Глюкоза и фруктоза это: Свойства глюкозы и фруктозы — урок. Химия, 10 класс.

Фруктоза против глюкозы | Почему фруктоза вредна для вас?

Фруктоза классифицируется как простой сахар и естественным образом содержится в рационе в виде фруктов или меда. Фруктоза — это тип сахара, который составляет около 50% столового сахара и кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. Его потребление резко увеличилось с увеличением потребления подсластителей, кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (HFCS) и сахарозы. Эти подсластители присутствуют во многих сладких безалкогольных напитках.

Подслащивающий эффект фруктозы выше, чем у глюкозы. Это может вызвать у людей тягу к большему количеству продуктов или безалкогольных напитков, содержащих фруктозу. Потребление большого количества фруктозы может вызвать ожирение и ряд других хронических заболеваний.

Влияние фруктозы на печень

Существует огромная разница между тем, как метаболизируется фруктоза и как метаболизируется глюкоза. Глюкоза может метаболизироваться каждой клеткой. Но фруктоза метаболизируется только в печени. Потребление большого количества фруктозы в день может вызвать большую нагрузку на печень.

Когда большое количество фруктозы достигает печени, печень использует избыток фруктозы для создания жира, этот процесс называется липогенезом. Чрезмерное потребление фруктозы может привести к развитию неалкогольной жировой болезни печени, состояния, при котором в клетках печени накапливается слишком много жира.

Считается, что избыточное потребление фруктозы может быть ключевым фактором многих наиболее серьезных заболеваний современности. К ним относятся ожирение, диабет 2 типа, болезни сердца и даже рак.

Вредные последствия избытка фруктозы

• Фруктоза может повышать уровень холестерина ЛПОНП, что приводит к накоплению жира вокруг органов и, возможно, к сердечным заболеваниям.
• Повышает уровень мочевой кислоты в крови, что приводит к подагре и высокому кровяному давлению.
• Вызывает отложение жира в печени, что может привести к жировой болезни печени.
• Вызывает резистентность к инсулину, что может привести к ожирению и диабету 2 типа.
• Фруктоза не подавляет аппетит так сильно, как глюкоза. В результате это может способствовать перееданию.
• Избыточное потребление фруктозы может вызывать резистентность к лептину, нарушая регуляцию жировых отложений и способствуя ожирению.

Как фруктоза может привести к метаболическому синдрому или резистентности к инсулину?

Метаболический синдром — это совокупность факторов риска, повышающих вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта и диабета. Состояние также известно под другими названиями, включая синдром резистентности к инсулину, синдром X и дисметаболический синдром.

Гликемический индекс фруктозы очень низкий по сравнению с глюкозой.

Фруктоза может быть преобразована в жир. Это может привести к опасному состоянию, называемому метаболическим синдромом. Когда вы потребляете фруктозу, вы также производите глюкозу из фруктозы. Потребление фруктозы может вызвать резистентность к инсулину.

Сукроза против глюкозы против фруктозы: В чем разница?

Если ты пытаешься сократить потребление сахара, тебе может быть интересно, имеет ли значение тип сахара.

Сукроза, глюкоза и фруктоза — это три вида сахара, которые содержат одинаковое количество калорий грамм за граммом.

Все они содержатся в естественном виде во фруктах, овощах, молочных продуктах и зерновых, но также добавляются во многие обработанные продукты питания.

Однако они отличаются по своей химической структуре, по тому, как твой организм переваривает и метаболизирует их, и как они влияют на твоё здоровье.

В этой статье рассматриваются основные различия между сахарозой, глюкозой и фруктозой и почему они имеют значение.

• Что они собой представляют?
• Поглощение и использование
• Что хуже всего?
• Ограничь свое потребление

Сукроза состоит из глюкозы и фруктозы

Сукроза — это научное название столового сахара.

Сахара классифицируются как моносахариды или дисахариды.

Дисахариды состоят из двух, связанных между собой моносахаридов и распадаются обратно на последние в процессе пищеварения.

Сукроза — это дисахарид, состоящий из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы, или 50% глюкозы и 50% фруктозы.

Это углевод естественного происхождения, который содержится во многих фруктах, овощах и зерновых, но его также добавляют во многие обработанные продукты, такие как конфеты, мороженое, хлопья для завтрака, консервы, газировка и другие подслащенные напитки.

Столовый сахар и сахароза, содержащаяся в обработанных продуктах, обычно добываются из сахарного тростника или сахарной свеклы.

На вкус сахароза менее сладкая, чем фруктоза, но более сладкая, чем глюкоза.

Глюкоза

Глюкоза — это простой сахар или моносахарид. Это предпочтительный для твоего организма источник энергии на основе углеводов.

Моносахариды состоят из одной единственной единицы сахара и поэтому не могут быть разложены на более простые соединения.

Они являются строительными блоками углеводов.

В пищевых продуктах глюкоза чаще всего связана с другим простым сахаром, образуя либо полисахаридные крахмалы, либо дисахариды, такие как сахароза и лактоза.

Предлагаем вам:
Натуральный кофеин: обзор, источники и виды

Его часто добавляют в обработанные продукты в виде декстрозы, которую добывают из кукурузного крахмала.

Глюкоза менее сладкая, чем фруктоза и сахароза.

Фруктоза

Фруктоза, или “фруктовый сахар”, является моносахаридом, подобным глюкозе.

В природе он содержится во фруктах, мёде, агаве и большинстве корнеплодов. Более того, его обычно добавляют в обработанные продукты в виде высокофруктозного кукурузного сиропа.

Фруктозу получают из сахарного тростника, сахарной свеклы и кукурузы. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы изготавливается из кукурузного крахмала и содержит больше фруктозы, чем глюкозы, по сравнению с обычным кукурузным сиропом.

Из трех сахаров фруктоза имеет самый сладкий вкус, но меньше всего влияет на уровень сахара в твоей крови.

Summary: Сукроза состоит из простых сахаров — глюкозы и фруктозы. Сукроза, глюкоза и фруктоза встречаются в естественном виде во многих продуктах питания, но также добавляются в обработанные продукты.

Они перевариваются и усваиваются по-разному

Твой организм переваривает и усваивает моносахариды и дисахариды по-разному.

Поскольку моносахариды уже находятся в своей простейшей форме, их не нужно расщеплять, прежде чем твой организм сможет их использовать. Они всасываются непосредственно в твой кровоток, главным образом в тонком кишечнике.

С другой стороны, дисахариды, такие как сахароза, должны быть расщеплены до простых сахаров, прежде чем они смогут быть усвоены.

Предлагаем вам: Как яблоки влияют на диабет и уровень сахара в крови

Когда сахара находятся в своей простейшей форме, они метаболизируются по-разному.

Усвоение и использование глюкозы

Глюкоза всасывается непосредственно через выстилку тонкого кишечника в твой кровоток, который доставляет ее к твоим клеткам.

Он повышает уровень сахара в крови быстрее, чем другие сахара, что стимулирует высвобождение инсулина.

Инсулин необходим для того, чтобы глюкоза поступала в твои клетки.

Попадая внутрь твоих клеток, глюкоза либо сразу используется для создания энергии, либо превращается в гликоген, который хранится в мышцах или печени для дальнейшего использования.

Твой организм жестко контролирует уровень сахара в крови. Когда он становится слишком низким, гликоген расщепляется до глюкозы и попадает в кровь, чтобы использоваться для энергии.

Если глюкоза недоступна, твоя печень может производить этот тип сахара из других источников топлива.

Усвоение и использование фруктозы

Как и глюкоза, фруктоза всасывается непосредственно в твой кровоток из тонкого кишечника.

Он повышает уровень сахара в крови более постепенно, чем глюкоза, и, похоже, не оказывает немедленного влияния на уровень инсулина.

Однако, несмотря на то, что фруктоза не повышает твой сахар в крови сразу, она может иметь более долгосрочные негативные эффекты.

Твоя печень должна преобразовать фруктозу в глюкозу, прежде чем твой организм сможет использовать её для получения энергии.

Употребление большого количества фруктозы при высококалорийной диете может повысить уровень триглицеридов в крови.

Чрезмерное потребление фруктозы также может повышать риск развития метаболического синдрома и неалкогольной жировой болезни печени.

Усвоение и использование сахарозы

Поскольку сахароза является дисахаридом, она должна быть расщеплена, прежде чем твой организм сможет ее использовать.

Предлагаем вам: Почему сахар вреден для тебя

Ферменты в твоём рту частично расщепляют сахарозу на глюкозу и фруктозу. Однако большая часть переваривания сахара происходит в тонком кишечнике.

Фермент сукраза, который вырабатывается выстилкой твоего тонкого кишечника, расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу. Затем они всасываются в твой кровоток, как описано выше.

Присутствие глюкозы увеличивает количество поглощаемой фруктозы, а также стимулирует высвобождение инсулина. Это означает, что больше фруктозы используется для образования жира, по сравнению с тем, когда этот вид сахара употребляется в пищу в одиночку.

Поэтому совместное употребление фруктозы и глюкозы может нанести больший вред твоему здоровью, чем употребление их по отдельности. Это может объяснить, почему добавленные сахара, такие как кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, связаны с различными проблемами со здоровьем.

Общая информация: Глюкоза и фруктоза всасываются непосредственно в твой кровоток, тогда как сахароза должна сначала расщепляться. Глюкоза используется для получения энергии или откладывается в виде гликогена. Фруктоза преобразуется в глюкозу или откладывается в виде жира.

Фруктоза может быть самой вредной для здоровья

Твой организм преобразует фруктозу в глюкозу в печени, чтобы использовать её для получения энергии. Избыток фруктозы создает нагрузку на твою печень, что может привести к ряду метаболических проблем.

Несколько исследований продемонстрировали вредные последствия потребления большого количества фруктозы. К ним относятся резистентность к инсулину, диабет 2-го типа, ожирение, жировая болезнь печени и метаболический синдром.

В одном 10-недельном исследовании у людей, которые пили подслащенные фруктозой напитки, жир на животе увеличился на 8,6% по сравнению с 4,8% у тех, кто пил подслащенные глюкозой напитки.

Другое исследование показало, что хотя все добавленные сахара могут увеличить твой риск развития диабета 2 типа и ожирения, фруктоза может быть наиболее вредной.

Более того, было доказано, что фруктоза повышает гормон голода грелин и может заставить тебя чувствовать себя менее сытым после еды.

Поскольку фруктоза метаболизируется в твоей печени подобно алкоголю, некоторые данные свидетельствуют о том, что она может вызывать такое же привыкание. Одно исследование показало, что она активирует путь вознаграждения в твоем мозге, что может привести к усилению тяги к сахару.

Предлагаем вам:
Веганская диета для похудения

Summary: Фруктоза связана с несколькими негативными последствиями для здоровья, включая ожирение, диабет второго типа, резистентность к инсулину и жировую болезнь печени. Потребление фруктозы также может усиливать чувство голода и тягу к сахару.

Тебе следует ограничить потребление добавленного сахара

Нет необходимости избегать сахаров, которые естественным образом содержатся в цельных продуктах питания, таких как фрукты, овощи и молочные продукты. Эти продукты также содержат питательные вещества, клетчатку и воду, которые противодействуют любому из их негативных эффектов.

Вредные последствия для здоровья, связанные с потреблением сахара, обусловлены большим количеством добавленного сахара в типичной западной диете.

Опрос более 15 000 американцев показал, что средний человек потребляет 82 грамма добавленных сахаров в день, или примерно 16% от общего количества калорий — намного больше, чем суточная рекомендация.

Всемирная организация здравоохранения рекомендует ограничить добавленные сахара до 5-10% от твоего ежедневного потребления калорий. Другими словами, если ты потребляешь 2 000 калорий в день, держи добавленные сахара на уровне менее 25-50 граммов.

Чтобы представить это в перспективе, одна 12-унциевая (355 мл) банка газировки содержит около 30 граммов добавленного сахара, что достаточно, чтобы превысить твой дневной лимит.

Более того, сахар добавляют не только в сладкие продукты, такие как газировка, мороженое и конфеты, но и в те продукты, которые ты не ожидаешь, например, в приправы, соусы и замороженные продукты.

Покупая обработанные продукты, всегда внимательно читай список ингредиентов в поисках скрытых сахаров. Имей в виду, что сахар может фигурировать в списке под более чем 50 различными названиями.

Самый эффективный способ снизить потребление сахара — это есть преимущественно цельные и необработанные продукты.

Предлагаем вам: Сладкий картофель против картофеля: В чем разница?

Summary: Добавленные сахара следует ограничивать, но нет необходимости беспокоиться о тех, которые естественным образом содержатся в продуктах. Потребление диеты с высоким содержанием цельных продуктов и низким содержанием обработанных продуктов — лучший способ избежать добавленных сахаров.

Резюме

Глюкоза и фруктоза являются простыми сахарами или моносахаридами.

Твой организм усваивает их легче, чем дисахарид сахарозу, который нужно сначала расщепить.

Фруктоза может иметь наиболее негативные последствия для здоровья, но эксперты сходятся во мнении, что тебе следует ограничить потребление добавленного сахара, независимо от его типа.

Однако нет необходимости ограничивать сахара, которые естественным образом содержатся во фруктах и овощах.

Чтобы обеспечить здоровое питание, употребляй цельные продукты, когда это возможно, а добавленные сахара оставь для редких особых лакомств.

Темы

3.2: Углеводы — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• OpenStax
• OpenStax

Навыки для развития

• Обсудить роль углеводов в клетках и внеклеточных веществах животных и растений
• Объясните классификацию углеводов
• Перечислите распространенные моносахариды, дисахариды и полисахариды

Большинство людей знакомы с углеводами, одним из типов макромолекул, особенно когда речь идет о том, что мы едим. Чтобы похудеть, некоторые люди придерживаются «низкоуглеводной» диеты. Спортсмены, напротив, часто «загружаются углеводами» перед важными соревнованиями, чтобы убедиться, что у них достаточно энергии для соревнований на высоком уровне. Углеводы, по сути, являются неотъемлемой частью нашего рациона; злаки, фрукты и овощи являются естественными источниками углеводов. Углеводы обеспечивают организм энергией, в частности, за счет глюкозы, простого сахара, который является компонентом крахмала и ингредиентом многих основных продуктов питания. Углеводы также выполняют другие важные функции в организме человека, животных и растений.

Молекулярные структуры

Углеводы могут быть представлены стехиометрической формулой (CH ₂ O) _n , где n — число атомов углерода в молекуле. Другими словами, отношение углерода к водороду и кислороду составляет 1:2:1 в молекулах углеводов. Эта формула также объясняет происхождение термина «углевод»: компонентами являются углерод («карбо») и компоненты воды (отсюда «гидрат»). Углеводы делятся на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды

Моносахариды (моно- = «один»; сахар- = «сладкий») представляют собой простые сахара, наиболее распространенным из которых является глюкоза. В моносахаридах число атомов углерода обычно колеблется от трех до семи. Большинство названий моносахаридов заканчиваются суффиксом -ose. Если сахар имеет альдегидную группу (функциональную группу со структурой R-CHO), он известен как альдоза, а если он имеет кетоновую группу (функциональную группу со структурой RC(=O)R’), то он известен как кетоза. В зависимости от количества атомов углерода в сахаре они также могут быть известны как триозы (три атома углерода), пентозы (пять атомов углерода) и/или гексозы (шесть атомов углерода). См. Рисунок \(\PageIndex{1}\) для иллюстрации моносахаридов.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Моносахариды классифицируются на основе положения их карбонильной группы и количества атомов углерода в основной цепи. Альдозы имеют карбонильную группу (обозначена зеленым цветом) на конце углеродной цепи, а кетозы имеют карбонильную группу в середине углеродной цепи. Триозы, пентозы и гексозы имеют соответственно три, пять и шесть углеродных цепей.

Химическая формула глюкозы C ₆ H ₁₂ O ₆ . Для человека глюкоза является важным источником энергии. Во время клеточного дыхания энергия высвобождается из глюкозы, и эта энергия используется для производства аденозинтрифосфата (АТФ). Растения синтезируют глюкозу, используя углекислый газ и воду, а глюкоза, в свою очередь, используется для удовлетворения энергетических потребностей растения. Избыток глюкозы часто откладывается в виде крахмала, который катаболизируется (расщепление более крупных молекул клетками) людьми и другими животными, питающимися растениями.

Галактоза (часть лактозы или молочного сахара) и фруктоза (содержащаяся в сахарозе во фруктах) являются другими распространенными моносахаридами. Хотя глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую химическую формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), они различаются структурно и химически (и известны как изомеры) из-за различного расположения функциональных групп вокруг асимметричный углерод; все эти моносахариды имеют более одного асимметрического углерода (Рис. \(\PageIndex{2}\)).

Art Connection

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Глюкоза, галактоза и фруктоза являются гексозами. Они являются структурными изомерами, то есть имеют одинаковую химическую формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), но другое расположение атомов.

Что это за сахара, альдоза или кетоза?

Глюкоза, галактоза и фруктоза являются изомерными моносахаридами (гексозами), что означает, что они имеют одинаковую химическую формулу, но имеют несколько разные структуры. Глюкоза и галактоза относятся к альдозам, а фруктоза — к кетозе.

Моносахариды могут существовать в виде линейных цепочек или кольцеобразных молекул; в водных растворах они обычно находятся в форме колец (рис. \(\PageIndex{3}\)). Глюкоза в кольцевой форме может иметь два различных расположения гидроксильной группы (ОН) вокруг аномерного углерода (углерод 1, который становится асимметричным в процессе образования кольца). Если гидроксильная группа находится ниже атома углерода номер 1 в сахаре, говорят, что она находится в альфа-положении ( α ), а если выше плоскости, говорят, что она находится в бета-положении ( α ). 0048 β ) положение.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Пяти- и шестиуглеродные моносахариды существуют в равновесии между линейной и кольцевой формами. Когда кольцо формируется, боковая цепь, на которой оно замыкается, фиксируется в положении α или β . Фруктоза и рибоза также образуют кольца, хотя они образуют пятичленные кольца, в отличие от шестичленного кольца глюкозы.

Дисахариды

Дисахариды (ди- = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (также известной как реакция конденсации или синтез дегидратации). В ходе этого процесса гидроксильная группа одного моносахарида соединяется с водородом другого моносахарида, высвобождая молекулу воды и образуя ковалентную связь. Ковалентная связь, образующаяся между молекулой углевода и другой молекулой (в данном случае между двумя моносахаридами), известна как гликозидная связь (рис. \(\PageIndex{4}\)). Гликозидные связи (также называемые гликозидными связями) могут быть альфа- или бета-типа.

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Сахароза образуется, когда мономер глюкозы и мономер фруктозы соединяются в реакции дегидратации с образованием гликозидной связи. При этом теряется молекула воды. По соглашению атомы углерода в моносахариде нумеруются от концевого углерода, ближайшего к карбонильной группе. В сахарозе гликозидная связь образуется между углеродом 1 в глюкозе и углеродом 2 во фруктозе.

Распространенные дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу (рис. \(\PageIndex{5}\)). Лактоза – это дисахарид, состоящий из мономеров глюкозы и галактозы. В природе содержится в молоке. Мальтоза, или солодовый сахар, представляет собой дисахарид, образующийся в результате реакции дегидратации между двумя молекулами глюкозы. Наиболее распространенным дисахаридом является сахароза или столовый сахар, который состоит из мономеров глюкозы и фруктозы.

Рисунок \(\PageIndex{5}\): Общие дисахариды включают мальтозу (зерновой сахар), лактозу (молочный сахар) и сахарозу (столовый сахар).

Полисахариды

Длинная цепь моносахаридов, связанных гликозидными связями, известна как полисахарид (поли- = «много»). Цепь может быть разветвленной или неразветвленной, и она может содержать различные типы моносахаридов. Молекулярная масса может составлять 100 000 дальтон или более в зависимости от количества присоединяемых мономеров. Крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин являются основными примерами полисахаридов.

Крахмал представляет собой запасенную форму сахаров в растениях и состоит из смеси амилозы и амилопектина (оба полимеры глюкозы). Растения способны синтезировать глюкозу, а избыток глюкозы сверх непосредственных энергетических потребностей растений хранится в виде крахмала в различных частях растений, включая корни и семена. Крахмал в семенах обеспечивает пищу для зародыша по мере его прорастания, а также может служить источником пищи для людей и животных. Крахмал, потребляемый человеком, расщепляется ферментами, такими как слюнные амилазы, на более мелкие молекулы, такие как мальтоза и глюкоза. Затем клетки могут поглощать глюкозу.

Крахмал состоит из мономеров глюкозы, которые соединены α 1-4 или α 1-6 гликозидными связями. Числа 1-4 и 1-6 относятся к числу атомов углерода двух остатков, которые соединились, чтобы сформировать связь. Как показано на рисунке \(\PageIndex{6}\), амилоза представляет собой крахмал, образованный неразветвленными цепями мономеров глюкозы (только α 1-4 связей), тогда как амилопектин представляет собой разветвленный полисахарид ( α 1-6 связей в точки разветвления).

Рисунок \(\PageIndex{6}\): Амилоза и амилопектин — это две разные формы крахмала. Амилоза состоит из неразветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных α 1,4 гликозидные связи. Амилопектин состоит из разветвленных цепей мономеров глюкозы, соединенных α 1,4 и α 1,6 гликозидными связями. Благодаря способу соединения субъединиц цепи глюкозы имеют спиральную структуру. Гликоген (не показан) похож по структуре на амилопектин, но более разветвлен.

Гликоген представляет собой запасную форму глюкозы у людей и других позвоночных и состоит из мономеров глюкозы. Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц. Всякий раз, когда уровень глюкозы в крови снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы в процессе, известном как гликогенолиз.

Целлюлоза является наиболее распространенным природным биополимером. Клеточная стенка растений в основном состоит из целлюлозы; это обеспечивает структурную поддержку клетки. Древесина и бумага в основном целлюлозные по своей природе. Целлюлоза состоит из мономеров глюкозы, связанных β 1-4 гликозидными связями (рис. \(\PageIndex{7}\)).

Рисунок \(\PageIndex{7}\): В целлюлозе мономеры глюкозы связаны в неразветвленные цепи β 1-4 гликозидными связями. Из-за способа соединения субъединиц глюкозы каждый мономер глюкозы переворачивается по отношению к следующему, что приводит к линейной волокнистой структуре.

Как показано на рисунке \(\PageIndex{7}\), все остальные мономеры глюкозы в целлюлозе перевернуты, и мономеры плотно упакованы в виде вытянутых длинных цепочек. Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на растяжение, что так важно для растительных клеток. В то время как связь β 1-4 не может быть разрушена пищеварительными ферментами человека, травоядные животные, такие как коровы, коалы, буйволы и лошади, способны с помощью специализированной флоры в их желудке переваривать растительный материал, богатый в целлюлозе и использовать ее в качестве источника пищи. У этих животных некоторые виды бактерий и простейших обитают в рубце (часть пищеварительной системы травоядных) и выделяют фермент целлюлазу. Аппендикс пастбищных животных также содержит бактерии, переваривающие целлюлозу, что придает ей важную роль в пищеварительной системе жвачных животных. Целлюлазы могут расщеплять целлюлозу на мономеры глюкозы, которые могут использоваться животным в качестве источника энергии. Термиты также способны расщеплять целлюлозу из-за присутствия в их телах других организмов, выделяющих целлюлазы.

Углеводы выполняют различные функции у разных животных. Членистоногие (насекомые, ракообразные и другие) имеют внешний скелет, называемый экзоскелетом, который защищает их внутренние части тела (как показано на рисунке пчелы \(\PageIndex{8}\)). Этот экзоскелет состоит из биологической макромолекулы хитина, который представляет собой полисахарид, содержащий азот. Он состоит из повторяющихся звеньев N-ацетил- β -d-глюкозамина, модифицированного сахара. Хитин также является основным компонентом клеточных стенок грибов; грибы не являются ни животными, ни растениями и образуют собственное царство в области Эукария.

Рисунок \(\PageIndex{8}\): Насекомые имеют твердый внешний скелет, состоящий из хитина, разновидности полисахарида. (кредит: Луиза Докер)

Карьерные связи: Зарегистрированный диетолог

Ожирение является проблемой здравоохранения во всем мире, и многие болезни, такие как диабет и болезни сердца, становятся все более распространенными из-за ожирения. Это одна из причин, почему все чаще обращаются за советом к зарегистрированным диетологам. Зарегистрированные диетологи помогают планировать программы питания для людей в различных условиях. Они часто работают с пациентами в медицинских учреждениях, разрабатывая планы питания для лечения и профилактики заболеваний. Например, диетологи могут научить пациента с диабетом, как управлять уровнем сахара в крови, потребляя правильные типы и количества углеводов. Диетологи также могут работать в домах престарелых, школах и частных практиках.

Чтобы стать зарегистрированным диетологом, необходимо получить как минимум степень бакалавра в области диетологии, питания, пищевых технологий или смежных областях. Кроме того, зарегистрированные диетологи должны пройти стажировку под наблюдением и сдать национальный экзамен. Те, кто занимается диетологией, проходят курсы по питанию, химии, биохимии, биологии, микробиологии и физиологии человека. Диетологи должны стать экспертами в области химии и физиологии (биологических функций) пищи (белков, углеводов и жиров).

Польза углеводов

Полезны ли углеводы? Людям, которые хотят похудеть, часто говорят, что углеводы вредны для них и их следует избегать. Некоторые диеты полностью запрещают употребление углеводов, утверждая, что низкоуглеводная диета помогает людям быстрее похудеть. Однако углеводы были важной частью рациона человека на протяжении тысячелетий; артефакты древних цивилизаций показывают наличие пшеницы, риса и кукурузы в хранилищах наших предков.

Углеводы должны быть дополнены белками, витаминами и жирами, чтобы быть частью хорошо сбалансированной диеты. Калорийность грамма углеводов составляет 4,3 ккал. Для сравнения, жиры обеспечивают 9 ккал/г, менее желательное соотношение. Углеводы содержат растворимые и нерастворимые элементы; нерастворимая часть известна как клетчатка, которая в основном представляет собой целлюлозу. Волокно имеет множество применений; он способствует регулярному опорожнению кишечника, увеличивая его объем, и регулирует скорость потребления глюкозы в крови. Клетчатка также помогает выводить из организма избыток холестерина: клетчатка связывается с холестерином в тонкой кишке, затем присоединяется к холестерину и предотвращает попадание частиц холестерина в кровоток, после чего холестерин выходит из организма с фекалиями. Диеты, богатые клетчаткой, также играют защитную роль в снижении частоты возникновения рака толстой кишки. Кроме того, еда, содержащая цельнозерновые продукты и овощи, дает чувство сытости. В качестве непосредственного источника энергии глюкоза расщепляется в процессе клеточного дыхания, в результате чего образуется АТФ, энергетическая валюта клетки. Без потребления углеводов доступность «мгновенной энергии» будет снижена. Исключение углеводов из рациона — не лучший способ похудеть. Низкокалорийная диета, богатая цельными зернами, фруктами, овощами и нежирным мясом, в сочетании с большим количеством упражнений и большим количеством воды, является более разумным способом похудеть.

Ссылка на обучение

Чтобы получить дополнительную информацию об углеводах, изучите раздел «Биомолекулы: углеводы» с помощью этой интерактивной анимации.

Резюме

Углеводы представляют собой группу макромолекул, которые являются жизненно важным источником энергии для клетки и обеспечивают структурную поддержку клеток растений, грибов и всех членистоногих, включая омаров, крабов, креветок, насекомых и пауков. Углеводы классифицируются как моносахариды, дисахариды и полисахариды в зависимости от количества мономеров в молекуле. Моносахариды связаны гликозидными связями, которые образуются в результате реакций дегидратации, образуя дисахариды и полисахариды с отщеплением молекулы воды на каждую образовавшуюся связь. Глюкоза, галактоза и фруктоза являются распространенными моносахаридами, тогда как распространенные дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу. Крахмал и гликоген, примеры полисахаридов, являются запасными формами глюкозы в растениях и животных соответственно. Длинные полисахаридные цепи могут быть разветвленными или неразветвленными. Целлюлоза является примером неразветвленного полисахарида, тогда как амилопектин, входящий в состав крахмала, представляет собой сильно разветвленную молекулу. Хранение глюкозы в виде полимеров, подобных крахмалу гликогена, делает ее несколько менее доступной для метаболизма; однако это предотвращает его утечку из клетки или создание высокого осмотического давления, которое может вызвать чрезмерное поглощение воды клеткой.

Art Connections

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Что это за сахара, альдоза или кетоза?

Ответить

Глюкоза и галактоза являются альдозами. Фруктоза — это кетоза.

Глоссарий

углеводы

биологическая макромолекула, в которой соотношение углерода к водороду и кислороду составляет 1:2:1; углеводы служат источником энергии и структурной опорой в клетках и образуют клеточный экзоскелет членистоногих

целлюлоза

полисахарид

, входящий в состав клеточной стенки растений; обеспечивает структурную поддержку ячейки

хитин

тип углевода, который образует внешний скелет всех членистоногих, включая ракообразных и насекомых; он также образует клеточные стенки грибов

дисахарид

два мономера сахара, связанные друг с другом гликозидной связью

гликоген

запасные углеводы у животных

гликозидная связь

связь, образованная реакцией дегидратации между двумя моносахаридами с отщеплением молекулы воды

моносахарид

единица или мономер углеводов

полисахарид

длинная цепь моносахаридов; может быть разветвленным или неразветвленным

крахмал

запасной углевод в растениях

Эта страница под названием 3. 2: Углеводы распространяется под лицензией CC BY 4.0 и была создана, изменена и/или курирована OpenStax.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   ОпенСтакс

   Лицензия

   СС BY

   Версия лицензии

   4,0

   Программа OER или Publisher

   ОпенСтакс

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   1. углевод
   2. Целлюлоза
   3. хитин
   4. Дисахарид
   5. Гликоген
   6. гликозидная связь
   7. Моносахарид
   8. Полисахарид
   9. Крахмал

Питательные вещества и здоровье.

Углеводы: сахара

Питательные вещества и здоровье — Углеводы: сахара

Доложила г-жа Жаклин ФУНГ, научный сотрудник,
Отдел информирования о рисках, Центр безопасности пищевых продуктов

пищевые волокна). В этом выпуске мы поговорим о простых углеводах (т.е. сахарах).

Простые углеводы (сахара)

В зависимости от химической структуры простые углеводы можно разделить на две категории, а именно моносахариды (одна молекула сахара) и дисахариды (две отдельные молекулы сахара, соединенные вместе). Глюкоза, фруктоза и галактоза являются тремя моносахаридами, важными для питания. Эти одиночные молекулы сахара содержат 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода (т.е. химическая формула как C ₆ H ₁₂ O ₆ ).

Среди этих трех распространенных моносахаридов наибольшее значение имеет глюкоза, поскольку она всегда присутствует в виде одной из двух молекул сахара, присутствующих в дисахариде, плюс это основная единица, из которой состоят крахмал и гликоген. Кроме того, стоит отметить, что наш мозг почти исключительно зависит от глюкозы как источника энергии.

Фруктоза, имеющая ту же химическую формулу, что и глюкоза, имеет другую химическую структуру. Благодаря своей уникальной структуре он стимулирует вкусовые рецепторы, что приводит к ощущению сладости. Фруктоза является «самым сладким» из всех сахаров (то есть с самой высокой интенсивностью сладости), и ее больше всего во фруктах и ​​меде.

Напротив, галактоза, другой моносахарид, имеет низкую интенсивность сладкого вкуса и редко может быть обнаружена в пищевых продуктах в свободном виде. Он соединяется с молекулой глюкозы с образованием дисахарида лактозы, широко известного как молочный сахар, поскольку он содержится в молоке (4,7% в коровьем молоке и 7% в человеческом грудном молоке).

Другим дисахаридом, который не является широко доступным в пищевых продуктах, является мальтоза. Мальтоза состоит из двух молекул глюкозы и вырабатывается, когда семена (например, ячменя) прорастают, а крахмал расщепляется во время пищеварения.

Наиболее знакомым дисахаридом является сахароза, которую в повседневной жизни мы обычно называем столовым сахаром. Сахароза представляет собой комбинацию фруктозы и глюкозы. Для производства столового сахара сахарозу извлекают из соков сахарного тростника и сахарной свеклы. Сахароза широко используется в качестве подсластителя в пищевой промышленности. Кроме того, его часто используют для улучшения текстуры, структуры и консистенции продуктов. Кроме того, он также действует как консервант в джемах и желе.

Таблица: простые углеводы (сахара)

Потребление сахара

Большинство людей любят сладкое, но чрезмерное потребление может увеличить риск ожирения. Тучные люди более склонны к хроническим заболеваниям, таким как диабет, гипертония и сердечные заболевания. Согласно рекомендации Всемирной организации здравоохранения, менее 10% энергии должно приходиться на сахар, добавляемый в продукты во время их производства и потребления, плюс натуральные сахара, содержащиеся в меде, фруктовых соках и сиропах. Другими словами, диета на 2 000 ккал должна содержать менее 50 г сахаров.

Иллюстрация: Пищевая пирамида

Что касается пищевой пирамиды, то ее вершина представляет собой уровень «Меньше есть», поэтому потребление сахара должно поддерживаться на низком уровне. Для этого люди могут сократить использование сахаров/сиропов в напитках (одна чайная ложка сахара без горки и одна чайная ложка с горкой весят около 4 г и 6 г соответственно) и сократить потребление кондитерских изделий, десертов и безалкогольных напитков (одна банка безалкогольных напитков содержит примерно от 30 г до 43 г сахара, т.е. близко к дневной норме).