În nutriție, carbohidrații pot fi găsiți sub mai multe denumiri. Prin urmare, este oportun să se unească numele de la început. Pentru a ex. publicitatea clientului a fost măturată cât mai mult posibil, oferind un produs bogat în carbohidrați. Totuși, să știți că oferă un produs bogat în zaharuri sau, cu alte cuvinte, în carbohidrați. Alte denumiri care acoperă zaharurile includ de ex. glucide, glucide, glucide și altele asemenea.
Zaharurile au un loc de neînlocuit în nutriție. Acestea servesc ca sursă principală de energie, ceea ce înseamnă că până la 60% din energia pe care o consumăm provine din zaharurile primite. Din acest motiv, o atenție suficientă este acordată zahărului în sport. Marele lor avantaj constă în versatilitatea utilizării în activități anaerobe, precum și în activități aerobe. Utilizarea lor poate fi găsită mai ales în activitățile de intensitate ridicată pe termen lung, dar și în performanțele date în sala de gimnastică. Deoarece utilizarea zaharurilor are avantajele și dezavantajele sale, este recomandabil să adunați suficiente informații despre acestea.
Conform celei mai simple clasificări, glucidele pot fi împărțite în simple și complexe. Carbohidrații simpli sunt numiți și monozaharide. Acestea constau dintr-o singură unitate de carbohidrați construită și se caracterizează prin gustul lor dulce în alimente. Ele pot fi ușor absorbite de organism, ceea ce înseamnă că ajung rapid în sânge după ingestie. În acest fel, pot furniza corpului o cantitate mare de energie într-un timp scurt. Pe de altă parte, aportul excesiv al acestora determină levigarea insulinei. Prezența sa scade nivelul zahărului din sânge și ulterior ajută la transformarea zahărului primit în depozite de grăsimi subcutanate. În viața reală, aceste evenimente se manifestă ca o creștere în greutate cu un consum excesiv de dulciuri coroborat cu lipsa de exercițiu.
Glucoza, adică zahărul din struguri, este considerat a fi reprezentantul de bază al monozaharidelor. Glucoza are o funcție specială în organism. Este singura formă de zahăr care curge în sânge și intră astfel în întregul corp sub această formă. Aici este folosit ca o sursă permanentă de energie gata sau este stocat sub formă de glicogen (zahăr muscular). Un alt reprezentant al zaharurilor simple este fructoza - zahărul din fructe. Spre deosebire de glucoză, nu stimulează producția de insulină. Acest zahăr nu este foarte potrivit în ceea ce privește sportul, pierderea în greutate și antrenamentul de linie. Blochează eliberarea de grăsimi pentru utilizarea energiei.
Pe lângă zaharurile simple, așa-numitul glucide complexe - polizaharide. Sunt de fapt lanțuri de monozaharide și înainte ca organismul să le poată absorbi, trebuie să se descompună în zaharuri simple. În timp ce monozaharidele înseamnă o cantitate bruscă de energie după ingestie, energia din zaharurile complexe este eliberată treptat. Glucidele complexe nu au un gust dulce și sursele lor sunt în principal produse de panificație, paste, cartofi, orez etc. Proporția lor în dietă ar trebui să fie semnificativ mai mare decât zaharurile simple. Atunci când alegeți, este adecvat să puneți accent pe produsele din cereale integrale și pe produsele care nu au pierdut încă nutrienții necesari prin tratament. Din punct de vedere al performanței sportive, nu este indicat să consumați zaharuri simple cu aproximativ 40 până la 60 de minute înainte de exercițiu. Leșierea insulinei va face ca rezervele de glucoză de urgență să scadă sub valorile lor inițiale.
Carbohidrații (zaharuri, carbohidrați) sunt compuși naturali importanți care constau din atomi de carbon, hidrogen și oxigen. Acestea se formează în plante autotrofe prin asimilarea fotosintetică a dioxidului de carbon și a apei (clivajul enzimatic al zaharurilor produce CO2 și H2O înapoi). Ecuația sumară a fotosintezei poate fi reprezentată după cum urmează:
6CO2 + 12H2O până la C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
La organismele vii, carbohidrații sunt principala sursă de energie pentru procesele metabolice. În plus, acestea constituie un element constitutiv al acizilor nucleici. Unii carbohidrați au o funcție structurală importantă, deoarece oferă suport pentru țesuturile plantelor (celuloză) și țesuturile unor animale (chitina). Funcția lor de depozitare este de asemenea importantă (amidon la plante, glicogen la ciuperci și animale).
Glucidele formează în organism substanțe de rezervă care pot fi metabolizate în alte substanțe (precursori ai lipidelor, proteine etc.) necesare în organism. Nu în ultimul rând, carbohidrații includ unii biocatalizatori (de exemplu, vitamina C).
Distribuția carbohidraților
Pe baza grupului funcțional pe care îl conțin, îi împărțim în:
• aldoze - conțin o grupă aldehidă (-CHO) în molecula lor,
• cetoze - conțin o grupă ceto (-C = O) în moleculă.
Pe baza numărului de atomi de carbon, carbohidrații pot fi împărțiți în:
• trioze - cu 3 atomi de carbon în moleculă (de ex. Gliceraldehidă sau dihidroxiacetonă - cele mai simple zaharuri),
• tetroză - cu 4 atomi de carbon,
• pentoze - cu 5 atomi de carbon (de exemplu, riboză),
• hexoze - cu 6 atomi de carbon (majoritatea carbohidraților menționați aici).
Pe baza numărului de unități monozaharidice, împărțim zaharurile în:
• monozaharide - sunt formate dintr-o singură moleculă de aldoză sau cetoză,
• polizaharide - sunt formate din min. 2 unități de monozaharidă, în funcție de numărul de unități pe care le cunoaștem atunci:
• dizaharide - sunt formate din 2 molecule de monozaharidă,
• oligozaharide - sunt max. 10 molecule de monozaharide,
O altă clasificare împarte glucidele în:
1. simplu - monozaharide,
2. carbohidrați compuși - carbohidrați.
Carbohidrații sunt apoi împărțiți în:
1. Halolicozide (inclusiv oligozaharide (2-10 carboni) și polizaharide) compuse exclusiv din unități monozaharidice și
2. Heteroglicozide (de ex. Glicolipide, nucleozide) care, pe lângă componenta zahărului (unități monozaharidice), au și componente non-zahăr în molecula lor.
Monozaharide
Monozaharidele sunt substanțe cristaline care sunt ușor solubile în apă, parțial solubile în solvenți organici. Din punct de vedere chimic, acestea sunt polihidroxialdehide (aldoze) sau polihidroxietone (cetoze). Au un gust mai mult sau mai puțin dulce.
Cele mai simple monozaharide sunt triozele (moleculele conțin 3 atomi de carbon): gliceraldehidă (aldotrioză) și dihidroxiacetonă (ketotrioză).
Toate monozaharidele, cu excepția dihidroxiacetonei, conțin unul sau mai mulți carboni asimetric - chirali în molecula lor (denumirea * C), ceea ce face ca aceste substanțe să fie active optic, adică rotesc planul luminii polarizate spre stânga (notat cu -) sau spre dreapta (notat cu +). Un amestec echimolar de antipode stângaci și dreptaci (1: 1) este optic inactiv și se numește racemat (amestec racemic).
Pe carbonul asimetric este atașat pe de o parte un atom de hidrogen H- (C), pe de altă parte o grupare hidroxil (C) -OH, unde pot exista 2 stereoizomeri: dacă grupa -OH este pe ultimul carbon chiral în dreapta, acest stereoizomer se numește rândul D (lat. dexter = dreapta), grupul -OH din stânga determină rândul L (lat. leavus = stânga).
AVERTIZARE. Glucidele sunt clasificate în două rânduri D sau L, indiferent dacă rotesc planul luminii polarizate spre stânga (-) sau spre dreapta (+).
D-glucoza (zahăr din struguri, dextroză, zahăr din sânge) aparține aldohexozelor. Este cea mai importantă și răspândită monozaharidă găsită în fructele și sângele mamiferelor. În celule, majoritatea celorlalți carbohidrați sunt transformați în acesta și sub această formă sunt transferați și în organismul vegetal și animal. În defalcarea metabolică, glucoza furnizează o cantitate considerabilă de energie. Glucoza face parte, de asemenea, din cei mai importanți carbohidrați complecși din care se obține prin hidroliză (de exemplu, amidon, glicogen).
Concentrația de glucoză din sângele uman este de 3,3 - 5,6,6-3 mol.l-1. Reglarea nivelului de glucoză din sânge este asigurată de hormonul insulină, care o scade, în timp ce glucagonul crește. Ambii hormoni sunt produsul celulelor insulelor din pancreas. La diabetici, nivelul glicemiei este mai mare (lipsa producției de insulină), iar unele sunt apoi excretate în urină. Reducerea la jumătate a concentrației de glucoză din sânge poate provoca disfuncții ale creierului și, cu reduceri și mai substanțiale (de exemplu, supradozaj de insulină), duce la comă, leziuni ireversibile și eventual deces.
D-galactoza (cerebroza) este, de asemenea, o aldohexoză. Este un epimer al glucozei, ceea ce înseamnă că diferă de molecula de glucoză prin poziția grupării OH pe un atom de carbon (în acest caz pe al patrulea carbon). Împreună cu glucoza, dizaharida formează lactoză, care formează un zahăr din lapte lactoză specială. Galactoza se găsește, de asemenea, într-o măsură crescută în creier și în țesutul nervos.
D-manoză este, de asemenea, una dintre aldohexoze. Este un epimer de glucoză pe al doilea carbon. Inițial, acest carbohidrat s-a găsit doar în plante (pâine de salcâm), ulterior a fost izolat și din plasma sanguină (cai, câini). Este în mare parte parte a macromoleculelor mai complexe.
Fructoza (zahărul din fructe) aparține aldoketozelor. D-fructoza este levorotatoare și, prin urmare, denumirea sa mai veche era levuloză. Este un zahăr vegetal, dar apare și în fluidele corporale ale animalelor din spermă și lichidul amniotic. Fructoza este metabolizată mai rapid în sânge, deci poate fi utilizată de diabetici.
Dizaharide
Dzaharidele sunt zaharuri ale căror molecule conțin 2 unități monozaharidice identice sau diferite legate printr-o legătură glicozidică. C-O-C. Implică reacția unui hidroxil hemiacetal cu o altă moleculă de monozaharidă, moleculele care reacționează se combină cu oxigenul și se eliberează o moleculă de apă. Legătura glicozidică se poate forma în două moduri, metoda de formare determinând proprietățile reducătoare ale dizaharidei:
- dacă se formează o legătură între grupurile hemiacetale -OH ale celor două monozaharide, dizaharida rezultată nu are hidroxid hemiacetal liber și nu are proprietăți reducătoare (tip trehaloză),
- dacă se formează o legătură între grupul hemiacetal -OH al unei monozaharide și grupul -OH (2,4,6) al celeilalte monozaharide, dizaharida are un hidroxid hemiacetal liber și are proprietăți reducătoare (tip maltoză).
Zaharoza
Zaharoza (zahăr din trestie, zahăr de sfeclă) este formată din α-D-glucopiranoză și β-D-fructofuranoză, care sunt legate printr-o legătură glicozidică α (1-2). Dizaharida nu are proprietăți de reducere. Zaharoza este de origine vegetală, se găsește în toate fructele și sucurile plantelor, în special în sfecla de zahăr și trestia de zahăr. Este extrem de important în hrana animalelor și a omului.
Maltoza (zahărul din malț) constă din două molecule de α-D-glucopiranoză, care sunt legate printr-o legătură glicozidică α (1-4). Dizaharida are proprietăți reducătoare. Maltoza este de origine vegetală, dar la animale și oameni este cauzată și de descompunerea amidonului și glicogenului de către amilaze (enzime care descompun carbohidrații complecși).
Lactoza (zahărul din lapte) constă din β-D-galactopiranoză și β-D-glucopiranoză, care sunt legate printr-o legătură glicozidică β (1-4). Dizaharida are proprietăți reducătoare. Lactoza este un zahăr specific de origine animală care este sintetizat în celulele glandelor mamare mamifere și este esențial în nutriția persoanelor tinere. În funcție de speciile de animale, concentrația de lactoză din lapte este de 0-7%. Lactoza a fost găsită și în multe ciuperci comestibile, dar nu este clar ce este important în ele.
Zaharoza (zahăr din trestie, zahăr de sfeclă) este formată din α-D-glucopiranoză și β-D-fructofuranoză, care sunt legate printr-o legătură glicozidică α (1-2). Dizaharida nu are proprietăți de reducere. Zaharoza este de origine vegetală, se găsește în toate fructele și sucurile plantelor, în special în sfecla de zahăr și trestia de zahăr. Este extrem de important în hrana animalelor și a omului.
Polizaharide
Majoritatea glucidelor găsite în natură apar sub formă de polizaharide. Polizaharidele constau din mai mult de 10 unități monozaharide, care sunt similare cu dizaharidele legate glicozidic. Acestea sunt clivate prin hidroliza enzimatică acidă la monozaharide. Spre deosebire de mono- și dizaharidele simple, polizaharidele sunt foarte puțin solubile în apă și nu au un gust dulce.
Amidonul (amilul) face parte din plante și formează substanțele lor de depozitare. Se găsește în tuberculi și fructe de plante. Amidonul este alcătuit din două componente: 1. amiloză, care reprezintă 20% din amidon, este solubilă în apă fierbinte și 2. amilopectina, care reprezintă 80% din amidon, nu este solubilă nici în apă fierbinte. Blocul de bază al ambelor componente este α-D-glucopiranoză. Amiloza este formată din molecule de glucoză legate printr-o legătură glicozidică α (1-4). Amilopectina are o structură ramificată în care moleculele sunt legate nu numai de legătura glicozidică α (1-4), ci și de α (1,6), care se repetă la fiecare 20-24 de unități de glucoză. Scindarea hidrolitică (amilaze) a amidonului produce 4-12 molecule de glucoză - dextrine, care sunt scindate în maltoză (2 molecule de glucoză), care este scindată de glucoză de enzima maltază.
Glicogenul (amidonul animal) este o polizaharidă de depozitare foarte importantă a organismelor animale. Din punct de vedere chimic, este un polimer al α-D-glucopiranozelor legate prin legături glicozidice α (1-4), molecula glicogenului fiind ramificată (după fiecare 3 unități de glucoză) prin legături glicozidice α (1-6), asemănătoare amilopectinei din amidon vegetal.
În formă pură, glicogenul este o pulbere albă care este ușor solubilă în apă (cu excepția polizaharidelor). Animalele îl sintetizează în ficat din unități de glucoză într-o structură spațială caracteristică. Pe lângă ficat, este stocat și în mușchiul scheletic și, dacă este necesar, este descompus de enzime adecvate pentru a forma molecule de glucoză.
Celuloză
Celuloza (pulpa) este un material de construcție al țesuturilor vegetale. Este compus la fel ca amidonul glucopiranoză, dar are un tip diferit de legătură glicozidică. Moleculele Β-D-glucopiranoză sunt legate de macromoleculă printr-o legătură β-glicozidă (1-4).
Celuloza este complet insolubilă în apă. Pentru majoritatea animalelor ca sursă de nutrienți este aproape nesemnificativă, doar unele specii de animale (rumegătoare, insecte parazite pe plante, termite) pot descompune și utiliza (folosind organisme simbiotice, enzime celulozice). Omul folosește celuloza pentru a face hârtie (până la 50% din celuloză se găsește în lemn). Trinitratul de celuloză, obținut prin nitrarea sa, stă la baza producerii prafului de pușcă.
Chitina este o polizaharidă de susținere în corpul multor nevertebrate. Se găsește și în unele ciuperci. Molecula și structura sa sunt foarte asemănătoare cu celuloza, deoarece chitina conține reziduuri de N-acetil-glucozamină legate între ele prin legături glicozidice β (1-4). Această substanță diferă de celuloză prin aceea că fiecare grupă hidroxil din cel de-al doilea carbon al glucozei este înlocuită cu o grupă acetamidă.
Chitina nu se dizolvă în alcool, acizi slabi sau baze. Enzimele digestive ale animalelor nu o pot descompune. Unele tehnologii alimentare (procesarea crabului de mare) produc o cantitate mare de chitină reziduală, care poate fi utilizată ca substrat pentru tratarea apelor uzate, în tratarea arsurilor și a vindecării rănilor.
(36% HCI, resorcinol) - culoare maro. Fracțiuni diferite de hidroliză a amidonului pot fi dovedite prin reacții de culoare cu reactivul Lugol (soluție KI + I) (violet închis - albastru - roșu - portocaliu - galben).