Лекция 6. Углеводы

Вопросы:

1. Общая характеристика и классификация

углеводов 1

2. Содержание углеводов в пищевых продуктах 3

3. Моносахариды и их свойства 4

4. Олигосахариды и их свойства 8

5. Высшие полисахариды и их свойства 11

6. Изменения углеводов при хранении 21

7. Изменения углеводов при технологической

обработке

8. Методы определения углеводов в пищевых

продуктах.

1. Общая характеристика и классификация углеводов

Под общим названием углеводы объединяют широко распространенные в природе соединения, к которым относятся и сладкие на вкус вещества, называемые сахарами, и родственные им по химической природе, но гораздо более сложные по составу, нерастворимые и не имеющие сладкого вкуса соединения, например, крахмал и целлюлоза (клетчатка).

Углеводы являются составной частью многих пищевых продуктов, так как составляют до 80-90% сухого вещества растений. В животных организмах углеводов содержится около 2 % массы тела, но значение их велико для всех живых организмов, т.к. входят в состав нуклеотидов, из которых построены нуклеиновые кислоты, осуществляющие биосинтез белка и передачу наследственной информации. Многие углеводы играют важную роль в процессах, препятствующих свертывание крови и проникновение болезнетворных микроорганизмов в макроорганизмы, в явлениях иммунитета.

Образование органических веществ в природе начинается с фотосинтеза углеводов зелеными частями растений их СО₂ и Н₂О. В листьях и других зеленых частях растений в присутствии хлорофилла из углекислого газа, поступающего из воздуха, и воды, получаемой из почвы, под действием солнечного света образуются углеводы. Синтез углеводов сопровождается поглощением большого количества солнечной энергии и выделением в окружающую среду кислорода.

_свет

12 Н₂О + 6 СО₂ ----------- С₆ Н₁₂ О₆ + 6О₂ + 6 Н₂О

_{хлорофилл}

Сахара в процессе дальнейших изменений в живых организмах дают начало другим органическим соединениям - полисахаридам, жирам, органическим кислотам, а в связи с усвоением азотистых веществ из почвы - белкам и многим другим.

Многие сложные по составу углеводы в определенных условиях подвергаются гидролизу и распадаются на менее сложны; некоторые же из углеводов не разлагаются под действием воды. На этом основана классификация углеводов, которые делят на два основных класса:

1. простые углеводы, или простые сахара, или моносахариды;

2. сложные углеводы, или сложные сахара, или полисахариды.

К моносахаридам относят соединения, имеющие в молекуле не менее 3 атомов углерода. В зависимости от количества атомов углерода в молекуле их называют триозами, тетрозами, пентозами, гексозами и гептозами.

В состав пищевых продуктов чаще всего входят следующие углеводы: из моносахаридов - пентозы (арабиноза, ксилоза, рибоза), и гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза).

Полисахариды в свою очерень можно разделить на следующие две основные группы: сахароподобные и несахароподобные сложные углеводы. Сахароподобные сложные углеводы иначе называют олигосахаридами; они имеют сладкий вкус растворяются в воде, образуя истинные растворы, при гидролизе распадаются на небольшое число молекул моносахаридов. Из них наиболее важны дисахариды, образованные двумя молекулами моносахаридов (сахароза, мальтоза, лактоза, трегалоза), и трисахариды (рафиноза). Существуют также тетрасахариды и т.д.

Несахароподобные сложные углеводы не обладают сладким вкусом и либо совсем нерастворимы в воде, либо набухают в ней, образуя коллоидные растворы. Они являются высокомолекулярными веществами и называются высшими полисахаридами. При частичном гидролизе они распадаются на более простые полисахариды, или дисахариды, а при полном гидролизе – на сотни и тысячи молекул моносахаридов. Из высших полисахаридов наиболее важны - пентозаны (арабан, ксилан), гексозаны (крахмал, инулин, гликоген, клетчатка или целлюлоза) и пектиновые вещества.

Моносахариды и олигосахариды имеют сладкий вкус, поэтому их называют сахарами.

2.Содержание углеводов в пищевых продуктах

В питании человека и животных углеводы составляют основную массу пищи. За счет углеводов обеспечивается 1/2 суточной энергетической потребности пищевого рациона человека. Углеводы способствуют предохранению белка от трат на энергетические цели.

В сутки взрослому человеку необходимо 400-500 г углеводов (в том числе крахмала – 350-400г, сахаров – 50-100 г, других углеводов – 25 г),которые должны поступать с пищевыми продуктами. При тяжелой физической нагрузке потребность в углеводах возрастает. При избыточном введении в организм человека углеводы могут превращаться в жиры или откладываться в небольших количествах в печени и мышцах в виде животного крахмала - гликогена.

С точки зрения пищевой ценности углеводы подразделяются на усваиваемые и неусваиваемые. Усваиваемые углеводы – моно и дисахариды, крахмал, гликоген. Неусваиваемые – целлюлоза, гемицеллюлозы, инулин, пектин, гумми, слизи. В пищеварительном тракте человека усваиваемые углеводы (за исключением моносахаридов) расщепляются под действием ферментов до моносахаридов, которые через стенки кишечника всасываются в кровь и разносятся по всему телу.При избытке простых углеводов и отсутствии расхода энергии часть углеводов превращается в жир или откладывается в печени как запасной источник энергии на временное хранение в виде гликогена.

Неусваиваемые углеводы организмом человека не утилизируются, но они чрезвычайно важны для пищеварения и составляют так называемые «пищевые волокна». Пищевые волокна стимулируют моторную функцию кишечника, препятствуют всасыванию холестерина, играют положительную роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в ингибировании гнилостных процессов, способствуют выведению из организма токсичных элементов. Суточная норма пищевых волокон составляет 20-25 г.

Животные продукты содержат мало углеводов, поэтому основным источником углеводов для человека служит растительная пища. Углеводы составляют три четверти сухой массы растений и водорослей, они содержатся в зерновых, фруктах, овощах (таблица 1). В растениях углеводы накапливаются как запасные вещества (например, крахмал) или они грают роль опорного материала (клетчатка).

Таблица 1

Название продукта	Содержание углеводов, г на 100 г продукта
крахмал	сахара	неусвояемые углеводы	всего
Мука пшеничная	67-68	1,7-1,8	0,1-0,2	73-74
Макароны	62-69	1,7-4,6	0,1-0,2	72-75
Рис			4-10	63-64
Гречка	63-64		1-2	67-68
Кукуруза		2,5-3,0	6-10	67-70
Яблоки	0,2	14,90	1,7	11-17
Персики	-	15,8	1,6	17-18
Виноград	-	15,6-24,0	1,2	17-25
Лимоны	-	2,1	1,6	3-4
Земляника	-	6,5	3,0	9-10
Картофель				14-25

Главными усваиваемыми углеводами в питании человека являются крахмал и сахароза. На долю крахмала приходится примерно 80 % всех потребляемых человеком углеводов. Крахмал является главным энергетические ресурсом человека. Источники крахмала – зерновые, бобовые, картофель. Моносахариды и олигосахариды присутствуют в зерновых в относительно малых количествах. Сахароза обычно поступает в организм человека с продуктами, в которые она добавляется (кондитерские изделия, напитки, мороженое). Продукты с высоким содержанием сахара являются наименее ценными из всех углеводных продуктов.

Известно, что необходимо увеличивать содержание в рационе пищевых волокон. Источником пищевых волокон являются ржаные и пшеничные отруби, овощи, фрукты. Хлеб из цельного зерна с точки зрения содержания пищевых волокон гораздо более ценен, чем хлеб из муки высших сортов.

Углеводы плодов представлены в основном сахарозой, глюкозой, фруктозой, а также клетчаткой и пектиновыми веществами. Имеются продукты, состоящие почти из одних углеводов: крахмал, сахар, мед, карамель.

Животные продукты содержат значительно меньше углеводов, чем растительные. Одним из главнейших представителей животных крахмалов является гликоген. Мясной и печеночный гликоген своим строением похожи на крахмал. А молоке содержится лактоза: 4,7 % - в коровьем, 6,7 % - в человеческом.

Свойства углеводов и их превращения имеют большое значение при хранении и производстве пищевых продуктов. Так, во время хранения плодов и овощей происходит потеря массы в результате расхода углеводов на процессы дыхания. Превращения пектиновых веществ обуславливают изменение консистенции плодов.

3. Моносахариды и их свойства

Моносахаридами называются простые углеводы, не подвергающиеся гидролизу. К группе моносахаридов относятся соединения, у которых все атомы углерода, кроме одного, содержат группу ОН. Один из углеводов несет карбонильную функцию С=О, образуя альдегидную С = О или кетонную С = О группировки.

Дата добавления: 2015-07-13