Значение крахмала в организме человека
Каково значение крахмала в организме человека, Вы узнаете из этой статьи.
Значение крахмала в организме человека
Крахмал является сложным углеводом, который в ходе переваривания проходит различные этапы. В результате данного процесса происходит расщепление крахмала до глюкозы – главного энергетического источника для клеток. Крахмал в жизни человека играет важную роль, ведь он обеспечивает наш организм необходимой энергией и благодаря ему поставляются ежедневно калории.
Функции крахмала:
- Получение энергии вследствие преобразования крахмала в глюкозу. Сначала он во рту разрушается и превращается в углевод попроще – мальтозу. Попав в кишечник, мальтоза трансформируется в форму еще проще – глюкозу. Она попадает через стенки кишечника в кровоток и обеспечивает клетки энергией. Главной клеткой из которых является головной мозг.
- Стоит отметить, что данный полисахарид является важнейшим компонентом профилактики ожирения. Поэтому он играет большую роль в правильном функционировании человеческого организма.
- Он принимает участие в процессе нормализации уровня глюкозы в кровотоке человека. Особенно крахмал важен для тех, кто страдает диабетом или пережил гипергликемический приступ.
- Крахмал укрепляет иммунитет ЖКТ и способствует его правильной работе.
- Данный полисахарид берет участие в усвоении большинства продуктов.
Источники крахмала:
- Овощи — кабачок, горох, картофель, кукуруза, латук, помидор, маниок.
- Злаковые – пшеница, рис, ячмень, рожь, грачиха, пшено, сорго, чечевица.
- Фрукты – плоды хлебного дерева, бананы,
- Желуди, каштаны, батат, горох, фасоль и соя.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, каково значение крахмала в жизни человека.
Похожие записи:
kratkoe.com
Роль крахмала в организме, источники крахмала для человека
Крахмал — это вид сложных углеводов, которые в процессе переваривания проходят несколько различных этапов. В итоге крахмал расщепляется до глюкозы — основного источника энергии для всех клеток. Поскольку углеводы, в том числе крахмал, играют огромную роль в обеспечении нас энергией, большинство ежедневных калорий должно поставляться именно этими макроэлементами.
Функции крахмала
Единственная функция крахмала в человеческом рационе — преобразование в глюкозу для получения энергии. Крахмал начинает разрушаться во рту, где слюна окружает его сложные молекулы. В процессе жевания она расщепляет крахмал на более простые углеводы, называемые мальтозой.
После попадания в тонкий кишечник мальтоза деконструируется в еще более простую форму — глюкозу, которая через кишечные стенки попадает непосредственно в кровоток и обеспечивает энергией клетки, в том числе головного мозга.
Хранение крахмала в организме
Часть крахмала тело использует сразу, а остаток хранит в виде гликогена в мышцах и печени. Гликоген тоже может быть превращен в энергию для использования тогда, когда организм будет нуждаться в этом. Например, он может сжигать гликоген во время тренировки, если вы не успели предварительно поесть.
Простые углеводы, к которым относятся различные виды сахара, также преобразуется в глюкозу, хотя их переваривание в тонкой кишке протекает гораздо быстрее — в один простой шаг.
Источники
Существует несколько видов крахмалистых продуктов, которые вы с одинаковым успехом можете включить в свой рацион. Такие овощи, как картофель, кабачок, кукуруза и горох содержат больше крахмала, чем, например, некрахмалистые салат-латук и помидоры. Хлеб из цельного зерна, лебеда, коричневый рис и макаронные изделия — другой вид пищи с высоким его содержанием.
Все эти крахмалистые продукты с одной порцией дают организму примерно 15 граммов углеводов, большая часть которых поступает именно из крахмала (хотя они могут содержать и некоторые виды сахаров).
Рекомендуемое потребление
Около 45-65 процентов калорий должны извлекаться из углеводной пищи. Вы должны включать в рацион смесь простых и сложных углеводов, дающих 4 калории на грамм. Так, если обычно вы потребляете 1500 калорий в день, углеводы должны составлять от 168 до 243 граммов. Диета в 2000 калорий требует включения от 225 до 325 граммов углеводов.
Чтобы получить достаточное количество крахмала, который организм сможет преобразовать в глюкозу, около трети вашего рациона питания должны составлять крахмалистые продукты. Потребности конкретных людей могут различаться, в зависимости от состояния здоровья (если у вас диабет, поговорите с диетологом).
Какова функция крахмала? 2019
Тип сложного углевода, крахмала содержится в широком ассортименте продуктов, включая картофель и цельные зерна. Крахмал ломается вниз в глюкозу в вашем теле, обеспечивая более постепенный источник энергии для ваших физических процессов, чем простые углеводы, такие как рафинированный сахар. Углеводы, такие как крахмалы, обеспечивают большую часть топлива для вашего тела, поэтому он составляет значительную часть вашего потребления калорий.
Видео дня
Какова его функция?
Что касается диетической функции, единственной целью крахмала является переход на глюкозу, которая будет использоваться в качестве энергии для вашего организма. Глюкоза — полезная форма углеводов для вашего тела. Глюкоза циркулирует по всему телу в вашем кровотоке и поглощается клетками и используется в качестве источника топлива. Глюкоза используется для питания всех ваших функций организма, и это основной источник энергии для вашего мозга и нервной системы.
Устойчивый крахмал
В то время как большинство крахмалов разлагаются вашим телом на глюкозу, некоторые крахмалы, известные как устойчивые крахмалы, проходят без пересадки в ваш толстый кишечник. Эти крахмалы функционируют так же, как диетические волокна. Они обеспечивают питание для полезных бактерий в вашей толстой кишке, сохраняя их процветание и здоровье. Существует четыре типа стойкого крахмала. Первый находится внутри неусвояемых клеточных стенок растений; второй считается неудобоваримым, если он не нагревается; третий иногда называют ретроградным крахмалом, так как длительное время приготовления, за которым следует период охлаждения, затрудняет их переваривание; и последний — промышленно-стойкий крахмал. Этот пос
ru.healthycareinfo.com
Крахмал биологическая функция — Справочник химика 21
Углеводам присущи также и другие важные биологические функции. Крахмал и гликоген используются как временные депо глюкозы. Нерастворимые полимеры углеводов вьшолняют функции структурных и опорных элементов в клеточных стенках бактерий и растений, а также в соединительной ткани и оболочках клеток животных. Углеводы других типов служат в качестве смазки в суставах, обеспечивают слипание клеток и придают биологическую специфичность поверхности животных клеток. [c.302]Углеводы — большая группа органических веществ, широко распространенных в живой природе. Представителями углеводов являются виноградный сахар (глюкоза), свекловичный, или тростниковый, сахар (сахароза), крахмал, целлюлоза. В результате процесса фотосинтеза (с. 217) растениями на нашей планете ежегодно создается огромное количество углеводов, которое оценивается содержанием углерода 4 -10 ° т. Поэтому можно считать, что углеводы являются наиболее распространенными органическими соединениями. Около 80% сухого вещества растений приходится на углеводы, из которых состоят опорные ткани растений в зерне, картофеле, овощах, плодах углеводы служат резервными питательными веществами. Невозможно переоценить значение углеводов как одного из основных средств питания человека и сельскохозяйственных животных. Углеводы являются обязательной составной частью животных организмов в микроорганизмах они составляют 20—30%. Наряду с белками, нуклеиновыми кислотами и липидами углеводы являются необходимой составной частью живой клетки и выполняют важные биологические функции. Вещества, регулирующие процессы жизнедеятельности, — некоторые протеиды, нуклеиновые кислоты (с. 604) и др. — содержат остатки молекул углеводов.
Полиозы играют в растениях различную роль. Они бывают структурными веществами, придающими организму растений плотность, гибкость, например целлюлоза, пектиновые вещества и пр. Резервные полисахариды являются источником питания растений, например крахмал, гликоген, инулин и пр. Некоторые полисахариды имеют неясную биологическую функцию — растительные слизи, камеди и т. д. [c.77]
Углеводы являются чрезвычайно важным классом природных соединений. Исследование их химических свойств может дать ценную информацию о механизмах реакций и стереохимии. Значительным достижением в настоящее время является применение углеводов в качестве хиральных синтонов и заготовок для стерео-специфического синтеза таких соединений, как простагландины, аминокислоты, гетероциклические производные, липиды и т. д. Для биолога значение углеводов заключается в доминирующей роли, которая отводится им в живых организмах, и в сложности их функций. Углеводы участвуют в большинстве биохимических процессов в виде макромолекулярных частиц, хотя во многих биологических жидкостях содержатся моно- и дисахариды, а большинство растений содержит глюкозу, фруктозу и сахарозу. Только растения способны осуществлять полный синтез углеводов посредством фотосинтеза, в процессе которого атмосферный диоксид углерода превращается в углеводы, причем в качестве источника энергии используется свет (см. гл. 28.2). В результате этого накапливается огромное количество гомополисахаридов — целлюлозы (структурный материал) и крахмала (запасной питательный материал). Некоторые растения, в особенности сахарный тростник и сахарная свекла, накапливают относительно большие количества уникального дисахарида сахарозы (а-О-глюкопиранозил-р-О-фруктофуранозида), который выделяют в значительных количествах (82-10 т в год). Сахароза — наиболее дешевое, доступное, Чистое органическое вещество, запасы которого (в отличие от запасов нефти и продуктов ее переработки) можно восполнять. -Глюкоза известна уже в течение нескольких веков из-за ее способности кристаллизоваться из засахаривающегося меда и винного сусла. В промышленном масштабе ее получают гидролизом крахмала, причем в настоящее время применяют непрерывную Схему с использованием ферментов, иммобилизованных на твердом полимерном носителе.
Высокомолекулярные органические соединения — белки, полисахариды (крахмал, целлюлоза) и др. — основа живой природы. Белки — важнейшая составная часть всех живых организмов — с химической точки зрения являются полимерами. В живых организмах белки выполняют пластические, энергетические и регулирующие функции. С ними связаны рост, наследственность, обмен и другие характерные черты живых организмов. Некоторые белки выполняют функцию биологического катализатора химических процессов в организме, их называют ферментами. [c.6]
В лейкопластах образуются крахмал и некоторые другие вещества клетки. В хромопластах, окрашенных в желтый, красный или оранжевый цвет, накапливаются биологически важные вещества— каротиноиды. Хлоропласты являются органами первичного синтеза углеводов — фотосинтеза. Они устроены очень сложно. Это округлые или овальные тельца, ярко-зеленого цвета, размером в несколько микрометров. Внутри них находятся очень мелкие зерна— граны, окрашенные в ярко-зеленый цвет. Хлоропласты состоят из хлорофилла, белков, липидов, каротиноидов и некоторого количества РНК- Из элементов, кроме магния, входящего в молекулу хлорофилла, в них обнаружены калий, кальций, марганец и др. Главная функция хлоропластов — биосинтез глюкозы, который идет при использовании солнечной энергии.
Итак, главные источники структурного и функционального многообразия моносахаридов лежат в различном наборе функциональных групп (карбонильные, гидроксильные, карбоксильные, аминогруппы и т. д.) и в не меньшей степени в различиях стереохимии. Последнее надо особо подчеркнуть. В обычном курсе органической химии рассматривают свойства и различия отдельных классов соединений, основанные в первую очередь на различиях бут-леровских структур, и отдельно в виде некоего несколько экзотического приложения — вопросы стереохимии. В химии сахаров такого разделения не может быть. В принципе вся эта область есть органическая стереохимия par ex ellen e , и все многообразие свойств углеводов проистекает прежде всего из их стереохимических различий. Так, например, кардинальные различия свойств и биологической функции целлюлозы и одного из двух компонентов крахмала — амилозы — обусловлены различием кон фигурации лишь одного асимметрического центра элемен тарного звена этих стереоизомерных полисахаридов. [c.10]
Биологические функции. Белки могут выполнять в живых организмах самые различные функции катализировать (ферменты) и регулировать (гормоны) биохимич. реакции входить в состав соединительной ткани (напр., коллаген) или мышц (актин, миозин) служить резервными питательными веществами (гранулы белка в цитоплазме) и др. Функции дезоксирибонуклеиновой к-ты — передача генетич. информации из поколения в поколение при клеточном делении. Этот Б. служит исходной
www.chem21.info
Устойчивый (резистентный) крахмал: его роль и полезные свойства
Мы постоянно слышим о необходимости ограничивать углеводы, и слово «крахмал» вряд ли ассоциируется со здоровьем. Вы, возможно, будете удивлены, но существует полезная разновидность крахмала – это устойчивый, или резистентный, крахмал.
Что такое устойчивый крахмал и какую пользу он приносит?
Резистентный крахмал (от латинского resistere – сопротивляться) – это крахмал, устойчивый к воздействию пищеварительных соков. Его еще называют «неперевариваемый крахмал». Основные пищеварительные процессы протекают в тонкой кишке, где переваривается и основная часть крахмалов обычных. Резистентный крахмал имеет свойства растительной клетчатки и переваривается лишь незначительно. В организме человека нет ферментов, расщепляющих его. Устойчивый крахмал служит пищей для полезной микрофлоры кишечника – микробиома. Этот сложный углевод переходит неизменным из тонкой кишки в толстую, где ферментируется бактериями вместе с содержащейся в пище клетчаткой с образованием важных продуктов – короткоцепочечных жирных кислот. Наиболее ценная среди них – масляная кислота – бутират. Она дает питание клеткам кишечника и полезной микрофлоре, оказывает противовоспалительное и противораковое действие.
Открытие устойчивого крахмала
Наука стала проявлять интерес к полезным свойствам крахмалов, в том числе и устойчивых, несколько десятилетий назад. Ученые, изучавшие злокачественные кишечные опухоли, обратили внимание на то, что у некоторых народностей и племен Восточной Африки очень низкая заболеваемость раком кишечника. При этом в их рационе было мало клетчатки, считавшейся в то время одним из главных средств предотвращения кишечного рака, и много таких высококрахмалистых продуктов, как кукуруза, бананы, батат (сладкий картофель), ямс. Эти народы, также, мало болели сахарным диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Позже было доказано, что это связано с большим содержанием устойчивого крахмала в этих продуктах. В последнее время интерес к резистентным крахмалам усилился, было установлено их большое значение и многоплановое действие на организм.
Типы резистентного крахмала
Различают 4 типа по его источникам:
1 тип резистентного крахмала содержится в цельных и грубого помола зернах злаков, семенах, бобовых и корнеплодах. Этот тип устойчив к перевариванию из-за того, что связан с клетчаткой.
2 тип находится в картофельном крахмале, сыром картофеле, зеленых бананах. Человеческий организм может переварить его после тепловой обработки. Однако после нее крахмал уже не будет резистентным, и не будет питать полезную микрофлору.
3 тип образуется в отварных крахмалсодержащих продуктах после их охлаждения: в картофеле, рисе белом и коричневом, овсянке, макаронных изделиях, бобовых, корнеплодах. Содержится в хлебе цельнозерновом и из муки грубого помола. Длинные молекулы крахмала восстанавливаются.
4 тип – химически модифицированный крахмал. Обычно, делается из кукурузы. Используется в производстве продуктов, полуфабрикатов.
В рационе здорового питания должны быть только три первых вида устойчивого крахмала.
Полезные свойства устойчивого крахмала
Резистентный крахмал – слишком ценное вещество, чтобы забывать о нем, и обладает многими полезными свойствами. Вот основные из них:
Устойчивый крахмал поддерживает полезную кишечную микрофлору и угнетает патогенную
Бутират, образующийся при расщеплении резистентных крахмалов ферментами полезных бактерий, служит им пищей. Хорошая микрофлора развивается, подавляя при этом рост микрофлоры патогенной.
Питает клетки кишечника
Бутират питает не только микробиом, но и клетки кишечника, являясь для них одним из основных источников энергии.
Участвует в регуляции уровня сахара в крови
Одно из важнейших свойств. Устойчивые крахмалы – «медленные» углеводы. Они расщепляются ферментами бактерий, в основном, до короткоцепочечных кислот, и небольшого количества глюкозы, в отличие от крахмалов обычных, дающих простые сахара. Влияние резистентных крахмалов на уровень сахара и инсулина в крови активно изучается. Доказано, что добавление в пищу этого вида крахмала способствует стабилизации уровня сахара на невысоких значениях и повышает чувствительность к инсулину.
Это свойство особенно важно для имеющих лишний вес, страдающих диабетом и преддиабетом. Крахмал медленно расщепляется и дает постепенное поступление глюкозы в кровь. Благодаря этому не повышается уровень инсулина, который «помогает» увеличению жирового запаса. Причем предотвращение резкого подъема сахара проявляется и при следующем приеме пищи. Например, при употреблении пищи с резистентным крахмалом на завтрак, уровень сахара в крови будет без всплесков и в обед.
- Доказано, что чувствительность тканей к инсулину снижается на 40% при превышении массы тела на 35-40% от нормы.
Повышение чувствительности к инсулину (или снижение инсулинорезистентности) проявляется при регулярном употреблении пищи, содержащей устойчивый крахмал.
Такое действие резистентных крахмалов имеет значение и для всех людей в плане профилактики заболеваний и поддержания общего здоровья.
Устойчивый крахмал помогает в похудении
Наряду с клетчаткой и белком резистентный крахмал дает стойкое чувство насыщения и минимум калорий при этом. Мы получаем около 2 килокалорий от 1 грамма крахмалов устойчивых, в то время как от 1 г усвояемых крахмалов – 4,2 ккал. Устойчивые крахмалы способствуют вовлечению в обмен веществ жировых запасов.
Улучшает усвоение и биодоступность минеральных веществ
Необходимые нам элементы, такие как кальций и железо, обычно находятся в связанном состоянии и поэтому трудно усваиваются. Мы часто испытываем дефицит этих важных элементов. При ферментации крахмала кишечной микрофлорой создаются условия для лучшего усвоения минеральных веществ. Исследования показали существенное увеличение всасывания железа и кальция, фосфора и цинка в толстой кишке.
Способствует повышению иммунитета
Бутират дает питание клеткам слизистой оболочки кишечника, в том числе и находящимся там иммунным клеткам, увеличивая их количество. Кишечник является важной частью иммунной системы: в его слизистой оболочке находится больше иммунных клеток, чем во всем остальном организме.
Улучшает моторику кишечника
Нерегулярное опорожнение кишечника, явления запора или диареи часто могут быть уменьшены включением в рацион резистентного крахмала. Он поддерживает полезную кишечную микрофлору – одно из главных условий здорового пищеварения. Полезные бактерии активно предотвращают диарею, помогают формированию правильного стула.
Профилактика рака кишечника
Одна из главных причин включать в рацион продукты с устойчивым крахмалом – профилактическое действие в отношении рака толстой кишки. Смертность от рака кишечника находится на третьем месте на планете среди злокачественных опухолей. В этом направлении в мире ведется большая научно-исследовательская работа.
Повреждения ДНК кишечных клеток и мутации приводят к образованию раковых клеток. Выявлено, что постоянное поступление бутирата в толстую кишку вызывает запуск программы самоуничтожения измененных клеток. Если в кишечнике мало бутирата и наш микробиом «голоден», то он не может защитить нас от раковых клеток. Употребляя продукты, содержащие резистентный крахмал, мы поддерживаем микробиом и, тем самым, свое здоровье.
Как получать достаточное количество устойчивого крахмала с пищей?
В источник полезного крахмала можно превратить обычные картофель и рис. Для этого нужно просто сварить их, а затем поставить в холодильник на несколько часов. Это же относится к бобовым и другим крахмалсодержащим продуктам, например, макаронам. Любимое многими картофельное пюре и печеный картофель теперь тоже можно не исключать из меню, разумеется, охладив их.
Следует помнить, что при разогревании резистентный крахмал снова переходит в обычный и теряет свои свойства. Однако приготовленные и охлажденные продукты не обязательно есть холодными. Лучше есть их лишь немного подогретыми, теплыми. Или дать им постоять на столе и нагреться до комнатной температуры.
- Употребление холодной пищи полезно имеющим избыточный вес: организм тратит дополнительные калории на ее нагревание.
Другие продукты, содержащие резистентный крахмал: овсяные хлопья (длительного приготовления!), хлеб цельнозерновой и из муки грубого помола, корнеплоды, особенно, топинамбур, из южных – батат, маниок (кассава), ока.
Надо чаще есть бобовые. Кроме устойчивого крахмала они содержат качественный растительный белок. У некоторых, однако, бобовые вызывают вздутие живота. Для хорошего усвоения перед приготовлением их нужно замачивать на ночь. В индийской и азиатской кухнях применяется специя асафетида, облегчающая усвоение бобовых. Теперь ее можно купить и у нас. Бобовые хорошо сочетаются с некрахмалистыми овощами и зеленью, с ними хорошо делать овощные и мясные салаты. Кстати, население регионов мира с традиционным потреблением бобовых отличается здоровьем и долголетием.
Много устойчивого крахмала содержится в недозрелых бананах и, конечно, в сыром картофельном крахмале. Кушать неспелые бананы и крахмал не всегда захочется, но их прекрасно можно добавлять в смузи вместе с сырыми овсяными хлопьями длительного приготовления. Смузи при грамотном подходе – не просто коктейль, и его регулярное употребление надо взять за правило.
► Смузи с крахмалом – тыква и морковный сок для здоровья кишечника.
Добавляйте неспелые бананы во фруктовые салаты.
Картофельный крахмал, как источник резистентного крахмала, можно добавлять в блюда. Рекомендуется начинать с 1 столовой ложки в день, постепенно увеличивая дозу до 3 ложек для достижения большего эффекта. Если начать делать это регулярно, положительный эффект от устойчивого крахмала наступит через 1-2 недели, когда в кишечнике начнет образовываться максимальное количество бутирата. В одной столовой ложке крахмала содержится примерно 8 граммов устойчивого крахмала и практически нет усвояемых углеводов. Хорошо переносимая суточная доза – 40-45 г. Увеличивать ее нет смысла. Превышение может приводить к повышенному газообразованию: кишечные бактерии не справляются с таким количеством крахмала.
Немного крахмала можно добавлять в утренний стакан воды – 1/3-1 чайную ложку.
Лучшим решением будет все же употребление устойчивых крахмалов в их естественном виде: вареный рис и картофель, бобовые, недозрелые бананы, корнеплоды. Хорошо делать салаты с охлажденными чечевицей, фасолью, картофелем. Все эти продукты дают нам не только резистентный крахмал, но и клетчатку, микронутриенты и много другого полезного. Если таких продуктов в рационе мало, надо увеличить их долю, есть больше сырой и малообработанной пищи. Тогда мы будем получать необходимые нам 15-30 г устойчивых крахмалов в день, а также растительную клетчатку.
В одном среднем зеленом банане содержится примерно 15 г резистентного крахмала. В 100 г несваренных овсяных хлопьев длительного приготовления – 10 г.
Исследования показали больший эффект от устойчивого крахмала при его сочетании с пшеничными отрубями. Это обеспечивает более медленную ферментацию резистентного крахмала и бОльшую его концентрацию в нижних отделах толстой кишки, где больше всего нужен образующийся из устойчивых крахмалов бутират. Это, также, способствует снижению концентрации аммиака.
Сколько резистентного крахмала нам нужно?
15-30 граммов ежедневно. И лучше получать его из продуктов.
Повышает ли устойчивый крахмал уровень сахара в крови?
Не повышает. Он практически не усваивается. Этот вид крахмала – пища для полезных кишечных бактерий, а не для вас. Картофель лучше варить, а не жарить или запекать, тогда его гликемический индекс будет значительно меньше – 70, а не 95.
Всем ли полезен устойчивый крахмал?
Нет. Страдающим синдромом раздраженного кишечника следует ограничивать употребление нерастворимых пищевых волокон, а, следовательно, и резистентных крахмалов.
Таким образом устойчивый крахмал – это не просто полезное вещество со свойствами клетчатки, он необходим для поддержания постоянства внутренней среды кишечника.
Сергей Рубанов
нутрициолог
culturazdoroviya.ru
Полисахариды. Крахмал, Целлюлоза.
Биоорганическая химия
Полисахариды. Крахмал, Целлюлоза.
На этой странице мы рассмотрим несахароподобные полисахариды.
Полисахариды — общее название класса сложных высокомолекулярных углеводов, молекулы которых состоят из десятков, сотен или тысяч мономеров — моносахаридов.
Важнейшие представители несахароподобных полисахаридов – крахмал и целлюлоза (клетчатка).
Эти углеводы во многом отличаются от моно- и олигосахаридов. Они не имеют сладкого вкуса, большинство из них не растворимо в воде. По этой причине их называют несахароподобными (в отличие от сахароподобных олигосахаридов, которые также относятся к полисахаридам).
Олигосахариды имеют знаительно меньший размер молекул и свойства, близкие к моносахаридам.
Несахароподобные полисахариды представляют собой 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.
Химическое строение полисахаридов.
По химической природе полисахариды стоит рассматривать как полигликозиды (полиацетали). Каждое звено моносахарида связано гликозидными связями с предыдущим и последующим звеньями.
При этом для связи с последующим звеном предоставляется полуацетальная (гликозидная) гидроксильная группа, а с предыдущим – спиртовая гидроксильная группа.
На конце цепи находится остаток восстанавливающегося моносахарида. Но поскольку доля концевого остатка относительно всей макромолекулы весьма невелика, то полисахариды проявляют очень слабые восстановительные свойства.
Гликозидная природа полисахаридов обусловливает их гидролиз в кислой и высокую устойчивость в щелочной средах.
Полисахариды имеют большую молекулярную массу. Им присущ характерный для высокомолекулярных веществ более высокий уровень структурной организации макромолекул.
Наряду с первичной структурой, т.е. определённой последовательностью мономерных остатков, важную роль играет вторичная структура, определяемая пространственным расположением молекулярной цепи.
Классификация полисахаридов.
Полисахариды можно классифицировать по разным признакам.
Полисахаридные цепи могут быть:
- разветвлёнными или
- неразветвлёнными (линейными).
Также, различают:
- гомополисахаридами — полисахариды, состоящие из остатков одного моносахарида,
- гетерополисахариды — полисахариды, состоящие из остатков разных моносахаридов.
Наиболее изучены гомополисахариды.
Их можно разделить по их происхождению:
- гомополисахариды растительного происхождения — Крахмалл, — Целюлоза, — Пектиновые вещества и т.д.
- гомополисахариды животного происхождения — Гликоген, — Хитин и т.д.
- гомополисахариды бактериального происхождения — Гекстраны.
Гетерополисахариды, к числу которых относятся многие животные и бактериальные полисахариды, изучены меньше, однако они играют важную биологическую роль.
Гетерополисахариды в организме связаны с белками и образуют сложные надмолекулярные комплексы.
Для полисахаридов используется общее название гликаны.
Гликаны могут быть:
- гексозанами (состоят из гексоз),
- пентозанами, (состоят из пентоз).
В зависимости от природы моносахарида различают:
- глюканы (в основе – моносахарид глюкоза),
- маннаны (в основе – моносахарид манноза),
- галактаны (в основе – моносахарид галактоза) и т.п.
Крахмал
Крахмал (С6Н10О5)n – белый (под микроскопом зернисый) порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде крахмал набухает, образуя коллоидный раствор (крахмальный клейстер). С раствором йода даёт синее окрашивание (характерная реакция).
Крахмал образуется в результате фотосинтеза, в листьях растений, и запасается в клубнях, корнях, зёрнах.
Химическое строение крахмала
Крахмал представляет собой смесь двух полисахаридов, построенных из глюкозы (D-глюкопиранозы): амилозы (10-20%) и амилопектина (80-90%).
Дисахаридным фрагментом амилозы является мальтоза. В амилозе D-глюкопиранозные остатки связаны альфа(1-4) гликозидными связями.
По данным рентгеноструктурного анализа макромолекула амилозы свёрнута в спираль. На каждый виток спирали приходится 6 моносахаридных звеньев.
Амилопектин в отличие от амилозы имеет разветвлённое строение.
В цепи D-глюкопиранозные остатки связаны альфа(1-4)-гликозидными связями, а в точках разветвления — бета(1-6)-гликозидными связями. Между точками разветвления располагается 20-25 глюкозидных остатков.
Цепь амилозы включает от 200 до 1000 глюкозных остатков, молекулярная масса 160 000. Молекулярная масса амилопектина достигает 1-6 млн.
Гидролитическое расщепление крахмала.
В пищеварительном тракте человека и животных крахмал подвергается гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом.
В технике превращение крахмала в глюкозу (процесс осахаривания) осуществляется путём кипячения его в течение нескольких часов с разбавленной серной кислотой. Впоследствии серную кислоту удаляют. Получается густая сладкая масса, так называемая крахмальная патока, содержащая, кроме глюкозы, значительное количество других продуктов гидролиза крахмала. Патока применяется для приготовления кондитерских изделий и различных технических целей.
Если требуется получить чистую глюкозу, то кипячение крахмала ведут дольше. Этим достигается более высокая степень гидролиза крахмала.
При нагревании сухого крахмала до 200-500 град. С происходит частичное разложение его и получается смесь менее сложных, чем крахмал полисахаридов, называемых декстринами.
Разложением крахмала на декстрины объясняется образование блестящей корки на печёном хлебе. Крахмал муки, превращённый в декстрины, легче усваивается вследствие большей растворимости.
Гликоген
В животных организмах этот полисахарид является структурным и функциональным аналогом растительного крахмала.
Откладывается в виде гранул в цитоплазме во многих типах клеток (главным образом печени и мышц).
Химическое строение гликогена.
По строению гликоген подобен амилопектину (структурную формулу см. выше). Но молекулы гликогена значительно больше молекул амилопектина и имеют более разветвленную структуру. Обычно между точками разветвления содержится 10-12 глюкозных звеньев, а иногда даже 6.
Сильное разветвление способствует выполнению гликогеном энергетической функции, так как только при наличии большого числа концевых остатков можно обеспечить быстрое отщепление нужного количества молекул глюкозы.
Молекулярная масса у гликогена необычайно велика. Измерения показали, что она равна 100 млн. Такой размер макромолекул содействует выполнению функции резервного углевода. Так, макромолекула гликогена из-за большого размера не проходит через мембрану и остаётся внутри клетки, пока не возникнет потребность в энергии.
Функции гликогена в метаболизме.
Гликоген является основной формой хранения глюкозы в животных клетках.
Гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы.
Гликогеновый запас, однако, не столь ёмок в калориях на грамм, как запас триглицеридов (жиров). Он имеет скорее локальное значение. Только гликоген, запасённый в клетках печени (гепатоциты) может быть переработан в глюкозу для питания всего организма.
Гидролиз гликогена в кислой среде протекает очень легко с количественным выходом глюкозы.
Аналогично гликогену в животных организмах, в растениях такую же роль резервного полисахарида выполняет амилопектин, имеющий менее разветвлённое строение. Меньшая разветвлённость связана с тем, что в растениях значительно медленнее протекают метаболические процессы и не требуется быстрый приток энергии, как это иногда бывает необходимо животному организму (стрессовые ситуации, физическое или умственное напряжение).
Целлюлоза (клетчатка)
Целлюлоза – наиболее распространённый растительный полисахарид. Она обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений.
Наиболее чистая природная целлюлоза – хлопковое волокно – содержит 85-90% целлюлозы. В древесине хвойных деревьев целлюлозы содержится около 50%.
Химическое строение целлюлозы
Структурной единицей целлюлозы является D-глюкопираноза, звенья которой связаны бета(1-4)-гликозидными связями.
Биозный фрагмент целлюлозы представляет собой целлобиозу. Макромолекулярная цепь не имеет разветвлений, в ней содержится от 2500 до 12 000 глюкозных остатков, что соответствует молекулярной массе от 400 000 до 1-2 млн.
Бета-Конфигурация аномерного атома углерода приводит к тому, что макромолекула целлюлозы имеет строго линейное строение. Этому способствует образование водородных связей внутри цепи, а также между соседними цепями.
Такая упаковка цепей обеспечивает высокую механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую инертность, что делает целлюлозу прекрасным материалом для построения клеточных стенок растений.
Целлюлоза не расщепляется обычными ферментами желудочно-кишечного тракта, но она является необходимым для питания баластным веществом.
Использование целлюлозы
Значение целлюлозы очень велико. Достаточно указать, что огромное количество хлопкового волокна идёт для выработки хлопчатобумажных тканей.
Из целлюлозы получают бумагу и картон, а путём химической переработки – целый ряд разнообразных продуктов: искусственное волокно, пластические массы, лаки, этиловый спирт.
Большое практическое значение имеют эфирные производные целлюлозы: ацетаты (искусственный шёлк), ксантогенты (вискозное волокно, целлофан), нитраты (взрывчатые вещества, коллоксилин) и др.
xn—-7sbb4aandjwsmn3a8g6b.xn--p1ai
Свойства крахмала, польза и вред. Применение и химический состав крахмала
При получении крахмала из зерен масса сырья размачивается и перетирается, что позволяет удалить зародыши из семян. Оставшийся эндосперм подвергают повторному измельчению, выделению (физическому иди химическому) содержащихся в нём веществ и сушке. В результате в состав крахмала может входить некоторое количество минеральных компонентов и витаминов.
Аналогичную процедуру проводят для картофеля, с той только разницей, что в этой операции процедура удаления зародышей заменяется на отвод картофельного сока и кожуры.
Чаще всего производство крахмала основано именно на переработке картофеля. При этом содержание его в картофельных клубнях составляет не более 25%, в то время как в различных зерновых крахмала содержится от 65% до 80%. Картофель предпочитают по той причине, что его измельчение не приводит к столь быстрому износу оборудования, как перетирание зерновых, и в целом процесс получения крахмала из него оказывается более простым.
Находящийся у всех на слуху модифицированный крахмал ни в коем случае не является ГМО. Крахмал — это не организм, у него нет генов, и модификация в нем происходит только на уровне сахаридной структуры. Никакого вреда изменение этой структуры для человека не имеет.
Применение
А вот используется крахмал в пищевой промышленности не менее широко, чем в природе. Он является необходимым ингредиентом при приготовлении различных киселей, соусов, кремов, колбас и выпечки. В подавляющем большинстве сосисок и колбасных изделий содержится крахмал для придания им более плотной консистенции.
Наиболее часто в кулинарных целях этот компонент используется для загущения продукта и связывания части жидкости в нём. Например, при приготовлении желе или майонеза. Для этого чаще используют модифицированный крахмал.
Применение крахмала в кулинарии — не единственная форма его использования. Из него изготовляют этанол, патоку и различные клея. В огромных объёмах крахмал используется целлюлозной промышленностью. Порошок служит для наполнения и обработки бумаги. Также его используют для обработки тканей и другой текстильной продукции.
В сумме текстильная и целлюлозная промышленность потребляют больше крахмала, чем пищевая.
Польза и вред
Крахмал — продукт двоякий. С одной стороны его состав — кладезь энергии. Именно благодаря обилию крахмала в зернах и крупах хлеб, выпечка и различные каши столь питательны. Кроме того, крахмал, содержащий повышенное количество амилозы, играет роль своеобразного массажера для кишечника. Он расщепляется хуже, чем крахмал с большим содержанием амилопектина, и потому, образуя комок в кишечнике, обладает свойствами стимуляции его работы, улучшения пищеварение и уменьшения всасывания холестерина.
Дополнительное полезное свойство крахмала — в пищеварительном тракте он способствует восстановлению организма после скачка уровня сахара в крови у страдающих диабетом.
С другой стороны, вред крахмала известен всем следящим за своей фигурой. Во многих случаях именно он является причиной набора веса, даря человеку избыточное количество калорий.
Поэтому как и большинство калорийных продуктов, крахмал ценен для крепкого и подвижного организма, тратящего большое количество калорий и нуждающегося в стабильном получении энергии и хорошей работе пищеварительной системы.
Кукурузный или картофельный крахмал обычно можно найти на полке магазина рядом с мукой, содой, сахаром и солью. Если нет супермаркета в шаговой доступности — посмотрите среди натуральных продуктов для выпечки в интернет-магазине. Одной упаковки обычно хватает очень надолго.
sostavproduktov.ru