Х и м и я
Назначение лактазы — расщепление лактозы на ее части, глюкозу и галактозу, которые должны затем адсорбироваться тонкой кишкой. При недостаточной функции лактазы лактоза остается в кишечнике в исходном виде и связывает воду, что вызывает диарею. Кроме того, кишечные бактерии вызывают брожение молочного сахара, в результате чего происходит вздутие живота.
Углеводы. Важнейшие гексозы: глюкоза и фруктоза, их строение.
Углево́ды (сахара́, сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп.
Глюко́за (C6H12O6), или виноградный сахар, или декстроза встречается в соке многих фруктов и ягод, в том числе и винограда, от чего и произошло название этого вида сахара. Является шестиатомным сахаром (гексозой). Глюкозное звено входит в состав ряда ди- (мальтозы, сахарозы и лактозы) и полисахаридов (целлюлоза, крахмал).
Глюкоза может восстанавливаться в шестиатомный спирт (сорбит). Глюкоза легко окисляется. Она восстанавливает серебро из аммиачного раствора оксида серебра и медь(II) до меди(I).
Проявляет восстановительные свойства. В частности, в реакции растворов сульфата меди(II) с глюкозой и гидроксидом натрия. При нагревании эта смесь реагирует с обесцвечением (сульфат меди сине-голубой) и образованием красного осадка оксида меди(I).
Образует оксимы с гидроксиламином, озазоны с производными гидразина.
Легко алкилируется и ацилируется.
При окислении образует глюконовую кислоту, если воздействовать сильными окислителями на её гликозиды, и гидролизовать полученный продукт можно получить глюкуроновую кислоту, при дальнейшем окислении образуется глюкаровая кислота.
Фруктоза, или плодовый сахар C6H12O6 — моносахарид, который в свободном виде присутствует почти во всех сладких ягодах и плодах. Фруктоза имеет такую же, как и глюкоза, молекулярную формулу (С6Н12О6), но является не полиоксиальдегидом, а полиоксикетоном. Молекула фруктозы содержит три асимметрических атома углерода, причем конфигурация у них такая же, как и у соответствующих атомов в молекуле глюкозы. Итак, фруктоза — изомер и «близкий родственник» глюкозы. Она хорошо растворима в воде, имеет сладкий вкус (примерно в 3 раза слаще глюкозы). Фруктозе свойственны многие реакции, свойственные глюкозе (образование полиэфиров, брожение)
Фруктоза также наиболее часто встречается в циклических формах (альфа — или бета-), но, в отличие от глюкозы, в пятичленных. В водных растворах фруктозы имеет место равновесие:
 |
Фруктоза дает общие р-ции на кетозы, проявляет восстанавливающие св-ва, образует ряд характерных производных благодаря карбонильной группе, в частности фенилозазон (II), идентичный фенилозазонам глюкозы и маннозы.
При восстановлении карбонильной группы фруктозы образуются сорбит и маннит.
Фруктоза не устойчива в щелочах и к-тах и может полностью разрушаться в условиях кислотного гидролиза полисахаридов или гликозидов (напр., при нагр. с 2 н. H2SO4 при 100оC в течение неск. часов), при котором обычные альдозы не подвергаются деструкции.
Проба Селиванова — качественное обнаружение фруктозы. При нагревании пробы с фруктозой в присутствии резорцина и соляной кислоты появляется вишнево-красное окрашивание.
Х и м и я
Моносахариды – это простейшие углеводы. Они не подвергаются гидролизу – не расщепляются водой на более простые углеводы.
Важнейшими из моносахаридов являются глюкоза и фруктоза. Так же хорошо известен другой моносахарид – галактоза, являющаяся частью молочного сахара.
Моносахариды – твёрдые вещества, легко растворимые в воде, плохо – в спирте и совсем не растворимы в эфире.
Водные растворы имеют нейтральную реакцию на лакмус. Большинство моносахаридов обладает сладким вкусом.
В свободном виде в природе встречается преимущественно глюкоза. Она же является структурной единицей многих полисахаридов.
Другие моносахариды в свободном состоянии встречаются редко и, в основном, известны как компоненты олиго- и полисахаридов.
Тривиальные названия моносахаридов обычно имеют окончание «-оза»: глюкоза, галактоза, фруктоза.
Химическое строение моносахаридов.
Моносахариды могут существовать в двух формах: открытой (оксоформе) и циклической:
В растворе эти изомерные формы находятся в динамическом равновесии.
Открытые формы моносахаридов.
Моносахариды являются гетерофунциональными соединениями. В их молекулах одновременно содержатся карбонильная (альдегидная или кетонная) и несколько гидроксильных групп (ОН).
Другими словами, моносахариды представляют собой альдегидоспирты (глюкоза) или кетоноспирты (фруктоза).
Моносахариды, содержащие альдегидную группу называются альдозами, а содержащие кетонную – кетозами.
Строение альдоз и кетоз в общем виде можно представить следующим образом:
В зависимости от длины углеродной цепи (от 3 до 10 атомов углерода) моносахариды делятся на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы, гептозы и т.д. Наиболее распространены пентозы и гексозы.
Структурные формулы глюкозы и фруктозы в их открытых формах выглядят так:
Так глюкоза является альдогексозой, т.е. содержит алдегидную функциональную группу и 6 атомов углерода.
А фруктоза является кетогексозой, т.е. содержит кетогруппу и 6 атомов углерода.
Циклические формы моносахаридов.
Моносахариды открытой формы могут образовывать циклы, т.е. замыкаться в кольца.
Рассмотрим это на примере глюкозы.
Напомним, что глюкоза является шестиатомным альдегидоспиртом (гексозой). В её молекуле одновременно присутствует альдегидная группа и несколько гидроксильных групп ОН (ОН — это функциональная группа спиртов).
При взаимодействии между собой альдегидной и одной из гидроксильных групп, принадлежащих одной и той же молекуле глюкозы, посленяя образует цикл, кольцо.
Атом водорода из гидроксильной группы пятого атома углерода переходит в альдегидную группу и соединяется там с кислородом. Вновь образованная гидроксильная группа (ОН) называется гликозидной.
По своим свойствам она значительно отличается от спиртовых (гликозных) гидроксильных групп моносахаридов.
Атом кислорода из гидроксильной группы пятого атома углерода соединяется с углеродом альдегидной группы, в результате чего образуется кольцо:
Альфа- и бета-аномеры глюкозы различаются положением гликозидной группы ОН относительно углеродной цепи молекулы.
Мы рассмотрели возникновение шестичленного цикла. Но циклы, также могут быть пятичленными.
Это произойдёт в том случае, если углерод из альдегидной группы соединиться с кислородом гидроксильной группы при четвёртом атоме углерода, а не при пятом, как рассматривалось выше. Получится кольцо меньшего размера.
Шетичленные циклы называются пиранозными, пятичленные – фуранозными. Названия циклов происходят от названий родственных гетероциклических соединений – фурана и пирана.
В названиях циклических форм наряду с названием самого моносахарида указывается «окончание» – пираноза или фураноза, характеризующие размер цикла. Например: альфа-D-глюкофураноза, бета-D-глюкопираноза и т.д.
Циклические формы моносахаридов термодинамически более устойчивы в сравнении с открытыми формами, поэтому в природе они получили большее распространение.
Глюкоза
Глюкоза (от др.-греч. γλυκύς — сладкий) (C6H12O6) или виноградный сахар – важнейший из моносахаридов; белые кристаллы сладкого вкуса, легко растворяется в воде.
Глюкозное звено входит в состав ряда дисахаридов (мальтозы, сахарозы и лактозы) и полисахаридов (целлюлоза, крахмал).
Глюкоза содержится в соке винограда, во многих фруктах, а также в крови животных и человека.
Мышечная работа совершается, главным образом, за счёт энергии, выделяющейся при окислении глюкозы.
Глюкоза является шестиатомным альдегидоспиртом:
Глюкоза получается при гидролизе полисахаридов (крахмала и целюлозы) под действием ферментов и минеральных кислот. В природе глюкоза образуется растениями в процессе фотосинтеза.
Фруктоза
Фруктоза или плодовый сахар С6Н12О6 – моносахарид, спутник глюкозы во многих плодовых и ягодных соках.
Фруктроза в качестве моносахаридного звена входит в состав сахарозы и лактулозы.
Фруктоза значительно слаще глюкозы. Смеси с ней входят в состав мёда.
По строению фруктоза представляет собой шестиатомный кетоноспирт:
В отличие от глюкозы и других альдоз, фруктоза неустойчива как в щелочных, так и кислых растворах; разлагается в условиях кислотного гидролиза полисахаридов или гликозидов.
Галактоза
Галактоза — моносахарид, один из наиболее часто встречающихся в природе шестиатомных спиртов — гексоз.
Галактоза cуществует в ациклической и циклической формах.
Отличается от глюкозы пространственным расположением групп у 4-го атома углерода.
Галактоза хорошо растворима в воде, плохо в спирте.
В тканях растений галактоза входит в состав рафинозы, мелибиозы, стахиозы, а также в полисахариды — галактаны, пектиновые вещества, сапонины, различные камеди и слизи, гуммиарабик и др.
В организме животных и человека галактоза — составная часть лактозы (молочного сахара), галактогена, группоспецифических полисахаридов, цереброзидов и мукопротеидов.
Галактоза входит во многие бактериальные полисахариды и может сбраживаться так называемыми лактозными дрожжами. В животных и растительных тканях галактоза легко превращается в глюкозу, которая лучше усваивается, может превращаться в аскорбиновую и галактуроновую кислоты.
Глюкоза, фруктоза и сахароза: в чем разница?
Если вы пытаетесь сократить количество потребляемого сахара, вы можете задаться вопросом, имеет ли значение тип сахара. Глюкоза, фруктоза и сахароза – это три типа сахара, которые содержат одинаковое количество калорий на грамм. Все они встречаются естественным образом во фруктах, овощах, молочных продуктах и злаках, но также добавляются во многие обработанные пищевые продукты. Однако они различаются по своим химическим структурам, тому, как ваш организм переваривает и метаболизирует их, и как они влияют на ваше здоровье. В этой статье рассматриваются основные отличия между сахарозой, глюкозой и фруктозой, и почему они имеют значение.
Сахароза состоит из глюкозы и фруктозы
Сахароза – научное название столового сахара.
Сахара классифицируются как моносахариды или дисахариды.
Дисахариды состоят из двух связанных моносахаридов и расщепляются на них во время пищеварения (1).
Сахароза представляет собой дисахарид, состоящий из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы, или 50% глюкозы и 50% фруктозы.
Это природный углевод, который содержится во многих фруктах, овощах и злаках, но он также добавляется во многие обработанные пищевые продукты, такие как конфеты, мороженое, сухие завтраки, консервы, сладкие газированные напитки и другие подслащенные напитки.
Столовый сахар и сахароза, присутствующие в обработанных пищевых продуктах, обычно получают из сахарной свеклы или сахарного тростника.
Сахароза менее сладкая по сравнению с фруктозой, но слаще глюкозы (2).
Глюкоза
Глюкоза представляет собой простой сахар или моносахарид. Это предпочтительный источник энергии вашего организма на основе углевода (1).
Моносахариды полностью состоят из сахара и поэтому не могут быть расщеплены на более простые соединения.
Это строительные блоки углеводов.
В пищевых продуктах глюкоза чаще всего связана с другим простым сахаром с образованием либо полисахаридных крахмалов, либо дисахаридов, таких как сахароза и лактоза (1).
Его часто добавляют в обработанные пищевые продукты в форме декстрозы, которая извлекается из кукурузного крахмала.
Глюкоза менее сладкая, чем фруктоза и сахароза (2).
Фруктоза
Фруктоза, или «фруктовый сахар», представляет собой моносахарид, такой, как глюкоза (1).
Она, естественно, содержится во фруктах, меде, агаве и большинстве корнеплодов. Более того, ее обычно добавляют в обработанные пищевые продукты в виде кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы.
Фруктозу получают из сахарной свеклы, сахарного тростника и кукурузы. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы производится из кукурузного крахмала и содержит больше фруктозы, чем глюкоза, по сравнению с обычным кукурузным сиропом (3).
Из трех сахаров фруктоза обладает самым сладким вкусом, но меньше всего влияет на уровень сахара в крови (2).
Резюме:
Сахароза состоит из простых сахаров глюкозы и фруктозы. Сахароза, глюкоза и фруктоза встречаются естественным образом во многих пищевых продуктах, но также добавляются к обрабатываемым продуктам.
Они перевариваются и усваиваются по-разному
Ваш организм переваривает и усваивает моносахариды и дисахариды по-разному.
Поскольку моносахариды уже находятся в самой простой форме, их не нужно расщеплять, прежде чем ваш организм сможет их использовать. Они усваиваются, попадая непосредственно в ваш кровоток, прежде всего в тонком кишечнике и в меньшей степени во рту (4).
С другой стороны, дисахариды, такие, как сахароза, должны быть расщеплены на простые сахара, прежде чем они могут быть усвоены.
Как только сахара находятся в их самой простой форме, они метаболизируются по-разному.
Усвоение и использование глюкозы
Глюкоза усваивается непосредственно через слизистую оболочку тонкой кишки, попадая в кровь, которая доставляет ее в ваши клетки (4, 5).
Она повышает уровень сахара в крови быстрее, чем другие сахара, что стимулирует выделение инсулина (6).
Инсулин необходим для поступления глюкозы в ваши клетки (7).
Внутри клеток глюкоза либо используется немедленно для получения энергии, либо превращается в гликоген для хранения в мышцах или печени для будущего использования (8, 9).
Ваш организм тщательно контролирует уровень сахара в крови. Когда он становится слишком низким, гликоген расщепляется на глюкозу и высвобождается в вашу кровь для использования в качестве источника энергии (9).
Если глюкоза недоступна, ваша печень может получить этот тип сахара из других источников (9).
Усвоение и использование фруктозы
Как и глюкоза, фруктоза усваивается, попадая непосредственно в ваш кровоток из тонкой кишки (4, 5).
Она повышает уровень сахара в крови более медленно, чем глюкоза, и, по-видимому, сразу не влияет на уровень инсулина (6, 10).
Однако, несмотря на то, что фруктоза сразу не повышает уровень сахара в крови, она может оказывать более долгосрочные негативные последствия.
Ваша печень должна превращать фруктозу в глюкозу, прежде чем ваш организм сможет использовать ее для получения энергии. Если вы едите больше фруктозы, чем может обрабатывать ваша печень, избыток превращается в холестерин и триглицериды (11).
Это может иметь негативные последствия для здоровья, такие как ожирение, жировая болезнь печени и высокий уровень холестерина.
Усвоение и использование сахарозы
Поскольку сахароза является дисахаридом, ее необходимо расщепить до того, как ваш организм сможет ее использовать.
Ферменты во рту частично расщепляют сахарозу на глюкозу и фруктозу, а кислота в вашем желудке расщепляет ее дальше. Однако большая часть переваривания сахара происходит в тонком кишечнике (4).
Фермент сахараза, которая вырабатывается слизистой поверхностью тонкой кишки, разделяет сахарозу на глюкозу и фруктозу. Затем они всасываются в ваш кровоток, как описано выше (4).
Присутствие глюкозы увеличивает количество усваиваемой фруктозы, что стимулирует выделение инсулина. Это означает, что для создания жира фруктозы используется больше по сравнению с тем, когда этот тип сахара употребляется в одиночку (11).
Поэтому употребление фруктозы и глюкозы вместе может нанести вред вашему здоровью в большей степени, чем при употреблении по отдельности. Это может объяснить, почему добавленные сахара, такие как кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, связаны с различными проблемами со здоровьем.
Резюме:
Глюкоза и фруктоза всасываются непосредственно в ваш кровоток, в то время как сахароза должна сначала быть расщеплена. Глюкоза используется для получения энергии или хранится в виде гликогена. Фруктоза превращается в глюкозу или хранится в виде жира.
Фруктоза может быть худшей для здоровья
Ваш организм превращает фруктозу в глюкозу в печени, чтобы использовать ее для получения энергии. Избыток фруктозы повышает нагрузку на вашу печень, что может привести к ряду метаболических проблем (11).
В нескольких исследованиях продемонстрировано вредное воздействие высокого потребления фруктозы. К ним относятся резистентность к инсулину, сахарный диабет 2 типа, ожирение, жировая болезнь печени и метаболический синдром (12, 13, 14).
В одном 10-недельном исследовании люди, которые пили подслащенные фруктозой напитки, увеличивали содержание жира на животе на 8,6% по сравнению с 4,8% у тех, кто пил подслащенные глюкозой напитки (14).
Другое исследование показало, что, хотя все добавленные сахара могут увеличить риск развития сахарного диабета 2 типа и ожирения, фруктоза может быть наиболее вредной (15).
Более того, фруктоза, как было выявлено, увеличивает уровень гормона голода грелина и может заставить вас испытывать чувство голода после еды (16, 17).
Поскольку фруктоза метаболизируется в вашей печени, как и алкоголь, некоторые данные свидетельствуют о том, что она может так же вызывать привыкание. Одно исследование показало, что она активирует путь вознаграждения в вашем мозгу, что может привести к увеличению тяги к сахару (18, 19).
Резюме:
Фруктоза была связана с несколькими негативными последствиями для здоровья, включая ожирение, сахарный диабет 2 типа, резистентность к инсулину и жировую болезнь печени. Потребление фруктозы может также увеличить чувство голода и тяги к сахару.
Вы должны ограничить добавленный сахар
Нет необходимости избегать сахаров, которые, естественно, присутствуют в цельных продуктах, таких как фрукты, овощи и молочные продукты. Эти продукты также содержат питательные вещества, клетчатку и воду, которые противостоят любым их негативным последствиям.
Пагубные последствия для здоровья, связанные с потреблением сахара, связаны с высоким содержанием добавленного сахара в типичном рационе питания современного человека.
Всемирная организация здравоохранения рекомендует ограничить потребление добавленного сахара до 5-10% от ежедневного потребления калорий. Другими словами, если вы едите 2000 калорий в день, вам следует снизить потребление сахара до менее 25-50 граммов (20).
К примеру, один газированный подслащенный напиток объемом 355 мл содержит около 30 граммов добавленного сахара, что уже может превышать ваш дневной лимит (21).
Более того, сахара не только добавляются в продукты, которые очевидно сладкие, например, газированные напитки, мороженое и конфеты. Сахар добавляется также в продукты, в которых вы можете не ожидать его встретить, например, в приправы, соусы и замороженные продукты.
Покупая обработанные продукты, всегда внимательно читайте список ингредиентов, чтобы искать скрытые сахара. Имейте в виду, что сахар может иметь более 50 различных названий.
Самый эффективный способ уменьшить потребление сахара – это есть преимущественно цельные и необработанные продукты.
Резюме:
Потребление добавленных сахаров должно быть ограничено, но не стоит беспокоиться о тех, которые, естественным образом встречаются в продуктах питания. Рацион питания с высоким содержанием цельных продуктов и низким содержанием обработанных пищевых продуктов – лучший способ избежать потребления добавленных сахаров.
Подведем итог
- Глюкоза и фруктоза представляют собой простые сахара или моносахариды.
- Ваш организм может усваивать их легче, чем дисахарид сахарозу, которая должна быть сначала расщеплена.
- Фруктоза может иметь самые негативные последствия для здоровья, но эксперты соглашаются с тем, что вы должны ограничить потребление добавленного сахара независимо от его типа.
- Тем не менее нет необходимости ограничивать сахара, естественно присутствующие во фруктах и овощах.
- Чтобы обеспечить здоровый рацион питания, употребляйте цельные продукты, насколько это возможно, и ограничьте потребление добавленных сахаров 25-50 граммами или меньше в сутки.
Сертифицированный врач, специализирующийся на семейной медицине, гериатрии и интегративной медицине. Опыт клинической работы врачом от лечения заболеваний до семейной практики и неотложной помощи.
При написании статьи использовались следующие материалы:
Вы находитесь на этой странице:
