Good Mood

na tej stronie zapoznamy się ze strukturą chemiczną różnych rodzajów węglowodanów i dowiemy się, gdzie znajdujemy je w żywności.

Po Pierwsze, wszystkie węglowodany składają się z tych samych pierwiastków chemicznych:

• węgiel (to część „carbo -„)

• wodór i tlen, w proporcji około dwóch do jednego, podobnie jak w H2O (to część „-hydrat”)

z tego powodu w naszej klasie można zobaczyć węglowodany w skrócie „CHO”.,

węglowodany można podzielić na dwa główne typy: proste i złożone. Węglowodany proste składają się z jednej lub dwóch jednostek cukru, podczas gdy węglowodany złożone składają się z wielu jednostek cukru. Przyjrzymy się każdemu z nich po kolei. Ta liczba daje przegląd rodzajów węglowodanów, które omówimy.

rys. 2.1. Węglowodany można podzielić na dwa główne typy: proste (w tym monosacharydy i disacharydy) i złożone.,

węglowodany proste

węglowodany proste są czasami nazywane „cukrami” lub „cukrami prostymi.”Istnieją 2 rodzaje prostych węglowodanów: monosacharydy i disacharydy.

monosacharydy zawierają tylko jedną jednostkę cukru, więc są najmniejszymi węglowodanami. (Przedrostek „mono -” oznacza ” jeden.”) Niewielki rozmiar monosacharydów nadaje im szczególną rolę w trawieniu i metabolizmie. Węglowodany pokarmowe muszą być podzielone na monosacharydy, zanim mogą być wchłaniane w przewodzie pokarmowym, a także krążą we krwi w postaci monosacharydów.,

istnieją 3 monosacharydy:

1. glukoza

2. fruktoza

galaktoza

zauważ, że wszystkie trzy mają ten sam wzór chemiczny (C6H12O6); atomy są po prostu ułożone nieco inaczej.

1 – glukoza

oto struktura chemiczna glukozy:

w tej klasie czasami używamy prostszego Zielonego sześciokąta do reprezentowania glukozy:

jesteś już zaznajomiony z glukozą, ponieważ produkt fotosyntezy., Rośliny wytwarzają glukozę jako sposób przechowywania energii słonecznej w formie, którą może wykorzystać do wzrostu i rozmnażania.

u ludzi glukoza jest jednym z najważniejszych składników odżywczych dla organizmu. Jest to szczególnie ważne dla mózgu i układu nerwowego, które nie są zbyt dobre w korzystaniu z innych źródeł paliwa. Mięśnie natomiast mogą wykorzystywać tłuszcz jako źródło energii. (W praktyce twoje mięśnie zwykle używają kombinacji tłuszczu i glukozy dla energii, o czym dowiemy się więcej później.,)

Źródła glukozy w żywności: glukoza znajduje się w owocach i warzywach, a także w miodzie, syropie kukurydzianym i syropie kukurydzianym o wysokiej zawartości fruktozy. (Wszystkie rośliny wytwarzają glukozę, ale duża część glukozy jest używana do produkcji skrobi, błonnika i innych składników odżywczych. Wymienione tutaj pokarmy mają glukozę w postaci monosacharydów.,)

2 – fruktoza

oto struktura chemiczna fruktozy:

w tej klasie czasami używamy prostszego fioletowego Pentagonu do reprezentowania fruktozy:

fruktoza jest wyjątkowa, ponieważ jest najsłodsze węglowodany. Rośliny wytwarzają dużo fruktozy jako sposób przyciągania owadów i zwierząt, które pomagają roślinom rozmnażać się. Na przykład rośliny wytwarzają nektar, który jest bogaty w fruktozę i bardzo słodki, aby przyciągnąć owady, które go zapylają. Rośliny dodają również fruktozę do owoców, aby była smaczniejsza., Zwierzęta jedzą owoce, wędrują, a później kupują nasiona z owoców, siejąc w ten sposób nasiona następnego pokolenia. Zwierzę otrzymuje posiłek, a roślina rozmnaża się: win-win!

rys. 2.2. Fruktoza w naturze: Pszczoła zbiera słodki nektar z kwiatu, w procesie rozprzestrzeniania pyłku z kwiatu na kwiat i pomaga roślinom rozmnażać się. Pszczoły wykorzystują nektar do produkcji miodu, który ludzie zbierają do wykorzystania jako środek słodzący. (Miód zawiera mieszankę sacharozy, fruktozy i glukozy)., Kiwi jest częściowo słodzone fruktozą. Zwierzęta cieszą się słodkimi owocami, a następnie wysysają nasiona, siejąc je dla nowej generacji drzew kiwi.,

źródła żywności fruktozy: owoce, warzywa, miód, syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy

3 – galaktoza

Oto struktura chemiczna galaktozy:

w tej klasie czasami używamy niebieskiego sześciokąta do reprezentowania galaktozy:

źródła żywności galaktozy: galaktoza znajduje się w mleku (i produktach mlecznych wytwarzanych z mleka), ale prawie zawsze jest związana z glukozą, tworząc disacharyd (więcej na ten temat za minutę). Rzadko znajdujemy go w naszym zaopatrzeniu w żywność w postaci monosacharydów.,

drugim rodzajem węglowodanów prostych są disacharydy. Zawierają dwie połączone ze sobą jednostki cukru.

są 3 disacharydy:

1. maltoza (glukoza + glukoza)

2. sacharoza (glukoza + fruktoza)

3. laktoza (glukoza + galaktoza)

1 – maltoza

maltoza składa się z dwóch połączonych ze sobą cząsteczek glukozy. Nie występuje naturalnie w żadnej znaczącej ilości w żywności, z jednym wyjątkiem: ziarna kiełkujące., Ziarna zawierają dużo skrobi, która jest zbudowana z długich łańcuchów glukozy( więcej o tym w ciągu minuty), a gdy ziarno zaczyna kiełkować, zaczyna rozkładać skrobię, tworząc maltozę. Jeśli chleb jest zrobiony z tych kiełkowanych ziaren, to chleb będzie miał trochę maltozy. Chleb z kiełkami jest zwykle nieco cięższy i słodszy niż chleb z zwykłej mąki.

maltoza odgrywa również rolę w produkcji piwa i alkoholu, ponieważ proces ten polega na fermentacji ziaren lub innych źródeł węglowodanów., Maltoza powstaje podczas rozkładu tych węglowodanów, ale po zakończeniu procesu fermentacji pozostaje bardzo niewiele.

Możesz spróbować słodyczy maltozy, jeśli trzymasz skrobiowe jedzenie w ustach przez minutę. Spróbuj tego z prostym jedzeniem, takim jak krakers z napojami. Skrobia nie jest słodka, ale gdy skrobia w krakerze zaczyna się rozkładać wraz z działaniem ślinotokiej amylazy, maltoza utworzy się, a ty spróbujesz słodyczy!

2 – sacharoza

sacharoza zbudowana jest z cząsteczki glukozy połączonej z cząsteczką fruktozy., Jest wytwarzana przez rośliny z tego samego powodu co fruktoza-aby przyciągnąć zwierzęta do jedzenia i tym samym rozsiewać nasiona.

sacharoza występuje naturalnie w owocach i warzywach. (Większość owoców i warzyw zawiera mieszaninę glukozy, fruktozy i sacharozy.), Ale ludzie również zorientowali się, jak skoncentrować sacharozę w roślinach (Zwykle trzcinę cukrową lub buraki cukrowe), aby uzyskać rafinowany cukier stołowy. Sacharozę znajdujemy również w syropie klonowym i miodzie.

sacharoza znaleziona w słodkich ziemniakach jest chemicznie identyczna z sacharozą znajdowaną w cukrze stołowym., Podobnie fruktoza zawarta w figach jest chemicznie identyczna z fruktozą zawartą w syropie kukurydzianym o wysokiej zawartości fruktozy. Jak omówimy więcej później, co różni się pakiet cukry przyjść. Kiedy jesz słodkie ziemniaki lub figę, dostajesz również dużo błonnika, witamin i minerałów w tym opakowaniu, podczas gdy cukier i syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy dostarczają tylko cukru, nic więcej. Nie jest źle jeść cukier. W końcu jest niezbędnym paliwem dla naszego mózgu i układu nerwowego. Ale zwracanie uwagi na pakiet, który przychodzi, może pomóc nam dokonać dobrych ogólnych wyborów dotyczących zdrowia.,

3 – laktoza

laktoza składa się z cząsteczki glukozy związanej z cząsteczką galaktozy. Jest czasami nazywany „cukrem mlecznym”, ponieważ znajduje się w produktach mlecznych, takich jak mleko, jogurt i ser. Są to jedyne pokarmy zwierzęce, które mają znaczne ilości węglowodanów. Większość naszych węglowodanów pochodzi z pokarmów roślinnych.

węglowodany złożone

węglowodany złożone są również nazywane polisacharydami, ponieważ zawierają wiele cukrów. (Przedrostek „poly -” oznacza ” wiele.,”) Istnieją 3 główne polisacharydy:

1. skrobia

2. glikogen

3. Włókno

wszystkie trzy z tych polisacharydów składają się z wielu połączonych ze sobą cząsteczek glukozy, ale różnią się strukturą i rodzajem wiązań.

1 – skrobia

skrobia składa się z długich łańcuchów glukozy. Jeśli te łańcuchy są proste, nazywa się je amylozą; jeśli są rozgałęzione, nazywa się je amylopektyną.

oto segment amylozy zawierający 3 jednostki glukozy.,

następny rysunek pokazuje segment amylopektyny zawierający 4 jednostki glukozy. Struktura chemiczna jest reprezentowana inaczej, ale czy można dostrzec miejsce, w którym się rozgałęzia?

używając naszego zielonego sześciokąta do reprezentacji glukozy, możesz sobie wyobrazić skrobię jako coś takiego:

ludzie mają enzymy trawienne, które rozkładają oba rodzaje skrobi, o czym omówimy na następnej stronie.

skrobia jest formą przechowywania węglowodanów w roślinach., Rośliny wytwarzają skrobię w celu przechowywania glukozy. Na przykład skrobia jest w nasionach, aby dać sadzonce energię do kiełkowania, a my jemy te nasiona w postaci ziaren, roślin strączkowych (na przykład soja, soczewica, pinto i fasola nerkowa), orzechów i nasion. Skrobia jest również przechowywana w korzeniach i bulwach, aby zapewnić roślinie zmagazynowaną energię do wzrostu i rozmnażania, a jemy je w postaci ziemniaków, słodkich ziemniaków, marchwi, buraków i rzepy.

kiedy jemy pokarmy roślinne ze skrobią, możemy ją rozbić na glukozę, aby zapewnić paliwo dla komórek naszego organizmu., Ponadto skrobia z całych pokarmów roślinnych jest pakowana z innymi cennymi składnikami odżywczymi. Skrobia rafinowana – na przykład skrobia kukurydziana-jest składnikiem wielu przetworzonych produktów spożywczych, ponieważ służy jako dobry zagęszczacz.

2 – glikogen

glikogen jest strukturalnie podobny do amylopektyny, ale jest formą przechowywania węglowodanów u zwierząt, w tym ludzi. Składa się z silnie rozgałęzionych łańcuchów glukozy i jest przechowywany w wątrobie i mięśniach szkieletowych., Rozgałęziona struktura glikogenu ułatwia szybkie rozkładanie, aby uwolnić glukozę, która służy jako paliwo w razie potrzeby w krótkim czasie.

glikogen wątrobowy rozkłada się na glukozę, która jest uwalniana do krwiobiegu i może być wykorzystywana przez komórki wokół ciała. Glikogen mięśniowy dostarcza energii tylko dla mięśni, aby pobudzić aktywność. To może się przydać, jeśli jesteś ścigany przez lwa, lub sprintem, aby dostać się do autobusu!

mimo że glikogen jest przechowywany w wątrobie i mięśniach zwierząt, nie znajdujemy go w mięsie, ponieważ rozkłada się wkrótce po uboju., Tak więc glikogen nie znajduje się w naszej żywności. Zamiast tego musimy zrobić to w naszej wątrobie i mięśniach z glukozy.

oto piękne przedstawienie glikogenu.

rys. 2,3-glikogen zbudowany jest z długich, rozgałęziających się łańcuchów glukozy, promieniujących wokół centralnego białka.

3 – błonnik

błonnik zawiera węglowodany i inne substancje strukturalne w roślinach, które są niestrawne dla ludzkich enzymów. Włókno jest wytwarzane przez rośliny, aby zapewnić ochronę i wsparcie strukturalne., Pomyśl o grubych łodygach, które pomagają roślinie stać w pozycji pionowej, twardych łupinach nasion i skórkach owoców, które chronią to, co rośnie w środku. Są pełne błonnika.

rys. 2.4-przykłady roślin spożywczych bogatych w błonnik, w tym pszenicy, brokuły i jabłka.

w naszej żywności, znajdujemy błonnik w żywności całych roślin, takich jak całe ziarna, nasiona, orzechy, owoce, warzywa i rośliny strączkowe.

jednym z najczęstszych rodzajów włókien jest celuloza, główny składnik ścian komórkowych roślin., Struktura chemiczna celulozy pokazana jest na poniższym rysunku, a nasz uproszczony obraz znajduje się obok. Widać, że celuloza ma długie łańcuchy glukozy, podobne do skrobi, ale są ułożone w stosy i są wiązania wodorowe łączące stosy.

kiedy jemy błonnik, przechodzi on przez jelito cienkie w stanie nienaruszonym, ponieważ nie mamy enzymów trawiennych, aby go rozbić. Następnie w jelicie grubym nasza przyjazna mikrobiota, bakterie żyjące w okrężnicach, pracują nad włóknem., Some fiber can be fermented by those bacteria. We’ll discuss fiber more later in the unit.

Self-Check

1. Levin, R.J. Carbohydrates., W: Współczesne odżywianie w zdrowiu i chorobie, wyd., Baltimore, MD, Lippincott Williams and Wilkins, 1999

2. US Department of Agriculture (USDA), Agricultural Research Service, Nutrient Data Laboratory. USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Legacy. Wersja Aktualna: Kwiecień 2018. Internet: http://www.ars.usda.gov/nutrientdata

napisy do obrazków

1. rys. 2.1-diagram typów węglowodanów autorstwa Alice Callahan wykonany za pomocą Microsoft SmartArt, CC BY-SA 4.,0

2. struktury chemiczne glukozy, fruktozy, galaktozy, amylozy, amylopektyny są domeną publiczną, dostępną z Wikipedii