна

Гетерополісахариди виконують

специфічні функції в організмі:

зсідання білків крові - фібріноген,

протромбін, гепарин;

групова приналежність крові –

аглютиногени

33 of 37

Функції вуглеводів �8. Регуляційна

  • Вуглеводи сприяють повному окисленню жирів, забезпечують метаболізм жирів, зменшують ацидоз внаслідок окислення до кінцевих продуктів С02, Н20

34 of 37

Функції вуглеводів �9. Білковозберігаюча

Вуглеводи використовуються для синтезу в організмі біополімерів - замінних амінокислот, коферментів, глікопротеїдів, нуклеїнових кислот, АТФ, жирів, впливають на білковий обмін.

35 of 37

Функції вуглеводів � 10. Харчова

Солодкі вуглеводи - єдиний засіб подовження задоволення після насичення їжею

36 of 37

Харчова цінність вуглеводів

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.

37 of 37

Вміст вуглеводів на 100 г. продуктів

​

Капуста білокачана

​

Картопля

​

Буряк

​

Яблука

​

Виноград

Глюкоза

2.6

0.6

0.3

2.0

7.8

Фруктоза

1.6

0.1

0.1

5.5

7.7

Сахароза

0.4

0.6

8.6

1.5

0.5

Геміцелю-лоза

0.1

0.3

0.7

0.4

0.6

Клітковина

1.0

1.0

0.9

0.6

-

Крохмал

0.1

16.0

0.1

0.8

0.6

Пектин

0.6

0.4

1.1

1.0

0.6