Контрольные вопросы

1. Дайте определение ферментам.

2. На какие 6 классов делят все ферменты?

3. Охарактеризуйте функции ферментов.

4. Какова роль ферментов в пищеварении?

5. К чему приводит нарушение каталитической активности ферментов?

1.7. Углеводы: строение, биологические функции

Углеводы – полигидроксиальдегиды и полигидроксикетоны с общей формулой (СН₂О)_n, наиболее распространенный на земле класс органических соединений. Они составляют 85-90 % всей массы растительного организма.

Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза, в круговороте веществ в природе они играют роль своеобразного моста между органическими и неорганическими соединениями.

Классификация углеводов основана на их структуре и физико-химических свойствах. Структурную классификацию этих веществ можно представить в виде схемы, представленной на рис. 4.

УГЛЕВОДЫ

(сахариды)

МОНОСАХАРИДЫ монозы ( от 3 до 10 С-атомов)	ОЛИГОСАХАРИДЫ ( от 2 до 10 остатков моносахаридов)			ПОЛИСАХАРИДЫ ( свыше 10 остатков моносахаридов)
Производные моносахаридов			Гомополисахариды		Гетерополисахариды

Рис. 5. Схема классификации углеводов

Таким образом, условно углеводы делят на три подкласса: моносахариды, олигосахариды, полисахариды.

По физико-химическим свойствам углеводы делятся на нейтральные, содержащие только гидроксильные и карбонильные группы; основные, включающие кроме названных аминогруппу (аминосахара); кислотные, содержащие кроме гидроксильных и карбонильных групп карбоксильные группы.

Значение углеводов

Самый распространенный в природе углевод – глюкоза является первичным продуктом фотосинтеза из СО₂ и Н₂О. Она один из основных поставщиков энергии для живой клетки. Превращая глюкозу в полисахариды – крахмал и гликоген, организмы запасают ее впрок. Другие полисахариды, например клетчатка, являются конструкционным материалом клетки. Углеводы участвуют в большинстве биохимических процессов. Из них в живых организмах осуществляются многочисленные синтезы различных биологически активных веществ. Полисахариды ответственны за иммунитет организма.

Некоторые растения, в особенности сахарный тростник и сахарная свекла, накапливают относительно большие количества уникального дисахарида сахарозы, который выделяют в значительных количествах. Сахароза – наиболее дешевое, доступное, чистое органическое вещество, запасы которого, кстати, можно постоянно восполнять.

Моносахариды

Моносахариды, или простые сахара, - простейшие углеводы, они не подвергаются гидролизу, т.е. не расщепляются водой на более простые углеводы. Например, С₆Н₁₂О₆ – глюкоза, С₆Н₁₂О₆ – фруктоза, С₅Н₁₀О₅ – рибоза.

Моносахариды – альдозы и кетозы с общей формулой С_nН_2nО_n (n=4-9), в которых каждый атом С (кроме карбонильного) связан с группой ОН, и производные этих соединений, содержащие различные другие функциональные группы, а также атом Н вместо одного или нескольких гидроксилов.

Альдозы дают качественные реакции на альдегиды с реактивом Фелинга, легко окисляются, их относят к восстанавливающим (редуцирующим) сахарам. Кетозы менее реакционноспособны, более устойчивы к окислению.

Моносахариды (монозы) – неокрашенные вещества, хорошо растворимые в воде, низших спиртах, уксусной кислоте и пиридине.

Большинство моносахаридов получают в кристаллическом виде, некоторые – в виде сиропов.

Глюкоза. Моноза, относящаяся к группе альдогексоз, ее эмпирическая формула C₆H₁₂O₆ (рис. 6).

Рис. 6. Схема молекулы α-D-глюкозы

Тривиальное название – виноградный сахар, так как именно в винограде она содержится в значительных количествах в свободном виде, встречается также в других плодах и ягодах, входит в состав пчелиного мёда, в качестве составной части входит в молекулы дисахаридов (мальтоза, целлобиоза, сахароза, лактоза и др.) и полисахаридов (крахмал, клетчатка, гликоген). Это самый распространенный моносахарид. D-Глюкоза играет важную роль в метаболизме человеческого организма, ее содержание в крови постоянно и составляет 0,1 %. Она является одним из ключевых продуктов обмена веществ, обеспечивающим живые клетки энергией (в процессах дыхания, брожения, гликолиза), является исходным продуктом биосинтеза многих веществ. У человека постоянный уровень глюкозы в крови поддерживается путем синтеза и распада крахмалоподобного вещества гликогена.

Глюкоза применяется не только в качестве заменителя сахара, но и как улучшитель вкуса и товарного вида пищевых продуктов. В кондитерской промышленности глюкозу используют для изготовления мягких конфет, пралине, десертных сортов шоколада, вафель, тортов, диетических и других изделий. Так как глюкоза не маскирует аромата и вкуса, она широко используется при производстве фруктовых консервов, замороженных фруктов, мороженого, алкогольных и безалкогольных напитков. Применение глюкозы в хлебопечении улучшает условия брожения, способствует образованию красивой золотисто-коричневой корки, равномерной пористости и хорошего вкуса. Глюкозу целесообразно использовать для питания больных, раненых, выздоравливающих людей, работающих с большими перегрузками [10] .