Биологическая химия

   3. функция запасных питательных веществ. Углеводы обладают способностью откладываться в организме в виде гликогена, который расходуется по мере надобности. Депо гликогена являются в основном печень и мышцы. При полноценном питании в печени может содержаться до 10% гликогена от веса печени, в мышцах — до 2%. При неблагоприятных условиях, например при голодании, запасы гликогена истощаются и его количество может снизиться до 0,2%;

   4. защитная функция. Вязкие секреты (слизи), выделяемые различными железами, богаты мукополисахаридами. Они предохраняют, стенки полых органов от механических повреждений, от проникновения патогенных бактерий и вирусов;

   5. регуляторная функция. В пище всегда содержится значительное количество сложного углевода — клетчатки, грубая структура которого вызывает механическое раздражение желудка и кишечника, участвуя таким образом в акте перистальтики;

   6. специфическая функция. Отдельные представители углеводов выполняют особые функции в организме, например, участвуют в проведении нервных импульсов, образовании антител, обеспечении специфичности групп крови, нормальной деятельности высшей нервной системы и т. д.

Углеводы принимают участие и в таком "космическом" процессе, как фотосинтез. В связи с этим важное Значение имеет обеспеченность организма необходимым количеством углеводов (суточная потребность в среднем составляет 400-450 г) в основном за счет продуктов питания.

Ниже приводится содержание углеводов в основных пищевых продуктах (в % от веса влажного продукта).

Элементарный состав и химическое строение углеводов

Углеводами называются органические вещества, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Водород и кислород в углеводах находятся в основном в таком же соотношении, как и в молекуле воды: на 2 атома водорода приходится 1 атом кислорода. Поэтому эти соединения стали называть углеводами. К ним относятся: глюкоза [С₆H₁₂О₆ → C₆(H₂О)₆], рибоза [С₅Н₁₀О₅ → С₅(Н₂O)₅], сахароза [С₁₂Н₂₂O₁₁ → С₁₂(Н₂O)₁₁] и др. Однако среди углеводов имеются соединения, не отвечающие такому правилу, такие, как рамноза (С₆Н₁₂O₅). С другой стороны, среди органических веществ существуют такие, в молекулах которых водород и кислород находятся в том же отношении (2:1), но они не принадлежат к углеводам, например уксусная кислота [СН₄O₂→С₂(Н₂O)₂].

Таким образом, название "углеводы" не точно соответствует химической структуре веществ этого ряда. Поэтому международная комиссия дала углеводам новое название — "глюциды".

Однако термин "углеводы" так широко вошел в теорию и практику, что им продолжают пользоваться и в настоящее время.

По своему строению углеводы являются альдегидами и кетонами многоатомных спиртов, из которых они могут быть получены окислением первичной или вторичной спиртовой группы.

Из курса органической химии известно, что спирты представляют собой производные углеводородов, в молекуле которых имеются одна или несколько гидроксильных групп — ОН. По числу этих групп спирты бывают одно-, двух-, трехатомными и т. д.

Общая формула спиртов следующая:

R-OH,

где R — углеводородный радикал.

Например, СН₃-ОН — метиловый спирт, С₂Н₅-ОН — этиловый спирт, СН₂-ОН-СН-ОН-СН₂-ОН — трехатомный спирт глицерин.

В зависимости от расположения гидроксильной группы различают спирты первичные и вторичные. Первичным называется спирт, у которого гидроксил находится при концевом радикале:

Вторичные спирты имеют гидроксильную группу, расположенную у углеводородного радикала, который связан с двумя соседними С-радикалами:

Если гидроксильная группа находится у С-атома, связанного с тремя углеводородными радикалами, то такой спирт называется третичным:

При окислении первичных спиртов образуются альдегиды:

В случае окисления вторичных спиртов получаются кетоны:

Альдегидоспиртом называется соединение, в составе которого имеется и альдегидная, и спиртовая (гидроксильная) группа:

В структуре кетоноспирта обнаружены кетонная и гидроксильная группы:

Классификация углеводов

Углеводы делятся на 3 большие группы:

   • моносахариды;

   • олигосахариды;

   • полисахариды.

Моносахариды — это простые углеводы, которые состоят только из одной молекулы.

Олигосахариды характеризуются тем, что при гидролизе распадаются на 2 и более моносахарида.

Полисахариды — это высокомолекулярные углеводы, состоящие из большого числа моносахаридов. Полисахариды разделяются на гомо- и гетерополисахариды. Гомополисахариды имеют в своем составе моносахариды только одного вида. Так, крахмал и гликоген состоят из большого числа только молекул глюкозы, а инулин — из фруктозы.

Гетерополисахариды представляют собой комплексы различных видов моносахаридов и их производных, соединенных с другими веществами.

Моносахариды