Вуглеводи

Структурна формула лактози - міститься в молоці дисахарида

Вуглеводи (цукри) - загальна назва великого класу природних органічних сполук. Назва походить від слів "вугілля" і "вода". Причиною цього є те, що перші з відомих науці вуглеводів описувалися брутто-формулою C _x (H ₂ O) _y, формально будучи сполуками вуглецю і води.

З точки зору хімії вуглеводи є органічними речовинами, що містять неразветвленную ланцюг з декількох атомів вуглецю, карбонільну групу, а також кілька гідроксильних груп.

1. Прості і складні вуглеводи

По здатності до гідролізу на мономери вуглеводи діляться на дві групи: прості ( моносахариди) і складні ( дисахариди і полісахариди). Складні вуглеводи, на відміну від простих, здатні гідролізувати з утворенням моносахаридів, мономерів. Прості вуглеводи легко розчиняються у воді і синтезуються в зелених рослинах.

2. Біологічна роль і біосинтез вуглеводів

Біологічне значення вуглеводів:

1. Вуглеводи виконують структурну функцію, тобто беруть участь у побудові різних клітинних структур (наприклад, клітинних стінок рослин).
2. Вуглеводи виконують захисну роль у рослин (клітинні стінки, що складаються з клітинних стінок мертвих клітин захисні освіти - шипи, колючки та ін.)
3. Вуглеводи виконують пластичну функцію - зберігаються у вигляді запасу поживних речовин, а також входять до складу складних молекул (наприклад, пентози ( рибоза і дезоксирибоза) беруть участь у побудові АТФ, ДНК і РНК).
4. Вуглеводи є основним енергетичним матеріалом. При окисленні 1 грама вуглеводів виділяються 4,1 ккал енергії і 0,4 г води.
5. Вуглеводи беруть участь у забезпеченні осмотичного тиску і осморегуляції. Так, в крові міститься 100-110 мг /% глюкози. Від концентрації глюкози залежить осмотичний тиск крові.
6. Вуглеводи виконують рецепторну функцію: багато олігосахариди входять до складу сприймає частини клітинних рецепторів або молекул- лігандів.

У добовому раціоні людини і тварин переважають вуглеводи. Травоїдні отримують крохмаль, клітковину, сахарозу. Хижаки отримують глікоген з м'ясом.

Організми тварин не здатні синтезувати вуглеводи з неорганічних речовин. Вони отримують їх від рослин з їжею і використовують в якості головного джерела енергії, одержуваної в процесі окислення:

C _x (H ₂ O) _y + xO ₂ → xCO ₂ + yH ₂ O + енергія.

У зеленому листі рослин вуглеводи утворюються в процесі фотосинтезу - унікального біологічного процесу перетворення в цукру неорганічних речовин - оксиду вуглецю (IV) і води, що відбувається за участю хлорофілу за рахунок сонячної енергії:

xCO ₂ + yH ₂ O → C _x (H2O) _y + xO ₂

3. Найважливіші джерела вуглеводів

Головними джерелами вуглеводів з їжі є: хліб, картопля, макарони, крупи, солодощі. Чистим вуглеводом є цукор. Мед, залежно від свого походження, містить 70-80% глюкози і фруктози.

Для позначення кількості вуглеводів в їжі використовується спеціальна хлібна одиниця.

До вуглеводної групи, крім того, приєднуються і погано перетравлювані людським організмом клітковина і пектини.

4. Список найбільш поширених вуглеводів

Моносахариди

• глюкоза
• фруктоза
• галактоза
• манноза

Олігосахариди

• Дисахариди
  • сахароза (звичайний цукор, тростинний або буряковий)
  • мальтоза
  • изомальтоза
  • лактоза
  • лактулоза

Полісахариди

• декстрин
• глікоген
• крохмаль
• целюлоза
• галактоманнани
• глюкоманнан

Мукополісахариди

• • гепарин
  • хондроїтин-сульфат
  • гіалуронова кислота
  • гепаран-сульфат
  • дерматан-сульфат
  • кератан-сульфат