تعريف
الكربوهيدرات (السكريات أو السكريات)- مواد عضوية تحتوي على مجموعة كاربونيل وعدة مجموعات هيدروكسيل.
كانت نسبة الهيدروجين والأكسجين في جزيئات أول ممثلي الكربوهيدرات المعروفين 2: 1. نظرًا لأن الصيغة الجزيئية العامة للكربوهيدرات يمكن كتابتها على النحو التالي: $ C_x (H_2O) _y $ ، يمكننا القول أن الكربوهيدرات هي مركبات الكربون والماء.
تعتبر الكربوهيدرات مكونًا مهمًا للخلايا ، وبالتالي ، أنسجة جميع الكائنات الحية ، حيث تشكل (بالوزن الجاف) الجزء الأكبر من الكتلة الحيوية الحية (النباتات - حتى 80٪ وما يصل إلى 3٪ - الحيوانات) على الأرض. مصدر الكربوهيدرات للكائنات النباتية هو عملية التمثيل الضوئي:
يحدث التمثيل الضوئي في الخلايا النباتية ويؤدي إلى تخليق الكربوهيدرات من الماء وثاني أكسيد الكربون. يمكن كتابة معادلة التمثيل الضوئي على النحو التالي:
$ 6CO_2 + 6H_2O \ xrightarrow (ح \ nu) C_6H_ (12) O_6 $
الكربوهيدرات هي فئة واسعة جدًا من المركبات العضوية ، من بينها مواد ذات خصائص مختلفة جدًا. هذا يسمح للكربوهيدرات بأداء مجموعة متنوعة من الوظائف في الكائنات الحية.
وظائف الكربوهيدرات في الكائنات الحية
1. وظيفة الطاقة. تعمل الكربوهيدرات كمصدر للطاقة: عندما يتأكسد 1 جرام من الكربوهيدرات ، يتم إطلاق 4.1 كيلو كالوري من الطاقة و 0.4 جرام من الماء.
2. وظائف هيكلية وداعمة.تشارك الكربوهيدرات في بناء الهياكل الداعمة المختلفة. نظرًا لأن السليلوز هو المكون الهيكلي الرئيسي لجدران الخلايا النباتية ، يؤدي الكيتين وظيفة مماثلة في الفطريات ، كما يوفر صلابة للهيكل الخارجي للمفصليات.
3. دور وقائي في النباتات. تحتوي بعض النباتات على تكوينات واقية (أشواك ، وخز ، إلخ) تتكون من جدران خلوية من الخلايا الميتة.
4. وظيفة بلاستيكية. الكربوهيدرات هي جزء من جزيئات معقدة (على سبيل المثال ، البنتوز (ريبوز و ديوكسيريبوز) تشارك في بناء ATP ، DNA و RNA).
5. وظيفة الاحتياطي. تعمل الكربوهيدرات كمغذيات احتياطية: الجليكوجين في الحيوانات والنشا والأنولين في النباتات.
6. الوظيفة التناضحية. تشارك الكربوهيدرات في تنظيم الضغط الاسموزي في الجسم. لذلك يحتوي الدم على 100-110 مجم / لتر من الجلوكوز ، ويعتمد تركيزه على الضغط الاسموزي للدم.
7. وظيفة المستقبل. تعد السكريات القليلة القلة جزءًا من الجزء المستقبِل للعديد من المستقبلات الخلوية أو جزيئات الترابط.
تصنيف الكربوهيدرات
يمكن تصنيف الكربوهيدرات وفقًا لمعايير مختلفة. الأهم هو عدد الوحدات الهيكلية.
1. حسب عدد الوحدات الهيكلية - السكرياتتنقسم الكربوهيدرات إلى سكريات بسيطة أو السكريات الأحاديةوالبوليمرات من هذه السكريات البسيطة أو السكريات.من بين السكريات ، يجب تمييز المجموعة قليل السكرياتتحتوي على من 2 إلى 10 بقايا أحادي السكاريد في الجزيء. وتشمل هذه ، على وجه الخصوص ، السكاريد.
تعريف
تعريف
السكريات الأحادية- الكربوهيدرات التي لا تتحلل بالماء (لا تتحلل بالماء).
اعتمادًا على عدد ذرات الكربون في السلسلة ، يتم تقسيم السكريات الأحادية إلى:
ثلاث مرات(تحتوي على ثلاث ذرات كربون) ،
تتروس(أربع ذرات C) ،
بينتوز(خمس ذرات) ،
سداسي(ست ذرات) ، إلخ.
في الطبيعة ، يتم تمثيل السكريات الأحادية بشكل أساسي بواسطة البنتوز والسداسي.
البنتوز هي ريبوز$ C_5H_ (10) O_5 دولار و ديوكسيريبوز$ C_5H_ (10) O_4 $. هم جزء من RNA و DNA.
يتذكر!الجلوكوز, الفركتوز, الجالاكتوزتنتمي إلى hexoses ولها الصيغة الجزيئية العامة $ C_6H_ (12) O_6 $
تعريف
السكريات- الهيدروكربونات ، والتي عند تحللها تشكل جزيئين من السكريات الأحادية. الصيغة الجزيئية العامة للسكريات الثنائية $ C_ (12) H_ (22) O_ (11) $
يمكن كتابة المعادلة العامة للتحلل المائي للسكريات على النحو التالي:
$ C_ (12) H_ (22) O_ (11) + H_2O \ longrightarrow 2C_6H_ (12) O_6 $
تعريف
السكريات- الكربوهيدرات التي يتم تحللها لتشكيل العديد من جزيئات السكريات الأحادية ، وغالبًا ما تكون الجلوكوز.
السكريات هي النشا ، الجليكوجين ، السليلوزوإلخ.
يتذكر!للحصول على الصيغة الجزيئية لعديد السكاريد ، تحتاج إلى "طرح" جزيء ماء من جزيء الجلوكوز وكتابة تعبير بمؤشر n: $ (C_6H_ (10) O_5) _n $
2. حسب معدل الاستيعاب من قبل الكائنات الحية:
بسيطأو الكربوهيدرات السريعةتم تصنيعه في نباتات خضراء وقابل للذوبان في الماء بسهولة. هذه الكربوهيدرات عالية مؤشر نسبة السكر في الدم، أي يمتصه الجسم بسرعة كبيرة. تتحلل الأطعمة الغنية بالكربوهيدرات المعقدة ببطء ، مما يؤدي إلى زيادة محتواها من الجلوكوز تدريجيًا ولها مؤشر نسبة السكر في الدم منخفض ، وهذا هو سبب تسميتها أيضًا الكربوهيدرات البطيئة.
3. حسب القدرة على التحلل المائي إلى المونومراتتنقسم الكربوهيدرات إلى مجموعتين: بسيطو معقد. تسمى الكربوهيدرات التي تتكون من ثلاث وحدات أو أكثر بأنها معقدة.
الكربوهيدرات المعقدة هي نتاج التكثيف المتعدد للسكريات البسيطة (السكريات الأحادية) ، وبخلاف السكريات البسيطة ، فهي قادرة على التحلل في عملية الانقسام المائي إلى مونومرات ، مع تكوين مئات وآلاف من جزيئات السكاريد الأحادي.
الكربوهيدرات هي أكثر المركبات العضوية شيوعًا في الطبيعة. توجد في أشكال حرة ومحددة في أي خلية نباتية أو حيوانية أو بكتيرية. وهي تتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين بالنسب التالية - يوجد جزيء واحد من الماء لكل ذرة كربون. تتشكل الكربوهيدرات عادة في النباتات الخضراء أثناء عملية التمثيل الضوئي.
تنقسم جميع الكربوهيدرات إلى ثلاث مجموعات: السكريات الأحادية والسكريات قليلة السكاريد والسكريات المتعددة.
تحتوي السكريات الأحادية على 3-9 ذرات كربون وتشمل مواد مثل الجلوكوز والفركتوز والجلاكتوز والريبوز.
الجلوكوز (سكر العنب) - يوجد بشكل حر في التوت والفواكه ، النشا ، الجليكوجين ، إلخ. يتكون من الجلوكوز ، وهو جزء لا يتجزأ من السكروز ، اللاكتوز.
الفركتوز (سكر الفاكهة) - يوجد بشكله النقي في عسل النحل والعنب والتفاح ، كما أنه جزء لا يتجزأ من السكروز.
السكريات القليلة - تحتوي الجزيئات على 2 إلى 10 بقايا أحادية السكاريد متصلة بواسطة روابط جليكوسيدية. تشمل السكريات القليلة السكروز ، المالتوز ، اللاكتوز ، رافينوز ، إلخ. السكروز هو سكر غذائي شائع ، المالتوز موجود فقط في الحليب.
السكريات - وتشمل النشا والجليكوجين والألياف وما إلى ذلك.
النشا هو الكربوهيدرات الأكثر شيوعًا. يوجد درنات (بطاطا ، بطاطا حلوة) ونشا حبوب (ذرة ، أرز). يتم ترسيبها في الخلايا النباتية على شكل حبيبات ، حيث يتم إطلاقها بسهولة عن طريق العمل الميكانيكي وعند غسلها بالماء. يتكون النشا من جزئين: أميلوز (18-25٪) وأميلوبكتين (75-82٪). في سياق المعالجة التكنولوجية تحت تأثير الرطوبة والحرارة ، يكون النشا قادرًا على امتصاص الرطوبة ، والانتفاخ ، والجيلاتين ، والتدمير.
الجليكوجين هو كربوهيدرات من أصل حيواني يتراكم في الكبد (حوالي 10٪) وفي العضلات (0.3-1٪) كمصدر احتياطي للطاقة. عندما يتم تكسيره ، يتكون الجلوكوز ، والذي يدخل مجرى الدم ويتم توصيله إلى جميع أنسجة الجسم.
الألياف هي المادة الرئيسية لجدران الخلايا النباتية. إنزيمات الجهاز الهضمي البشري لا تكسر الألياف ، وهي تنتمي إلى الألياف الغذائية.
البكتين عبارة عن مجموعة من السكريات عالية الوزن الجزيئي والتي تشكل جزءًا من جدران الخلية. وهي موجودة في الفواكه والخضروات على شكل بروتوبكتين غير قابل للذوبان في الماء البارد وبكتين قابل للذوبان. يحدث انتقال الأشكال غير القابلة للذوبان إلى الأشكال القابلة للذوبان أثناء المعالجة الحرارية. المواد البكتيرية قادرة على تكوين مواد هلامية في وجود الأحماض والسكر. لا يمتص الجسم البكتين ، لكنها تلعب دورًا أكثر نشاطًا في فسيولوجيا التغذية البشرية والتكنولوجيا من الألياف. أنها تشكل مركبات معقدة مع المعادن الثقيلة ، وإزالتها من الجسم ، وهي وسيلة وقائية مهمة للوقاية من الأمراض المختلفة.
حوالي 52-66٪ من الكربوهيدرات تأتي من منتجات الحبوب ، 14-26٪ من السكريات ومنتجات السكر ، 8-10٪ من الدرنات والمحاصيل الجذرية و 5-7٪ من الخضار والفواكه. كمية الكربوهيدرات في اللحوم ومنتجاتها صغيرة نسبيًا وتبلغ حوالي 1-1.5٪. يتم تحديد دورها في اللحوم من خلال مشاركتها في العمليات الكيميائية الحيوية لنضج اللحوم (التغيير في درجة الحموضة) ، وتكوين الذوق والرائحة ، والتغيرات في الملمس.
تؤدي الكربوهيدرات الوظائف التالية:
هي مصادر الطاقة.
تنظيمي (مقاومة تكوين مواد الكيتون أثناء أكسدة الدهون) ؛
وقائي (حمض الجلوكورونيك ، عندما يقترن بمواد سامة ، يشكل استرات غير سامة تفرز من الجسم) ؛
المشاركة في تكوين الخصائص الحسية للمنتج.
من بين الكربوهيدرات ، هناك ممثلون لا يمتصهم الجسم ، لكنهم يؤدون وظيفة فسيولوجية مهمة ، تسمى الألياف الغذائية. نظرًا لخصائصهم الوظيفية المحددة ، فإنهم يشاركون بنشاط في تنظيم العمليات الكيميائية الحيوية للجهاز الهضمي (تحفيز الوظيفة الحركية للأمعاء ، ومنع امتصاص الكوليسترول) وإزالة المواد السامة من الجسم من الماء والغذاء والجو. الألياف الغذائية هي مادة وقائية لأمراض مثل السكري والسمنة وأمراض القلب التاجية.
تخضع الكربوهيدرات لتغييرات مختلفة أثناء تخزين المواد الخام الغذائية ومعالجتها ، والتي تعتمد على نوع الكربوهيدرات وظروف العملية (الرطوبة ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة) ووجود الإنزيمات. التحولات المهمة للكربوهيدرات هي: التحلل المائي الحمضي والإنزيمي للسكريات الثنائية والسكريات ، والتخمير ، وتفاعلات تكوين الميلانويد والكراميل.
الكربوهيدرات
أنواع الكربوهيدرات.
الكربوهيدرات هي:
1) السكريات الأحادية
2) قلة السكريات
3) الكربوهيدرات المعقدة
starch12.jpg
وظائف رئيسيه.
طاقة.
بلاستيك.
توريد المغذيات.
محدد.
محمي.
تنظيمية.
الخواص الكيميائية
تعرض السكريات الأحادية خصائص الكحوليات ومركبات الكربونيل.
أكسدة.
أ) كما هو الحال مع جميع الألدهيدات ، تؤدي أكسدة السكريات الأحادية إلى الأحماض المقابلة. لذلك ، عندما يتأكسد الجلوكوز بمحلول أمونيا من هيدروكسيد الفضة ، يتشكل حمض الغلوكونيك (تفاعل "المرآة الفضية").
ب) يؤدي تفاعل السكريات الأحادية مع هيدروكسيد النحاس عند التسخين أيضًا إلى تكوين أحماض الألدونيك.
ج) عوامل مؤكسدة أقوى لا تؤكسد فقط مجموعة الألدهيد ، ولكن أيضًا مجموعة الكحول الأولية في مجموعة الكربوكسيل ، مما يؤدي إلى أحماض سكر ثنائي القاعدة (الداريك). عادة ، يتم استخدام حمض النيتريك المركز لهذه الأكسدة.
استعادة.
يؤدي تقليل السكريات إلى الكحوليات المتعددة الهيدروجين. يستخدم الهيدروجين في وجود النيكل وهيدريد الألومنيوم والليثيوم وما إلى ذلك كعامل اختزال.
ثالثا. ردود فعل محددة
بالإضافة إلى ما سبق ، يتميز الجلوكوز أيضًا ببعض الخصائص المحددة - عمليات التخمير. التخمر هو تكسير جزيئات السكر تحت تأثير الإنزيمات (الإنزيمات). يتم تخمير السكريات مع مضاعفات ثلاث ذرات كربون. تتعدد أنواع التخمير ومن أشهرها ما يلي:
أ) التخمير الكحولي
ب) تخمير حمض اللاكتيك
ج) التخمير الزبداني
أنواع التخمير المذكورة التي تسببها الكائنات الحية الدقيقة لها أهمية عملية واسعة. على سبيل المثال ، الكحول - لإنتاج الكحول الإيثيلي ، وصناعة النبيذ ، والتخمير ، وما إلى ذلك ، وحمض اللاكتيك - لإنتاج حمض اللاكتيك ومنتجات الألبان المخمرة.
3. الأيزومرية الفراغية للسكريات الأحادية D- وسلسلة L-. الصيغ المفتوحة والدائرية. بيرانوز والفيورانوز. α- و- anomers. توتومير سيكلوتشين. ظاهرة القتل.
تسمى قدرة عدد من المركبات العضوية على تدوير مستوى استقطاب الضوء المستقطب إلى اليمين أو اليسار النشاط البصري. بناءً على ما سبق ، يترتب على ذلك أن المواد العضوية يمكن أن توجد في شكل أيزومرات تكسيرية وأيزومرات طينية. وتسمى هذه الأيزومرات الفراغية ، وتسمى ظاهرة الأيزوميرات الفراغية نفسها.
لا يعتمد النظام الأكثر صرامة لتصنيف وتعيين الأيزومرات الفراغية على دوران مستوى استقطاب الضوء ، ولكن على التكوين المطلق لجزيء الأيزومرات الفراغية ، أي. الترتيب المتبادل لأربع مجموعات بديلة مختلفة بالضرورة تقع عند رؤوس رباعي السطوح حول ذرة كربون موضعية في المركز ، والتي تسمى ذرة كربون غير متماثلة أو مركز مراوان. يتم الإشارة إلى ذرات الكربون النشطة بصريًا ، أو كما يطلق عليها أيضًا ، في صيغ هيكلية بواسطة العلامات النجمية 
وبالتالي ، يجب فهم مصطلح الأيزومرية الفراغية على أنه تكوين مكاني مختلف للبدائل في المركبات التي لها نفس الصيغة الهيكلية وامتلاك نفس الخصائص الكيميائية. يسمى هذا النوع من التماكب أيضًا تماثل المرآة. من الأمثلة الجيدة على تماثل المرآة راحتي اليد اليمنى واليسرى. فيما يلي الصيغ الهيكلية للإيزومرات الفراغية للجليسرالديهيد والجلوكوز.
إذا كانت ذرة الكربون غير المتماثلة في صيغة الإسقاط للجليسيرالدهيد تحتوي على مجموعة OH على اليمين ، فإن هذا الأيزومر يسمى D-stereoisomer ، وإذا كانت مجموعة OH على اليسار ، فإنها تسمى L-stereoisomer.
في حالة الرباعي ، البنتوز ، السداسيات ، وغيرها من الأحاديات التي تحتوي على ذرتين أو أكثر من ذرات الكربون غير المتماثلة ، يتم تحديد انتماء الأيزومر الفراغي إلى السلسلة D- أو L- من خلال موقع مجموعة OH في ذرة الكربون قبل الأخيرة في السلسلة - وهي أيضًا آخر ذرة غير متماثلة. على سبيل المثال ، بالنسبة للجلوكوز ، يتم تقييم اتجاه مجموعة OH عند ذرة الكربون الخامسة. يطلق على الأيزومرات الفراغية المرآة تمامًا enantiomers أو antipodes.
لا تختلف الأيزومرات المجسمة في خصائصها الكيميائية ، ولكنها تختلف في عملها البيولوجي (النشاط البيولوجي). تنتمي معظم السكريات الأحادية في جسم الثدييات إلى السلسلة D - وهذا التكوين هو أن الإنزيمات المسؤولة عن استقلابها محددة. على وجه الخصوص ، يُنظر إلى D-glucose على أنه مادة حلوة ، نظرًا لقدرته على التفاعل مع براعم التذوق في اللسان ، في حين أن L-glucose لا طعم له ، نظرًا لأن تكوينه لا يدركه براعم التذوق.
بشكل عام ، يمكن تمثيل هيكل الألدوز والكيتوزية على النحو التالي.
الأيزومرية المجسمة.تحتوي جزيئات السكاريد الأحادي على العديد من مراكز chirality ، وهذا هو سبب وجود العديد من الأيزومرات الفراغية التي تتوافق مع نفس الصيغة البنائية. على سبيل المثال ، يحتوي الألدوهكسوز على أربع ذرات كربون غير متناظرة ويتوافق مع 16 من الأيزومرات الفراغية (24) ، أي 8 أزواج من المتضادات. بالمقارنة مع الجرعات المقابلة ، يحتوي الكيتو هكسوز على ذرة كربون مراوان أقل ، لذلك يتم تقليل عدد الأيزومرات الفراغية (23) إلى 8 (4 أزواج من المتشاكلات).
مفتوح (غير دوري)يتم تصوير أشكال السكريات الأحادية في شكل صيغ الإسقاط فيشر. سلسلة الكربون فيها مكتوبة رأسياً. في الجرعات ، توضع مجموعة الألدهيد في الجزء العلوي ، في الكيتوز ، مجموعة الكحول الأولية المجاورة لمجموعة الكاربونيل. من هذه المجموعات يبدأ ترقيم السلسلة.
يستخدم نظام D ، L للدلالة على الكيمياء الفراغية. يتم تعيين السكاريد الأحادي إلى السلسلة D أو L وفقًا لتكوين المركز اللولبي ، الأبعد عن مجموعة oxo ، بغض النظر عن تكوين المراكز الأخرى! بالنسبة إلى البنتوز ، فإن المركز "المحدد" هو ذرة C-4 ، وبالنسبة للسداسيات - C-5. يشير موضع مجموعة OH في المركز الأخير من chirality على اليمين إلى أن السكاريد الأحادي ينتمي إلى السلسلة D ، على اليسار - إلى السلسلة L ، أي عن طريق القياس مع المعيار الكيميائي الفراغي - glyceraldehyde
أشكال دورية.تعتبر الأشكال المفتوحة من السكريات الأحادية ملائمة للنظر في العلاقات المكانية بين السكريات الأحادية الفراغية. في الواقع ، السكريات الأحادية عبارة عن مركبات نصف دائرية من الناحية الهيكلية. يمكن تمثيل تكوين الأشكال الحلقية للسكريات الأحادية نتيجة للتفاعل داخل الجزيء لمجموعات الكربونيل والهيدروكسيل الموجودة في جزيء السكاريد الأحادي.
لأول مرة ، تم اقتراح الصيغة الحلقية لنص الدم للجلوكوز بواسطة A. A. Colli (1870). وأوضح عدم وجود بعض تفاعلات الألدهيد في الجلوكوز من خلال وجود دورة أكسيد الإيثيلين ثلاثي الأعضاء (أكسيد ألفا):
في وقت لاحق ، اقترح Tollens (1883) صيغة نصية مماثلة للجلوكوز ، ولكن مع حلقة من خمسة أعضاء (γ-oxide) من أكسيد البوتيلين:
تعتبر صيغ Colley-Tollens مرهقة وغير مريحة ، ولا تعكس بنية الجلوكوز الدوري ، لذلك تم اقتراح صيغ Haworth.
نتيجة للدورة ، تتشكل مركبات أكثر ثباتًا من الناحية الديناميكية الحرارية. فورانوز (خمسة أعضاء)و حلقات بيرانوز (ستة أعضاء).تأتي أسماء الدورات من أسماء المركبات الحلقية غير المتجانسة ذات الصلة - فوران وبيران.
يرتبط تكوين هذه الدورات بقدرة سلاسل الكربون للسكريات الأحادية على تبني شكل يشبه المخلب. نتيجة لذلك ، تبين أن مجموعات الألدهيد (أو الكيتون) والهيدروكسيل في مجموعات C-4 (أو في C-5) قريبة في الفضاء ، أي تلك المجموعات الوظيفية ، نتيجة للتفاعل الذي يحدث التدهور داخل الجزيء.
في الشكل الدوري ، يتم إنشاء مركز إضافي من chirality - ذرة كربون كانت في السابق جزءًا من مجموعة carbonyl (بالنسبة للجرعات ، هذا هو C-1). هذه الذرة تسمى شاذة ، واثنين من الأيزومرات المقابلة لها α- و- anomers(الشكل 11.1). Anomers هي حالة خاصة من epimers.
في α-anomer ، يكون تكوين المركز الشاذي هو نفسه تكوين المركز اللولبي "الطرفي" ، والذي يحدد الانتماء إلى سلسلة d- أو l ، بينما يكون عكسه في β-anomer. في الإسقاط صيغ فيشرفي السكريات الأحادية من السلسلة d في α-anomer ، تقع مجموعة الجليكوسيد OH على اليمين ، وفي β-anomer ، على يسار سلسلة الكربون.
أرز. 11.1. تشكيل أنومرات ألفا وبيتا على مثال الجلوكوز د
صيغ هاورث.يتم تصوير الأشكال الدورية للسكريات الأحادية على أنها صيغ منظور هاوورث ، حيث تظهر الدورات كمضلعات مسطحة متعامدة مع مستوى الرسم. تقع ذرة الأكسجين في حلقة البيرانوز في الزاوية اليمنى القصوى ، في حلقة الفورانوز - خلف المستوى الدائري. لا تشير رموز ذرات الكربون في الدورات.
للتمرير إلى صيغ هاوورث ، يتم تحويل صيغة فيشر الدورية بحيث تقع ذرة الأكسجين في الدورة على نفس الخط المستقيم مثل ذرات الكربون المدرجة في الدورة. هذا موضح أدناه لـ a-d-glucopyranose بواسطة تبدلين في ذرة C-5 ، والتي لا تغير تكوين هذا المركز غير المتماثل (انظر 7.1.2). إذا تم وضع صيغة Fisher المحولة أفقيًا ، كما هو مطلوب بموجب قواعد كتابة صيغ Haworth ، فإن البدائل الموجودة على يمين الخط العمودي لسلسلة الكربون ستكون أسفل مستوى الدورة ، وستكون البدائل الموجودة على اليسار أعلى هذه الطائرة.
في d-aldohexoses في شكل pyranose (وفي d-aldopentoses في شكل furanose) ، تقع مجموعة CH2OH دائمًا فوق المستوى الدائري ، والتي تعمل كميزة رسمية للسلسلة d. تقع مجموعة هيدروكسيل الجليكوسيد في a-anomers لـ d-aldoses تحت مستوى الدورة ، في-anomers - فوق المستوى.
D- الجلوكوبيرانوز
وفقًا لقواعد مماثلة ، يتم إجراء الانتقال في حالة الكيتوز ، والذي يظهر أدناه باستخدام مثال أحد شذوذات شكل فورانوز من د-فركتوز.
توتومير سيكلوتشينبسبب انتقال الأشكال المفتوحة من السكريات الأحادية إلى أشكال دورية والعكس صحيح.
يسمى التغيير في وقت زاوية دوران مستوى استقطاب الضوء بواسطة محاليل الكربوهيدرات الجفر.
الجوهر الكيميائي للتحوير هو قدرة السكريات الأحادية على الوجود كمزيج متوازن من التوتومرات - الأشكال المفتوحة والدائرية. يُطلق على هذا النوع من التكافل cyclo-oxo-tautomerism.
في الحلول ، يتم إنشاء التوازن بين المواد الدقيقة الحلقية الأربعة للسكريات الأحادية من خلال الشكل المفتوح - شكل أوكسو. يسمى التحويل البيني بين anomers a و في بعضها البعض من خلال شكل oxo وسيط شذوذ.
وهكذا ، يوجد د-جلوكوز في محلول على شكل توتومرات: أشكال أوكسو وأ- و- أنومرات من أشكال بيرانوز وفورانوز دوري.
توتومير لاكتيم لاكتام
هذا النوع من الحشو هو سمة من سمات الدورات غير المتجانسة المحتوية على النيتروجين مع جزء N = C-OH.
يرتبط التحويل البيني للأشكال المعدنية بنقل البروتون من مجموعة الهيدروكسيل ، والتي تشبه مجموعة OH الفينولية ، إلى المركز الرئيسي ، ذرة نيتروجين البيريدين ، والعكس صحيح. عادة ما يسود شكل اللاكتام في حالة التوازن.
أحادي أمينومونوكربوكسيل.
حسب قطبية الراديكالية:
مع جذر غير قطبي: (ألانين ، فالين ، ليسين ، فينيل ألانين) أحادي أمين ، أحادي الكربوكسيل
مع جذري قطبي غير مشحون (جليكاين ، سيرين ، أسباراجين ، جلوتامين)
مع جذر سالب الشحنة (حمض الأسبارتيك ، حمض الجلوتاميك) أحادي أمين ، ثنائي الكربوكسيل
مع شحنة موجبة الشحنة (ليسين ، هيستيدين) ديامينو ، أحادي الكربوكسيل
الأيزومرية الفراغية
تحتوي جميع الأحماض الأمينية α الطبيعية ، باستثناء الجلايسين (NH 2 -CH 2 -COOH) ، على ذرة كربون غير متماثلة (ذرة كربون ألفا) ، وبعضها يحتوي على مركزين مراوان ، على سبيل المثال ، ثريونين. وبالتالي ، يمكن أن توجد جميع الأحماض الأمينية كزوج من مضادات المرآة غير المتوافقة (متشابهة).
بالنسبة للمركب الأولي ، الذي من المعتاد مقارنة بنية الأحماض الأمينية α ، يتم أخذ أحماض D- و L-lactic بشروط ، والتي يتم تحديد تكويناتها بدورها بواسطة D- و L-glycerol aldehydes.
يتم إجراء جميع التحولات التي تحدث في هذه السلسلة أثناء الانتقال من الجلسيرالدهيد إلى الأحماض الأمينية ألفا وفقًا للمتطلبات الرئيسية - فهي لا تخلق روابط جديدة ولا تكسر الروابط القديمة في المركز غير المتماثل.
لتحديد تكوين حمض أميني ألفا ، غالبًا ما يستخدم السيرين (أحيانًا ألانين) كمرجع.
تنتمي الأحماض الأمينية الطبيعية التي تتكون منها البروتينات إلى سلسلة L. تعد أشكال D من الأحماض الأمينية نادرة نسبيًا ، حيث يتم تصنيعها فقط بواسطة الكائنات الحية الدقيقة وتسمى الأحماض الأمينية "غير الطبيعية". لا تمتص الأحماض الأمينية د من قبل الكائنات الحية. من المثير للاهتمام ملاحظة تأثير الأحماض الأمينية D و L على مستقبلات التذوق: معظم الأحماض الأمينية من السلسلة L لها طعم حلو ، في حين أن الأحماض الأمينية من السلسلة D مريرة أو لا طعم لها.
بدون مشاركة الإنزيمات ، يحدث الانتقال التلقائي لأيزومرات L إلى أيزومرات D مع تكوين خليط متساوي المولي (خليط راسيمي) على مدى فترة زمنية طويلة بما فيه الكفاية.
يستمر ترقيم كل حمض L عند درجة حرارة معينة بمعدل معين. يمكن استخدام هذا الظرف لتحديد عمر الأشخاص والحيوانات. لذلك ، على سبيل المثال ، يوجد في المينا الصلبة للأسنان بروتين عاج ، حيث يمر L-aspartate إلى D-isomer عند درجة حرارة جسم الإنسان بمعدل 0.01٪ سنويًا. خلال فترة تكوين الأسنان ، يحتوي العاج فقط على L-isomer ، لذلك يمكن حساب عمر الشخص أو الحيوان من محتوى D-aspartate.
I. الخصائص العامة
1. تحييد الجزيئات→ يتم تشكيل zwitterion ثنائي القطب:
المحاليل المائية موصلة للكهرباء. يتم تفسير هذه الخصائص من خلال حقيقة أن جزيئات الأحماض الأمينية موجودة في شكل أملاح داخلية ، والتي تتشكل بسبب انتقال البروتون من الكربوكسيل إلى المجموعة الأمينية:
زويتيريون
تحتوي المحاليل المائية للأحماض الأمينية على بيئة محايدة أو حمضية أو قلوية ، اعتمادًا على عدد المجموعات الوظيفية.
2. كثرة التكثيف→ البولي ببتيدات (بروتينات) تتشكل:
ينتج تفاعل اثنين من الأحماض الأمينية ألفا ثنائي الببتيد.
3. التحلل→ أمين + ثاني أكسيد الكربون:
NH 2 -CH 2 -COOH → NH 2 -CH 3 + CO 2
رابعا. رد فعل نوعي
1. تتأكسد جميع الأحماض الأمينية بواسطة نينهيدرين لتشكيل منتجات زرقاء بنفسجية!
2. مع أيونات المعادن الثقيلةتشكل الأحماض الأمينية ألفا أملاحًا داخل المركب. تستخدم مركبات النحاس (II) ذات اللون الأزرق الغامق للكشف عن الأحماض الأمينية ألفا.
الببتيدات النشطة الفسيولوجية. أمثلة.
الببتيدات ، ذات النشاط الفسيولوجي العالي ، تنظم العمليات البيولوجية المختلفة. وفقًا لإجراء التنظيم الحيوي ، تنقسم الببتيدات عادةً إلى عدة مجموعات:
المركبات ذات النشاط الهرموني (الجلوكاجون ، الأوكسيتوسين ، الفازوبريسين ، إلخ) ؛
المواد التي تنظم العمليات الهضمية (الجاسترين ، الببتيد المثبط للمعدة ، إلخ) ؛
الببتيدات التي تنظم الشهية (الإندورفين ، الببتيد العصبي Y ، اللبتين ، إلخ) ؛
المركبات ذات التأثير المسكن (الببتيدات الأفيونية) ؛
المواد العضوية التي تنظم النشاط العصبي العالي ، والعمليات الكيميائية الحيوية المرتبطة بآليات الذاكرة ، والتعلم ، وظهور مشاعر الخوف ، والغضب ، وما إلى ذلك ؛
الببتيدات التي تنظم ضغط الدم ونغمة الأوعية الدموية (أنجيوتنسين 2 ، براديكينين ، إلخ).
الببتيدات التي لها خصائص مضادة للأورام ومضادة للالتهابات (Lunasin)
نيوروببتيدات - مركبات يتم تصنيعها في الخلايا العصبية ذات خصائص الإشارة
تصنيف البروتين
-حسب شكل الجزيئات(كروي أو ليفي) ؛
-بالوزن الجزيئي(وزن جزيئي منخفض ، وزن جزيئي مرتفع ، إلخ) ؛
-عن طريق التركيب الكيميائي (وجود أو عدم وجود جزء غير بروتيني) ؛
-حسب الموقع في الخلية(النووية ، السيتوبلازمية ، الليزوزومية ، إلخ) ؛
-عن طريق التوطين في الجسم(بروتينات الدم ، الكبد ، القلب ، إلخ) ؛
-إذا أمكن تنظيم كمية هذه البروتينات بشكل تكيفي: البروتينات التي يتم تصنيعها بمعدل ثابت (المكونة) والبروتينات التي يمكن تعزيز تركيبها بواسطة العوامل البيئية (المحفزة) ؛
-عمر في الخلية(من البروتينات سريعة التجديد للغاية ، مع T 1/2 أقل من ساعة واحدة ، إلى البروتينات التي تتجدد ببطء شديد ، والتي يتم حساب T 1/2 في الأسابيع والأشهر) ؛
-من خلال مجالات مماثلة من الهيكل الأساسي والوظائف ذات الصلة(عائلات البروتين).
تصنيف البروتينات حسب التركيب الكيميائي
بروتينات بسيطةتحتوي بعض البروتينات فقط على سلاسل متعددة الببتيد تتكون من بقايا الأحماض الأمينية. يطلق عليهم اسم "البروتينات البسيطة". مثال على البروتينات البسيطة - الهستونات؛ أنها تحتوي على العديد من بقايا الأحماض الأمينية ليسين وأرجينين ، ولجذورهما شحنة موجبة.
2. بروتينات معقدة . تحتوي العديد من البروتينات ، بالإضافة إلى سلاسل البولي ببتيد ، على جزء غير بروتيني مرتبط بالبروتين بواسطة روابط ضعيفة أو تساهمية. يمكن تمثيل الجزء غير البروتين بأيونات معدنية ، أي جزيئات عضوية ذات وزن جزيئي منخفض أو مرتفع. تسمى هذه البروتينات "بروتينات معقدة". الجزء غير البروتيني المرتبط بإحكام بالبروتين يسمى المجموعة الاصطناعية.
في البوليمرات الحيوية التي تتكون جزيئاتها الكبيرة من مجموعات قطبية وغير قطبية ، يتم إذابة المجموعات القطبية إذا كان المذيب قطبيًا. في مذيب غير قطبي ، بالمقابل ، يتم إذابة المناطق غير القطبية من الجزيئات الكبيرة.
عادة ما يتضخم جيدًا في سائل قريب منه في التركيب الكيميائي. لذلك ، تنتفخ البوليمرات الهيدروكربونية مثل المطاط في السوائل غير القطبية: الهكسان والبنزين. البوليمرات الحيوية ، التي تحتوي جزيئاتها على عدد كبير من المجموعات الوظيفية القطبية ، على سبيل المثال ، البروتينات ، السكريات ، تتضخم بشكل أفضل في المذيبات القطبية: الماء ، الكحوليات ، إلخ.
يكون تكوين غلاف مذيب لجزيء بوليمر مصحوبًا بإطلاق الطاقة ، وهو ما يسمى حرارة التورم.
حرارة الانتفاخيعتمد على طبيعة المواد. يكون الحد الأقصى عند الانتفاخ في مذيب قطبي HMC يحتوي على كمية كبيرة من المجموعات القطبية والحد الأدنى عند الانتفاخ في مذيب غير قطبي لبوليمر هيدروكربوني.
حموضة البيئة التي يتم فيها تأسيس تساوي الشحنات الموجبة والسالبة ويصبح البروتين فيها محايد كهربائيًا ، يسمى النقطة الكهروضوئية (IEP). تسمى البروتينات التي يوجد فيها IET في بيئة حمضية بالحمضية. تسمى البروتينات التي تكون قيمة IEP لها في بيئة قلوية أساسية. تحتوي معظم البروتينات النباتية على IEP في بيئة حمضية قليلاً.
. يعتمد تورم اللولب وانحلاله على:
1. طبيعة المذيب والبوليمر ،
2. هياكل جزيئات البوليمر الكبيرة ،
3. درجة الحرارة ،
4. وجود المنحلات بالكهرباء ،
5.
على الرقم الهيدروجيني للوسط (للكهرباء المتعددة).
دور 2،3-diphosphoglycerate
يتكون 2،3-ثنائي فسفوغليسيرات في كريات الدم الحمراء من 1،3-ديفوسفوجليسيرات ، مستقلب وسيط لتحلل السكر ، في تفاعلات تسمى تحويلة رابابورت.
تفاعلات تحويلة رابابورت
يقع 2،3-Diphosphoglycerate في التجويف المركزي لرباعي deoxyhemoglobin tetramer ويرتبط بسلاسل β ، مما يشكل جسر ملح عرضيًا بين ذرات الأكسجين لـ2،3-diphosphoglycerate والمجموعات الأمينية من الفالين الطرفي لكل من السلاسل ، وكذلك المجموعات الأمينية من الراديكاليين ليسين وهستيدين.
موقع 2،3-diphosphoglycerate في الهيموجلوبين
وظيفة 2،3-diphosphoglycerate هي في تقليل التقاربالهيموغلوبين إلى الأكسجين. هذا له أهمية خاصة عند التسلق إلى ارتفاع ، مع نقص الأكسجين في الهواء المستنشق. في ظل هذه الظروف ، لا ينزعج ارتباط الأكسجين بالهيموجلوبين في الرئتين ، لأن تركيزه مرتفع نسبيًا. ومع ذلك ، في الأنسجة الناتجة عن 2،3-diphosphoglycerate ، يزداد إطلاق الأكسجين 2 مرات.
الكربوهيدرات. تصنيف. المهام
الكربوهيدرات- استدعاء المركبات العضوية المكونة من الكربون (C) والهيدروجين (H) والأكسجين (O2). الصيغة العامة لهذه الكربوهيدرات هي Cn (H2O) m. مثال على ذلك الجلوكوز (C6H12O6)
من وجهة نظر كيميائية ، الكربوهيدرات عبارة عن مواد عضوية تحتوي على سلسلة مستقيمة من عدة ذرات كربون ومجموعة كربونيل (C = O) وعدة مجموعات هيدروكسيل (OH).
في جسم الإنسان ، يتم إنتاج الكربوهيدرات بكميات صغيرة ، لذلك يدخل معظمها الجسم مع الطعام.
أنواع الكربوهيدرات.
الكربوهيدرات هي:
1) السكريات الأحادية(أبسط أشكال الكربوهيدرات)
الجلوكوز C6H12O6 (الوقود الرئيسي في أجسامنا)
الفركتوز C6H12O6 (أحلى كربوهيدرات)
ريبوز C5H10O5 (جزء من الأحماض النووية)
احمرار الحمام C4H8O4 (شكل وسيط في تكسير الكربوهيدرات)
2) قلة السكريات(تحتوي على 2 إلى 10 بقايا أحادية السكاريد)
السكروز С12Н22О11 (الجلوكوز + الفركتوز ، أو ببساطة - قصب السكر)
اللاكتوز C12H22O11 (سكر الحليب)
المالتوز C12H24O12 (سكر الشعير ، يتكون من بقايا جلوكوز مرتبطة)
110516_1305537009_Sugar-Cubes.jpg
3) الكربوهيدرات المعقدة(تتكون من العديد من وحدات الجلوكوز)
النشا (C6H10O5) n (أهم مكون كربوهيدرات في النظام الغذائي ، يستهلك الشخص حوالي 80٪ من النشا من الكربوهيدرات).
الجليكوجين (احتياطيات الطاقة في الجسم ، الجلوكوز الزائد ، عندما يدخل الدم ، يتم تخزينه في احتياطي الجسم على شكل جليكوجين)
starch12.jpg
4) الكربوهيدرات الليفية أو غير القابلة للهضم والتي تعرف بالألياف الغذائية.
السليلوز (المادة العضوية الأكثر شيوعًا على وجه الأرض ونوع من الألياف)
وفقًا لتصنيف بسيط ، يمكن تقسيم الكربوهيدرات إلى بسيطة ومعقدة. تشمل الأنواع البسيطة السكريات الأحادية والسكريات قليلة السكاريد والسكريات المعقدة والألياف.
وظائف رئيسيه.
طاقة.
الكربوهيدرات هي مادة الطاقة الرئيسية. عندما تتحلل الكربوهيدرات ، تتبدد الطاقة المنبعثة على شكل حرارة أو تخزن في جزيئات ATP. توفر الكربوهيدرات حوالي 50-60٪ من استهلاك الجسم اليومي للطاقة ، وأثناء نشاط التحمل العضلي - ما يصل إلى 70٪. عند أكسدة 1 جرام من الكربوهيدرات ، يتم تحرير 17 كيلو جول من الطاقة (4.1 كيلو كالوري). كمصدر رئيسي للطاقة في الجسم ، يتم استخدام الجلوكوز الحر أو الكربوهيدرات المخزنة على شكل جليكوجين. إنها الركيزة الأساسية للطاقة في الدماغ.
بلاستيك.
تستخدم الكربوهيدرات (الريبوز ، الديوكسيريبوز) لبناء ATP و ADP والنيوكليوتيدات الأخرى ، وكذلك الأحماض النووية. هم جزء من بعض الإنزيمات. الكربوهيدرات الفردية هي مكونات هيكلية لأغشية الخلايا. تعتبر منتجات تحويل الجلوكوز (حمض الجلوكورونيك والجلوكوزامين وما إلى ذلك) جزءًا من السكريات والبروتينات المعقدة للغضاريف والأنسجة الأخرى.
توريد المغذيات.
يتم تخزين الكربوهيدرات (تخزينها) في العضلات والهيكل العظمي والكبد والأنسجة الأخرى على شكل جليكوجين. يؤدي النشاط العضلي المنتظم إلى زيادة مخزون الجليكوجين ، مما يزيد من قدرة الجسم على الطاقة.
محدد.
تشارك الكربوهيدرات الفردية في ضمان خصوصية مجموعات الدم ، وتلعب دور مضادات التخثر (التي تسبب التخثر) ، كونها مستقبلات لسلسلة من الهرمونات أو المواد الدوائية ، تمارس تأثيرًا مضادًا للأورام.
محمي.
الكربوهيدرات المعقدة هي جزء من مكونات الجهاز المناعي. توجد عديدات السكاريد المخاطية في المواد المخاطية التي تغطي سطح أوعية الأنف والشعب الهوائية والجهاز الهضمي والمسالك البولية وتحمي من تغلغل البكتيريا والفيروسات وكذلك من التلف الميكانيكي.
تنظيمية.
لا تصلح الألياف الغذائية نفسها لعملية الانقسام في الأمعاء ، لكنها تنشط التمعج في الأمعاء ، وهي الإنزيمات المستخدمة في الجهاز الهضمي ، مما يحسن عملية الهضم وامتصاص العناصر الغذائية.
الكربوهيدرات- هذه مواد عضوية تشكل جزءًا من أنسجة جسم الإنسان والحيوان وتساهم في إنتاج الطاقة من أجل الأداء الكامل لجميع الأعضاء. وهي مقسمة إلى السكريات الأحادية ، السكريات القليلة ، السكريات. إنها مكونات متكاملة لأنسجة وخلايا جميع الكائنات الحية وتؤدي وظائف مهمة في حياتها.
لماذا الكربوهيدرات مهمة جدا؟ لقد أثبت العلماء أن استخدام كمية كافية من المواد يساهم في سرعة التفاعل ، والأداء المستقر والمتواصل لنشاط الدماغ. إنه مصدر طاقة لا يمكن الاستغناء عنه للأشخاص الذين يقودون أسلوب حياة نشط.
إذا كنت تلتزم ، فأنت تمتثل للمعيار اليومي للبروتينات والدهون والكربوهيدرات. دعنا نتعرف على كيفية القيام بذلك بشكل أكثر كفاءة ولماذا هو ضروري للصحة. في السنوات الأخيرة ، قام أخصائيو التغذية بتقدير فوائد الكربوهيدرات ، ودعوا إلى إنقاص الوزن. لكن ما هي المشاكل الكامنة وراء الاستغناء عن الكربوهيدرات؟ وما هي أكثر فائدة؟ دعنا نتعرف على الميزات ونحدد أي طعام يجب تركه في النظام الغذائي وأي طعام يجب التخلص منه.
تعتبر الكربوهيدرات مكونًا ضروريًا لإنتاج الطاقة في جسم أي كائن حي. لكن إلى جانب ذلك ، يؤدون عددًا من الوظائف المفيدة التي تعمل على تحسين الوظائف الحيوية.
- الهيكلية والداعمة. تساهم المواد في بناء الخلايا والأنسجة لجميع الكائنات الحية وحتى النباتات.
- احتياطي. بفضل الكربوهيدرات ، يتم الاحتفاظ بالعناصر الغذائية في الأعضاء ، والتي بدونها تفرز بسرعة ولا تفيد.
- محمي. يحمي من الآثار الضارة للعوامل البيئية الخارجية والداخلية.
- بلاستيك. تشارك الكربوهيدرات في بناء ATP و DNA و RNA ، لأنها جزء من جزيئات معقدة ، مثل البنتوز.
- تنظيمية. تنشط الكربوهيدرات عمليات الهضم في الجهاز الهضمي.
- مضاد تخثر. أنها تؤثر على تخثر الدم وهي فعالة في مكافحة الأورام.
- تناضحي. المكونات تشارك في التحكم في الضغط الاسموزي.
تأتي العديد من المواد المفيدة مع الكربوهيدرات: النشا والجلوكوز والهيبارين والفركتوز وديوكسيريبوز والكيتين. لكن يجب ملاحظة مستوى الكربوهيدرات الواردة ، لأنها عندما تكون زائدة ، فإنها تتراكم في العلامات والعضلات على شكل جليكوجين.
يرجى ملاحظة أن أكسدة 1 جرام من المواد تساهم في إطلاق 20 كيلو جول من الطاقة النظيفة ، لذلك يعمل جسم الإنسان بجد طوال اليوم. إذا قمت بتحديد كمية المادة الواردة ، فسوف تضعف المناعة ، وستصبح القوى أقل بكثير.
مهم! مع نقص الكربوهيدرات ، تتدهور صحة الشخص بشكل كبير. يتباطأ ، ويتعطل عمل الجهاز القلبي الوعائي ، وتزداد حالة الجهاز العصبي سوءًا.
يتكون استقلاب الكربوهيدرات من عدة مراحل. أولاً ، يتم تقسيمها في الجهاز الهضمي إلى حالة السكريات الأحادية. ثم يتم امتصاصهم في مجرى الدم. يتم تصنيعها وتتحلل في الأنسجة ، وتكسر السكر وتتحول إلى سداسي. المرحلة الأخيرة من استقلاب الكربوهيدرات هي الأكسدة الهوائية لتحلل السكر.
رأي الخبراء
إيغوروفا ناتاليا سيرجيفنا
التغذية ، نيجني نوفغورود
نعم ، تعتبر الكربوهيدرات جزءًا لا يتجزأ من خلايا جسم الإنسان ، كما أنها تلعب دورًا لا غنى عنه في عملية التمثيل الغذائي. لكن أهم وظيفة لها هي الإمداد اليومي بالطاقة للأعضاء الداخلية والأنسجة العضلية والخلايا العصبية. ألاحظ أن الدماغ والجهاز العصبي "يتغذيان" حصريًا على الكربوهيدرات ، لذا فإن نقصهما أمر بالغ الأهمية للأشخاص الذين يرتبط عملهم بالنشاط العقلي النشط.
أنا سلبي للغاية بشأن الأنظمة الغذائية التي تقضي تمامًا أو تحد بشكل كبير من تناول الكربوهيدرات. في الواقع ، في النظام الغذائي للشخص السليم ، يجب أن تكون جميع العناصر الغذائية الضرورية والألياف والفيتامينات والمعادن موجودة بكميات طبيعية.
لكني ألاحظ أنه ليست كل الكربوهيدرات مفيدة بنفس القدر. إذا تحدثنا عن الكربوهيدرات "السريعة" الموجودة في الخبز الأبيض والحلويات والمعجنات ، فهي مصدر طاقة "مشكوك فيه". تترسب في الجسم على شكل دهون في الجسم ، مما يساهم في زيادة الوزن بسرعة.
لذلك أنت بحاجة إلى استخدام الكربوهيدرات بحكمة ، مع إعطاء الأفضلية لتلك التي لديها مؤشر نسبة السكر في الدم منخفض (GI).
أضرار ومنافع الكربوهيدرات
لتكوين نظامك الغذائي بشكل صحيح ، يجب عليك أولاً التأكد من أن الطعام الذي يدخل الجسم مفيد.
ضع في اعتبارك مزايا المكونات:
- توفير الطاقة. لأي نشاط ، حتى تنظيف أسنانك بالفرشاة ، أنت بحاجة إلى بعض الجهد. نظرًا لأن الكربوهيدرات تحتوي على السكر الذي يحتوي على الأنسولين ، يمكنك ضبط مستواه بالحسابات الصحيحة. هذه خاصية مفيدة لمرض السكري والتحكم في الوزن.
- مكافحة الأمراض الناجمة عن الاضطرابات الأيضية. تحمي ألياف الكربوهيدرات مرضى السكري من النوع 2 ، وارتفاع الكوليسترول والسمنة. بفضل حمية الكربوهيدرات ، يتم تثبيت معدل ضربات القلب وضغط الدم.
- التحكم في وزن الجسم. إذا قمت بتغيير قائمة المنتجات المستهلكة ، يمكنك التخلص من الوزن الزائد. ليس من الضروري رفض الطعام تمامًا ، وإلا فمن الممكن حدوث انتهاكات. على سبيل المثال ، تساعد الأطعمة التي تحتوي على الحبوب الكاملة على تقليل الثقل النوعي.
- تعزيز المزاج. الأطعمة التي تحتوي على الكربوهيدرات تزيد من إنتاج السيروتونين. إذا تم التخلي عنهم ، فإن القلق والاكتئاب والغضب غير المبرر يتطور بمرور الوقت.
كما نرى ، هناك الكثير من الخصائص الإيجابية ، ولكن يجب أن يُقال أيضًا عن المخاطر. نتيجة لذلك ، يكون لها تأثير سلبي على شخصية الرجل أو المرأة.
بعد تجديد النقص ، يتم تحويل المواد المتبقية إلى دهون وترسب في المناطق التي تعاني من مشاكل في الجسم (البطن والفخذين والأرداف).
مثير للاهتمام! تشكل الكربوهيدرات المكررة مخاطر صحية معينة. يستخدمون احتياطيات الطاقة ، مما يؤدي إلى استنزاف الجسم. بسبب الإنتاج الصناعي ، يتم هضمها بسهولة ، لكنها لا تجلب أي شيء جيد. توجد بكميات كبيرة في عصير الليمون والشوكولاتة ورقائق البطاطس.
تكمن خصوصية الكربوهيدرات في أنها أسهل في تناولها أكثر من الدهون والبروتينات. هذا ما يبرره حقيقة أن الكثير من الكربوهيدرات توجد في الحلويات والمعجنات والمشروبات الغازية. إذا كنت تستخدم هذا الطعام دون حسيب ولا رقيب ، فمن السهل جدًا تجاوز الجرعة اليومية.
أنواع الكربوهيدرات
تنقسم جميع الكربوهيدرات إلى مجموعتين: و. وهي تختلف عن بعضها البعض في التركيب الكيميائي ، والتأثيرات على الخلايا والإجابة على سؤال ما هي الكربوهيدرات الموجودة في الطعام. تنتهي عملية تقسيم الكربوهيدرات البسيطة بتكوين 1-2 من السكريات الأحادية. تتكون بطيئة (أو معقدة) ، بدورها ، من 3 أو أكثر من السكريات الأحادية ، والتي يتم هضمها لفترة طويلة وتتغلغل بسرعة في الخلايا.
| نوع الكربوهيدرات | اسم | أين يوجد |
| أحادي السكاريد | الجلوكوز | العسل والعنب |
| الفركتوز (فاكهي) | فواكه حمضيات ، خوخ ، بطيخ ، تفاح ، مربى ، كومبوت ، فواكه مجففة ، عصائر ، مربى | |
| سكر ثنائي | السكروز (طعام) | حلويات طحين ، سكر ، مربى ، كومبوت ، عصير |
| اللاكتوز (الحليب) | كفير ، حليب ، كريمة | |
| المالتوز (الشعير) | كفاس ، بيرة | |
| عديد السكاريد | نشاء | البطاطس والحبوب والمعكرونة ومنتجات الدقيق الأخرى |
| نشا حيواني (جليكوجين) | مخزن الطاقة الموجود في العضلات والكبد | |
| السليلوز | الفواكه والخضروات الطازجة ، الحبوب (دقيق الشوفان ، الشعير اللؤلؤي ، الحنطة السوداء) ، الجاودار ونخالة القمح ، خبز القمح الكامل |
تنتج الكربوهيدرات البسيطة طاقة لا تكفي لفترة طويلة. لذلك فإن الشعور بالجوع ينشأ بشكل أسرع بعد الأكل. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تحتوي على سكر سريع الهضم ، مما يرفع مستويات السكر في الدم. نتيجة لذلك ، هناك خطر الإصابة بمرض السكري أو السمنة.
للحد من الكربوهيدرات البسيطة ، تجنب العصائر المعبأة والفواكه النشوية ونشا البطاطس ونشا الذرة. الامتناع عن أي وجبات خفيفة ، والمعكرونة المصنوعة من أصناف القمح الطري ، والحبوب الفورية والمخبوزات المصنوعة من دقيق القمح العادي.
انه مهم! حتى لا تتخلى تمامًا عن الحلويات والأطعمة غير الصحية ، استبدلها بأخرى صحية. استبدل دقيق القمح بدقيق الشوفان والسكر بالعسل.
تحمي الكربوهيدرات المعقدة أو البطيئة من الإفراط في تناول الطعام ، لأنها توفر الطاقة لفترة طويلة. يجب تناولها أثناء النظام الغذائي. تحتوي المواد المعقدة على مؤشر نسبة السكر في الدم منخفض ، لذا يمكن لمرضى السكري تناولها. توجد في الحبوب والبقوليات والخضروات والفواكه والخضروات.
ما هي الكربوهيدرات؟
إذا كنت مهتمًا بصحتك وجودة شخصيتك ، فعليك أن تتعلم مبادئ التغذية السليمة. من خلال الالتزام بها ، لن تفقد الوزن فحسب ، بل ستطهر نفسك أيضًا من السموم والمواد الضارة الأخرى ، وستلاحظ تحسنًا في حالة بشرتك وشعرك وأظافرك وعمل الأعضاء الداخلية. يتم تصنيع جميع المنتجات الخطرة التي تحتوي على نسبة عالية من الكربوهيدرات البسيطة بالوسائل الصناعية. يشار إلى ذلك من خلال وجود تركيبة عضوية خالية من الكائنات المعدلة وراثيًا ومحسنات النكهة والأصباغ وعمر التخزين الطويل. لحماية نفسك من المنتجات الضارة ، اجعل تحضير الطعام بنفسك عادة. عندها ستعرف بالتأكيد قيمة الطاقة لكل طبق وتحمي نفسك من الإفراط في تناول الطعام.
ادرس الجدول المقترح وقائمة الأطعمة الغنية بالكربوهيدرات وحدد بنفسك المكونات الرئيسية لقائمتك.
| طعام | محتوى الكربوهيدرات لكل 100 جرام | محتوى السعرات الحرارية (لكل 100 جرام) |
| منتجات المخابز والحلويات | ||
| المعكرونة المسلوقة من القمح الصلب | 25 | 118 |
| خبز حنطة | 50 | 240 |
| الخبز الكامل | 42 | 210 |
| نخالة | 27 | 206 |
| دقيق ممتاز | 80 | 350 |
| معجنات حلوة | 55 | 530 |
| كيكة الكريمة | 68 | 450 |
| بسكويت | 55 | 320 |
| الحبوب | ||
| الحنطة السوداء | 62 | 313 |
| أرز | 87 | 372 |
| دقيق الشوفان | 15 | 88 |
| الدخن | 69 | 348 |
| ألبان | ||
| حليب صافي | 12 | 158 |
| الكفير | 5 | 52 |
| منتجات اللحوم | ||
| سجق لحم | 15 | 260 |
| سجق لحم الخنزير | 12 | 318 |
| الفاكهة | ||
| موز | 20 | 78 |
| البرتقال | 8 | 35 |
| عنب | 15 | 72 |
| إجاص | 10 | 42 |
| البطيخ | 5 | 24 |
| زبيب | 65 | 245 |
| تين | 10 | 45 |
| الخوخ | 40 | 160 |
| خضروات | ||
| بطاطس مسلوقة / مقلية | 17/38 | 80/253 |
| جزرة | 5 | 25 |
| فلفل حلو | 15 | 20 |
| حبوب ذرة | 15 | 80 |
| الشمندر | 10 | 45 |
| حلويات | ||
| حلوى الشوكولاتة | 55 | 570 |
| توفي الحليب | 72 | 440 |
| شوكولاتة الحليب | 62 | 530 |
| مصاصات | 88 | 330 |
| سكر (رمل) | 105 | 395 |
| مربى الفراولة | 72 | 272 |
| مربى المشمش | 53 | 208 |
| ماء مالح وصلصات | ||
| مايونيز (بروفانس) | 2,6 | 624 |
| كاتشب | 26 | 99 |
| المشروبات | ||
| كوكا كولا | 11 | 58 |
| عصير الليمون | 5 | 21 |
| قهوة مع الحليب | 11 | 58 |
| كاكاو | 17 | 102 |
| مشروبات كحولية | ||
| فودكا | 0,4 | 235 |
| النبيذ الاحمر الجافة | 20 | 68 |
| نبيذ أبيض جاف | 20 | 66 |
| جعة | 10 | 32 |
لا تستبعد الكربوهيدرات المعقدة تمامًا. من القائمة المقترحة ، يمكن ملاحظة أنه حتى بعض الفواكه والخضروات مشبعة بالمواد.
لا تعتقد أن الوجبات السريعة فقط تشير إلى الكربوهيدرات ، فبعض الأطعمة تحتوي على أطعمة بطيئة (معقدة) ، وبالتالي فهي مفيدة. تعتبر الحبوب الكاملة والبقوليات ومنتجات الألبان قليلة الدسم ضرورية أيضًا.
مثير للاهتمام! تعتمد الحاجة إلى الطاقة اليومية على كل شخص على حدة وعلى طريقة حياته. بالنسبة للرياضيين والأشخاص الذين يقودون أسلوب حياة نشطًا ، فإن القاعدة مختلفة. يوصي خبراء التغذية بإعداد قائمة تعتمد على 45 - 65٪ من الطعام من الكربوهيدرات المعقدة.
لاكتساب كتلة العضلات ، غالبًا ما يُنصح باستهلاك كمية كبيرة من البروتين والتخلي عن الكربوهيدرات. لكن هذا ليس هو الحل الصحيح تمامًا. من الضروري فقط تقليل العناصر البسيطة وزيادة التعقيد. خلاف ذلك ، بعد إنفاق طاقة الكربوهيدرات ، سيتم تناولها للبروتين. كما نرى ، الكربوهيدرات المعقدة ذات قيمة عالية للبشر. يؤدون الوظائف الضرورية لحياة مرضية. لكن الكمية الزائدة تثير ترسب الدهون غير المرغوب فيها. وازن نظامك الغذائي لتحصل على كل المكونات الضرورية. ثم ستلاحظ تحسنًا في الصحة والشكل.
الكربوهيدرات ألدوز، والكيتون - الكيتوزيه
وظائف الكربوهيدرات في الجسم.
الوظائف الرئيسية للكربوهيدرات في الجسم:
1. وظيفة الطاقة.تعتبر الكربوهيدرات أحد المصادر الرئيسية للطاقة في الجسم ، حيث توفر ما لا يقل عن 60٪ من تكاليف الطاقة. بالنسبة لنشاط الدماغ والكلى والدم ، يتم توفير كل الطاقة تقريبًا عن طريق أكسدة الجلوكوز. مع التحلل الكامل لـ 1 جرام من الكربوهيدرات ، يتم تحرير 17.15 كيلو جول / مول أو 4.1 كيلو كالوري / مول من الطاقة.
2. وظيفة بلاستيكية أو هيكلية. توجد الكربوهيدرات ومشتقاتها في جميع خلايا الجسم. في النباتات ، تعمل الألياف كمواد داعمة رئيسية ؛ وتحتوي العظام والغضاريف في جسم الإنسان على كربوهيدرات معقدة. تعتبر عديدات السكاريد المتجانسة ، مثل حمض الهيالورونيك ، جزءًا من أغشية الخلايا وعضيات الخلية. المشاركة في تكوين الإنزيمات والبروتينات النووية (الريبوز ، الديوكسيريبوز) ، إلخ.
3. وظيفة الحماية. الإفرازات اللزجة (المخاط) التي تفرزها الغدد المختلفة غنية بالكربوهيدرات أو مشتقاتها (عديدات السكاريد المخاطية ، إلخ) ، فهي تحمي الجدران الداخلية للأعضاء التناسلية في الجهاز الهضمي ، والمسالك الهوائية ، وما إلى ذلك من التأثيرات الميكانيكية والكيميائية ، واختراق الميكروبات المسببة للأمراض. استجابةً للمستضدات في الجسم ، يتم تصنيع الأجسام المناعية ، وهي بروتينات سكرية. يحمي الهيبارين الدم من التخثر (مشمول في نظام مضاد التخثر) ويؤدي وظيفة مضادة للدهون في الدم.
4. الوظيفة التنظيمية.يحتوي غذاء الإنسان على كمية كبيرة من الألياف ، يتسبب هيكلها الخشن في حدوث تهيج ميكانيكي للأغشية المخاطية للمعدة والأمعاء ، مما يساهم في تنظيم فعل التمعج. يشارك جلوكوز الدم في تنظيم الضغط الاسموزي والحفاظ على التوازن.
5. وظائف محددة.تؤدي بعض الكربوهيدرات وظائف خاصة في الجسم: فهي تشارك في توصيل النبضات العصبية ، وتضمن خصوصية مجموعات الدم ، وما إلى ذلك.
تصنيف الكربوهيدرات.
تصنف الكربوهيدرات حسب حجم الجزيئات إلى 3 مجموعات:
1. السكريات الأحادية- تحتوي على جزيء واحد من الكربوهيدرات (ألدوز أو كيتوز).
ثلاثيات (غليسرالدهيد ، ديهيدروكسي أسيتون).
تتروس (حمامي).
بينتوز (ريبوز وديوكسيريبوز).
الهكسوز (الجلوكوز ، الفركتوز ، الجالاكتوز).
2. قلة السكريات- تحتوي على 2-10 سكريات أحادية.
السكريات (السكروز ، المالتوز ، اللاكتوز).
· السكريات الثلاثية ، إلخ.
3. السكريات- تحتوي على أكثر من 10 سكريات أحادية.
عديدات السكاريد المتجانسة - تحتوي على نفس السكريات الأحادية (النشا والألياف والسليلوز تتكون فقط من الجلوكوز).
· عديدات السكاريد المتجانسة - تحتوي على أنواع مختلفة من السكريات الأحادية ومشتقاتها البخارية ومكونات غير كربوهيدراتية (الهيبارين وحمض الهيالورونيك وكبريتات شوندروتن).
مخطط رقم 1. ك تصنيف الكربوهيدرات.
الكربوهيدرات
السكريات الأحادية عديد السكاريد
1. ثلاثيات 1. السكريات 1. السكاريد المتجانسة
2. تتروس 2. السكريات الثلاثية 2. عديدات السكاريد المتجانسة
3. بينتوز 3. تتراساكاريدس
4. السداسيات
خصائص الكربوهيدرات.
1. الكربوهيدرات عبارة عن مواد بيضاء بلورية صلبة ، وكل شيء تقريبًا يكون مذاقه حلوًا.
2. جميع الكربوهيدرات تقريبًا قابلة للذوبان في الماء بشكل كبير ، ويتم تكوين المحاليل الحقيقية. تعتمد قابلية الذوبان في الكربوهيدرات على الكتلة (كلما زادت الكتلة ، قلت قابلية الذوبان في المادة ، على سبيل المثال ، السكروز والنشا) والهيكل (كلما زاد تشعب بنية الكربوهيدرات ، كانت قابلية الذوبان في الماء أسوأ ، على سبيل المثال ، النشا والألياف).
3. يمكن العثور على السكريات الأحادية في قسمين أشكال الفراغ: شكل L (ليفوس - يسار) وشكل D (دكستر - يمين). هذه الأشكال لها نفس الخصائص الكيميائية ، ولكنها تختلف في ترتيب مجموعات الهيدروكسيد بالنسبة لمحور الجزيء وفي النشاط البصري ، أي تدور بزاوية معينة على مستوى الضوء المستقطب الذي يمر عبر محلولهم. علاوة على ذلك ، يدور مستوى الضوء المستقطب بمقدار واحد ، ولكن في اتجاهين متعاكسين. ضع في اعتبارك تكوين الأيزومرات الفراغية باستخدام مثال glyceraldehyde:
AtoN AtoN
لكن-S-N H-S- هو
CH2OH CH2OH
L - الشكل D - الشكل
عندما يتم الحصول على السكريات الأحادية في المختبر ، تتشكل الأيزومرات الفراغية بنسبة 1: 1 ؛ في الجسم ، يحدث التوليف تحت تأثير الإنزيمات التي تميز بشكل صارم بين الشكل L والصيغة D. نظرًا لأن السكريات D فقط هي التي يتم تصنيعها وتفكيكها في الجسم ، فقد اختفت الأيزومرات الفراغية L تدريجيًا في التطور (هذا هو الأساس لتحديد السكريات في السوائل البيولوجية باستخدام مقياس الاستقطاب).
4. يمكن أن تتحول السكريات الأحادية في المحاليل المائية ، وتسمى هذه الخاصية طفره.
HO-CH2 O = C-H
S O NO-S-N
N ن ح H-C-OH
S S NO-S-N
لكن أوه إن هولكن- S-N
C C CH2-OH
HO- CH2
N ن هو
لكن أوه إن ح
شكل بيتا.
في المحاليل المائية ، يمكن العثور على المونومرات المكونة من 5 ذرات أو أكثر في أشكال دورية (حلقية) ألفا أو بيتا وأشكال مفتوحة (مفتوحة) ، ونسبتها 1: 1. يتكون Oligo- و polysaccharides من مونومرات في شكل دوري. في الشكل الدوري ، تكون الكربوهيدرات مستقرة ونشطة كاللبن ، وفي الشكل المفتوح تكون شديدة التفاعل.
5. يمكن اختزال السكريات الأحادية إلى كحول.
6. في شكل مفتوح ، يمكن أن تتفاعل مع البروتينات والدهون والنيوكليوتيدات دون مشاركة الإنزيمات. هذه التفاعلات تسمى glycation. تستخدم العيادة دراسة عن مستوى الهيموجلوبين الغليكوزيلاتي أو الفركتوزامين لتشخيص داء السكري.
7. يمكن أن تشكل السكريات الأحادية الإسترات. من الأهمية بمكان أن تكون خاصية الكربوهيدرات لتكوين استرات مع حمض الفوسفوريك ، tk. لكي يتم تضمينها في عملية التمثيل الغذائي ، يجب أن تصبح الكربوهيدرات إستر فوسفات ، على سبيل المثال ، يتم تحويل الجلوكوز إلى جلوكوز 1 فوسفات أو جلوكوز 6 فوسفات قبل الأكسدة.
8. تمتلك Aldolases القدرة على تقليل المعادن في بيئة قلوية من أكاسيدها إلى أكسيد أو إلى حالة حرة. تستخدم هذه الخاصية في الممارسة المختبرية للكشف عن الألدولوز (الجلوكوز) في السوائل البيولوجية. غالبا ما تستخدم رد فعل ترومرحيث يقوم الألدولوز بتقليل أكسيد النحاس إلى أكسيد ، ويتأكسد نفسه إلى حمض الغلوكونيك (تتأكسد ذرة كربون واحدة).
CuSO4 + NaOH · Cu (OH) 2 + Na2SO4
أزرق
C5H11COH + 2Cu (OH) 2 C5H11COOH + H2O + 2CuOH
قرميد احمر
9. يمكن أن تتأكسد السكريات الأحادية إلى أحماض ليس فقط في تفاعل ترومر. على سبيل المثال ، عندما تتأكسد 6 ذرات كربون من الجلوكوز في الجسم ، يتشكل حمض الجلوكورونيك ، الذي يتحد مع المواد السامة والضعيفة الذوبان ، ويحيدها ويحولها إلى مواد قابلة للذوبان ، في هذا الشكل تفرز هذه المواد من الجسم مع بول.
10. يمكن أن تتحد السكريات الأحادية مع بعضها البعض وتشكل البوليمرات. الاتصال الذي يحدث يسمى جليكوسيد، يتكون من مجموعة OH من أول ذرة كربون أحادية السكاريد ومجموعة OH للرابع (رابطة 1،4-glycosidic) أو ذرة الكربون السادسة (رابطة 1،6-glycosidic) من السكاريد الأحادي الآخر. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تشكيل رابطة ألفا جليكوسيد (بين شكلين ألفا من الكربوهيدرات) أو رابطة بيتا جليكوسيدية (بين شكلي ألفا وبيتا من الكربوهيدرات).
11. يمكن أن تخضع القلة والسكريات المتعددة للتحلل المائي لتكوين مونومرات. يستمر التفاعل في موقع الرابطة الجليكوسيدية ، وتتسارع هذه العملية في بيئة حمضية. يمكن للأنزيمات في جسم الإنسان التمييز بين روابط ألفا وبيتا جليكوسيدية ، لذلك يتم هضم النشا (الذي يحتوي على روابط ألفا جليكوسيدية) في الأمعاء ، ولكن الألياف (التي تحتوي على روابط بيتا جليكوسيدية) ليست كذلك.
12. يمكن تخمير السكريات الأحادية والقليلة: الكحول ، حمض اللاكتيك ، حامض الستريك ، الزبد.
الخصائص العامة للكربوهيدرات.
الكربوهيدرات- المركبات العضوية التي تتكون من ألدهيدات أو كيتونات كحول متعدد الهيدروكسيل. تسمى الكربوهيدرات التي تحتوي على مجموعة الألدهيد ألدوز، والكيتون - الكيتوزيه. معظمهم (ولكن ليس كلهم! على سبيل المثال ، rhamnose C6H12O5) يتوافق مع الصيغة العامة Cn (H2O) m ، ولهذا السبب حصلوا على اسمهم التاريخي - الكربوهيدرات. ولكن هناك عددًا من المواد ، على سبيل المثال ، حمض الأسيتيك C2H4O2 أو CH3COOH ، والتي على الرغم من أنها تتوافق مع الصيغة العامة ، إلا أنها لا تنطبق على الكربوهيدرات. حاليًا ، تم اعتماد اسم آخر يعكس خصائص الكربوهيدرات بأكبر قدر من الدقة - الجلوكيدات (الحلوة) ، لكن الاسم التاريخي أصبح راسخًا في الحياة لدرجة أنهم استمروا في استخدامه. تنتشر الكربوهيدرات بشكل كبير في الطبيعة ، خاصة في المملكة النباتية ، حيث تشكل 70-80٪ من كتلة المادة الجافة للخلايا. في جسم الحيوان ، يمثلون حوالي 2 ٪ فقط من وزن الجسم ، ولكن دورهم هنا لا يقل أهمية. إن حصة مشاركتهم في توازن الطاقة الإجمالي كبيرة للغاية ، حيث تتجاوز ما يقرب من مرة ونصف حصة البروتينات والدهون مجتمعة. يمكن تخزين الكربوهيدرات في الجسم على هيئة جليكوجين في الكبد واستهلاكها حسب الحاجة.