Дать характеристику жиров углеводов витаминов

Функции белков, жиров, углеводов и витаминов в организме человека

В этой статье мы поговорим с вами о важности для человеческого организма белков, жиров и углеводов. Практически все жизненные процессы в нашем теле находятся в зависимости от того, что мы употребляем в пищу. Рациональное питание имеет существенное значение – и это подразумевает не только своевременное употребление вкусно приготовленной еды, но и включение в ежедневный рацион оптимального соотношения таких важных для правильной жизнедеятельности веществ, как белки, жиры, углеводы и витамины.

Организм человека на 19,6% состоит из белков, на 14,7% — из жиров, на 1% — из углеводов, на 60% из воды. Существуют также органические соединения, которые не включены в структуру тканей, однако без их участия не выполнялись бы многие жизненно важные функции, происходящие в человеческом организме, и эти вещества – витамины. Именно от гармоничного сочетания всех этих веществ и зависит поддержание жизни человека.

Белки

Белки, являясь высокомолекулярным органическим соединением, считаются одним из самых лучших строительных материалов для клеток. В человеческом организме, помимо производства живой материи, они поддерживают и выполняют также ряд других функций: опорная (белки входят в состав хрящевой и костной тканей), транспортная (осуществляют перенос к клеткам и органам кислорода и питательных веществ), ферментативная (они во много раз ускоряют химические реакции), защитные функции (в момент попадания токсинов в организм человека белки соединяются с ними, а затем, уже в качестве соединений, выводятся из организма). Не менее важна и ещё одна функция этих веществ: передача наследственных свойств (участвуют в чтении информации с ДНК). Наконец, при недостатке в организме энергии белки начинают разрушаться, что служит источником той самой недостающей энергии. Недостаток белков в организме может привести к тому, что снижается память, ослабевают функции половых и щитовидной желез, надпочечников, возникают нарушения в кроветворении. И хотя их переизбыток также приводит к серьёзным заболеваниям — мочекаменная болезнь, заболевания суставов, — без белковой пищи многие жизненные процессы, происходящие в человеческом организме, были бы просто невозможны.

Попадают белки в организм с продуктами питания – они перевариваются до аминокислоты, которая затем поступает в кровь. Белки бывают животного и растительного происхождений. Животные белки, как правило, содержат все необходимые аминокислоты и в нужных организму пропорциях, поэтому их обычно называют «совершенными» или «полноценными». Тем не менее, и растительный рацион можно скомбинировать так, чтобы в нём содержались все аминокислоты, необходимые для полноценного обеспечения организма. Содержится белок в таких продуктах питания, как: сыр, яйца, мясо, рыба, молоко, крупы (особенно гречневая), хлеб, бобовые; в меньшей степени – грибы, ягоды, овощи, фрукты. Норма потребления в сутки — примерно полтора грамма белка на один килограмм веса.

Ведущим назначением этих органических веществ является энергообеспечение организма. И хотя традиционно считается, что жиры достаточно вредны (их избыток в организме снижает усвояемость белков, приводит к образованию ядовитых веществ, а порой и отлагается в виде жировых запасов), не стоит забывать и об их полезных свойствах. Например, помимо того, что они являются ценнейшим энергетическим материалом, их недостаток также приводит к снижению усвояемости пищи, а жирорастворимые вещества, источником которых являются именно жиры, играют немаловажную роль во многих процессах жизнедеятельности, отчего их недостаток в пище может привести к нарушению обмена веществ.

Жирные кислоты бывают двух видов — насыщенные и ненасыщенные. Насыщенные содержатся в твёрдых жирах (которые при комнатном температуре пребывают в твёрдом состоянии: говяжий и бараний жиры, пальмовое и кокосовое масла). Их биологические свойства невысоки, так как они оказывают отрицательное влияние на жировой обмен и функции печени, могут способствовать тому, что повышается уровень холестерина в крови, отчего развивается атеросклероз.
Ненасыщенные кислоты относятся к жизненно важным веществам — они принимают участие в холестериновом и жировом обмене, снижают проницаемость и повышают пластичность кровеносных сосудов. Рекомендуемая норма в сутки для взрослого — 90-110 гр. жира, желательно при этом, чтобы 1/3 составляли растительные жиры. Источники: растительное, оливковое, рапсовое, соевое масла, масло кедровых и грецких орехов, морская рыба. Вредными считаются жиры, содержащиеся в сливочном масле, сале, говяжьем жире и т.д.

Углеводы

Углеводы тоже являются источником энергии, покрывая 58% от общей потребности в ней организма. Они выполняют в организме человека также такие функции, как запасающая (откладываясь «про запас») и пластическая (участвуют в построении молекул ДНК, РНК и АТФ). Поступая в достаточном количестве, углеводы в основном откладываются в мышцах и печени в виде гликогена — животного крахмала, который в дальнейшем расщепляется до глюкозы и поступает в ткани, используясь для нужд организма. Однако при избытке их в пище углеводы переходят в жир. К углеводам относятся глюкоза, сахароза, фруктоза, целлюлоза, крахмал, а также клетчатка, которая организмом используется мало, но при этом необходима для правильного пищеварения. Средняя норма потребления — 500 гр., при умственных или физических нагрузках — 700 гр. Углеводами богаты крупы, картофель, хлеб, макаронные изделия, овощи, фрукты, а также молоко.

Витамины

Витамины — вещества, не менее нужные человеческому организму, чем белки, жиры и углеводы. Они содействуют многим процессам, происходящим в нём: способствуют синтезу гормонов, принимают участие в усвоении пищи, восстановлении клеток, росте, помогают организму противостоять заболеваниям, повышают работоспособность. Достаточно лишь в общей сложности нескольких сот миллиграммов различных витаминов, чтобы поддерживать биологическую жизнедеятельность — причём, каждого из витаминов организму требуется своя норма. Большинство из них не синтезируется в человеческом организме, поэтому так важно их поступление с продуктами питания.

Подведем итог. Каждый процесс, происходящий в нашем организме, каждая деятельность, осуществляемая человеком, неизбежно ведут к тому, что расходуется энергия. Полноценное питание призвано к тому, чтобы полностью возмещать эти затраты. Полноценность же рациона определяется в первую очередь достаточным количеством содержащихся в нём белков, жиров, углеводов и витаминов.

Роль белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов в организме человека

Источник

Биологически важные вещества: жиры, белки, углеводы (моносахариды, дисахариды, полисахариды)

Содержание:

Жиры представляют собой органические соединения, образующиеся в результате взаимодействия глицерина с высшими карбоновыми кислотами. Соединения могут быть природного или синтетического происхождения.

Жиры еще называют глицеридами, так как в реакциях этерификации, продуктами которых они являются, принимают участие карбоновые кислоты и единственный спирт – глицерин.

Общая формула жиров выглядит так:

R₁, R₂, R₃ — углеводородные остатки карбоновых кислот.

В состав жиров могут входить насыщенные и ненасыщенные карбоновые кислоты. Жиры имеют твердую консистенцию, если в состав входят углеводородные части предельных кислот. В случае этерификации глицерина с ненасыщенными кислотами образуются жидкие соединения. Природные глицериды содержат оба вида кислот, поэтому животные жиры твердые (кроме рыбьего жира). Глицериды растительного происхождения соответственно имеют жидкую форму, поэтому их называют маслами (кроме пальмового масла, имеющего твердую консистенцию).

Химические свойства жиров

По аналогии можно предположить, что гидрирование двойных связей обеспечит переход в твердую форму. Данное свойство подтверждено опытным путем. Так получают твердый жир маргарин. Реакция гидрирования (гидрогенизация) проходит в присутствии никелевого катализатора:

Жиры – это сложные эфиры, поэтому для них характерны реакции гидролиза.

Гидролиз с водными растворами кислот и щелочей протекает по следующей схеме:

В результате реакций щелочного гидролиза образуются соли высших карбоновых кислот – мыла (реакции омыления):

Жиры, в составе которых содержаться углеводородные остатки непредельных кислот обесцвечивают раствор калия перманганата и бромной воды. Присутствие двойных связей в предельных кислотах лишает глицериды этого свойства.

Биологические функции жиров

Жиры играют важную роль в живых организмах. Основными функциями являются:

• строительная;
• энергетическая;
• защитная;
• секреторная;
• регулирующая.

Жиры регулируют обмен веществ, участвуют в теплорегуляции, обеспечивают механическую защиту органов, повышают сопротивляемость организма, секретируют гормоны.

Белки

Белки – высокомолекулярные соединения органической природы. Представляют собой цепочку из частей альфа-аминокислот, соединенных пептидными связями.

Двадцать видов аминокислот образуют структуру большинства белков. При этом отдельные виды белков отличаются между собой аминокислотными наборами по наименованию и последовательности соединения.

Структура белков определяет их растворимость. Так, четвертичные соединения в виде глобул образуют коллоидный водный раствор, а четвертичные белки из нитей (фибрилл) имеют твердую структуру и не растворяются в водной среде.

Химические свойства белков

Белковые соединения вступают в реакции гидролитического разложения по схеме:

В результате гидролиза образуется смесь альфа-аминокислот.

При определенных условиях происходит распад сложных белковых структур до первичной линейной формы. Это называется денатурацией.

Денатурация белка может быть обратимой и не обратимой. Ход процесса зависит от условий протекания.

Обратимая денатурация протекает в присутствии щелочей или ионов аммония по схеме:

Необратимая денатурация белка происходит в присутствии кислот, щелочей, солей тяжелых металлов при условии повышенной температуры либо воздействия иного излечения. В таких условиях восстановление структуры белка невозможно.

Реакция взаимодействия белкового раствора с 10% раствором натрия гидроксида и капли 1% раствора сульфата меди называется биуретовой реакцией. В результате образуется биуретовый комплекс фиолетового цвета:

Это качественная реакция для белковых соединений.

Ксантопротеиновой реакцией называют взаимодействие раствора белка с концентрированной азотной кислотой в условиях повышенной температуры. Образуется соединение, придающее раствору желтое окрашивание.

Схема реакции на примере тирозина (альфа-аминокислоты):

Биологические функции белков

Белковые соединения в организме выполняют такие функции, как:

• строительная;
• защитная;
• регуляторная;
• транспортная;
• энергетическая;
• двигательная.

Белки – строительный материал клеток. Белковые соединения защищают от инфекционных агентов, доставляют важнейшие вещества в органы, насыщают организм энергией.

Углеводы

Углеводами называют органические соединения, состоящие из углерода, водорода, кислорода. Содержат карбонильную группу и множество карбоксильных групп. Служат источником энергии для клеток.

Классификация углеводов

Класс углеводов

Особенности / Представители

Простая форма сахаров. Не подвергается гидролизу.

Сложные сахара. При гидролизе распадаются на две молекулы моносахаров.

• Сахароза (состоит из фрагментов альфа-глюкозы и бета-фруктозы)

Высокомолекулярные соединения сложной структуры, образованные из остатков моносахаров, соединенных гликозидными связями.

Химические свойства углеводов

Химические свойства углеводов обусловлены строением. Соединения вступают в реакции по карбоксильной группе, по спиртовому гидроксилу или кетонной группе в зависимости от природы сахаров в составе.

Реакции гидролитического разложения сложных сахаров идут по схеме:

Реакции гидрирования характерны для сахаров, содержащих карбонильную группу (например, глюкоза), которая в результате восстанавливается до спиртового гидроксила при повышенной температуре в присутствии никелевого катализатора:

Альдегидная группа в составе вступает в характерную реакцию с гидроксидом меди. Образуется оксид меди II кирпично-красного цвета:

По альдегидной группе проходит и реакция «серебряного зеркала» с серебра нитратом в аммиачной среде. Образуется осадок серебра, глюконат аммония, аммиак и вода:

Спиртовой гидроксил в составе определяет взаимодействие с гидроксидом двухвалентной меди. Осадок голубого цвета переходит в насыщенный синий раствор медного комплекса:

Процессы брожения

Процесс ферментативного разложения глюкозы на этиловый спирт и углекислый газ называют спиртовым брожением:

Продуктом молочнокислого брожения становится молочная кислота. Возможны процессы масляно-кислого, лимонно-кислого брожения:

Растворы моносахаров

В растворе моносахара соединяются между собой через альдегидные группы. Раствор глюкозы содержит две модификации: альфа-форму и бета-форму:

Полисахара сгорают до углекислого газа и воды:

Характерная реакция крахмала с раствором йода:

Образуется ярко синее окрашивание. При повышении температуры цвет исчезает, при охлаждении снова проявляется.

Биологические функции углеводов

Углеводы выполняют функции в организме такие, как:

• энергетическая;
• защитная (иммунная);
• структурная;
• запасающая;
• рецепторная.

Углеводы образуют стенки клеток, обеспечивают распознавание клеток, присоединение к ним биологически активных веществ, участвуют в фотосинтезе.

Источник