3 Углеводы в пищевой химии

Привет, Вы узнаете о том , что такое углеводы, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое углеводы , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Пищевая химия.

3.1 Общая характеристика углеводов
Углеводами называются полиоксиальдегиды и полиоксикетоны, а также
соединения, которые превращаются в них после гидролиза.
Полиоксиальдегиды – это соединения, состоящие из нескольких оксигрупп и
альдегидной группы (глюкоза, галактоза, арабиноза, ксилоза, рибоза).
Полиоксикетоны – это соединения, состоящие из нескольких оксигрупп и
кетогруппы (фруктоза).
углеводы являются основным источником энергии для человека, при
усвоении 1 г усвояемых углеводов выделяется 4 ккал или 16,74 кДж энергии.
Суточная потребность человека в углеводах в среднем составляет 350-400 г, в том
числе моно- и дисахаридах 50-70 г. Неусвояемых углеводов (пищевых волокон) в
сутки необходимо употреблять не менее 25 г. Рекомендуемое содержание
усвояемых углеводов в рационе человека по калорийности составляет 56-58 % от
суточной потребности. Избыток углеводов в питании приводит к ожирению, так
как углеводы используются для построения жирных кислот; а также приводит к
нарушению деятельности нервной системы, к аллергическим реакциям.
Потребность в углеводах в 4-5 раз превышает потребность организма в белках
и липидах. Это можно объяснить целым рядом причин:
1. В пищевом рационе преобладает пища растительного происхождения, в
которой в свою очередь велика доля углеводов.
2. Продукты питания растительного происхождения, как правило, не требуют
для длительного хранения создания особых условий (например, низких температур).
Пища животного происхождения не может быть сохранена без применения низких
температур.
3. Растительная пища – это удобный и выгодный источник энергии для
организма человека

4. С точки зрения стоимости животная пища в большинстве случаев дороже,
чем пища растительного происхождения.

3.2 Классификация углеводов
Классификация по строению и составу. Углеводы делятся на моносахариды
(простые углеводы) и полисахариды (сложные углеводы) (рисунок 8).

Рисунок 8 – Классификация углеводов
Моносахаридами называют углеводы, не способные гидролизоваться с
образованием более простых углеводов. Большинство этих веществ имеет состав,
соответствующий общей формуле СnН2nОn. Они подразделяются по альдозы
(содержат альдегидную группу) и кетозы (содержат кетогруппу). Примером альдоз

являются глюкоза, галактоза, арабиноза, ксилоза, рибоза, кетоз – фруктоза. С
другой стороны моносахариды делятся по количеству атомов углерода в молекуле
на триозы (в молекуле три атома углерода), тетрозы (содержат четыре атома
углерода), пентозы (состоят из пяти атомов углерода), гексозы (в молекуле шесть
атомов углерода) и т.д.
Основными представителями моносахаридов-гексоз являются глюкоза и
фруктоза, которые играют важную роль в пищевой технологии, являются
компонентами продуктов питания и исходным материалом при брожении.
Глюкоза – это альдогексоза, а фруктоза – кетогексоза. В природе широко
распространены моносахариды-пентозы (арабиноза, рибоза, ксилоза). Они главным
образом являются структурными компонентами сложных полисахаридов
(пентозанов, гемицеллюлоз, пектиновых веществ), а также нуклеиновых кислот и
других природных полимеров. Арабиноза, ксилоза, рибоза – это альдопентозы.
Молекулы сложных углеводов построены из различного числа остатков моноз.
Подразделяются на олигосахариды (полисахариды 1 порядка, сахароподобные
полисахариды) и высокомолекулярные полисахариды (полисахариды 2 порядка,
несахароподобные полисахариды). Общая формула этих веществ CmH2nOn.
Олигосахариды содержат 2-10 остатков моносахаридов. Наиболее широко
распространены олигосахариды, состоящие из двух остатков моносахаридов –
дисахариды: мальтоза (солодовый сахар), сахароза (свекловичный или
тростниковый сахар) и лактоза (молочный сахар). По способности участвовать в
окислительно-восстановительных реакциях, играя роль восстановителя,
олигосахариды подразделяются на восстанавливающие (мальтоза, лактоза) и
невосстанавливающие (сахароза).
Сложные углеводы, содержащие больше десяти остатков моносахаридов,
называются высокомолекулярными полисахаридами. Высокомолекулярные
полисахариды состоят из большого числа остатков моноз (до 6-10 тыс.). Они
делятся на гомополисахариды, углеводы, построенные из остатков моносахаридов
одного вида (крахмал, декстрины (продукт неполного гидролиза крахмала),
гликоген (животный крахмал), целлюлоза), и гетерополисахариды (гемицеллюлозы,

пектиновые вещества, инулин, гумми, слизи), углеводы, состоящие из остатков
различных видов моносахаридов.
Классификация с точки зрения усвоения в организме. С точки зрения
усвоения в организме углеводы делятся на усвояемые и неусвояемые (пищевые
волокна) (рисунок 9).

Рисунок 9 – Классификация углеводов по усвоению

Усвояемые углеводы перевариваются в желудочно-кишечном тракте
человека. К ним относятся моно- и дисахариды, декстрины, крахмал, гликоген.
Пищевые волокна соответственно в желудочно-кишечном тракте не
перевариваются. Неусвояемые – целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые вещества,
инулин, гумми, слизи. Эти полисахариды входят в состав клеточных стенок
растений.
Классификация по происхождению. По происхождению углеводы делятся
на:
- растительные углеводы – арабиноза, ксилоза, глюкоза, фруктоза, мальтоза,
целлобиоза, сахароза, декстрины, крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые
вещества, инулин, гумми, слизи;
- животные углеводы – лактоза, гликоген.

3.3 Строение углеводов
Наиболее распространены моносахариды, которые содержат пять или шесть
атомов углерода. Из пентоз распространены арабиноза, ксилоза, рибоза. Из гексоз
чаще встречаются глюкоза, фруктоза, галактоза.
Рибоза (рисунок 10) является важнейшей составной частью биологически
активных молекул, ответственных за передачу наследственной информации,
перенос химической энергии, необходимой для осуществления многих
биохимических реакций живого организма, так как входит в состав
рибонуклеиновой кислоты (РНК), дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК),
аденозинтрифосфата (АТФ) и т.д.

Рисунок 10 – Структурная формула рибозы
Арабиноза (рисунок 11) входит в состав гемицеллюлозы.

Рисунок 11 – Структурная формула арабинозы
Ксилоза (рисунок 12) входит в состав гемицеллюлозы.

Рисунок 12 – Структурная формула ксилозы
Глюкоза (рисунок 13) входит в состав мальтозы, целлобиозы, сахарозы,
лактозы, крахмала, гликогена, целлюлозы, гемицеллюлозы.

Рисунок 13 – Структурная формула глюкозы
Фруктоза (рисунок 14) является составной частью сахарозы, инулина.

Рисунок 14 – Структурная формула фруктозы
Галактоза (рисунок 15) является составной частью лактозы, производные
галактозы входят в состав пектина.

Рисунок 15 – Структурная формула галактозы
Олигосахариды являются полисахаридами первого порядка, то есть состоят
их 2-10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями. Из
олигосахаридов более распространены дисахариды.
В состав мальтозы входят два остатка молекулы α-глюкозы (рисунок 16).
Мальтоза образуется в качестве промежуточного продукта гидролиза крахмала или
гликогена. В достаточно большом количестве содержится в солоде, поэтому ее
называют солодовым сахаром.

Рисунок 16 – Структурная формула мальтозы

В состав целлобиозы входят два остатка молекулы β-глюкозы (рисунок 17).
Целлобиоза входит в состав целлюлозы и образуется в качестве промежуточного
продукта ее гидролиза.

Рисунок 17 – Структурная формула целлобиозы
В состав лактозы входит ß-галактоза и α-глюкоза (рисунок 18). Лактоза
содержится в молоке и молочных продуктах, часто называется молочным сахаром.

Рисунок 18 – Структурная формула лактозы
В состав сахарозы входит α-глюкоза и ß-фруктоза (рисунок 19). Сахароза
входит в состав распространенного пищевого продукта - сахара. Гидролиз сахарозы
осуществляет фермент инвертаза, при гидролизе сахарозы образуется фруктоза и
глюкоза. Сырьем для ее получения являются сахарная свекла и сахарный тростник,
в связи с этим ее называют свекловичным или тростниковым сахаром.

Рисунок 19 – Структурная формула сахарозы
Высокомолекулярные полисахариды из большого количества остатков
углеводов. Полисахариды могут иметь линейное или разветвленное строение.

Крахмал состоит из остатков α-глюкозы, соединенных 1,4-гликозидной
связью. Так же крахмал – полисахарид, являющийся смесью полимеров двух типов,
отличающихся пространственным строением – амилозы и амилопектина.
Амилоза – линейной полисахарид, в котором остатки молекул α-глюкозы
связаны 1,4-гликозидной связью (рисунок 20).

Рисунок 20 – Структурная формула амилозы
Амилопектин – разветвленный полисахарид, в котором остатки молекул α-
глюкозы связаны 1,4- и 1,6-гликозидными связями (рисунок 21). Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Крахмал является
основной углеводной составляющей пищи человека. Это главный энергетический
ресурс человека.

Рисунок 21 – Структурная формула амилопектина
Гликоген – крахмал животного происхождения. Он состоит из остатков
α-глюкозы, соединенных 1,4- и 1,6-гликозидными связями, разветвление у
гликогена находятся через каждые 3-4 звена глюкозы. Гликоген является запасным
питательным веществом живой клетки.

Целлюлоза состоит из остатков ß-глюкозы, соединенных 1,4-гликозидной
связью. Целлюлоза является распространенным растительным полисахаридом,
входит в состав древесины, скелета стеблей и листьев, оболочки зерновых культур,

овощей и фруктов. Целлюлоза не расщепляется ферментами желудочно-кишечного
тракта человека, поэтому в питании человека играет роль пищевого волокна,
т.е. способствует очистке кишечника человека.
Пектиновые вещества состоят их остатков галактуроновой кислоты и
метоксилированной галактуроновой кислоты, соединенных 1,4-гликозидными
связями. Различают несколько разновидностей пектиновых веществ:
- протопектин или нерастворимый пектин; находится в связанном состоянии с
гемицеллюлозой, целлюлозой или белком;
- растворимый пектин имеет высокую степень этерификации с остатками
метилового спирта; он способен в кислой среде и в присутствии сахара
образовывать желе и гели, поэтому используется как гелеобразователь;
- пектовые кислоты не имеют остатков метилового спирта, при этом пектовая
кислота теряет способность образовывать желе и гели.
- пектаты – соли пектовой кислоты;
- пектиновая кислота;
- пектинаты – соли пектиновой (полигалактуроновой) кислоты.
Пектин не усваивается организмом человека, относится к пищевым
волокнам.
Гемицеллюлозы являются гетерополисахаридами, так как в их состав входят
глюкоза, ксилоза, арабиноза. Реже встречаются остатки галактозы и маннозы.
Гемицеллюлозы входят в состав клеточных оболочек растений, в том числе в
оболочки стенок крахмальных зерен, затрудняя действие амилолитических
ферментов на крахмал.

3.4 Свойства углеводов

Дыхание – это экзотермический процесс ферментативного окисления
моносахаридов до воды и оксида углерода (IV). Дыхание является важнейшим
источником энергии для человека. Для осуществления процесса дыхания
необходимо большое количество кислорода.

При недостатке кислорода или его отсутствии происходит процесс брожения
моносахаридов. Существует несколько видов брожения, в которых принимают
участие различные микроорганизмы.
Спиртовое брожение осуществляется при участии ферментов дрожжей по
следующей схеме:

В результате реакции спиртового брожения, под действием комплекса
ферментов дрожжей рода сахаромицетов, образуются этиловый спирт и оксид
углерода (IV). Моносахариды сбраживаются дрожжами с различной скоростью.
Наиболее легко сбраживается глюкоза и фруктоза, труднее манноза, практически не
сбраживается галактоза. Пентозы дрожжами не сбраживаются. Наряду с
моносахаридами, дрожжи могут сбраживать дисахариды мальтозу и сахарозу, так
как дрожжи обладают ферментами, способными разрушить молекулы этих двух
дисахаридов до моносахаридов. Спиртовое брожение играет важную роль в
процессе производства пива, спирта, вина, кваса, в хлебопечении. Наряду с
главными продуктами брожения – этиловым спиртом и диоксидом углерода, при
спиртовом брожении образуются побочные и вторичные продукты брожения:
глицерин, уксусный альдегид, уксусная кислота, изоамиловый и другие высшие
спирты. Эти продукты влияют на органолептические свойства продуктов, могут
ухудшать их качество.
Молочнокислое брожение осуществляется при участии ферментов
молочнокислых бактерий.

В результате реакции молочнокислого брожения под действием комплекса
ферментов образуется молочная кислота. Молочнокислое брожение играет важную

роль в процессе производства кисломолочных продуктов, хлебного кваса, ржаного
хлеба, квашении капусты.
Маслянокислое брожение осуществляется при участии ферментов
маслянокислых бактерий.

В результате реакции маслянокислого брожения образуются масляная
кислота, оксид углерода (IV) и водород. Этот процесс происходит на дне болот при
разложении растительных остатков, а также при инфицировании маслянокислыми
микроорганизмами продуктов питания.

Лимоннокислое брожение осуществляется при участии ферментов
плесневого гриба Aspergillus niger.
плесневый гриб ОН

В результате реакции лимоннокислого брожения образуется молекула
лимонной кислоты.

3.5 Физиологические функции углеводов

В организме человека углеводы выполняют целый ряд разнообразных
функций.
1. Структурная функция – углеводы входят в состав жидкостей организма,
органов и тканей.
2. Энергетическая функция – при окислении 1 г углеводов выделяется 4 ккал
или 16,74 кДж энергии.
3. Защитная функция - так, глюкуроновая кислота соединяется с
некоторыми токсическими веществами, образуя нетоксические сложные эфиры,
которые благодаря растворимости в воде удаляются из организма с мочой;

неусвояемые углеводы сорбируют токсичные для организма вещества и далее
выводят из организма.
4. Регуляторная функция разнообразна; например, углеводы препятствуют
накоплению кетоновых тел при окислении жиров.
5. Тонизирующая функция – ощущение сладкого, воспринимаемое
рецепторами языка, тонизирует центральную нервную систему.
6. Специализированные функции – например, гепарин предотвращает
свертывание крови в сосудах, гиалуроновая кислота препятствует проникновению
бактерий через клеточную оболочку и др.
3.6 Усвояемые углеводы
Одной из основных функций усвояемых углеводов является энергетическая, но
при этом отдельные усвояемые углеводы обладают рядом особенностей и проявляют
присущие только им свойства.
Глюкоза:
- является структурным элементом большинства углеводов (мальтоза, лактоза,
целлобиоза, лактоза, сахароза, крахмал, гликоген, целлюлоза, гемицеллюлозы,
инулин, декстрины), поэтому можно говорить о том, что она является одним их
самых распространенных углеводов на земле;
- является сахаром, в виде которого углеводы циркулируют в крови, а также
питательным веществом для мозга;
- сладость глюкозы составляет 74 %.
Фруктоза:
- является структурным элементом сахарозы, инулина;
- имеет особый путь превращения в печени в гликоген; для этого не требуется
инсулин, поэтому фруктоза может потребляться людьми, страдающими сахарным
диабетом;
- является самым сладким моносахаридом, сладость фруктозы составляет
173 %.

Лактоза:
- способствует развитию молочнокислых бактерий, которые подавляют рост
патогенных микроорганизмов; подавляет нежелательную микрофлору желудочно-
кишечного тракта;
- сладость лактозы составляет 16 %.
Мальтоза:
- не сбраживается в кишечнике, поэтому полезна для страдающих болезнями
желудочно-кишечного тракта;
- сладость мальтозы составляет 32 %.
Сахароза:
- не имеет специфических положительных функций; легко усваивается;
выполняет только энергетическую функцию;
- сладость сахарозы считается эталонной и составляет 100 %.
Крахмал:
- является резервным полисахаридом растений (зерно, картофель);
- крахмал в отличие от сахарозы не приводит к быстрому увеличению сахара в
крови, что можно отметить как положительный момент;
- является основным источником глюкозы.
Гликоген:
- основной запасный углевод; является компонентом всех тканей животных и
человека;
- служит важным источником энергии и резервом углеводов в организме;
- участвует в регуляции водного баланса клеток.

3.7 Пищевые волокна

Избыток потребления усвояемых углеводов приводит к развитию многих
болезней, в первую очередь, ожирения, диабета, атеросклероза, рака толстого поступают в организм человека, в таком виде и выходят из него. В связи с этим они
получили название балластных веществ. Относительно недавно отношение к
пищевым волокнам (неусвояемым углеводам) резко изменилось. Установлено, что
пищевые волокна обладают рядом полезных свойств, без которых организму
человека очень сложно оптимально функционировать.
Одной из основных функций неусвояемых углеводов является защитная, т.к.
они способствуют выведению из организма токсичных веществ. Наряду с этим
пищевые волокна являются сорбентами воды, поэтому удерживают воду в пищевом
комке, а затем в непереваривающихся остатках пищи. Это свойство пищевых
волокон облегчает двигательную активность, как всего желудочно-кишечного
тракта, так и моторную функцию (перистальтику) кишечника.
Отдельные неусвояемые углеводы обладают рядом особенностей и проявляют
присущие только им свойства.
Целлюлоза:
- создает благоприятные условия для продвижения пищи по желудочно-
кишечному тракту;
- нормализует деятельность полезной микрофлоры кишечника;
- способствует выведению из организма холестерина;
- создает чувство насыщения, чем снижает аппетит.
Однако чрезмерное потребление целлюлозы приводит к уменьшению
усвояемости основных пищевых веществ.
Пектин:
- способствует выведению из организма тяжелых металлов;
- способствует выведению из организма свободных радикалов;
- участвует в подавлении жизнедеятельности гнилостных микроорганизмов;
- эффективнее, чем целлюлоза, способствует снижению холестерина в крови и
удалению желчных кислот.
кишечника. В свое время считалось, что неусвояемые в организме человека
углеводы бесполезны, раздражают слизистую оболочку кишечника и в каком виде

3.8 Роль углеводов в пищевых продуктах
Присутствие в продовольственном сырье и продуктах питания углеводов
придает им ряд свойств.
1. Сладость. Одна из важнейших функций низкомолекулярных углеводов -
это придание сладкого вкуса продуктам питания. В таблице 3 приведена
характеристика относительной сладости различных углеводов и сахарозаменителей
по сравнению с сахарозой, сладость которой принята за 1 единицу относительной
сладости или 100 %.
Таблица 3 – Относительная сладость углеводов и некоторых сахарозаменителей
Углеводы Относительная
сладость
Углеводы или
сахарозаменители
Относительная
сладость
Сахароза 1 α-D-лактоза 0,16
ß-D-фруктоза 1,73 ß-D-лактоза 0,32
α-D-глюкоза 0,74 Ксилоза 0,40
ß-D-глюкоза 0,82 Сорбит 0,63
α-D-галактоза 0,32 Ксилит 0,90
ß-D-галактоза 0,21 Цикломаты 30
α-D-манноза 0,32 Аспартам 200
ß-D- манноза горькая Сахарин 500
2. Гидрофильность. Присутствие в продуктах питания углеводов придает
продуктам способность удерживать влагу, т.к. возникают водородные связи между
оксигруппами молекул углеводов и атомами кислорода молекул воды. Например,
замедляется черствение хлебобулочных изделий, мучных кондитерских изделий.
3. Фиксаторы аромата. Ароматические вещества, образующиеся при
получении пищевых продуктов или вносимые в ходе технологического процесса,
закрепляются в пище благодаря водородным связям, которые ранее удерживали
воду. Упрощенно можно сказать, что вода, присутствующая в продовольственном
сырье, замещается на ароматические вещества

4. Органолептические свойства. Углеводы в продуктах питания участвуют в
химических превращениях, в процессе которых образуются вещества
обуславливающие вкус, запах, цвет и другие специфические свойства.
Классическим примером служит реакция меланоидинообразования - реакция
взаимодействия восстанавливающих дисахаридов и моносахаридов с
аминокислотами, пептидами, белками. Образуются меланоидины (меланоиды) –
вещества коричневого цвета, имеющие характерные вкус и аромат.
5. Лечебно-профилактические функции. Некоторые углеводы придают пище
лечебно-профилактические функции. Например, фруктоза, имеет особый путь
превращения в печени в гликоген; для этого не требуется инсулин, поэтому она
может потребляться людьми, страдающими сахарным диабетом. Пищевые волокна
нормализуют деятельность полезной микрофлоры кишечника, способствуют
выведению из организма холестерина, тяжелых металлов, свободных радикалов,
желчных кислот.

3.9 Превращения углеводов в ходе технологической обработки

При технологической обработке углеводы сырья претерпевают ряд
превращений.
Карамелизация. Реакция карамелизации осуществляется при нагреве свыше
100 0С растворов глюкозы, фруктозы, сахарозы. При этом происходят различные
превращения углеводов, причем вид продуктов реакции карамелизации зависит от
концентрации раствора углевода. Рассмотрим реакцию карамелизации сахарозы.
1. Карамелизация низкоконцентрированных растворов (содержание
углевода 10-30 %).
При нагревании сахарозы в слабокислой среде происходит частичный
гидролиз (инверсия) с образованием глюкозы и фруктозы. От продуктов гидролиза
отщепляется вода, и образуются вещества называемые ангидридами. Далее
ангидриды взаимодействуют с глюкозой и фруктозой, между собой. Если
отщепляется три молекулы воды, то образуется ангидрид, называемый

оксиметилфурфуролом. Дальнейшее разрушение приводит к разрушению
углеродного скелета и образованию муравьиной и левулиновой кислот.

углевод → ангидриды → оксиметилфурфурол → муравьиная кислота + левулиновая кислота

2. Карамелизация высококонцентрированных растворов (содержание
углевода 70-80 %).
На первом этапе реакции карамелизации от молекулы сахарозы отщепляется
две молекулы воды. Образуется карамелан (С12Н18О9), состоящий из ангидроколец,
содержащих в кольце двойные связи, которые имеют светло-коричневый цвет. На
втором этапе отщепляется три молекулы воды, проходит конденсация и образуется
карамелен (С36Н50О25), имеющий темно-коричневый цвет. На третьем этапе
происходит конденсация молекул сахарозы и образуется карамелин (С125Н188О80),
имеющий темно-коричневый цвет, он плохо растворим в воде.
углевод → карамелан → карамелен → карамелин
Меланоидинообразование или реакция Майяра. Реакция взаимодействия
восстанавливающих дисахаридов и моносахаридов с аминокислотами, пептидами,
белками. В результате взаимодействия карбонильной (альдегидной или кетонной)
группы углеводов и аминогруппы белков, пептидов и аминокислот происходят
многостадийные превращения продуктов реакции с образованием глюкозоамина,
который подвергается перегруппировке, затем образуются меланоидиновые
пигменты, имеющие темно-коричневый цвет, специфический вкус и запах.

восстанавливающий углевод + аминокислота → глюкозамин → меланоидины

Реакция меланоидинообразования является основной причиной
неферментативного потемнения пищевых продуктов. Такое потемнение происходит
при выпечке хлеба, при сушке солода, при охмелении пивного сусла, при сушке
фруктов. Скорость реакции зависит от состава взаимодействующих продуктов,
рН среды, температуры, влажности. В результате реакции меланоидинообразования

снижается содержание углеводов, витаминов, аминокислот, в том числе и
незаменимых, что приводит к изменению качества готового продукта, снижению
его пищевой, биологической и энергетической ценности. Имеются сведения, что
продукты реакции меланоидинообразования снижают усвоение белков.
Гидролиз. Ферментативное расщепление углеводов ускоряют
амилолитические, цитолитические, пектолитические ферменты.
Гидролиз крахмала осуществляют амилолитические ферменты. Это
важнейшая реакция, происходящая при технологической переработке сырья в
производстве пива, спирта.
Фермент α-амилаза гидролизует крахмал действуя хаотично, разрывает
1,4-гликозидную связь с образованием декстринов и небольшого количества
мальтозы и α-глюкозы.

Фермент α-амилаза действуя на крахмальное зерно образует каналы,
раскалывая полисахарид на части (рисунок 22).
Фермент ß-амилаза гидролизует крахмал действуя с нередуцирующего конца
цепочки (т.е не со стороны альдегидной группы), разрывает 1,4-гликозидную связь
и образует в большем количестве мальтозу и в меньшем количестве декстрины.

В местах разветвления амилопектина действие ß-амилазы прекращается, в
этом случае остается небольшое количество декстринов (рисунок 23).
Фермент глюкоамилаза действует с конца цепочки, отщепляет одну молекулу
глюкозы, разрывает 1,4-гликозидную связь, в местах разветвления амилопектина
действие глюкоамилазы прекращается и остается небольшое количество
непрогидролизованных декстринов.

Рисунок 22 – Схема гидролиза крахмала ферментом α-амилазой

Рисунок 23 – Схема гидролиза крахмала ферментом ß–амилазой
Гидролиз крахмала при совместном действии трех амилаз можно представить
в виде схемы:
крахмал → амилодекстрины → эритродекстрины → ахродекстрины →
мальтодекстрины → мальтоза → α-глюкоза
Гидролиз гликогена осуществляют амилолитические ферменты.
Гидролиз целлюлозы ускоряют цитолитические ферменты. Процесс проходит
в несколько стадий:
целлюлоза → целлодекстрины → целлобиоза → β-глюкоза

Гидролиз гемицеллюлоз осуществляют цитолитические ферменты, которые
включают эндо-ß-глюканазу, арабинозидазу и ксиланазу. Гемицеллюлозы не
способны растворяться в воде, значительно затрудняют гидролиз крахмала. При
действии фермента эндо-ß-глюканаза отщепляется остаток глюкозы, при действии
фермента арабинозидаза отщепляется остаток арабинозы, а при действии фермента
ксилоназа отщепляется остаток ксилозы. При частичном гидролизе гемицеллюлозы
образуются гумми или амиланы, которые имеют меньшую молекулярную массу,
растворяются в воде, образуя вязкие растворы.
Гидролиз пектина осуществляют пектолитические ферменты. Растворимый
пектин переходит из нерастворимого пектина в растворимое состояние при
действии фермента протопектиназа или в присутствии разбавленных кислот. При
этом пектин отщепляется от гемицеллюлозы или других связывающих
компонентов. Растворимый пектин способен в кислой среде и в присутствии сахара
образовывать желе и гели. Пектовые кислоты образуются из растворимого пектина
при действии фермента пектаза (пектинэстераза) или в присутствии разбавленных
щелочей, при этом пектовая кислота теряет способность образовывать желе и гели.
В результате действия фермента пектаза от растворимого пектина отщепляется
метиловый спирт.
Гидролиз сахарозы осуществляет фермент инвертаза (сахараза), при
гидролизе сахарозы образуется β-фруктоза и α-глюкоза. Этот процесс называется
инверсия сахарозы.

Контрольные вопросы

1. Какие химические вещества относятся к углеводам? Дайте общую
характеристику углеводам.
2. Чему равна энергетическая ценность углеводов?
3. Назовите суточную потребность организма человека в углеводах.
4. Что лежит в основе классификаций углеводов? Какие классификации
углеводов вам известны?

5. На какие группы делятся углеводы по происхождению? Приведете
примеры.
6. На какие группы делятся углеводы по строению? Приведете примеры.
7. Дайте характеристику каждому углеводу с точки зрения всех трех
классификаций, например: глюкоза является моносахаридом, гексозой, альдозой,
усвояемым углеводом, имеет растительное происхождение.
8. Охарактеризуйте моносахариды. Приведите примеры. На какие группы
делятся моносахариды?
9. Охарактеризуйте полисахариды. Приведите примеры.
10. На какие группы делятся полисахариды?
11. Какова химическая структура полисахаридов?
12. На какие группы делятся олигосахариды? Приведете примеры
восстанавливающих и невосстанавливающих дисахаридов. Охарактеризуйте их.
13. На какие группы делятся высокомолекулярные полисахариды? Приведете
примеры гомополисахаридов и гетерополисахаридов. Охарактеризуйте их.
14. На какие группы делятся углеводы по усвоению в организме человека?
Приведете примеры.
15. Охарактеризуйте отдельные усвояемые моно- и полисахариды.
16. Охарактеризуйте отдельные пищевые волокна.
17. Что такое амилоза? Напишите ее структурную формулу. Охарактеризуйте.
18. Что такое амилопектин? Напишите его структурную формулу.
Охарактеризуйте.
19. Расскажите о процессе дыхания. Как он связан с углеводами?
20. Какие виды брожения вам известны? Расскажите об отдельных видах
брожения.
21. Сформулируйте физиологические функции углеводов.
22. Сладость какого углевода принята за эталонную?
23. Каким образом пищевые волокна выполняют защитную функцию в
организме человека?
24. Перечислите функции целлюлозы в организме человека

25. Перечислите функции пектиновых веществ в организме человека.
26. Охарактеризуйте гидрофильность углеводов.
27. Охарактеризуйте способность углеводов фиксировать ароматические
вещества в продуктах питания.
28. Охарактеризуйте способность углеводов играть роль лечебно-
профилактических добавок в продуктах питания.
29. Поясните, что такое реакция карамелизации. Какое значение в
производстве продуктов она имеет?
30. Расскажите о процессе карамелизации низкоконцентрированных
растворов углеводов. Какие продукты при этом образуются?
31 Расскажите о процессе карамелизации высококонцентрированных
растворов углеводов. Какие продукты при этом образуются?
32. Поясните, что такое реакция Майяра. Какое значение в производстве
продуктов она имеет?
33. Расскажите о процессе ферментативного гидролиза крахмала.
34. Перечислите промежуточные продукты гидролиза крахмала.
35. Как называются ферменты, ускоряющие гидролиз крахмала?
36. Как называются ферменты, ускоряющие гидролиз целлюлозы,
гемицеллюлоз?
37. Как называются ферменты, ускоряющие гидролиз пектиновых веществ?
38. Как называются ферменты, ускоряющие гидролиз гликогена? Чем
отличается гликоген от крахмала?
39. Как называется процесс гидролиза сахарозы? Назовите продукты
гидролиза сахарозы.

Исследование, описанное в статье про углеводы, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое углеводы и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Пищевая химия

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.