Подготовили: Каракулова Гульшат Бутенко Марина ТПП-223
* Содержание: * 1. Понятие углеводов * 2. Классификация углеводов * 3. Биологическая роль углеводов * 4. Метаболизм углеводов * 5. Ферменты пищеварения * 6. Фотосинтез * 7. Превращения углеводов в технологических процессах
* Углеводы по праву считаются основой существования растительных и животных организмов. По своему строению углеводы относятся к многоатомным спиртам, имеющим альдегидную или кетоновую группу.
* Согласно положениям биохимии углеводы подразделяются на 3 основные группы: * I. Полисахариды (сложные углеводы) * II. Олигосахариды * III. Моносахариды (простые углеводы).
* I. Полисахариды (сложные углеводы) * 1. Гетерополисахариды – состоящие из различных моносахаров. * 2. Гомополисахариды – состоящие из одинаковых моносахаров. Примером полисахаридов являются: крахмал, инулин, гликоген, пектины, клетчатка.
* II. Олигосахариды * Делятся по числу моносахаридов в молекуле на дисахариды, трисахариды, тетрасахариды. Примером дисахаридов служат сахароза, лактоза, мальтоза.
III. Моносахариды (простые углеводы). * 1. Рибоза * 2. Глюкоза * 3.Фруктоза
* Биологическая роль углеводов * 1. Энергетическая. Углеводы, например глюкоза, способны окисляться как в аэробных так и анаэробных условиях. Окисление углеводов обеспечивает организм 60% всей легко используемой энергии. * 2. Структурная. Примером являются гликозаминогликаны в составе протеогликанов, допустим, хондроитинсульфат, входящий в состав соединительной ткани. * 3. Защитная. Гиалуроновая кислота и другие гликозаминогликаны являются основным компонентом трущихся поверхностей суставов, входят в состав слизистых оболочек, находятся в сосудистой стенке.
* 4. Кофакторная. Например, гепарин входит в состав липопротеинлипазы плазмы крови и ферментов свёртывания крови. * 5. Гидроосмотическая. Гетерополисахариды обладают отрицательным зарядом и высокой гидрофильностью. Это позволяет им удерживать молекулы воды, ионы кальция, магния и натрия в межклеточном веществе, обеспечивая необходимую упругость тканей. * 6. Пластическая. В комплексе с белками углеводы образуют гормоны, ферменты, секреты слюнных и слизистых желёз.
* Углеводный обмен, или метаболизм углеводов в организмах животных и человека. Метаболизм углеводов в организме человека состоит из следующих процессов :метаболизм углеводов человека 1. Расщепление в пищеварительном тракте поступающих с пищей поли- и дисахаридов до моносахаридов, дальнейшее всасывание моносахаридов из кишечника в кровь.пищеварительном трактедисахаридовмоносахаридовкишечникакровь 2. Синтез и распад гликогена в тканях (гликогенез и гликогенолиз), прежде всего в печени.гликогенагликогенезгликогенолизпечени
3. Гликолиз 3. Гликолиз распад глюкозы. Первоначально под этим термином обозначали только анаэробное брожение, которое завершается образованием молочной кислоты (лактата) или этанола и углекислого газа. В настоящее время понятие «гликолиз» используется более широко для описания распада глюкозы глюкозы анаэробное брожение молочной кислоты этанола углекислого газа 4. Анаэробный путь прямого окисления глюкозы или, как его называют, пентозофосфатный путь (пентозный цикл). 5. Взаимопревращение гексоз.гексоз 6. Анаэробный метаболизм пирувата. Этот процесс выходит за рамки углеводного обмена, однако может рассматриваться как завершающая его стадия: окисление продукта гликолиза пирувата. 7. Глюконеогенез 7. Глюконеогенез образование углеводов из неуглеводных продуктов (пирувата, лактата, глицерина, аминокислот, липидов, белков и т. д.).углеводовпируваталактатаглицеринааминокислотлипидовбелков
* Ферменты тонкой кишки Ферменты, расщепляющие дисахариды до моносахаридов:сахараза расщепляет сахарозу до глюкозы и фруктозы;дисахаридымоносахаридовсахаразасахарозуглюкозыфруктозы мальтаза расщепляет мальтозу до глюкозы; мальтазамальтозуглюкозы изомальтоза расщепляет мальтозу и изомальтозу до глюкоз ы; изомальтозамальтозуизомальтозуглюкоз ы лактаза расщепляет лактозу до глюкозы и галактозы. лактазалактозуглюкозыгалактозы
* Ферменты поджелудочной железы * Поджелудочная железа является основной железой в системе пищеварения. Она секретирует ферменты в просвет двенадцатиперстной кишки. Поджелудочная железа двенадцатиперстной кишки Протеазы: Протеазы Трипсин является протеазой, аналогичной пепсину желудка. Трипсинпепсину Химотрипсин также протеаза, расщепляющая белки пищи. Химотрипсин Карбоксипептидаза Несколько различных эластоз, расщепляющих эластин и некоторые другие белки.эластозэластин Нуклеазы, расщепляющие нуклеиновые кислоты ДНК и РНК. Нуклеазынуклеиновые кислотыДНКРНК Стеапсин, расщепляющий жиры. Стеапсинжиры Амилазу, расщепляющую крахмал и гликоген, а также другие углеводы. Амилазугликогенуглеводы
* Фотосинтез происходит в хлоропластах клетки и представляет собой синтез углеводов в хлорофиллоносных клетках, идущий с потреблением энергии солнечного света. Различают световую и темповую фазы фотосинтеза. * Световая фаза при непосредственном потреблении квантов света обеспечивает процесс синтеза необходимой энергией в виде НАДН и АТФ. Темновая фаза без участия света, но путем многочисленного ряда химических реакций (цикл Кальвина) обеспечивает образование углеводов, главным образом глюкозы. Значение фотосинтеза в биосфере огромно.цикл Кальвина
* Превращения углеводов в технологических процессах (клейстеризация и гидролиз крахмала, карамелизация сахаров и меланоидинообразование)
* Углеводы при хранении пищевого сырья и его переработки в готовые продукты претерпевают разнообразные и сложные превращения. Они зависят от состава углеводного комплекса, условий процесса, наличие фермента, присутствие в перерабатываемых продуктах других компонентов, взаимодействующих с углеводами. Из этих превращений необходимо, в первую очередь, отметить кислотный и ферментативный гидролиз дисахаридов и полисахаридов, брожение моноз, меланоидинообразование и карамелизацию.
* Клейстеризация и гидролиз крахмала. В ходе технологической обработки под воздействием влаги и тесла крахмал и крахмалосодержащее сырьё способны адсорбировать воду, набухать, клейстеризоваться, подвергаться деструкции. Интенсивность этих процессов зависит от вида крахмала, режимов обработки и характера катализатора. Крахмальные зёрна при обычной температуре не растворяются в воде, при повышении температуры набухают, образуя вязкий коллоидный раствор. При его охлаждении образуется устойчивый гель крахмальный клейстер, этот процесс получил название клейстеризации крахмала.
* Меланоидинообразование. Это реакция, протекающая между редуцирующими сахарами и аминокислотами, пептидами и белками, приводящая к образованию окрашенных продуктов меланоидов. * Это окислительно-восстановительный процесс, который представляет собой совокупность последовательно и параллельно идущих реакций. Механизм его очень сложен, реакция сопровождается образованием большого числа промежуточных продуктов, которые на следующих этапах взаимодействуют между собой и с исходными веществами.
* Карамелизация сахаров. Нагревание моносахаридов и дисахаридов при температуре С и выше приводит к изменению их химического состава, улучшению цветности продуктов, увеличению содержания редуцирующих веществ. Глубина этих процессов, а следовательно и состав, образующихся веществ зависят от состава сахаров, их концентрации, степени и продолжительности теплового воздействия,pH среды, присутствия примесей.
* В пищевой промышленности особое значение имеет карамелизация сахарозы, глюкозы и фруктозы. Особенно чувствительна к нагреванию фруктоза, поэтому она карамелизуется в 6-7 раз быстрее, чем глюкоза. Сахароза при нагревании в ходе технологического процесса в слабокислой или нейтральной среде подвергается частичной инверсии с образованием глюкозы и фруктозы, которые претерпевают дальнейшее превращение. Например, от молекулы глюкозы может отщепиться одна или две молекулы воды (дегидратация), а образовавшиеся продукты соединяются друг с другом или с молекулой сахарозы, или могут отщепить три молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола, дальнейшие превращения которого сопровождаются разрушением углеродного скелета и образованием разнообразных продуктов деструкции (муравьиная, левулиновая кислоты).