Фруктоза это полимер

Фруктоза это полимер

Фруктан — полимер фруктозы. Каждая молекула фруктана состоит из множества молекул β-D-фруктозы и одной молекулы α-D-глюкозы, связанной с фруктозой через свой полуацетальный гидроксил. Таким образом, все фруктаны — невосстанавливающие полисахариды [1] . Особую группу составляют фруктаны с короткой цепью, называемые фруктоолигосахариды. Фруктаны можно обнаружить в таких продуктах питания как агава, артишок, спаржа, лук-порей, чеснок, лук (включая лук-шалот), якон, хикама и пшеница.

Фруктаны также содержатся в траве, и по одной из версий, могут быть одной из причин ламинита (воспаление копыт) у лошадей и других травоядных животных из семейства Equidae.

Содержание

Типы фруктанов [ править | править код ]

Фруктаны подразделяют на группы, в зависимости от типа связи между остатками фруктозы. Обычно связь осуществляется по первому (OH-1) или шестому (OH-6) гидроксилу и в соответствии с этим выделяют два основных типа фруктанов:

  • 1-связанные: инулин, остатки фруктозы соединены связями β-2,1.
  • 6-связанные: леван (или флеин), остатки фруктозы соединены связями β-2,6.

К третьей группе относятся граминан-подобные фруктаны: в них содержатся как β-2,1- так и β-2,6-связи [2] .

Более сложные фруктаны образуются из кестотриозной цепи, в которой удлинение происходит с двух сторон. Как и в предыдущем случае, здесь выделяют два типа фруктанов:

  • неоинулиновый тип: преобладают β-2,1-связи
  • неолевановый тип: преобладают β-2,6-связи

Функции и синтез [ править | править код ]

Фруктаны служат запасающими полисахаридами. Они встречаются, например, у злаков (флеин и флеиноподобные фруктаны), а также астровых (инулин и инулиноподобные фруктаны). Заметным исключением является рис, который, будучи злаком, не синтезирует фруктаны [3] . Полагают, что у растений фруктаны синтезируются из сахарозы в вакуолях [1] , однако этот процесс ещё слабо изучен. Помимо запасающей они могут выполнять осмотпротекторную функцию, а также являются биологическим антифризами, делая растение более холодоустойчивым [4] [5] .

Кроме растений, фруктаны могут синтезироваться рядом бактерий. Фруктан-синтезирующие штаммы есть среди Bacillus, Streptococcus, Pseudomonas, Erwinia, и Actinomyces. В основном они синтезируют β-2,6-связанные полисахариды — леваны. Синтез леванов происходит внеклеточно и осуществляется одним ферментом — левансахаразой (шифр КФ 2.4.1.10). При росте на среде, богатой сахарозой, бактерия выделяет этот фермент, который расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу; при этом остаток фруктозы переносится на другую молекулы сахарозы. Вся глюкоза потребляется микроорганизмом, а фруктоза полимеризуется ферментом с образованием левана. После исчерпания глюкозы бактерия может расщепить полимер, используя ферменты леваназы и поглотить полученную фруктозу [6] . Хотя большинство бактерий синтезирует леваны, некоторые штаммы Streptococcus mutans, вызывающие кариес, синтезируют β-2,1-фруктан, при помощи которого они могут крепится к зубной эмали [7] .

УГЛЕВОДЫ — органические вещества, состоящие из отдельных «единиц», которыми являются сахариды.

По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы:

Читайте также:  Как сбросить калории дома

— простые — СЛАДКИЕ на вкус, РАСТВОРИМЫ в воде, и ЛЕГКО УСВАИВАЮТСЯ организмом, БЫСТРО ПОВЫШАЮТ содержание ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ и обладают высоким гликемическим индексом, поэтому их ещё называют БЫСТРЫМИ УГЛЕВОДАМИ.

— сложные — НЕСЛАДКИЕ, НЕРАСТВОРИМЫ В ВОДЕ. и должны расщепиться на более простые молекулы, чтобы раствориться и усвоиться организмом, ПОСТЕПЕННО ПОВЫШАЮТ содержание ГЛЮКОЗЫ и имеют низкий гликемический индекс, поэтому их ещё называют МЕДЛЕННЫМИ УГЛЕВОДАМИ.

Переработка углеводов в печени

Основная функция печени

Одна из главных функций печени — РАЗРУШЕНИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ, поглощенных из кишечника или образовавшихся в других частях тела.

Печень ВЫВОДИТ ИХ в виде безопасных продуктов обмена ВМЕСТЕ С ЖЕЛЧЬЮ или ВЫДЕЛЯЕТ В КРОВЬ.

ПРОДУКТЫ ОБМЕНА вместе С ЖЕЛЧЬЮ ПОСТУПАЮТ В КИШЕЧНИК, затем удаляются из организма с калом. Продукты обмена, поступающие ИЗ ПЕЧЕНИ В КРОВЬ, ФИЛЬТРУЮТСЯ ПОЧКАМИ и ВЫВОДЯТСЯ из организма С МОЧОЙ.

Преобразование ГЛЮКОЗЫ

Существуют следующие пути для использования глюкозы:

1) СЖИГАНИЕ ГЛЮКОЗЫ (ГЛИКОЛИЗ) –происходит в мышцах, любом органе в результате которого образуется источники энергии: АТФ и НАДФ — соединения, обеспечивающие энергией протекание всех биохимических и обменных процессов в организме;

2) ЗАПАСАНИЕ и РАСХОДОВАНИЕ ГЛИКОГЕНА при участии гормона ИНСУЛИНА и ГЛЮКАГОНА.

ПРОЦЕССЫ СИНТЕЗА И РАСПАДА ГЛИКОГЕНА наиболее активно идут в КЛЕТКАХ ПЕЧЕНИ и скелетных МЫШЦАХ.

ИНСУЛИН — увеличивает проницаемость плазматических мембран для глюкозы, активирует ключевые ферментыгликолиза, стимулирует образование в печени и мышцах ИЗ ГЛЮКОЗЫ ГЛИКОГЕНА, усиливает синтез жиров и белков.

ГЛЮКАГОН – гормон голода – вырабатывается поджелудочной железой. Имеет белковую природу. В противоположность инсулину, УСКОРЯЕТ РАСПАД ГЛИКОГЕНА.

ПРИ ПОНИЖЕНИИ СОДЕРЖАНИЯ ГЛЮКОЗЫ (при повышенной физической активности или во время голодания) организмом ИСПОЛЬЗУЕТСЯ РЕЗЕРВНЫЙ ГЛИКОГЕН.

РАСПАД ГЛИКОГЕНА в мышцах происходит при МЫШЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЯХ, а в печени — ПРИ ГОЛОДАНИИ и в перерывах между приёмами пищи.

ГОЛОДАНИЕ (отсутствие приема пищи в течение НЕ МЕНЕЕ 24 часов) приводит к практически ПОЛНОМУ РАСПАДУ ГЛИКОГЕНА В ПЕЧЕНИ

3) СИНТЕЗ ЖИРОВ — если глюкозы поступает больше, чем необходимо даже для образования гликогена

Печень перерабатывает за раз НЕ БОЛЬШЕ 100 Г ГЛЮКОЗЫ, а систематическое ПОСТУПЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ СВЕРХ НОРМЫ ВЫНУЖДАЕТ ПРЕВРАЩАТЬ ЕГО СРАЗУ В ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ, ИГНОРИРУЯ ЭТАП ГЛИКОГЕНА – это так называемое «жировое перерождение печени», приводящее к гепатиту в случае с полным перерождением.

4) СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ) обеспечивает продукцию ГЛЮКОЗЫ ДО 100 ГРАММ В СУТКИ при НЕДОСТАТКЕ ГЛИКОГЕНА или тяжёлой физической работе. В состоянии углеводного голода организм способен синтезировать энергию с альтернативных соединений.

Ткани тела, кроме печени, обрабатывают 80% съеденной глюкозы.

Каждая клетка в организме, в том числе клетки сердца, легких, мышц, мозга и почек готовы полакомиться с глюкозой.

Читайте также:  Как добиться просвета между ног

Это оставляет ПЕЧЕНИ для переработки всего лишь 20% ГЛЮКОЗНОЙ НАГРУЗКИ.

ГЛИКОГЕН (полимер глюкозы)

ГЛИКОГЕН — полисахарид на основе глюкозы, выполняющий в организме функцию ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РЕЗЕРВА. Формально соединение относится к сложным углеводам, встречается только в живых организмах и предназначено для восполнения затрат энергии при физических нагрузках.

В МЫШЕЧНЫХ КЛЕТКАХ есть специальные энергетические структуры — «ГЛИКОГЕНОВЫЕ ДЕПО». В них ХРАНИТСЯ ГЛИКОГЕН, который в случае необходимости быстро распадается на простейшую ГЛЮКОЗУ и ПИТАЕТ ОРГАНИЗМ дополнительной энергией.

Общее СОДЕРЖАНИЕ ГЛИКОГЕНА в организме взрослого человека около 450 г (в печени — до 150 г, в мышцах — около 300 г).

Гликоген в мышцах занимает НЕ БОЛЕЕ 1-2% от МЫШЕЧНОЙ МАССЫ. Час силовой или кардио нагрузки требует 100-150 г гликогена.

САХАРА

— МОНОСАХАРИДЫ — это углеводы с одной молекулой сахарида (глюкоза, фруктоза и др.)

— ДИСАХАРИДЫ — это углеводы с 2мя молекулами сахарида (лактоза и сахароза). частный случай олигосахаридов.

— ОЛИГОСАХАРИДЫ — это углеводы , состоят от 2 до 10 молекул сахарида,

Среди природных трисахаридов наиболее распространена рафиноза — невосстанавливающий олигосахарид, содержащий остатки фруктозы, глюкозы и галактозы — в больших количествах содержится в сахарной свёкле и во многих других растениях[3].

— ПОЛИСАХАРИ́ДЫ —углеводы, молекулы которых состоят из более чем 10 моносахаридов. (Крахмал, гликоген)

Присутствуют в таких продуктах, как сахар, фруктовые соки, молоко, йогурт, патока, мед.

При работе мышц сахар и другие вещества сгорают в присутствии кислорода.

ФРУКТОЗА (мономер, простой сахарид)

· Фруктоза почти в 3 раза слаще, чем глюкоза.

· Фруктоза является непременной составной частью топинамбура.

Углеводы — группа природных органических соединений, химическая структура которых отвечает формуле Cm(H2O)n. Входят в состав всех без исключения живых организмов.

Классификация

Углеводы подразделяются на

    Моносахариды

Моносахариды (греч. monos — единственный + sacchar — сахар) — наиболее распространенная группа углеводов в природе, содержащие в молекулах пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода.

Из наиболее известных представителей к пентозам относятся рибоза и дезоксирибоза, к гексозам — глюкоза и фруктоза.

Олигосахариды (греч. ὀλίγος — немногий) — группа углеводов, в молекулах которых, содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков. Если в молекуле содержатся два моносахаридных остатка, ее называют дисахарид.

Наиболее известны следующие дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза. Они являются изомерами, их молекулярная формула одинакова — C12H22O11.

Полисахариды (греч. poly — много) — природные биополимеры, молекулы которых состоят из длинных цепей (десятки, сотни тысяч) моносахаридов.

Например, глюкоза — моносахарид, а крахмал, гликоген и целлюлоза — ее полимеры. Также к полимерам относится хитин, пектин. Формула крахмала, целлюлозы — (C6H10O5)n

Читайте также:  Как жить без сладкого

Моносахариды

Получение глюкозы возможно несколькими способами:

    Реакция Бутлерова

В присутствии ионов металла, молекулы формальдегида соединяются, образуя различные углеводы, например, глюкозу.

В присутствии кислоты и при нагревании, крахмал (полимер) распадается на мономеры — молекулы глюкозы.

Эту реакцию изобрела природа, для нее существует необыкновенный катализатор — солнечный свет (hν).

По химическому строению глюкоза является пятиатомным альдегидоспиртом, а, значит, для нее характерны реакции и альдегидов, и многоатомных спиртов.

    Реакции по альдегидной группе

Окисление глюкозы идет до глюконовой кислоты. Это можно осуществить с помощью реакций серебряного зеркала, с гидроксидом меди II.

Обратите особое внимание на то, что при написании формулы аммиачного раствора в полном виде будет правильнее указать в продуктах не кислоту, а соль — глюконат аммония. Это связано с тем, что аммиак, обладающий основными свойствами, реагирует с глюконовой кислотой с образованием соли.

Восстановление глюкозы возможно до шестиатомного спирта сорбита (глюцита), применяемого в пищевой промышленности в качестве сахарозаменителя. На вкус сорбит менее приятен, менее сладок, чем сахар.

Глюкоза содержит пять гидроксогрупп, является многоатомным спиртом. Она вступает в качественную реакцию для многоатомных спиртов — со свежеприготовленным гидроксидом меди II.

В результате такой реакции образуется характерное голубое окрашивание раствора.

Возможны несколько вариантов брожения глюкозы: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое. Эти виды брожения имеют большое практическое значение и характерны для многих живых организмов, в частности бактерий.

Фруктоза является изомером глюкозы. В отличие от нее не вступает в реакции окисления — она является кетоспиртом, а кетоны окислению до кислот не подвергаются.

Для нее характерна качественная реакция как многоатомного спирта — со свежеприготовленным гидроксидом меди II. В реакцию серебряного зеркала фруктоза не вступает.

Применяется фруктоза как сахарозаменитель. Она в 3 раза слаще глюкозы и в 1,5 раза слаще сахарозы.

Дисахариды

Как уже было сказано ранее, наиболее известные дисахариды: сахароза, лактоза и мальтоза — имеют одну и ту же формулу — C12H22O11.

При их гидролизе получаются различные моносахариды.

Полисахариды

Из множества реакций, более всего мне хотелось бы выделить гидролиз крахмала. В результате образуется глюкоза.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector