Что относится к моносахаридам, их химические свойства и применение

    Сахароза глюкоза фруктоза

    Моносахариды – это простейшие углеводные соединения, имеющие в своем составе одно звено. Они являются мономерами, остатки которых образуют более сложные углеводные соединения: дисахариды, олигосахариды, полисахариды.

    Основные свойства моносахаридов: имеют твердую структуру, сладкий вкус. У мономеров, в отличие от других углеводных групп, отсутствует реакция гидролиза. Они не способны реагировать с водой и разлагаться на более простые вещества. Моносахариды легко растворяются в воде, сложнее – в спиртовых соединениях. С эфирными соединениями в реакцию не вступают.

    Общая характеристика моносахаридов

    Наименование моносахариды пришло из древне-греческого и латинского языков. Переводится как «один сахар». В составе простых углеводов всего один элемент, что не дает им возможности делиться дальше.

    Способность моносахаридов к объединению дает возможность образоваться дисахаридам (из двух мономеров), олигосахаридам (из 3 – 10 мономеров), полисахаридам (из 11 и более мономеров).

    В начале 19 века русским химиком Г. Э. Кирхгофом в процессе гидролиза крахмала была получена глюкоза. Немного позже А. М. Бутлеров синтезировал моносахариды из формальдегида при использовании щелочной среды. В середине 19 века русским двадцатидвухлетним доктором медицины Карлом Шмидтом был предложен термин углеводы.

    Природным моносахаридом является глюкоза. Пищевые моносахариды, известные человеку, представлены в трех видах. К моносахаридам относятся:

    • глюкоза;
    • фруктоза;
    • галактоза.

    В общей формуле моносахаридов присутствуют углеродные, водородные и кислородные атомы. Выглядит она так:  Сn(H₂O)n, значение n различно, колеблется от 3 до 9. Расположены атомы в веществах по-разному, поэтому глюкоза, фруктоза, галактоза – структурные изомеры. Моносахариды относятся к полигидроксикарбональным соединениям, для которых характерна связь каждого атома углерода с объединенными атомами водорода и кислорода.

    Молекулярное количество атомов углерода позволяет образоваться тетрозам (в них три атома углерода), пентозам (в них пять атомов углерода), гексозам (в них шесть атомов углерода).

    Для природы более характерны пентозные соединения, например, рибоза, и гексозные соединения, например, глюкоза и фруктоза.

    Строение моносахаридов изображается с помощью проекционных формул Эмиля Германа Фишера. В них цепь углеродов изображается вертикально, верхнюю часть занимает альдегидная группа (для альдоз) или первичноспиртовая группа – соседняя с карбональной группой (для кетоз). Атом водорода, гидроксильная группа располагаются горизонтально.

    Еще одним способом изображения моносахаридов являются перспективные формулы Уолтера Нормена Хеуоса. С помощью перспективных формул удобно изображать мономеры с циклической формой. В изображении идеализированные плоские циклы с пятью или шестью членами, в каждом из которых есть атом кислорода, позволяют понимать взаимное расположение всех заместителей относительно плоскости кольца.

    Моносахариды

    Химические свойства моносахаридов:

    • растворимость в воде;
    • способность кристаллизоваться;
    • гигроскопичность;
    • сладкий вкус;
    • низкая температура плавления;
    • проявление слабых кислотных свойств, которые проверяются с помощью лакмусовой бумажки;
    • способность восстанавливаться до образования спирта;
    • способность окисляться до монокарбоновых, дикарбоновых, гликуроновых кислот;
    • способность образовывать сложные эфиры;
    • способность образовывать гликозиды;
    • способность к брожению: спиртовому, молочнокислому, лимоннокислому, маслянокислому.

    Пищевые моносахариды

    Основными моносахаридами, присутствующими в пищевых продуктах, являются глюкоза, фруктоза, галактоза.

    Глюкоза

    Глюкоза (декстроза) называется еще виноградным сахаром, потому что содержится в соке винограда, в соке других фруктов.

    Глюкоза

    Название глюкозы уходит своими корнями в Грецию, перевод обозначает «сладкий».

    • Глюкоза – наиболее распространенный моносахарид, простой углевод.
    • Глюкоза имеет формулу С₆H₁₂O₆.
    • Глюкоза — кристаллическое сладкое вещество, быстро растворяется в воде.
    • Глюкоза не способна гидролизоваться.
    • Глюкоза образуется в процессе фотосинтеза.
    • Глюкоза есть в крови, в зеленых органах растений.
    • Дисахариды и полисахариды в своем составе содержат глюкозу.
    • Природное образование глюкозы – фотосинтез.
    • Искусственное образование глюкозы – гидролиз и ферментирование из крахмала, целлюлозы.
    • В организм человека глюкоза поставляет энергию, необходимую для нормальной работы мышц, для умственной деятельности.

    Фруктоза

    Фруктоза – плодовый сахар, также она называется фруктовым сахаром. Такие наименования появились у фруктозы потому, что ее содержат ягоды, фрукты. Много фруктозы в меде. В химии фруктозу еще называют левулозой.

    • Фруктоза слаще, чем глюкоза.
    • Фруктоза — единственный моносахарид, который содержит сперма людей, быков.
    • Производители мороженого используют фруктозу в качестве основного компонента для производства вкусного продукта для предотвращения песчанистости.
    • Употребление большого количества фруктозы приводит к сбою в работе органов пищеварения, сердечно — сосудистой системы.

    Фруктоза

    Галактоза

    В природе галактоза практически не встречается, есть она в томатах, некоторых других овощах и фруктах, но в небольших количествах. Входящая в состав молока лактоза в процессе гидролиза образует галактозу.

    • Галактоза менее сладкое вещество в сравнении с глюкозой и фруктозой.
    • Галактоза медленнее растворяется в воде, чем другие простые углеводы.
    • Галактоза участвует в образовании гликолипидов и гликопротеинов, которые являются основой большинства органических тканей человека.
    • Женский организм производит галактозу из глюкозы, затем образуется лактоза, поступающая в молочные железы.
    • При производстве энергетиков галактоза является активным компонентом напитков.
    • Галактоза стремительно снижает, стабилизирует вес.
    • Галактоза способна предотвратить сахарный диабет.
    • Галактоза — энергетический источник для людей, ведущих активный образ жизни, испытывающих большие физические нагрузки.

    Продукты богатые моносахаридами

    Лидерами по содержанию простых углеводов являются сиропы, шоколад, мучные изделия, безалкогольные сладкие напитки, крупы, бобовые, злаковые.

    В природе нахождение моносахаридов свойственно в первую очередь фруктам и ягодам, имеющим сладкий вкус. Присутствуют углеводы в овощах.

    Содержание моносахаридов в продуктах растительного происхождения (на 100 грамм продукта):

    • в меде – 80 грамм;
    • в финиках – 69 грамм;
    • в изюме – 66 грамм;
    • в горохе – 64 грамма;
    • в сухих яблоках, грушах – 59-62 грамма;
    • в сухих инжире, персике, черносливе – 58 грамм;
    • в урюке – 53 грамма;
    • в кураге – 51 грамм;
    • в картофеле – 18 грамм;
    • в свекле – 18 грамм;
    • в моркови – 8-9 грамм;
    • в винограде – 7-8 грамм;
    • в бананах – 6 грамм;
    • в сливах – 5 грамм;
    • в вишне – 4 грамма;
    • в кукурузе – 3,5 грамма;
    • в смородине (белой, красной) – 3 грамма;
    • в яблоках, грушах – 2,5 грамма;
    • в красном сладком перце – 2 грамма;
    • в свежей белокочанной капусте – 2 грамма;
    • в виноградном соке – 7 грамм;
    • в соке манго – 5,5 грамма;
    • в апельсиновом соке – 2,5 грамма.
    Из хлебобулочных изделий больше всего простых углеводов содержится в пшеничном хлебе – от 50 до 60 грамм в ста граммах продукта. В ржаном хлебе – 35 грамм в ста граммах продукта.

    У каких продуктов богатое содержание моносахаридов (на сто грамм):

    • у сахара-песка – 99,8 г;
    • у леденцовой карамели – 96 г;
    • у муки из риса, пастилы, зефира, жевательного мармелада – 80 г;
    • у пряников – 75 г;
    • у сахарного печенья, варенья из клубники, риса – 74 г;
    • у муки из кукурузы – 72 г;
    • у баранок сушек, крупы из кукурузы – 71 г;
    • у манки, гречки, пшеничной крупы, макарон, варенья из малины, пшеничной муки – 70 г;
    • у пшеничной крупы, сдобного печенья – 68 г;
    • у перловой крупы, сдобных сухарей, пшенной крупы – 67 г;
    • у муки из ржи, отрубей овса – 66 г;
    • у ячневой крупы, овсяной муки, толокна – 65 г;
    • у бисквитных пирожных, вафель – 63 г;
    • у риса, геркулеса – 62 г;
    • у овсяной крупы, пшеницы, шоколадных конфет – 60 г;
    • у сгущенного молока – 57 г;
    • у ячменя, гречихи, ржи, сдобных булочек – 56 г;
    • у овса – 55 г;
    • у подсолнечной халвы – 54 г;
    • у сухого молока – 53 г;
    • у песочного пирожного – 52 г;
    • у батона – 51 г;
    • у молочного шоколада – 50 г.

    Моносахариды не содержатся в клетках животных организмов, или их там незначительное количество. Например, устрицы содержат на 100 г всего около одного гр. глюкозы, желток яйца курицы – 0,2 г, коровье молоко средней жирности – 0,01 г.

    Основные функции

    Основная биологическая роль моносахаридов заключается в том, что они снабжают организм человека энергией. Один грамм углеводов дает в среднем четыре килокалории. Для мозговой деятельности вдень человеку необходимо получать от 160 до 200 грамм моносахаридов.

    Глюкозе отведена роль основного энергетического источника, фруктозе – участие в процессах обмена. Галактозные соединения содержат эритроциты, содержащиеся в третьей группе крови.

    Полезные свойства моносахаридов и их влияние на организм

    Полезные свойства углеводов заключаются в их питательности. Они подкармливают мозг для осуществления его деятельности, помогают осуществлять метаболические процессы.

    Глюкозу, фруктозу, галактозу, маннозу, рибозу, дезоксирибозу в химии относят к натуральным формам моносахаридов. Гексозу, пентозу, тетрозу – к искусственным углеводам.

    Углеводные соединения содержатся в продуктах питания, при помощи которых в основном поступают в организм человека.

    Необходимость моносахаридов

    Углеводы необходимы каждому человеку для поддержания жизненно важных функций организма. Люди, испытывающие повышенные физические и умственные нагрузки, активно занимающиеся спортом, нуждаются в повышенном потреблении углеводов.

    Очень важно, чтобы моносахариды в достаточном количестве поступали в организм детей, когда они интенсивно растут, для получения сил и энергии. Нужны они человеку, страдающему психическими расстройствами, депрессиями, болезнями пищеварительного тракта.

    Недостаток веса, интоксикация, кальциевый дефицит, нехватка аскорбиновой кислоты – показания, при которых следует увеличить употребление продуктов, богатых углеводами.

    Последствиями голоданий, строгих диет, несбалансированного питания часто бывает гипогликемия (дефицит сахара), что приводит к расстройствам памяти, нарушению обменных процессов, проблемам с сердцем, бессоннице, хронической усталости, депрессивным состояниям.

    Причины, при которых следует уменьшить потребление углеводов: лишний вес, ожирение, пожилой возраст, гипертония, малоподвижный образ жизни, непереносимость лактозы.  Переизбыток потребления моносахаридов выразится в дистрофии печени, снижении давления, кислотно-щелочном дисбалансе организма.

    Моносахариды и сахар в крови

    Усвоение моносахаридов организмом происходит не сразу, для этого необходимо пройти определенные стадии.

    1. Всасывание тонкой кишкой.
    2. Поступление в кровь.
    3. Повышение уровня сахара в крови.

    Глюкоза, галактоза быстро усваиваются и попадают в кровь, поэтому резко увеличивают уровень сахара. Связано быстрое усвоение с высоким гликемическим индексом веществ. У фруктозы его показания значительно ниже, поэтому усвоение моносахарида происходит медленнее, процесс повышения сахара в крови происходит мягко, постепенно.

    Применение моносахаридов необходимо человеку, в то же время оно должно быть разумным, продуманным.

    Поделиться:
    Adblock
    detector