A táplálkozásban a szénhidrátok több név alatt is megtalálhatók. Ezért indokolt a neveket már az elején egységesíteni. Annak érdekében, hogy pl. az ügyfél reklámozása a lehető legnagyobb mértékben elsodorta, szénhidrátokban gazdag terméket kínálva. Tudja azonban, hogy cukorokban vagy más szóval szénhidrátokban gazdag terméket kínál. A cukrokat takaró egyéb nevek közé tartozik pl. szénhidrátok, szénhidrátok, szénhidrátok és hasonlók.
A cukroknak pótolhatatlan helye van a táplálkozásban. Ezek szolgálják a fő energiaforrást, ami százalékban azt jelenti, hogy az általunk elfogyasztott energia 60% -a a kapott cukrokból származik. Ezért a sportban kellő figyelmet fordítanak a cukorra. Nagy előnyük abban rejlik, hogy az anaerob, valamint az aerob tevékenységek sokoldalúak. Használatuk különösen a tartós, nagy intenzitású tevékenységekben, de az edzőteremben nyújtott teljesítményben is megtalálható. Mivel a cukrok használatának vannak előnyei és hátrányai, tanácsos elegendő információt gyűjteni róluk.
A legegyszerűbb osztályozás szerint a szénhidrátok egyszerű és összetettekre oszthatók. Az egyszerű szénhidrátokat monoszacharidoknak is nevezik. Ezek egyetlen épület szénhidrátegységből állnak, és édes ételízük jellemzi őket. A test könnyen felszívódhat, ami azt jelenti, hogy lenyelés után gyorsan eljutnak a véráramba. Ily módon rövid idő alatt nagy mennyiségű energiával látják el a testet. Másrészt túlzott bevitelük miatt az inzulin kimosódik. Jelenléte csökkenti a vércukorszintet, és ezután segíti a bevitt cukor szubkután zsírraktárakká történő átalakítását. A való életben ezek az események súlygyarapodásként nyilvánulnak meg az édességek túlzott fogyasztásával és a testmozgás hiányával együtt.
A glükózt, azaz a szőlőcukrot tekintik a monoszacharidok alapvető képviselőjének. A glükóz különleges funkcióval rendelkezik a szervezetben. Ez az egyetlen cukorforma, amely a vérben áramlik és így ebben a formában az egész testbe bejut. Itt állandó kész energiaforrásként használják, vagy glikogén (izomcukor) formájában tárolják. Az egyszerű cukrok másik képviselője a fruktóz - gyümölcscukor. A glükózzal ellentétben nem serkenti az inzulintermelést. Ez a cukor nem túl alkalmas sportolásra, fogyásra és vonal edzésre. Gátolja a zsír felszabadulását energiafelhasználás céljából.
Az egyszerű cukrok mellett az ún komplex szénhidrátok - poliszacharidok. Valójában monoszacharidok láncai, és mielőtt a test felszívná őket, egyszerű cukrokra kell bomlaniuk. Míg a monoszacharidok lenyelés után hirtelen energiát jelentenek, a komplex cukrok energiája fokozatosan szabadul fel. A komplex szénhidrátoknak nincs édes íze, forrásaik főleg pékáruk, tésztafélék, burgonya, rizs stb. Az étrendben arányuknak lényegesen nagyobbnak kell lennie, mint az egyszerű cukrok. A választás során helyénvaló a teljes kiőrlésű termékekre és azokra a termékekre helyezni a hangsúlyt, amelyek kezeléssel még nem veszítették el a szükséges tápanyagokat. A sportteljesítmény szempontjából nem tanácsos 40-60 perccel az edzés előtt egyszerű cukrokat fogyasztani. Az inzulin kimosódása a sürgősségi glükózkészleteket az eredeti érték alá csökkenti.
A szénhidrátok (cukrok, szénhidrátok) fontos természetes vegyületek, amelyek szén-, hidrogén- és oxigénatomokból állnak. Autotróf növényekben képződnek a szén-dioxid és a víz fotoszintetikus asszimilációjával (a cukrok enzimatikus hasítása CO2-t és H2O-t eredményez). A fotoszintézis összesítő egyenlete a következőképpen ábrázolható:
6CO2 + 12H2O-C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Az élő organizmusokban a szénhidrátok jelentik az anyagcsere-folyamatok fő energiaforrását. Ezenkívül a nukleinsavak építőelemei. Egyes szénhidrátoknak fontos szerkezeti funkciójuk van, mert támogatást nyújtanak a növényi szövetekhez (cellulóz) és egyes állatok szöveteihez (kitin). Tárolási funkciójuk is fontos (keményítő a növényekben, glikogén a gombákban és állatokban).
A szénhidrátok tartalék anyagokat képeznek a szervezetben, amelyek metabolizálódhatnak a szervezetben szükséges egyéb anyagokká (lipid prekurzorok, fehérjék stb.). Végül, de nem utolsósorban a szénhidrátok tartalmaznak néhány biokatalizátort (pl. C-vitamin).
Szénhidrát eloszlás
Az általuk tartalmazott funkcionális csoport alapján felosztjuk őket:
• aldózisok - molekulájukban aldehidcsoportot (-CHO) tartalmaznak,
• ketózok - tartalmaznak egy ketocsoportot (-C = O) a molekulában.
A szénatomok száma alapján a szénhidrátok feloszthatók:
• triózok - 3 szénnel a molekulában (pl. Glicerinaldehid vagy dihidroxi-aceton - a legegyszerűbb cukrok),
• tetrosis - 4 szénatommal,
• pentózok - 5 szénnel (pl. Ribóz),
• hexózok - 6 szénnel (az itt említett szénhidrátok nagy része).
A monoszacharid egységek száma alapján a cukrokat felosztjuk:
• monoszacharidok - csak egy aldóz- vagy ketózmolekulából állnak,
• poliszacharidok - min. 2 egység monoszacharid, az akkor ismert egységek száma szerint:
• diszacharidok - 2 monoszacharid-molekulából állnak,
• oligoszacharidok - max. 10 monoszacharid molekula,
Egy másik besorolás a szénhidrátokat a következőkre osztja:
1. egyszerű - monoszacharidok,
2. összetett szénhidrátok - szénhidrátok.
A szénhidrátokat ezután felosztják:
1. kizárólag monoszacharid egységekből álló halolikozidok (ideértve az oligoszacharidokat (2-10 szénatomos) és poliszacharidokat is);
2. Heteroglikozidok (pl. Glikolipidek, nukleozidok), amelyek molekulájában a cukor komponensen (monoszacharid egységeken) kívül nem cukor komponensek is találhatók.
Monoszacharidok
A monoszacharidok kristályos anyagok, amelyek könnyen oldódnak vízben, részben oldódnak szerves oldószerekben. Kémiailag polihidroxi-aldehidek (aldózisok) vagy polihidroxi-ketonok (ketózok). Többé-kevésbé édes ízük van.
A legegyszerűbb monoszacharidok a triózisok (a molekulák 3 szénatomot tartalmaznak): glicerinaldehid (aldotrióz) és dihidroxi-aceton (ketotriózis).
Az összes monoszacharid, a dihidroxi-aceton kivételével, egy vagy több aszimmetrikus - királis szenet tartalmaz a molekulájában (* C jelzéssel), ami ezeket az anyagokat optikailag aktívvá teszi, azaz balra forgatja a polarizált fény síkját (- jelzéssel), vagy jobbra (+ -al jelölve). A balkezes és a jobbkezes antipódák (1: 1) ekvimoláris keveréke optikailag inaktív, és racemátnak (racém keveréknek) nevezik.
Az aszimmetrikus szén egyrészt hidrogénatomot H- (C), másrészt hidroxilcsoportot (C) -OH tartalmaz, ahol 2 sztereoizomer lehet: ha az -OH csoport az utolsó királis szénatomon van a jobb oldalon ezt a sztereoizomert D- sornak jelöljük (lat. dexter = jobb), a bal oldali -OH csoport meghatározza az L-sort (lat. leavus = bal).
FIGYELEM. A szénhidrátokat két D vagy L sorba sorolják, függetlenül attól, hogy a polarizált fény síkját balra (-) vagy jobbra (+) forgatják-e.
A D-glükóz (szőlőcukor, szőlőcukor, vércukor) az aldohexózisok közé tartozik. Az emlősök gyümölcsében és vérében található legfontosabb és legelterjedtebb monoszacharid. A sejtekben a legtöbb egyéb szénhidrát átalakul, és ebben a formában a növényi és állati organizmusban is átkerül. Az anyagcsere lebontásában a glükóz jelentős mennyiségű energiát biztosít. A glükóz a legfontosabb összetett szénhidrátok része is, amelyekből hidrolízissel nyerik (pl. Keményítő, glikogén).
Az emberi vér glükózkoncentrációja 3,3 - 5,6,6-3 mol.l-1. A vércukorszint szabályozását az inzulin hormon biztosítja, amely csökkenti, míg a glükagon növeli. Mindkét hormon a hasnyálmirigy szigetsejtjeinek terméke. Cukorbetegeknél a vércukorszint magasabb (inzulintermelés hiánya), majd néhányuk a vizelettel ürül. A vércukor-koncentráció felére csökkentése agyműködési zavart okozhat, és még jelentősebb csökkenéssel (pl. Az inzulin túladagolása) kómát, visszafordíthatatlan károsodást és végül halált okozhat.
A D-galaktóz (cerebrosis) szintén aldohexóz. A glükóz epimere, ami azt jelenti, hogy különbözik a glükózmolekulától az OH-csoport egy szénatomon (jelen esetben a negyedik szénatomon) való elhelyezkedésével. A glükózzal együtt a diszacharid laktózt képez, amely egy speciális laktóz tejcukrot képez. A galaktóz fokozottan megtalálható az agyban és az idegszövetben is.
A D-mannóz szintén az aldohexózisok egyike. Ez a glükóz epimere a második szénatomon. Eredetileg ezt a szénhidrátot csak növényekben találták (szentjánoskenyér), később a vérplazmából (lovak, kutyák) is izolálták. Leginkább összetettebb makromolekulák része.
A fruktóz (gyümölcscukor) az aldoketózisok közé tartozik. A D-fruktóz lefordító, ezért régebbi neve levulóz volt. Növényi cukor, de az állatok testnedveiben is előfordul spermában és magzatvízben. A fruktóz gyorsabban metabolizálódik a vérben, ezért cukorbetegek használhatják.
Diszacharidok
A diszacharidok olyan cukrok, amelyek molekulái 2 azonos vagy különböző monoszacharid egységet tartalmaznak, amelyek glikozidos kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. C-O-C. Ez magában foglalja a hemiacetál-hidroxil és egy másik monoszacharid-molekula reakcióját, a reakcióba lépő molekulák oxigénnel kombinálódnak, és vízmolekula szabadul fel. A glikozidos kötés kétféleképpen alakulhat ki, a képződés módszere meghatározza a diszacharid redukáló tulajdonságait:
- ha kötés alakul ki a két monoszacharid hemiacetális -OH csoportjai között, a kapott diszacharidnak nincs szabad hemiacetális hidroxidja és redukáló tulajdonságai sem (trehalóz típus),
- ha kötés alakul ki az egyik monoszacharid hemiacetál -OH csoportja és a másik monoszacharid -OH csoportja (2,4,6) között, akkor a diszacharid szabad hemiacetál-hidroxiddal rendelkezik és redukáló tulajdonságokkal rendelkezik (maltóz típusú).
Szacharóz
A szacharóz (nádcukor, répacukor) α-D-glükopiranózból és β-D-fruktofuranózból áll, amelyeket α (1-2) glikozidos kötés köt össze. A diszacharidnak nincs redukáló tulajdonsága. A szacharóz növényi eredetű, minden növényi gyümölcsben és gyümölcslében megtalálható, különösen a cukorrépában és a cukornádban. Rendkívül fontos az állati és emberi táplálkozásban.
A maltóz (malátacukor) az α-D-glükopiranóz két molekulájából áll, amelyeket α (1-4) glikozid kötés köt össze. A diszacharid redukáló tulajdonságokkal rendelkezik. A maltóz növényi eredetű, de állatokban és emberekben a keményítő és a glikogén amilázok (összetett szénhidrátokat lebontó enzimek) általi lebontása is okozza.
A laktóz (tejcukor) β-D-galaktopiranózból és β-D-glükopiranózból áll, amelyeket β (1-4) glikozidos kötés köt össze. A diszacharid redukáló tulajdonságokkal rendelkezik. A laktóz egy specifikus állati eredetű cukor, amely az emlős emlőmirigy sejtjeiben szintetizálódik, és elengedhetetlen a fiatal egyedek táplálkozásában. Az állattól függően a tej laktózkoncentrációja 0-7%. A laktózt számos ehető gombában is megtalálták, de nem világos, mi a fontos bennük.
A szacharóz (nádcukor, répacukor) α-D-glükopiranózból és β-D-fruktofuranózból áll, amelyeket α (1-2) glikozidos kötés köt össze. A diszacharidnak nincs redukáló tulajdonsága. A szacharóz növényi eredetű, minden növényi gyümölcsben és gyümölcslében megtalálható, különösen a cukorrépában és a cukornádban. Rendkívül fontos az állati és emberi táplálkozásban.
Poliszacharidok
A természetben található szénhidrátok többsége poliszacharidok formájában fordul elő. A poliszacharidok több mint 10 monoszacharid egységből állnak, amelyek hasonlóak a glikozidhoz kötött diszacharidokhoz. Savas enzimes hidrolízissel hasítják monoszacharidokká. Az egyszerű mono- és diszacharidokkal ellentétben a poliszacharidok vízben nagyon kevéssé oldódnak, és nem édes ízűek.
A keményítő (menedékjog) a növények része, és ezek tárolóanyagait képezi. A gumókban és a növények gyümölcsében található. A keményítő két komponensből áll: 1. az amilóz, amely a keményítő 20% -át teszi ki, forró vízben oldódik, és 2. az amilopektin, amely a keményítő 80% -át teszi ki, forró vízben sem oldódik. Mindkét komponens alapvető építőköve az α-D-glükopiranóz. Az amilózt az a (1-4) glikozidos kötés által megkötött glükózmolekulák alkotják. Az amilopektin elágazó szerkezetű, ahol a molekulákat nemcsak az α (1-4) glikozidos kötés köti össze, hanem az α (1,6) is, amelyet 20-24 glükózegységenként ismételnek meg. A keményítő hidrolitikus hasítása (amilázai) 4-12 glükózmolekulát - dextrint - hoz létre, amelyeket maltózzá (2 glükózmolekula) hasítanak, amelyet a maltáz enzim glükózra hasít.
A glikogén (állati keményítő) az állati organizmusok nagyon fontos tároló poliszacharidja. Kémiailag az α-D-glükopiranózok polimerje, amely α (1-4) glikozidos kötésekkel kapcsolódik, és a glikogén molekula (minden 3 glükózegység után) elágazik (minden 3 glükózegység után) α (1-6) glikozid kötéssel, hasonlóan az amilopektinhez növényi keményítő.
Tiszta formában a glikogén fehér por, amely vízben könnyen oldódik (kivéve a poliszacharidokat). Az állatok szintetizálják a májban glükóz egységekből jellegzetes térszerkezetre. A máj mellett a vázizomzatban is tárolódik, és ha szükséges, megfelelő enzimekkel lebontja, hogy glükózmolekulákat képezzen.
Cellulóz
A cellulóz (pép) a növényi szövetek építőanyaga. Ugyanúgy áll, mint a glükopiranóz-keményítő, de más típusú glikozidos kötéssel rendelkezik. A Β-D-glükopiranóz molekulák β-glikozid kötéssel kapcsolódnak a makromolekulához (1-4).
A cellulóz vízben teljesen oldhatatlan. A legtöbb állat számára a tápanyagforrás szinte jelentéktelen, csak néhány állatfaj (kérődzők, parazita rovarok a növényeken, termeszek) képesek lebontani és használni (szimbiotikus organizmusok, cellulózenzimek felhasználásával). Az ember cellulózból készít papírt (a cellulóz legfeljebb 50% -a megtalálható a fában). A lőpor előállításának alapja a nitrálásával kapott cellulóz-trinitrát.
A kitin sok gerinctelen testben hordozó poliszacharid. Egyes gombákban is megtalálható. Molekulája és szerkezete nagyon hasonló a cellulózhoz, mert a kitin N-acetil-glükózamin maradványokat tartalmaz, amelyek β (1-4) glikozidos kötésekkel vannak összekapcsolva. Ez az anyag abban különbözik a cellulóztól, hogy a glükóz második szénatomjának minden hidroxilcsoportját acetamidcsoport helyettesíti.
A kitin nem oldódik alkoholban, gyenge savakban vagy bázisokban. Az állatok emésztőenzimjei nem tudják lebontani. Egyes élelmiszeripari technológiák (tengeri rákfeldolgozás) sok kitin hulladékot termelnek, amelyek a szennyvíz kezelésének szubsztrátjaként használhatók az égési sérülések és a sebgyógyulások kezelésében.
(36% HCl, rezorcin) - barna színű. A keményítő hidrolízisének különböző frakcióit a Lugol-reagenssel (KI + I oldat) végzett színreakciókkal lehet igazolni (sötétlila - kék - piros - narancs - sárga szín).