Основная информация жиры белки углеводы витамины

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

Белки, жиры, углеводы: основы рационального питания

Содержание статьи:

Белок как основа сбалансированного питания

Белки для организма – строительные кирпичики, которые участвуют в формировании всех клеток. Именно из них состоят кожа, волосы, ногти, хрящи, капилляры, сосуды, внутренние органы и мышцы, включая самую главную – сердце. Помимо этого, данные органические соединения отвечают за транспортировку кислорода и питательных веществ к органам и тканям, в том числе и к мозгу, вырабатывают некоторые гормоны и ферменты, помогают бороться с токсинами. Так что утверждение, что белки необходимы в основном спортсменам и тем, кто мечтает о накаченном теле, большое заблуждение.

Белки помогают контролировать чувство голода, так как способствуют медленному подъему и падению сахара в крови. А значит, белковые продукты – необходимый компонент программы снижения избыточного веса без вреда для здоровья.

Все белки состоят из аминокислот, в том числе и незаменимых, которые получить человек может только с пищей. Если все они присутствуют в белковой молекуле, белок считается полноценным. Получить такой протеин можно из животных продуктов: мяса, молока, яиц, сыра и рыбы. Усваивается животный белок на 80%. Чуть менее полноценным и трудно перевариваемым является растительный, который присутствует в бобах, грибах, орехах. Его усваиваемость организмом – 60-80%.

Суточная потребность белка для женщин – 1,3 г на кг веса, для мужчин – 1,5 г. При занятиях физическими нагрузками эта норма увеличивает на 0,2 г.

К сожалению, белки не накапливаются организмом про запас, в отличие от тех же углеводов или жиров, поэтому получать их человек может только вместе с пищей. Причем за один прием усваивается не больше 30 г. При недостатке этих органических соединений организм забирает их из мышц и клеток, что чревато серьезными нарушениями во внутренних органах и системах.

Признаки белковой недостаточности:

сухая кожа;
ломкие волосы и ногти;
снижение массы тела;
нарушение в росте у детей;
снижение иммунитета;
нарушение в работе щитовидки, надпочечников, половых желез.

Значение и роль жиров

Жиры – водонерастворимые соединения, состоящие из глицерина и жирных кислот. Регулирование жирового обмена в организме является одним из главных компонентов правильного питания.

Основные функции жиров:

формирование ресурса энергии в организме;
обеспечение здоровья волос, кожи;
помощь в усвоении витаминов А, Д, Е и К;
поддержка иммунной системы организма.

Жиры различаются своей ценностью, зависящей от их состава. Полезными для здоровья считаются ненасыщенные, особую ценность из которых представляют омега-3 и омега-6. Первые можно получить из рыбы, орехов, семечек, листовых овощей и сои. Вторые – из растительных масел, например, оливкового, подсолнечного, льняного. Такие кислоты не синтезируются организмом самостоятельно, а значит потребление содержащих их продуктов является незаменимым компонентом питания. Большое значение имеет и соотношение кислот омега 3 и омега-6, которое должно составлять 1:4.

К сожалению, необходимое количество омега-3 кислоты трудно получить вместе с пищей, ведь съедать нужные для этого 1,5 кг морской рыбы в неделю получится не у всех, поэтому такая кислота должна присутствовать хотя бы в виде витаминов.

Вредными для организма являются насыщенные твердые жиры, которые содержатся в мясе, колбасных, хлебобулочных и кондитерских изделиях, фаст-фуде, газированных напитках и соусах. Опасность состоит в том, что их количество трудно контролировать, они не приносят пользы, приводят к лишнему весу и повышают уровень холестерина. Поэтому потребление таких жиров не должно превышать 20 г в сутки.

Необходимость углеводов в рациональном питании

Углеводами принято называть питательные вещества, основу которых составляют сахара, например, фруктоза, сахароза и глюкоза. Основная роль таких органических соединений – снабдить организм человека необходимой для его жизнедеятельности энергией. Согласно рекомендациям специалистов, 40% ее должно вырабатываться именно из углеводов. Помимо этого, данные питательные вещества участвуют в снабжении всего организма глюкозой, что необходимо для нормального функционирования мозга, центральной нервной системы, почек.

Недостаточное поступление углеводов в организм приводит к постоянному чувству усталости, поэтому такие органические соединения необходимы для хорошего самочувствия. Но при этом важно всегда помнить о том, что углеводы имеют свойство накапливаться в организме, так что их чрезмерное потребление может быть опасно: грозит превращением в жир, увеличению уровню холестерина в крови, развитию атеросклероза, ожирения и сахарного диабета.

Просты и сложные углеводы

По своему химическому строению углеводы делятся на простые и сложные. К первым относятся глюкоза, сахароза, фруктоза и другие, которые при попадании в организм быстро распадаются и повышают уровень сахара в крови, благодаря чему мгновенно утоляют чувство голода, но лишь на короткое время. Простые углеводы содержатся в газировке, соках, фруктах, хлебобулочных и кондитерских изделиях, картофеле, белом рисе. Их избыток с легкостью откладываются в организме в виде жира.

Определить скорость распада входящих в тот или иной продукт углеводов можно благодаря гликемическому индексу. Чем он выше, тем быстрее поднимется уровень сахара в крови после употребления продукта.

Гораздо более полезными считаются сложные углеводы. В их составе обычно присутствует большое количество необходимой организму клетчатки, благодаря чему они перевариваются гораздо медленнее. В организме они распадаются на простые углеводы, дольше усваиваются, поддерживают оптимальный уровень сахара в крови и не вызывают чувство голода. Получить их можно при употреблении цельнозерновых круп, овощей и бобовых, хлеба из муки грубого помола, в которых также много других полезных веществ.

Соотношение сложных и простых углеводов в организме должно быть 75% к 25%. При этом простые желательно получать из богатых витаминами фруктов.

Сбалансированное соотношение белков, жиров и углеводов в рационе

Ценность белков, жиров и углеводов для организма заключается не только в их количестве, но и в правильной пропорции. По мнению врачей и диетологов, количество белков и жиров в ежедневном меню должно быть примерно одинаково – по 30% тех и других. А вот углеводов, питающих организм энергией, рекомендуется потреблять несколько больше – 40%. Такое соотношение должно обеспечить организм нормой данных питательных веществ и предотвратить чрезмерное увеличение веса.

Однако не все так просто. Соотношение белков, жиров и углеводов зависит от многих факторов: возраста, пола, беременности, проблем со здоровьем, скорости обмена веществ, веса и количества затраченной ежедневно энергии. Очевидно, что людям с избыточным количеством жира следует немного ограничить богатые им продукты, оставив в своем рационе только необходимые полиненасыщенные жиры. А при недостатке массы тела белка следует потреблять гораздо больше.

Оптимальное для каждого конкретного человека соотношение белков, жиров и углеводов сможет определить только специалист.

Пропорции белков, жиров и углеводов при похудении

Для избавления от лишнего веса важно составить правильный рацион питания, который не только поможет похудеть, но и не навредит здоровью. Потребление одних белков в этом случае не решит проблему, так как при отсутствии необходимых жиров и углеводов сил на спорт и активный образ жизни не останется. Несомненно, что, борясь с лишними килограммами, следует делать упор на белковую пищу, которая при низкой калорийности надолго утоляет чувство голода.

Что касается жиров и углеводов, то их должно быть меньше, но они обязаны присутствовать в рационе. Решить проблему с избыточным весом поможет полный отказ от насыщенных жиров и быстрых углеводов, то есть от всех колбасных изделий, выпечки, кондитерских изделий и других промышленных сладостей, фаст-фуда, газированных напитков, картофеля. При этом очень важно продолжать потреблять ненасыщенные жиры и сложные углеводы, которые обеспечат организм необходимой энергией без прибавки в весе. Так что при похудении обязательны: рыба, овощи, авокадо, натуральные растительные масла, цельнозерновые продукты и даже некоторое количество орехов. Весь секрет похудения при их потреблении кроется в количестве, качестве и времени потребления.

Оптимальное соотношение белков, жиров и углеводов при похудении – 40%, 30%, 30%.

Правильное распределение белков, жиров и углеводов в течение дня

Для здорового самочувствия, контроля над чувством голода и весом важно пить много воды и правильно распределять прием белковой, углеводной и жирной пищи каждый день. Необходимо включать ее на завтрак, обед и ужин. Весь секрет – в правильном соотношении. Утренний прием пищи особенно важен, так как его целью является насыщение человека необходимой для всего дня энергией, что обеспечивают углеводы. Однако чувство голода завтрак также должен удовлетворить, поэтому и без белковой пищи не обойтись. Вот почему оптимальным энергетическим блюдом будут мюсли из цельнозерновых злаков, творог с фруктами, ягодами или орехами.

На завтрак должно приходиться около 25% дневной нормы калорий, на обед — 35%, на ужин — 20%. На перекусы — оставшиеся 20%

В обед количество белка, жира и углеводов должно быть примерно одинаково. Вот только все эти питательные вещества обязаны быть полезными. Куриная грудка, немного бурого риса или гречки и овощной салат обеспечат нужное соотношение. При этом первые два продукта должны умещаться на одной половине тарелки, а овощи – на другой, чтобы соблюсти калорийность.

Ужин предполагает сокращение углеводной пищи и, напротив, увеличение доли белка. А чтобы обеспечить организм жирами в этот прием, можно съесть морскую жирную рыбу с салатом из авокадо и зеленью. Восполнить же недостаток веществ помогут перекусы, в течение которых лучше съедать фрукты, содержащие витамины и минеральные вещества, творог или протеиновые батончики.

Очень важно не пропускать полноценные приемы пищи и не устраивать себе голодовок, так как это чревато недобором питательных веществ и, как следствие, проблемами со здоровьем. А еще сильное чувство голода способствует перееданию.

Источник