Растворимые в воде углеводы. Общая биология: Углеводы и липиды

служат основным источником энергии. Примерно 60% энергии организм получает за счет углеводов, остальную часть - за счет белков и жиров. Углеводы содержатся преимущественно в продуктах растительного происхождения.

В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения углеводы пищевых продуктов делятся на:

простые углеводы - моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (сахароза, лактоза);

сложные углеводы - полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).

Простые углеводы легко растворяются в воде и быстро усваиваются. Они обладают выраженным сладким вкусом и относятся к сахарам.

Простые углеводы. Моносахариды.
Моносахариды - самый быстрый и качественный источник энергии для процессов, происходящих в клетке.

Глюкоза - наиболее распространенный моносахарид. Она содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Глюкоза наиболее быстро и легко используется в организме для образования гликогена, для питания тканей мозга, работающих мышц (в том числе и сердечной мышцы), для поддержания необходимого уровня сахара в крови и создания запасов гликогена печени. Во всех случаях при большом физическом напряжении глюкоза может использоваться как источник энергии.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, и может рассматриваться как ценный, легкоусвояемый сахар. Однако она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро покидает кровяное русло. Фруктоза в значительном количестве (до 70 - 80%) задерживается в печени и не вызывает перенасыщение крови сахаром. В печени фруктоза более легко превращается в гликоген по сравнению с глюкозой. Фруктоза усваивается лучше сахарозы и отличается большей сладостью. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать меньшие ее количества для достижения необходимого уровня сладости продуктов и таким образом снизить общее потребление сахаров, что имеет значение при построении пищевых рационов ограниченной калорийности. Основными источниками фруктозы являются фрукты, ягоды, сладкие овощи.

Основными пищевыми источниками глюкозы и фруктозы служит мед: содержание глюкозы достигает 36.2%, фруктозы - 37.1%. В арбузах весь сахар представлен фруктозой, количество которой составляет 8%. В семечковых преобладает фруктоза, а в косточковых (абрикосы, персики, сливы) - глюкоза.

Галактоза является продуктом расщепления основного углевода молока - лактозы. Галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается.

Простые углеводы. Дисахариды.
Из дисахаридов в питании человека основное значение имеет сахароза, которая при гидролизе распадается на глюкозу и фруктозу.

Сахароза. Важнейший пищевой источник ее тростниковый и свекловичный сахар. Содержание сахарозы в сахаре-песке составляет 99.75%. Натуральными источниками сахарозы являются бахчевые, некоторые овощи и фрукты. Попадая в организм, она легко разлагается на моносахариды. Но это возможно, если мы потребляем сырой свекольный или тростниковый сок. Обыкновенный сахар имеет на много более сложный процесс усвоения.

Это важно! Избыток сахарозы оказывает влияние на жировой обмен, усиливая жирообразование. Установлено, что при избыточном поступлении сахара усиливается превращение в жир всех пищевых веществ (крахмала, жира, пищи, частично и белка). Таким образом, количество поступающего сахара может служить в известной степени фактором, регулирующим жировой обмен. Обильное потребление сахара приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в сыворотке крови. Избыток сахара отрицательно сказывается на функции кишечной микрофлоры. При этом повышается удельный вес гнилостных микроорганизмов, усиливается интенсивность гнилостных процессов в кишечнике, развивается метеоризм. Установлено, что в наименьшей степени эти недостатки проявляются при потреблении фруктозы.

Лактоза (молочный сахар) - основной углевод молока и молочных продуктов. Ее роль весьма значительна в раннем детском возрасте, когда молоко служит основным продуктом питания. При отсутствии или уменьшении фермента лактозы, расщепляющей лактозу до глюкозы и галактозы, в желудочно-кишечном тракте наступает непереносимость молока.

Сложные углеводы. Полисахариды.
Сложные углеводы, или полисахариды, характеризуются усложненным строением молекулы и плохой растворимостью в воде. К сложным углеводам относятся крахмал, гликоген, пектиновые вещества и клетчатка.

Мальтоза (солодовый сахар) - промежуточный продукт расщепления крахмала и гликогена в желудочно-кишечном тракте. В свободном виде в пищевых продуктах она встречается в меде, солоде, пиве, патоке и проросшем зерне.

Крахмал - важнейший поставщик углеводов. Он образуется и накапливается в хлоропластах зеленых частей растения в форме маленьких зернышек, откуда путем гидролизных процессов переходит в водорастворимые сахара, которые легко переносятся через клеточные мембраны и таким образом попадают в другие части растения, в семена, корни, клубни и другие. В организме человека крахмал сырых растений постепенно распадается в пищеварительном тракте, при этом распад начинается еще во рту. Слюна во рту частично превращает его в мальтозу. Вот почему хорошее пережевывание пищи и смачивание ее слюной имеет исключительно важное значение. Старайтесь в своем питании чаще использовать продукты, содержащие естественную глюкозу, фруктозу и сахарозу. Наибольшее количество сахара содержится в овощах, фруктах и сухофруктах, а также проросшем зерне.

Крахмал имеет основное пищевое значение. Высоким его содержанием в значительной степени обуславливается пищевая ценность зерновых продуктов. В пищевых рационах человека на долю крахмала приходится около 80% общего количества потребляемых углеводов. Превращение крахмала в организме в основном направлено на удовлетворение потребности в сахаре.

Гликоген в организме используется в качестве энергетического материала для питания работающих мышц, органов и систем. Восстановление гликогена происходит путем его его ресинтеза за счет глюкозы.

Пектины относятся к растворимым веществам, усваивающимися в организме. Современными исследованиями показано несомненное значение пектиновых веществ в питании здорового человека, а также возможность использовать их с терапевтической целью при некоторых заболеваниях преимущественно желудочно-кишечного тракта.

Клетчатка по химической структуре весьма близка к полисахаридам. Высоким содержанием клетчатки характеризуются зерновые продукты. Однако помимо общего количества клетчатки, важное значение имеет ее качество. Менее грубая, нежная клетчатка хорошо расщепляется в кишечнике и лучше усваивается. Такими свойствами обладает клетчатка картофеля и овощей. Клетчатка способствует выведению из организма холестерина.

Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат. Средняя потребность в углеводах для тех, кто не занят тяжелым физическим трудом, 400 - 500 г. в сутки. У спортсменов по мере увеличения интенсивности и тяжести физических нагрузок потребность в углеводах увеличивается и может возрастать до 800 г в сутки.

Это важно! Способность углеводов быть высокоэффективным источником энергии лежит в основе их сберегающего белок действия. При поступлении с пищей достаточного количества углеводов аминокислоты лишь в незначительной степени используются в организме как энергетический материал. Хотя углеводы не принадлежат к числу незаменимых факторов питания и могут образовываться в организме из аминокислот и глицерина, минимальное количество углеводов суточного рациона не должно быть ниже 50 - 60г., чтобы избежать кетоза, кислого состояния крови, которое может развиться, если для образования энергии используются преимущественно запасы жира. Дальнейшее снижение количества углеводов ведет к резким нарушениям метаболических процессов.

Если употреблять слишком много углеводов, больше, чем организм может преобразоваться в глюкозу или гликоген, то в результате, это ведет к ожирению. Когда телу нужно больше энергии, то жир преобразуется обратно в глюкозу, и вес тела снижается. При построении пищевых рационов чрезвычайно важно не только удовлетворить потребности человека в необходимом количестве углеводов, но и подобрать оптимальные соотношения качественно различных типов углеводов. Наиболее важно учитывать соотношение в рационе легкоусвояемых углеводов (сахаров) и медленно всасывающихся (крахмал, гликоген).

При поступлении с пищей значительных количеств сахаров они не могут полностью откладываться в виде гликогена, и их избыток превращается в триглицериды, способствуя усиленному развитию жировой ткани. Повышенное содержание в крови инсулина способствует ускорению этого процесса, поскольку инсулин оказывает мощное стимулирующее действие на жироотложение.

В отличие от сахаров крахмал и гликоген медленно расщепляются в кишечнике. Содержание сахара в крови при этом нарастает постепенно. В связи с этим целесообразно удовлетворять потребности в углеводах в основном за счет медленно всасывающихся углеводов. На их долю должно приходиться 80 - 90% от общего количества потребляемых углеводов. Ограничение легкоусвояемых углеводов приобретает особое значение для тех, кто страдает атеросклерозом, сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, ожирением.

Будет здорово, если вы напишете комментарий:

Органические соединения, которые являются основным источником энергии, называются углеводами. Чаще всего сахара встречаются в пище растительного происхождения. Дефицит углеводов может вызвать нарушение работы печени, а их избыток вызывает повышение уровня инсулина. Поговорим о сахарах подробнее.

Что такое углеводы?

Это органические соединения, которые содержат карбонильную группу и несколько гидроксильных. Они входят в состав тканей организмов, а также являются важным компонентом клеток. Выделяют моно -, олиго - и полисахариды, а также более сложные углеводы, такие как гликолипиды, гликозиды и другие. Углеводы являются продуктом фотосинтеза, а также основным исходным веществом биосинтеза других соединений в растениях. Благодаря большому разнообразию соединений данный класс способен играть многоплановые роли в живых организмах. Подвергаясь окислению, углеводы обеспечивают энергией все клетки. Они участвуют в становлении иммунитета, а также входят в состав многих клеточных структур.

Виды сахаров

Органические соединения делятся на две группы - простые и сложные. Углеводы первого типа - моносахариды, которые содержат карбонильную группу и представляют собой производные многоатомных спиртов. Ко второй группе принадлежат олигосахариды и полисахариды. Первые состоят их остатков моносахаридов (от двух до десяти), которые соединены гликозидной связью. Вторые могут содержать в своем составе и сотни и даже тысячи мономеров. Таблица углеводов, которые чаще всего встречаются, выглядит следующим образом:

1. Глюкоза.
2. Фруктоза.
3. Галактоза.
4. Сахароза.
5. Лактоза.
6. Мальтоза.
7. Раффиноза.
8. Крахмал.
9. Целлюлоза.
10. Хитин.
11. Мурамин.
12. Гликоген.

Список углеводов обширен. Остановимся на некоторых из них подробнее.

Простая группа углеводов

В зависимости от места, которое занимает карбонильная группа в молекуле, различают два вида моносахаридов - альдозы и кетозы. У первых функциональной группой является альдегидная, у вторых - кетонная. В зависимости от числа углеродных атомов, входящих в молекулу, складывается название моносахарида. Например, альдогексозы, альдотетрозы, кетотриозы и так далее. Эти вещества чаще всего не имеют цвета, плохо растворимы в спирте, но хорошо в воде. Простые углеводы в продуктах - твердые, не гидролизуются при переваривании. Некоторые из представителей обладают сладким вкусом.

Представители группы

Что относится к углеводам простого строения? Во-первых, это глюкоза, или альдогексоза. Она существует в двух формах - линейной и циклической. Наиболее точно описывает химические свойства глюкозы - это вторая форма. Альдогексоза содержит шесть атомов углерода. Вещество не имеет цвета, но зато сладкое на вкус. Отлично растворяется в воде. Встретить глюкозу можно практически везде. Она существует в органах растений и животных организмах, а также во фруктах. В природе альдогексоза образуется в процессе фотосинтеза.

Во-вторых, это галактоза. Вещество отличается от глюкозы расположением в пространстве гидроксильной и водородной групп у четвертого атома углерода в молекуле. Обладает сладким вкусом. Она встречается в животных и растительных организмах, а также в некоторых микроорганизмах.

И третий представитель простых углеводов - фруктоза. Вещество является самым сладким сахаром, полученным в природе. Она присутствует в овощах, фруктах, ягодах, меде. Легко усваивается организмом, быстро выводится из крови, что обуславливает ее применение больными сахарным диабетом. Фруктоза содержит мало калорий и не вызывает кариес.

Продукты, богатые простыми сахарами

1. 90 г - кукурузный сироп.
2. 50 г - сахара-рафинад.
3. 40,5 г - мед.
4. 24 г - инжир.
5. 13 г - курага.
6. 4 г - персики.

Суточное употребление данного вещества не должно превышать 50 г. Что касается глюкозы, то в этом случае соотношение будет немного другое:

1. 99,9 г - сахар-рафинад.
2. 80,3 г - мед.
3. 69,2 г - финики.
4. 66,9 г - перловая крупа.
5. 61,8 г - овсяные хлопья.
6. 60,4 г - гречка.

Чтобы рассчитать суточное употребление вещества, необходимо вес умножить на 2,6. Простые сахара обеспечивают энергией человеческий организм и помогают справляться с разными токсинами. Но нельзя забывать, что при любом употреблении должна быть мера, иначе серьезные последствия не заставят долго ждать.

Олигосахариды

Наиболее часто встречающимся видом в данной группе являются дисахариды. Что такое углеводы, содержащие несколько остатков моносахаридов? Они представляют собой гликозиды, содержащие мономеры. Моносахариды связаны между собой гликозидной связью, которая образуется в результате соединения гидроксильных групп. Исходя из строения дисахариды делятся на два виды: восстанавливающие и не восстанавливающие. К первому относится мальтоза и лактоза, а ко второму сахароза. Восстанавливающий тип обладает хорошей растворимостью и имеет сладкий вкус. Олигосахариды могут содержать более двух мономеров. Если моносахариды одинаковые, то такой углевод относится к группе гомополисахаридов, а если разные, то к гетерополисахаридов. Примером последнего типа является трисахарид раффиноза, которая содержит остатки глюкозы, фруктозы и галактозы.

Лактоза, мальтоза и сахароза

Последнее вещество хорошо растворяется, имеет сладкий вкус. Сахарный тростник и свекла являются источником получения дисахарида. В организме при гидролизе сахароза распадается на глюкозу и фруктозу. Дисахарид в больших количествах содержится в сахаре-рафинаде (99,9 г на 100 г продукта), в черносливе (67,4 г), в винограде (61,5 г) и в других продуктах. При избыточном поступлении этого вещества увеличивается способность превращаться в жир практически всех пищевых веществ. Также повышается уровень холестерина в крови. Большое количество сахарозы негативно влияет на кишечную флору.

Молочный сахар, или лактоза, содержится в молоке и его производных. Углевод расщепляется до галактозы и глюкозы благодаря специальному ферменту. Если его в организме нет, то наступает непереносимость молока. Солодовый сахар или мальтоза является промежуточным продуктом распада гликогена и крахмала. В пищевых продуктах вещество встречается в солоде, патоке, меде и проросших зернах. Состав углеводов лактозы и мальтозы представлен остатками мономеров. Только в первом случае ими являются D-галактоза и D-глюкоза, а во втором вещество представлено двумя D-глюкозами. Оба углевода являются восстанавливающимися сахарами.

Полисахариды

Что такое углеводы сложные? Они отличаются друг от друга по нескольким признакам:

1. По строению мономеров, включенных в цепь.

2. По порядку нахождения моносахаридов в цепи.

3. По типу гликозидных связей, которые соединяют мономеры.

Как и у олигосахаридов, в данной группе можно выделить гомо -, и гетерополисахариды. К первой относятся целлюлоза и крахмал, а ко второй - хитин, гликоген. Полисахариды являются важным источником энергии, который образуется в результате обмена веществ. Они участвуют в иммунных процессах, а также в сцеплении клеток в тканях.

Список сложных углеводов представлен крахмалом, целлюлозой и гликогеном, их мы рассмотрим подробнее. Одним из главных поставщиков углеводов является крахмал. Это соединения, которые включают сотни тысяч остатков глюкозы. Углевод рождается и хранится в виде зернышек в хлоропластах растений. Благодаря гидролизу крахмал переходит в водорастворимые сахара, что способствует свободному перемещению по частям растения. Попадая в человеческий организм, углевод начинает распадаться уже во рту. В наибольшем количестве крахмал содержат зерна злаков, клубни и луковицы растений. В рационе на его долю приходится около 80% всего количества употребляемых углеводов. Наибольшее количество крахмала, в расчете на 100 г продукта, содержится в рисе - 78 г. Чуть меньше в макаронах и пшене - 70 и 69 г. Сто грамм ржаного хлеба включает в себя 48 г крахмала, а в той же порции картофеля его количество достигает лишь 15 г. Суточная потребность человеческого организма в данном углеводе равна 330-450 г.

Зерновые продукты также содержат клетчатку или целлюлозу. Углевод входит в состав клеточных стенок растений. Его вклад равен 40-50 %. Человек не способен переварить целлюлозу, так нет необходимого фермента, который бы осуществлял процесс гидролиза. Но мягкий тип клетчатки, например, картофеля и овощей, способен хорошо усваиваться в пищеварительном тракте. Каково содержание данного углевода в 100 г еды? Ржаные и пшеничные отруби являются самыми богатыми клетчаткой продуктами. Их содержание достигает 44 г. Какао-порошок включает 35 г питательного углевода, а сухие грибы лишь 25. Шиповник и молотый кофе содержат 22 и 21 г. Одними из самых богатых на клетчатку фруктов являются абрикос и инжир. Содержание углевода в них достигает 18 г. В сутки человеку нужно съедать целлюлозы до 35 г. Причем наибольшая потребность в углеводе наступает в возрасте от 14 до 50 лет.

В роле энергетического материала для хорошей работы мышц и органов используется полисахарид гликоген. Пищевого значения он не имеет, так как содержание его в еде крайне низкое. Углевод иногда называют животным крахмалом из-за схожести в строении. В данной форме в животных клетках хранится глюкоза (в наибольшем количестве в печени и мышцах). В печени у взрослых людей количество углевода может достигать до 120 г. Лидером по содержанию гликогена являются сахар, мед и шоколад. Также большим содержанием углевода могут «похвастаться» финики, изюм, мармелад, сладкая соломка, бананы, арбуз, хурма и инжир. Суточная норма гликогена равна 100 г в сутки. Если человек интенсивно занимается спортом или выполняет большую работу, связанную с умственной деятельностью, количество углевода должно быть увеличено. Гликоген относится к легко усваиваемым углеводам, которые хранятся про запас, что говорит о его использовании только в случае недостатка энергии от других веществ.

К полисахаридам также относятся следующие вещества:

1. Хитин. Он входит в состав роговых оболочек членистоногих, присутствует в грибах, низших растениях и в беспозвоночных животных. Вещество играет роль опорного материала, а также выполняет механические функции.

2. Мурамин. Он присутствует в качестве опорно-механического материала клеточной стенки бактерий.

3. Декстраны. Полисахариды выступают как заменители плазмы крови. Их получают путем воздействия микроорганизмов на раствор сахарозы.

4. Пектиновые вещества. Находясь вместе с органическими кислотами, могут образовывать желе и мармелад.

Белки и углеводы. Продукты. Список

Человеческий организм нуждается в определенном количестве питательных веществ каждый день. Например, углеводов необходимо употреблять в расчете 6-8 г на 1 кг массы тела. Если человек ведет активный образ жизни, то количество будет увеличиваться. Углеводы в продуктах содержатся практически всегда. Составим список их присутствия на 100 г пищи:

1. Наибольшее количество (более 70 г) содержатся в сахаре, мюслях, мармеладе, крахмале и рисе.
2. От 31 до 70 г - в мучных и кондитерских изделиях, в макаронах, крупах, сухофруктах, фасоли и горохе.
3. От 16 до 30 г углеводов содержат бананы, мороженое, шиповник, картофель, томатная паста, компоты, кокос, семечки подсолнечника и орехи кешью.
4. От 6 до 15 г - в петрушке, укропе, свекле, моркови, крыжовник, смородина, бобах, фруктах, орехах, кукурузе, пиве, семечках тыквы, сушеных грибах и так далее.
5. До 5 г углеводов содержится в зеленом луке, томатах, кабачках, тыквах, капусте, огурцах, клюкве, в молочных продуктах, яйцах и так далее.

Питательного вещества не должно поступать в организм меньше 100 г в сутки. В противном случае клетка не будет получать положенную ей энергию. Головной мозг не сможет выполнять свои функции анализа и координации, следовательно, мышцы не будут получать команды, что в итоге приведет к кетозу.

Что такое углеводы, мы рассказали, но, помимо них, незаменимым веществом для жизни являются белки. Они представляют собой цепочку аминокислот, связанных пептидной связью. В зависимости от состава белки различаются по своим свойствам. Например, эти вещества исполняют роль строительного материала, так как каждая клетка организма включает их в свой состав. Некоторые виды белков являются ферментами и гормонами, а также источником энергии. Они оказывают влияние на развитие и рост организма, регулируют кислотно-щелочной и водный баланс.

Таблица углеводов в еде показала, что в мясе и в рыбе, а также в некоторых видах овощей их число минимально. А каково содержание белков в пище? Самым богатым продуктом является желатин пищевой, на 100 г в нем содержится 87,2 г вещества. Далее идет горчица (37,1 г) и соя (34,9 г). Соотношение белков и углеводов в суточном употреблении на 1 кг веса должно быть 0,8 г и 7 г. Для лучшего усвоения первого вещества необходимо принимать пищу, в которой он принимает легкую форму. Это касается белков, которые присутствуют в кисломолочных продуктах и в яйцах. Плохо сочетаются в одном приеме пищи белки и углеводы. Таблица по раздельному питанию показывает, каких вариаций лучше избегать:

1. Рис с рыбой.
2. Картофель и курица.
3. Макароны и мясо.
4. Бутерброды с сыром и ветчиной.
5. Рыба в панировке.
6. Ореховые пирожные.
7. Омлет с ветчиной.
8. Мучное с ягодами.
9. Дыню и арбуз нужно есть отдельно за час до основного приема пищи.

Хорошо сочетаются:

1. Мясо с салатом.
2. Рыба с овощами или на гриле.
3. Сыр и ветчина по отдельности.
4. Орехи в целом виде.
5. Омлет с овощами.

Правила раздельного питания основаны на знаниях законов биохимии и информации о работе ферментов и пищевых соков. Для хорошего пищеварения любой вид еды требует индивидуального набора желудочных жидкостей, определенного количества воды, щелочную или кислотную среду, а также присутствие или отсутствие энзимов. Например, кушанье, насыщенное углеводами, для лучшего переваривания требует пищеварительного сока с щелочными ферментами, которые расщепляют данные органические вещества. А вот еда, богатая белками, уже требует кислых энзимов... Соблюдая нехитрые правила соответствия продуктов, человек укрепляет свое здоровье и поддерживает постоянный вес, без помощи диет.

«Плохие» и «хорошие» углеводы

«Быстрые» (или «неправильные») вещества - соединения, которые содержат небольшое число моносахаридов. Такие углеводы способны быстро усваиваться, повышать уровень сахара в крови, а также увеличивать количество выделяемого инсулина. Последний снижает уровень сахара крови, путем превращения его в жир. Употребление углеводов после обеда для человека, который следит за своим весом, представляет наибольшую опасность. В это время организм наиболее предрасположен к увеличению жировой массы. Что именно содержит неправильные углеводы? Продукты, список которых представлен ниже:

1. Кондитерские изделия.

3. Варенье.

4. Сладкие соки и компоты.

7. Картофель.

8. Макароны.

9. Белый рис.

10. Шоколад.

В основном это продукты, не требующие долгого приготовления. После такой еды необходимо много двигаться, иначе лишний вес даст о себе знать.

«Правильные» углеводы содержат более трех простых мономеров. Они усваиваются медленно и не вызывают резкого подъема сахара. Данный вид углеводов содержит большое количество клетчатки, которая практически не переваривается. В связи с этим человек долго остается сытым, для расщепления такой пищи требуется дополнительная энергия, кроме того, происходит естественное очищение организма. Составим список сложных углеводов, а точнее, продуктов, в которых они встречаются:

1. Хлеб с отрубями и цельнозерновой.
2. Гречневая и овсяная каши.
3. Зеленые овощи.
4. Макароны из грубого помола.
5. Грибы.
6. Горох.
7. Красная фасоль.
8. Помидоры.
9. Молочные продукты.
10. Фрукты.
11. Горький шоколад.
12. Ягоды.
13. Чечевица.

Для подержания себя в хорошей форме нужно больше есть «хороших» углеводов в продуктах и как можно меньше «плохих». Последние лучше принимать в первую половину дня. Если нужно похудеть, то лучше исключить употребление "неправильных" углеводов, так как при их использовании человек получает пищу в большем объеме. "Правильные" питательные вещества низкокалорийные, они способны надолго оставлять ощущение сытости. Это не означает полный отказ от "плохих» углеводов, а лишь только их разумное употребление.

Углеводы – это органические соединения, которые состоят из одного либо нескольких простых молекул сахара. Их можно классифицировать на три группы - это моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Все они отличаются по составу молекул сахара и по-разному действуют на организм. Для чего нужны нерастворимые углеводы? Условно эти органические соединения можно разделить на углеводы нерастворимые в воде и растворимые. К растворимым углеводам относятся моносахариды. Но только в том случае, если они имеют альфа-конфигурацию. Эти элементы легко перевариваются в пищеварительном тракте.Нерастворимые углеводы обозначают как клетчатку, которая включает в себя целлюлозу, гемицеллюлозу, пектин, камеди, растительный клей и лигнин. Все эти добавки имеют различные химические свойства и применяются для профилактики заболеваний у животных.

К нерастворимым углеводам относятся моносахариды, имеющие бета-конфигурацию, так как они намного устойчивее к пищеварительным ферментам. Летучие жирные кислоты (ЛКЖ) являются одним из самых важных источников энергии для организма. Но следует отметить, что только для травоядных, так как у мясоедов пищеварительные процессы ограничены, и эти кислоты не представляют для них энергетической ценности. Корма с такими добавками в основном дают тем животным, которым необходимо снизить избыточный вес. Если в рационе животного не преобладают углеводы, это существенно не влияет на его организм, поскольку он может использовать белки тела для создания глюкозы.

Какие углеводы нерастворимы в воде? К ним можно отнести крахмал, целлюлозу, хитин и гликоген. Все они выполняют функцию структурирующую, защитную и запасающую энергию в организме. Для чего нам нужны углеводы? Углеводы – это неотъемлемая часть человеческого организма, которая позволяет ему функционировать. Благодаря им живой организм наполняется энергией для дальнейшей жизнедеятельности. Именно благодаря этим органическим соединениям уровень глюкозы не влияет на выбросы инсулина в кровь, а это в свою очередь не приводит к более серьезным последствиям.

В основном все потребляемые углеводы растворяются в воде и так с пищей попадают в организм человека. Однако необходимо помнить о том, что нужно регулировать потребляемые углеводы, так как их недостаток либо избыток могут привести к нежелательным последствиям. Избыток этих веществ может привести к разнообразным заболеваниям, начиная от сердечно-сосудистых и заканчивая сахарным диабетом. Недостаток же, наоборот, провоцирует нарушения в обмене жиров, понижение уровня сахара и многие другие заболевания. фраза 1: углеводы нерастворимые в воде фраза 2: какие углеводы нерастворимы в воде фраза 3: углеводы растворяются в воде

uznay-kak.ru

Растворимые в воде углеводы. - МегаЛекции

Функции растворимых углеводов: транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.

Моносахариды: глюкоза – основной источник энергии для клеточного дыхания. Фруктоза – составная часть нектара цветов и фруктовых соков. Рибоза и дезоксирибоза – структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК.

Дисахариды: сахароза (глюкоза + фруктоза) – основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях. Лактоза (глюкоза + галактоза) – входит в состав молока млекопитающих. Мальтоза (глюкоза + глюкоза) – источник энергии в прорастающих семенах.

Полимерные углеводы:

крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Они не растворимы в воде.

Функции полимерных углеводов: структурная, запасающая, энергетическая, защитная.

Крахмал состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов.

Гликоген – запасное вещество животной клетки. Гликоген еще более ветвистый, чем крахмал и хорошо растворимы в воде.

Липиды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода. Виды липидов: жиры, воска, фосфолипиды.

Функции липидов:

Запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных.

Энергетическая – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка.

Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений.

Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран.

Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло.

Электроизоляционная – миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов.

Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма.

Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот.

Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу.

Белки, их строение и функции

Белки – это биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки синтезируются в живых организмах и выполняют в них определенные функции.

В состав белков входят атомы углерода, кислорода, водорода, азота и иногда серы.

Мономерами белков являются аминокислоты – вещества, имеющие в своем составе неизменяемые части аминогруппу Nh3 и карбоксильную группу СООН и изменяемую часть – радикал. Именно радикалами аминокислоты отличаются друг от друга.

Аминокислоты обладают свойствами кислоты и основания (они амфотерны), поэтому могут соединяться друг с другом. Их количество в одной молекуле может достигать нескольких сотен. Чередование разных аминокислот в разной последовательности позволяет получать огромное количество различных по структуре и функциям белков.

В белках встречается 20 видов различных аминокислот, некоторые из которых животные синтезировать не могут. Они получают их от растений, которые могут синтезировать все аминокислоты. Именно до аминокислот расщепляются белки в пищеварительных трактах животных. Из этих аминокислот, поступающих в клетки организма, строятся его новые белки.

Структура белковой молекулы.

Под структурой белковой молекулы понимают ее аминокислотный состав, последовательность мономеров и степень скрученности молекулы, которая должна умещаться в различных отделах и органоидах клетки, причем не одна, а вместе с огромным количеством других молекул.

Последовательность аминокислот в молекуле белка образует его первичную структуру. Она зависит от последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК (гене), кодирующем данный белок. Соседние аминокислоты связаны пептидными связями, возникающими между углеродом карбоксильной группы одной аминокислоты и азотом аминогруппы другой аминокислоты.

Длинная молекула белка сворачивается и приобретает сначала вид спирали. Так возникает вторичная структура белковой молекулы. Между СО и NH – группами аминокислотных остатков, соседних витков спирали, возникают водородные связи, удерживающие цепь.

Молекула белка сложной конфигурации в виде глобулы (шарика), приобретает третичную структуру. Прочность этой структуры обеспечивается гидрофобными, водородными, ионными и дисульфидными S-S связями.

Некоторые белки имеют четвертичную структуру, образованную несколькими полипептидными цепями (третичными структурами). Четвертичная структура так же удерживается слабыми нековалентными связями – ионными, водородными, гидрофобными. Однако прочность этих связей невелика и структура может быть легко нарушена. При нагревании или обработке некоторыми химическими веществами белок подвергается денатурации и теряет свою биологическую активность. Нарушение четвертичной, третичной и вторичной структур обратимо. Разрушение первичной структуры необратимо.

В любой клетке есть сотни белковых молекул, выполняющих различные функции. Кроме того, белки имеют видовую специфичность. Это означает, что каждый вид организмов обладает белками, не встречающимися у других видов. Это создает серьезные трудности при пересадке органов и тканей от одного человека к другому, при прививках одного вида растений на другой и т.д.

Функции белков.

Каталитическая (ферментативная) – белки ускоряют все биохимические процессы, идущие в клетке: расщепление питательных веществ в пищеварительном тракте, участвуют в реакциях матричного синтеза. Каждый фермент ускоряет одну и только одну реакцию (как в прямом, так и в обратном направлении). Скорость ферментативных реакций зависит от температуры среды, уровня ее рН, а также от концентраций реагирующих веществ и концентрации фермента.

Транспортная – белки обеспечивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны, транспорт кислорода и углекислого газа, транспорт жирных кислот.

Защитная – антитела обеспечивают иммунную защиту организма; фибриноген и фибрин защищают организм от кровопотерь.

Структурная – одна из основных функций белков. Белки входят в состав клеточных мембран; белок кератин образует волосы и ногти; белки коллаген и эластин – хрящи и сухожилия.

Сократительная – обеспечивается сократительными белками – актином и миозином.

Сигнальная – белковые молекулы могут принимать сигналы и служить их переносчиками в организме (гормонами). Следует помнить, что не все гормоны являются белками.

Энергетическая – при длительном голодании белки могут использоваться в качестве дополнительного источника энергии после того, как израсходованы углеводы и жиры.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты были открыты в 1868 г. швейцарским ученым Ф. Мишером. В организмах существует несколько видов нуклеиновых кислот, которые встречаются в различных органоидах клетки – ядре, митохондриях, пластидах. К нуклеиновым кислотам относятся ДНК, и-РНК, т-РНк, р-РНК.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – линейный полимер, имеющий вид двойной спирали, образованной парой антипараллельных комплементарных (соответствующих друг другу по конфигурации) цепей. Пространственная структура молекулы ДНК была смоделирована американскими учеными Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком в 1953 г.

Мономерами ДНК являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид ДНК состоит из пуринового (А – аденин или Г – гуанин) или пиримидинового (Т – тимин или Ц – цитозин) азотистого основания, пятиуглеродного сахара – дезоксирибозы и фосфатной группы.

Нуклеотиды в молекуле ДНК обращены друг к другу азотистыми основаниями и объединены парами в соответствии с правилами комплементарности: напротив аденина расположен тимин, напротив гуанина – цитозин. Пара А – Т соединена двумя водородными связями, а пара Г – Ц – тремя. При репликации (удвоении) молекулы ДНК водородные связи рвутся и цепи расходятся и на каждой из них синтезируется новая цепь ДНК. Остов цепей ДНК образован сахарофосфатными остатками.

Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК определяет ее специфичность, а также специфичность белков организма, которые кодируются этой последовательностью. Эти последовательности индивидуальны и для каждого вида организмов, и для отдельных особей.

Пример: дана последовательность нуклеотидов ДНК: ЦГА – ТТА – ЦАА.

На информационной РНК (и-РНК) будет синтезирована цепь ГЦУ – ААУ – ГУУ, в результате чего выстроится цепочка аминокислот: аланин – аспарагин – валин.

При замене нуклеотидов в одном из триплетов или их перестановке этот триплет будет кодировать другую аминокислоту, а следовательно изменится и белок, кодируемый данным геном.

Изменения в составе нуклеотидов или их последовательности называются мутацией.

Рибонуклеиновая кислота (РНК) – линейный полимер, состоящий из одной цепи нуклеотидов. В составе РНК тиминовый нуклеотид замещен на урациловый (У). Каждый нуклеотид РНК содержит пятиуглеродный сахар – ри– бозу, одно из четырех азотистых оснований и остаток фосфорной кислоты.

Виды РНК.

Матричная, или информационная, РНК. Синтезируется в ядре при участии фермента РНК-полимеразы. Комплементарна участку ДНК, на котором происходит синтез. Ее функция – снятие информации с ДНК и передача ее к месту синтеза белка – на рибосомы. Составляет 5% РНК клетки. Рибосомная РНК – синтезируется в ядрышке и входит в состав рибосом. Составляет 85% РНК клетки.

Транспортная РНК (более 40 видов). Транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка. Имеет форму клеверного листа и состоит из 70-90 нуклеотидов.

Аденозинтрифосфорная кислота – АТФ. АТФ представляет собой нуклеотид, состоящий из азотистого основания – аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, в двух из которых запасается большое количество энергии. При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии. Сравните эту цифру с цифрой, обозначающей количество выделенной энергии 1 г глюкозы или жира. Способность запасать такое количество энергии делает АТФ ее универсальным источником. Синтез АТФ происходит в основном в митохондриях.

II. Метаболизм: энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь. Ферменты, их химическая природа, роль в метаболизме. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле

megalektsii.ru

Контрольная работа по теме "Молекулярный уровень".

1.сходство элементарного состава клетки и тел неживой природы свидетельствует…

А-о материальном единстве живой и неживой природы

Б-о зависимости живой природы от неживой

В-о изменении живой природы под влиянием факторов среды

Г-о их сложном химическ.составе

2.на каком уровне организации жизни существует сходство между органическим миром и неживой природой?

А-на тканевом

Б-на молекулярмом

В-на клеточном

В-на атомном

3.необходимим для всех химических реакций веществом в клетке,играющим роль растворителя большинства веществ,является…

А-поленуклеотид

Б-полипептид

Г-полисахарид

4.Вода составляет значительную часть клетки,она…

А-регулирует процессы жизнедеятельности

Б-обеспечивает клетку энергией

В-придает клетке упругость

Г-способтвует делению клетки

5.какую долю в среднем составляет в клетке вода?

6.Вещества,хорошо растворим.в воде-называются:

А-гидрофильные В-амфифильные

Б-гидрофобные

7.Какие ионы обеспечивают проницаемость клеточных мембран?

Б- Na+ K+ Cl- Г-Mg2+

8.В состав какого жизненно важного соединения входит железо?

А-хлорофилла В-ДНК

Б-гемоглобина Г-РНК

9.какое химическ. Соединение играет большую роль в поддержании осмотического давления в клетке?

А-белок В-NaCl

Б-АТФ Г-Жир

10.как называется органическое вещество,в молекулах которого содержатся атомы С,О,Н,выполняющее энегретическую и строительную функцию?

А-нуклеиновая кислота В-белок

Б-углевод Г-АТФ

11.какие углеводы относятся к полимерам?

А-моносахариды

Б-дисахариды

В-полисахариды

12.к группе моносахаридов относят:

А-глюкозу

Б-сахарозу

В-целлюлозу

13.какие из углеводов нерастворимы в воде?

А-глюкоза,фруктоза В-крахмал

Б-рибоза,дезоксирибоза

14.какие полисахариды характерны для живой клетки?

А-целлюлоза В-гликоген,хитин

Б-крахмал

15.молекулы жиров образуются:

А-из глицерина,высших карбоновых кислот В-из глюкозы

Б-из аминокислот,воды Г-из этилового спирта,высших карбоновых кислот

16.жиры выполняют в клетке функцию:

А-транспортную В-энергетическую

Б-каталитическую Г-информационную

17.к каким соединениям по отношению к воде относятся липиды?

А-гидрофильным Б-гидрофобным

18.какое значение имеют жиры у животных?

А-структура мембран В-теплорегуляция

Б-источник энергии Г-источник воды Д-все перечисленное

19.в каких растворителях жиры растворимы?

А-вода Б-спирт,эфир,бензин

20.мономерами белков являются:

А-нуклеотиды В-аминокислоты

Б-глюкоза Г-жиры

21важнейшее органическое вещество,входящее в состав клеток всех царств живой природы,обладающее первичной линейной конфигурацией,относится:

А-к полисахаридам В-к липидам

Б-к АТФ Г-к полипептидам

22.сколько из известных аминокислот участвуют в синтезе белков?

23.какую функцию белки не выполняют в клетке?

А-информационную В-каталитическую

Б-растворителя Г-запасающую

24.молекулы белков,связывающие и обезвреживающие чужеродные данной клетке вещества,выполняют фенкцию…

А-защитную В-энергетическую

Б-каталитическую Г-транспортную

25.какая часть молекул аминокислот отличает их друг от друга?

А-радикал В-карбоксильная группа

Б-аминогруппа

26.посредством какой химическ. связи соединены между собой аминокислоты в молекуле белка первичной структуры?

А-дисульфидной В-водородной

Б-пептидной Г-ионной

27.как называется обратимый процесс нарушения структуры одного из важнейших органических соединений клетки,происходящий под влиянием физических и химических факторов?

А-полимеризация глюкозы В-денатурация белка

Б-удвоение ДНК Г-окисление жиров

28.какие соединения входят в состав АТФ?

А-азотистое основание аденин,углевод рибоза,3 молекулы фосфорной кислоты

Б-азотистое основание гуанин, сахар фруктоза, остаток фосфорной кислоты.

В-рибоза,глицерин и какая-либо аминокислота

29.Какова роль молекул АТФ в клетке?

А-обеспечивают транспортную функцию В-передают наследственную информацию

Б-обеспечивают процессы жизнедеятельности энергией Г-ускоряют биохимические реакции

30.мономерами нуклеиновых кислот являются:

А-аминокислоты В-жиры

Б-нуклеотиды Г-глюкоза

31.какие вещества входят в состав нуклеотида?

А-аминокислота,глюкоза В-глицерин,остаток фосфорной кислоты,углевод

Б-азотистое основание,сахар пектоза,остаток фосфорной кислоты Г-углевод пектоза,3остатка фосфорн.кислоты,аминокислота.

32.К какому классу химическ.веществ относится рибоза?

А-белок В-углевод

33.какой нуклеотид не входит в состав молекулы ДНК?

А-адениловый В-уридиловый

Б-гуаниловый Г-тимидиловый

34.какая из нуклеиновых кислот имеет наибольшую длину и молекулярную массу?

А-ДНК Б-РНК

35.РНК представляет собой:

А-нуклеотид,содержащий две богатые энергией связи

Б-молекулу,имеющую форму двойной спирали,цепи которой соеденены водородными связями

В-одиночную спираль

Г-длинную полипептидную цепь.

36.нуклеиновые кислоты выполняют в клетке функцию:

А-каталитическую В-строительную

Б-энергетическую Г-информационную

37чему соответствует информация одного триплета ДНК?

А-аминокислоте В-гену

38индивидуальныеразличия организмов обусловлены:

А-ДНК,РНК В-жирами и углеводами

Б-нуклеиновыми кислотами и белками

39.гуаниловому нуклеотиду комплементарен нуклеотид:

А-тимидиловый В-цитидиловый

Б-адениловый Г-уридиловый

40.процесс удвоения молекул ДНК называется:

А-репликацией В-транскрипцией

Б-комплементарностью Г-трансляцией.

lib.repetitors.eu

Углеводы | Маркиз&Ko

Углеводы обеспечивают организм энергией и играют важную роль в регуляции деятельности желудочно-кишечного тракта. Углеводы делятся на две группы в зависимости от их растворимости: растворимые и нерастворимые углеводы.

Моносахариды могут иметь альфа или бета конфигурацию. Углеводы, состоящие из α-моносахаридов, легко перевариваются ферментами пищеварительного тракта животных и относятся к растворимым углеводам.

Углеводы, состоящие из β-моносахаридов, устойчивы к действию эндогенных пищеварительных ферментов и относятся к нерастворимым углеводам. Однако, у некоторых видов животных микроорганизмы пищеварительного тракта продуцируют фермент целлюлазу, которая расщепляет нерастворимые углеводы до СО2, горючих газов и летучих жирных кислот.

Летучие жирные кислоты (ЛЖК) являются важнейшим энергетическим источником для травоядных животных. У не травоядных животных, таких, как собаки, микробиальные пищеварительные процессы ограничены, поэтому нерастворимые углеводы не представляют для них энергетической ценности. Они снижают энергетическую питательность рациона.

Следовательно, корма, содержащие высокий уровень нерастворимых углеводов, не должны использоваться для собак, имеющих высокие энергетические потребности (рост, поздние стадии беременности, лактация, стресс, работа). В тоже время, такие корма успешно используются для снижения избыточной массы тела и её контроля у животных, склонных к ожирению.

Альфа-связи во всех углеводах, за исключением дисахаридов, расщепляются с помощью пищеварительного фермента - амилазы. Этот фермент секретируется поджелудочной железой и у некоторых видов животных в небольшом количестве секретируется также слюнными железами.

Дисахариды (мальтоза, сахароза, лактоза) расщепляются до моносахаридов с помощью специальных ферментов - дисахаридаз, таких как: мальтаза, изомальтаза, сахараза и лактаза. Эти ферменты содержатся в ворсинках щёточной каймы эпителиальных клеток кишечника. Если структура щёточной каймы повреждена или в этих клетках отсутствуют данные ферменты, то животные неспособны усваивать дисахариды.

При такой патологии дисахариды остаются в кишечнике и используются бактериями, стимулируя их размножение и повышая осмолярность содержимого кишечника, что приводит к выделению воды в просвет кишечника и диарее (поносу). Корма, включающие в свой состав дисахариды, например, молоко, содержащее лактозу, приводят к усилению диареи, если используются для кормления больных животных.

Растворимые углеводы являются легко доступным источником энергии и содержатся в достаточно высокой пропорции во многих рационах, за исключением тех, которые почти целиком состоят из мяса, рыбы или животных тканей. При избыточном содержании растворимых углеводов в рационе, часть углеводов запасается в организме в форме гликогена или жировой ткани для последующего использования. Поэтому избыток углеводов в рационе предрасполагает к возникновению ожирения у животных.

При отсутствии углеводов в рационе животных, концентрация глюкозы в их крови не снижается и не наблюдается дефицита энергии, так как при этом могут использоваться белки тела и глицерин для образования глюкозы, а жир и белки используются в качестве энергетических веществ.

Переваримость глюкозы, сахарозы, лактозы, декстрина и крахмала в смеси с животными тканями при правильно составленном рационе может достигать 94%. Однако, переваримость растворимых углеводов в промышленных кормах среднего качества не превышает 85%.

Хотя собаки способны частично переваривать сырой крахмал, содержащийся в злаковых, его переваримость значительно возрастает при тепловой обработке, проводимой в процессе приготовлении кормов по определённой технологии.

Нерастворимые углеводы, под общим названием “пищевые волокна” или “клетчатка”, включают целлюлозу, гемицеллюлозу, пектин, камеди, растительный клей и лигнин (являющийся структурным элементом растений).

Различные фракции пищевых волокон значительно отличаются по своим физическим и химическим свойствам. Добавка их к корму полезна при многих заболеваниях, а также при диареях и запорах. Положительное их влияние связано со способностью волокон удерживать воду и влиять на состав микрофлоры толстого отдела кишечника. Пищевые волокна способствуют раздражению рецепторов толстого отдела кишечника и стимулируют акт дефекации, а также способствуют образованию более объёмных и мягких каловых масс.

Пищевые волокна также могут влиять на липидный и углеводный обмен. Пектин и камеди могут ингибировать всасывание липидов, увеличивая этим выделение холестерина и желчных кислот, и снижая концентрацию липидов в крови, в то время как целлюлоза оказывает очень слабый эффект на концентрацию холестерина в сыворотке крови.

Пищевые волокна могут оказывать большое влияние на уровень глюкозы и инсулина в крови, что имеет важное значение при заболевании животных диабетом.

Снижение концентрации инсулина и глюкозы в крови при этом происходит в результате снижения всасывания глюкозы в кишечнике, замедления опорожнения желудка и изменения уровня секреции желудочно-кишечных пептидов.

Пищевые волокна влияют и на всасываемость других питательных веществ. Так, абсорбция белков и энергии тем ниже, чем выше содержание клетчатки в рационе. Влияние разных пищевых волокон на абсорбцию минеральных веществ не одинаково. Например, пектин снижает всасываемость некоторых минералов, а целлюлоза не влияет на данный процесс. Следовательно, рацион с высоким содержанием пектинов без соответствующих минеральных добавок, может приводить к недостатку микроэлементов в организме животных.

При избыточном содержании клетчатки в рационе, у собак может наблюдаться дефицит энергии.

1. «SMALL ANIMAL CLINICAL NUTRITION» L.D. Lewis, M. L. Morris (JR), M. S. Hand, MARK MORRIS ASSOCIATES TOPEKA, KANSAS 1987 (Перевод с английского и редакция доктора биологических наук А. С. Ерохина)
2. Кормление собак. Справочник. С.Н.Хохрин, «ВСВ-Сфинкс», 1996 г.
3. Абсолютно все о Вашей собаке, состав. В.Н.Зубко М.:Арнадия, 1996

www.markiz.net

Углеводы растворимость - Справочник химика 21

    По своим физико-химическим свойствам полисахариды, не обладающие свойствами сахаров, во многом существенно различаются между собой. Так, в отношении растворимости существуют все градации от хорошо растворимых в теплой воде инулина и гликогена до совершенно нерастворимой целлюлозы. Некоторые полисахариды этой группы, например крахмал и инулин, при соответствующих условиях могут выделяться в виде сфероидальных кристаллических частиц большая часть этих углеводов (за исключением гликогена) и.меет кристаллическую структуру.      Углеводы растворимые 26-41 в том числе 

При действии ферментов или при нагревании с кислотами (ионы водорода служат катализатором) крахмал, как и все сложные углеводы, подвергается гидролизу. При этом сначала образуется растворимый крахмал, затем менее сложные вещества -декстрины. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза. Суммарное уравнение реакции можно выразить так  

Вследствие высоких донорных свойств атома азота аммиак легко образует водородные связи, о чем свидетельствует и аномально высокая температура его кипения. Это приводит к тому, что в аммиаке хорошо растворяются не только ионные, но также многие органические (неионизованные) соединения. Особенно легко растворимы соединения, образующие водородные связи (амины, фенолы, сложные эфиры, углеводы). Для соединений, трудно растворимых в аммиаке, осложнений удается избежать использованием сорастворителей, таких как эфир, тетрагидрофуран, диоксан или глим. 

Большинство углеводов, благодаря группам он прекрасно растворяются в воде. Однако целлюлоза, самый распространенный из полисахаридов, в воде не растворима и очень устойчива к гидролизу. Почему Ведь макромолекула целлюлозы состоит из множества остатков глюкозы, каждый из которых содержит три ОН-группы. 

Олигосахариды - сложные углеводы сравнительно низкого молекулярного веса, схожие по свойствам с моносахаридами в большинстве случаев они сладки на вкус, растворимы и образуют хорошо построенные кристаллы. При их гидролизе из одной молекулы полисахарида образуется небольшое количество молекул моноз (от двух до шести). 

Осиновая древесина, размалывавшаяся на шаровой вибрационной мельнице в течение 5 ч, имела растворимость, сходную с растворимостью еловой древесины. Обработка размолотой древесины энзимом № 19 Рома и Хааса в течение 3 дней дала 22,4% энзиматического лигнина с 14,7% углеводов. Растворимость этого лигнина приближалась к растворимости энзиматического лигнина из еловой древесины, за исключением того, что первый был растворимым и в 50%-ном этаноле. После гидролиза энзиматического лигнина были получены все типы сахаров, обнаруживаемые в осиновой древесине. 

В отличие от углеводородов простые сахара (углеводы) прекрасно растворимы в воде. Объясните причины, учитывая различия в строении их молекул. Сравните для этого структуры глюкозы ((1 Н 20) и гексана (С Н). 

Углеводы растворимые. . 26-41 фосфор..........3,0 

При действии ферментов или при нагревании с кислотами (ионы водорода служат катализаторам) крахмал, как и все сложные углеводы, подвергается гидролизу. При этом сначала образуется растворимый крахмал, затем менее сложные вещества - декстрины. Конечным 

Наконец, нужно отметить, что некоторые исследователи объединяют моносахариды и олигосахариды термином сахара, учитывая ряд общих свойств этих групп углеводов (растворимость в воде, сладкий вкус и т. д). 

Молекулы жиров состоят из углерода, водорода и кислорода, как и молекулы углеводов. Содержание кислорода, однако, в них меньше, чем у углеводов, в этом смысле они ближе к углеводородам. Вообще и по растворимости, и по содержанию энергии жиры больше напоминают углеводороды, чем углеводы. Если поступление энергии в организм превышает его расход, то лишнее ее количество превращается в жир и откладывается в тканях организма. Если энергни поступает меньше, чем нужно, то этот жир расходуется. 

Высшие полисахариды - сложные углеводы высокого молекулярного веса, не похожие по своим свойствам на моносахариды не сладки на вкус, в большинстве случаев не растворимы и не образуют видимых кристаллических форм. При гидролизе из молекулы полисахарида образуется очень много молекул моноз (сотни и тысячи). 

К простым углеводам относятся растворимые в холодной воде альдо-и кетогексозы и различные пентозы. С точки зрения образования угля гораздо больший интерес представляют сложные 

Различные каталитические реакции подразделяются на реакции гомогенного и гетерогенного катализа. В тех случаях, когда катализатор и реагирующие вещества образуют однородную систему (т. е. находятся в одной фазе), мы имеем дело с гомогенным катализом. В качестве примеров можно указать на каталитическое окисление СО до СО2 в присутствии паров воды и окисление ЗОг до 50з в присутствии оксида азота N02. К этому типу каталитических реакций относится и реакция гидролиза растворимых углеводов в водном растворе в присутствии кислоты. Как видим, в первых двух случаях катализатор и катализируемые вещества находятся в газообразном состоянии, в третьем - образуют однородный раствор. 

Присоединяя воду, крахмал постепенно расщепляется на другие, более простые углеводы. Вначале он превращается в растворимый крахмал, который затем расщепляется на декстрины. При гидролизе декстринов получается мальтоза. Молекула мальтозы расщепляется на две молекулы О-глюкозы. Таким образом конечным продуктом гидролиза крахмала является Л-глюкоза  

В анаэробном разложении органических соединений сточных вод участвуют главным образом кислото- и метанобразующие бактерии. Углеводы и частично жиры разлагаются, образуя смесь низкомолекулярных жирных кислот, среди которых преобладают уксусная, масляная и пропионовая. При этом уменьшается pH среды до 5 и ниже. Органические кислоты и растворимые азотистые вещества разлагаются дальше, образуя аммонийные соединения, амины, кислые карбонаты и небольшое количество углекислого 

Углеводы - наиболее простые органические соединения, со стоящие из углерода, кислорода и водорода. Большинство угле водов имеет молекулярную формулу СжСНгО) . Подразделя ЮТСЯ углеводы на простые - моносахариды и сложные - поли сахариды. Примерами углеводов являются сахар, крахмалы целлюлозы и пектины (рис. 32). Углеводы - основной источ ник энергии клеточной, деятельности. Они строят прочные ткан1 растений (целлюлоза) и играют роль запасных питательны веществ в организмах. Простые углеводы растворимы в воде К углеводам относится также хитин, который в некоторых ра стениях и животных выполняет роль структурного материала 

Содержание и состав углеводов, составляющих значительную часть торфа, зависят от типа, вида, степени разложения и условий торфообразования. Углеводный комплекс весьма лабильный, и его содержание колеблется от 50 % на органическое вещество у верхового торфа низкой степени разложения до 7 % на органическое вещество (ОВ) торфа высокой степени разложения R> 55 %). Он представлен в основном полисахаридами остатков растений-торфообразователей. Углеводы, растворимые в горячей воде или водорастворимые, состоят преимущественно из моно- и полисахаридов и их пектиновых веществ. В торфе находятся способные растворяться в холодной воде дисахариды, построенные из гексоз сахароза, лакгоза, мальтоза, целлодиоза. Пектиновые вещества представляют собой сложный химический комплекс пентоз, гексоз и уроновых кислот с молекулярной массой от 3000 до 280000. 

Гидролитический метод Кизеля и Семигановского (официальный). Метод Кизеля и Семигановского основан на количественном переводе целлюлозы в глюкозу обработкой 80%-ной серной кислотой. Сопутствующие целлюлозе углеводы (растворимые углеводы, крахмал, гемицеллюлозы) предварительно удаляются обработкой разбавленной соляной кислотой. Глюкоза, образовавшаяся из клетчатки, определяется по методу Бертрана. 

Растворимость водорода в воде при давлении 15 МПа составляет всего 2,681 смУсм при 100 °С , а при 200-225 °С еще меньше (порядка 2 смУсм воды). Кроме того, при высоких температурах объем жидкой фазы в реакторе уменьшается, так как часть воды испаряется, особенно при больших модулях водорода и при значительных давлениях, когда существенным становится явление фугитивности. Растворимость водорода в 10- 15%-ных растворах углеводов и полиолов практически такая же, как в чистой воде . По приблизительной оценке количество водорода, потребляемого при гидрогенолизе, на 2 порядка выше, чем может единовременно раствориться в сырьевой суспензии. Поэтому 

Сравнительно недавно были сформулированы Н. А. Васюниной А. А. Баландиным и Р. Л. Слуцкиным положения о системе катализаторов, действующих при гидрогенолизе углеводов и много атомных спиртов , - о гомогенном катализаторе разрыва связи С-С (крекирующем агенте) и гетерогенном катализатор гидрогенизации. В то же время было открыто каталитическое дей ствие в этой реакции растворимых соединений металлов, наприме сульфата железа, хелатного комплекса железа с сахарными кисло тами, сульфата цинка и др., названных гомогенными сокатализа торами гидрогеиолиза . Механизм их действия рассмотре в гл. 3 добавление гомогенных сокатализаторов ускоряет гидроге нолиз в 2-3 раза с получением гидрогенизата примерно таког(же состава, как и без их применения. 

Низкомолекулярные, сахароподобиые углеводы (олигосахариды), растворимые в воде и сладкие на вкус. 

При гидролизе дубильных веществ (таннидов) образуются многоатомные фенолы. В результате гидролиза гемицеллюлоз образуются растворимые в воде полисахариды (углеводы) общего состава СбН120б, С5Н10О5. 

Поверхностно-активными веществами относительно воды являются многие органичедщй,соединения, а именно жирные кислоты с достаточно большим углевод ор ДНым jJaдикaлuм, соли этих жир-ных кислот (мыла), сульфокислоты и их соли, спирты, амины. Характерной особенностью строения молекул большинства поверхностно-активных веществ является, их днфильность, т. е. строение молекулы из двух частей - полярной группы и неполярного углеводородного радикала. Обладающая значительным дипольным моментом и хорошо гидратирующаяся полярная группа обусловливает сродство поверхностно-активного вещества к воде. Гидрофобный углеводородный радикал является причиной пониженной растворимости этих соединений. Наименьшее значение поверхностного натяжения водного раствора поверхностно-активных веществ может достигать 25 эрг/см, т. е, почти равняться- поверхностному натяжению углеводородов.  

ПЕНТОЗЫ - моносахариды, содержащие в молекуле пять атомов углерода, общей формулы СйНюОб- Распространены в природе, встречаются в свободном виде, входят в состав гликозидов, полисахаридов (арабанов, ксиланов). Фосфорные производные П. являются важными промежуточными продуктами обмена углеводов. Получают П. из природных источников, главным образом, гидролизом полисахаридов. П.- кристаллы, хорошо растворимые в воде. Синтезируют П. из гексоз. 

САХАРОЗА (свекловичный сахар, тростниковый сахар) СхаНааОц - углевод, относится к группе дисахаридов, его молекула состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы. С.- самый распространенный дисахарид растений, особенно богаты С. сахарный тростник и сахарная свекла. С.- бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, плохо - в спирте. Получают С. из сахарной свеклы и сахарного тростника, можно еще получать из сахарного сорго, кукурузы и др. 

Открытие углеводов (моно- и дисахаридов). Углеводы бесцветны, хорошо растворимы в воде, нейтральны. Их легко открывают по присутствию альдегидной, кетонной и гидроксильной групп. Эти группы открывают вышеописанными реакциями. Кроме того, углеводы оптически активные соединения угол вращения можно измерить с помощью поляриметра. 

Рассмотрим теперь разделение на силикагеле с гидроксилированной поверхностью веществ, растворимых только в сильно полярных растворителях, на примере углеводов. Углеводы плохо разделяются на гидроксилированной поверхности силикагеля из сильно полярных элюентов, потому что силанольные группы поверхности имеют кислотный характер. Особое значение для разделения таких полярных адсорбатов из полярных элюентов на гидроксилированной поверхности силикагеля имеет модифицирование поверхности адсорбента органическими модификаторами с полярными группами основного характера (электронодонорными группами), обращенными к элюенту. Удержать на поверхности полярного адсорбента такие модификаторы можно, как это было показано в лекциях 4 и 5, прибегнув к предварительному адсорбционному или химическому модифицированию поверхности полярного адсорбента кислотного типа. В частности, в лекции 5 было рассмотрено аминирование силикагеля путем проведения химической реакции силанольных групп его поверхности с -аминопро-пилтриэтоксисиланом [см. реакцию (5.23)]. Однако не обязательно проводить предварительное химическое модифицирование повер) -ности. Можно воспользоваться адсорбцией бифункциональных веществ, в данном случае диаминов, добавив их в элюент в такой концентрации, при которой обеспечивается создание достаточно плотибго адсорбционного слоя. Молекулы этих непрерывно действующих на адсорбент в колонне при прохождении элюента адсорбционных модификаторов должны быть бифункциональными, в данном случае обе группы должны быть донорами, чтобы одна из них обеспечивала сильное специфическое взаимодействие с силанольными группами поверхности силикагеля, а другая была бы обращена к элюенту для Обеспечения опецифичеокого взаимодействия с дозируемыми адсорбатами. Важно при этом, чтобы создание достаточно плотного мономолекулярного слоя модификатора обеспечивалось при весьма малых его концентрациях в элюенте. Такими бифункциональными модификаторами по отношению к кислым силанольным группам силикагеля из водно-ор- 

Большое практическое значение имеет иммобилизация ферментов группы гидролаз, например превращающих крахмал в растворимые углеводы малой молекулярной массы (в сахара), изомери-зующих глюкозу во фруктозу (глюкозоизомераза) и др. 

Образуется темно-синий раствор который называют жидкостью Фелинга его применяют в качестве реактива па альдегиды, углеводы и т. п. В текстильной промышленности ири протравном крашении применяют двойную осиовную калиевосурьмяную соль винной кислоты (хорошо растворимую)- так называемый рвотный камень КООС-СНОН-СНОН- OOSbOHgO он применяется также в медицине как средство, вызываюш,ее рвоту. 

Ферменты, обладающие амилазным действием, широко распространены в природе. Они находятся в зернах злаковых растений, клубнях картофеля, в печени, выделениях поджелудочной железы, слюне. С помощью амилаз крахмал подвергается в растительных и животных организмах превращению в растворимые углеводы - мальтозу и глюкозу, которые соками растений или кровью животных доставляются к местам потребления и при своем сгорании дают организму необходимую энергию. 

Дисахариды - типичные сахароиодобные углеводы это твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, имеющие сладкий вкус. 

Затем проверяют растворимость смеси в эфире. Большинство органических соединений растворимо в эфире мало растворимы в эфире углеводы, амино- и сульфокислоты, некоторые многоосновные ароматические кислоты, а также некоторые амиды, производные мочевины и полиолы. 

Если предполагают, что исследуемая смесь содержит полиол, углевод, соль карбоновой кислоты или соль органического основания, то образец смеси обрабатывают 2 п. соляной кислотой. Выдавший при этом осадок тщательно отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают на фильтре водой и высушивают. Он может быть кислотой ароматического ряда выпадение масла может явиться свидетельством того, что в смеси присутствовала алифатическая карбоновая кислота. Фильтрат может содержать растворимый в воде полиол или сахар. 

В свежеубранном, технически зрелом сырье в большинстве случаев процессы синтеза еще не совсем завершены, поэтому происходит так называемое послеуборочное дозревание - превращение сахара в крахмал, аминокислот в белки и т. д., т. е. образование более сложных и метаболически менее подвижных веществ, в результате чего наступают физиологическая зрелость и состояние покоя. Дозревание длится у картофеля 1,25-1,5 мес, у зерна- 1,5-2 мес. Свежеубранную кукурузу хранят обычно в початках, при этом из стержня в зерно переходит дополнительное количество растворимых углеводов, превращающихся внутри него также в крахмал. Дозревание кукурузного зерна в початках заканчивается по достижении нормальной влажности. 

chem21.info

в чем содержаться быстрые и медленные углеводы

Home » Питание » Простые и сложные углеводы: в чем содержаться и какие полезно есть

Углеводы – непростая тема. С одной стороны, большинство программ здорового питания основаны на употреблении большого количества углеводов – более 60% от суточной нормы калорий, при этом сводится к минимуму употребление жиров (например, Американская диета).

С другой стороны, многие диетологи полагают, что уменьшение количества углеводов в рационе не только положительно скажется на похудении, но и будет полезно для здоровья в целом. Низкоуглеводные диеты рекомендуют всего 10% от всех полученных калорий отводить углеводам, отдавая предпочтение жирам и белкам.

Оставив в стороне все доводы «за» и «против», нужно понимать, что не существует «хороших» или «плохих» углеводов. На самом деле существует несколько их видов, главным образом делящихся на два типа: простые и сложные. На 1 грамм углеводов приходится 4 килокалории, они являются источником энергии для организма. Не смотря на то, что одни усваиваются быстро, а другие медленно, количество калорий у них одинаково.

Итак, что такое простые и сложные углеводы? В данной статье я объясню разницу между простыми и сложными углеводами, что поможет вам сделать правильный выбор, который принесет пользу здоровью. Я постаралась сделать эту тему максимально простой и понятной.

Простые углеводы

Простые углеводы (т.е. сахара) состоят из одной или двух молекул сахара и имеют простую молекулярную структуру, что и объясняет их название. Т.е. углеводы, которые состоят из одной молекулы сахара, называются моносахаридами:

• Глюкоза – самый распространенный вид сахара;
• Фруктоза – содержится во фруктах;
• Галактоза – содержится в молочных продуктах.

Те углеводы, которые имеют в составе две молекулы сахара, называются дисахаридами:

• Сахароза – глюкоза + фруктоза;
• Лактоза – глюкоза + галактоза;
• Мальтоза – два остатка глюкозы, соединенные между собой.

Многие считают легкие углеводы вредными из-за того, что они так же известны как сахар. Однако, это не совсем верно. Так, если белый столовый сахар (сахароза) точно можно считать вредным, то сахар, что содержится во фруктах (фруктоза) довольно полезен, так как поступает в организм вместе с витаминами, минералами, аминокислотами и клетчаткой.

Конечно, между натуральными простыми углеводами и рафинированными есть разница. Чтобы ее понять все, что вам нужно это задать себе вопрос: «Был этот продукт выращен или нет?». Если ответ положительный, возможно, такой вид углеводов подойдет вам в отличие от того, который был произведен искусственным путем.

Таблица, которая поможет вам разобраться:

Как вы видите, быстрые углеводы тоже могут быть полезными. Конечно, если вы хотите избавиться от лишнего веса и вести здоровый образ жизни, вам следует свести к минимуму употребление «плохих» углеводов.

Сложные углеводы

Данный вид углеводов имеет в своем составе сложную цепочку молекул сахара, называемых полисахаридами (прим. poly - много). Они получили свое название из-за более сложной структуры, иногда их называют иначе – крахмалы.

Считается, что крахмал полезнее, чем простые углеводы, но это не всегда так.

К сложным углеводам относятся хлеб, рис, макароны, картофель (и другие овощи), крупы и злаки. Эти продукты есть в рационе практически каждого человека, многие предпочитают их из-за низкого количества жиров.

Дело в том, что и сложные углеводы могут быть «хорошими» или «плохими». Например, все знают, что чрезмерное употребление белого хлеба вредит организму, однако, он считается сложным углеводом. То же самое можно сказать и о картофельных чипсах!

Так что же делает медленные углеводы «хорошими» и «плохими»? Как правило, все дело в количестве обработки, которой подвергается продукт. Натуральные продукты называют нерафинированными, а те, которые прошли обработку, считаются рафинированными.

Первые, как правило, гораздо полезнее.

Ниже представлена таблица, которая поможет понять разницу:

Продукт, подвергшийся обработке, теряет большую часть важных питательных веществ, таких как витамины, минералы, аминокислоты и, самое главное, клетчатку…

Клетчатка

Клетчатка или пищевые волокна – это один из видов углевода. Она содержится и в простых, и в сложных группах. Пищевое волокно тяжело усваивается организмом и практически не содержит калорий, однако это не значит, что от него нужно отказаться!

Полное название клетчатки – крахмальный полисахарид и существует он в двух видах: растворимый и нерастворимый.

Растворимые пищевые волокна растворяются в воде и содержатся в кожуре растений и злаков. Попадая в организм, они впитывают в себя излишки желчной кислоты и холестерина, что, несомненно, полезно.

Нерастворимые пищевые волокна не растворяются в воде и содержатся в кожуре фруктов и овощей, а так же в шелухе зерен. Попадая в пищеварительный тракт они, словно щетка, очищают ваш кишечник.

Для здоровой работы организма вам нужны оба вида клетчатки, что составляет 14 грамм на 1000 калорий. Если вы употребляете 2000 калорий в день, вы должны съесть 28 грамм клетчатки.

Проще всего получить пищевые волокна из натуральных овощей, фруктов и зерновых.

Переход на низкоуглеводное питание

Итак, поможет ли снизить вес ограничение углеводов? Да, поможет! Вы будете съедать меньше калорий, а организм начнет использовать жир в качестве энергии.

Но небольшое количество углеводов все же необходимо для получения витаминов, минералов и клетчатки.

Вы можете отказаться от углеводов и получать питательные вещества из фруктов и овощей (исключив при этом зерновые и рафинированные продукты).

Существует несколько разновидностей низкоуглеводных диет (их называют кетогенными диетами), которые полностью ограничивают потребление углеводов. Не нужно заходить так далеко, если не хотите. Тему кетогенных диет лучше оставить для другой статьи! Просто ешьте больше овощей и меньше хлеба, риса, макарон и картофеля, это поможет сбросить лишний вес. Прочтите мою статью «Легкая низкоуглеводная диета».

Заключение

Теперь вы знаете, чем отличаются углеводы простые от углеводов сложных, рафинированные углеводы от нерафинированных. Кроме того, вы узнали немного и о клетчатке. Все это поможет вам решить, какие углеводы можно есть (нерафинированные), а каких стоит избегать (рафинированные) чтобы похудеть и оставаться здоровыми.

zdravpit.com

Углеводы нерастворимые - Справочник химика 21

    По своим физико-химическим свойствам полисахариды, не обладающие свойствами сахаров, во многом существенно различаются между собой. Так, в отношении растворимости существуют все градации от хорошо растворимых в теплой воде инулина и гликогена до совершенно нерастворимой целлюлозы. Некоторые полисахариды этой группы, например крахмал и инулин, при соответствующих условиях могут выделяться в виде сфероидальных кристаллических частиц большая часть этих углеводов (за исключением гликогена) и.меет кристаллическую структуру.      Так, нанример, дисахариды - сахароза и лактоза, несмотря на хорошую их растворимость в воде, непосредственно не всасываются в кишечнике. Они могут быть усвоены организмом лишь после расщепления на соответствующие моносахариды. Будучи же введены, минуя кишечник, непосредственно в кровь (парентерально), дисахариды тканями не используются и в основном выделяются с мочой в неизмененном виде. Что касается полисахаридов, представляющих собой еще более сложные углеводы, нерастворимые в воде, то они тем более пе могут быть непосредственно усвоены организмом. Будучи введены с пищей через рот, крахмал и гликоген подвергаются в пищеварительном тракте под действием соответствующих ферментов перевариванию, т. е. гидролитическому расщеплению. При 240 

Гликопротеиды. Гидролизуются на простой белок и углевод. Нерастворимы в воде. Растворяются в разбавленных щелочах. Нейтральны, Не свертываются при нагревании. Входят в состав слизей. 

Высокомолекулярные, несахароподобные углеводы (высшие полисахариды), не сладкие на вкус и нерастворимые в воде. 

Иониты должны быть достаточно стабильны к длительному воздействию растворов серной и соляной кислот, щелочей, а также органических кислот и углеводов, содержащихся в пентозном гидролизате. Иониты должны быть практически нерастворимы в гидролизатах, кислотах и щелочах. Снижение стабильности ионитов может привести к резкому снижению их обменной емкости в процессе эксплуатации. Большое значение имеет механическая прочность ионитов или малая истираемость зерен смолы в процессе ее длительной эксплуатации при очистке растворов. Химическая стойкость и механическая прочность зависят от стойкости высокомо- 

Вьщеление нерастворимых фибриллярных белков не сопряжено с особыми трудностями, в то же время очистка индивидуальных глобулярных белков из животных или растительных тканей, бактериальных культур и клеточных суспензий сильно затруднена одновременным присутствием в растворе многих других белков, углеводов, нуклеиновых кислот, липидов и других 

Несахароподобные сложные углеводы не обладают сладким вкусом и либо совсем нерастворимы в воде, либо набухают в ней, образуя коллоидные растворы. Они являются высокомолекулярными веществами и называются также высшими полисахаридами при частичном гидролизе они распадаются на более простые полисахариды, или дисахариды, а при полном гидролизе - на сотни и тысячи молекул моносахаридов. 

Преимуществом колоночной хроматографии является возможность количественного фракционирования больших количеств веществ без превращения их в какие-либо производные. Однако хорошее разделение часто возможно лишь при малых скоростях элюирования, поэтому были разработаны новые виды колоночной хроматографии. Методы аффинной и адсорбционной хроматографии основаны на избирательной адсорбции молекул на нерастворимом адсорбенте, который содержит группы (молекулы), специфически взаимодействующие с молекулами подлежащих очистке соединений, например ингибиторы (для очистки ферментов) или антитела (для очистки антигенов) в настоящее время эти методы нашли широкое применение и для разделения углеводов. Невзаимодействующие с адсорбентом примеси удаляются, а связанный с адсорбентом сахар затем десорбируют способом, не приводящим к его разрушению. Десорбцию можно осуществить, изменяя pH, ионную силу среды или применяя соответствующий ингибитор взаимодействия, удерживающего вещество на адсорбенте. Для разделения ряда полисахаридов были использованы иммобилизованные формы (см. разд. 26.3.7.6) конканавалина А , являющегося фитогемагглютинином (лектином), который специфически взаимодействует с разветвленными полисахаридами определенного строения в настоящее время применяют и другие иммобилизованные фитогемагглютинины. Колоночная хроматография на носителях, покрытых полиароматическими соединениями , также находит применение для разделения полисахаридов. Благодаря достижениям в производстве носителей для жидкостной хроматографии под высоким давлением можно осуществить хроматографическое разделение быстро и избирательно описаны методы фракционирования небольших олигосахаридов, продолжающегося менее 1 ч . 

Как было установлено, эти лигнин-углеводные комплексы растворимы в диметилформамиде, диметилсульфоксиде и 50%-ной уксусной кислоте. Они могут быть экстрагированы из остатка древесины после удаления растворимого в диоксане лигнина молотой древесины. Заслуживает внимания, что состав углеводов комплекса скорее подобен гемицеллюлозам, чем суммарным углеводам, а состав углеводов нерастворимого остатка похож на состав суммарных углеводов. Аналогичные результаты были приведены и Макферсоном . 

Целлюлоза представляет собой белое вещество, нерастворимое в большинстве обычных растворителей она лишь в ничтожной степени восстанавливает фелингову лцвет водным раствором иода в хлористом цинке. Лучшим растворителем для клетчатки является аммиачный раствор окиси меди, в котором она растворяется в значительном количестве. Кислоты вновь осаждают ее из этого раствора. Концентрированные растворы некоторых солей металлов, например роданистого кальция a(S N)2, также способны при нагревании заметно растворять этот углевод кроме того, он несколько растворим в холодном растворе едкого натра (прн -10). 

В клеточных стенках большинства высших растений вместе с целлюлозой находится и другое высокомолекулярное вещество, которое придает клеткам механическую прочность, - лигнин. Лигнином называют остаток, получающийся после удаления из клеточных стенок всех углеводов с помощью гидролизующих агентов. Это вещество представляет собой аморфный порошок или волокна желто-коричневого цвета, нерастворимые в воде и органических растворителях. Элементный состав лигнина различных растений в среднем следующий С -63,1%, И -5,9% и 0 - 31%. 

Для технического получения щавелевой кислоты используют ее образование в значительных количествах при сплавлении со щелочью органических веществ, особенно углеводов. С этой целью нагревают опилки со щелочью приблизительно до 200° и после охлаждения сплава образующуюся щавелевую кислоту экстрагируют водой (Дэйл, 1856 г.). Очистку производят через нерастворимую кальциевую соль. 

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

При проникновении посторонних белков или других антигенных компонентов, например макромолекулярных углеводов, в организме животных начинает действовать защитный механизм антиген - антитело (иммунный ответ). В процессе этой оборонительной реакции индуцируется биосинтез особых белков, так называемых антител, которые посредством высокоспецифичных рецепторов соединяются с антигенами с образованием нерастворимого комплекса антиген - антитело, делая проникший антиген безопасным для организма . 

Простые углеводы обычно представляют собой твердые кристаллические вещества, однако некоторые из них известны только в виде вязких сиропов. Часто при попытке выделить сахар в кристаллическом виде сталкиваются с большими трудностями (ср. очень медленную кристаллизацию меда или золотого сиропа, являющегося пересыщенным раствором глюкозы и сахарозы). Благодаря возможности образования водородных связей между многочисленными гидроксильными группами сахара, как правило, образуют более твердые кристаллы, чем обычные органические соединения. Они очень хорошо растворимы в воде, умеренно растворимы в этаноле и совсем нерастворимы в таких апротонных растворителях, как эфир, хлороформ или бензол. 

Свойства различных органических (и неорганических) вешеств зависят от их химического состава, и строения. Очень большую роль играет величина молекулы вещества. Так, например, сахаристое вещество глюкоза, с которым мы познакомились при изучении углеводов, представляет собой легко растворимые в воде бесцветные кристаллы, сладкие на вкус. В той же главе мы рассмотрели другой углевод - целлюлозу, построенную из нескольких тысяч остатков глюкозы. Целлюлоза совершенно не похожа по свойствам на глюкозу она нерастворима в воде, не имеет вкуса, обладает волокнистым строением. Таким образом, при переходе к соединениям, молекулы которых содержат многие тысячи атомов, блестяще подтверждается один из законов диалектики, по которому накопление количественных изменений приводит к значительным качественным изменениям. 

Подобно бактериям, клетки высших растений и животных часто покрыты внеклеточным материалом. Так, растительные клетки имеют жесткую стенку, содержащую в большом количестве целлюлозу и другие полимерные углеводы. Клетки, расположенные на наружных поверхностях растений, бывают покрыты восковым слоем. Клетки животных снаружи обычно защищены гликопротеидами - комплексами углеводов со специфическими белками клеточной поверхности. Пространство между клетками заполнено такими цементирующими веществами, как пектины у растений и гиалуроновая кислота у животных. Нерастворимые белки -коллаген и эластин - секретируются клетками соединительной ткани. Клетки, лежащие на поверхности (эпителиальные или эндотелиальные), нередко граничат с другой стороны с тонкой, содержащей коллаген базальной мембраной (рис. 1-3). Часто в результате совместного действия клеток различного типа происходит отложение неорганических соединений - фосфата кальция (в костях), карбоната кальция (скорлупа яиц и спикулы губок), окиси кремния (раковины Диатомовых водорослей) и т. п. Таким образом, обмен веществ в значительной мере протекает вне клеток. 

Полисахариды. Эти углеводы во многом отличаются от моно- и дисахаридов - не имеют сладкого вкуса, в большинстве нерастворимы в воде, они представляют собой сложные высокомолекулярные соединения, которые под каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с образованием более простых полисахаридов, затем дисахаридов и, в конечном итоге, множества (сотен и тысяч) молекул моносахаридов. Важнейшие представители полисахаридов - крахмал и целлюлоза (клетчатка). Их молекулы построены из звеньев -СбНюОб-, являющихся остатками шестичленных циклических форм молекул глюкозы, потерявших молекулу воды поэтому состав и крахмала, и целлюлозы выражается общей формулой (СеНюОа) . Различие же в свойствах этих полисахаридов обусловлено пространственной изомерией образующих их моно-сахаридных молекул крахмал построен из звеньев а-, а целлюлоза - /3-формы глюкозы. 

Основным резервным полисахаридом растений является крахмал. Он служит основным источником углеводов в пищевом рационе человека и, следовательно, имеет большое экономическое значение его получают в промышленном масштабе. Крахмал обнаружен в некоторых простейших, бактериях и водорослях, но до сих пор основным его источником являются семена, плоды, листья и луковицы растений, где содержание крахмала составляет от нескольких процентов до >75% (зерна хлебных злаков). Крахмал имеет зернистую структуру, причем форма зерен (гранул) зависит от источника выделения. Гранулы крахмала можно выделить из растительной ткани без их разрушения, так как они нерастворимы в холодной воде, в которой растворяются многие примеси. Такие гранулы обратимо набухают в холодной воде, что используется при промышленной экстракции крахмала . При повышении температуры этот процесс становится необратимым, и в конце концов гранулы разрушаются с образованием крахмального клейстера-Не все гранулы крахмала в образце разрушаются при одной и тои 

Сухие вещества в том числе нерастворимые Углеводы в пересчете на глюкозу (после гидролиза) Азотсодержащие вещества в том числе растворимые Клетчатка Зольные вещества Прочие экстрактивные вещества (в том числе жир) Растворители (бутанол), г/л 2.51 1,15-1,50 0,72-0.96 0.89-1,0 0,70-0.96 0,08-0,28 0,11-0,14 0,12-0,47 0,07-0,3 100,0 32.6-38,2 35.6-47,7 35-39 3,1-7,6 4.3-6,3 5.4-18,75 

Салливан определил содержание лигнина в 36 видах трав в связи с изучением их перевариваемости и установлением коэффициентов усвоения. Он нашел, что содержание лигнина находится в определенном соответствии с перевариваемостью нерастворимых углеводов и общего сухого вещества. Было найдено, что лигнин сам по себе обладает значительной перевариваемостью с коэффициентом, во многих случаях превышающим 10. 

При обработке маточника было найдено, что там присутствуют другие вещества, содержащие как лигнин, так и углеводы. Найденные лигнин-углеводные комплексы были почти нерастворимы во влажном диоксане. Однако если экстракция была продолжительной, они экстрагировались этим растворителем в достаточном количестве, загрязняя продукт. 

Углеводы делятся на моносахариды и полисахариды. К первой группе относятся глюкоза и фруктоза, ко второй - тростниковый (свекловичный) сахар (дисахарид), а также более сложные нерастворимые в воде полимеры, например крахмал, клетчатка. 

Ферментация дубового мха перед экстракцией этиловым спиртом улучшает запах резиноида, но не повышает его выход. При этом возникает необходимость в сушке сырья. Экстракция влажного мха оводняет мисцеллу и снижает крепость спирта, находящегося в обороте увеличивает содержание в резиноиде нерастворимого остатка за счет углеводов усиливает интенсивность его окраски. 

Полисахариды. Эти углеводы во многом отличаются от MOHO- и дисахаридов - не имеют сладкого вкуса, в большинстве нерастворимы в воде они представляют собой сложные высоко-мо.г1екулярные соединения, которые под каталитическим влиянием кислот или ферментов подвергаются гидролизу с образованием более простых полисахаридов, затем дисахаридов и, в конечном итоге, множества (сотен и тысяч) молекул моносахаридов. Важнейшие представители полисахаридов - крахмал и целлюлоза (клетчатка). Их молекулы построены из звеньев - eHioOj-, являющихся остатками шестичленных циклических форм молекул глюкозы, потерявших молекулу воды поэтому состав и крахмала, 

Органическое вещество отмерших организмов фито- и зоопланктона, а также и более организованных форм в водной толще и в донных илах испытывает интенсивные преобразования. Интенсивная микробиологическая деятельность сопровождается распадом первичного субстрата и образованием бактериальной биомассы. В результате содержаниг белковоподобных соединений уменьшается в 100-200 раз, свобод ных аминокислот в 10-20 раз, углеводов в 12-20 раз, липидов в 4-8 раз. Одновременно с этим соверншются процессы поликондеисации, полимеризации непредельных соединений и др. Возника от несвойственные биологическим системам вещества, составляющие основу органической части нефти-керогена. Происходит полимеризация жирных кислот, гидроксикислот и непредельных соединений с переходом образующихся продуктов уплотнения в нерастворимые циклическую и 

По внешним признакам многие углеводы сильно отличаются друг от друга например, имеются большие различия между виноградным сахаром, растворимым в воде и сладким на вкус, крахмалом, дающим коллоидные растворы и образующим клейстер, и, наконец, совершенно нерастворимой целлюлозой. Однако изучение их химического строс -ния показывает, что эти веш,ества и.меют также общую основу, поскольку и крахмал и целлюлоза могут быть различными способами расщеплены до виноградного сахара. 

Фракция, растворимая в алкоголе, известна как нативный лигнин. Как было найдено, эта фракция, полученная из бука, свободна от углеводов (см. Кавамура и Хигучи ). Она обнаруживает все свойства природного лигнина и причина нерастворимости остатка неизвестна. 

Характерное св-во X.- способность к образованию мол. комплексов со мн. солями, к-тами, аминами, углеводами (напр., с глюкозой - глюкохолестерины), белками, витамином Вз, сапонинами в последнем случае соединение X. с сапонином дигитонином выпадает в вцде нерастворимого осадка (на этом основано применение X. как противоядия при отравлении сапонинами). 

В настоящее время известен ряд методов количественного выделения из древесины холоцеллюлозы, состоящей из целлюлозы и гемицеллюлоз, путем перевода в раствор лигнина и продуктов его разрушения. Среди этих методов наибольшее распространение получили обработка хлоритом натрия в уксуснокислой среде, обработка водным раствором перуксусной кислоты, а также хлорирование древесины с последующим удалением хлорированного лигнина раствором пиридина или этаноламина в этиловом спирте . При этих обработках древесина количественно разделяется на полисахариды, образующие нерастворимую фракцию и переходящие в раствор продукты распада лигнина. При этой обработке остатки уксусной кислоты, связанные сложноэфирной связью с ксилоуронидами и глюкоманнаном, не отщепляются. Не отщепляются и остатки метилового спирта, связанные с карбоксилами уроновых кислот также сложноэфирной связью,- Не наблюдается в значительных количествах и расщепление различных видов гликозидных связей, которыми соединены остатки моносахаридов и уроновых кислот в макромолекулах гемицеллюлоз. Не разрушается и простая эфирная связь в остатках 4-0-метилглюкуроновой кислоты. Это указывает на то, что если между лигнином и углеводами существует химическая связь, она должна быть весьма лабильной и отличаться от перечисленных выше. 

Обычно крахмал содержит около 20% растворимой в воде фракции, называемой амилозой, и 80% нерастворимой в воде фракции, называемой амилопектииом. Эти две фракции, по-видимому, соответствуют различным углеводам с высоким молекулярным весом и формулой СвНюОб) . При обработке кислотой или под влиянием ферментов компоненты крахмала посте- 

При гидролизе от действия разведенных минеральных кислот, при нагревании, а также под влиянием некоторых ферментов и бактерий сапонины расщепляются на углеводы (сахар) и нерастворимые в воде соединения ароматического ряда, 0блада 0щие одной или несколькими гидроксильными группами, называемые сапоге-н и н а м и. 

В качестве последнего примера белков, связывающих малые молекулы, уместно рассмотреть лектины. Эти белки, чаще всего встречающиеся в растениях (но не только в них), связывают производные углеводов со значительной степенью стереоспецифичности. Впервые лектины привлекли внимание исследователей своей способностью агглютинировать эритроциты посредством связывания гликопротеинов мембран. Некоторые лектины специфичны к индивидуальным групповым веществам крови. Интерес к ним увеличился после того, как было обнаружено, что некоторые из лек-тинов агглютинируют преимущественно злокачественные клетки. Посредством иммобилизации на нерастворимом носителе типа агарозы лектины могут быть использованы для очистки гликопротеинов методом афинной хроматографии. Наиболее изученным лек-тином является конкавалин А для этого белка определены аминокислотная последовательность из 238 остатков и трехмерная структура. Конформация конкавалина А весьма примечательна. Семь участков его единственной полипептидной цепи формируют антипараллельную складчатую структуру, а шесть последующих участков образуют другую антипараллельную структуру, перпендикулярную первой. Ион Mn + координирован с двумя молекулами воды и боковыми радикалами Н18-24, 01и-8, Азр-Ш и Азр-14, образуя октаэдр. Ион Са +, расположенный на расстоянии 0,5 нм от Мп +, делит с ним два последних лиганда, а также связан с карбонильным кислородом Туг-12, боковым радикалом Айп-14 и двумя молекулами воды и также образует октаэдрическую конфигурацию. Остатки глюкозы и маннозы связываются в глубоком кармане размером 0,6 X 0,75 X 1,8 нм, образованным, как это ни удивительно, гидрофобными остатками. 

Присоединяя воду, крахмал постепенно расщепляется на другие, более простые углеводы. Вначале он превращается в растворимый крахмал, который затем расщепляется на более мелкие осколки-декстрины. Декстрины - твердые вещества, растворимые в воде, которые получают в тех1шке, нагревая крахмал до 150 °С, смочив его предварительно соляной кислотой. Блестящая корка хлеба состоит из декстринов, которые содержатся и во всей массе хлеба. Сущность хлебопечения состоит как раз в превращении нерастворимого в воде крахмала в растворимые и легко усваивающиеся декстрины. 

Лигнин из варки при 170° С был полностью растворимым в диоксане. Однако лигнин из варки при 100°С был разделен на 93,67о диоксанорастворимого лигнина с 13,48% метоксилов, и 6,4% нерастворимого лигнин-углеводного комплекса с 28,5% углеводов. 

Избыток надуксусной кислоты в фильтрате разрушался коллоидальной платиной, растврр вьшаривали в вакууме, а коричневый остаток экстрагировали ацетоном. При этом было получено около 14% (в расчете на древесину) нерастворимого материала, состоящего, главным образом, из углеводов, которые при гидролизе 2,5%-ной серной кислотой давали около 60% редуцирующих сахаров. 

Главным источником углерода для роста плесени были, по-видимому, углеводы, еще остававщиеся в ферментированном щелоке. Плесени, вероятно, расходовали также низкомолекулярные фракции лигносульфоната, так как одна плесень дала нерастворимый лигнинный остаток (лигнин определялся по методу Класона с 727о-ной серной кислотой), имевщий 8,3% метоксилов. Плесени же, выращенные в нормальной питательной среде, давали остатки, лищенные метоксилов. 

Углеводы - это органические соединения, в состав которых входят в основном три химиче­ских элемента - углерод, водород и кислород, хотя целый ряд углеводов содержит также азот или серу. Общая формула углеводов - С m (Н 2 0) n . Их делят на простые и сложные углеводы.

Простые углеводы (моносахариды) содержат единственную молекулу сахара, которую невоз­можно расщепить на более простые. Это кристаллические вещества, сладкие на вкус и хоро­шо растворимые в воде. Моносахариды принимают активное участие в обмене веществ в клетке и входят в состав сложных углеводов - олигосахаридов и полисахаридов.

Моносахариды классифицируют по количеству углеродных атомов (С 3 -С 9), например, пентозы (С 5) и гексозы (С 6). К пентозам относятся рибоза и дезоксирибоза. Рибоза входит в состав РНК и АТФ. Дезоксирибоза является компонентом ДНК. Гексозы (С 6 Н 12 0 6) - это глюкоза, фруктоза, галактоза и др.

Глюкоза (виноградный сахар) (рис. 2.7) встре­чается во всех организмах, в том числе в крови человека, по­скольку является энергетическим резервом. Она входит в со­став многих сложных Сахаров: сахарозы, лактозы, мальтозы, крахмала, целлюлозы и др.

Фруктоза (плодовый сахар) в наи­больших концентрациях содержится в плодах, меде, корнепло­дах сахарной свеклы. Она не только принимает активное уча­стие в процессах обмена веществ, но и входит в состав сахарозы и некоторых полисахаридов, например инсулина.

Большинство моносахаридов способно давать реакцию «се­ребряного зеркала» и восстанавливать медь при добавлении фелинговой жидкости (смесь растворов сульфата меди (II) и ка­лий-натрий виннокислого) и кипячении.

К олигосахаридам относят углеводы, образованные несколь­кими остатками моносахаридов. Они в основном также хоро­шо растворимы в воде и сладки на вкус. В зависимости от количества этих остатков различают дисахариды (два остатка),

Рис. 2.7. Строение молекулы глюкозы

трисахариды (три) и др. К дисахаридам относятся сахароза, лактоза, мальтоза и др.

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) состоит из остатков глюкозы и фруктозы (рис. 2.8), она встречается в запасающих органах некоторых растений. Особенно много сахарозы в корнеплодах сахарной свеклы и сахарного тростника, откуда их получают промышленным способом. Она слу­жит эталоном сладости углеводов.

Лактоза, или молочный сахар, образована остатками глюкозы и галактозы, содержится в материнском и коровьем молоке.

Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух остатков глюкозы. Она образуется в процессе расщепления полисахаридов в семенах рас­тений и в пищеварительной системе человека, используется при производстве пива.

Полисахариды - это биополимеры, мономерами которых являются остатки моно- или ди- сахаридов. Большинство полисахаридов нерастворимы в воде и несладкие на вкус. К ним от­носятся крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин.

Крахмал - это белое порошкообразное веще­ство, не смачиваемое водой, но образующее при заваривании горячей водой взвесь - клейстер. В действительности крахмал состоит из двух полимеров - менее разветвленной амилозы и более разветвленного амилопектина (рис. 2.9). Мономером как амилозы, так и амилопектина является глюкоза. Крахмал - основное запасное вещество растений, которое в огромных количествах на­капливается в семенах, плодах, клубнях, корневищах и других запасающих органах растений. Качественной реакцией на крахмал является реакция с йодом, при которой крахмал окрашива­ется в сине-фиолетовый цвет.

Гликоген (животный крахмал) - это запасной полисахарид животных и грибов, который у человека в наибольших количествах накапливается в мышцах и печени. Он также нерастворим в воде и несладок на вкус. Мономером гликогена является глюкоза. По сравнению с молекулами крахмала, молекулы гликогена еще более разветвлены.

Целлюлоза, или клетчатка, - основной опорный полисахарид растений. Мономером целлю­лозы является глюкоза (рис. 2.10). Неразветвленные молекулы целлюлозы образуют пучки, кото­рые входят в состав клеточных стенок растений и некоторых грибов. Целлюлоза является основой древесины, она используется в строительстве, при производстве тканей, бумаги, спирта и многих органических веществ. Целлюлоза химически инертна и не растворяется ни в кислотах, ни в ще­лочах. Она также не расщепляется ферментами пищеварительной системы человека, однако ее перевариванию способствуют бактерии толстого кишечника. Кроме того, клетчатка стимулирует сокращения стенок желудочно-кишечного тракта, способствуя улучшению его работы.

Хитин - это полисахарид, мономером которого является азотсодержащий моносахарид. Он входит в состав клеточных стенок грибов и панцирей членистоногих. В пищеварительной системе человека также отсутствует фермент переваривания хитина, его имеют лишь некоторые бактерии.

Функции углеводов. Углеводы выполняют в клетке пластическую (строительную), энергети­ческую, запасающую и опорную функции. Они образуют клеточные стенки растений и грибов. Энергетическая ценность расщепления 1 г углеводов составляет 17,2 кДж. Глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал и гликоген являются запасными веществами. Углеводы могут также входить в состав сложных липидов и белков, образуя гликолипиды и гликопротеины, в частности в кле­точных мембранах. Не менее важной представляется роль углеводов в межклеточном узнава­нии и восприятии сигналов внешней среды, поскольку они в составе гликопротеинов выполняют функции рецепторов.

Липиды - это разнородная в химическом отношении группа низкомолекулярных веществ с гидрофобными свойствами. Данные вещества нерастворимы в воде, образуют в ней эмульсии, но при этом хорошо растворяются в органических растворителях. Липиды маслянисты на ощупь, многие из них оставляют на бумаге характерные невысыхающие следы. Вместе с белками и угле­водами они являются одними из основных компонентов клеток. Содержание липидов в различ­ных клетках неодинаково, особенно много их в семенах и плодах некоторых растений, в печени, сердце, крови.

В зависимости от строения молекулы липиды делят на простые и сложные . К простым липидам относятся нейтральные липиды (жиры), воски, стерины и стероиды. Сложные липиды содержат и другой, нелипидный компонент. Наиболее важными из них являются фосфолипиды, гликолипиды и др.

Жиры являются производными трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот (рис. 2.11). Большинство жирных кислот содержит 14-22 углеродных атома. Среди них есть как насыщенные, так и ненасыщенные, то есть содержащие двойные связи. Из насыщенных жирных кислот чаще всего встречаются пальмитиновая и стеариновая, а из ненасыщенных - олеиновая. Некоторые ненасыщенные жирные кислоты не синтезируются в организме человека или синте­зируются в недостаточном количестве, и поэтому являются незаменимыми. Остатки глицерина образуют гидрофильные «головки», а остатки жирных кислот - «хвосты».

Жиры выполняют в клетках в основном запасающую функцию и служат источником энергии. Ими богата подкожная жировая клетчатка, выполняющая амортизационную и термоизоляционную функции, а у водных животных - еще и повышающая плавучесть. Жиры растений большей частью содержат ненасыщенные жирные кислоты, вследствие чего они являются жидкими и называются маслами. Масла содержатся в семенах многих растений, таких как подсолнечник, соя, рапс и др.

Воски - это сложные смеси жирных кислот и жирных спиртов. У растений они образуют пленку на поверхности листа, которая защищает от испарения, проникновения патогенов и т. п. У ряда животных они покрывают тело или служат для построения сот.

К стеринам относится такой липид, как холестерол - обязательный компонент клеточных мембран, а к стероидам - половые гормоны эстрадиол, тестостерон и др.

Фосфолипиды, помимо остатков глицерина и жирных кислот, содержат остаток ортофосфор- ной кислоты. Они входят в состав клеточных мембран и обеспечивают их барьерные свойства.

Гликолипиды также являются компонентами мембран, но их содержание там невелико. Не- липидной частью гликолипидов являются углеводы.

Функции липидов. Липиды выполняют в клетке пластическую (строительную), энергетиче­скую, запасающую, защитную и регуляторную функции, кроме того, они являются растворите­лями для ряда витаминов. Это обязательный компонент клеточных мембран. При расщеплении 1 г липидов выделяется 38,9 кДж энергии. Они откладываются в запас в различных органах растений и животных. К тому же подкожная жировая клетчатка защищает внутренние органы от переохлаждения или перегревания, а также ударов. Регуляторная функция липидов связана с тем, что некоторые из них являются гормонами.

Среди углеводов различают целлюлозу, гемицеллюлозу, палисахара (крахмал, инулин), дисахара (тростниковый сахар), монссахара (глюкоза, фруктоза, лактоза). К другим соединениям, входящим в состав корма, содержащим, так же как и углеводы, углерод, зодород и кислород, относятся пентозы, инкрустирующие вещества (лигнин, кутин.), органические кислоты, пигменты, пектиновые вещества, глюкозиды и ряд других, которые находятся в растительных и животных продуктах в небольшом количестве.

Обычно среди этих многообразных по своему составу и физиологическому значению веществ выделяют следующие группы: сырая клетчатка -в нее входят целлюлоза, гемнцеллюлоза, лигнин и другие инкрустирующие вещества; растворимые углеводы - крахмал, инулин, сахара; безазотистые эктрактивные в е щ е с т в а, куда входит все остальное; обычно растворимые углеводы не определяются, а их объединяют с группой безазотистых экстрактивных веществ, сокращенно обозначая их начальными буквами БЭВ.

Сырая клетчатка - соединение, которое в значительной степени определяет энергетическую питательность корма, содержание в нем полезных для животных органических веществ, способных к окислению.

На питательность сырой клетчатки влияет степень одревеснения, грубости, что вызывается содержанием в ней лигнина, в особенности его нерастворимых форм, и степенью волокнистости целлюлозы. Сырая клетчатка в зависимости от ее наличия в растениях и фазы развития растений совершенно поразному переваривается и усваивается. В начальные периоды развития растения, в фазе прикорневых листьев, сырая клетчатка переваривается на 70-85% и усваивается не хуже растворимых углеводов. В это время она состоит главным образом из гемицеллюлозы, аморфной целлюлозы; лигнин присутствует главным образом в виде его растворимых форм. С возрастом растения происходят следующие изменения: больше накапливается целлюлозы, она становится волокнистой, соединяется в плотные пучки (недоступные пищеварительным сокам), комплексируется с нерастворимыми формами лигнина. В результате резко снижается переваримость корма и значительно ухудшается использование животными переваренных органических веществ корма. Так, например, в одном из зарубежных опытов переваримость органического вещества тимофеевки в мае составляла 85%, а в конце июня она была равна 45%. В среднем при этом за каждый день развития растения переваримость снижалась на 0,5%.

Процесс понижения переваримости клетчатки сопровождается одновременным увеличением ее содержания в сухом веществе. Если в начальных фазах развития в растениях содержится сырой клетчатки 8-14%, то в конечных (осыпание семян, засыхание растений) до 45%. В процессе развития растений повышается удельный вес в сухом веществе лигнина. Однако большее значение в понижении энергетической питательности растения имеет то, что лигнин превращается в нерастворимые формы, входит в соединение с целлюлозой, резко снижая тем самым переваримость сырой клетчатки и других входящих в состав растения органических веществ.

При содержании в сухом веществе кормов 45% клетчатки переваримость ее оказывается низкой, равной 40%, резко снижается питательность сухого вещества. Такие корма, как озимая солома, малопроизводительны, так как резко снижают продуктивность животных. При увеличении содержания сырой клетчатки до 45-55% и выше (как в ветках, опилках и других древесных отходах, в торфе) продукты и материалы оказываются уже малопригодными для кормления животных.

Клетчатка играет рать балластного вещества, создающего объемистость пищевой массы. Дело в том, что при поедании животными меньше 2 кг сухих веществ на центнер живого веса нарушаются пищеварительные процессы, что отрицательно сказывается на усвоении питательных веществ и здоровье животных. Поэтому дача малопитательных или даже почти непитательных продуктов положительно сказывается на состоянии животных. Недостаточная объемистость рациона сказывается и на образовании у животных взращенных привычек - свиньи грызут полы на ферме , деревянные части кормушек, лошади заглатывают воздух (прикуска).

Другое положительное свойство сырой клетчатки способность хорошо обогревать животных зимой, образовывать в теле дополнительные количества тепловой энергии. Происходит это за счет того, что микроорганизмы пищеварительного тракта, в первую очередь у жвачных животных, разлагая и используя клетчатку, выделяют много тепла - примерно на 1 кг переваренной клетчатки 2500 ккал. Это обстоятельство и приводит к тому, что зимой, при низкой температуре, скот с большей охотой поедает гуменные и другие грубые корма, а весной и летом отказывается от соломы.

Возможно ли искусственно, путем обработки, изменить питательность кормов, а также некормовых продуктов? Оказывается, возможно. Дело в том, что по валовой калорийности грубые корма одинаковы с концентратами содержат в 1 кг 4400 ккал. Низкая питательность их обусловлена плохой переваримостью, а также неудовлетворительной ассимиляцией переваренных веществ. Если обработать грубый корм щелочным раствором достаточно активных щелочей - каустической соды, извести (кипелки) с наличием достаточного каличества гидроксильных групп (ОН) и числом рН не ниже 11-12, то происходит отделение целлюлозы от лигнина, волокнистое строение целлюлозы переходит в аморфное, в известной мере растворяется лигнин, а также попутно и кремниевые соли. При этом питательность сухого вещества грубых кормов резко увеличивается.

Оказывается, что аналогичная обработка щелочным раствором позволяет превратить некормовые продукты в корма. Так, обработка щелочным раствором древесных хлопьев, осиновых и березовых опилок позволила превратить их в продукт, поедаемый не талько крупным рогатым скотом, но и свиньями.

Растворимые углеводы - крахмал, инулин (в клубнях земляной груши), тростниковый сахар, глюкоза, фруктоза, лактоза -легко перевариваются и хорошо усваиваются. Они служат в теле животного материалом для образования механической и тепловой энергии и для синтеза жира. В клетках тела животного имеются моносахара, в крови глюкоза, в молоке-молочный сахар (лактоза). Животный крахмал (гликоген) имеется в весьма ограниченном количестве в печени, где он играет роль промежуточного соединения. Растворимые углеводы присутствуют главным образом в зернах, семенах, корнях и клубнях, составляя в них до 80% сухого вещества. Растворимые углеводы-лучшие источники образования жира в теле животных, так как процесс синтеза жира из них происходит более эффективно, чем из белков и жиров корма, а качество жира получается характерным для данного вида животных.

У жвачных животных избыток растворимых углеводов при недостатке протеина в корме приводит к пищеварительной дистрофии, к худшему использованию питательных веществ вследствие пониженной деятельности микроорганизмов желудочно-кишечного тракта.

Корма, богатые легкорастворнмыми углеводами, в значительном количестве используются в заключительный период откорма животных, в частности свиней, когда идет усиленное жироотложение. Растворимые углеводы более совершенно используются животными с однокамерным желудком, нежели жвачными, где они частично елужат питанием для микроорганизмов рубца.

Пентозы и пектиновые вещества по своим качествам близки к растворимым углеводам, хорошо перевариваются и используются животными. Встречаются в растительных кормах.

Органические кислоты в кормах встречаются в виде молочной, уксусной, пропионовой, маеляной. Содержание органических киелот в сухом веществе для успешного его использования не должно превышать 6%. При более высоком его содержании и числе рН ниже 3.6 - 3,8 поедаемость такого корма, например силоса, снижается. Дело в том, что животные, как правило, отказываются поедать силос, если количество свободных органических киелот превышает 100 г на центнер живого веса жвачных и 50-80 г на центнер веса свиней.

Обычно органические кислоты в кормах в большем количестве образуются благодаря брожению. Поэтому их много в силосе, барде, пивной дробине.

Наиболее желательной в кормах является молочная кислота. Она побуждает к более энергичному выделению пищеварительных соков, способствует возникновению хорошего аппетита. Силос с достаточным наличием молочной кислоты не обладает резко выраженным кислым запахом, так как молочная кислота не летуча. Уксусная кислота, как летучая, придает кормам соответствующий кислый запах. Пропионовая кислота встречается в кормах в меньшем количестве, чем уксусная и молочная. Она полезна для животных. Нежелательна в силосе масляная кислота. Ее наличие- признак маслянокислого брожения, приводящего к разложению силоса. В хорошем силосе масляная кислота отсутствует. В обшем же количестве органических кислот в силосе доля масляной не должна превышать 20%.

В рубце жвачных животных в результате жизнедеятельности микроорганизмов (бактерии, инфузорий) образуются органические кислоты - уксусная, пропионовая, масляная, валериановая и в небольшом количестве другие. Эти кислоты всасываются в кровь и служат источником синтеза различных органических веществ тела. В частности, уксусная кислота идет на образование маточного жира. Обычно среди летучих жирных кислот, образующихся в рубце, 62-73% составляет уксусная, 18-28% пропионовая, 7-16% масляная.