Хімія вуглеводи коротко. Вуглеводи, їх класифікація та значення - Гіпермаркет знань

Визначення

Вуглеводи– це природні сполуки, що мають склад C$_n$(H$_2$O)$_m$. Виняток - дезоксирибоза С$_5$Н$_(10)$О$_4$.

Варто зазначити, що молекулярна формула C$_n$(H$_2$O)$_m$ може описувати інші класи з'єднань.

Вуглеводи входять до складу всіх живих організмів, вони становлять близько 80% сухої маси рослин, а полісахарид целюлоза є найпоширенішою органічною речовиною на Землі.

У рослинах і тваринах вуглеводи виконують різноманітні функції: служать джерелом енергії, є "будівельним матеріалом" клітинних стінок рослин, визначають захисні властивості ссавців (поряд з білками). Вуглеводи служать вихідними речовинами для паперу, штучних волокон, вибухових речовин та інших. Багато вуглеводи знаходять застосування у медицині.

Серед найбільш відомих вуглеводів можна виділити такі (на рисунках наведені структурні формули вуглеводів та їх джерела (для "а", "б", "в") або їх використання ("г")):

а) глюкоза – моносахарид, виноградний цукор.

б) цукроза- дисахарид, очеретяний цукор.

в) крохмаль - полісахарид, що синтезується різними рослинамиу хлоропластах, під дією світла при фотосинтезі, основне поживна речовинау клітинах рослин.

г) целюлоза - полісахарид, головна складова клітинних оболонок всіх вищих рослин.

КЛАСИФІКАЦІЯ ВУГЛЕВОДІВ.

Історично до вуглеводів відносять речовини дуже різноманітної будови - від низькомолекулярних, побудованих лише з кількох атомів вуглецю (найчастіше з п'яти чи шести), до полімерів з молекулярною масою кілька мільйонів.

Останні, звані полісахаридами, в результаті повного гідролізу утворюють більш прості з'єднання - моносахариди. Проміжну групу складають олігосахариди, Що включають відносно невелику кількість мономерних ланок.

Визначення 1

Моносахариди - мономери, із залишків яких складаються вуглеводи складнішої будови. Моносахариди не піддаються гідролізу.

Визначення 2

Олігосахариди - олігомери, що містять від 2 до 10 моносахаридних залишків.

Визначення 3

Полісахариди – полімери, що включають до кількох тисяч моносахаридних ланок

Моносахариди (наприклад, глюкоза, фруктоза, галактоза та ін.) відносять до групи речовин, для яких питання будови важливе як ні для якого іншого класу сполук. Отже, моносахариди можна класифікувати за:

I. За кількістю атомів вуглецю в ланцюзі

тріозу - три атоми вуглецю

тетроза - чотири атоми вуглецю в ланцюгу

пентоза - п'ять атомів вуглецю в ланцюзі

гексоза - шість атомів вуглецю в ланцюзі

ІІ. За типом карбонільної групи

альдоза - містить альдегідну групу ($-C(O)H$)

кетоз - містить кето-групу ($-C(O)-$)

ІІІ. За конфігурацією останнього хірального атома вуглецю

вуглеводи D-ряду

вуглеводи L-ряду

Різноманітність моносахаридів пов'язана головним чином із стереохімічними відмінностями. Наприклад, у молекулах пентоз або гексоз міститься від 2-х до 4-х хіральних (асиметричних) атомів вуглецю, тому одній і тій же структурній формулі відповідає кілька ізомерів.

Визначення

Хіральний (або асиметричний ) атом вуглецю - атом вуглецю в $sp^3$-гібридизації, який має чотири різних заступники. Сполуки з хіральним атомом вуглецю (хіральним центром) мають оптичної активністю, тобто. здатністю речовини у розчині обертати площину поляризованого світла.

Для позначення просторової будови моносахаридів історично використовується D,L-система.

Положення гідроксильної групи у останнього центру хіральності праворуч свідчить від належності моносахариду до D-ряду, зліва - до L-ряду, наприклад.

План:

1.Визначення поняття: вуглеводи. Класифікація.

2. Склад, фізичні та хімічні властивості вуглеводів.

3.Поширення у природі. Отримання. Застосування.

Вуглеводи – органічні сполуки, що містять карбонільні та гідроксильні угруповання атомів, що мають загальну формулу C n (H 2 O) m (де n і m>3).

Вуглеводи - Речовини, що мають першорядне біохімічне значення, широко поширені в живій природі і відіграють велику роль у житті людини. Назва вуглеводи виникла на підставі даних аналізу перших відомих представників цієї групи сполуки. Речовини цієї групи складаються з вуглецю, водню і кисню, причому співвідношення чисел атомів водню і кисню у тому ж, як й у воді, тобто. на кожні 2 атоми водню припадає один атом кисню. У минулому столітті їх розглядали як гідрати вуглецю. Звідси й виникло російська назвавуглеводи, запропоноване 1844г. К.Шмідтом. Загальна формула вуглеводів, згідно сказаного, С м Н 2п Про п. При винесенні «n» за дужки виходить формула С м (Н 2 Про) n , яка дуже наочно відбиває назву «вугілля - води». Вивчення вуглеводів показало, що існують сполуки, які за всіма властивостями потрібно віднести до групи вуглеводів, хоча вони мають склад, що не точно відповідає формулі С м H 2п Про п. Проте старовинна назва «вуглеводи», збереглася до наших днів, хоча поряд з цією назвою для позначення аналізованої групи речовин іноді застосовують і новішу назву - гліциди.

Вуглеводи можна розділити на три групи : 1) Моносахариди - Вуглеводи, здатні гідролізуватися з утворенням більш простих вуглеводів. До цієї групи належать гексози (глюкоза та фруктоза), а також пентоза (рибоза). 2) Олігосахариди – продукти конденсації кількох моносахаридів (наприклад, сахароза). 3) Полісахариди – полімерні сполуки, що містять велику кількість молекул моносахаридів.

Моносахариди. Моносахариди є гетерофункціональними сполуками. У молекулах одночасно містяться і карбонильная (альдегідна чи кетонна), і кілька гидроксильных груп, тобто. моносахариди являють собою полігідроксикарбонільні сполуки - полігідроксиальдегіди та полігідроксикетони. Залежно від цього моносахариди поділяються на альдози (в моносахариді міститься альдегідна група) та кетози (міститься кетогрупа). Наприклад, глюкоза – це альдоза, а фруктоза – це кетоза.

Отримання.У вільному вигляді у природі зустрічається переважно глюкоза. Вона є структурною одиницею багатьох полісахаридів. Інші моносахариди у вільному стані зустрічаються рідко та в основному відомі як компоненти оліго- та полісахаридів. У природі глюкоза виходить у результаті реакції фотосинтезу: 6CO 2 + 6H 2 O ® C 6 H 12 O 6 (глюкоза) + 6O 2 Вперше глюкоза отримана 1811 року російським хіміком Г.Э.Кирхгофом при гідролізі крохмалю. Пізніше синтез моносахаридів із формальдегіду в лужному середовищі запропонований А.М.Бутлеровим

Одну з найважливіших функцій у живих організмах виконують вуглеводи. Вони є джерелом енергії та беруть участь у метаболізмі.

Загальний опис

Інша назва вуглеводів – цукру. Вуглеводи мають два визначення:

• з погляду біології - біологічно активні речовини, що є джерелом енергії живих організмів, зокрема людини;
• з точки зору хімії - органічні сполуки, що складаються з декількох карбонільних (-ЗІ) та гідроксильних (-ВІН) груп.

Елементи, що утворюють вуглевод:

• вуглець;
• водень;
• кисень.

Загальна формула вуглеводів - C n (H 2 O) m. Мінімальна кількість атомів вуглецю та кисню – три. Співвідношення водню та кисню завжди 2:1, як у молекулі води.

Джерелом вуглеводів є процес фотосинтезу. Вуглеводи становлять 80% сухої рослинної маси та 2-3% - тваринної. Вуглеводи входять до складу АТФ – універсального джерела енергії.

Види

Вуглеводи – численна група органічних речовин. Вони класифікуються за двома ознаками:

• кількості атомів вуглецю;
• кількості структурних одиниць.

Залежно кількості атомів вуглецю в одній молекулі (структурної одиниці) виділяють:

• тріози;
• тетрози;

• пентози;
• гексози;
• гептози.

Молекула може містити до дев'яти атомів вуглецю. Найбільш значущими є пентози (C5H10O5) і гексози (C6H12O6). Пентоз є компонентами нуклеїнових кислот. Гексози входять до складу полісахаридів.

Мал. 1. Структура моносахариду.

За другою ознакою класифікації вуглеводи бувають:

• простимищо складаються з однієї молекули або структурної одиниці (моносахариди);
• складними, Що включають безліч молекул (олігосахариди, полісахариди)

  Особливості складних структур описані у таблиці вуглеводів.

  

  Мал. 2. Структура полісахариду.

  Один з найбільш значущих різновидів олігосахаридів - дисахариди, що складаються з двох моносахаридів. Вони є джерелом глюкози і виконують будівельну функцію в рослинах.

  Фізичні властивості

  Моносахариди та олігосахариди мають схожі фізичні властивості:

  • кристалічна будова;
  • солодкий смак;
  • розчинність у воді;
  • прозорість;
  • нейтральна pH у розчині;
  • низькі температури плавлення та кипіння.

  Полісахариди – складніші речовини. Вони нерозчинні та не мають солодкого присмаку. Целюлоза - різновид полісахариду, що входить до складу клітинних стінок рослин. Аналогічний целюлозі хітин входить до складу грибів та панцирів членистоногих. Крохмаль накопичується в рослинах та розпадається на прості вуглеводи, які є джерелом енергії. У тваринних клітинах резервну функцію виконує глікоген.

  Хімічні властивості

  Залежно від структури кожному вуглеводу характерні спеціальні хімічні характеристики. Моносахариди, зокрема глюкоза, піддаються багатоступеневому окисленню (без кисню). В результаті повного окислення утворюється вуглекислий газ та вода:

  C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 +6H 2 O.

  У відсутності кисню під впливом ферментів відбувається бродіння:

  • спиртове-

    C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH (етанол) + 2CO 2 ;

  • молочнокисле-

    C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 -CH(OH)-COOH (молочна кислота).

  Інакше з киснем взаємодіють полісахариди, згоряючи до Вуглекислий газта води:

  (C 6 H 10 O 5)n + 6O 2 → 6nCO 2 + 5nH 2 O.

  Олігосахариди та полісахариди розкладаються до моносахаридів при гідролізі:

  • C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6;
  • (C 6 H 10 O 5)n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6 .

  Глюкоза реагує з гідроксидом міді (II) та аміачним розчином оксиду срібла (реакція срібного дзеркала):

  • CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH=O + 2Cu(OH) 2 → CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + Cu 2 O↓ + 2H 2 O;
  • CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH=O + 2OH → CH 2 OH-(CHOH) 4 -COONH 4 + 2Ag↓ +3NH 3 + H 2 O.

  

  Мал. 3. Реакція срібного дзеркала.

  Що ми дізналися?

  З теми хімії 10 класу довідалися про вуглеводи. Це біоорганічні сполуки, які з однієї чи кількох структурних одиниць. Одна одиниця або молекула складається з карбонільних та гідроксильних груп. Розрізняють моносахариди, що складаються з однієї молекули, олігосахариди, що включають 2-10 молекул, і полісахариди - довгі ланцюжки безлічі моносахаридів. Вуглеводи солодкі на смак і добре розчиняються у воді (виняток - полісахариди). Моносахариди розчиняються у воді, окислюються, взаємодіють з гідроксидом міді та аміачним оксидом срібла. Полісахариди та олігосахариди піддаються гідролізу. Полісахариди горять.

  Тест на тему

  Оцінка доповіді

  Середня оцінка: 4.6. Усього отримано оцінок: 225.

24.02.2015 26958

Що таке вуглеводи?

• Що таке вуглеводи?
• Які джерела вуглеводів "правильні" і як їх включати до свого раціону?
• Що таке глікемічний індекс?
• Як відбувається розщеплення вуглеводів?
• Чи дійсно вони після переробки перетворюються на жировий прошарок на тілі?

Починаємо з теорії

Вуглеводи (їх ще називають сахаридами) являють собою органічні сполуки природного походження, які здебільшого зустрічаються у світі рослинному. Утворюються вони в рослинах у процесі фотосинтезу та зустрічаються практично в будь-якій рослинній їжі. До складу вуглеводів входить вуглець, кисень та водень. В організм людини вуглеводи надходять в основному з їжею (містяться у крупах, фруктах, овочах, бобових та інших продуктах), також виробляються з деяких кислот і жирів.

Вуглеводи є не лише головним джерелом енергії людини, але виконують і низку інших функцій:

Звичайно, якщо розглядати вуглеводи виключно з точки зору нарощування м'язової маси, то вони виступають як доступне джерело енергії. В цілому ж, в організмі енергетичний запас міститься в жирових депо (порядку 80%), у білкових – 18%, а на вуглеводи припадає лише 2%.

Важливо: вуглеводи накопичуються в організмі людини у поєднанні з водою (1г вуглеводів вимагає 4г води). А ось жировим відкладенням вода не потрібна, тому накопичувати їх простіше, а після - використовувати як резервне джерело енергії.

Всі вуглеводи можна розділити на два види (див. зображення): прості (моносахариди та дисахариди) та складні (олігосахариди, полісахариди, клітковина).

Моносахариди (прості вуглеводи)

Вони міститься одна цукрова група, наприклад: глюкоза, фруктора, галактоза. А тепер про кожну докладніше.

Глюкоза- є основним «паливом» людського організму та постачає енергію до головного мозку. Також вона бере участь у процесі утворення глікогену, а для нормального функціонування еритроцитів необхідно близько 40 г глюкози на добу. Разом з їжею людина споживає близько 18г, а добова доза становить 140г (необхідно правильної роботи центральної нервової системи).

Виникає закономірне питання, звідки тоді організм черпає потрібну кількість глюкози для своєї роботи? Про все по порядку. У людському організмі все продумано до дрібниць, а запаси глюкози зберігаються як сполук глікогену. І тільки тіло вимагає «дозаправки», частина молекул розщеплюється і використовується.

Рівень глюкози в крові – величина відносно постійна та регулюється спеціальним гормоном (інсуліном). Як тільки людина споживає багато вуглеводів, а рівень глюкози різко зростає, бере на роботу інсулін, який знижує кількість до необхідного рівня. І можете не перейматися порцією з'їдених вуглеводів, в кров надходитиме рівно стільки, скільки вимагає організм (за рахунок роботи інсуліну).

Багаті глюкозою такі продукти, як:

• Виноград – 7.8%;
• Вишня та черешня - 5.5%;
• Малина – 3.9%;
• Гарбуз – 2.6%;
• Морква – 2.5%.

Важливо: насолода глюкози досягає позначки 74 одиниці, а сахарози - 100 одиниць.

Фруктоза є цукром природного походження, який міститься в овочах і фруктах. Але важливо пам'ятати, що вживання фруктози у великих кількостях не тільки не приносить користі, але й завдає шкоди. Величезні порції фруктози потрапляють у кишечник та викликають підвищену секрецію інсуліну. А якщо зараз ви не займаєтеся активними фізичними навантаженнями, то вся глюкоза зберігається у вигляді жирових відкладень. Головними джерелами фруктози є такі продукти, як:

• Виноград та яблука;
• Дині та груші;

Фруктоза набагато солодша за глюкозу (у 2.5 рази), але незважаючи на це, вона не руйнує зуби і не викликає карієс. Галактоза у вільному вигляді практично ніде не зустрічається, а найчастіше є компонентом молочного цукру, що називається лактозою.

Дисахариди (прості вуглеводи)

До складу дисахаридів завжди входять прості цукри (у кількості 2х молекул) і одна молекула глюкози (сахароза, мальтоза, лактоза). Давайте розглянемо докладніше кожну з них.

Сахароза складається з молекул фруктози та глюкози. Найчастіше вона зустрічається у побуті у вигляді звичайного цукру, який ми використовуємо під час приготування і просто кладемо в чай. Так ось саме цей цукор і відкладається в прошарок підшкірного жиру, тому не варто захоплюватися зі споживаною кількістю, навіть у чаї. Основними джерелами сахарози є цукор і буряк, сливи та варення, морозиво та мед.

Мальтоза є сполукою 2х молекул глюкози, які у великій кількості містяться в таких продуктах, як: пиво, молодий, мед, патока, будь-які кондитерські вироби. Лактоза ж в основному міститься в молочних продуктах, а в кишечнику розщеплюється і перетворюється на галактозу і глюкозу. Найбільше лактози міститься у молоці, сирі, кефірі.

Ось ми й розібралися із простими вуглеводами, саме час переходити до складних.

Складні вуглеводи

Усі складні вуглеводи можна розділити на дві категорії:

• Ті, що засвоюються (крохмаль);
• Ті, що не засвоюються (клітковина).

Крохмаль є основним джерелом вуглеводів, що лежить в основі піраміди харчування. Найбільше його міститься у зернових культурах, у бобових та картоплі. Головні джерела крохмалю – це гречана, вівсяна, перлова крупа, а також сочевиця та горох.

Важливо: використовуйте у своєму раціоні запечену картоплю, в якій міститься велика кількість калію та інших мінералів. Це особливо важливо, оскільки під час варіння молекули крохмалю набухають та зменшують корисну цінність продукту. Тобто, спочатку продукт може містити 70%, а після варіння може і 20% не залишитися.

Клітковина відіграє дуже важливу роль у роботі людського організму. З її допомогою нормалізується робота кишечника та всього шлунково-кишкового тракту в цілому. Також вона створює необхідне живильне середовище для розвитку важливих мікроорганізмів у кишечнику. Організм практично не перетравлює клітковину, проте забезпечує відчуття швидкого насичення. Овочі, фрукти та хліб грубого помелу (в яких великий вміст клітковини) використовуються для профілактики ожиріння (оскільки швидко викликають почуття ситості).

А тепер перейдемо до інших процесів, пов'язаних із вуглеводами.

Як організм накопичує вуглеводи

Запаси вуглеводів у людському організмі розташовані у м'язах (перебуває 2/3 від загальної кількості), а решта – у печінці. Усього запасу вистачає лише на 12-18 годин. І якщо не поповнити запаси, то організм починає відчувати нестачу, і синтезує необхідні речовини з білків і проміжних продуктів обміну. В результаті запаси глікогену в печінці можуть суттєво виснажитися, що спричинить відкладення жирів у її клітинах.

По помилці багато хто худне для більш «ефективного» результату істотно урізує кількість вуглеводів, що споживаються, сподіваючись, що організм витрачатиме запаси жиру. Насправді ж, першими «у витрату» йдуть білки, і лише потім жирові відкладення. Важливо пам'ятати про те, що велика кількість вуглеводів призведе до швидкого набору маси тільки в тому випадку, якщо вони надходять до організму великими порціями (а також вони мають бути швидко засвоєними).

Метаболізм вуглеводів

Метаболізм вуглеводів залежить від того, скільки глюкози знаходиться в кровоносній системі та ділиться на три типи процесів:

• Гліколіз - розщеплюється глюкоза, а також інші цукри, після чого виробляється необхідна кількість енергії;
• Глікогенез - синтезується глікоген та глюкоза;
• Гліконеогенез – у процес розщеплення гліцерину, амінокислот та молочної кислоти у печінці та нирках утворюється необхідна глюкоза.

Рано-вранці (після пробудження) запаси глюкози в крові різко падають з простої причини - відсутність підживлення у вигляді фруктів, овочів та інших продуктів, що містять глюкозу. Організм підживлюється і власними силами, 75% яких здійснюється у процесі гліколізу, а 25% посідає гліконеогенез. Тобто виходить, що ранковий час вважається оптимальним для того, щоб використовувати як джерело енергії наявні запаси жиру. А ще додати до цього легкі кардіонавантаження, то можна позбавитися кількох зайвих кілограмів.

Тепер ми нарешті-те переходимо до практичної частини питання, а саме: які вуглеводи корисні для атлетів, а також у яких оптимальних кількостях їх потрібно споживати.

Вуглеводи та бодібілдинг: хто, що, скільки

Пару слів про глікемічний індекс

Якщо вести мову про вуглеводи, не можна не згадати такий термін, як «глікемічний індекс» - тобто швидкість, на яку засвоюються вуглеводи. Він показник того, з якою швидкістю той чи інший продукт здатний збільшити кількість глюкози в крові. Найбільший глікемічний індекс дорівнює 100 і відноситься до самої глюкози. Організм після споживання їжі з великим глікемічним індексом, починає запасати калорії і відкладає жирові відкладення під шкірою. Отже, всі продукти з високими показниками ГІ - вірні супутники того, щоб стрімко набирати зайві кілограми.

Продукти ж із низьким показником ГІ - джерело вуглеводів, яке довгий час, Постійно і рівномірно підживлює організм і забезпечує планомірне надходження глюкози в кров. З їхньою допомогою можна максимально правильно налаштувати організм на тривале відчуття ситості, а також підготувати тіло до активних фізичних навантажень у залі. Існують навіть спеціальні таблиці продуктів харчування, у яких вказано глікемічний індекс (див. зображення).

Потреба організму у вуглеводах та правильні джерела

Ось і настав момент, коли ми розберемося, скільки вуглеводів потрібно споживати в грамах. Логічно припустити, що заняття бодібілдингом - дуже затратний у плані енергії процес. Тому якщо ви хочете, щоб якість тренувань не страждала, потрібно забезпечувати свій організм достатньою кількістю «повільних» вуглеводів (близько 60-65%).

• Тривалість тренування;
• Інтенсивність навантаження;
• Швидкість метаболізму в організмі.

Важливо пам'ятати, що опускатися нижче за планку в 100г на добу не потрібно, а також мати ще в запасі 25-30г, які припадають на клітковину.

Пам'ятайте і про те, що звичайна людина на добу споживає близько 250-300 г вуглеводів. Для тих, хто займається в залі з обтяженнями, добова нормазбільшується і сягає 450-550г. Але їх ще потрібно правильно вжити, та й у потрібний час (у першій половині дня). Чому слід робити саме так? Схема проста: у першій половині дня (після сну) організм накопичує вуглеводи у тому, щоб «підживити» ними своє тіло (що потрібно м'язового глікогену). Час, що залишився (після 12 годин), вуглеводи спокійно відкладаються у вигляді жирового прошарку. Тож дотримуйтесь правила: вранці більше, увечері – менше. Після тренувань важливо дотримуватись правил білково-вуглеводного вікна.

Важливо: білково-вуглеводне вікно - нетривалий відрізок часу, протягом якого людський організм стає здатним засвоїти підвищену кількість нутрієнтів (витрачаються на відновлення запасів енергії та м'язів).

Вже стало зрозуміло, що організму необхідно постійно отримувати підживлення як «правильних» вуглеводів. А щоб розібратися з кількісними значеннями, розглянемо наведену нижче таблицю.

У поняття «правильних» вуглеводів входять ті речовини, що мають високу біологічну цінність (кількість вуглеводів/100 г продукту) і низький глікемічний індекс. До них входять такі продукти, як:

• Печену або відварену в шкірці картопля;
• Різні каші (вівсяна, перлова, гречана, пшенична);
• Хлібобулочні вироби з борошна грубого помелу та з висівками;
• Макаронні вироби (з твердих сортів пшениці);
• Фрукти, у яких низький вміст фруктози та глюкози (грейпфрути, яблука, помело);
• Овочі волокнисті та крохмалисті (ріпа та морква, гарбуз та кабачки).

Саме такі продукти повинні обов'язково бути присутніми у вашому раціоні.

Ідеальний час, щоб споживати вуглеводи

Найкращий час для вживання дози вуглеводів є:

• Час після ранкового сну;
• До тренування;
• Після тренування;
• Під час тренування.

Причому, кожен із періодів важливий і серед них немає більш менш відповідного. Також вранці, крім корисних та повільних вуглеводівможна з'їсти щось солодке (невелика кількість швидких вуглеводів).

Перед тим, як вирушити на тренування (за 2-3 години), потрібно підживити організм вуглеводами із середніми показниками глікемічного індексу. Наприклад, з'їсти макарони чи кукурудзяну/рисову кашу. Це забезпечить необхідний запас енергії для м'язів та мозку.

Під час занять можна використовувати проміжне харчування, тобто вживати напої з вмістом вуглеводів (кожний 20 хвилин по 200мл). Від цього буде подвійна користь:

• Заповнення запасів рідини в організмі;
• Поповнення м'язового депо глікогену.

Після тренування найкраще прийняти насичений білково-вуглеводний коктейль, а через 1-1,5 години після завершення тренінгу щільно поїсти. Найкраще для цього підійде гречана або перлова каша або картопля.

Тепер саме час поговорити у тому, яку роль грають вуглеводи у процесі нарощування м'язової маси.

Чи допомагають вуглеводи нарощувати м'язи?

Прийнято вважати, що тільки білки є будівельним матеріалом для м'язів і їх потрібно споживати для того, щоб нарощувати м'язову масу. Насправді ж це не зовсім так. Більше того, вуглеводи не лише допомагають у нарощуванні м'язів, вони можуть допомогти у боротьбі із зайвими кілограмами. Але все це можливе лише в тому випадку, якщо їх правильно споживати.

ВажливоДля того, щоб у тілі з'явилося 0.5 кг м'язів, потрібно спалити 2500 калорій Звичайно, що білки такої кількості забезпечити не можуть, тому на допомогу якраз і приходять вуглеводи. Вони надають необхідну енергію організму і захищають білки від руйнувань, дозволяючи їм виступати як будівельного матеріалудля м'язів. Також вуглеводи сприяють швидкому спалюванню жиру. Виходить це за рахунок того, що достатня кількість вуглеводів сприяє витраті жирових клітин, які постійно спалюються у процесі навантаження.

Потрібно пам'ятати і про те, що залежно від рівня натренованості атлета, його м'язи можуть зберігати більший запас глікогену. Щоб нарощувати м'язову масу потрібно приймати по 7г вуглеводів на кожен кілограм тіла. Не забувайте і про те, якщо ви почали приймати Велика кількістьвуглеводів, інтенсивність навантаження потрібно також збільшувати.

Щоб ви вже повністю розібралися з усіма характеристиками нутрієнтів та зрозуміли, чого і скільки потрібно споживати (залежно від віку, фізичної активності та статі), уважно вивчіть наведену нижче таблицю.

• Група 1 – переважно розумова/сидяча робота.
• Група 2 - сфера обслуговування/активна сидяча робота.
• Група 3 – робота середньої тяжкості – слюсарі, верстатники.
• Група 4 – важка робота – будівельники, нафтовики, металурги.
• Група 5 – дуже важка робота – шахтарі, сталевари, вантажники, спортсмени у змагальний період.

А тепер підсумки

Щоб ефективність тренувань завжди була на висоті, а у вас було багато сил та енергії для цього, важливо дотримуватись певних правил:

• Раціон на 65-70% повинен складатися з вуглеводів, причому вони мають бути "правильними" з низьким показником глікемічного індексу;
• Перед тренуванням потрібно споживати продукти із середніми показниками ГІ, після занять – із низьким ГІ;
• Сніданок має бути максимально щільним, а в першій половині дня потрібно з'їдати більшу частину добової дози вуглеводів;
• Купуючи продукти, звіряйтеся з таблицею глікемічного індексу та вибирайте ті, що мають середні та низькі показники ГІ;
• Якщо хочеться з'їсти продукти з високими показниками ГІ (мед, варення, цукор), краще робити вранці;
• Включіть до свого раціону більше каш і регулярно їх вживайте;
• Запам'ятайте, вуглеводи - помічники білків у процесі нарощування м'язової маси, тому якщо відчутного результату довго немає, потрібно переглядати свій раціон і кількість вуглеводів, що споживаються;
• Їжте не солодкі фрукти та клітковину;
• Пам'ятайте про хліб з борошна грубого помелу, а також про запечену в шкірці картоплю;
• Постійно поповнюйте запас знань про здоров'я та бодібілдінг.

Якщо дотримуватись цих простих правил, то енергії у вас помітно додасться, а результативність тренувань зросте.

Замість ув'язнення

Як результат хочеться сказати, що підходити до тренувань потрібно осмислено і зі знанням справи. Тобто потрібно запам'ятовувати не лише які вправи, як їх робити і скільки підходів. Але також приділяти увагу харчуванню, пам'ятати про білки, жири, вуглеводи та воду. Адже саме сукупність правильних тренувань та якісне харчування дозволить швидше досягти наміченої мети – гарне атлетичне тіло. Продукти мають бути не просто набором, а засобом досягнення необхідного результату. Тож думайте не лише у залі, а й під час харчування.

Сподобалось? - Розкажи друзям!

Цілі:

освітні:

Сформувати в учнів знання про вуглеводи, їх склад та класифікацію. Розглянути залежність хімічних властивостей вуглеводів від будови молекул. Якісні реакції на глюкозу та крохмаль. Дати уявлення про біологічну роль вуглеводів, їх значення в житті людини.

розвиваючі:

Продовжити розвивати в учнів розумові операції: вміння пов'язувати вже наявні знання з набутими, вміння виділяти головне у вивченому матеріалі, узагальнювати вивчений матеріал і робити висновки.

виховні:

Виховання відповідального ставлення до навчання, прагнення творчої, пізнавальної діяльності.

Тип: вивчення нового матеріалу

Вигляд: лекція

Метод : пояснювально-ілюстративний з комп'ютерним супроводом

План проведення заняття

1. Організаційний момент

2. Мотивація заняття

Вуглеводи є важливим джерелом харчування: ми споживаємо зерно, або згодовуємо його тваринам, в організмі яких крохмаль перетворюється на білки та жири. Найбільш гігієнічний одяг виготовлений з целюлози або продуктів на її основі: бавовни та льону, віскозного волокна або ацетатного шовку. Дерев'яні будинкита меблі побудовані з тієї ж целюлози, що утворює деревину. В основі виробництва фото- та кіноплівки все та ж целюлоза. Книги, газети, грошові банкноти – це продукція целюлозно-паперової промисловості. Отже вуглеводи забезпечують нас усім необхідним.

Крім того, вуглеводи беруть участь у побудові складних білків, ферментів, гормонів. Вуглеводами є і такі життєво необхідні речовини, як гепарин (він грає найважливішу роль - запобігає згортанню крові), агар-агар (його отримують з морських водоростей і застосовують у мікробіологічній та кондитерській промисловості).

Єдиним джерелом енергії на Землі (крім ядерної) є енергія Сонця, а єдиним способом його акумулювання для забезпечення життєдіяльності всіх живих організмом є процес фотосинтезу, що протікає в клітинах рослин і призводить до синтезу вуглеводів із води та вуглекислого газу. До речі, саме при цьому перетворенні утворюється кисень, без якого життя на нашій планеті було б неможливим.

План лекції

1. Поняття про вуглеводи. Класифікація вуглеводів.

2. Моносахариди

3. Дисахариди

4. Полісахариди

1. Поняття про вуглеводи. Класифікація вуглеводів.

Вуглеводи- великий клас природних сполук, які відіграють важливу роль у житті людини, тварин та рослин .

Назва «вуглеводи» ці сполуки отримали оскільки склад багатьох їх виражається загальної формулою Сn (H 2 O ) m , тобто. формально є сполуками вуглецю та води. З розвитком хімії вуглеводів виявлені сполуки, склад яких не відповідає наведеній формулі, але мають властивості речовин свого класу (наприклад, дезоксирибозу С 5 Н 10 Про 4). У той же час є речовини, що відповідають загальній формулі вуглеводів, але не виявляють їх властивості (наприклад, спирт інозит С6Н12О6).

Класифікація вуглеводів

Усі вуглеводи можна розділити на дві групи: прості вуглеводи (моносахариди) та складні вуглеводи.

Прості вуглеводи (моносахариди)– це найпростіші вуглеводи, які не гідролізуються з утворенням більш простих вуглеводів.

Складні вуглеводи – це вуглеводи, молекули яких складаються з двох чи більше числа залишків моносахаридів і розкладаються на ці моносахариди при гідролізі.

2. Моносахариди

Моносахариди є сполуками зі змішаними функціями. Вони містять альдегідну або кетогрупу та кілька гідроксильних груп, тобто. є альдегідоспиртами або кетоноспиртами.

Моносахариди з альдегідною групою називаються альдозами,а з кетогрупою - кетозами.

За кількістю вуглецевих атомів у молекулі моносахариди поділяються на тетрози, пентози, гексозиі т.д.

Найбільше значеннясеред моносахаридів мають гексози та пентози.

Структура моносахаридів

Для зображення будови моносахаридів використовують проекційні Формули Фішера.У формулах Фішера ланцюг вуглецевих атомів розташовується в один ланцюг. Нумерація ланцюга починається з атома альдегідної групи (у разі альдоз) або з крайнього атома вуглецю, якого ближче розташована кетогрупа (у разі кетоз).

Залежно від просторового розташування атомів Н і ОН-груп у 4-го атома вуглецю у пентоз і 5-го атома вуглецю у гексоз моносахариди відносять до D - або L - ряду.

Моносахарид відносять до D – ряду, якщо ОН-група цих атомів розташовується праворуч від ланцюга.

Майже всі що зустрічаються у природі моносахариды ставляться до D – ряду.

Однак моносахариди можуть існувати також у циклічних формах. Циклічні форми гексоз та пентоз називають відповідно піранозними та фуранозними.

У розчинах моносахаридів встановлюється рухома рівновага між ациклічною та циклічною формами – таутомерія.

Циклічні форми прийнято зображати перспективними формулами Хеуорса.

У циклічних формах моносахаридів утворюється асиметричний атом вуглецю (С-1 у альдоз, С-2 у кетоз). Цей атом вуглецю називається аномерним.Якщо група ОН у аномерного атома розташовується під площиною, то утворюється α-аномер, протилежне розташування призводить до утворення β-аномера.

Фізичні властивості

Безбарвні кристалічні речовини, солодкі на смак, добре розчинні у воді, погано розчинні у спирті. Насолода моносахаридів різна. Наприклад, фруктоза солодша за глюкозу в 3 рази.

(Слайд 8 - 12.)

Хімічні властивості

Хімічні властивості моносахаридів зумовлені особливостями їхньої будови.

Розглянемо хімічні властивості з прикладу глюкози.

1. Реакції за участю альдегідної групи глюкози

а) відновлення (гідрування)з утворенням багатоатомного спирту сорбіту

СН=Про СН 2 ВІН

│ kat , t 0 │

(СНОН) 4 + Н 2 → (СНОН) 4

СН 2 ВІН СН 2 ВІН

б) окислення

реакція «срібного дзеркала»(з аміачним розчином оксиду срібла,t 0 ),

реакція з гідроксидом міді (II ) Cu (OH ) 2 у лужному середовищі,t 0 )

CH=O COOH

│ NH 4 OH, t 0 │

(CHOH ) 4 + Ag 2 O → (CHOH ) 4

CH 2 OH CH 2 OH

Продуктом окислення є глюконова кислота (сіль цієї кислоти – глюконат кальцію – відомий лікарський засіб).

CH = O COOH

│ t 0 │

(CHOH) 4 + 2Cu(OH) 2 → (CHOH) 4 + Cu 2 O↓ + 2H 2 O

│ блакитний │ цегляно-червоний

CH 2 OH CH 2 OH

Ці реакції є якісними на глюкозу як альдегід.

Під дією сильних окислювачів (наприклад азотної кислоти) утворюється двоосновна глюкарова кислота.

CH = O COOH

│ t 0 │

(CHOH ) 4 + HNO 3 → (CHOH ) 4

CH 2 OH COOH

2. Реакція глюкози за участю гідроксильних груп (тобто властивості глюкози як багатоатомного спирту)

а) взаємодія з Cu (OH ) 2 на холодіз утворенням глюконату міді (II) - якісна реакція на глюкозу як багатоатомний спирт.

3. Бродіння (ферментація) моносахаридів

а) спиртове бродіння

З 6 Н 12 Про 6 → 2С 2 Н 5 ВІН + 2СО 2

б) маслянокисле бродіння

З 6 Н 12 Про 6 → СН 3 ─СН 2 ─СН 2 ─СООН + 2Н 2 + 2СО 2

в) молочнокисле бродіння

З 6 Н 12 Про 6 → 2СН 3 ─ СН ─ СООН

ВІН

Біологічна роль глюкози

D-глюкоза (виноградний цукор) широко поширена у природі: міститься у винограді та інших плодах, у меді. Вона є обов'язковим компонентом крові та тканин тварин та безпосереднім джерелом енергії для клітинних реакцій. Рівень глюкози у крові людини постійний і у межах 0,08-0,11%. У всьому обсязі крові дорослої людини міститься 5-6 г глюкози. Такої кількості достатньо покриття енергетичних витрат організму протягом 15 хв. його життєдіяльності. При деяких патологіях, наприклад, при захворюванні цукровим діабетом, Вміст глюкози в крові підвищується, і надлишок її виводиться із сечею. При цьому кількість глюкози у сечі може зрости до 12% проти звичайного – 0,1%.

3. Дисахариди

(Слайд 13.)

Дисахариди –продукти конденсації двох моносахаридів

Найважливіші природні представники: сахароза (тростинний або буряковий цукор), мальтоза (солодовий цукор), лактоза (молочний цукор), целобіоз. Всі вони мають ту ж емпіричну формулу 12 Н 22 Про 11 , тобто. є ізомерами.

Дисахариди – типові цукроподібні вуглеводи; це тверді кристалічні речовини, що мають солодкі смаки.

(Слайд 14-15.)

Будова

1. Молекули дисахаридів можуть містити два залишки одного моносахариду або два залишки різних моносахаридів;

2. Зв'язки, що утворюються між залишками моносахаридів, можуть бути двох типів:

а) у освіті зв'язку беруть участь напівацетальні гідроксили обох молекул моносахаридів. Наприклад, утворення молекули цукрози;

б) у освіті зв'язку беруть участь напівацетальний гідроксил одного моносахариду та спиртовий гідроксил іншого моносахариду. Наприклад, утворення молекул мальтози, лактози та целобіози.

(Слайд 16-17.)

Хімічні властивості дисахаридів

1. Дисахариди, в молекулах яких зберігається напівацетальний гідроксил (мальтоза, лактоза, целобіозу), в розчинах частково перетворюються на відкриті альдегідні форми і вступають у реакції, характерні для альдегідів, зокрема в реакцію «срібного дзеркала» та з гідрокидом міді (II) . Такі дисахариди називають відновлюючими.

Дисахариди, в молекулах яких немає напівацетального гідроксилу (цукрозу) не можуть переходити у відкриті карбонільні групи. Такі дисахариди називаються невосстанавливающими(Не відновлюють Cu (OH) 2 і Ag 2 O).

2. Усі дисахариди є багатоатомними спиртами, їм характерні властивості багатоатомних спиртів, вони дають якісну реакцію багатоатомні спирти – реакція з Cu (OH ) 2 на холоду.

3. Усі дисахариди гідролізуються з утворенням моносахаридів:

Н + , t 0

С 12 Н 22 О 11 + Н 2 О → С 6 Н 12 О 6 + С 6 Н 12 О 6

сахароза глюкоза фруктоза

У живих організмах гідроліз йде під впливом ферментів.

4. Полісахариди

(Слайд 18 - 20.)

Полісахариди– високомолекулярні нецукроподібні вуглеводи, що містять від десяти до сотень тисяч залишків моносахаридів (зазвичай гексоз), пов'язаних з глікозидними зв'язками.

Найважливіші природні представники: крохмаль, глікоген, целюлоза. Це природні полімери (ВМС) мономером якого є глюкоза. Їх загальна емпірична формула (З 6 Н 10 5) n .

Крохмаль– аморфний порошок білого кольору, без смаку та запаху, погано розчинний у воді, гарячій водіутворює колоїдний розчин. Макромолекули крохмалю побудовані з великої кількостізалишків α-глюкози, пов'язаних α-1,4-глікозидними зв'язками.

Крохмаль складається з двох фракцій: амілози (20-30%) та амілопектину (70-80%).

Молекули амілози – дуже довгі нерозгалужені ланцюги, що складаються із залишків α-глюкози. Молекули амілопектину на відміну амілози сильно розгалужені.

Хімічні властивості крохмалю:

(Слайд 21.)

1. гідроліз

Н 2 Про ферменти

(З 6 Н 10 5) n → (З 6 Н 10 О 5) m → С 12 Н 22 О 11 → n C 6 H 12 O 6

крохмаль декстрини мальтоза глюкоза

Реакцію перетворення крохмалю на глюкозу при каталітичній дії сірчаної кислоти відкрив у 1811 р. російський учений К. Кірхгоф.

2. Якісна реакція на крохмаль

(З 6 Н 10 5) n + I 2 → комплексне з'єднаннясиньо-фіолетового кольору.

При нагріванні фарбування зникає (комплекс руйнується), при охолодженні з'являється знову.

Крохмаль – один із продуктів фотосинтезу, головна запасна поживна речовина рослин. Залишки глюкози в молекулах крохмалю з'єднані досить міцно і в той же час під дією ферментів можуть легко відщеплюватися. Щойно виникне потреба у джерелі енергії.

Глікоген– це еквівалент крохмалю, синтезований у тваринному організмі, тобто. це також резервний полісахарид, молекули якого побудовані з великої кількості залишків α-глюкози. Міститься глікоген головним чином у печінці м'язах.

Целюлоза або клітковина

Головна складова частина рослинної клітини, синтезується у рослинах (у деревині до 60% целюлози). Чиста целюлоза – біла волокниста речовина, без смаку та запаху, нерозчинна у воді.

Молекули целюлози – це довгі ланцюги, що складаються із залишків β-глюкози, які з'єднуються за рахунок утворення β-1,4-глікозидних зв'язків.

На відміну від молекул крохмалю целюлоза складається з нерозгалужених молекул як ниток, т.к. форма залишків β-глюкози виключає спіралізацію.

Целюлоза перестав бути продуктом харчування і більшості тварин, т.к. в їх організмах немає ферментів, що розщеплюють міцніші β-1,4-глікозидні зв'язки.

(Слайд 22-23.)

Хімічні властивості целюлози:

1. гідроліз

При тривалому нагріванні з мінеральними кислотами або під дією ферментів (у жуйних тварин та кролів) йде ступінчастий гідроліз:

Н 2 Про

(З 6 Н 10 5) n → y (З 6 Н 10 О 5) x → n /2 С 12 Н 22 О 11 → n C 6 H 12 O 6

целюлоза целобіозу β-глюкоза

2. освіта складних ефірів

а) взаємодія з неорганічними кислотами

б) взаємодія з органічними кислотами

3. горіння

(З 6 Н 10 5) n +6nO 2 → 6nCO 2 +5nH 2 O

4. термічне розкладання целюлози без доступу повітря:

t 0

(З 6 Н 10 5) n → деревне вугілля+Н 2 Про +леткі органічні речовини

Будучи складовою частиною деревини, целюлоза використовується в будівельному та столярній справі; як паливо; з деревини одержують папір, картон, етиловий спирт. У вигляді волокнистих матеріалів (бавовна, льон) целюлоза використовується виготовлення тканин, ниток. Ефіри целюлози йдуть виготовлення нітролаків, пластмас, медичного колодію, штучного волокна.