Što su ugljikohidrati ili saharidi u biologiji. Kratak opis svojstava i ekološke i biološke uloge celuloze (vlakna). Nekoliko riječi o glikemijskom indeksu

Dom

Ugljikohidrati Ugljikohidrati su dio ćelija i tkiva svih biljnih i životinjskih organizama i po težini čine najveći dio organske tvari na Zemlji. Ugljikohidrati čine oko 80% suhe tvari u biljkama i oko 20% u životinjama. Biljke sintetiziraju ugljikohidrate iz neorganskih jedinjenja - ugljični dioksid

i voda (CO 2 i H 2 O).

Ugljikohidrati se dijele u dvije grupe: monosaharidi (monoze) i polisaharidi (polioze).

Monosaharidi Za detaljno proučavanje materijala vezanog za klasifikaciju ugljikohidrata, izomerizam, nomenklaturu, strukturu itd. potrebno je pogledati animirane filmove "Ugljikohidrati. Genetski D Za detaljno proučavanje materijala vezanog za klasifikaciju ugljikohidrata, izomerizam, nomenklaturu, strukturu itd. potrebno je pogledati animirane filmove "Ugljikohidrati. Genetski - serija šećera" i "Konstrukcija Haworthovih formula za- galaktoza" (ovaj video je dostupan samo na CD-ROM ). Tekstovi koji prate ove filmove su u potpunosti

premješteno u ovaj pododjeljak i slijedite u nastavku.

Ugljikohidrati. Genetska D-serija šećera"Ugljeni hidrati su široko rasprostranjeni u prirodi i obavljaju različite važne funkcije u živim organizmima. Opskrbljuju energiju za biološke procese, a ujedno su i polazni materijal za sintezu drugih srednjih ili konačnih metabolita u tijelu. Ugljikohidrati imaju opću formulu Cn(H2O)m

, odakle dolazi naziv ovih prirodnih spojeva.

Ugljikohidrati se dijele na jednostavne šećere ili monosaharide i polimere ovih jednostavnih šećera ili polisaharida. Među polisaharidima treba izdvojiti grupu oligosaharida koja sadrži od 2 do 10 monosaharidnih ostataka po molekulu. To uključuje, posebno, disaharide.

(Monosaharidi su heterofunkcionalna jedinjenja. Njihovi molekuli istovremeno sadrže i karbonil (aldehid ili keton) i nekoliko hidroksilnih grupa, tj. monosaharidi su polihidroksikarbonilna jedinjenja - polihidroksialdehidi i polihidroksiketoni. Ovisno o tome, monosaharidi se dijele na aldoze (monosaharid sadrži aldehidnu grupu) i ketoze (sadrži keto grupu). Na primjer, glukoza je aldoza, a fruktoza je ketoza.glukoza (aldoza))

Ovisno o broju atoma ugljika u molekuli, monosaharid se naziva tetroza, pentoza, heksoza itd. Ako kombiniramo posljednje dvije vrste klasifikacije, onda je glukoza aldoheksoza, a fruktoza ketoheksoza. Većina monosaharida koji se javljaju u prirodi su pentoze i heksoze.

Monosaharidi su prikazani u obliku Fischerovih projekcijskih formula, tj. u obliku projekcije tetraedarskog modela atoma ugljika na ravan crteža. Ugljični lanac u njima ispisan je okomito. U aldozama, aldehidna grupa je smještena na vrhu, u ketozama, primarna alkoholna grupa je smještena uz karbonilnu grupu. Atom vodika i hidroksilna grupa na asimetričnom atomu ugljika postavljeni su na horizontalnu liniju. Asimetrični atom ugljika nalazi se u rezultirajućem križanju dvije prave linije i nije označen simbolom. Numeracija ugljičnog lanca počinje grupama koje se nalaze na vrhu. (Definirajmo asimetrični atom ugljika: to je atom ugljika vezan za četiri različita atoma ili grupe.)

Uspostavljanje apsolutne konfiguracije, tj. pravi prostorni raspored supstituenata na asimetričnom atomu ugljika je vrlo radno intenzivan zadatak, a do nekog vremena bio je čak i nemoguć zadatak. Moguće je okarakterisati veze upoređujući njihove konfiguracije sa onima referentnih veza, tj. odrediti relativne konfiguracije.

Relativna konfiguracija monosaharida određena je konfiguracijskim standardom - gliceraldehidom, kojem su krajem prošlog stoljeća proizvoljno dodijeljene određene konfiguracije, označene kao D- i L - gliceraldehidi. Konfiguracija asimetričnog atoma ugljika monosaharida koji je najudaljeniji od karbonilne grupe uspoređuje se s konfiguracijom njihovih asimetričnih atoma ugljika. U pentozama, ovaj atom je četvrti atom ugljika ( C 4 ), u heksozama – peti ( C 5 ), tj. pretposljednji u lancu atoma ugljika. Ako se konfiguracija ovih atoma ugljika poklapa sa konfiguracijom Za detaljno proučavanje materijala vezanog za klasifikaciju ugljikohidrata, izomerizam, nomenklaturu, strukturu itd. potrebno je pogledati animirane filmove "Ugljikohidrati. Genetski - gliceraldehid monosaharid je klasifikovan kao Za detaljno proučavanje materijala vezanog za klasifikaciju ugljikohidrata, izomerizam, nomenklaturu, strukturu itd. potrebno je pogledati animirane filmove "Ugljikohidrati. Genetski - veslaj. I obrnuto, ako odgovara konfiguraciji L - gliceraldehid se smatra monosaharidom L - red. Simbol D znači da se hidroksilna grupa na odgovarajućem asimetričnom atomu ugljika u Fischerovoj projekciji nalazi desno od okomite linije, a simbol L - da se hidroksilna grupa nalazi na lijevoj strani.

Genetska D-serija šećera

Osnivač aldoza je gliceraldehid. Razmotrite genetski odnos šećera D - red sa D - gliceraldehid.

U organskoj hemiji postoji metoda povećanja ugljičnog lanca monosaharida uzastopnim uvođenjem grupe

između karbonilne grupe i susjednog atoma ugljika. Uvođenje ove grupe u molekulu Za detaljno proučavanje materijala vezanog za klasifikaciju ugljikohidrata, izomerizam, nomenklaturu, strukturu itd. potrebno je pogledati animirane filmove "Ugljikohidrati. Genetski - gliceraldehid dovodi do dvije dijastereomerne tetroze – D - eritroza i D - troje. To se objašnjava činjenicom da novi atom ugljika uveden u lanac monosaharida postaje asimetričan. Iz istog razloga, svaka rezultirajuća tetroza, a zatim pentoza, kada se u njihov molekul unese još jedan atom ugljika, također daje dva dijastereomerna šećera. Diastereomeri su stereoizomeri koji se razlikuju po konfiguraciji jednog ili više asimetričnih atoma ugljika.

Tako se dobija D - serija šećera iz D - gliceraldehid. Kao što se može vidjeti, svi članovi date serije se dobijaju iz Za detaljno proučavanje materijala vezanog za klasifikaciju ugljikohidrata, izomerizam, nomenklaturu, strukturu itd. potrebno je pogledati animirane filmove "Ugljikohidrati. Genetski - gliceraldehid, zadržao je svoj asimetrični atom ugljika. Ovo je posljednji asimetrični atom ugljika u lancu ugljikovih atoma predstavljenih monosaharida.

Svaka aldoza D - serija odgovara stereoizomeru L - niz čiji se molekuli međusobno odnose kao objekt i nekompatibilna zrcalna slika. Takvi stereoizomeri se nazivaju enantiomeri.

U zaključku treba napomenuti da data serija aldoheksoza nije ograničena na četiri prikazane. Na gore prikazan način D - riboza i D - ksiloze mogu proizvesti još dva para dijastereomernih šećera. Međutim, zaustavili smo se samo na aldoheksozama, koje su najraširenije u prirodi."

Konstrukcija Haworthovih formula za D-galaktozu

„Istovremeno sa uvodom u organska hemija ideje o strukturi glukoze i drugih monosaharida kao polihidroksialdehida ili polihidroksiketona, opisanih formulama otvorenog lanca, počele su se gomilati činjenice u hemiji ugljikohidrata koje je bilo teško objasniti sa stanovišta takvih struktura. Pokazalo se da glukoza i drugi monosaharidi postoje u obliku cikličkih hemiacetala, nastalih kao rezultat intramolekularne reakcije odgovarajućih funkcionalnih grupa.

Konvencionalni hemiacetali nastaju interakcijom molekula dvaju spojeva - aldehida i alkohola. Tokom reakcije, dvostruka veza karbonilne grupe je prekinuta, a na mjestu prekida se dodaju hidroksilni atom vodonika i alkoholni ostatak. Ciklični hemiacetali nastaju zbog interakcije sličnih funkcionalnih grupa koje pripadaju molekuli jednog spoja - monosaharida. Reakcija se odvija u istom smjeru: dvostruka veza karbonilne grupe se prekida, karbonilnom kisiku se dodaje hidroksilni atom vodika i nastaje ciklus zbog vezivanja atoma ugljika karbonilne i kisika hidroksilne grupe. .

Najstabilniji hemiacetali nastaju zbog hidroksilnih grupa na četvrtom i petom atomu ugljika. Rezultirajući petočlani i šestočlani prstenovi nazivaju se furanozni i piranozni oblici monosaharida, respektivno. Ova imena potiču od imena peto- i šesteročlanih heterocikličkih spojeva sa atomom kiseonika u prstenu - furan i piran.

Monosaharidi koji imaju ciklički oblik mogu se prikladno predstaviti Haworthovim perspektivnim formulama. Oni su idealizovani ravni peto- i šestočlani prstenovi sa atomom kiseonika u prstenu, što omogućava da se vidi relativni položaj svih supstituenata u odnosu na ravan prstena.

Razmotrimo konstrukciju Haworthovih formula koristeći primjer D - galaktoza.

Da biste konstruirali Haworthove formule, prvo morate numerirati atome ugljika monosaharida u Fischerovoj projekciji i okrenuti je udesno tako da lanac atoma ugljika zauzme horizontalni položaj. Tada će atomi i grupe koji se nalaze lijevo u formuli projekcije biti na vrhu, a oni koji se nalaze na desnoj strani ispod vodoravne linije, a nakon daljnjeg prelaska na cikličke formule, iznad i ispod ravnine ciklusa . U stvarnosti, ugljični lanac monosaharida se ne nalazi u pravoj liniji, već poprima zakrivljeni oblik u prostoru. Kao što se može vidjeti, hidroksil na petom atomu ugljika značajno je uklonjen iz aldehidne grupe, tj. zauzima položaj nepovoljan za zatvaranje prstena. Da bi se funkcionalne grupe približile jedna drugoj, dio molekule se rotira oko valentne ose koja povezuje četvrti i peti atom ugljika u smjeru suprotnom od kazaljke na satu za jedan valentni kut. Kao rezultat ove rotacije, hidroksil petog atoma ugljika približava se aldehidnoj grupi, dok druga dva supstituenta također mijenjaju svoj položaj - posebno, grupa CH 2 OH nalazi se iznad lanca atoma ugljika. U isto vrijeme, aldehidna grupa zbog rotacije okolo s - veza između prvog i drugog atoma ugljika približava se hidroksilu. Funkcionalne grupe koje se približavaju međusobno djeluju u skladu s gornjom shemom, što dovodi do formiranja hemiacetala sa šesteročlanim piranoznim prstenom.

Hidroksilna grupa nastala reakcijom naziva se glikozidna grupa. Formiranje cikličkog hemiacetala rezultira pojavom novog asimetričnog atoma ugljika, nazvanog anomernim. Kao rezultat, nastaju dva dijastereomera - a - i b - anomeri koji se razlikuju po konfiguraciji samo prvog atoma ugljika.

Različite konfiguracije anomernog atoma ugljika nastaju zbog činjenice da aldehidna grupa, koja ima planarnu konfiguraciju, zbog rotacije oko s - veze između traka Prvi i drugi atom ugljika obraćaju se napadačkom reagensu (hidroksilnoj grupi) i na jednoj i na suprotnoj strani ravnine. Hidroksilna grupa tada napada karbonilnu grupu sa obe strane dvostruke veze, što dovodi do hemiacetala sa različitim konfiguracijama prvog atoma ugljika. Drugim riječima, glavni razlog za istovremeno formiranje a - i b -anomera je zbog nestereoselektivnosti reakcije o kojoj se raspravlja.

At a - anomer, konfiguracija anomernog centra je ista kao i konfiguracija posljednjeg asimetričnog atoma ugljika, što određuje pripadnost D - i L - red, i b - anomer je suprotan. Kod aldopentoza i aldoheksoza Za detaljno proučavanje materijala vezanog za klasifikaciju ugljikohidrata, izomerizam, nomenklaturu, strukturu itd. potrebno je pogledati animirane filmove "Ugljikohidrati. Genetski - serija u Haworthovim formulama glikozidna hidroksilna grupa a - anomer se nalazi ispod ravni i na b - anomeri – iznad ravni ciklusa.

Prema sličnim pravilima, provodi se prijelaz na furanozne oblike Hawortha. Jedina razlika je u tome što u reakciji sudjeluje hidroksil četvrtog atoma ugljika, a za zbližavanje funkcionalnih grupa potrebno je dio molekule rotirati oko sebe. s - veze između trećeg i četvrtog atoma ugljika i to u smjeru kazaljke na satu, zbog čega će se peti i šesti atom ugljika nalaziti ispod ravnine prstena.

Nazivi cikličkih oblika monosaharida uključuju indikacije konfiguracije anomernog centra ( a - ili b -), na naziv monosaharida i njegove serije ( D - ili L -) i veličinu ciklusa (furanoza ili piranoza). Na primjer, a, D - galaktopiranoza ili b,D - galaktofuranoza."

Potvrda

Glukoza se u prirodi uglavnom nalazi u slobodnom obliku. Također je strukturna jedinica mnogih polisaharida. Ostali monosaharidi su rijetki u slobodnom stanju i uglavnom su poznati kao komponente oligo- i polisaharida. U prirodi se glukoza dobiva kao rezultat reakcije fotosinteze:

6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (glukoza) + 6O 2

Glukozu je prvi put dobio 1811. godine ruski hemičar G.E.Kirhof iz hidrolize škroba. Kasnije je A.M. Butlerov predložio sintezu monosaharida iz formaldehida u alkalnoj sredini.

U industriji se glukoza dobija hidrolizom škroba u prisustvu sumporne kiseline.

(C 6 H 10 O 5) n (škrob) + nH 2 O –– H 2 SO 4,t ° ® nC 6 H 12 O 6 (glukoza)

Fizička svojstva

Monosaharidi su čvrste supstance koje su lako rastvorljive u vodi, slabo rastvorljive u alkoholu i potpuno nerastvorljive u eteru. Vodeni rastvori imaju neutralnu reakciju na lakmus. Većina monosaharida ima sladak ukus, ali manje od šećera u repi.

Hemijska svojstva

Monosaharidi pokazuju svojstva alkohola i karbonilnih jedinjenja.

I. Reakcije na karbonilnoj grupi

1. Oksidacija.

a) Kao i kod svih aldehida, oksidacija monosaharida dovodi do odgovarajućih kiselina. Dakle, kada se glukoza oksidira otopinom amonijaka hidrata oksida srebra, nastaje glukonska kiselina (reakcija "srebrnog ogledala").

b) Reakcija monosaharida sa bakrenim hidroksidom pri zagrevanju dovodi i do aldonske kiseline.

c) Jači oksidanti oksidiraju ne samo aldehidnu grupu, već i primarnu alkoholnu grupu u karboksilnu grupu, što dovodi do dvobaznih šećernih (aldarnih) kiselina. Obično se za takvu oksidaciju koristi koncentrirana dušična kiselina.

2. Oporavak.

Smanjenje šećera dovodi do polihidričnih alkohola. Kao redukciono sredstvo se koristi vodonik u prisustvu nikla, litijum aluminijum hidrid itd.

3. Uprkos sličnosti hemijskih svojstava monosaharida i aldehida, glukoza ne reaguje sa natrijum hidrosulfitom ( NaHSO3).

II. Reakcije na bazi hidroksilnih grupa

Reakcije na hidroksilnim grupama monosaharida odvijaju se po pravilu u hemiacetalnom (cikličkom) obliku.

1. Alkilacija (formiranje etera).

Kada je u akciji metil alkohol u prisustvu plinovitog hlorovodonika, glikozidni hidroksilni atom vodonika je zamijenjen metil grupom.

Kod upotrebe jačih alkilirajućih sredstava, kao npr Na primjer , metil jodid ili dimetil sulfat, takva transformacija utiče na sve hidroksilne grupe monosaharida.

2. Acilacija (formiranje estera).

Kada anhidrid octene kiseline djeluje na glukozu, nastaje ester - pentaacetilglukoza.

3. Kao i svi polihidrični alkoholi, glukoza sa bakrovim hidroksidom ( II ) daje intenzivnu plavu boju (kvalitativna reakcija).

III. Specifične reakcije

Pored navedenog, glukozu karakterišu i neka specifična svojstva – procesi fermentacije. Fermentacija je razgradnja molekula šećera pod uticajem enzima. Šećeri s brojem atoma ugljika koji je višestruki od tri prolaze fermentaciju. Postoji mnogo vrsta fermentacije, među kojima su najpoznatije sljedeće:

a) alkoholna fermentacija

C 6 H 12 O 6 ® 2CH 3 –CH 2 OH (etil alkohol) + 2CO 2

b) fermentacija mliječne kiseline

c) fermentacija maslačne kiseline

C6H12O6® CH 3 –CH 2 –CH 2 –COOH(maslačna kiselina) + 2 H 2 + 2CO 2

Navedene vrste fermentacije uzrokovane mikroorganizmima imaju širok praktični značaj. Na primjer, alkohol - za proizvodnju etilnog alkohola, u vinarstvu, pivarstvu itd., i mliječna kiselina - za proizvodnju mliječne kiseline i fermentiranih mliječnih proizvoda.

Disaharidi

Disaharidi (bioze) hidrolizom formiraju dva identična ili različita monosaharida. Za utvrđivanje strukture disaharida potrebno je znati: od kojih monosaharida je izgrađen, kakva je konfiguracija anomernih centara ovih monosaharida ( a - ili b -), koje su dimenzije ciklusa (furanoza ili piranoza) i uz čije učešće su hidroksili povezana dva molekula monosaharida.

Disaharidi se dijele u dvije grupe: redukujuće i nereducirajuće.

Reducirajući disaharidi uključuju, posebno, maltozu (sladni šećer) sadržanu u sladu, tj. proklijala, a zatim osušena i zdrobljena zrna žitarica.

(maltoza)

Maltoza se sastoji od dva ostatka Za detaljno proučavanje materijala vezanog za klasifikaciju ugljikohidrata, izomerizam, nomenklaturu, strukturu itd. potrebno je pogledati animirane filmove "Ugljikohidrati. Genetski - glukopiranoze, koje su povezane (1–4)-glikozidnom vezom, tj. formiranje eterske veze uključuje glikozidni hidroksil jedne molekule i alkoholni hidroksil na četvrtom atomu ugljika drugog molekula monosaharida. Anomerni atom ugljika ( C 1 ), koji učestvuje u formiranju ove veze, ima a - konfiguraciju, a anomerni atom sa slobodnim glikozidnim hidroksilom (označen crvenom bojom) može imati bilo a - (a - maltoza) i b - konfiguracija (b - maltoza).

Maltoza su bijeli kristali, dobro rastvorljivi u vodi, slatkog ukusa, ali mnogo manje od šećera (saharoze).

Kao što se može vidjeti, maltoza sadrži slobodni glikozidni hidroksil, zbog čega se zadržava sposobnost otvaranja prstena i transformacije u aldehidni oblik. S tim u vezi, maltoza je u stanju da uđe u reakcije karakteristične za aldehide, a posebno daje reakciju „srebrnog ogledala“, zbog čega se naziva redukujući disaharid. Osim toga, maltoza prolazi kroz mnoge reakcije karakteristične za monosaharide, Na primjer , formira etere i estre (vidi. hemijska svojstva monosaharidi).

Nereducirajući disaharidi uključuju saharozu (cikla ili trska).šećer). Ima ga u šećernoj trsci, šećernoj repi (do 28% suve materije), biljni sokovi i voće. Molekul saharoze je napravljen od a, D - glukopiranoze i b,D - fruktofuranoza.

(saharoza)

Za razliku od maltoze, glikozidnu vezu (1-2) između monosaharida formiraju glikozidni hidroksili oba molekula, odnosno nema slobodnog glikozidnog hidroksila. Kao rezultat toga, saharoza nema redukcijsku sposobnost, ne daje reakciju "srebrnog ogledala", pa je klasifikovana kao neredukcioni disaharid.

Saharoza je bela kristalna supstanca, slatkog ukusa, veoma rastvorljiva u vodi.

Saharozu karakteriziraju reakcije na hidroksilnim grupama. Kao i svi disaharidi, saharoza se kiselinom ili enzimskom hidrolizom pretvara u monosaharide od kojih je sastavljena.

Polisaharidi

Najvažniji polisaharidi su škrob i celuloza (vlakna). Izgrađeni su od ostataka glukoze. Opća formula ovih polisaharida ( C6H10O5)n . U formiranju molekula polisaharida najčešće učestvuju glikozidni (na C 1 atomu) i alkoholni (na C 4 atomu) hidroksili, tj. formira se (1–4)-glikozidna veza.

Škrob

Škrob je mješavina dva polisaharida napravljena od a, D - jedinice glukopiranoze: amiloza (10-20%) i amilopektin (80-90%). Škrob se formira u biljkama tokom fotosinteze i deponuje se kao „rezervni“ ugljeni hidrat u korenu, krtolama i semenu. Na primjer, zrna pirinča, pšenice, raži i drugih žitarica sadrže 60-80% škroba, gomolji krompira - 15-20%. Srodnu ulogu u životinjskom svijetu igra i polisaharid glikogen, koji se „pohranjuje“ uglavnom u jetri.

Škrob je bijeli prah koji se sastoji od sitnih zrnaca, nerastvorljiv u hladnoj vodi. Kada se škrob tretira toplom vodom, moguće je izdvojiti dvije frakcije: frakciju rastvorljivu u toplu vodu i koji se sastoji od polisaharida amiloze i frakcije koja samo bubri u toploj vodi i formira pastu i sastoji se od polisaharida amilopektina.

Amiloza ima linearnu strukturu, a, D - ostaci glukopiranoze su povezani (1–4)-glikozidnim vezama. Jedinična ćelija amiloze (i skroba općenito) predstavljena je na sljedeći način:

Molekul amilopektina je izgrađen na sličan način, ali ima grane u lancu, što stvara prostornu strukturu. Na tačkama grananja, ostaci monosaharida su povezani (1-6)-glikozidnim vezama. Između tačaka grananja obično se nalazi 20-25 ostataka glukoze.

(amilopektin)

Škrob se lako hidrolizira: kada se zagrije u prisustvu sumporne kiseline, stvara se glukoza.

(C 6 H 10 O 5 ) n (škrob) + nH 2 O –– H 2 SO 4 , t° ® nC 6 H 12 O 6 (glukoza)

Ovisno o reakcionim uvjetima, hidroliza se može izvoditi postupno sa stvaranjem međuproizvoda.

(C 6 H 10 O 5 ) n (škrob) ® (C 6 H 10 O 5 ) m (dekstrini (m< n )) ® xC 12 H 22 O 11 (мальтоза) ® nC 6 H 12 O 6 (глюкоза)

Kvalitativna reakcija na škrob je njegova interakcija s jodom - uočava se intenzivna plava boja. Ova boja se pojavljuje kada se kap otopine joda stavi na izrezani krompir ili krišku bijelog kruha.

Škrob ne prolazi kroz reakciju "srebrnog ogledala".

Škrob je vrijedan prehrambeni proizvod. Da bi se olakšala njegova apsorpcija, proizvodi koji sadrže škrob se podvrgavaju toplinskoj obradi, tj. krompir i žitarice se kuvaju, hleb se peče. Procesi dekstrinizacije (formiranje dekstrina) koji se u ovom slučaju sprovode doprinose boljoj apsorpciji škroba u tijelu i naknadnoj hidrolizi do glukoze.

U prehrambenoj industriji škrob se koristi u proizvodnji kobasica, konditorskih i kulinarskih proizvoda. Također se koristi za proizvodnju glukoze u proizvodnji papira, tekstila, ljepila, lijekova itd.

celuloza (vlakna)

Celuloza je najčešći biljni polisaharid. Ima veliku mehaničku čvrstoću i služi kao potporni materijal za biljke. Drvo sadrži 50-70% celuloze, pamuk je skoro čista celuloza.

Kao i škrob, strukturna jedinica celuloze je Za detaljno proučavanje materijala vezanog za klasifikaciju ugljikohidrata, izomerizam, nomenklaturu, strukturu itd. potrebno je pogledati animirane filmove "Ugljikohidrati. Genetski - glukopiranoza, čije su jedinice povezane (1-4) -glikozidnim vezama. Međutim, celuloza se razlikuje od škroba b - konfiguracija glikozidnih veza između ciklusa i striktno linearna struktura.

Celuloza se sastoji od molekula nalik na niti, koji su sastavljeni u snopove vodoničnim vezama hidroksilnih grupa unutar lanca, kao i između susjednih lanaca. Upravo ovo pakovanje lanaca obezbeđuje visoku mehaničku čvrstoću, vlaknastost, nerastvorljivost u vodi i hemijsku inertnost, što celulozu čini idealnim materijalom za izgradnju ćelijskih zidova.

b - Glikozidnu vezu ne uništavaju ljudski probavni enzimi, pa celuloza ne može poslužiti kao hrana, iako je u određenoj količini balastna supstanca neophodna za normalnu ishranu. Želudac preživača sadrži enzime koji razgrađuju celulozu, pa takve životinje koriste vlakna kao sastavni dio hrane.

Unatoč netopivosti celuloze u vodi i običnim organskim rastvaračima, ona je topiva u Schweitzerovom reagensu (rastvor bakar hidroksida u amonijaku), kao i u koncentriranoj otopini cink hlorida i u koncentrovanoj sumpornoj kiselini.

Kao i škrob, celuloza proizvodi glukozu kiselom hidrolizom.

Celuloza je polihidrični alkohol; postoje tri hidroksilne grupe po jediničnoj ćeliji polimera. U tom smislu, celulozu karakteriziraju reakcije esterifikacije (formiranje estera). Reakcije sa azotnom kiselinom i anhidridom sirćetne kiseline su od najveće praktične važnosti.

Potpuno esterifikovano vlakno poznato je kao barut, koji se nakon pravilne obrade pretvara u bezdimni barut. U zavisnosti od uslova nitriranja može se dobiti celulozni dinitrat, koji se u tehnologiji naziva koloksilin. Također se koristi u proizvodnji baruta i čvrstih raketnih goriva. Osim toga, celuloid se pravi od koloksilina.

Triacetilceluloza (ili acetat celuloze) je vrijedan proizvod za proizvodnju filma otpornog na plamen i acetata svile. Da bi se to postiglo, acetat celuloze se rastvara u mešavini dihlormetana i etanola, a ovaj rastvor se propušta kroz matrice u mlaz toplog vazduha. Rastvarač isparava i mlazovi rastvora se pretvaraju u najfinije niti acetatne svile.

Celuloza ne proizvodi reakciju "srebrnog ogledala".

Govoreći o upotrebi celuloze, ne može se ne reći da se za proizvodnju troši velika količina celuloze. razni papiri. Papir je tanak sloj vlaknastih vlakana, dimenzioniran i presovan na specijalnoj mašini za izradu papira.

Već iz navedenog je jasno da je upotreba celuloze od strane ljudi toliko široka i raznolika da se poseban dio može posvetiti upotrebi proizvoda kemijske prerade celuloze.

KRAJ SEKCIJE

Zapamtite!

Koje supstance se nazivaju biološki polimeri?

To su polimeri - visokomolekularna jedinjenja koja su dio živih organizama. Proteini, neki ugljikohidrati, nukleinske kiseline.

Kakav je značaj ugljikohidrata u prirodi?

U prirodi je rasprostranjena fruktoza – voćni šećer, koji je mnogo slađi od ostalih šećera. Ovaj monosaharid daje slatkog ukusa plodovi biljaka i med. Najčešći disaharid u prirodi, saharoza ili šećer od trske, sastoji se od glukoze i fruktoze. Dobija se od šećerne trske ili šećerne repe. Rezerve su škrob za biljke i glikogen za životinje i gljive hranljive materije i energiju. Celuloza i hitin obavljaju strukturne i zaštitne funkcije u organizmima. Celuloza ili vlakna formiraju zidove biljne ćelije. Po ukupnoj masi zauzima prvo mjesto na Zemlji među svim organskim jedinjenjima. Po svojoj strukturi hitin je vrlo blizak celulozi, koja čini osnovu egzoskeleta artropoda i dio je stanične stijenke gljiva.

Imenujte proteine ​​koje poznajete. Koje funkcije obavljaju?

Hemoglobin je protein krvi koji prenosi plinove u krvi.

Miozin – mišićni protein, mišićna kontrakcija

Kolagen – protein tetiva, kože, elastičnosti, rastegljivosti

Kazein – mlečni protein, hranljiva materija

Pregledajte pitanja i zadatke

1. Šta hemijska jedinjenja nazivaju ugljeni hidrati?

Ovo je velika grupa prirodnih organskih spojeva. U životinjskim ćelijama ugljikohidrati ne čine više od 5% suhe mase, au nekim biljnim stanicama (na primjer, krumpir) njihov sadržaj doseže 90% suhe mase. Ugljikohidrati se dijele u tri glavne klase: monosaharidi, disaharidi i polisaharidi.

2. Šta su mono- i disaharidi? Navedite primjere.

Monosaharidi se sastoje od monomera, organskih tvari male molekularne težine. Uključuju se monosaharidi riboza i dezoksiriboza nukleinske kiseline. Najčešći monosaharid je glukoza. Glukoza je prisutna u ćelijama svih organizama i jedan je od glavnih izvora energije za životinje. Ako se dva monosaharida spoje u jednu molekulu, spoj se naziva disaharid. Najčešći disaharid u prirodi je saharoza ili šećer od trske.

3. Koji prosti ugljeni hidrat služi kao monomer skroba, glikogena, celuloze?

4. Od kojih organskih jedinjenja se sastoje proteini?

Dugi proteinski lanci se sastoje od samo 20 razne vrste aminokiseline koje imaju generalni plan strukture, ali se međusobno razlikuju po strukturi radikala. Kada se kombinuju, molekuli aminokiselina formiraju takozvane peptidne veze. Dva polipeptidna lanca koji čine hormon pankreasa, insulin, sadrže 21 i 30 aminokiselinskih ostataka. Ovo su neke od najkraćih "riječi" u proteinskom "jeziku". Mioglobin je protein koji veže kiseonik u mišićnom tkivu i sastoji se od 153 aminokiseline. Protein kolagena, koji čini osnovu kolagenih vlakana vezivnog tkiva i osigurava njegovu snagu, sastoji se od tri polipeptidna lanca, od kojih svaki sadrži oko 1000 aminokiselinskih ostataka.

5. Kako nastaju sekundarne i tercijarne strukture proteina?

Uvijanjem u obliku spirale, proteinska nit dobija viši nivo organizacije - sekundarnu strukturu. Konačno, polipeptidna spirala se savija, formirajući kuglu (globulu). Upravo ta tercijarna struktura proteina je njegov biološki aktivan oblik, koji ima individualnu specifičnost. Međutim, za određeni broj proteina tercijarna struktura nije konačna. Sekundarna struktura je polipeptidni lanac uvijen u spiralu. Za jaču interakciju u sekundarna struktura, intramolekularna interakcija se odvija uz pomoć –S–S– sulfidnih mostova između zavoja spirale. To osigurava čvrstoću ove strukture. Tercijarna struktura je sekundarna spiralna struktura uvijena u globule - kompaktne grudve. Ove strukture pružaju maksimalnu snagu i veću količinu u ćelijama u odnosu na druge organske molekule.

6. Navedite funkcije proteina koje su vam poznate. Kako možete objasniti postojeću raznolikost funkcija proteina?

Jedna od glavnih funkcija proteina je enzimska. Enzimi su proteinski katalizatori koji ubrzavaju kemijske reakcije u živim organizmima. Enzimska reakcija je hemijska reakcija, koji se javlja samo u prisustvu enzima. Bez enzima se u živim organizmima ne dešava ni jedna reakcija. Rad enzima je strogo specifičan, svaki enzim ima svoj supstrat koji razgrađuje. Enzim pristaje svom supstratu poput "ključa brave". Dakle, enzim ureaza reguliše razgradnju uree, enzim amilaze reguliše skrob, a enzimi proteaze regulišu proteine. Stoga se izraz "specifičnost djelovanja" koristi za enzime.

Proteini također obavljaju razne druge funkcije u organizmima: strukturnu, transportnu, motoričku, regulatornu, zaštitnu, energetsku. Funkcije proteina su prilično brojne, budući da su u osnovi raznolikosti života. Komponenta je bioloških membrana, transporta nutrijenata, na primjer, hemoglobina, funkcije mišića, hormonske funkcije, tjelesne odbrane - rad antigena i antitijela, te druge važne funkcije u tijelu.

7. Šta je denaturacija proteina? Šta može uzrokovati denaturaciju?

Denaturacija je narušavanje tercijarne prostorne strukture proteinskih molekula pod uticajem različitih fizičkih, hemijskih, mehaničkih i drugih faktora. Fizički faktori su temperatura, zračenje, hemijski faktori su uticaj na proteine ​​bilo koje hemikalije: rastvarači, kiseline, alkalije, koncentrovane supstance, itd. Mehanički faktori - tresenje, pritisak, istezanje, uvijanje, itd.

Razmisli! Zapamtite!

1. Koristeći znanje stečeno proučavanjem biljne biologije objasnite zašto u biljnim organizmima ima znatno više ugljikohidrata nego u životinjama.

Budući da je osnova života – ishrana biljaka – fotosinteza, to je proces stvaranja složenih organskih ugljikohidratnih spojeva iz jednostavnijih neorganskih ugljičnog dioksida i vode. Glavni ugljikohidrat koji biljke sintetiziraju za ishranu iz zraka je glukoza, također može biti škrob.

2. Koje bolesti mogu nastati zbog poremećene konverzije ugljikohidrata u ljudskom tijelu?

Regulaciju metabolizma ugljikohidrata uglavnom vrše hormoni i centralno nervni sistem. Glukokortikosteroidi (kortizon, hidrokortizon) inhibiraju brzinu transporta glukoze u ćelije tkiva, inzulin ga ubrzava; adrenalin stimuliše proces stvaranja šećera iz glikogena u jetri. Koryo moždane hemisfere također igra određenu ulogu u regulaciji metabolizma ugljikohidrata, budući da psihogeni faktori povećavaju stvaranje šećera u jetri i uzrokuju hiperglikemiju.

Stanje metabolizma ugljikohidrata može se ocijeniti po nivou šećera u krvi (normalno 70-120 mg%). Sa opterećenjem šećerom, ova vrijednost se povećava, ali zatim brzo dostiže normalu. Poremećaji metabolizma ugljikohidrata nastaju kada razne bolesti. Dakle, s nedostatkom inzulina javlja se dijabetes melitus.

Smanjenje aktivnosti jednog od enzima metabolizma ugljikohidrata - mišićne fosforilaze - dovodi do mišićne distrofije.

3. Poznato je da ako u ishrani nema proteina, čak i pored dovoljnog sadržaja kalorija u hrani, prestaje rast kod životinja, menja se sastav krvi i javljaju se druge patološke pojave. Šta je razlog ovakvih kršenja?

U tijelu postoji samo 20 različitih vrsta aminokiselina, koje imaju opći strukturni plan, ali se razlikuju jedna od druge po strukturi radikala, formiraju različite proteinske molekule, ako ne konzumirate proteine, na primjer, esencijalne proteine , koji se ne može samostalno formirati u organizmu, već se mora unositi hranom. Dakle, ako ne jedete proteine, mnogi proteinski molekuli neće se moći formirati u samom tijelu i doći će do patoloških promjena. Rast se kontroliše rastom koštane ćelije, glavni element svake ćelije je protein; hemoglobin je glavni protein krvi koji osigurava transport glavnih plinova u tijelu (kiseonik, ugljični dioksid).

4. Objasnite poteškoće koje nastaju prilikom transplantacije organa, na osnovu poznavanja specifičnosti proteinskih molekula u svakom organizmu.

Proteini su genetski materijal jer sadrže strukturu DNK i RNK tijela. Dakle, proteini imaju genetske karakteristike u svakom organizmu, u njima su šifrirane informacije o genima;

Svi ugljikohidrati se sastoje od pojedinačnih "jedinica", koje su saharidi. Prema sposobnostimahidrolizaonmonomeriugljikohidrati su podijeljeniu dvije grupe: jednostavno i složeno. Ugljikohidrati koji sadrže jednu jedinicu nazivaju semonosaharidi, dvije jedinice -disaharidi, od dvije do deset jedinica –oligosaharidi, i više od deset -polisaharidi.

Monosaharidi Brzo povećavaju šećer u krvi i imaju visok glikemijski indeks, zbog čega se nazivaju i brzi ugljikohidrati. Lako se otapaju u vodi i sintetiziraju se u zelenim biljkama.

Ugljikohidrati koji se sastoje od 3 ili više jedinica nazivaju sekompleks. Hrana bogata složenim ugljenim hidratima postepeno povećava nivo glukoze i ima nizak glikemijski indeks, zbog čega se naziva i sporim ugljenim hidratima. Složeni ugljikohidrati su produkti polikondenzacije jednostavnih šećera (monosaharida) i, za razliku od jednostavnih, u procesu hidrolitičkog cijepanja mogu se razgraditi na monomere, formirajući stotine i hiljademolekulemonosaharidi.

Stereoizomerizam monosaharida: izomergliceraldehidu kojoj se, pri projektovanju modela na ravan, OH grupa na asimetričnom atomu ugljika nalazi na desnoj strani obično se smatra D-gliceraldehidom, a zrcalna slika se smatra L-gliceraldehidom. Svi izomeri monosaharida podijeljeni su u D- i L-oblike prema sličnosti lokacije OH grupe na posljednjem asimetričnom atomu ugljika u blizini CH 2 OH grupe (ketoze sadrže jedan asimetrični atom ugljika manje od aldoza s istim brojem atoma ugljika). Prirodnoheksoze – glukoze, fruktoza, manozaIgalaktoza– prema njihovoj stereohemijskoj konfiguraciji klasifikovani su kao jedinjenja serije D.

Polisaharidi – uobičajeno ime klasa složenih visokomolekularnih ugljikohidrata,molekulekoji se sastoje od desetina, stotina ili hiljadamonomeri – monosaharidi. Sa tačke gledišta opšti principi strukturom u grupi polisaharida, moguće je razlikovati homopolisaharide sintetizirane iz iste vrste monosaharidnih jedinica i heteropolisaharida, koje karakterizira prisustvo dvije ili više vrsta monomernih ostataka.

https :// ru . wikipedia . org / wiki /Ugljikohidrati

1.6. Lipidi - nomenklatura i struktura. Lipidni polimorfizam.

Lipidi – velika grupa prirodnih organskih jedinjenja, uključujući masti i supstance slične mastima. Jednostavni lipidni molekuli sastoje se od alkohola imasne kiseline, kompleks - od alkohola, visokomolekularnih masnih kiselina i drugih komponenti.

Klasifikacija lipida

Jednostavni lipidi su lipidi koji u svojoj strukturi uključuju ugljenik (C), vodonik (H) i kiseonik (O).

Kompleksni lipidi - to su lipidi koji u svojoj strukturi, osim ugljika (C), uključuju vodonik (H) i kisik (O) i druge hemijski elementi. Najčešće: fosfor (P), sumpor (S), azot (N).

https:// ru. wikipedia. org/ wiki/Lipidi

književnost:

1) Cherkasova L. S., Merezhinsky M. F., Metabolizam masti i lipida, Minsk, 1961;

2) Markman A.L., Hemija lipida, c. 12, Taš., 1963 – 70;

3) Tyutyunnikov B.N., Hemija masti, M., 1966;

4) Mahler G., Cordes K., Osnove biološke hemije, trans. sa engleskog, M., 1970.

1.7. Biološke membrane. Oblici agregacije lipida. Koncept stanja tečnog kristala. Lateralna difuzija i flip flop.

Membrane Oni odvajaju citoplazmu od okoline, a formiraju i ljuske jezgara, mitohondrija i plastida. Oni formiraju labirint endoplazmatskog retikuluma i naslaganih spljoštenih vezikula koji čine Golgijev kompleks. Membrane formiraju lizozome, velike i male vakuole biljnih i gljivičnih stanica i pulsirajuće vakuole protozoa. Sve ove strukture su odjeljci (odjeljci) namijenjeni određenim specijaliziranim procesima i ciklusima. Dakle, bez membrana postojanje ćelije je nemoguće.

Dijagram strukture membrane: a – trodimenzionalni model; b – planarna slika;

1 – proteini uz lipidni sloj (A), uronjeni u njega (B) ili koji prodiru kroz njega (C); 2 – slojevi molekula lipida; 3 – glikoproteini; 4 – glikolipidi; 5 – hidrofilni kanal, koji funkcioniše kao pora.

Funkcije bioloških membrana su sljedeće:

1) Razgraničavaju sadržaj ćelije od spoljašnje sredine i sadržaj organela od citoplazme.

2) Omogućiti transport supstanci u ćeliju i van nje, od citoplazme do organela i obrnuto.

3) Deluju kao receptori (primaju i pretvaraju signale iz okoline, prepoznavanje ćelijskih supstanci, itd.).

4) Oni su katalizatori (obezbeđuju hemijske procese blizu membrane).

5) Učestvuje u konverziji energije.

http:// sbio. info/ stranica. php? id=15

Lateralna difuzija je haotično termalno kretanje molekula lipida i proteina u ravnini membrane. Tokom lateralne difuzije, obližnji lipidni molekuli naglo mijenjaju mjesta, a kao rezultat takvih uzastopnih skokova s ​​jednog mjesta na drugo, molekul se kreće duž površine membrane.

Kretanje molekula duž površine ćelijske membrane tokom vremena t određeno je eksperimentalno metodom fluorescentnih oznaka - fluorescentnih molekulskih grupa. Fluorescentne oznake čine da molekule fluoresciraju, čije kretanje duž površine ćelije može se proučavati, na primjer, proučavanjem pod mikroskopom brzine kojom se fluorescentna mrlja stvorena od takvih molekula širi po površini ćelije.

Flip flop je difuzija molekula membranskih fosfolipida kroz membranu.

Brzina skakanja molekula s jedne površine membrane na drugu (flip-flop) određena je metodom spin labela u eksperimentima na modelnim lipidnim membranama - liposomima.

Neki od molekula fosfolipida od kojih su formirani liposomi bili su označeni spin oznakama pričvršćenim na njih. Liposomi su bili izloženi askorbinskoj kiselini, zbog čega su nespareni elektroni na molekulima nestali: paramagnetski molekuli su postali dijamagnetni, što se moglo otkriti smanjenjem površine ispod krivulje EPR spektra.

Dakle, skokovi molekula sa jedne površine dvosloja na drugu (flip-flop) se dešavaju mnogo sporije od skokova tokom lateralne difuzije. Prosječno vrijeme nakon kojeg molekul fosfolipida preskoči (T ~ 1 sat) je desetine milijardi puta veće od prosječnog vremena karakterističnog za molekul koji skače s jednog mjesta na drugo u ravnini membrane.

Koncept stanja tečnog kristala

Čvrsto može biti kaokristalno , takoamorfna. U prvom slučaju, postoji dalekosežni poredak u rasporedu čestica na udaljenostima mnogo većim od međumolekularnih udaljenosti (kristalna rešetka). U drugom, ne postoji dalekosežni poredak u rasporedu atoma i molekula.

Razlika između amorfnog tijela i tekućine nije u prisutnosti ili odsustvu reda na daljinu, već u prirodi kretanja čestica. Molekuli tekućina i čvrstih tijela vrše oscilatorna (ponekad rotirajuća) kretanja oko ravnotežnog položaja. Nakon nekog prosječnog vremena („vrijeme sređen život") molekuli skaču u drugi ravnotežni položaj. Razlika je u tome što je „stalni životni vijek“ u tečnosti mnogo kraći nego u čvrstom stanju.

Lipidne dvoslojne membrane u fiziološkim uslovima su tečne „vreme staloženog života“ fosfolipidne molekule u membrani; −7 – 10 −8 With.

Molekuli u membrani nisu nasumično locirani u njihovom rasporedu; Molekuli fosfolipida su u dvosloju, a njihovi hidrofobni repovi su približno paralelni jedan s drugim. Takođe postoji red u orijentaciji polarnih hidrofilnih glava.

Fiziološko stanje u kojem postoji dalekosežni poredak u međusobnoj orijentaciji i rasporedu molekula, ali je stanje agregacije tečno, naziva sestanje tečnih kristala. Tečni kristali se ne mogu formirati u svim supstancama, već u supstancama iz "dugih molekula" (čije su poprečne dimenzije manje od uzdužnih). Mogu postojati različite strukture tečnih kristala: nematične (filamentarne), kada su dugački molekuli orijentisani paralelno jedan prema drugom; smektički - molekuli su paralelni jedni s drugima i raspoređeni u slojevima; Holistički - molekuli se nalaze paralelno jedni s drugima u istoj ravnini, ali u različitim ravnima orijentacija molekula je različita.

http:// www. studfiles. ru/ preview/1350293/

književnost: N.A. Lemeza, L.V. Kamlyuk, N.D. Lisov. "Priručnik o biologiji za kandidate za univerzitete."

1.8. Nukleinske kiseline. Heterociklične baze, nukleozidi, nukleotidi, nomenklatura. Prostorna struktura nukleinskih kiselina - DNK, RNK (tRNA, rRNA, mRNA). Ribosomi i jezgro ćelije. Metode određivanja primarne i sekundarne strukture nukleinskih kiselina (sekvenciranje, hibridizacija).

Nukleinske kiseline – biopolimeri živih organizama koji sadrže fosfor, koji osiguravaju skladištenje i prijenos nasljednih informacija.

Nukleinske kiseline su biopolimeri. Njihove makromolekule sastoje se od jedinica koje se ponavljaju, a koje su predstavljene nukleotidima. I dobili su logična imenapolinukleotidi. Jedna od glavnih karakteristika nukleinskih kiselina je njihov nukleotidni sastav. Sastav nukleotida (strukturne jedinice nukleinskih kiselina) uključujetri komponente:

– Azotna baza. Može biti pirimidin i purin. Nukleinske kiseline sadrže baze 4 različite vrste: dvije pripadaju klasi purina, a dvije klasi pirimidina.

– Ostatak fosforne kiseline.

– Monosaharid - riboza ili 2-deoksiriboza. Šećer koji je dio nukleotida sadrži pet atoma ugljika, tj. je pentoza. Ovisno o vrsti pentoze prisutne u nukleotidu, razlikuju se dvije vrste nukleinskih kiselina– ribonukleinske kiseline (RNA), koji sadrže ribozu ideoksiribonukleinske kiseline (DNK), koji sadrže deoksiribozu.

Nukleotid U svojoj osnovi, to je fosforni estar nukleozida.Sadrži nukleozide sastoji se od dvije komponente: monosaharida (riboza ili deoksiriboza) i azotne baze.

http :// sbio . info / stranica . php ? id =11

Azotne baze – heterocikličniorganska jedinjenja, derivatipirimidinIpurinauključeno unukleinske kiseline. Za skraćenicu koristite velika slova latiničnim slovima. Azotne baze uključujuadenin(A),guanin(G),citozin(C), koji se nalaze u DNK i RNK.Timin(T) je samo dio DNK, iuracil(U) se javlja samo u RNK.

U ovom materijalu ćemo morati u potpunosti razumjeti takve informacije kao što su:

• Šta su ugljeni hidrati?
• Koji su “pravi” izvori ugljikohidrata i kako ih uključiti u svoju ishranu?
• Šta je glikemijski indeks?
• Kako se razgrađuju ugljikohidrati?
• Da li se zaista pretvaraju u masnoću na tijelu nakon obrade?

Počnimo s teorijom

Ugljikohidrati (koji se nazivaju i saharidi) su organska jedinjenja prirodnog porijekla, koja se uglavnom nalaze u biljnom svijetu. Nastaju u biljkama tokom procesa fotosinteze i nalaze se u gotovo svim biljna hrana. Ugljikohidrati sadrže ugljik, kisik i vodonik. IN ljudsko tijelo Ugljikohidrati dolaze uglavnom iz hrane (nalaze se u žitaricama, voću, povrću, mahunarkama i drugim proizvodima), a proizvode se i iz određenih kiselina i masti.

Ugljikohidrati nisu samo glavni izvor ljudske energije, već obavljaju i niz drugih funkcija:

Naravno, ako ugljikohidrate posmatramo isključivo sa stanovišta izgradnje mišićne mase, onda oni djeluju kao pristupačan izvor energije. Općenito, energetske rezerve tijela sadržane su u depoima masti (oko 80%), proteinima - 18%, a ugljikohidrati čine samo 2%.

Važno: ugljikohidrati se akumuliraju u ljudskom tijelu u kombinaciji s vodom (1g ugljikohidrata zahtijeva 4g vode). Ali masne naslage ne zahtijevaju vodu, pa ih je lakše akumulirati i potom koristiti kao rezervni izvor energije.

Svi ugljikohidrati se mogu podijeliti u dvije vrste (vidi sliku): jednostavne (monosaharidi i disaharidi) i složene (oligosaharidi, polisaharidi, vlakna).

Monosaharidi (jednostavni ugljeni hidrati)

Sadrže jednu grupu šećera, na primjer: glukozu, fruktor, galaktozu. A sada o svakom detaljnije.

Glukoza- je glavno "gorivo" ljudskog tijela i opskrbljuje mozak energijom. Također sudjeluje u procesu stvaranja glikogena, a za normalno funkcioniranje crvenih krvnih stanica potrebno je oko 40 g glukoze dnevno. Zajedno sa hranom osoba unese oko 18g, a dnevna doza je 140g (neophodna za pravilan rad centralni nervni sistem).

Postavlja se prirodno pitanje: odakle tijelu potrebna količina glukoze za svoj rad? Prvo prvo. U ljudskom tijelu sve je promišljeno do najsitnijih detalja, a rezerve glukoze pohranjene su u obliku glikogenskih spojeva. I čim tijelo zahtijeva "dopunu goriva", neki od molekula se razgrađuju i koriste.

Nivo glukoze u krvi je relativno konstantna vrijednost i regulira se posebnim hormonom (insulinom). Čim osoba konzumira puno ugljikohidrata, a nivo glukoze naglo poraste, inzulin počinje da radi, što smanjuje količinu do potreban nivo. I ne morate da brinete o tome da će deo ugljenih hidrata koji jedete ući u vaš krvotok (zbog rada insulina).

Namirnice bogate glukozom uključuju:

• Grožđe - 7,8%;
• Trešnje i trešnje - 5,5%;
• Maline - 3,9%;
• bundeva - 2,6%;
• Šargarepa - 2,5%.

Važno: Slatkoća glukoze dostiže 74 jedinice, a saharoze - 100 jedinica.

Fruktoza je prirodni šećer koji se nalazi u povrću i voću. Ali važno je zapamtiti da konzumiranje fruktoze u velike količine Ne samo da nije od koristi, već i nanosi štetu. Ogromni dijelovi fruktoze ulaze u crijeva i uzrokuju pojačano lučenje inzulina. A ako se trenutno ne bavite aktivnom fizičkom aktivnošću, tada se sva glukoza pohranjuje u obliku masnih naslaga. Glavni izvori fruktoze su namirnice kao što su:

• Grožđe i jabuke;
• Dinje i kruške;

Fruktoza je mnogo slađa od glukoze (2,5 puta), ali uprkos tome ne uništava zube i ne izaziva karijes. Galaktoza se gotovo nikada ne nalazi u slobodnom obliku, ali je najčešće sastavni dio mliječnog šećera koji se zove laktoza.

Disaharidi (jednostavni ugljeni hidrati)

Disaharidi uvijek uključuju jednostavne šećere (2 molekula) i jedan molekul glukoze (saharoza, maltoza, laktoza). Pogledajmo pobliže svaki od njih.

Saharoza se sastoji od molekula fruktoze i glukoze. Najčešće se nalazi u svakodnevnom životu u obliku običnog šećera, koji koristimo tokom kuvanja i jednostavno stavljamo u čaj. Dakle, upravo se taj šećer taloži u sloju potkožnog masnog tkiva, pa se ne treba zanositi količinom koju konzumirate, čak ni u čaju. Glavni izvori saharoze su šećer i repa, šljive i džem, sladoled i med.

Maltoza je spoj od 2 molekula glukoze, koji se nalaze u velikim količinama u proizvodima kao što su: pivo, melasa, med, melasa, bilo koji konditorskih proizvoda. Laktoza se uglavnom nalazi u mliječnim proizvodima, a u crijevima se razgrađuje i pretvara u galaktozu i glukozu. Najviše laktoze ima u mlijeku, svježem siru i kefiru.

Sada kada smo se pozabavili jednostavnim ugljikohidratima, vrijeme je da pređemo na složene.

Složeni ugljikohidrati

Sve složenih ugljenih hidrata mogu se podijeliti u dvije kategorije:

• Oni koji su probavljivi (škrob);
• One koje nisu svarljive (vlakna).

Škrob je glavni izvor ugljikohidrata, koji čini osnovu nutritivne piramide. Najviše ga ima u žitaricama, mahunarkama i krompiru. Glavni izvori škroba su heljda, zobena kaša, biserni ječam, kao i sočivo i grašak.

Važno: U ishrani koristite pečeni krompir koji sadrži veliki broj kalijuma i drugih minerala. Ovo je posebno važno jer tokom kuhanja molekule škroba bubre i smanjuju nutritivnu vrijednost proizvoda. Odnosno, u početku proizvod može sadržavati 70%, ali nakon kuhanja možda neće ostati ni 20%.

Vlakna igraju veoma dobro važnu ulogu u funkcionisanju ljudskog organizma. Uz njegovu pomoć normalizira se rad crijeva i cijelog gastrointestinalnog trakta u cjelini. Takođe stvara neophodnu hranljivu podlogu za razvoj važnih mikroorganizama u crevima. Tijelo praktično ne vari vlakna, ali pruža osjećaj brze sitosti. Povrće, voće i hljeb od integralnog brašna (koji su bogati vlaknima) koriste se za sprječavanje gojaznosti (jer brzo se osjećate siti).

Sada pređimo na druge procese povezane s ugljikohidratima.

Kako tijelo skladišti ugljikohidrate

Rezerve ugljikohidrata u ljudskom tijelu nalaze se u mišićima (nalaze se 2/3 ukupne količine), a ostatak je u jetri. Ukupna zaliha traje samo 12-18 sati. A ako se rezerve ne popune, tijelo počinje osjećati nedostatak i sintetizira potrebne tvari iz proteina i srednjih metaboličkih proizvoda. Kao rezultat toga, rezerve glikogena u jetri mogu biti značajno iscrpljene, što će uzrokovati taloženje masti u njenim stanicama.

Greškom, mnogi ljudi koji gube na težini, za „djelotvorniji“ rezultat značajno smanjuju količinu ugljikohidrata koje unose, nadajući se da će tijelo potrošiti rezerve masti. Naime, prvo se unose proteini, a tek onda masne naslage. Važno je zapamtiti da će velike količine ugljikohidrata dovesti do brzo biranje mase samo ako uđu u organizam u velikim porcijama (a moraju biti i brzo svarljive).

Metabolizam ugljikohidrata

Metabolizam ugljikohidrata ovisi o količini glukoze cirkulatorni sistem i podijeljen je u tri vrste procesa:

• Glikoliza - glukoza se razgrađuje, kao i drugi šećeri, nakon čega se proizvodi potrebna količina energije;
• Glikogeneza - sintetiziraju se glikogen i glukoza;
• Glikonogeneza - proces razgradnje glicerola, aminokiselina i mliječne kiseline u jetri i bubrezima proizvodi potrebnu glukozu.

Rano ujutro (nakon buđenja) rezerve glukoze u krvi naglo padaju iz jednostavnog razloga – nedostatak nadoknade u vidu voća, povrća i druge hrane koja sadrži glukozu. Tijelo je nahranjeno i sami, od čega se 75% odvija u procesu glikolize, a 25% se javlja u glukoneogenezi. Odnosno, pokazalo se da se jutarnje vrijeme smatra optimalnim kako bi se postojeće rezerve masti iskoristile kao izvor energije. I tome dodajte lagane kardio vježbe i možete se riješiti nekoliko kilograma viška.

Sada konačno prelazimo na praktični dio pitanja, a to je: koji su ugljikohidrati dobri za sportaše, te u kojim optimalnim količinama ih treba konzumirati.

Ugljeni hidrati i bodibilding: ko, šta, koliko

Nekoliko riječi o glikemijskom indeksu

Kada govorimo o ugljikohidratima, ne možemo a da ne pomenemo pojam "glikemijski indeks" - odnosno brzinu kojom se ugljikohidrati apsorbiraju. To je pokazatelj brzine kojom određeni proizvod može povećati količinu glukoze u krvi. Najviši glikemijski indeks je 100 i odnosi se na samu glukozu. Tijelo nakon konzumiranja hrane s visokim glikemijskim indeksom počinje skladištiti kalorije i taloži masne naslage ispod kože. Dakle, sve namirnice sa visokim GI su sigurni saputnici za brzo dobijanje viška kilograma.

Proizvodi sa niskim GI indeksom su izvor ugljikohidrata, koji dugo vremena, stalno i ravnomjerno njeguju tijelo i osiguravaju sistematski protok glukoze u krv. Uz njihovu pomoć možete pravilno prilagoditi svoje tijelo dugotrajnom osjećaju sitosti, kao i pripremiti svoje tijelo za aktivnu fizičku aktivnost u teretani. Postoje čak i posebne tabele za hranu koja pokazuje glikemijski indeks (vidi sliku).

Potrebe tijela za ugljikohidratima i pravim izvorima

Sada je došao trenutak kada shvatimo koliko ugljikohidrata trebamo unijeti u gramima. Logično je pretpostaviti da je bodybuilding proces koji zahtijeva veliku potrošnju energije. Stoga, ako želite da kvalitet vašeg treninga ne trpi, potrebno je svom tijelu obezbijediti dovoljnu količinu “sporih” ugljikohidrata (oko 60-65%).

• Trajanje obuke;
• Intenzitet opterećenja;
• Metaboličke stope u tijelu.

Važno je zapamtiti da ne morate ići ispod nivoa od 100g dnevno, a takođe imati u rezervi 25-30g, što su vlakna.

Zapamtite i to obicna osoba dnevno unose oko 250-300g ugljenih hidrata. Za one koji treniraju u teretani sa utezima, dnevna norma se povećava i dostiže 450-550g. Ali ih i dalje treba pravilno koristiti iu pravo vrijeme (u prvoj polovini dana). Zašto trebaš ovo da uradiš? Shema je jednostavna: u prvoj polovini dana (nakon sna) tijelo akumulira ugljikohidrate kako bi njima "hranilo" svoje tijelo (koji je neophodan za mišićni glikogen). Preostalo vrijeme (nakon 12 sati) ugljikohidrati se tiho talože u obliku masti. Zato se držite pravila: više ujutro, manje uveče. Nakon treninga važno je pridržavati se pravila proteinsko-ugljikohidratnog prozora.

Važno: proteinsko-ugljikohidratni prozor - kratak vremenski period tokom kojeg ljudsko tijelo postaje sposobno apsorbirati povećanu količinu nutrijenata (koriste se za obnavljanje energetskih i mišićnih rezervi).

Već je postalo jasno da tijelo treba stalno primati hranu u obliku "ispravnih" ugljikohidrata. Da biste razumjeli kvantitativne vrijednosti, razmotrite donju tabelu.

Pojam “ispravnih” ugljikohidrata uključuje one tvari koje imaju visoku biološku vrijednost (količina ugljikohidrata/100 g proizvoda) i nizak glikemijski indeks. To uključuje proizvode kao što su:

• Pečeni ili kuhani krumpir u ljusci;
• Razne kaše (zobene pahuljice, biserni ječam, heljda, pšenica);
• Pekarski proizvodi od integralnog brašna i mekinja;
• Tjestenina (od durum pšenice);
• Voće sa niskim sadržajem fruktoze i glukoze (grejpfrut, jabuke, pomelo);
• Povrće je vlaknasto i škrobno (repa i šargarepa, bundeva i tikvice).

Ovo su namirnice koje treba da budu prisutne u vašoj ishrani.

Idealno vrijeme za konzumiranje ugljikohidrata

Najbolje vrijeme za konzumiranje doze ugljikohidrata je:

• Vrijeme nakon jutarnjeg sna;
• Prije treninga;
• Nakon treninga;
• Tokom treninga.

Štaviše, svaki od perioda je važan i među njima nema više ili manje odgovarajućeg. Takođe ujutru, pored zdravih i sporih ugljenih hidrata, možete pojesti nešto slatko (mala količina brzih ugljenih hidrata).

Prije odlaska na trening (2-3 sata prije) potrebno je da napunite svoje tijelo ugljikohidratima sa prosječnim vrijednostima glikemijskog indeksa. Na primjer, jedite tjesteninu ili kašu od kukuruza/pirinča. To će osigurati potrebnu energiju za mišiće i mozak.

Tokom nastave u teretani možete koristiti srednju ishranu, odnosno piti napitke koji sadrže ugljikohidrate (200 ml svakih 20 minuta). Ovo će imati dvostruku korist:

• Dopunjavanje rezervi tečnosti u tijelu;
• Dopuna mišićnog depoa glikogena.

Nakon treninga najbolje je uzeti zasićeni proteinsko-ugljikohidratni šejk, a 1-1,5 sat nakon završetka treninga pojesti obilan obrok. Za to je najprikladnija kaša od heljde ili bisernog ječma ili krompir.

Sada je vrijeme da razgovaramo o ulozi ugljikohidrata u procesu izgradnje mišića.

Pomažu li vam ugljikohidrati da izgradite mišiće?

Općenito je prihvaćeno da su to samo proteini građevinski materijal za mišiće i treba ih konzumirati samo da bi se izgradila mišićna masa. U stvari, ovo nije sasvim tačno. Štoviše, ugljikohidrati ne samo da pomažu u izgradnji mišića, već mogu pomoći i u borbi višak kilograma. Ali sve je to moguće samo ako se pravilno konzumiraju.

Važno: Da bi se 0,5 kg mišića pojavilo u tijelu, potrebno je sagorjeti 2500 kalorija. Naravno, proteini ne mogu obezbijediti takvu količinu, pa u pomoć priskaču ugljikohidrati. Oni tijelu pružaju potrebnu energiju i štite proteine ​​od uništenja, omogućavajući im da djeluju kao građevinski materijal za mišiće. Ugljeni hidrati takođe podstiču brzo sagorevanje masti. To se događa zbog činjenice da dovoljna količina ugljikohidrata doprinosi potrošnji masnih stanica, koje se stalno sagorevaju tokom vježbanja.

Takođe je važno zapamtiti da u zavisnosti od nivoa treniranosti sportiste, njegovi mišići mogu pohraniti veće zalihe glikogena. Da biste izgradili mišićnu masu, potrebno je unositi 7 g ugljikohidrata za svaki kilogram tijela. Ne zaboravite da ako počnete uzimati više ugljikohidrata, onda treba povećati i intenzitet opterećenja.

Kako biste u potpunosti razumjeli sve karakteristike nutrijenata i shvatili šta i koliko trebate konzumirati (u zavisnosti od godina, fizička aktivnost i spol), pažljivo proučite donju tabelu.

• Grupa 1 - pretežno mentalni/sjedeći rad.
• Grupa 2 - uslužni sektor/aktivan sjedilački rad.
• Grupa 3 - srednje teški poslovi - mehaničari, rukovaoci mašinama.
• Grupa 4 - težak rad - građevinari, naftaši, metalurzi.
• Grupa 5 - veoma naporan rad - rudari, čeličani, utovarivači, sportisti tokom takmičarskog perioda.

A sada rezultati

Kako bi efikasnost vašeg treninga uvijek bila najbolja, a vi za to imali puno snage i energije, važno je pridržavati se određenih pravila:

• Dijeta bi se trebala sastojati od 65-70% ugljikohidrata, a oni bi trebali biti “ispravni” sa niskim glikemijskim indeksom;
• Prije treninga potrebno je konzumirati hranu sa prosječnim GI vrijednostima, nakon treninga - sa niskim GI;
• Doručak treba da bude što gušći, a u prvoj polovini dana treba jesti većina dnevna doza ugljikohidrata;
• Prilikom kupovine proizvoda provjerite tabelu glikemijskog indeksa i odaberite one koji imaju srednje i niske vrijednosti GI;
• Ako želite da jedete hranu sa visokim GI vrednostima (med, džem, šećer), bolje je to da radite ujutru;
• Uključite više žitarica u svoju ishranu i konzumirajte ih redovno;
• Zapamtite, ugljikohidrati su pomoćnici proteina u procesu izgradnje mišićne mase, pa ako dugo vremena nema opipljivog rezultata, onda morate preispitati svoju prehranu i količinu konzumiranih ugljikohidrata;
• Jedite ne-slatko voće i vlakna;
• Setite se hleba od integralnog brašna i pečenog krompira u ljusci;
• Stalno ažurirajte svoje znanje o zdravlju i bodibildingu.

Ako se držite ovih jednostavna pravila, tada će se vaša energija značajno povećati, a efikasnost vašeg treninga će se povećati.

Umjesto zaključka

Kao rezultat toga, želio bih reći da treningu morate pristupiti inteligentno i kompetentno. Odnosno, morate zapamtiti ne samo koje vježbe, kako ih raditi i koliko pristupa. Ali obratite pažnju i na ishranu, zapamtite proteine, masti, ugljene hidrate i vodu. Uostalom, kombinacija pravilnog treninga i visokokvalitetne prehrane omogućit će vam da brzo postignete željeni cilj - lijepo atletsko tijelo. Proizvodi ne bi trebali biti samo set, već sredstvo za postizanje željenog rezultata. Dakle, ne razmišljajte samo u teretani, već i dok jedete.

Da li ti se svidelo? - Reci svojim prijateljima!

§ 1. KLASIFIKACIJA I FUNKCIJE UGLJIKOHIDRATA

Čak iu davna vremena, čovječanstvo se upoznalo s ugljikohidratima i naučilo ih koristiti u svojoj svakodnevni život. Pamuk, lan, drvo, skrob, med, šećer od trske samo su neki od ugljenih hidrata koji su odigrali važnu ulogu u razvoju civilizacije. Ugljikohidrati su među najčešćim organskim spojevima u prirodi. Oni su sastavni dio stanica bilo kojeg organizma, uključujući bakterije, biljke i životinje. U biljkama ugljikohidrati čine 80-90% suhe mase, u životinjama oko 2% tjelesne težine. Njihovu sintezu iz ugljičnog dioksida i vode provode zelene biljke koristeći energiju sunčeva svetlost (fotosinteza ). Ukupna stehiometrijska jednačina za ovaj proces je:

Glukoza i drugi jednostavni ugljikohidrati se zatim pretvaraju u složenije ugljikohidrate kao što su škrob i celuloza. Biljke koriste ove ugljikohidrate za oslobađanje energije kroz proces disanja. Ovaj proces je u suštini obrnut od fotosinteze:

Zanimljivo je znati! Zelene biljke i bakterije godišnje apsorbuju oko 200 milijardi tona ugljičnog dioksida iz atmosfere kroz proces fotosinteze. U tom slučaju, oko 130 milijardi tona kisika se oslobađa u atmosferu i sintetizira se 50 milijardi tona organskih spojeva ugljika, uglavnom ugljikohidrata.

Životinje nisu sposobne sintetizirati ugljikohidrate iz ugljičnog dioksida i vode. Konzumirajući ugljikohidrate hranom, životinje koriste energiju akumuliranu u njima za održavanje vitalnih procesa. Našu hranu kao što su pekarski proizvodi, krompir, žitarice itd. karakteriše visok sadržaj ugljenih hidrata.

Naziv "ugljikohidrati" je istorijski. Prvi predstavnici ovih supstanci opisani su ukupnom formulom C m H 2 n O n ili C m (H 2 O) n. Drugi naziv za ugljene hidrate je Sahara – objašnjava se slatkim ukusom najjednostavnijih ugljenih hidrata. Na svoj način hemijska struktura Ugljikohidrati su složena i raznolika grupa jedinjenja. Među njima postoje i prilično jednostavni spojevi s molekularnom težinom od oko 200, i gigantski polimeri čija molekularna težina doseže nekoliko miliona. Uz atome ugljika, vodika i kisika, ugljikohidrati mogu sadržavati atome fosfora, dušika, sumpora i, rjeđe, drugih elemenata.

Klasifikacija ugljikohidrata

Svi poznati ugljikohidrati mogu se podijeliti na dva velike grupe – jednostavnih ugljenih hidrata I složenih ugljenih hidrata. Posebna grupačine miješane polimere koji sadrže ugljikohidrate, npr. glikoproteini– kompleks sa proteinskim molekulom, glikolipidi - kompleks sa lipidima itd.

Jednostavni ugljikohidrati (monosaharidi ili monosaharidi) su polihidroksikarbonilna jedinjenja koja nisu u stanju da formiraju jednostavnije molekule ugljikohidrata nakon hidrolize. Ako monosaharidi sadrže aldehidnu grupu, onda pripadaju klasi aldoza (aldehidnih alkohola), ako sadrže ketonsku grupu, pripadaju klasi ketoza (ketoalkohola). U zavisnosti od broja ugljikovih atoma u molekuli monosaharida razlikuju se trioze (C 3), tetroze (C 4), pentoze (C 5), heksoze (C 6) itd.

Najčešća jedinjenja koja se nalaze u prirodi su pentoze i heksoze.

Kompleks ugljikohidrati ( polisaharidi, ili polioze) su polimeri izgrađeni od ostataka monosaharida. Kada se hidroliziraju, formiraju jednostavne ugljikohidrate. U zavisnosti od stepena polimerizacije, dele se na niskomolekularne ( oligosaharidi, čiji je stepen polimerizacije obično manji od 10) i visoke molekularne težine. Oligosaharidi su ugljikohidrati slični šećeru koji su rastvorljivi u vodi i slatkog ukusa. Na osnovu njihove sposobnosti redukcije iona metala (Cu 2+, Ag +), dijele se na restorativni I nerestorativni. Polisaharidi se, u zavisnosti od sastava, takođe mogu podeliti u dve grupe: homopolisaharidi I heteropolisaharidi. Homopolisaharidi se grade od monosaharidnih ostataka istog tipa, a heteropolisaharidi od ostataka različitih monosaharida.

Gore navedeno sa primjerima najčešćih predstavnika svake grupe ugljikohidrata može se predstaviti na sljedećem dijagramu:

Funkcije ugljikohidrata

Biološke funkcije polisaharida su vrlo raznolike.

Funkcija skladištenja energije i energije

Ugljikohidrati sadrže najveći dio kalorija koje osoba unese hranom. Glavni ugljeni hidrat koji se isporučuje hranom je skrob. Nalazi se u pekarskim proizvodima, krompiru i žitaricama. Ljudska ishrana takođe sadrži glikogen (u jetri i mesu), saharozu (kao aditive za razna jela), fruktoza (u voću i medu), laktoza (u mlijeku). Polisaharidi, prije nego što ih tijelo apsorbira, moraju se hidrolizirati uz pomoć probavnih enzima u monosaharide. Samo u ovom obliku apsorbiraju se u krv. S krvotokom, monosaharidi ulaze u organe i tkiva, gdje se koriste za sintezu vlastitih ugljikohidrata ili drugih tvari, ili se razgrađuju kako bi iz njih izvukli energiju.

Energija koja se oslobađa kao rezultat razgradnje glukoze pohranjuje se u obliku ATP-a. Postoje dva procesa za razgradnju glukoze: anaerobni (u nedostatku kiseonika) i aerobni (u prisustvu kiseonika). Kao rezultat anaerobnog procesa nastaje mliječna kiselina

koji u teškim fizička aktivnost akumulira se u mišićima i uzrokuje bol.

Kao rezultat aerobnog procesa, glukoza se oksidira u ugljični monoksid (IV) i vodu:

Kao rezultat aerobne razgradnje glukoze, oslobađa se mnogo više energije nego kao rezultat anaerobnog razgradnje. Općenito, oksidacija 1 g ugljikohidrata oslobađa 16,9 kJ energije.

Glukoza može biti podvrgnuta alkoholnoj fermentaciji. Ovaj proces provodi kvasac u anaerobnim uvjetima:

Alkoholna fermentacija se široko koristi u industriji za proizvodnju vina i etil alkohola.

Čovjek je naučio koristiti ne samo alkoholnu fermentaciju, već je također pronašao upotrebu mliječne kiseline, na primjer, za dobivanje proizvoda mliječne kiseline i kiselog povrća.

U ljudskom ili životinjskom tijelu nema enzima koji mogu hidrolizirati celulozu, međutim, celuloza je glavna komponenta hrane za mnoge životinje, posebno preživače. Želudci ovih životinja sadrže velike količine bakterija i protozoa koje proizvode enzim celulaza, katalizujući hidrolizu celuloze u glukozu. Potonje se može podvrgnuti daljnjim transformacijama, kao rezultat toga nastaju maslačna, octena i propionska kiselina, koje se mogu apsorbirati u krv preživača.

Ugljikohidrati također obavljaju rezervnu funkciju. Dakle, škrob, saharoza, glukoza u biljkama i glikogen kod životinja su rezerva energije njihovih ćelija.

Strukturne, potporne i zaštitne funkcije

Celuloza u biljkama i hitin kod beskičmenjaka i gljiva obavljaju potporne i zaštitne funkcije. Polisaharidi formiraju kapsulu u mikroorganizmima, čime jačaju membranu. Lipopolisaharidi bakterija i glikoproteini površine životinjskih ćelija obezbeđuju selektivnost međustanične interakcije i imunološke reakcije organizma. Riboza služi kao građevinski materijal za RNK, a dezoksiriboza za DNK.

Obavlja zaštitnu funkciju heparin. Ovaj ugljikohidrat, kao inhibitor zgrušavanja krvi, sprječava stvaranje krvnih ugrušaka. Nalazi se u krvi i vezivnom tkivu sisara. Stanični zidovi bakterija, formirani polisaharidima, drže se zajedno kratkim lancima aminokiselina, štite bakterijske ćelije od štetnih uticaja. Kod rakova i insekata ugljikohidrati sudjeluju u izgradnji egzoskeleta, koji obavlja zaštitnu funkciju.

Regulatorna funkcija

Vlakna poboljšavaju pokretljivost crijeva, čime se poboljšava probava.

Zanimljiva je mogućnost korištenja ugljikohidrata kao izvora tekućeg goriva – etanola. Od davnina, drvo se koristilo za grijanje domova i kuhanje hrane. IN modernog društva ovu vrstu goriva zamjenjuju druge vrste - nafta i ugalj, koji su jeftiniji i praktičniji za korištenje. Međutim, biljne sirovine su, unatoč nekim neugodnostima u upotrebi, za razliku od nafte i uglja, obnovljiv izvor energije. Ali njegova upotreba u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem je teška. U ove svrhe je poželjno koristiti tečno gorivo ili gas. Od niskokvalitetnog drveta, slame ili drugog biljnog materijala koji sadrži celulozu ili skrob može se dobiti tečno gorivo - etanol. Da biste to učinili, prvo morate hidrolizirati celulozu ili škrob da biste dobili glukozu:

a zatim podvrgnuti rezultirajuću glukozu alkoholnoj fermentaciji kako bi se dobio etil alkohol. Kada se prečisti, može se koristiti kao gorivo u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Treba napomenuti da se u Brazilu u tu svrhu godišnje proizvedu milijarde litara alkohola od šećerne trske, sirka i manioke koji se koriste u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem.