Carboidrati (saccaridi) - nome comune ampia classe di composti organici naturali.

Il nome deriva dalle parole "carbone" e "acqua". La ragione di ciò è che il primo noto alla scienza i carboidrati erano descritti dalla formula empirica Cx(H2O)y, essendo formalmente composti di carbonio e acqua.

Da un punto di vista chimico, i carboidrati sono sostanze organiche contenenti una catena lineare di diversi atomi di carbonio, un gruppo carbonilico e diversi gruppi idrossilici.

Dal punto di vista del bodybuilding, i carboidrati sono la fonte di energia più facilmente disponibile. Essendo la principale fonte operativa di impulsi energetici, i carboidrati presenti nel corpo costituiscono solo il 2% delle sue riserve energetiche totali, mentre l'80% della riserva energetica si trova nel grasso corporeo e il restante 18% nelle proteine (muscoli scheletrici). .

Poiché ogni grammo di carboidrati viene immagazzinato nel corpo insieme a 4 grammi di acqua, mentre lo stoccaggio del grasso non richiede acqua, il corpo immagazzina il grasso più facilmente e fa affidamento su di esso come principale fonte di riserva di energia.

Il significato biologico dei carboidrati

1. I carboidrati funzionano funzione strutturale, cioè partecipano alla costruzione di vari strutture cellulari(Per esempio, pareti cellulari impianti).

2. I carboidrati svolgono un ruolo protettivo nelle piante (pareti cellulari, costituite da pareti cellulari di cellule morte, formazioni protettive - punte, spine, ecc.).

3. I carboidrati svolgono una funzione plastica: vengono immagazzinati come riserva di nutrienti e fanno anche parte di molecole complesse (ad esempio, i pentosi (ribosio e desossiribosio) sono coinvolti nella costruzione di ATP, DNA e RNA.

4. I carboidrati sono la principale materia energetica. Quando 1 grammo di carboidrati viene ossidato, vengono rilasciati 4,1 kcal di energia e 0,4 g di acqua.

5. I carboidrati sono coinvolti nel fornire la pressione osmotica e l'osmoregolazione. Pertanto, il sangue contiene 100-110 mg/% di glucosio. dipende dalla concentrazione di glucosio pressione osmotica sangue.

6. I carboidrati svolgono una funzione recettoriale: molti oligosaccaridi fanno parte della parte ricettiva recettori cellulari o molecole di ligando.

Tipi di carboidrati

I carboidrati si dividono in:

Sahara

Esistono due tipi di zuccheri: monosaccaridi e disaccaridi. I monosaccaridi ne contengono uno gruppo dello zucchero come fruttosio o galattosio. I disaccaridi sono formati dai residui di due monosaccaridi e sono rappresentati, in particolare, dal saccarosio (comune zucchero da tavola) e dal lattosio.

Carboidrati complessi

I polisaccaridi sono carboidrati contenenti tre o più molecole di carboidrati semplici. Tra i polisaccaridi rientrano in particolare le destrine, i glicogeni e le cellulose. Fonti di polisaccaridi sono cereali, legumi, patate e altri ortaggi.

Metabolismo (metabolismo) dei carboidrati

Il metabolismo dei carboidrati è rappresentato da tre tipi di processi:

* glicogenesi, cioè la sintesi del glicogeno a partire dal glucosio;

*gluconeogenesi, cioè la formazione di glicogeno da acidi grassi e proteine;

*glicolisi, cioè la scomposizione del glucosio e degli altri zuccheri con rilascio dell'energia necessaria all'organismo.

Il metabolismo dei carboidrati è in gran parte determinato dal contenuto di glucosio nel sangue, cioè dalla presenza di carboidrati nel sangue. Questo a sua volta dipende dal tempo e composizione nutrizionale tuo suo ultimo appuntamento cibo. In linea di principio, la glicemia, o zucchero, è al minimo nelle prime ore del mattino, dopo le consuete sette-nove ore di sonno, durante le quali non si è fatto nulla per mantenere il livello di glucosio nel sangue con nuove porzioni di "carburante". ".

L'approvvigionamento energetico del corpo nello stato di post-assorbimento (fame) è dovuto per il 75% alla glicolisi e per il 25% alla gluconeogenesi. Quando ti svegli, il tuo corpo è nella posizione migliore per utilizzare il grasso immagazzinato come fonte di energia. Quindi il vecchio consiglio di pedalare al mattino presto e a stomaco vuoto ha un valore duraturo.

Le ore del mattino sono il momento della produzione naturale più attiva di ormoni catabolici da parte dell'organismo. La massima concentrazione notturna dell'ormone della crescita cade al mattino e entro 8-9 ore l'ormone catabolico cortisolo raggiunge la massima concentrazione giornaliera.

Carboidrati e insulina

L'insulina è un ormone prodotto dal pancreas. I picchi di insulina sono causati dall’aumento dei livelli di glucosio e di aminoacidi nel sangue. L’insulina supporta il metabolismo del glucosio, nonché il metabolismo intermedio dei grassi e delle proteine. L'insulina aiuta a ridurre i livelli di glucosio nel sangue, nonché il trasporto e l'ingresso di glucosio e aminoacidi nelle cellule muscolari e in altri tessuti del corpo.

Carboidrati nel bodybuilding

In un adulto sano, si osserva una formazione accelerata di riserve di carboidrati sotto forma di glicogeno intramuscolare nel corpo quando i carboidrati vengono assunti nell'intervallo di tempo compreso tra quattro e sei ore dopo risveglio mattutino. Nelle ore successive, la capacità del corpo di immagazzinare carboidrati diminuisce progressivamente. Si consiglia di consumare più carboidrati nella prima metà della giornata con un aumento dell'apporto proteico nelle ore successive della giornata.

Attenzione I carboidrati predominano nella dieta quotidiana umana. Nel bodybuilding e nel fitness, i carboidrati dovrebbero costituire il 50% di tutti i nutrienti.

Per costruire correttamente l'assunzione di carboidrati, viene utilizzato questo concetto come indice glicemico. Maggiore è l'indice glicemico di un particolare prodotto, maggiore è il rilascio di insulina e, di conseguenza, di più rapido declino la glicemia inizialmente elevata è accompagnata dall'assunzione di questo prodotto. Questo massiccio rilascio di insulina seguito da un picco e da un calo di zucchero nel sangue è noto come “picco di zucchero nel sangue”. Inoltre, gli alimenti ad alto indice glicemico, grazie alla loro rapida digestione, vengono facilmente convertiti in grassi dall'organismo.

Attenzione Le persone che tendono al sovrappeso, e durante cicli di dimagrimento e di massa, dovrebbero cercare di consumare alimenti con i valori di indice glicemico più bassi, poiché i carboidrati semplici (alto indice glicemico) possono innescare la formazione di grasso. L'eccezione a questo riguardo è solo un periodo di tempo di due o tre ore dalla fine dell'allenamento, durante il reclutamento massa muscolare. In questo lasso di tempo, aumenta la capacità del corpo di immagazzinare carboidrati sotto forma di glicogeno, così come l'assorbimento degli aminoacidi nei muscoli. Il tuo obiettivo durante queste due o tre ore dovrebbe essere quello di pompare sia carboidrati che proteine nei muscoli, poiché è in questo momento che i muscoli sono più ricettivi all'azione dell'insulina.

Carboidrati o zuccheri - questi sono composti organici che contengono nella molecola allo stesso tempo gruppi carbonilici (aldeidi o chetoni) e diversi gruppi idrossilici (alcol).. In altre parole, i carboidrati sono alcoli aldeidici (poliidrossi aldeidi) o cheto alcoli (poliossichetoni). I carboidrati sono parte integrante delle cellule e dei tessuti di tutti gli organismi viventi della flora e della fauna, costituendo (in massa) la parte principale della materia organica sulla Terra. La fonte di carboidrati per tutti gli organismi viventi è processo di fotosintesi, effettuate dalle piante. I carboidrati giocano estremamente ruolo importante nella fauna selvatica e sono le sostanze più comuni nel mondo vegetale, rappresentando fino all'80% della massa secca delle piante. I carboidrati sono importanti anche per l'industria, poiché sono ampiamente utilizzati come parte del legno nelle costruzioni, nella produzione di carta, mobili e altri beni.

Funzioni principali :

Energia. Quando i carboidrati vengono scomposti, l'energia rilasciata viene dissipata sotto forma di calore o immagazzinata nelle molecole di ATP. I carboidrati forniscono circa il 50-60% del consumo energetico giornaliero del corpo e durante l'attività di resistenza muscolare fino al 70%.
Plastica. I carboidrati (ribosio, desossiribosio) vengono utilizzati per costruire ATP, ADP e altri nucleotidi, nonché acidi nucleici. Fanno parte di alcuni enzimi. I singoli carboidrati sono componenti strutturali delle membrane cellulari e vengono accumulati (immagazzinati) nei muscoli scheletrici, nel fegato e in altri tessuti sotto forma di glicogeno.
Specifica. I singoli carboidrati sono coinvolti nel garantire la specificità dei gruppi sanguigni, svolgono il ruolo di anticoagulanti ( provocando la coagulazione), essendo recettori per una catena di ormoni o sostanze farmacologiche esercitando un effetto antitumorale.
Protettivo. I carboidrati complessi fanno parte dei componenti sistema immunitario; i mucopolisaccaridi si trovano nelle sostanze mucose che ricoprono la superficie dei vasi del naso, dei bronchi, del tratto digestivo, del tratto urinario e proteggono dalla penetrazione di batteri e virus, nonché da danni meccanici.
Normativa. La fibra alimentare non si presta al processo di scissione nell'intestino, ma attiva la peristalsi tratto intestinale, enzimi utilizzati in tratto digerente migliorare la digestione e l’assorbimento dei nutrienti.

Classificazione dei carboidrati . Tutti i carboidrati possono essere divisi in due grandi gruppi:

carboidrati semplici (monosaccaridi o monosi),
carboidrati complessi(polisaccaridi o poliosi).

carboidrati semplici non subiscono idrolisi con formazione di altri carboidrati, anche più semplici. Quando le molecole dei monosaccaridi vengono distrutte, si possono ottenere solo molecole di altre classi composti chimici. A seconda del numero di atomi di carbonio in una molecola, si distinguono tetrosi (quattro atomi), pentosi (cinque atomi), esosi (sei atomi), ecc. Se i monosaccaridi contengono un gruppo aldeidico, appartengono alla classe degli aldosi (alcoli aldeidici), se chetonici, alla classe dei chetosi (cheto alcoli).

Carboidrati complessi o polisaccaridi, dopo l'idrolisi si scompongono in molecole di carboidrati semplici. I carboidrati complessi, a loro volta, si dividono in:

oligosaccaridi,
polisaccaridi.

Oligosaccaridi- Si tratta di carboidrati complessi a basso peso molecolare, solubili in acqua e di sapore dolce. Polisaccaridi- Si tratta di carboidrati ad alto peso molecolare formati da più di 20 residui monosaccaridi, insolubili in acqua e di sapore non dolce.

dipendente dalla composizione I carboidrati complessi possono essere divisi in due gruppi:

omopolisaccaridi, costituiti da residui dello stesso monosaccaride;
eteropolisaccaridi, costituiti da residui di vari monosaccaridi.

Monosaccaridi. La formula generale dei monosaccaridi è SpH2nOp. I nomi dei monosaccaridi sono formati dal numero greco, corrispondente al numero di atomi di carbonio in una determinata molecola, e dalla desinenza -osio. Molto spesso nella natura vivente ci sono monosaccaridi con cinque e sei atomi di carbonio: pentosi ed esosi. A seconda della natura del gruppo carbonilico che fa parte dei monosaccaridi (aldeide o chetone), i monosaccaridi si dividono in:

aldosi (alcoli aldeidici),
chetosi (cheto alcoli).

Gli esosi più comuni sono il glucosio (zucchero d'uva) e il fruttosio (zucchero della frutta). Il glucosio è un rappresentante dell'aldosio e il fruttosio è un chetosio. Glucosio e fruttosio lo sono isomeri, cioè. hanno la stessa composizione atomica e la loro formula molecolare è la stessa (C6H12O6). Tuttavia, la struttura spaziale delle loro molecole differisce:
CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO Glucosio (aldoesoso)

CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH Fruttosio (chetoesoso).

E. Fisher si sviluppò formule spaziali intitolato a lui. In queste formule gli atomi di carbonio vengono numerati a partire dall'estremità della catena alla quale è più vicino il gruppo carbonilico. In particolare, negli aldosi, il primo numero è assegnato al carbonio del gruppo aldeidico.
Tuttavia, i monosaccaridi esistono non solo sotto forma di forme aperte, ma anche sotto forma di cicli. Queste due forme - a catena e ciclica - sono tautomeriche e sono capaci di trasformarsi spontaneamente l'una nell'altra in soluzioni acquose. Rappresentanti dei monosaccaridi:

Il D-ribosio è un componente dell'RNA e dei coenzimi di natura nucleotidica.
D-glucosio (zucchero d'uva) - cristallino materia bianca, altamente solubile in acqua, il punto di fusione è 146°C. Polimeri del glucosio, principalmente
D-galattosio: una sostanza cristallina, parte integrante zucchero del latte, una componente essenziale della dieta. Sufficientemente solubile in acqua, di sapore dolce, il punto di fusione è 165°C. Insieme al D-mannosio, questo monosaccaride fa parte di molti glicolipidi e glicoproteine.
Il D-mannosio è una sostanza cristallina, di sapore dolce, altamente solubile in acqua, il punto di fusione è 132°C. Si presenta in natura sotto forma di polisaccaridi - mannani, dai quali può essere ottenuto mediante idrolisi.
Il D-fruttosio (zucchero della frutta) è una sostanza cristallina, il punto di fusione è 132°C. È altamente solubile in acqua, ha un sapore dolce, la dolcezza supera due volte la dolcezza del saccarosio. Si trova in forma libera nei succhi di frutta (zucchero della frutta) e nel miele. In forma legata, il fruttosio è presente nel saccarosio e nei polisaccaridi vegetali (ad esempio l'inulina).

Quando gli aldosi vengono ossidati si formano tre classi di acidi: aldonico, aldarico e alduronico.

Il più importante polisaccaridi sono i seguenti:

Cellulosa- un polisaccaride lineare costituito da diverse catene parallele diritte interconnesse da legami idrogeno. Ciascuna catena è formata da residui di β-D-glucosio. Questa struttura impedisce la penetrazione dell'acqua, è molto resistente allo strappo e garantisce la stabilità delle membrane cellulari vegetali, che contengono il 26-40% di cellulosa. La cellulosa funge da cibo per molti animali, batteri e funghi. Tuttavia, la maggior parte degli animali, compreso l’uomo, non riesce a digerire la cellulosa perché nel loro tratto gastrointestinale manca l’enzima cellulasi, che scompone la cellulosa in glucosio. Allo stesso tempo, le fibre di cellulosa svolgono un ruolo importante nella nutrizione, poiché conferiscono volume e consistenza grossolana al cibo, stimolano la motilità intestinale.
amido e glicogeno. Questi polisaccaridi rappresentano le principali forme di stoccaggio del glucosio nelle piante (amido), negli animali, nell'uomo e nei funghi (glicogeno). Quando vengono idrolizzati, negli organismi si forma il glucosio, necessario per i processi vitali.
Chitina formato da molecole di β-glucosio, in cui il gruppo alcolico del secondo atomo di carbonio è sostituito dal gruppo contenente azoto NHCOCH3. Le sue lunghe catene parallele, come le catene della cellulosa, sono raggruppate. La chitina è il principale elemento strutturale del tegumento degli artropodi e delle pareti cellulari dei funghi.

Carboidrati (zucchero UN , saccaridi) - sostanze organiche contenenti un gruppo carbonile e diversi gruppi ossidrile. Il nome della classe di composti deriva dalle parole "idrati di carbonio", fu proposto per la prima volta da K. Schmidt nel 1844. L'apparizione di questo nome è dovuta al fatto che i primi carboidrati conosciuti dalla scienza furono descritti dalla formula grossolana C x (H 2 O) y, essendo formalmente composti di carbonio e acqua.

Tutti i carboidrati sono costituiti da "unità" individuali, che sono i saccaridi. In base alla capacità di idrolizzarsi in monomeri, i carboidrati sono divisi in due gruppi: semplici e complessi. I carboidrati che contengono una unità sono chiamati monosaccaridi, due unità sono chiamate disaccaridi, da due a dieci unità sono chiamati oligosaccaridi e più di dieci unità sono chiamate polisaccaridi. I monosaccaridi comuni sono le poliidrossi aldeidi (aldosi) o i poliossi chetoni (chetosi) con una catena lineare di atomi di carbonio (m = 3-9), ciascuno dei quali (eccetto il carbonio carbonilico) è associato a un gruppo ossidrile. Il più semplice dei monosaccaridi, la gliceraldeide, contiene un atomo di carbonio asimmetrico ed è noto come due antipodi ottici (D e L). I monosaccaridi aumentano rapidamente i livelli di zucchero nel sangue e hanno un alto indice glicemico, motivo per cui sono anche chiamati carboidrati veloci. Sono facilmente solubili in acqua e sintetizzati in piante verdi. I carboidrati costituiti da 3 o più unità sono detti complessi. Cibi ricchi di carboidrati lenti aumentano gradualmente il contenuto di glucosio e hanno un basso indice glicemico, per questo sono detti anche carboidrati lenti. I carboidrati complessi sono prodotti della policondensazione di zuccheri semplici (monosaccaridi) e, a differenza di quelli semplici, nel processo di scissione idrolitica sono in grado di decomporsi in monomeri, con la formazione di centinaia e migliaia di molecole di monosaccaridi.

Negli organismi viventi, i carboidrati le seguenti caratteristiche:

1. Funzioni strutturali e di supporto. I carboidrati sono coinvolti nella costruzione di vari strutture di sostegno. Poiché la cellulosa è il principale componente strutturale delle pareti cellulari delle piante, la chitina svolge una funzione simile nei funghi e fornisce anche rigidità all'esoscheletro degli artropodi.

2. Ruolo protettivo nelle piante. Alcune piante hanno formazioni protettive (spine, spine, ecc.) costituite da pareti cellulari di cellule morte.

3. Funzione plastica. I carboidrati fanno parte di molecole complesse (ad esempio, i pentosi (ribosio e desossiribosio) sono coinvolti nella costruzione di ATP, DNA e RNA).

4. funzione energetica. I carboidrati servono come fonte di energia: quando 1 grammo di carboidrati viene ossidato, vengono rilasciati 4,1 kcal di energia e 0,4 g di acqua.

5. Funzione di riserva. I carboidrati fungono da nutrienti di riserva: il glicogeno negli animali, l'amido e l'inulina nelle piante.

6. Funzione osmotica. I carboidrati sono coinvolti nella regolazione della pressione osmotica nel corpo. Quindi, il sangue contiene 100-110 mg/% di glucosio, la pressione osmotica del sangue dipende dalla concentrazione di glucosio.

7. Funzione del recettore. Gli oligosaccaridi fanno parte della parte ricettiva di molti recettori cellulari o molecole di ligando.

18. Monosaccaridi: triosi, tetrosi, pentosi, esosi. Struttura, forme aperte e cicliche. Isomeria ottica. Proprietà chimiche del glucosio, fruttosio. Reazioni qualitative al glucosio.

Monosaccaridi(dal greco monos- l'unico, saccar- zucchero) - i carboidrati più semplici che non si idrolizzano per formare carboidrati più semplici - sono generalmente incolori, facilmente solubili in acqua, scarsamente alcolici e completamente insolubili nell'etere, composti organici solidi trasparenti, uno dei principali gruppi di carboidrati, il più forma semplice Sahara. Soluzione acquosa avere un pH neutro. Alcuni monosaccaridi hanno un sapore dolce. I monosaccaridi contengono un gruppo carbonilico (aldeide o chetone), quindi possono essere considerati derivati degli alcoli polivalenti. Un monosaccaride con un gruppo carbonilico all'estremità della catena è un'aldeide e viene chiamato aldoso. In qualsiasi altra posizione del gruppo carbonilico, il monosaccaride è un chetone e viene chiamato chetosi. A seconda della lunghezza della catena di carbonio (da tre a dieci atomi), ci sono triosi, tetrosi, pentosi, esosi, eptosi e così via. Tra questi i più diffusi in natura sono i pentosi e gli esosi. Monosaccaridi - costruzioni da cui vengono sintetizzati disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.

D-glucosio (zucchero d'uva o destrosio, C 6 H 12 O 6) - zucchero a sei atomi ( esoso), un'unità strutturale (monomero) di molti polisaccaridi (polimeri) - disaccaridi: (maltosio, saccarosio e lattosio) e polisaccaridi (cellulosa, amido). Altri monosaccaridi sono generalmente noti come componenti di di-, oligo- o polisaccaridi e sono rari allo stato libero. I polisaccaridi naturali fungono da principali fonti di monosaccaridi.

Reazione qualitativa:

Aggiungiamo alcune gocce di soluzione di solfato di rame (II) e una soluzione alcalina a una soluzione di glucosio. Non si forma precipitazione di idrossido di rame. La soluzione diventa blu brillante. In questo caso, il glucosio dissolve l'idrossido di rame (II) e si comporta come un alcol polivalente, formando un composto complesso.
Riscaldiamo la soluzione. In queste condizioni, la reazione con l'idrossido di rame (II) dimostra le proprietà riducenti del glucosio. Il colore della soluzione inizia a cambiare. Innanzitutto, si forma un precipitato giallo di Cu 2 O, che col tempo forma cristalli rossi di CuO più grandi. Il glucosio viene ossidato ad acido gluconico.

2HOCH 2 -(CHOH) 4) -CH \u003d O + Cu (OH) 2 2HOCH 2 - (CHOH) 4) -COOH + Cu 2 O ↓ + 2H 2 O

19. Oligosaccaridi: struttura, proprietà. Disaccaridi: maltosio, lattosio, cellobiosio, saccarosio. Ruolo biologico.

La maggior parte oligosaccaridiÈ rappresentato dai disaccaridi, tra i quali saccarosio, maltosio e lattosio svolgono un ruolo importante per l'organismo animale. Il disaccaride del cellobiosio ha importanza per la vita vegetale.
I disaccaridi (biosi) dopo idrolisi formano due monosaccaridi identici o diversi. Per stabilire la loro struttura è necessario sapere da quali monosi è costituito il disaccaride; in quale forma, furanosio o piranosio, è il monosaccaride nel disaccaride; Quali idrossili sono coinvolti nel legame di due semplici molecole di zucchero.
I disaccaridi possono essere divisi in due gruppi: zuccheri non riducenti e riducenti.
Il primo gruppo comprende il trealosio (zucchero dei funghi). È incapace di tautomerismo: il legame estere tra due residui di glucosio si forma con la partecipazione di entrambi gli idrossili glucosidici
Il secondo gruppo comprende il maltosio (zucchero di malto). È capace di tautomerismo, poiché solo uno degli idrossili glucosidici viene utilizzato per formare un legame estere e, quindi, contiene un gruppo aldeidico in forma nascosta. Il disaccaride riducente è capace di mutarotazione. Reagisce con i reagenti per un gruppo carbonilico (simile al glucosio), viene ridotto ad un alcol polivalente, ossidato ad un acido
I gruppi idrossilici dei disaccaridi entrano nelle reazioni di alchilazione e acilazione.
saccarosio(barbabietola, zucchero di canna). Molto comune in natura. Si ottiene dalla barbabietola da zucchero (contenuto fino al 28% sulla sostanza secca) e dalla canna da zucchero. È uno zucchero non riducente, poiché si forma anche il ponte dell'ossigeno con la partecipazione di entrambi i gruppi idrossilici glicosidici

Maltosio(dall'inglese. malto- malto) - zucchero di malto, un disaccaride naturale costituito da due residui di glucosio; contenuto in grandi quantità nei chicchi germogliati (malto) di orzo, segale e altri cereali; si trova anche nei pomodori, nel polline e nel nettare di numerose piante. Il maltosio viene facilmente assorbito dal corpo umano. La scomposizione del maltosio in due residui di glucosio avviene a seguito dell'azione dell'enzima a-glucosidasi, o maltasi, contenuto nel succhi digestivi animali ed esseri umani, nel grano germinato, in muffe e lievito

Cellobiosio- 4-(β-glucosido)-glucosio, un disaccaride costituito da due residui di glucosio legati da un legame β-glucosidico; l'unità strutturale di base della cellulosa. Il cellobiosio si forma durante l'idrolisi enzimatica della cellulosa da parte dei batteri che vivono nel tratto gastrointestinale dei ruminanti. Il cellobiosio viene poi scisso dall'enzima batterico β-glucosidasi (cellobiasi) in glucosio, che garantisce l'assimilazione della parte cellulosica della biomassa da parte dei ruminanti.

Lattosio(zucchero del latte) C12H22O11 è un carboidrato del gruppo dei disaccaridi presente nel latte. La molecola del lattosio è costituita da residui di molecole di glucosio e galattosio. Utilizzato per cucinare strumenti della cultura come nella produzione della penicillina. Usato come eccipiente(riempitivo) dentro industria farmaceutica. Dal lattosio si ottiene il lattulosio, un farmaco prezioso per il trattamento disturbi intestinali ad esempio, stitichezza.

20. Omopolisaccaridi: amido, glicogeno, cellulosa, destrine. Struttura, proprietà. ruolo biologico. Reazione qualitativa all'amido.

Omopolisaccaridi ( glicani ), costituiti da residui di un monosaccaride, possono essere esosi o pentosi, ovvero come monomero può essere utilizzato esoso o pentoso. Dipende da natura chimica i polisaccaridi distinguono tra glucani (da residui di glucosio), mannani (da mannosio), galattani (da galattosio) e altri composti simili. Il gruppo degli omopolisaccaridi comprende composti organici di origine vegetale (amido, cellulosa, pectina), animale (glicogeno, chitina) e batterica ( destran) origine.

I polisaccaridi sono essenziali per la vita degli animali e organismi vegetali. È una delle principali fonti di energia del corpo derivante dal metabolismo. I polisaccaridi prendono parte ai processi immunitari, forniscono l'adesione delle cellule ai tessuti e costituiscono la maggior parte della materia organica nella biosfera.

Amido (C 6 H 10 O 5) n - una miscela di due omopolisaccaridi: lineare - amilosio e ramificato - amilopectina, il cui monomero è l'alfa-glucosio. Sostanza amorfa bianca, insolubile in acqua fredda, capace di rigonfiamento e parzialmente solubile in acqua calda. Peso molecolare 10 5 -10 7 Dalton. L'amido, sintetizzato da diverse piante nei cloroplasti, sotto l'azione della luce durante la fotosintesi, differisce leggermente nella struttura dei grani, nel grado di polimerizzazione delle molecole, nella struttura delle catene polimeriche e proprietà fisiche e chimiche. Di norma, il contenuto di amilosio nell'amido è del 10-30%, amilopectina - 70-90%. La molecola di amilosio contiene, in media, circa 1.000 residui di glucosio legati da legami alfa-1,4. Sezioni lineari separate della molecola di amilopectina sono costituite da 20-30 di tali unità e nei punti di ramificazione dell'amilopectina i residui di glucosio sono collegati da legami alfa-1,6 intercatena. Con l'idrolisi acida parziale dell'amido si formano polisaccaridi con un grado inferiore di polimerizzazione: destrine ( C 6 H 10 O 5) p, e con idrolisi completa - glucosio.

Glicogeno (C 6 H 10 O 5) n - un polisaccaride costituito da residui di alfa-D-glucosio - il principale polisaccaride di riserva degli animali superiori e dell'uomo, è contenuto sotto forma di granuli nel citoplasma delle cellule in quasi tutti gli organi e tessuti, tuttavia, la sua quantità maggiore si accumula nei muscoli e nel fegato. La molecola di glicogeno è costituita da catene ramificate di poliglucosidi, in una sequenza lineare delle quali i residui di glucosio sono collegati da legami alfa-1,4 e nei punti di ramificazione da legami alfa-1,6 intercatena. La formula empirica del glicogeno è identica a quella dell'amido. Nella struttura chimica, il glicogeno è vicino all'amilopectina con una ramificazione della catena più pronunciata, quindi a volte viene chiamato con il termine impreciso "amido animale". Peso molecolare 10 5 -10 8 Dalton e superiori. Negli organismi animali, è un analogo strutturale e funzionale del polisaccaride vegetale - amido. Il glicogeno forma una riserva di energia che, se necessario, per compensare un'improvvisa mancanza di glucosio può essere rapidamente mobilitata: una forte ramificazione della sua molecola porta alla presenza di un gran numero di residui terminali, che forniscono la capacità di scindersi rapidamente la quantità necessaria di molecole di glucosio. A differenza della riserva di trigliceridi (grassi), la riserva di glicogeno non è così capiente (in calorie per grammo). Solo il glicogeno immagazzinato nelle cellule del fegato (epatociti) può essere convertito in glucosio per nutrire tutto il corpo, mentre gli epatociti sono in grado di immagazzinare fino all’8% del loro peso sotto forma di glicogeno, che è concentrazione massima tra tutti i tipi di cellule. La massa totale di glicogeno nel fegato degli adulti può raggiungere 100-120 grammi. Nei muscoli, il glicogeno viene scomposto in glucosio esclusivamente per il consumo locale e si accumula in concentrazioni molto inferiori (non più dell'1% della massa muscolare totale), tuttavia, le scorte totali nei muscoli possono superare quelle accumulate negli epatociti.

Cellulosa(fibra) - il polisaccaride strutturale più comune flora, costituito da residui di alfa-glucosio presentati in forma beta-piranosio. Pertanto, nella molecola di cellulosa, le unità monomeriche di beta-glucopiranosio sono collegate linearmente tra loro da legami beta-1,4. Con l'idrolisi parziale della cellulosa si forma il disaccaride cellobiosio e con l'idrolisi completa il D-glucosio. Nel tratto gastrointestinale umano, la cellulosa non viene digerita come un insieme enzimi digestivi non contiene beta-glucosidasi. Tuttavia, la presenza di una quantità ottimale fibra vegetale negli alimenti contribuisce alla normale formazione delle feci. Possedendo un'elevata resistenza meccanica, la cellulosa svolge il ruolo materiale di supporto piante, ad esempio, nella composizione del legno, la sua quota varia dal 50 al 70% e il cotone è quasi al cento per cento cellulosa

Viene effettuata una reazione qualitativa all'amido soluzione alcolica iodio. Quando interagisce con lo iodio, l'amido forma un composto complesso di colore blu-viola.

Carboidrati , O Sahara , è uno dei gruppi principali materia organica negli organismi viventi. Sono i prodotti primari della fotosintesi e i prodotti iniziali della biosintesi di altre sostanze ( acidi organici, aminoacidi) nelle piante. I carboidrati si trovano anche nelle cellule di altri organismi.

Esempio 1

Le cellule animali contengono l'1-2% di carboidrati in peso di sostanza secca e nelle cellule vegetali raggiunge l'85-90%.

La struttura dei carboidrati

I carboidrati sono composti da un idrocarburo, ossigeno e idrogeno e la maggior parte dei carboidrati ha lo stesso rapporto tra idrogeno e ossigeno di una molecola d'acqua (da cui il nome - carboidrati).

A seconda della struttura, i carboidrati si dividono in monosaccaridi e polisaccaridi (semplici e complessi).

A seconda del numero di atomi di idrocarburi, esistono tali monosaccaridi: triosi (3C - tre atomi di carbonio nella catena), tetrosi (4C), pentosi, esosi, eptosi.

Monosaccaridi , che hanno cinque o più atomi di idrocarburi, quando disciolti in acqua, talvolta acquisiscono una struttura ad anello.

IN vivo i più comuni sono i pentosi (ribosio, desossiribosio, ribulosio) e gli esosi (glucosio, fruttosio, galattosio).

Osservazione 2

Ribosio e desossiribosio lo sono parti costituenti ATP e acidi nucleici. Il glucosio è una fonte universale di energia.

Grazie alla trasformazione dei monosaccaridi, le cellule non solo ricevono energia, ma avviene anche la biosintesi di molte sostanze organiche e contribuiscono anche alla neutralizzazione e all'eliminazione dal corpo sostanze tossiche, che cadono all'esterno o quelli che si sono formati nel processo di metabolismo (metabolismo), ad esempio, nel processo di disgregazione delle proteine.

Disaccaridi e polisaccaridi formato dalla combinazione di due o più monosaccaridi, come glucosio, xilosio, galattosio, arabinosio o manosio.

Esempio 2

Quando due molecole di monosaccaride si combinano, si forma una molecola di disaccaride e viene rilasciata acqua. Rappresentanti tipici di questo gruppo: saccarosio (zucchero di canna), lattosio (zucchero del latte). maltosio (zucchero di malto),

Per le loro proprietà, i disaccaridi sono vicini ai monosaccaridi.

I mono- e i disaccaridi sono altamente solubili in acqua e hanno un sapore dolce. Con un aumento del numero di monomeri, la solubilità dei polisaccaridi diminuisce, scompare sapore dolce. I polisaccaridi includono amido, cellulosa, inulina, glicogeno e chitina.

Polisaccaridi (glicogeno, cellulosa e amido) sono costituiti da monomeri di glucosio, ma i legami nelle loro molecole sono diversi. Inoltre, anche la natura della ramificazione delle catene polimeriche è diversa: nella cellulosa le catene non si ramificano, nel glicogeno si ramificano più fortemente che nell'amido.

Il valore dei carboidrati

Osservazione 3

L’importanza principale dei carboidrati è legata alla loro funzione energetica.

Come risultato della loro decomposizione enzimatica e ossidazione, viene rilasciata energia, che viene successivamente utilizzata dalla cellula.

I polisaccaridi svolgono il ruolo di prodotti di riserva e fonti di energia (amido, glicogeno), facilmente mobilizzabili, e vengono utilizzati anche come materiale da costruzione(cellulosa, chitina).

I polisaccaridi sono sostanze di stoccaggio convenienti per una serie di motivi:

a causa della loro insolubilità in acqua, non agiscono sulla cellula né osmoticamente né chimicamente, il che è abbastanza importante, poiché possono essere conservati a lungo in una cellula vivente;
trovandosi allo stato solido disidratato, i polisaccaridi aumentano la massa utile delle sostanze di riserva risparmiandone il volume.

Allo stesso tempo, la probabilità di utilizzare questi prodotti da parte di vari microrganismi (e agenti patogeni), funghi che, come sapete, non sono in grado di ingoiare il cibo, ma assorbire i nutrienti dall'intera superficie del corpo, è significativamente ridotta. Alla fine, se necessario, i polisaccaridi di riserva vengono facilmente convertiti mediante idrolisi in zuccheri semplici.

I carboidrati svolgono una serie di funzioni nella cellula. I polisaccaridi vengono accumulati nutrienti di riserva(glicogeno - nelle cellule del fegato e nei muscoli, amido - nei tuberi e nei rizomi delle piante);

funzione energetica associato al rilascio di energia durante l'ossidazione delle molecole di carboidrati (l'ossidazione di 1 g di carboidrati libera 17,6 kJ di energia);

funzione strutturale associato alla presenza di cellule vegetali membrana di cellulosa, che funge da scheletro esterno. I carboidrati fanno parte del glicocalice delle cellule animali.

Cellulosa e chitina

Cellulosa è uno dei componenti strutturali più importanti delle pareti cellulari di alcuni protisti, funghi, piante e costituisce in media il 26-40% del materiale della parete cellulare, e la fibra di cotone è costituita quasi interamente da cellulosa. La cellulosa è cibo per molti batteri, animali e funghi. Tuttavia, la maggior parte degli animali, così come gli esseri umani, non hanno l’enzima cellulasi nel tratto gastrointestinale, che scompone la cellulosa in glucosio, e non possono digerire la cellulosa. Tuttavia, le fibre di cellulosa svolgono ancora un ruolo importante nella nutrizione, conferendo al cibo una consistenza voluminosa e grossolana che stimola la peristalsi intestinale. Nei ruminanti la cellulosa viene digerita nell'intestino da batteri e protozoi.

Chitina fa parte delle pareti cellulari di alcuni protisti e funghi, svolgendo una funzione di sostegno, e in alcuni animali (soprattutto artropodi) è una componente importante del loro scheletro esterno.

Abstract: Il ruolo biologico dei carboidrati

agenzia federale di istruzione

Test

nella disciplina “Fondamenti fisiologici e igienico-sanitari dell'alimentazione”

argomento: "Il ruolo biologico dei carboidrati"

introduzione

1. Carboidrati e loro importanza nell'alimentazione

2. Tipi di carboidrati

Conclusione

Bibliografia

introduzione

Igiene alimentare - la scienza delle leggi e dei principi dell'organizzazione dell'alimentazione razionale (ottimale) per una persona sana e malata. Nel suo quadro, i fondamenti scientifici e misure pratiche ottimizzazione della nutrizione vari gruppi popolazione e protezione sanitaria delle risorse alimentari, delle materie prime e dei prodotti in tutte le fasi della loro produzione e rotazione.

Aspetti fondamentali dell'igiene alimentare sono legati allo studio processi fisiologici, meccanismi biochimici di digestione, assimilazione del cibo e metabolismo cellulare dei nutrienti e di altri componenti alimentari, nonché nutriogenomica, ad es. fondamenti della regolazione nutrizionale dell'espressione genica.

L'igiene alimentare, da un lato, determina le norme bisogni fisiologici in nutrienti ed energia, sviluppa requisiti per la qualità dei prodotti alimentari e raccomandazioni per l'uso di vari gruppi alimentari a seconda dell'età, della situazione sociale, geografica e fattori ambientali, condizioni di dieta e nutrizione e, dall'altro, regola le misure per l'esame sanitario ed epidemiologico (igienico) della qualità e della sicurezza dei prodotti alimentari e dei materiali a contatto con essi e per il monitoraggio della conformità delle strutture alimentari nella fase della loro costruzione e durante il funzionamento.

L'igiene nutrizionale come scienza si sta sviluppando utilizzando la metodologia generale della ricerca scientifica nel campo della fisiologia, biochimica, tossicologia, microbiologia, epidemiologia, malattie interne, nonché i propri approcci e metodi unici, inclusa la valutazione dello stato nutrizionale, dello stato nutrizionale parametri e adattamento nutrizionale, indicatori di E. nutrizionale valore biologico prodotti.

Il periodo moderno di sviluppo dell'igiene alimentare è associato all'implementazione delle seguenti aree scientifiche e pratiche:

sviluppo delle basi della politica statale nel campo della sana alimentazione della popolazione russa;

ricerca fondamentale sui fondamenti fisiologici e biochimici della nutrizione;

monitoraggio continuo dello stato nutrizionale della popolazione russa;

organizzazione della prevenzione delle malattie alimentari dipendenti;

ricerca sulla sicurezza alimentare;

sviluppo di approcci scientifici e metodologici per la valutazione di fonti alimentari non tradizionali e nuove;

sviluppo e miglioramento fondamenti scientifici e pratica dell'alimentazione infantile, dietetica e preventiva;

giustificazione scientifica e attuazione pratica del sistema di adattamento alimentare nelle moderne condizioni ambientali;

ampia introduzione di programmi e progetti educativi ed educativi sia nel sistema formazione professionale e dell’istruzione, e nella società nel suo insieme.

Attualmente, per la terza volta negli ultimi 100 anni, l'igiene alimentare sta acquisendo un potente carattere sociale, garantendo lo sviluppo di approcci statali nel campo della nutrizione della popolazione.

La nutrizione è uno dei fattori critici determinare la salute della popolazione. Una corretta alimentazione garantisce la normale crescita e sviluppo dei bambini, contribuisce alla prevenzione delle malattie, prolunga la vita delle persone, aumenta l'efficienza e crea le condizioni per il loro adeguato adattamento all'ambiente.

Tuttavia, dentro ultimo decennio lo stato di salute della popolazione è caratterizzato da trend negativi. L'aspettativa di vita della popolazione in Russia è molto inferiore a quella della maggior parte dei paesi paesi sviluppati. L’aumento della frequenza delle malattie cardiovascolari, oncologiche e di altre malattie croniche non trasmissibili è in una certa misura associato all’alimentazione. La maggior parte della popolazione russa ha rivelato violazioni Nutrizione corretta a causa sia dell'insufficiente apporto di nutrienti, principalmente vitamine, macro e microelementi (calcio, iodio, ferro, fluoro, zinco, ecc.), proteine complete, sia del loro rapporto irrazionale.

Uno di elementi importanti sono carboidrati. Essifungere da principale fonte di energia. Oltre il 56% dell'energia che il corpo riceve dai carboidrati, il resto da proteine e grassi.

Il mondo dei carboidrati ci sembra molto ambiguo. Talvolta la causa viene attribuita ai carboidrati peso in eccesso. E a volte, al contrario, dicono che i carboidrati lo sono fonte ideale energia per il corpo.

1. Carboidrati e loro importanza nell'alimentazione

Per la prima volta il termine "carboidrati" fu proposto dal professore dell'Università di Derpt (ora Tartu) K.G. Schmidt nel 1844. A quel tempo si presumeva che tutti i carboidrati avessero la formula generale Cm (H 2O ) n, cioè carboidrati + acqua. Da qui il nome "carboidrati". Successivamente si è scoperto che un certo numero di composti appartenenti alla classe dei carboidrati per le loro proprietà contengono idrogeno e ossigeno in una proporzione leggermente diversa da quella indicata nella formula generale.

Nel 1927, la Commissione internazionale per la riforma della nomenclatura chimica propose di sostituire il termine "carboidrati" con il termine "glicidi", ma il vecchio nome "carboidrati" ha messo radici ed è generalmente riconosciuto.

I carboidrati si formano nelle piante durante la fotosintesi ed entrano nel corpo principalmente con prodotti vegetali. Tuttavia, i carboidrati aggiunti, che il più delle volte sono rappresentati da saccarosio (o miscele di altri zuccheri) ottenuti industrialmente e poi introdotti nelle formulazioni alimentari, stanno diventando sempre più importanti in ambito nutrizionale.

L'entità del bisogno di carboidrati per una persona è determinata dal loro ruolo principale nel fornire energia al corpo e dall'indesiderabilità della sintesi del glucosio dai grassi (e ancor più dalle proteine) e dipende direttamente dal consumo di energia. Il fabbisogno medio di carboidrati per coloro che non sono impegnati in lavori fisici pesanti è di 400-500 g al giorno.

La capacità dei carboidrati di essere una fonte di energia altamente efficiente è alla base della loro azione di risparmio proteico. Se con il cibo viene fornita una quantità sufficiente di carboidrati, gli aminoacidi vengono utilizzati nel corpo come materiale energetico solo in piccola parte. Sebbene i carboidrati non siano tra i fattori nutrizionali essenziali e possano essere formati nell'organismo a partire da aminoacidi e glicerolo, la quantità minima di carboidrati nella dieta quotidiana non dovrebbe essere inferiore a 50-60 g.

Un'ulteriore diminuzione della quantità di carboidrati porta a forti disturbi nei processi metabolici. Il consumo eccessivo di carboidrati porta all’obesità. Quando quantità significative di zuccheri vengono ingerite con il cibo, non riescono a depositarsi completamente sotto forma di glicogeno e il loro eccesso si trasforma in trigliceridi, contribuendo all'aumento dello sviluppo del tessuto adiposo. Contenuto aumentato L'insulina nel sangue aiuta ad accelerare questo processo, poiché l'insulina ha un potente effetto stimolante sulla deposizione di grasso.

Quando si costruiscono diete, è estremamente importante non solo soddisfare i bisogni umani quantità richiesta carboidrati, ma anche per scegliere il rapporto ottimale qualitativamente vari tipi carboidrati. È molto importante tenere conto del rapporto nella dieta tra carboidrati facilmente digeribili (zuccheri) e assorbiti lentamente (amido, glicogeno).

A differenza degli zuccheri, l’amido e il glicogeno vengono scomposti lentamente nell’intestino. Allo stesso tempo, il contenuto di zucchero nel sangue aumenta gradualmente. A questo proposito è consigliabile soddisfare il fabbisogno di carboidrati dovuto principalmente ai carboidrati ad assorbimento lento. Dovrebbero rappresentare l'80 - 90% del consumo totale i miei carboidrati. La limitazione dei carboidrati facilmente digeribili è di particolare importanza per coloro che soffrono di aterosclerosi, malattie cardiovascolari, diabete e obesità.

I carboidrati sono i principali elementi apportatori di energia nell'alimentazione umana, fornendo il 50-70% del totale valore dell'energia dieta.

Insieme alla principale funzione energetica, i carboidrati sono coinvolti nel metabolismo plastico. I carboidrati hanno un effetto anti-chetogenico stimolando l'ossidazione dell'acetil coenzima A, che si forma durante l'ossidazione degli acidi grassi. La principale fonte di carboidrati nella dieta umana sono gli alimenti vegetali, mentre nei prodotti animali si trovano solo lattosio e glicogeno.

La funzione principale dei carboidrati è fornire energia per tutti i processi del corpo. Le cellule sono in grado di ricevere energia dai carboidrati, come nel caso della loro ossidazione, cioè "combustione" e in condizioni anaerobiche (senza accesso di ossigeno). Come risultato del metabolismo di 1 g di carboidrati, il corpo riceve energia equivalente a 4 kcal. Il metabolismo dei carboidrati è strettamente correlato al metabolismo dei grassi e delle proteine, che garantisce le loro reciproche trasformazioni. Con una moderata carenza di carboidrati nella dieta, i grassi depositati e con una carenza profonda (meno di 50 g al giorno) e di aminoacidi (sia liberi che provenienti dalla composizione delle proteine muscolari) sono coinvolti nel processo di gluconeogenesi, portando alla ottenere necessario per il corpo energia. Il dolore muscolare dopo un duro lavoro è il risultato dell'azione dell'acido lattico sulle cellule, che si forma durante la scomposizione anaerobica dei carboidrati, quando è necessario garantire il lavoro cellule muscolari non c'è abbastanza ossigeno nel sangue.

Spesso una forte restrizione dei carboidrati nella dieta porta a significativi disturbi metabolici. In questo caso, il metabolismo delle proteine è particolarmente influenzato. Le proteine con carenza di carboidrati vengono utilizzate per altri scopi: diventano una fonte di energia e partecipano ad alcune importanti reazioni chimiche. Ciò porta ad una maggiore formazione di sostanze azotate e, di conseguenza, ad un aumento del carico sui reni, a disturbi del metabolismo del sale e ad altre conseguenze dannose per la salute.

Con una carenza di carboidrati nel cibo, il corpo utilizza non solo le proteine, ma anche i grassi per la sintesi energetica. Con una maggiore scomposizione dei grassi, possono verificarsi violazioni processi metabolici associato alla formazione accelerata di chetoni (questa classe di sostanze include il noto acetone) e al loro accumulo nel corpo. Un'eccessiva formazione di chetoni con aumento dell'ossidazione dei grassi e parzialmente delle proteine può portare all'"acidificazione" ambiente interno organismo e avvelenamento del tessuto cerebrale fino allo sviluppo di coma acidotico con perdita di coscienza. Con un apporto sufficiente di carboidrati dal cibo, le proteine vengono utilizzate principalmente per il metabolismo plastico e non per la produzione di energia. Pertanto, i carboidrati sono necessari per l'uso razionale delle proteine. Sono inoltre in grado di stimolare l'ossidazione dei prodotti intermedi del metabolismo degli acidi grassi.

Questo, tuttavia, non esaurisce il ruolo dei carboidrati. Sono parte integrante delle molecole di alcuni aminoacidi, sono coinvolti nella costruzione di enzimi, nella formazione di acidi nucleici, sono precursori nella formazione di grassi, immunoglobuline, che svolgono un ruolo importante nel sistema immunitario e glicoproteine - complessi di carboidrati e proteine che sono componenti essenziali membrane cellulari. Gli acidi ialuronici e altri mucopolisaccaridi formano uno strato protettivo tra tutte le cellule che compongono il corpo.

L'interesse per i carboidrati è stato frenato dall'estrema complessità della loro struttura. A differenza dei monomeri degli acidi nucleici (nucleotidi) e delle proteine (amminoacidi), che possono legarsi insieme solo in un modo specifico, le unità monosaccaridiche negli oligosaccaridi e nei polisaccaridi possono legarsi insieme in diversi modi in molte posizioni diverse.

Dalla seconda metà del XX secolo. sta succedendo sviluppo rapido chimica e biochimica dei carboidrati, dovuta a il loro importante significato biologico.

I carboidrati, insieme alle proteine e ai lipidi, sono i composti chimici più importanti che compongono gli organismi viventi. Negli esseri umani e negli animali, i carboidrati funzionano caratteristiche importanti: energia ( vista principale combustibile cellulare), strutturale (componente obbligatorio della maggior parte delle strutture intracellulari) e protettivo (partecipazione dei componenti carboidratici delle immunoglobuline al mantenimento dell'immunità).

I carboidrati (ribosio, desossiribosio) vengono utilizzati per la sintesi degli acidi nucleici; sono costituenti di coenzimi nucleotidici che svolgono un ruolo estremamente importante nel metabolismo degli esseri viventi. Recentemente, i biopolimeri misti contenenti carboidrati hanno attirato sempre più attenzione: glicopeptidi e glicoproteine, glicolipidi e lipopolisaccaridi, glicolipoproteine, ecc. Queste sostanze svolgono funzioni complesse e importanti nell'organismo.

Quindi, lo metterò in evidenza B significato biologico dei carboidrati:

I carboidrati svolgono una funzione plastica, cioè sono coinvolti nella costruzione di ossa, cellule, enzimi. Costituiscono il 2-3% in peso.

I carboidrati sono la principale materia energetica. Quando 1 grammo di carboidrati viene ossidato, vengono rilasciati 4,1 kcal di energia e 0,4 g di acqua.

Il sangue contiene 100-110 mg di glucosio. La pressione osmotica del sangue dipende dalla concentrazione di glucosio.

I pentosi (ribosio e desossiribosio) sono coinvolti nella costruzione dell'ATP.

I carboidrati svolgono un ruolo protettivo nelle piante.

2. Tipi di carboidrati

Esistono due gruppi principali di carboidrati: semplici e complessi. I carboidrati semplici includono glucosio, fruttosio, galattosio, saccarosio, lattosio e maltosio. Al complesso: amido, glicogeno, fibre e pectina.

I carboidrati si dividono in monosaccaridi (semplici), oligosaccaridi e polisaccaridi (complessi).

1. Monosaccaridi

glucosio

fruttosio

galattosio

mannosio

2. Oligosaccaridi

Disaccaridi

saccarosio (zucchero normale, di canna o di barbabietola)

maltosio

isomaltosio

lattosio

lattulosio

3.Polisaccaridi

destrano

glicogeno

· amido

cellulosa

galattomannani

Monosaccaridi(carboidrati semplici) sono i rappresentanti più semplici dei carboidrati e non si scompongono in composti più semplici durante l'idrolisi. I carboidrati semplici si dissolvono facilmente in acqua e vengono rapidamente digeriti. Hanno un sapore dolce pronunciato e sono classificati come zuccheri.

A seconda del numero di atomi di carbonio presenti nelle molecole, i monosaccaridi si dividono in triosi, tetrosi, pentosi ed esosi. Per l'uomo i più importanti sono gli esosi (glucosio, fruttosio, galattosio, ecc.) e i pentosi (ribosio, desossiribosio, ecc.).

Quando due monosaccaridi si combinano si formano i disaccaridi.

Il più importante di tutti i monosaccaridi è il glucosio, poiché è un'unità strutturale (mattone) per costruire la maggior parte dei di- e polisaccaridi alimentari. Il trasporto del glucosio nelle cellule è regolato in molti tessuti dall'ormone pancreatico insulina.

Negli esseri umani, il glucosio in eccesso viene convertito principalmente in glicogeno, l’unico carboidrato di riserva nei tessuti animali. Nel corpo umano contenuto generale il glicogeno è di circa 500 g: questa è la fornitura giornaliera di carboidrati utilizzata quando sono profondamente carenti nella nutrizione. Una carenza prolungata di glicogeno nel fegato porta alla disfunzione degli epatociti e alla sua infiltrazione grassa.

Oligosaccaridi- composti più complessi costituiti da più residui monosaccaridici (da 2 a 10). Si dividono in disaccaridi, trisaccaridi, ecc. I disaccaridi più importanti per l'uomo sono il saccarosio, il maltosio e il lattosio. Gli oligosaccaridi, che comprendono raffinosio, stachiosio, verbascosio, si trovano principalmente nei legumi e nei prodotti della loro lavorazione tecnologica, come la farina di soia, nonché in piccole quantità in molte verdure. I frutto-oligosaccaridi si trovano nei cereali (grano, segale), nelle verdure (cipolle, aglio, carciofi, asparagi, rabarbaro, cicoria), così come nelle banane e nel miele.

Del gruppo degli oligosaccaridi fanno parte anche le maltodestrine, che sono i principali componenti degli sciroppi e delle melasse prodotti industrialmente a partire da materie prime polisaccaridiche. Uno dei rappresentanti degli oligosaccaridi è il lattulosio, che si forma dal lattosio durante il trattamento termico del latte, ad esempio nella produzione di latte cotto e sterilizzato.

Gli oligosaccaridi non vengono praticamente scissi intestino tenue umano a causa della mancanza di enzimi appropriati. Per questo motivo ne hanno le proprietà fibra alimentare. Alcuni oligosaccaridi svolgono un ruolo essenziale nella vita della normale microflora dell'intestino crasso, il che consente loro di essere classificati come prebiotici - sostanze che vengono parzialmente fermentate da alcuni microrganismi intestinali e garantiscono il mantenimento della normale microbiocenosi intestinale.

Polisaccaridi- composti-polimeri ad alto peso molecolare formati da un gran numero di monomeri, che sono i resti di monosaccaridi. I polisaccaridi sono divisi in digeribili e indigeribili nel tratto gastrointestinale umano. Il primo sottogruppo comprende amido e glicogeno, il secondo - una varietà di composti, di cui le sostanze più importanti per l'uomo sono la cellulosa (fibra), l'emicilulosa e la pectina.

Oligo - e polisaccaridi sono combinati con il termine "carboidrati complessi". I mono e disaccaridi hanno un sapore dolce e per questo sono anche chiamati "zuccheri". I polisaccaridi non hanno un sapore dolce. La dolcezza del saccarosio è diversa. Se la dolcezza di una soluzione di saccarosio viene considerata pari al 100%, la dolcezza delle soluzioni equimolari è diversa. i loro zuccheri saranno: fruttosio - 173%, glucosio - 81%, maltosio e galattosio - 32% e lattosio - 16%.

Il principale polisaccaride digeribile è l'amido, la base alimentare di cereali, legumi e patate. Rappresenta fino all'80% dei carboidrati consumati con il cibo. È un polimero complesso costituito da due frazioni: amilosio - un polimero lineare e amilopectina - un polimero ramificato. È il rapporto tra queste due frazioni in varie fonti grezze di amido che determina le sue varie caratteristiche fisico-chimiche e tecnologiche, in particolare la solubilità in acqua a diverse temperature. La fonte dell'amido sono i prodotti vegetali, principalmente i cereali: cereali, farina, pane e patate.

Per facilitare l'assorbimento dell'amido da parte dell'organismo, il prodotto che lo contiene deve essere sottoposto a trattamento termico. In questo caso, la pasta di amido si forma in forma esplicita, ad esempio gelatina, o in forma latente come parte di una composizione alimentare: porridge, pane, pasta, piatti a base di legumi. I polisaccaridi dell'amido che entrano nell'organismo con il cibo subiscono in sequenza, a partire dalla cavità orale, la fermentazione delle maltodestrine, del maltosio e del glucosio, seguita da un'assimilazione quasi completa.

Il secondo polisaccaride digeribile è glicogeno. Il suo valore nutrizionale è piccolo: non più di 10-15 g di glicogeno nella composizione di fegato, carne e pesce vengono forniti con la dieta. Man mano che la carne matura, il glicogeno viene convertito in acido lattico.

Alcuni carboidrati complessi (fibre, cellulosa, ecc.) non vengono affatto digeriti nel corpo umano. Tuttavia, questo componente richiesto nutrizione: stimolano la motilità intestinale, la forma sgabello, contribuendo così all'eliminazione delle tossine e alla purificazione dell'organismo. Inoltre, la fibra, sebbene non digerita dall'uomo, funge da fonte di nutrimento per la benefica microflora intestinale.

Conclusione

L’importanza dei carboidrati nell’alimentazione umana è molto alta. Costituiscono la fonte di energia più importante, fornendo fino al 50-70% dell'apporto calorico totale.

La capacità dei carboidrati di essere una fonte energetica altamente efficiente è alla base della loro azione di “risparmio proteico”. Anche se i carboidrati non rientrano tra i fattori nutrizionali essenziali e possono essere formati nell'organismo a partire da aminoacidi e glicerolo, la quantità minima di carboidrati nella dieta quotidiana non deve essere inferiore a 50-60 g.

Con disturbi metabolici carboidrati numerose malattie sono strettamente correlate: diabete mellito, galattosemia, violazione del sistema di deposito glicogeno , intolleranza a latte eccetera. Va notato che nell' corpo umana e animale carboidrati sono presenti in quantità minore (non più del 2% del peso corporeo secco) rispetto a proteine e lipidi; negli organismi vegetali a causa della cellulosa alla quota di carboidrati rappresenta fino all'80% della massa secca, quindi, in generale, carboidrati della biosfera più di tutti gli altri composti organici messi insieme.