Моносахариды – это простейший вид углеводов, являются простой формой сахара, состоят из одного элемента. Твердые по своей структуре, вещества не поддаются гидролизу, быстро растворяются в H₂O, значительно хуже – в спиртах.
Общая характеристика моносахаридов
Простые углеводы из-за особенности их состава не разделяются на другие вещества и составляющие, но они способны объединяться между собой и образовывать сложные соединения. Когда два моносахарида соединяются между собой, появляются дисахариды, при слиянии 3-10 элементов – олигосахариды, а от 11 и больше – полисахариды. Первый раз глюкоза была обнаружена в начале XIX века русским ученым Константином Сигизмундом в результате гидролиза из крахмала. Спустя 3 десятилетия учёный К. Шмидт дал углеводам официальное название.
Обычно моносахариды в природе можно найти в виде глюкозы – составляющей части полисахаридов. В рационе людей они появляются в виде глюкозы, фруктозы и галактозы. Общая формула моносахаридов – С₆H₁₂O₆. Моносахариды часто называют структурными изомерами. Такое название они получили из-за разного количества и размещения атомов H в составе каждого из них.
Классификация моносахаридов
Существуют разные типы классификации простых углеводов. Моносахариды отличаются между собой по форме, она бывает открытой или циклической. К первой категории относятся альдозы и кетозы – в их молекулах находятся гидроксильные и карбонильная группы. Простые углеводы второй категории могут образовывать циклы, они отличаются своей устойчивостью, в природе их можно встретить гораздо чаще. Также моносахариды разделяются на несколько категорий в зависимости от длины углеродной цепи.
Изомеры моносахаридов
Благодаря наличию симметричных атомов H в составе моносахаридов образовалось два стереоизомера – D и L, которые абсолютно идентичны, но в обратном направлении. Чаще можно встретить в природе изомер D-формы. А L-форма – это по большей части синтетические вещества. Но каждая из форм имеет особые индивидуальные свойства.
Биохимические свойства моносахаридов
Каждая группа простых углеводов имеет свои характеристики и свойства, поэтому они могут принимать участие в окислительных и восстановительных реакциях.
В первом случае как результат образуются различные кислоты, в том числе:
- альдоновые кислоты;
- альдаровые кислоты;
- альдуроновая кислота.
При восстановительных реакциях моносахара с ферментами, а также другими элементами образуются полиспирты.
Основные функции
Основная функция моносахаридов – это предоставление энергии для организма человека. В принципе, такое предназначение у любых углеводов, однако количественная составляющая будет отличаться. Моносахариды в 1 г доставляют в организм 4 ккал. Чтобы человеческий мозг мог работать в стандартном режиме, ему необходимо в сутки не менее 150-200 г сладости. Но всегда важно помнить, что моносахариды не являются обязательным источником энергии, но их функции играют огромную роль для организма:
- глюкоза – это главный источник энергии для организма;
- фруктоза принимает участие в обменных реакциях в организме;
- галактоза содержится в эритроцитах у людей с III группой крови;
- рибоза – неотъемлемый компонент дезоксирибонуклеиновой кислоты в хромосомах.
Моносахариды и сахар в крови
Усваиваются моносахариды в организме не сразу, а только после поступления в тонкую кишку. Всасывание происходит без дополнительных реакций разложения или ферментации. Среди всех существующих углеводных разновидностей более охотно человеческий организм принимает глюкозу и галактозу, обеспечивая им очень быстрое и легкое усвоение. С фруктозой обстоятельства немного меняются, дела обстоят сложнее.
В этом случае потребуются затраты энергии, гораздо больше времени. Но в результате вещество полностью не усваивается. Высокий и низкий гликемический индекс каждого продукта и вещества тоже сразу же отражается на скорости передачи моносахаров по клеткам. Глюкозе и галактозе он помогает практически моментально попадать в кровь и способствовать резкому скачку уровня сахара, так как является высоким. Для фруктозы все наоборот: он низкий, поэтому действует более мягко, постепенно и медленно.
Моносахарид как питательное вещество
Простейший углевод может быть использован как источник питания и в естественной, и в искусственной форме. При этом моносахарид выступает главным источником питания для мозга, обеспечивает правильную работу его клеток. В натуральной форме в природе к моносахаридам относятся: глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза, рибоза, дезоксирибоза. Каждое соединение имеет 6 атомов углерода.
Искусственные моносахариды делятся на несколько групп:
- гексозы (6 атомов);
- пентозы (5 атомов);
- тетрозы (4 атома).
Моносахариды можно найти в таких продуктах питания, как фруктовые плоды, соки, мед, сиропы, вина. Исключительно глюкоза содержится в молочной продукции, шоколадных плитках, ликерах и безалкогольных напитках.
Характеристика пищевых моносахаридов
Глюкоза
В переводе с греческого глюкоза обозначает «сладкий» или «виноградный сахар» в химии. Найти ее можно в фруктовых салатах, виноградном соке. Она содержится в крови. Формула глюкозы – С₆H₁₂O₆ – это быстрорастворимые в воде сладкие белые кристаллы.
Глюкоза является частью дисахаридов и полисахаридов, считается одним из основных среди существующих в природе простых углеводов. Формируется благодаря фотосинтезу или же добывается из полисахаридов (крахмала, целлюлозы) методом ферментирования и гидролиза. В результате разложения глюкозы на ферменты появляется диоксид углерода и этиловый спирт. Такой способностью обладают все углеводы, она позволяет обеспечивать транспортировку сахара в крови до всех клеток в организме. Для человека глюкоза – это один из основных источников энергии, который обеспечивает нормальную работу мышц.
Фруктоза
Фруктозу принято по-другому называть «плодовым сахаром» или «фруктовым сахаром». Такое название она получила из-за того, что находится в основном в ягодах и фруктах. У химиков для фруктозы есть свое название – левулоза. Фруктоза – это один из составляющих элементов лактулозы и сахарозы.
Обратите внимание: По сравнению с глюкозой плодовый сахар – это более сладкое вещество, которое можно обнаружить также и в составе меда. Еще фруктовый сахар – это единственный вид углеводов, который входит в состав человеческой и бычьей спермы.
От глюкозы фруктоза отличается отсутствием стойкости к щелочной и кислой среде. Фруктоза – это основной компонент, используемый в производстве мороженого, так как он способен предотвратить песчанистость. Когда сахар в большом количестве попадает в человеческий организм, он способен вызывать всевозможные расстройства при работе органов пищеварения, способствует увеличению содержания липидов в крови, что является предпосылкой для развития болезней из области кардиологии.
Галактоза
В чистом виде галактозу встретить в природе не удастся. Она образуется в результате гидролиза из лактозы, входящей в состав молока. По сравнению с двумя другими моносахаридами галактоза является наименее сладкой. Она не так быстро растворяется в воде, но имеет существенные отличия и преимущества. Галактоза способствует формированию гликолипидов и гликопротеинов, входящих в основу многих тканей организма. Галактоза может быть двух форм: циклической и ациклической. Найти ее можно в тканях растений, она выступает в качестве элемента определенных полисахаридов, в том числе и бактериальных. Поэтому галактоза очень часто принимает участие в процессах брожения и превращения в лактозные дрожжи. В человеческом организме галактозу можно найти как составляющую часть лактозы или молочного сахара, а также нескольких других веществ. При химической реакции очень легко видоизменяется в глюкозу и способствует упрощению усвоения углерода. В отдельных случаях вещество может остановиться частью галактуроновой и аскорбиновой кислот. В организме женщин галактоза образуется из глюкозы, чтобы в дальнейшем превратиться в лактозу, которая содержится в молочных железах. В пищевых продуктах галактозу можно найти в помидорах, молоке, а также других овощных и фруктовых плодах. Также ее активно используют в качестве основного активного компонента энергетических напитков.
Индивидуальные свойства галактозы:
- способствует стремительному снижению и стабилизации веса;
- является веществом для профилактики сахарного диабета у взрослых людей;
- выступает источником энергии для людей с активным образом жизни и большими физическими нагрузками, в том числе спортсменов.
До конца все свойства галактозы до сих пор не изучены, но ученые уже обнаружили ее уникальные возможности, поэтому считают ее «сахаром новой эпохи».
Необходимость моносахаридов
Самая большая необходимость в получении моносахаридов возникает у людей с большими физическими и умственными нагрузками, активно занимающихся спортом.
Также эти вещества крайне важны для таких категорий людей, как:
- дети в стадии интенсивного роста, взросления;
- люди с психическими заболеваниями и нарушениями, депрессиями;
- люди с заболеваниями органов пищеварения;
- люди, страдающие от недостатка веса;
- люди в период интоксикации;
- люди с дефицитом кальция и витамина С. В организме моносахара в этом случае повысят интенсивность усвоения этих полезных компонентов.
Установить четкую норму потребления моносахаридов и тщательно просчитывать калории необходимо людям:
- с избыточным весом, а также ожирением на всех его стадиях;
- пожилым личностям;
- гипертоникам;
- людям с пассивным малоподвижным образом жизни.
Основные признаки нехватки моносахаридов в организме:
- снижение уровня сахара в крови – определяется при помощи специального аппарата;
- резкое снижение веса;
- ухудшение психического здоровья – проявление депрессии, апатии, унылого состояния;
- постоянно присутствующее чувство голода.
И наоборот, признаками того, что крайне необходимо уменьшить количество поступающих моносахаров в организм, являются дистрофия печени, появление гипертонии, изменение кислотно-щелочного баланса. Людям с врожденной или приобретенной непереносимостью молочной продукции также стоит ограничить потребление сахаров. Моносахариды и полисахариды – это важнейшие компоненты, являющиеся частью ежедневного рациона человека. Они крайне необходимы для восстановления жизненных сил, получения энергии, повышения настроения и правильной работы мозга. Поэтому каждому человеку необходимо заботиться о наличии «сладких» веществ в ежедневном рационе в оптимальной для него дозировке.
Источник: diets.guru anatomia
Видео
