Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind Teil der Zellen und Gewebe aller pflanzlichen und tierischen Organismen und machen der Masse nach den Großteil der organischen Substanz auf der Erde aus. Kohlenhydrate machen etwa 80 % der Trockenmasse von Pflanzen und etwa 20 % von Tieren aus. Pflanzen synthetisieren Kohlenhydrate aus anorganischen Verbindungen - Kohlendioxid und Wasser (CO 2 und H 2 O).

Kohlenhydrate werden in zwei Gruppen eingeteilt: Monosaccharide (Monosen) und Polysaccharide (Polyosen).

Monosaccharide

Für eine detaillierte Untersuchung des Materials zur Klassifizierung von Kohlenhydraten, Isomerie, Nomenklatur, Struktur usw. müssen Sie sich die Animationsfilme "Kohlenhydrate. Genetisch D - eine Reihe von Zuckern" und "Aufbau von Haworths Formeln für D - Galaktose" (dieses Video ist nur auf verfügbar CD-ROM ). Die Begleittexte zu diesen Filmen wurden vollständig in dieses Unterkapitel übernommen und folgen weiter unten.

Kohlenhydrate. Genetische D-Serie von Zuckern

„Kohlenhydrate sind in der Natur weit verbreitet und erfüllen verschiedene wichtige Funktionen in lebenden Organismen. Sie liefern Energie für biologische Prozesse und sind auch das Ausgangsmaterial für die Synthese anderer Zwischen- oder Endmetaboliten im Körper. Kohlenhydrate haben eine allgemeine Formel C n (H 2 O) m woraus der Name dieser Naturstoffe stammt.

Kohlenhydrate werden in Einfachzucker oder Monosaccharide und Polymere dieser Einfachzucker oder Polysaccharide unterteilt. Unter den Polysacchariden sollte eine Gruppe von Oligosacchariden unterschieden werden, die 2 bis 10 Monosaccharidreste in einem Molekül enthalten. Dazu gehören insbesondere Disaccharide.

Monosaccharide sind heterofunktionelle Verbindungen. Ihre Moleküle enthalten gleichzeitig sowohl Carbonyl- (Aldehyd oder Keton) als auch mehrere Hydroxylgruppen, d. h. Monosaccharide sind Polyhydroxycarbonylverbindungen - Polyhydroxyaldehyde und Polyhydroxyketone. Abhängig davon werden Monosaccharide in Aldosen (das Monosaccharid enthält eine Aldehydgruppe) und Ketosen (die Ketogruppe ist enthalten) unterteilt. Beispielsweise ist Glukose eine Aldose und Fruktose eine Ketose.

(Glukose (Aldose))(Fruktose (Ketose))

Abhängig von der Anzahl der Kohlenstoffatome in einem Molekül wird ein Monosaccharid als Tetrose, Pentose, Hexose usw. bezeichnet. Wenn wir die letzten beiden Klassifizierungsarten kombinieren, dann ist Glukose Aldohexose und Fruktose Ketohexose. Die meisten natürlich vorkommenden Monosaccharide sind Pentosen und Hexosen.

Monosaccharide werden in Form von Fisher-Projektionsformeln dargestellt, d.h. in Form einer Projektion des tetraedrischen Modells von Kohlenstoffatomen auf die Zeichenebene. Die Kohlenstoffkette in ihnen ist vertikal geschrieben. Bei Aldosen steht die Aldehydgruppe oben, bei Ketosen die primäre Alkoholgruppe neben der Carbonylgruppe. Das Wasserstoffatom und die Hydroxylgruppe am asymmetrischen Kohlenstoffatom sind auf einer horizontalen Linie angeordnet. Im resultierenden Fadenkreuz zweier Geraden befindet sich ein asymmetrisches Kohlenstoffatom, das nicht durch ein Symbol gekennzeichnet ist. Von den oben liegenden Gruppen beginnt die Nummerierung der Kohlenstoffkette. (Lassen Sie uns ein asymmetrisches Kohlenstoffatom definieren: Es ist ein Kohlenstoffatom, das an vier verschiedene Atome oder Gruppen gebunden ist.)

Festlegung einer absoluten Konfiguration, d.h. die räumliche Anordnung von Substituenten an einem asymmetrischen Kohlenstoffatom ist eine sehr mühselige, bis vor einiger Zeit sogar unmögliche Aufgabe. Es ist möglich, Verbindungen zu charakterisieren, indem man ihre Konfigurationen mit denen von Referenzverbindungen vergleicht, d. h. Definieren Sie relative Konfigurationen.

Die relative Konfiguration von Monosacchariden wird durch den Konfigurationsstandard Glycerinaldehyd bestimmt, dem Ende des letzten Jahrhunderts willkürlich bestimmte Konfigurationen zugeordnet wurden, bezeichnet als D- und L - Glycerinaldehyde. Die Konfiguration des asymmetrischen Kohlenstoffatoms des am weitesten von der Carbonylgruppe entfernten Monosaccharids wird mit der Konfiguration ihrer asymmetrischen Kohlenstoffatome verglichen. In Pentosen ist dieses Atom das vierte Kohlenstoffatom ( Ab 4 ), in Hexosen - die fünfte ( Ab 5 ), d.h. vorletzte in der Kette von Kohlenstoffatomen. Wenn die Konfiguration dieser Kohlenstoffatome mit der Konfiguration übereinstimmt D - Glycerinaldehyd-Monosaccharid gehört D - in einer Reihe. Und umgekehrt, wenn es zur Konfiguration passt L - Glyzerinaldehyd bedenken, dass das Monosaccharid dazugehört L - Reihe. Symbol D bedeutet, dass sich die Hydroxylgruppe am entsprechenden asymmetrischen Kohlenstoffatom in der Fischer-Projektion rechts von der vertikalen Linie befindet, und das Symbol L - dass sich die Hydroxylgruppe auf der linken Seite befindet.

Genetische D-Serie von Zuckern

Der Vorfahr von Aldose ist Glycerinaldehyd. Betrachten Sie die genetische Verwandtschaft von Zuckern D - Reihe mit D - Glycerinaldehyd.

In der organischen Chemie gibt es ein Verfahren zur Erhöhung der Kohlenstoffkette von Monosacchariden durch sukzessives Einführen einer Gruppe

N-

ich Mit ich

-IST ER

zwischen der Carbonylgruppe und dem benachbarten Kohlenstoffatom. Einführung dieser Gruppe in das Molekül D - Glycerinaldehyd führt zu zwei diastereomeren Tetrosen - D - Erythrose und D - Baum. Dies liegt daran, dass ein neu in die Monosaccharidkette eingeführtes Kohlenstoffatom asymmetrisch wird. Aus dem gleichen Grund ergibt jede erhaltene Tetrose und dann Pentose, wenn ein weiteres Kohlenstoffatom in ihr Molekül eingeführt wird, auch zwei diastereomere Zucker. Diastereomere sind Stereoisomere, die sich in der Konfiguration eines oder mehrerer asymmetrischer Kohlenstoffatome unterscheiden.

So entsteht D – eine Reihe von Zuckern aus D - Glycerinaldehyd. Wie zu sehen ist, werden alle Mitglieder der oben genannten Serie erhalten D - Glycerinaldehyd, behielt sein asymmetrisches Kohlenstoffatom. Dies ist das letzte asymmetrische Kohlenstoffatom in der Kette von Kohlenstoffatomen der vorgestellten Monosaccharide.

Jede Aldose D -Zahl entspricht einem Stereoisomer L - eine Reihe, deren Moleküle sich als Objekt und unvereinbares Spiegelbild zueinander verhalten. Solche Stereoisomere werden Enantiomere genannt.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die obige Reihe von Aldohexosen nicht auf die vier gezeigten beschränkt ist. Wie oben gezeigt, von D - Ribose und D - Xylose, können Sie zwei weitere Paare diastereomerer Zucker erhalten. Wir haben uns jedoch nur auf Aldohexosen konzentriert, die in der Natur am häufigsten vorkommen.

Konstruktion von Haworth-Formeln für D-Galactose

„Gleichzeitig mit der Einführung des Konzepts der durch offenkettige Formeln beschriebenen Struktur von Glucose und anderen Monosacchariden als Polyhydroxyaldehyde oder Polyhydroxyketone in die organische Chemie begannen sich Tatsachen in der Chemie der Kohlenhydrate zu häufen, die vom Standpunkt solcher Strukturen aus schwer zu erklären waren Es stellte sich heraus, dass Glucose und andere Monosaccharide in Form von cyclischen Halbacetalen vorliegen, die durch intramolekulare Reaktion der entsprechenden funktionellen Gruppen gebildet werden.

Gewöhnliche Halbacetale werden durch die Wechselwirkung von Molekülen zweier Verbindungen gebildet - einem Aldehyd und einem Alkohol. Während der Reaktion wird die Doppelbindung der Carbonylgruppe gespalten, an der Bruchstelle werden das Wasserstoffatom der Hydroxylgruppe und der Rest des Alkohols angelagert. Cyclische Halbacetale werden durch die Wechselwirkung ähnlicher funktioneller Gruppen gebildet, die zum Molekül einer Verbindung gehören - einem Monosaccharid. Die Reaktion verläuft in die gleiche Richtung: Die Doppelbindung der Carbonylgruppe wird aufgebrochen, das Wasserstoffatom des Hydroxylatoms wird an den Carbonylsauerstoff addiert, und aufgrund der Bindung von Kohlenstoffatomen des Carbonyls und des Sauerstoffs des Carbonyls wird ein Zyklus gebildet Hydroxylgruppen.

Die stabilsten Halbacetale werden durch Hydroxylgruppen am vierten und fünften Kohlenstoffatom gebildet. Die resultierenden fünfgliedrigen und sechsgliedrigen Ringe werden als Furanose- bzw. Pyranoseformen von Monosacchariden bezeichnet. Diese Namen stammen von den Namen fünf- und sechsgliedriger heterocyclischer Verbindungen mit einem Sauerstoffatom im Zyklus - Furan und Pyran.

Monosaccharide, die eine zyklische Form haben, werden bequem durch die vielversprechenden Formeln von Haworth dargestellt. Sie sind idealisierte planare Fünf- und Sechsringe mit einem Sauerstoffatom im Ring, wodurch die gegenseitige Anordnung aller Substituenten relativ zur Ringebene erkennbar wird.

Betrachten Sie die Konstruktion von Haworth-Formeln anhand des Beispiels D - Galactose.

Um die Haworth-Formeln zu konstruieren, müssen zunächst die Kohlenstoffatome des Monosaccharids in der Fisher-Projektion nummeriert und nach rechts gedreht werden, sodass die Kette der Kohlenstoffatome eine horizontale Position einnimmt. Dann befinden sich die Atome und Gruppen, die sich in der Projektionsformel links befinden, oben und die rechts - unterhalb der horizontalen Linie und mit einem weiteren Übergang zu zyklischen Formeln - jeweils oberhalb und unterhalb der Ebene des Zyklus . In Wirklichkeit liegt die Kohlenstoffkette eines Monosaccharids nicht in einer geraden Linie, sondern nimmt im Raum eine gekrümmte Form an. Wie ersichtlich ist, ist das Hydroxyl am fünften Kohlenstoffatom deutlich von der Aldehydgruppe entfernt; eine zum Schließen des Rings ungünstige Position einnimmt. Um die funktionellen Gruppen näher zusammenzubringen, wird ein Teil des Moleküls um die Valenzachse, die das vierte und fünfte Kohlenstoffatom verbindet, um einen Valenzwinkel gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Durch diese Rotation nähert sich das Hydroxyl des fünften Kohlenstoffatoms der Aldehydgruppe, während die beiden anderen Substituenten ebenfalls ihre Position verändern – insbesondere befindet sich die CH 2 OH-Gruppe oberhalb der Kohlenstoffatomkette. Gleichzeitig dreht sich die Aldehydgruppe um s - die Bindung zwischen dem ersten und zweiten Kohlenstoffatom nähert sich dem Hydroxyl. Die angenäherten funktionellen Gruppen interagieren gemäß dem obigen Schema miteinander, was zur Bildung eines Halbacetals mit einem sechsgliedrigen Pyranosering führt.

Die resultierende Hydroxylgruppe wird als glykosidische Gruppe bezeichnet. Die Bildung eines cyclischen Halbacetals führt zum Auftreten eines neuen asymmetrischen Kohlenstoffatoms, das als anomer bezeichnet wird. Als Ergebnis werden zwei Diastereomere gebildet - A und B - Anomere, die sich nur in der Konfiguration des ersten Kohlenstoffatoms unterscheiden.

Die verschiedenen Konfigurationen des anomeren C-Atoms resultieren daraus, dass die Aldehydgruppe, die eine planare Konfiguration hat, durch Rotation um s - Verbindungen zwischen Fahrspuren mit den ersten und zweiten Kohlenstoffatomen bezieht sich auf das angreifende Reagens (Hydroxylgruppe) sowohl auf einer als auch auf gegenüberliegenden Seiten der Ebene. Die Hydroxylgruppe greift dann die Carbonylgruppe von beiden Seiten der Doppelbindung an, was zu Halbacetalen mit unterschiedlichen Konfigurationen des ersten Kohlenstoffatoms führt. Mit anderen Worten, der Hauptgrund für die gleichzeitige Bildung A und B -Anomere liegt in der Nicht-Stereoselektivität der diskutierten Reaktion.

a - Anomer, die Konfiguration des anomeren Zentrums ist dieselbe wie die Konfiguration des letzten asymmetrischen Kohlenstoffatoms, das die Zugehörigkeit bestimmt D - und L - in einer Reihe und b - anomer - gegenüber. Bei Aldopentose und Aldohexose D - Reihe in Haworths Formeln glykosidische Hydroxylgruppe y a - Anomer befindet sich unter der Ebene und y b - Anomere - über der Zyklusebene.

Nach ähnlichen Regeln erfolgt der Übergang zu den Furanoseformen von Haworth. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das Hydroxyl des vierten Kohlenstoffatoms an der Reaktion beteiligt ist und für die Konvergenz funktioneller Gruppen ein Teil des Moleküls herumgedreht werden muss s - Bindungen zwischen dem dritten und vierten Kohlenstoffatom und im Uhrzeigersinn, wodurch sich das fünfte und sechste Kohlenstoffatom unter der Zyklusebene befinden.

Die Namen der cyclischen Formen von Monosacchariden enthalten Hinweise auf die Konfiguration des anomeren Zentrums ( A oder B -), der Name des Monosaccharids und seiner Reihe ( D- oder L -) und Zyklusgröße (Furanose oder Pyranose). Zum Beispiel a, D - Galaktopyranose oder b, d - Galaktofuranose."

Erhalt

Glukose kommt in der Natur überwiegend in freier Form vor. Es ist auch eine strukturelle Einheit vieler Polysaccharide. Andere Monosaccharide im freien Zustand sind selten und hauptsächlich als Bestandteile von Oligo- und Polysacchariden bekannt. In der Natur wird Glukose als Ergebnis einer Photosynthesereaktion gewonnen:

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

Glukose wurde erstmals 1811 durch den russischen Chemiker G. E. Kirchhoff bei der Hydrolyse von Stärke gewonnen. Später schlug A. M. Butlerov die Synthese von Monosacchariden aus Formaldehyd in alkalischem Medium vor.

In der Industrie wird Glucose durch Hydrolyse von Stärke in Gegenwart von Schwefelsäure gewonnen.

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

Physikalische Eigenschaften

Monosaccharide sind feste Substanzen, gut löslich in Wasser, schwer löslich in Alkohol und völlig unlöslich in Ether. Wässrige Lösungen sind gegenüber Lackmus neutral. Die meisten Monosaccharide haben einen süßen Geschmack, aber weniger als Rübenzucker.

Chemische Eigenschaften

Monosaccharide weisen die Eigenschaften von Alkoholen und Carbonylverbindungen auf.

ICH. Reaktionen an der Carbonylgruppe

1. Oxidation.

a) Wie bei allen Aldehyden führt die Oxidation von Monosacchariden zu den entsprechenden Säuren. Wenn also Glucose mit einer Ammoniaklösung aus Silberhydroxid oxidiert wird, wird Gluconsäure gebildet (die „Silberspiegel“-Reaktion).

b) Auch die Reaktion von Monosacchariden mit Kupferhydroxid beim Erhitzen führt zu Aldonsäuren.

c) Stärkere Oxidationsmittel oxidieren nicht nur die Aldehydgruppe, sondern auch die primäre Alkoholgruppe zur Carboxylgruppe, was zu dibasischen Zucker(Aldarinsäuren) führt. Typischerweise wird für diese Oxidation konzentrierte Salpetersäure verwendet.

2. Wiederherstellung.

Die Reduktion von Zuckern führt zu mehrwertigen Alkoholen. Als Reduktionsmittel werden Wasserstoff in Gegenwart von Nickel, Lithiumaluminiumhydrid etc. verwendet.

3. Trotz der Ähnlichkeit der chemischen Eigenschaften von Monosacchariden mit Aldehyden reagiert Glucose nicht mit Natriumhydrosulfit ( NaHSO3).

II. Reaktionen an Hydroxylgruppen

Reaktionen an den Hydroxylgruppen von Monosacchariden werden in der Regel in halbacetaler (cyclischer) Form durchgeführt.

1. Alkylierung (Etherbildung).

Unter Einwirkung von Methylalkohol in Gegenwart von gasförmigem Chlorwasserstoff wird das Wasserstoffatom der glykosidischen Hydroxylgruppe durch eine Methylgruppe ersetzt.

Bei Verwendung stärkerer Alkylierungsmittel, wie z Zum Beispiel B. Methyljodid oder Dimethylsulfat, betrifft eine solche Umwandlung alle Hydroxylgruppen des Monosaccharids.

2. Acylierung (Bildung von Estern).

Wenn Essigsäureanhydrid auf Glucose einwirkt, entsteht ein Ester - Pentaacetylglucose.

3. Wie alle mehrwertigen Alkohole ist Glucose mit Kupferhydroxid ( II ) ergibt eine intensive blaue Farbe (qualitative Reaktion).

III. Spezifische Reaktionen

Darüber hinaus zeichnet sich Glukose durch einige spezifische Eigenschaften aus - Fermentationsprozesse. Fermentation ist der Abbau von Zuckermolekülen unter dem Einfluss von Enzymen (Enzymen). Zucker mit einem Vielfachen von drei Kohlenstoffatomen werden fermentiert. Es gibt viele Arten der Fermentation, von denen die bekanntesten die folgenden sind:

a) alkoholische Gärung

C 6 H 12 O 6 ® 2CH 3 -CH 2 OH (Ethylalkohol) + 2CO 2

b) Milchsäuregärung

c) Buttergärung

C6H12O6® CH3-CH2-CH2-COOH(Buttersäure) + 2 H 2 + 2 CO 2

Die erwähnten Arten der durch Mikroorganismen verursachten Fermentation sind von großer praktischer Bedeutung. Zum Beispiel Alkohol – für die Herstellung von Ethylalkohol, bei der Weinbereitung, beim Brauen usw. und Milchsäure – für die Herstellung von Milchsäure und fermentierten Milchprodukten.

Disaccharide

Disaccharide (Biosen) bilden bei der Hydrolyse zwei identische oder verschiedene Monosaccharide. Um die Struktur von Disacchariden zu bestimmen, muss man wissen: aus welchen Monosacchariden sie aufgebaut sind, wie die Konfiguration der anomeren Zentren in diesen Monosacchariden ist ( A oder B -), wie groß ist der Ring (Furanose oder Pyranose) und unter Beteiligung welcher Hydroxylgruppen werden zwei Monosaccharidmoleküle verknüpft.

Disaccharide werden in zwei Gruppen eingeteilt: reduzierend und nicht reduzierend.

Zu den reduzierenden Disacchariden zählen insbesondere die im Malz enthaltene Maltose (Malzzucker), d. gekeimt und dann getrocknete und zerkleinerte Getreidekörner.

(Maltose)

Maltose besteht aus zwei Resten D - Glucopyranosen, die durch eine (1–4)-glykosidische Bindung verbunden sind, d.h. das glykosidische Hydroxyl eines Moleküls und das Alkoholhydroxyl am vierten Kohlenstoffatom eines anderen Monosaccharidmoleküls nehmen an der Bildung einer Etherbindung teil. Ein anomeres Kohlenstoffatom ( Ab 1 ) an der Bildung dieser Bindung beteiligt hat a -Konfiguration, und ein anomeres Atom mit einem freien glykosidischen Hydroxyl (rot markiert) kann beides haben ein - (ein - Maltose) und b - Konfiguration (b - Maltose).

Maltose ist ein weißer Kristall, gut wasserlöslich, süß im Geschmack, aber viel weniger als Zucker (Saccharose).

Wie man sieht, enthält Maltose ein freies glykosidisches Hydroxyl, wodurch die Fähigkeit zur Ringöffnung und Überführung in die Aldehydform erhalten bleibt. In dieser Hinsicht ist Maltose in der Lage, für Aldehyde charakteristische Reaktionen einzugehen und insbesondere die "Silberspiegel" -Reaktion zu ergeben, weshalb sie als reduzierendes Disaccharid bezeichnet wird. Darüber hinaus geht Maltose viele Reaktionen ein, die für Monosaccharide charakteristisch sind, Zum Beispiel , bildet Ether und Ester (siehe chemische Eigenschaften von Monosacchariden).

Nicht reduzierende Disaccharide umfassen Saccharose (Rüben- oder ZuckerrohrZucker). Es kommt in Zuckerrohr, Zuckerrüben (bis zu 28 % der Trockenmasse), Pflanzensäfte und Früchte. Das Saccharose-Molekül besteht aus Anzeige - Glucopyranose und b, d - Fructofuranosen.

(Saccharose)

Im Gegensatz zu Maltose wird die glykosidische Bindung (1–2) zwischen Monosacchariden aufgrund der glykosidischen Hydroxylgruppen beider Moleküle gebildet, d. h. es gibt kein freies glykosidisches Hydroxyl. Als Ergebnis hat Saccharose keine reduzierende Fähigkeit, sie gibt keine "Silberspiegel"-Reaktion, daher wird sie als nicht reduzierende Disaccharide bezeichnet.

Saccharose ist eine weiße kristalline Substanz, süß im Geschmack, gut wasserlöslich.

Saccharose ist durch Reaktionen an Hydroxylgruppen gekennzeichnet. Wie alle Disaccharide wird Saccharose durch saure oder enzymatische Hydrolyse in die Monosaccharide umgewandelt, aus denen sie aufgebaut ist.

Polysaccharide

Die wichtigsten Polysaccharide sind Stärke und Zellulose (Faser). Sie werden aus Glucoseresten aufgebaut. Die allgemeine Formel für diese Polysaccharide ( C 6 H 10 O 5 k . Glykosidische (am C 1 -Atom) und alkoholische (am C 4 -Atom) Hydroxylgruppen nehmen üblicherweise an der Bildung von Polysaccharidmolekülen teil, d. h. es entsteht eine (1–4)-glykosidische Bindung.

Stärke

Stärke ist eine Mischung aus zwei Polysacchariden, die aus aufgebaut ist Anzeige - Glucopyranose-Verbindungen: Amylose (10-20 %) und Amylopektin (80-90 %). Stärke entsteht in Pflanzen bei der Photosynthese und lagert sich als „Reserve“-Kohlenhydrat in Wurzeln, Knollen und Samen ab. Beispielsweise enthalten Reis-, Weizen-, Roggen- und andere Getreidekörner 60-80% Stärke, Kartoffelknollen 15-20%. Eine verwandte Rolle in der Tierwelt spielt das Polysaccharid Glykogen, das hauptsächlich in der Leber „gespeichert“ wird.

Stärke ist ein weißes Pulver, das aus kleinen Körnern besteht und in kaltem Wasser unlöslich ist. Bei der Behandlung von Stärke mit warmem Wasser lassen sich zwei Fraktionen isolieren: eine in warmem Wasser lösliche Fraktion aus Amylose-Polysaccharid und eine erst in warmem Wasser zu einer Paste quellende Fraktion aus Amylopektin-Polysaccharid.

Amylose hat eine lineare Struktur, Anzeige - Glucopyranose-Reste sind durch (1–4)-glykosidische Bindungen verbunden. Die Elementarzelle der Amylose (und Stärke im Allgemeinen) wird wie folgt dargestellt:

Das Amylopektin-Molekül ist ähnlich aufgebaut, hat aber Verzweigungen in der Kette, wodurch eine räumliche Struktur entsteht. An Verzweigungspunkten sind Monosaccharidreste durch (1–6)-glykosidische Bindungen verbunden. Zwischen den Verzweigungspunkten befinden sich üblicherweise 20–25 Glucosereste.

(Amylopektin)

Stärke hydrolysiert leicht: Beim Erhitzen in Gegenwart von Schwefelsäure entsteht Glucose.

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

Je nach Reaktionsbedingungen kann die Hydrolyse stufenweise unter Bildung von Zwischenprodukten durchgeführt werden.

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

Eine qualitative Reaktion auf Stärke ist ihre Wechselwirkung mit Jod - eine intensive blaue Farbe wird beobachtet. Eine solche Verfärbung tritt auf, wenn ein Tropfen Jodlösung auf eine Kartoffelscheibe oder eine Scheibe Weißbrot gegeben wird.

Stärke geht nicht in die "Silberspiegel"-Reaktion ein.

Stärke ist ein wertvolles Lebensmittel. Um die Absorption zu erleichtern, werden stärkehaltige Produkte einer Wärmebehandlung unterzogen, d.h. Kartoffeln und Müsli werden gekocht, Brot wird gebacken. Die dabei durchgeführten Prozesse der Dextrinisierung (Bildung von Dextrinen) tragen zu einer besseren Aufnahme der Stärke durch den Körper und der anschließenden Hydrolyse zu Glukose bei.

In der Lebensmittelindustrie wird Stärke zur Herstellung von Wurst, Süßwaren und kulinarischen Produkten verwendet. Es wird auch verwendet, um Glukose zu gewinnen, bei der Herstellung von Papier, Textilien, Klebstoffen, Medikamenten usw.

Zellulose (Faser)

Zellulose ist das häufigste pflanzliche Polysaccharid. Es hat eine große mechanische Festigkeit und dient als Stützmaterial für Pflanzen. Holz enthält 50-70% Zellulose, Baumwolle ist fast reine Zellulose.

Wie Stärke ist die Struktureinheit der Zellulose D - Glucopyranose, deren Glieder durch (1-4)-glykosidische Bindungen verbunden sind. Zellulose unterscheidet sich jedoch von Stärke. b - die Konfiguration glykosidischer Bindungen zwischen Zyklen und eine streng lineare Struktur.

Zellulose besteht aus fadenförmigen Molekülen, die durch Wasserstoffbindungen von Hydroxylgruppen innerhalb der Kette sowie zwischen benachbarten Ketten zu Bündeln zusammengesetzt sind. Es ist diese Kettenpackung, die hohe mechanische Festigkeit, Fasergehalt, Wasserunlöslichkeit und chemische Trägheit bietet, was Cellulose zu einem idealen Material für den Aufbau von Zellwänden macht.

b - Die glykosidische Bindung wird durch menschliche Verdauungsenzyme nicht zerstört, daher kann Zellulose ihm nicht als Nahrung dienen, obwohl sie in einer gewissen Menge ein für die normale Ernährung notwendiger Ballaststoff ist. Wiederkäuer haben zelluloseverdauende Enzyme in ihren Mägen, daher verwenden Wiederkäuer Ballaststoffe als Nahrungsbestandteil.

Trotz der Unlöslichkeit von Cellulose in Wasser und üblichen organischen Lösungsmitteln ist sie in Schweitzers Reagenz (einer Lösung von Kupferhydroxid in Ammoniak) sowie in einer konzentrierten Lösung von Zinkchlorid und in konzentrierter Schwefelsäure löslich.

Zellulose wird wie Stärke einer Säurehydrolyse unterzogen, um Glucose zu bilden.

Zellulose ist ein mehrwertiger Alkohol, es gibt drei Hydroxylgruppen pro Einheitszelle des Polymers. Cellulose ist dabei durch Veresterungsreaktionen (Esterbildung) gekennzeichnet. Von größter praktischer Bedeutung sind Reaktionen mit Salpetersäure und Essigsäureanhydrid.

Vollständig veresterte Faser ist als Pyroxylin bekannt, das nach entsprechender Verarbeitung zu rauchfreiem Pulver wird. Je nach Nitrierungsbedingungen kann Cellulosedinitrat erhalten werden, das in der Technik als Kolloxylin bezeichnet wird. Es wird auch bei der Herstellung von Schießpulver und Festtreibstoffen verwendet. Darüber hinaus wird Zelluloid auf der Basis von Kolloxylin hergestellt.

Triacetylcellulose (oder Celluloseacetat) ist ein wertvolles Produkt zur Herstellung von nicht brennbarer Folie und Acetatseide. Dazu wird Celluloseacetat in einer Mischung aus Dichlormethan und Ethanol gelöst und diese Lösung durch Spinndüsen in einen warmen Luftstrom gepresst. Das Lösungsmittel verdunstet und die Ströme der Lösung verwandeln sich in hauchdünne Fäden aus Acetatseide.

Zellulose gibt keine "Silberspiegel"-Reaktion.

Wenn man über die Verwendung von Zellulose spricht, kann man nicht umhin zu sagen, dass eine große Menge Zellulose für die Herstellung verschiedener Papiere verbraucht wird. Papier ist eine dünne Schicht aus Faserfasern, die auf einer speziellen Papiermaschine verleimt und gepresst wird.

Aus dem Vorstehenden wird bereits deutlich, dass die Verwendung von Zellulose durch den Menschen so breit und vielfältig ist, dass der Verwendung von Produkten der chemischen Verarbeitung von Zellulose ein eigener Abschnitt gewidmet werden kann.

ENDE DES ABSCHNITTS

, je nach Herkunft, enthält 70-80% Zucker und grenzt an die Gruppe der Kohlenhydrate, die vom menschlichen Körper schlecht verdaulich sind Ballaststoffe und Pektine.

Kohlenhydrate sind zweifellos die Hauptenergiequelle aller vom Menschen aufgenommenen Lebensmittel. Im Durchschnitt machen sie 50 bis 70 % der täglichen Kalorienaufnahme aus. Trotz der Tatsache, dass eine Person deutlich mehr Kohlenhydrate als Fette und Proteine ​​zu sich nimmt, sind ihre Reserven im Körper gering. Das bedeutet, dass sie dem Körper regelmäßig zugeführt werden müssen.

Der Bedarf an Kohlenhydraten hängt sehr stark vom Energieumsatz des Körpers ab. Im Durchschnitt liegt der tägliche Bedarf an Kohlenhydraten bei einem erwachsenen Mann, der hauptsächlich geistige oder leichte körperliche Arbeit verrichtet, zwischen 300 und 500 g, bei Arbeitern und Sportlern ist er viel höher. Im Gegensatz zu Proteinen und bis zu einem gewissen Grad auch Fetten kann die Menge an Kohlenhydraten in der Ernährung deutlich reduziert werden, ohne dass dies der Gesundheit schadet. Wer abnehmen möchte, sollte darauf achten: Kohlenhydrate sind vor allem Energiewert. Wenn 1 g Kohlenhydrate im Körper oxidiert werden, werden 4,0 - 4,2 kcal freigesetzt. Daher ist es auf ihre Kosten am einfachsten, die Kalorienaufnahme zu regulieren.

Kohlenhydrate(Saccharide) ist der gebräuchliche Name für eine große Klasse natürlich vorkommender organischer Verbindungen. Die allgemeine Formel von Monosacchariden kann als C n (H 2 O) n geschrieben werden. In lebenden Organismen kommen Zucker mit 5 (Pentosen) und 6 (Hexosen) Kohlenstoffatomen am häufigsten vor.

Kohlenhydrate werden in Gruppen eingeteilt:

Einfache Kohlenhydrate sind leicht wasserlöslich und werden in grünen Pflanzen synthetisiert. Neben kleinen Molekülen kommen auch große in der Zelle vor, das sind Polymere. Polymere sind komplexe Moleküle, die aus separaten „Einheiten“ bestehen, die miteinander verbunden sind. Solche "Verbindungen" werden Monomere genannt. Stoffe wie Stärke, Zellulose und Chitin sind Polysaccharide – biologische Polymere.

Zu den Monosacchariden gehören Glukose und Fruktose, die Früchten und Beeren Süße verleihen. Der Lebensmittelzucker Saccharose besteht aus kovalent aneinander gebundener Glucose und Fructose. Saccharose-ähnliche Verbindungen werden als Disaccharide bezeichnet. Poly-, Di- und Monosaccharide werden gemeinsam als Kohlenhydrate bezeichnet. Kohlenhydrate sind Verbindungen, die vielfältige und oft völlig unterschiedliche Eigenschaften haben.

Tisch: Vielzahl von Kohlenhydraten und ihre Eigenschaften.

Gruppe der Kohlenhydrate	Beispiele für Kohlenhydrate	Wo treffen Sie sich	Eigenschaften
Monozucker	Ribose	RNS
	Desoxyribose	DNS
	Glucose	Zuckerrübe
	Fruchtzucker	Obst, Honig
	Galactose	Die Zusammensetzung von Milchlaktose
Oligosaccharide	Maltose	Malzzucker	Süß im Geschmack, wasserlöslich, kristallin,
	Saccharose	Rohrzucker
	Laktose	Milchzucker in Milch
Polysaccharide (aufgebaut aus linearen oder verzweigten Monosacchariden)	Stärke	Pflanzliche Speicherkohlenhydrate	Nicht süß, weiß, unlöslich in Wasser.
	Glykogen	Reserve tierische Stärke in der Leber und den Muskeln
	Faser (Zellulose)
	Chitin
	Murein	Wasser . Für viele menschliche Zellen (z. B. Gehirn- und Muskelzellen) stellt die über das Blut zugeführte Glukose die Hauptenergiequelle dar. Stärke und ein sehr ähnlicher Stoff tierischer Zellen – Glykogen – sind Glukosepolymere, sie dienen dazu, sie im Inneren zu speichern die Zelle. 2. strukturelle Funktion, das heißt, sie sind am Aufbau verschiedener Zellstrukturen beteiligt. Polysaccharid Zellulose bildet die Zellwände von Pflanzenzellen, zeichnet sich durch Härte und Steifigkeit aus und ist einer der Hauptbestandteile von Holz. Weitere Bestandteile sind Hemicellulose, die ebenfalls zu den Polysacchariden gehört, und Lignin (es hat keine Kohlenhydratnatur). Chitin erfüllt auch strukturelle Funktionen. Chitin erfüllt unterstützende und schützende Funktionen, aus denen die Zellwände der meisten Bakterien bestehen Murein Peptidoglycan- Die Zusammensetzung dieser Verbindung enthält Reste sowohl von Monosacchariden als auch von Aminosäuren. 3. Kohlenhydrate spielen eine schützende Rolle in Pflanzen (Zellwände, bestehend aus Zellwänden toter Zellen, Schutzformationen - Stacheln, Stacheln usw.). Die allgemeine Formel von Glucose ist C 6 H 12 O 6, es ist ein Aldehydalkohol. Glukose kommt in vielen Früchten, Pflanzensäften und Blütennektar sowie im Blut von Menschen und Tieren vor. Der Glukosegehalt im Blut wird auf einem bestimmten Niveau gehalten (0,65-1,1 g pro l). Wenn es künstlich gesenkt wird, beginnen die Gehirnzellen, akuten Hunger zu erfahren, was zu Ohnmacht, Koma und sogar zum Tod führen kann. Auch eine dauerhafte Erhöhung des Blutzuckers ist überhaupt nicht sinnvoll: Gleichzeitig entwickelt sich Diabetes mellitus. Säugetiere, einschließlich Menschen, können Glukose aus bestimmten Aminosäuren und Abbauprodukten von Glukose selbst, wie Milchsäure, synthetisieren. Anders als Pflanzen und Mikroben wissen sie nicht, wie man Glukose aus Fettsäuren gewinnt. Umwandlungen von Stoffen. Überschüssiges Protein ------ Kohlenhydrate Überschüssiges Fett ----- Kohlenhydrate

Erinnern!

Welche Substanzen werden als biologische Polymere bezeichnet?

Dies sind Polymere - hochmolekulare Verbindungen, die Bestandteil lebender Organismen sind. Proteine, einige Kohlenhydrate, Nukleinsäuren.

Welche Bedeutung haben Kohlenhydrate in der Natur?

Fruktose ist in der Natur weit verbreitet - Fruchtzucker, der viel süßer ist als andere Zucker. Dieses Monosaccharid verleiht Pflanzenfrüchten und Honig einen süßen Geschmack. Das in der Natur am häufigsten vorkommende Disaccharid – Saccharose oder Rohrzucker – besteht aus Glukose und Fruktose. Es wird aus Zuckerrohr oder Zuckerrüben gewonnen. Stärke für Pflanzen und Glykogen für Tiere und Pilze sind eine Reserve an Nährstoffen und Energie. Zellulose und Chitin erfüllen in Organismen strukturelle und schützende Funktionen. Zellulose oder Faser bildet die Wände von Pflanzenzellen. Bezogen auf die Gesamtmasse nimmt es unter allen organischen Verbindungen den ersten Platz auf der Erde ein. Chitin ist in seiner Struktur der Zellulose sehr ähnlich, die die Grundlage des äußeren Skeletts von Arthropoden bildet und Bestandteil der Zellwand von Pilzen ist.

Nennen Sie die Ihnen bekannten Proteine. Welche Funktionen erfüllen sie?

Hämoglobin ist ein Blutprotein, das Gase im Blut transportiert

Myosin - Muskelprotein, Muskelkontraktion

Kollagen - Protein von Sehnen, Haut, Elastizität, Dehnbarkeit

Casein ist ein Milchprotein

Überprüfen Sie Fragen und Aufgaben

1. Welche chemischen Verbindungen werden Kohlenhydrate genannt?

Dies ist eine umfangreiche Gruppe natürlicher organischer Verbindungen. In tierischen Zellen machen Kohlenhydrate nicht mehr als 5 % der Trockenmasse aus, und in einigen Pflanzenzellen (z. B. Knollen oder Kartoffeln) erreicht ihr Gehalt 90 % des Trockenrückstands. Kohlenhydrate werden in drei Hauptklassen eingeteilt: Monosaccharide, Disaccharide und Polysaccharide.

2. Was sind Mono- und Disaccharide? Nenne Beispiele.

Monosaccharide bestehen aus Monomeren, organischen Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht. Die Monosaccharide Ribose und Desoxyribose sind Bestandteile von Nukleinsäuren. Das häufigste Monosaccharid ist Glukose. Glukose kommt in den Zellen aller Organismen vor und ist eine der Hauptenergiequellen für Tiere. Wenn sich zwei Monosaccharide in einem Molekül verbinden, wird eine solche Verbindung als Disaccharid bezeichnet. Das häufigste Disaccharid in der Natur ist Saccharose oder Rohrzucker.

3. Welches einfache Kohlenhydrat dient als Monomer von Stärke, Glykogen, Zellulose?

4. Aus welchen organischen Verbindungen bestehen Proteine?

Lange Proteinketten werden aus nur 20 verschiedenen Arten von Aminosäuren aufgebaut, die einen gemeinsamen Bauplan haben, sich aber in der Struktur des Rests voneinander unterscheiden. Verbindende Aminosäuremoleküle bilden sogenannte Peptidbindungen. Die zwei Polypeptidketten, aus denen das Pankreashormon Insulin besteht, enthalten 21 und 30 Aminosäurereste. Dies sind einige der kürzesten „Wörter“ in der Protein-„Sprache“. Myoglobin ist ein Protein, das Sauerstoff im Muskelgewebe bindet und aus 153 Aminosäuren besteht. Das Kollagenprotein, das die Grundlage der bindegewebigen Kollagenfasern bildet und für deren Festigkeit sorgt, besteht aus drei Polypeptidketten, die jeweils etwa 1000 Aminosäurereste enthalten.

5. Wie entstehen sekundäre und tertiäre Proteinstrukturen?

In Form einer Spirale verdreht, erhält der Proteinfaden eine höhere Organisationsebene - eine Sekundärstruktur. Schließlich wickelt sich das Polypeptid zu einer Spirale (Kügelchen) zusammen. Diese Tertiärstruktur des Proteins ist seine biologisch aktive Form, die eine individuelle Spezifität aufweist. Für eine Reihe von Proteinen ist die Tertiärstruktur jedoch nicht endgültig. Die Sekundärstruktur ist eine zu einer Helix verdrehte Polypeptidkette. Für eine stärkere Wechselwirkung in der Sekundärstruktur erfolgt eine intramolekulare Wechselwirkung mit Hilfe von –S–S–-Sulfidbrücken zwischen den Windungen der Helix. Dies gewährleistet die Festigkeit dieser Struktur. Die Tertiärstruktur ist eine sekundäre Spiralstruktur, die zu Kügelchen - kompakten Klumpen - verdreht ist. Diese Strukturen sorgen im Vergleich zu anderen organischen Molekülen für maximale Festigkeit und größere Häufigkeit in Zellen.

6. Nennen Sie die Ihnen bekannten Funktionen von Proteinen. Wie lässt sich die vorhandene Vielfalt an Proteinfunktionen erklären?

Eine der Hauptfunktionen von Proteinen ist enzymatisch. Enzyme sind Proteine, die chemische Reaktionen in lebenden Organismen katalysieren. Eine enzymatische Reaktion ist eine chemische Reaktion, die nur in Gegenwart eines Enzyms abläuft. Ohne ein Enzym findet in lebenden Organismen nicht eine einzige Reaktion statt. Die Arbeit von Enzymen ist streng spezifisch, jedes Enzym hat sein eigenes Substrat, das es spaltet. Wie ein „Schlüssel zum Schloss“ nähert sich das Enzym seinem Substrat. Das Urease-Enzym reguliert also den Abbau von Harnstoff, das Amylase-Enzym reguliert Stärke und die Protease-Enzyme regulieren Proteine. Daher wird für Enzyme der Ausdruck "Wirkungsspezifität" verwendet.

Proteine ​​erfüllen auch verschiedene andere Funktionen in Organismen: Struktur, Transport, Motor, Regulation, Schutz, Energie. Die Funktionen von Proteinen sind sehr zahlreich, da sie der Vielfalt der Erscheinungsformen des Lebens zugrunde liegen. Es ist ein Bestandteil biologischer Membranen, des Transports von Nährstoffen wie Hämoglobin, der Muskelfunktion, der Hormonfunktion, der Körperabwehr - der Arbeit von Antigenen und Antikörpern und anderer wichtiger Funktionen im Körper.

7. Was ist Proteindenaturierung? Was kann eine Denaturierung verursachen?

Denaturierung ist eine Verletzung der räumlichen Tertiärstruktur von Proteinmolekülen unter dem Einfluss verschiedener physikalischer, chemischer, mechanischer und anderer Faktoren. Physikalische Faktoren sind Temperatur, Strahlung Chemische Faktoren sind die Einwirkung beliebiger Chemikalien auf Proteine: Lösungsmittel, Säuren, Laugen, konzentrierte Substanzen usw. Mechanische Faktoren - Schütteln, Druck, Dehnen, Verdrehen usw.

Denken! Erinnern!

1. Erklären Sie anhand der Erkenntnisse aus dem Studium der Pflanzenbiologie, warum in pflanzlichen Organismen deutlich mehr Kohlenhydrate vorkommen als in Tieren.

Da die Grundlage der Lebens-Pflanzenernährung die Photosynthese ist, ist dies der Prozess der Bildung komplexer organischer Verbindungen von Kohlenhydraten aus einfacherem anorganischem Kohlendioxid und Wasser. Das wichtigste Kohlenhydrat, das von Pflanzen für die Lufternährung synthetisiert wird, ist Glukose, es kann auch Stärke sein.

2. Welche Krankheiten können zu einer Verletzung der Umwandlung von Kohlenhydraten im menschlichen Körper führen?

Die Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels erfolgt hauptsächlich durch Hormone und das zentrale Nervensystem. Glucocorticosteroide (Cortison, Hydrocortison) verlangsamen den Glukosetransport in die Gewebezellen, Insulin beschleunigt ihn; Adrenalin stimuliert den Prozess der Zuckerbildung aus Glykogen in der Leber. Die Großhirnrinde spielt auch eine gewisse Rolle bei der Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels, da psychogene Faktoren die Zuckerbildung in der Leber steigern und eine Hyperglykämie verursachen.

Der Zustand des Kohlenhydratstoffwechsels kann anhand des Zuckergehalts im Blut (normalerweise 70-120 mg%) beurteilt werden. Bei einer Zuckerbelastung steigt dieser Wert an, erreicht dann aber schnell die Norm. Störungen des Kohlenhydratstoffwechsels treten bei verschiedenen Erkrankungen auf. Bei Insulinmangel tritt also Diabetes mellitus auf.

Eine Abnahme der Aktivität eines der Enzyme des Kohlenhydratstoffwechsels - Muskelphosphorylase - führt zu Muskeldystrophie.

3. Es ist bekannt, dass, wenn die Nahrung kein Protein enthält, trotz des ausreichenden Kaloriengehalts der Nahrung das Wachstum bei Tieren stoppt, sich die Zusammensetzung des Blutes ändert und andere pathologische Phänomene auftreten. Was ist der Grund für solche Verstöße?

Es gibt nur 20 verschiedene Arten von Aminosäuren im Körper, die einen gemeinsamen Bauplan haben, sich aber im Aufbau des Rests voneinander unterscheiden, sie bilden verschiedene Eiweißmoleküle, wenn man keine Proteine ​​verwendet, zum Beispiel essentielle, die es nicht können werden im Körper selbst gebildet, müssen aber mit der Nahrung aufgenommen werden. Ohne Proteine ​​können sich also viele Proteinmoleküle im Körper selbst nicht bilden und krankhafte Veränderungen können nicht auftreten. Das Wachstum wird durch das Wachstum von Knochenzellen gesteuert, die Basis jeder Zelle ist Protein; Hämoglobin ist das Hauptprotein im Blut, das den Transport der wichtigsten Gase im Körper (Sauerstoff, Kohlendioxid) sicherstellt.

4. Erklären Sie die Schwierigkeiten, die während einer Organtransplantation auftreten, basierend auf der Kenntnis der Spezifität von Proteinmolekülen in jedem Organismus.

Proteine ​​sind das genetische Material, da sie die Struktur der DNA und RNA des Körpers enthalten. Somit haben Proteine ​​​​in jedem Organismus genetische Eigenschaften, die Information von Genen ist in ihnen verschlüsselt, dies ist die Schwierigkeit bei der Transplantation von fremden (nicht verwandten) Organismen, da sie unterschiedliche Gene und damit Proteine ​​​​haben.

In diesem Material werden wir solche Informationen vollständig verstehen wie:

• Was sind Kohlenhydrate?
• Was sind die „richtigen“ Kohlenhydratquellen und wie bindet man sie in die Ernährung ein?
• Was ist der glykämische Index?
• Wie ist der Abbau von Kohlenhydraten?
• Werden sie nach der Verarbeitung wirklich zu Körperfett?

Beginnend mit der Theorie

Kohlenhydrate (auch Saccharide genannt) sind organische Verbindungen natürlichen Ursprungs, die überwiegend in der Pflanzenwelt vorkommen. Sie werden in Pflanzen während der Photosynthese gebildet und sind in fast allen pflanzlichen Lebensmitteln enthalten. Kohlenhydrate umfassen Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff. Kohlenhydrate gelangen hauptsächlich mit der Nahrung in den menschlichen Körper (in Getreide, Obst, Gemüse, Hülsenfrüchten und anderen Produkten enthalten) und werden auch aus bestimmten Säuren und Fetten hergestellt.

Kohlenhydrate sind nicht nur die Hauptquelle menschlicher Energie, sondern erfüllen auch eine Reihe weiterer Funktionen:

Betrachtet man Kohlenhydrate natürlich nur unter dem Gesichtspunkt des Aufbaus von Muskelmasse, dann fungieren sie als bezahlbare Energiequelle. Im Allgemeinen ist die Energiereserve im Körper in Fettdepots enthalten (ca. 80%), in Protein - 18% und Kohlenhydrate machen nur 2% aus.

Wichtig: Kohlenhydrate reichern sich in Verbindung mit Wasser im menschlichen Körper an (1g Kohlenhydrate benötigt 4g Wasser). Fettdepots benötigen jedoch kein Wasser, daher ist es einfacher, sie anzusammeln und sie dann als Backup-Energiequelle zu verwenden.

Alle Kohlenhydrate können in zwei Arten unterteilt werden (siehe Bild): einfache (Monosaccharide und Disaccharide) und komplexe (Oligosaccharide, Polysaccharide, Ballaststoffe).

Monosaccharide (einfache Kohlenhydrate)

Sie enthalten eine Zuckergruppe, zum Beispiel: Glucose, Fructore, Galactose. Und jetzt über jeden im Detail.

Glucose- ist der wichtigste "Brennstoff" des menschlichen Körpers und versorgt das Gehirn mit Energie. Es ist auch an der Bildung von Glykogen beteiligt, und für die normale Funktion der roten Blutkörperchen werden etwa 40 g Glukose pro Tag benötigt. Zusammen mit der Nahrung nimmt eine Person etwa 18 g zu sich, und die Tagesdosis beträgt 140 g (notwendig für das reibungslose Funktionieren des zentralen Nervensystems).

Es stellt sich natürlich die Frage, woher der Körper dann die für seine Arbeit notwendige Menge an Glukose bezieht? Über alles in Ordnung. Im menschlichen Körper ist alles bis ins kleinste Detail durchdacht und Glukosereserven werden in Form von Glykogenverbindungen gespeichert. Und sobald der Körper „auftanken“ muss, wird ein Teil der Moleküle gespalten und verbraucht.

Der Glukosespiegel im Blut ist ein relativ konstanter Wert und wird durch ein spezielles Hormon (Insulin) reguliert. Sobald eine Person viele Kohlenhydrate zu sich nimmt und der Glukosespiegel stark ansteigt, übernimmt Insulin, was die Menge auf das erforderliche Niveau senkt. Und Sie müssen sich keine Gedanken über die Menge der verzehrten Kohlenhydrate machen, es gelangt genau so viel in den Blutkreislauf, wie der Körper (aufgrund der Arbeit des Insulins) benötigt.

Glukosereiche Lebensmittel sind:

• Trauben - 7,8 %;
• Kirschen und Süßkirschen - 5,5 %;
• Himbeere - 3,9 %;
• Kürbis - 2,6 %;
• Karotte - 2,5%.

Wichtig: Die Süße von Glukose erreicht 74 Einheiten und Saccharose - 100 Einheiten.

Fructose ist ein natürlich vorkommender Zucker, der in Obst und Gemüse vorkommt. Es ist jedoch wichtig, sich daran zu erinnern, dass der Verzehr großer Mengen von Fruktose nicht nur nicht vorteilhaft, sondern auch schädlich ist. Riesige Mengen Fruktose gelangen in den Darm und bewirken eine verstärkte Insulinausschüttung. Und wenn Sie jetzt keine aktive körperliche Aktivität ausüben, wird die gesamte Glukose in Form von Körperfett gespeichert. Die Hauptquellen für Fruktose sind Lebensmittel wie:

• Trauben und Äpfel;
• Melonen und Birnen;

Fruktose ist viel süßer als Glukose (2,5-mal), aber trotzdem zerstört sie die Zähne nicht und verursacht keine Karies. Galactose kommt fast nirgendwo in freier Form vor, aber meistens ist es ein Bestandteil von Milchzucker, genannt Lactose.

Disaccharide (einfache Kohlenhydrate)

Die Zusammensetzung von Disacchariden umfasst immer einfache Zucker (in der Menge von 2 Molekülen) und ein Molekül Glukose (Saccharose, Maltose, Laktose). Schauen wir uns jeden von ihnen genauer an.

Saccharose besteht aus Fruktose- und Glukosemolekülen. Meistens findet man ihn im Alltag in Form von gewöhnlichem Zucker, den wir beim Kochen verwenden und einfach in den Tee geben. Es ist also dieser Zucker, der sich in der Unterhautfettschicht ablagert, also sollte man sich auch bei Tee nicht von der konsumierten Menge hinreißen lassen. Die Hauptquellen für Saccharose sind Zucker und Rüben, Pflaumen und Marmelade, Eiscreme und Honig.

Maltose ist eine Verbindung aus 2 Glukosemolekülen, die in großen Mengen in Produkten wie Bier, Jungem, Honig, Melasse und Süßwaren enthalten sind. Laktose hingegen kommt vor allem in Milchprodukten vor und wird im Darm aufgespalten und in Galactose und Glucose umgewandelt. Die meiste Laktose ist in Milch, Hüttenkäse und Kefir enthalten.

Wir haben also die einfachen Kohlenhydrate herausgefunden, es ist Zeit, zu den komplexen überzugehen.

Komplexe Kohlenhydrate

Alle komplexen Kohlenhydrate lassen sich in zwei Kategorien einteilen:

• Diejenigen, die verdaut werden (Stärke);
• Diejenigen, die nicht verdaut werden (Ballaststoffe).

Stärke ist die Hauptkohlenhydratquelle, die der Ernährungspyramide zugrunde liegt. Das meiste davon findet sich in Getreide, Hülsenfrüchten und Kartoffeln. Die Hauptquellen für Stärke sind Buchweizen, Haferflocken, Graupen sowie Linsen und Erbsen.

Wichtig: Verwenden Sie Ofenkartoffeln in Ihrer Ernährung, die reich an Kalium und anderen Mineralien sind. Dies ist besonders wichtig, da Stärkemoleküle beim Kochen aufquellen und den Gebrauchswert des Produktes mindern. Das heißt, das Produkt kann zunächst 70% enthalten und nach dem Kochen möglicherweise nicht mehr 20%.

Ballaststoffe spielen eine sehr wichtige Rolle für das Funktionieren des menschlichen Körpers. Mit seiner Hilfe wird die Arbeit des Darms und des gesamten Magen-Darm-Trakts insgesamt normalisiert. Außerdem schafft es den notwendigen Nährboden für die Entwicklung wichtiger Mikroorganismen im Darm. Der Körper verdaut praktisch keine Ballaststoffe, sorgt aber für ein schnelles Sättigungsgefühl. Gemüse, Obst und Vollkornbrot (die reich an Ballaststoffen sind) werden verwendet, um Fettleibigkeit vorzubeugen (weil sie schnell ein Sättigungsgefühl erzeugen).

Kommen wir nun zu anderen Prozessen im Zusammenhang mit Kohlenhydraten.

Wie der Körper Kohlenhydrate speichert

Die Kohlenhydratreserven im menschlichen Körper befinden sich in den Muskeln (2/3 der Gesamtmenge) und der Rest in der Leber. Der Gesamtvorrat reicht nur für 12-18 Stunden. Und wenn Sie die Reserven nicht auffüllen, beginnt der Körper zu verknappen und synthetisiert die benötigten Substanzen aus Proteinen und Stoffwechselzwischenprodukten. Infolgedessen können die Glykogenspeicher in der Leber erheblich erschöpft sein, was zur Ablagerung von Fetten in ihren Zellen führt.

Aus Versehen reduzieren viele Menschen, die für ein „effektiveres“ Ergebnis abnehmen, die Menge der aufgenommenen Kohlenhydrate erheblich, in der Hoffnung, dass der Körper die Fettreserven aufbraucht. Tatsächlich gehen Proteine ​​​​zuerst und erst dann Fettablagerungen. Es ist wichtig zu bedenken, dass eine große Menge Kohlenhydrate nur dann zu einer schnellen Gewichtszunahme führt, wenn sie in großen Portionen aufgenommen werden (und sie müssen auch schnell absorbiert werden).

Kohlenhydratstoffwechsel

Der Kohlenhydratstoffwechsel hängt davon ab, wie viel Glukose sich im Kreislaufsystem befindet, und wird in drei Arten von Prozessen unterteilt:

• Glykolyse - Glukose wird zusammen mit anderen Zuckern abgebaut, wonach die erforderliche Energiemenge erzeugt wird;
• Glykogenese - Glykogen und Glucose werden synthetisiert;
• Glykoneogenese - Bei der Spaltung von Glycerin, Aminosäuren und Milchsäure in Leber und Nieren wird die notwendige Glukose gebildet.

Am frühen Morgen (nach dem Aufwachen) sinken die Blutzuckerreserven aus einem einfachen Grund stark ab - dem Mangel an Nahrung in Form von Obst, Gemüse und anderen glukosehaltigen Lebensmitteln. Der Körper wird auch von seinen eigenen Kräften gespeist, von denen 75% im Prozess der Glykolyse durchgeführt werden und 25% auf die Glukoneogenese entfallen. Das heißt, es stellt sich heraus, dass die Morgenzeit als optimal angesehen wird, um die vorhandenen Fettreserven als Energiequelle zu nutzen. Und wenn Sie diese leichten Cardio-Belastungen hinzufügen, können Sie ein paar zusätzliche Pfunde loswerden.

Kommen wir nun endlich zum praktischen Teil der Frage, nämlich: Welche Kohlenhydrate sind gut für Sportler und in welcher optimalen Menge sollten sie verzehrt werden?

Kohlenhydrate und Bodybuilding: wer, was, wie viel

Ein paar Worte zum glykämischen Index

Wenn es um Kohlenhydrate geht, kann man den Begriff „glykämischer Index“ nicht übersehen – also die Geschwindigkeit, mit der Kohlenhydrate aufgenommen werden. Es ist ein Indikator für die Geschwindigkeit, mit der ein bestimmtes Produkt die Menge an Glukose im Blut erhöhen kann. Der höchste glykämische Index liegt bei 100 und bezieht sich auf die Glukose selbst. Der Körper beginnt nach dem Verzehr von Lebensmitteln mit einem hohen glykämischen Index, Kalorien zu speichern und lagert Fettdepots unter der Haut ab. So sind alle Lebensmittel mit hohem GI treue Begleiter, um schnell überflüssige Pfunde zuzunehmen.

Produkte mit einem niedrigen GI-Index sind eine Quelle von Kohlenhydraten, die den Körper lange, konstant und gleichmäßig ernähren und eine systematische Aufnahme von Glukose ins Blut gewährleisten. Mit ihrer Hilfe können Sie den Körper optimal auf ein langfristiges Sättigungsgefühl einstellen und den Körper auf die aktive körperliche Anstrengung im Fitnessstudio vorbereiten. Es gibt sogar spezielle Tabellen für Lebensmittel, die den glykämischen Index auflisten (siehe Bild).

Der Bedarf des Körpers an Kohlenhydraten und die richtigen Quellen

Es ist also der Moment gekommen, in dem wir herausfinden, wie viele Kohlenhydrate Sie in Gramm zu sich nehmen müssen. Es ist logisch anzunehmen, dass Bodybuilding ein sehr energieaufwändiger Prozess ist. Wenn die Trainingsqualität also nicht leiden soll, müssen Sie Ihrem Körper eine ausreichende Menge an „langsamen“ Kohlenhydraten (ca. 60-65 %) zuführen.

• Dauer der Ausbildung;
• Belastungsintensität;
• Stoffwechselrate im Körper.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Sie nicht unter die 100-g-Grenze pro Tag gehen müssen und auch 25-30 g Reserve haben müssen, die auf Ballaststoffe entfallen.

Denken Sie daran, dass eine normale Person etwa 250-300 g Kohlenhydrate pro Tag zu sich nimmt. Für diejenigen, die im Fitnessstudio mit Gewichten trainieren, erhöht sich die Tagesrate und erreicht 450-550 g. Aber sie müssen immer noch richtig und zur richtigen Zeit (morgens) verwendet werden. Warum musst du das so machen? Das Schema ist einfach: In der ersten Tageshälfte (nach dem Schlafen) sammelt der Körper Kohlenhydrate an, um seinen Körper damit zu „füttern“ (was für Muskelglykogen notwendig ist). Die restliche Zeit (nach 12 Stunden) werden Kohlenhydrate ruhig in Form von Fett abgelagert. Halten Sie sich also an die Regel: Morgens mehr, abends weniger. Nach dem Training ist es wichtig, sich an die Regeln des Protein-Kohlenhydrat-Fensters zu halten.

Wichtig: Protein-Kohlenhydrat-Fenster - ein kurzer Zeitraum, in dem der menschliche Körper in der Lage ist, eine erhöhte Menge an Nährstoffen aufzunehmen (zur Wiederherstellung von Energie und Muskeln).

Es ist bereits klar geworden, dass der Körper ständig Nahrung in Form von „richtigen“ Kohlenhydraten erhalten muss. Um die quantitativen Werte zu verstehen, betrachten Sie die folgende Tabelle.

Das Konzept der „richtigen“ Kohlenhydrate umfasst solche Substanzen, die eine hohe biologische Wertigkeit (Menge Kohlenhydrate / 100 g Produkt) und einen niedrigen glykämischen Index haben. Dazu gehören Produkte wie:

• Gebackene oder gekochte Kartoffeln in ihrer Schale;
• Verschiedene Getreidearten (Haferflocken, Gerste, Buchweizen, Weizen);
• Backwaren aus Vollkornmehl und mit Kleie;
• Teigwaren (aus Hartweizen);
• fruktose- und glukosearme Früchte (Grapefruits, Äpfel, Pampelmuse);
• Gemüse ist faserig und stärkehaltig (Rüben und Karotten, Kürbisse und Zucchini).

Dies sind die Lebensmittel, die in Ihrer Ernährung enthalten sein sollten.

Der ideale Zeitpunkt, um Kohlenhydrate zu konsumieren

Die beste Zeit, um eine Dosis Kohlenhydrate zu sich zu nehmen, ist:

• Zeit nach dem Morgenschlaf;
• Vor dem Training;
• Nach dem Training;
• Während eines Trainings.

Außerdem ist jede der Perioden wichtig und unter ihnen gibt es keine mehr oder weniger passende. Auch am Morgen kannst du neben gesunden und langsamen Kohlenhydraten etwas Süßes essen (eine kleine Menge schneller Kohlenhydrate).

Bevor Sie zum Training gehen (2-3 Stunden), müssen Sie den Körper mit Kohlenhydraten mit einem durchschnittlichen glykämischen Index füttern. Essen Sie zum Beispiel Nudeln oder Mais-/Reisbrei. Dadurch wird die notwendige Energieversorgung für die Muskeln und das Gehirn bereitgestellt.

Während des Trainings im Fitnessstudio können Sie eine Zwischenernährung verwenden, dh kohlenhydrathaltige Getränke trinken (alle 20 Minuten 200 ml). Dies hat einen doppelten Nutzen:

• Auffüllen der Flüssigkeitsreserven im Körper;
• Auffüllung des Muskelglykogendepots.

Nach dem Training nimmt man am besten einen reichhaltigen Protein-Kohlenhydrat-Shake zu sich und isst nach 1-1,5 Stunden nach Trainingsende eine reichhaltige Mahlzeit. Am besten eignen sich dafür Buchweizen- oder Gerstenbrei oder Kartoffeln.

Jetzt ist es an der Zeit, über die Rolle zu sprechen, die Kohlenhydrate beim Muskelaufbau spielen.

Helfen Kohlenhydrate beim Muskelaufbau?

Es ist allgemein anerkannt, dass nur Proteine ​​​​der Baustoff für Muskeln sind und nur sie zum Aufbau von Muskelmasse aufgenommen werden müssen. Tatsächlich ist dies nicht ganz richtig. Darüber hinaus helfen Kohlenhydrate nicht nur beim Muskelaufbau, sondern auch beim Abnehmen. All dies ist jedoch nur möglich, wenn sie richtig konsumiert werden.

Wichtig: Damit der Körper 0,5 kg Muskeln hat, müssen Sie 2500 Kalorien verbrennen. Natürlich können Proteine ​​​​eine solche Menge nicht liefern, also kommen Kohlenhydrate zur Rettung. Sie versorgen den Körper mit der nötigen Energie und schützen Proteine ​​vor Zerstörung, sodass sie als Bausteine ​​für die Muskulatur dienen können. Außerdem tragen Kohlenhydrate zur schnellen Fettverbrennung bei. Dies liegt daran, dass eine ausreichende Menge an Kohlenhydraten zum Verbrauch von Fettzellen beiträgt, die während des Trainings ständig verbrannt werden.

Zu bedenken ist auch, dass je nach Trainingsstand des Sportlers seine Muskeln einen größeren Vorrat an Glykogen speichern können. Um Muskelmasse aufzubauen, müssen Sie 7 g Kohlenhydrate pro Kilogramm Körper zu sich nehmen. Vergessen Sie nicht, dass, wenn Sie mehr Kohlenhydrate zu sich nehmen, auch die Intensität der Belastung erhöht werden muss.

Damit Sie alle Eigenschaften von Nährstoffen vollständig verstehen und verstehen, was und wie viel Sie zu sich nehmen müssen (abhängig von Alter, körperlicher Aktivität und Geschlecht), lesen Sie die folgende Tabelle sorgfältig durch.

• Gruppe 1 - überwiegend geistige / sitzende Tätigkeit.
• Gruppe 2 - Dienstleistungssektor / aktive sitzende Tätigkeit.
• Gruppe 3 - Arbeiten mittlerer Schwere - Schlosser, Maschinenbediener.
• Gruppe 4 - harte Arbeit - Bauarbeiter, Ölmänner, Metallurgen.
• Gruppe 5 - sehr harte Arbeit - Bergleute, Stahlarbeiter, Lader, Sportler während der Wettkampfzeit.

Und jetzt die Ergebnisse

Damit die Effektivität des Trainings immer top ist und Sie dafür viel Kraft und Energie haben, ist es wichtig, sich an bestimmte Regeln zu halten:

• Die Ernährung sollte zu 65-70% aus Kohlenhydraten bestehen und diese müssen mit einem niedrigen glykämischen Index „richtig“ sein;
• Vor dem Training müssen Sie nach dem Training Lebensmittel mit durchschnittlichen GI-Indikatoren konsumieren - mit niedrigem GI;
• Das Frühstück sollte so dicht wie möglich sein, und am Morgen müssen Sie den größten Teil der täglichen Kohlenhydratdosis zu sich nehmen.
• Überprüfen Sie beim Kauf von Produkten die glykämische Indextabelle und wählen Sie diejenigen mit mittleren und niedrigen GI-Werten;
• Wenn Sie Lebensmittel mit hohen GI-Werten (Honig, Marmelade, Zucker) essen möchten, tun Sie dies besser morgens;
• Nehmen Sie mehr Getreide in Ihre Ernährung auf und essen Sie es regelmäßig;
• Denken Sie daran, dass Kohlenhydrate Proteinassistenten beim Aufbau von Muskelmasse sind. Wenn Sie also lange Zeit kein greifbares Ergebnis erzielen, müssen Sie Ihre Ernährung und die Menge der konsumierten Kohlenhydrate überprüfen.
• Essen Sie nicht süße Früchte und Ballaststoffe;
• Denken Sie an Vollkornbrot sowie Ofenkartoffeln mit Schale;
• Füllen Sie Ihren Wissensvorrat über Gesundheit und Bodybuilding ständig auf.

Wenn Sie diese einfachen Regeln befolgen, steigt Ihre Energie spürbar und die Effektivität des Trainings wird steigen.

Anstelle eines Fazits

Als Ergebnis möchte ich sagen, dass Sie das Training sinnvoll und mit Sachkenntnis angehen müssen. Das heißt, Sie müssen sich nicht nur daran erinnern, welche Übungen, wie man sie macht und wie viele Ansätze. Achten Sie aber auch auf die Ernährung, denken Sie an Proteine, Fette, Kohlenhydrate und Wasser. Schließlich ist es die Kombination aus richtigem Training und hochwertiger Ernährung, die es Ihnen ermöglicht, Ihr Ziel – einen schönen, athletischen Körper – schnell zu erreichen. Produkte sollten nicht nur ein Set sein, sondern ein Mittel, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Denken Sie also nicht nur in der Halle, sondern auch beim Essen.

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Kohlenhydrate in Lebensmitteln.

Kohlenhydrate sind die wichtigste und leicht zugängliche Energiequelle für den menschlichen Körper. Alle Kohlenhydrate sind komplexe Moleküle bestehend aus Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O), der Name kommt von den Wörtern „Kohle“ und „Wasser“.

Von den uns bekannten Hauptenergiequellen können drei unterschieden werden:

Kohlenhydrate (bis zu 2 % der Reserven)
- Fette (bis zu 80% der Reserven)
- Proteine ​​(bis zu 18 % der Bestände )

Kohlenhydrate sind der schnellste Brennstoff, der hauptsächlich zur Energieerzeugung verwendet wird, aber ihre Reserven sind sehr gering (im Durchschnitt 2 % der Gesamtmenge). Ihre Ansammlung erfordert viel Wasser (um 1 g Kohlenhydrate zu speichern, werden 4 g Wasser benötigt), und für die Ablagerung von Fetten ist kein Wasser erforderlich.

Die Hauptvorräte an Kohlenhydraten werden im Körper in Form von Glykogen (ein komplexes Kohlenhydrat) gespeichert. Der größte Teil seiner Masse befindet sich in den Muskeln (ca. 70 %), der Rest in der Leber (30 %).
Alle weiteren Funktionen der Kohlenhydrate sowie deren chemische Struktur erfährst du hier

Kohlenhydrate in Lebensmitteln werden wie folgt klassifiziert.

Arten von Kohlenhydraten.

Kohlenhydrate werden in einer einfachen Klassifizierung in zwei Hauptklassen unterteilt: einfach und komplex. Einfache wiederum bestehen aus Monosacchariden und Oligosacchariden, komplexe aus Polysacchariden und faserige.

Einfache Kohlenhydrate.

Monosaccharide

Glucose("Traubenzucker", Dextrose).
Glucose- das wichtigste aller Monosaccharide, da es die Struktureinheit der meisten diätetischen Di- und Polysaccharide ist. Glukose ist im menschlichen Körper die wichtigste und vielseitigste Energiequelle für Stoffwechselvorgänge. Alle Zellen des tierischen Körpers haben die Fähigkeit, Glukose aufzunehmen. Gleichzeitig haben nicht alle Zellen des Körpers, sondern nur einige ihrer Typen die Fähigkeit, andere Energiequellen zu nutzen - zum Beispiel freie Fettsäuren und Glycerin, Fruktose oder Milchsäure. Im Stoffwechsel werden sie in einzelne Monosaccharidmoleküle zerlegt, die im Laufe mehrstufiger chemischer Reaktionen in andere Stoffe umgewandelt und schließlich zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert werden – als „Brennstoff“ für die Zellen. Glukose ist ein wesentlicher Bestandteil des Stoffwechsels Kohlenhydrate. Bei einer Abnahme des Blutspiegels oder einer hohen Konzentration und der Unfähigkeit zur Anwendung, wie dies bei Diabetes der Fall ist, tritt Schläfrigkeit auf, und es kann zu Bewusstlosigkeit (hypoglykämisches Koma) kommen.
Glukose „in reiner Form“, als Monosaccharid, kommt in Gemüse und Obst vor. Besonders reich an Glukose sind Weintrauben - 7,8 %, Kirschen, Kirschen - 5,5 %, Himbeeren - 3,9 %, Erdbeeren - 2,7 %, Pflaumen - 2,5 %, Wassermelonen - 2,4 %. Von den Gemüsesorten findet man die meiste Glukose im Kürbis – 2,6 %, im Weißkohl – 2,6 %, in Karotten – 2,5 %.
Glucose ist weniger süß als das bekannteste Disaccharid Saccharose. Wenn wir die Süße von Saccharose mit 100 Einheiten annehmen, dann beträgt die Süße von Glukose 74 Einheiten.

Fruktose(Fruchtzucker).
Fruktose ist eine der häufigsten Kohlenhydrate Früchte. Im Gegensatz zu Glukose kann es ohne Beteiligung von Insulin (einem Hormon, das den Blutzuckerspiegel senkt) aus dem Blut in die Gewebezellen gelangen. Aus diesem Grund wird Fruktose als sicherste Quelle empfohlen. Kohlenhydrate für Diabetiker. Ein Teil der Fruktose gelangt in die Leberzellen, die sie in einen universelleren "Brennstoff" umwandeln - Glukose, so dass Fruktose auch den Blutzucker erhöhen kann, wenn auch in viel geringerem Maße als andere einfache Zucker. Fruktose wird leichter in Fett umgewandelt als Glukose. Der Hauptvorteil von Fructose besteht darin, dass sie 2,5-mal süßer als Glucose und 1,7-mal süßer als Saccharose ist. Seine Verwendung anstelle von Zucker kann die Gesamtaufnahme reduzieren Kohlenhydrate.
Die Hauptquellen für Fruktose in Lebensmitteln sind Weintrauben – 7,7 %, Äpfel – 5,5 %, Birnen – 5,2 %, Kirschen, Süßkirschen – 4,5 %, Wassermelonen – 4,3 %, schwarze Johannisbeeren – 4,2 %, Himbeeren – 3,9 %, Erdbeeren – 2,4 % %, Melonen - 2,0 %. In Gemüse ist der Fruktosegehalt gering – von 0,1 % in Rüben bis 1,6 % in Weißkohl. Fructose ist in Honig enthalten - etwa 3,7%. Fructose, die eine viel höhere Süße als Saccharose hat, verursacht nachweislich keine Karies, die durch Zuckerkonsum gefördert wird.

Galaktose(eine Art Milchzucker).
Galaktose kommt in Produkten nicht in freier Form vor. Es bildet ein Disaccharid mit Glukose - Laktose (Milchzucker) - der Hauptbestandteil Kohlenhydrat Milch und Milchprodukte.

Oligosaccharide

Saccharose(Haushaltszucker).
Saccharose ist ein Disaccharid (aus zwei Komponenten bestehendes Kohlenhydrat), das aus Glukose- und Fruktosemolekülen gebildet wird. Die häufigste Art von Saccharose ist - Zucker. Der Gehalt an Saccharose in Zucker beträgt 99,5 %, tatsächlich ist Zucker reine Saccharose.
Zucker wird im Magen-Darm-Trakt schnell abgebaut, Glucose und Fructose werden ins Blut aufgenommen und dienen als Energielieferant und wichtigste Vorstufe von Glykogen und Fetten. Er wird oft als „leerer Kalorienträger“ bezeichnet, da Zucker rein ist Kohlenhydrat und enthält keine anderen Nährstoffe, wie zum Beispiel Vitamine, Mineralsalze. Von den pflanzlichen Produkten findet sich die meiste Saccharose in Rüben – 8,6 %, Pfirsichen – 6,0 %, Melonen – 5,9 %, Pflaumen – 4,8 %, Mandarinen – 4,5 %. In Gemüse, mit Ausnahme von Rüben, wird in Karotten ein erheblicher Gehalt an Saccharose festgestellt - 3,5%. In anderen Gemüsesorten liegt der Saccharosegehalt zwischen 0,4 und 0,7 %. Neben Zucker selbst sind die Hauptquellen für Saccharose in Lebensmitteln Marmelade, Honig, Süßwaren, süße Getränke und Eiscreme.

Laktose(Milch Zucker).
Laktose durch die Wirkung des Enzyms im Magen-Darm-Trakt zu Glukose und Galaktose abgebaut Laktase. Ein Mangel an diesem Enzym führt bei manchen Menschen zu einer Milchunverträglichkeit. Unverdaute Laktose dient als guter Nährstoff für die Darmflora. Gleichzeitig ist eine reichliche Gasbildung möglich, der Magen „schwillt an“. In fermentierten Milchprodukten wird der größte Teil der Laktose zu Milchsäure fermentiert, sodass Menschen mit Laktasemangel fermentierte Milchprodukte ohne unangenehme Folgen vertragen können. Darüber hinaus hemmen Milchsäurebakterien in fermentierten Milchprodukten die Aktivität der Darmflora und reduzieren die unerwünschten Wirkungen von Laktose.
Galactose, die beim Abbau von Lactose entsteht, wird in der Leber in Glucose umgewandelt. Bei einem angeborenen erblichen Mangel oder Fehlen eines Enzyms, das Galaktose in Glukose umwandelt, entwickelt sich eine schwere Krankheit - Galaktosämie , was zu geistiger Behinderung führt.
Der Laktosegehalt in Kuhmilch beträgt 4,7%, in Hüttenkäse - von 1,8% bis 2,8%, in Sauerrahm - von 2,6 bis 3,1%, in Kefir - von 3,8 bis 5,1%, in Joghurts - etwa 3%.

Maltose(Malzzucker).
Entsteht, wenn sich zwei Glukosemoleküle verbinden. Enthalten in Produkten wie: Malz, Honig, Bier, Melasse, Back- und Süßwaren, die unter Zusatz von Melasse hergestellt werden.

Sportler sollten die Einnahme von Glukose in reiner Form und Lebensmittel, die reich an Einfachzucker sind, in großen Mengen vermeiden, da sie den Prozess der Fettbildung auslösen.

Komplexe Kohlenhydrate.

Komplexe Kohlenhydrate bestehen hauptsächlich aus sich wiederholenden Einheiten von Glukoseverbindungen. (Glucose-Polymere)

Polysaccharide

Pflanzliche Polysaccharide (Stärke).
Stärke- das wichtigste der verdauten Polysaccharide, es ist eine komplexe Kette, die aus Glucose besteht. Es macht bis zu 80 % der mit der Nahrung aufgenommenen Kohlenhydrate aus. Stärke ist ein komplexes oder "langsames" Kohlenhydrat, daher ist es die bevorzugte Energiequelle sowohl für die Gewichtszunahme als auch für die Gewichtsabnahme. Stärke wird im Magen-Darm-Trakt hydrolysiert (Zersetzung eines Stoffes unter Wassereinwirkung) in Dextrine (Stärkebruchstücke) und damit in Glukose zerlegt und in dieser Form bereits vom Körper aufgenommen.
Die Stärkequelle sind pflanzliche Produkte, hauptsächlich Getreide: Getreide, Mehl, Brot und Kartoffeln. Getreide enthält die meiste Stärke: von 60 % in Buchweizen (Kern) bis 70 % in Reis. Von den Getreiden findet sich die geringste Menge an Stärke in Haferflocken und ihren verarbeiteten Produkten: Haferflocken, Herkules-Haferflocken - 49%. Nudeln enthalten 62 bis 68 % Stärke, Roggenmehlbrot je nach Sorte 33 % bis 49 %, Weizenbrot und andere Produkte aus Weizenmehl - 35 bis 51 % Stärke, Mehl - 56 (Roggen) bis 68 % (Weizenprämie). Auch Hülsenfrüchte enthalten viel Stärke – von 40 % in Linsen bis 44 % in Erbsen. Und es kann auch ein nicht geringer Stärkegehalt in Kartoffeln festgestellt werden (15-18%).

Tierische Polysaccharide (Glykogen).
Glykogen-besteht aus stark verzweigten Ketten von Glukosemolekülen. Nach einer Mahlzeit beginnt eine große Menge Glukose in den Blutkreislauf zu gelangen und der menschliche Körper speichert überschüssige Glukose in Form von Glykogen. Wenn der Blutzuckerspiegel zu sinken beginnt (zum Beispiel während des Trainings), baut der Körper Glykogen mit Hilfe von Enzymen ab, wodurch der Glukosespiegel normal bleibt und die Organe (einschließlich der Muskeln während des Trainings) genug davon für die Energieproduktion bekommen . Glykogen lagert sich hauptsächlich in der Leber und den Muskeln ab und kommt in geringen Mengen in tierischen Produkten vor (2-10 % in der Leber, 0,3-1 % im Muskelgewebe). Die Gesamtzufuhr an Glykogen beträgt 100-120 g.Beim Bodybuilding zählt nur das im Muskelgewebe enthaltene Glykogen.

faserig

Ballaststoffe (unverdaulich, faserig)
Ballaststoffe oder Ballaststoffe bezieht sich auf Nährstoffe, die wie Wasser und Mineralsalze dem Körper keine Energie liefern, aber eine große Rolle in seinem Leben spielen. Ballaststoffe, die hauptsächlich in pflanzlichen Lebensmitteln enthalten sind, die wenig oder sehr wenig Zucker enthalten. Es wird normalerweise mit anderen Nährstoffen kombiniert.

Arten von Fasern.

Cellulose und Hemicellulose
Zellulose enthalten in Vollkornmehl, Kleie, Kohl, Babyerbsen, grünen und Wachsbohnen, Brokkoli, Rosenkohl, Gurkenschalen, Paprika, Äpfeln, Karotten.
Hemicellulose gefunden in Kleie, Getreide, unraffiniertem Getreide, Rüben, Rosenkohl, senfgrünen Trieben.
Zellulose und Hemizellulose absorbieren Wasser und erleichtern so die Aktivität des Dickdarms. Im Wesentlichen "volumen" sie den Abfall und bewegen ihn schneller durch den Dickdarm. Das beugt nicht nur Verstopfung vor, sondern schützt auch vor Divertikulose, krampfartiger Kolitis, Hämorrhoiden, Darmkrebs und Krampfadern.

Lignin
Diese Art von Ballaststoffen findet sich in Frühstückszerealien, Kleie, altem Gemüse (wenn Gemüse gelagert wird, steigt der Ligningehalt darin und es ist weniger verdaulich), sowie in Auberginen, grünen Bohnen, Erdbeeren, Erbsen und Radieschen.
Lignin verringert die Verdaulichkeit anderer Fasern. Darüber hinaus bindet es an Gallensäuren, hilft, den Cholesterinspiegel zu senken und beschleunigt die Nahrungspassage durch den Darm.

Gummi und Pektin
Komödie gefunden in Haferflocken und anderen Haferprodukten, in getrockneten Bohnen.
Pektin vorhanden in Äpfeln, Zitrusfrüchten, Karotten, Blumenkohl und Kohl, getrockneten Erbsen, grünen Bohnen, Kartoffeln, Erdbeeren, Erdbeeren, Fruchtgetränken.
Gummi und Pektin beeinflussen die Resorptionsprozesse im Magen und Dünndarm. Durch die Bindung an Gallensäuren reduzieren sie die Fettaufnahme und senken den Cholesterinspiegel. Sie verzögern die Magenentleerung und verlangsamen durch Umhüllen des Darms die Aufnahme von Zucker nach einer Mahlzeit, was für Diabetiker sinnvoll ist, da es die erforderliche Insulindosis reduziert.

Wenn man die Arten von Kohlenhydraten und ihre Funktionen kennt, stellt sich die folgende Frage:

Welche Kohlenhydrate und wie viel essen?

In den meisten Produkten sind Kohlenhydrate der Hauptbestandteil, daher sollte es keine Probleme geben, sie aus der Nahrung zu gewinnen, daher machen Kohlenhydrate den Großteil der täglichen Ernährung der meisten Menschen aus.
Kohlenhydrate, die mit der Nahrung in unseren Körper gelangen, haben drei Stoffwechselwege:

1) Glykogenese(Die komplexe Kohlenhydratnahrung, die in unseren Magen-Darm-Trakt gelangt, wird in Glukose zerlegt und dann in Form von komplexen Kohlenhydraten - Glykogen - in Muskel- und Leberzellen gespeichert und als Backup-Ernährungsquelle verwendet, wenn die Konzentration von Glukose im Blut ansteigt ist niedrig)
2) Gluconeogenese(der Bildungsprozess in der Leber und der kortikalen Substanz der Nieren (etwa 10%) - Glukose, aus Aminosäuren, Milchsäure, Glycerin)
3) Glykolyse(Abbau von Glukose und anderen Kohlenhydraten unter Energiefreisetzung)

Der Stoffwechsel von Kohlenhydraten wird hauptsächlich durch das Vorhandensein von Glukose im Blutkreislauf bestimmt, dieser wichtigen und vielseitigen Energiequelle des Körpers. Das Vorhandensein von Glukose im Blut hängt von der letzten Mahlzeit und der Nährstoffzusammensetzung der Nahrung ab. Das heißt, wenn Sie kürzlich gefrühstückt haben, ist die Glukosekonzentration im Blut hoch, wenn Sie längere Zeit nichts essen, ist sie niedrig. Weniger Glukose - weniger Energie im Körper, das ist offensichtlich, weshalb es auf nüchternen Magen zu einem Zusammenbruch kommt. Zu einem Zeitpunkt, an dem der Glukosegehalt im Blut niedrig ist, und dies sehr gut in den Morgenstunden beobachtet wird, nach einem langen Schlaf, in dem Sie den Gehalt an verfügbarer Glukose im Blut durch Portionen kohlenhydrathaltiger Nahrung nicht aufrechterhalten haben Der Körper wird im Hungerzustand mit Hilfe der Glykolyse wieder aufgefüllt - 75% und 25% mit Hilfe der Glukoneogenese, dh dem Abbau komplex gespeicherter Kohlenhydrate sowie Aminosäuren, Glycerin und Milchsäure.
Außerdem spielt das Pankreashormon eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Glukosekonzentration im Blut. Insulin. Insulin ist ein Transporthormon, das überschüssige Glukose zu Muskelzellen und anderen Geweben des Körpers transportiert und dadurch den maximalen Glukosespiegel im Blut reguliert. Bei übergewichtigen Menschen, die sich nicht an ihre Diät halten, wandelt Insulin überschüssige Kohlenhydrate aus der Nahrung in Fett im Körper um, dies ist hauptsächlich charakteristisch für schnelle Kohlenhydrate.
Um aus der ganzen Vielfalt der Lebensmittel die richtigen Kohlenhydrate auszuwählen, wird ein solches Konzept verwendet als - glykämischer Index.

Glykämischer Index ist die Absorptionsrate von Kohlenhydraten aus der Nahrung in den Blutkreislauf und die Insulinreaktion der Bauchspeicheldrüse. Es zeigt die Wirkung von Lebensmitteln auf den Blutzuckerspiegel. Dieser Index wird auf einer Skala von 0 bis 100 gemessen, er hängt von der Art der Produkte ab, verschiedene Kohlenhydrate werden unterschiedlich verdaut, einige schnell, und dementsprechend haben sie einen hohen glykämischen Index, andere langsam, der Standard für eine schnelle Absorption ist reine Glukose , es hat einen glykämischen Index von 100.

Der GI eines Produkts hängt von mehreren Faktoren ab:

- Art der Kohlenhydrate (einfache Kohlenhydrate haben einen hohen GI, komplexe Kohlenhydrate haben einen niedrigen GI)
- Die Menge an Ballaststoffen (je mehr Ballaststoffe in der Nahrung enthalten sind, desto niedriger ist der GI)
- Die Art und Weise, wie Lebensmittel verarbeitet werden (z. B. steigt der GI während der Wärmebehandlung)
- Der Gehalt an Fetten und Proteinen (je mehr davon in Lebensmitteln, desto niedriger der GI)

Es gibt viele verschiedene Tabellen, die den glykämischen Index von Lebensmitteln bestimmen, hier ist eine davon:

Die glykämische Indextabelle für Lebensmittel ermöglicht es Ihnen, die richtigen Entscheidungen zu treffen, wenn Sie auswählen, welche Lebensmittel Sie in Ihre tägliche Ernährung aufnehmen und welche Sie bewusst ausschließen möchten.
Das Prinzip ist einfach: Je höher der glykämische Index, desto seltener nehmen Sie solche Lebensmittel in Ihre Ernährung auf. Umgekehrt gilt: Je niedriger der glykämische Index, desto häufiger essen Sie diese Lebensmittel.

Aber auch bei so wichtigen Mahlzeiten kommen uns schnelle Kohlenhydrate zugute:

- morgens (nach einem langen Schlaf ist die Glukosekonzentration im Blut sehr niedrig und muss so schnell wie möglich wieder aufgefüllt werden, um zu verhindern, dass der Körper mit Hilfe von Aminosäuren die notwendige Energie für das Leben erhält, durch Zerstörung von Muskelfasern)
- und nach dem Training (wenn der Energieverbrauch für intensive körperliche Arbeit die Glukosekonzentration im Blut erheblich verringert, ist es nach dem Training ideal, Kohlenhydrate schneller zu sich zu nehmen, um sie so schnell wie möglich wieder aufzufüllen und Katabolismus zu verhindern)

Wie viel Kohlenhydrate essen?

Beim Bodybuilding und Fitness sollten Kohlenhydrate mindestens 50 % aller Nährstoffe ausmachen (wir sprechen natürlich nicht vom „Trocknen“ oder Abnehmen).
Es gibt viele Gründe, sich mit vielen Kohlenhydraten aufzuladen, besonders wenn es um vollwertige, unverarbeitete Lebensmittel geht. Zunächst müssen Sie jedoch verstehen, dass die Fähigkeit des Körpers, sie anzusammeln, eine gewisse Grenze hat. Stellen Sie sich einen Gastank vor: Er kann nur eine bestimmte Anzahl Liter Benzin aufnehmen. Wenn Sie versuchen, mehr hineinzugießen, wird der Überschuss unweigerlich verschüttet. Sobald die Kohlenhydratspeicher in die erforderliche Menge an Glykogen umgewandelt wurden, beginnt die Leber, ihren Überschuss in Fett zu verarbeiten, das dann unter der Haut und in anderen Teilen des Körpers gespeichert wird.
Die Menge an Muskelglykogen, die Sie speichern können, hängt davon ab, wie viel Muskelmasse Sie haben. So wie einige Benzintanks größer sind als andere, unterscheiden sich die Muskeln von Person zu Person. Je muskulöser du bist, desto mehr Glykogen kann dein Körper speichern.
Um sicherzustellen, dass Sie die richtige Menge an Kohlenhydraten zu sich nehmen – nicht mehr als Sie sollten – berechnen Sie Ihre tägliche Kohlenhydrataufnahme mit der folgenden Formel. Um Muskelmasse pro Tag aufzubauen, sollten Sie Folgendes einnehmen:

7g Kohlenhydrate pro Kilogramm Körpergewicht (multiplizieren Sie Ihr Gewicht in Kilogramm mit 7).

Indem Sie Ihre Kohlenhydrataufnahme auf das erforderliche Niveau erhöhen, müssen Sie zusätzliches Krafttraining hinzufügen. Reichlich Kohlenhydratmengen während des Bodybuildings versorgen Sie mit mehr Energie, sodass Sie härter und länger trainieren und bessere Ergebnisse erzielen können.
Sie können Ihre tägliche Ernährung berechnen, indem Sie diesen Artikel genauer studieren.