Какие есть примеры дисахаридов? На слуху у большинства людей их три — сахароза, лактоза и мальтоза. Однако типов данных веществ несколько больше. Существуют также целлобиоза и трегалоза.
На что обратить внимание? Дисахариды выполняют важные функции в организме: восполняют затраченную энергию, участвуют в регуляции обмена веществ и водного баланса. Однако в некоторых случаях они могут нанести и вред. Особенно это касается сахарозы.
Общее описание дисахаридов
Рассмотрение данной темы стоит начать с общего понятия углеводов. Это органические соединения, состоящие из атомов углерода, водорода и кислорода, причем соотношение водорода к кислороду составляет 2:1.
В химическом составе углеводов выделяют три основные группы: моносахариды, дисахариды и полисахариды.
- Полисахариды — это сложные углеводы, которые при гидролизе распадаются на множество молекул моносахаридов, чаще всего глюкозы.
- Моносахариды представляют собой простейшие углеводы, не подвергающиеся гидролизу и не разлагающиеся водой.
- Дисахариды образуются из двух одинаковых или различных моносахаридных фрагментов, соединенных между собой.
Дисахаридам присущи схожие физические характеристики. Они представляют собой твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и спиртах, обладающие сладким вкусом. Цвет соединений может быть от белого до коричневого. Температура плавления этих веществ определяется их молекулярной структурой и размерами: чем больше молекула, тем она выше. Например, сахароза плавится при 186 °C, тогда как для мальтозы этот показатель составляет 102 °C.
По химическим свойствам дисахариды делятся на восстанавливающие и невосстанавливающие.
Если в структуре молекулы остается свободным один полуацетальный гидроксил, вещество проявляет альдегидные свойства и относится к восстанавливающим дисахаридам. В случае, когда оба полуацетальных гидроксила задействованы в связи между моносахаридными остатками, альдегидные свойства теряются, и такие соединения относят к невосстанавливающим дисахаридам.
Восстанавливающие классифицируются как гликозо-гликозиды, а невосстанавливающие — как гликозидо-гликозиды.
Примером первой группы служат лактоза, мальтоза и целлобиоза. Во вторую входят сахароза и трегалоза.
Особенности строения дисахаридов
Дисахариды относятся к группе гликозидов, поскольку их молекулы состоят из двух циклических остатков моносахаридов, соединенных гликозидным гидроксилом. Однако их структура может значительно различаться. Рассмотрим особенности их строения и формулы на примере трех наиболее известных представителей этой группы: сахарозы, лактозы и мальтозы.
Молекула сахарозы включает в себя остатки глюкозы в пиранозной форме и фруктозы в фуранозной форме, соединенные посредством гликозидного гидроксила глюкозы.
Мальтоза состоит из двух остатков глюкозы, каждая из которых имеет пиранозную форму. Их объединение происходит за счет определенных углеродных атомов.
Лактоза включает остатки галактозы и глюкозы, обе из которых представлены в пиранозной форме. Эти фрагменты соединены посредством углеродных атомов, что определяет уникальную структуру соединения.
Основными особенностями строения дисахаридов являются тип гликозидной связи между моносахаридными остатками (альфа- или бета-форма), а также наличие или отсутствие полуацетального гидроксила.
Биологическая роль дисахаридов
Дисахариды выполняют важные биологические функции в организме человека, оказывая влияние на здоровье и находя широкое применение в пищевой промышленности.
- Энергетическая ценность
В процессе пищеварения дисахариды расщепляются до моносахаридов (глюкозы, фруктозы, галактозы), которые затем используются клетками для синтеза энергии. Они также необходимы для образования гликогена — запасного углевода, который расходуется при физических нагрузках или длительных перерывах между приемами пищи.
- Регуляция обмена веществ
Например, лактоза, сахароза и мальтоза участвуют в метаболических процессах, обеспечивая организм энергией и способствуя поддержанию гомеостаза. Эти углеводы задействованы в механизмах обмена веществ, влияя на скорость и эффективность усвоения питательных веществ.
- Влияние на водный баланс
Сложные углеводы, поступающие с пищей, расщепляются в организме, выделяя воду, которая затем поглощается клетками и тканями. Этот процесс способствует поддержанию оптимального уровня жидкости, улучшая обменные процессы и обеспечивая нормальное функционирование организма.
Изображение подготовлено с помощью нейросетевых технологий
Таким образом, дисахариды необходимы для поддержания водного баланса. Однако чрезмерное их потребление может вызвать нарушения. При недостатке жидкости в организме их избыток может приводить к усиленному мочевыделению и обезвоживанию. Поэтому важно контролировать уровень сахаров в рационе и поддерживать достаточное потребление воды для нормального гидратационного состояния организма.
- Значение для здоровья и правильного питания
Дисахариды играют важную роль в сбалансированном питании, выступая источником ценных питательных веществ, включая минералы и витамины. Например, лактоза, содержащаяся в молочных продуктах, является источником кальция, необходимого для укрепления костей и зубов.
Исследования подтверждают, что как недостаток, так и чрезмерное потребление простых углеводов может способствовать развитию таких заболеваний, как диабет, ожирение и сердечно-сосудистые патологии.
- Применение в пищевой промышленности
Дисахариды широко применяются в пищевой индустрии благодаря их функциональным свойствам.
- Стабилизаторы текстуры. Ксилоза и другие углеводы помогают сохранять консистенцию продуктов, предотвращая их деформацию во время хранения и обработки.
- Консерванты. Сахароза и мальтоза обладают гигроскопическими свойствами, создавая неблагоприятную среду для микроорганизмов, что способствует увеличению срока годности пищевых изделий.
- Подсластители. Лактоза обладает естественной сладостью и может использоваться как альтернатива сахару, в том числе в продуктах для людей с непереносимостью определенных видов сахаров.
- Функциональные компоненты. Дисахариды добавляются в различные продукты — от напитков до десертов — для улучшения их текстуры, вкуса и ароматических свойств.
Примеры дисахаридов в продуктах питания, их польза и вред
Рассмотрим примеры наиболее значимых представителей дисахаридов.
- Лактоза — молочный сахар
Термин «лактоза» происходит от латинского слова, обозначающего «молоко», что объясняется ее высоким содержанием в молочных продуктах. Данный углевод представляет собой соединение двух моносахаридов — глюкозы и галактозы. В отличие от многих других дисахаридов лактоза не обладает способностью поглощать влагу. Получают ее путем переработки молочной сыворотки.
нутрициолог
Молочный сахар играет важную роль в питании и развитии организма млекопитающих, включая человека. Он служит источником энергии, необходимым для полноценного роста, а также способствует поддержанию полезной микрофлоры кишечника, стимулируя развитие молочнокислых бактерий и препятствуя возникновению гнилостных процессов.
Что касается полезных свойств лактозы, то стоит отметить, что при высокой энергетической ценности она не способствует образованию жировых отложений и не влияет на уровень холестерина в крови.
Лактоза не оказывает вредного воздействия на организм, за исключением случаев индивидуальной непереносимости. Лактозная недостаточность возникает у людей с дефицитом фермента лактазы, необходимого для расщепления молочного сахара на составляющие углеводы.
Изображение подготовлено с помощью нейросетевых технологий
Эта особенность чаще наблюдается у взрослых и сопровождается такими симптомами, как тошнота, рвота, расстройства пищеварения, вздутие, колики, кожные высыпания, аллергический ринит и отечность.
Чаще всего лактозная непереносимость связана с возрастным снижением активности лактазы и носит физиологический характер.
- Мальтоза — солодовый сахар
Мальтоза представляет собой дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы. Она синтезируется в злаках и используется для формирования тканей зародышей. В небольших количествах этот углевод можно обнаружить в нектаре и пыльце цветущих растений, а также в томатах.
Помимо растительных источников солодовый сахар способен продуцироваться некоторыми видами бактерий. В организме человека и животных мальтоза образуется при ферментативном расщеплении крахмала и гликогена под действием мальтазы.
Негативное влияние она оказывает лишь в случае генетически обусловленного дефицита фермента мальтазы. В таких ситуациях употребление продуктов, содержащих мальтозу, крахмал или гликоген, приводит к накоплению не полностью расщепленных соединений в кишечнике, что может спровоцировать выраженные расстройства пищеварения, включая диарею.
Читайте также!
«Как нутрициологу работать с трудными клиентами»Соблюдение соответствующей диеты или применение ферментных препаратов, содержащих мальтазу, помогает устранить симптомы мальтозной непереносимости.
- Сахароза — тростниковый сахар
Сахароза — это распространенный дисахарид, который ежедневно присутствует в рационе человека как в чистом виде, так и в составе различных продуктов. Она состоит из соединенных молекул глюкозы и фруктозы.
В природе она встречается в широком спектре плодов: фруктах, ягодах, овощах. Однако основным источником ее промышленного производства является сахарный тростник, откуда она впервые была получена. Процесс расщепления сахарозы начинается уже в ротовой полости и завершается в кишечнике. Под влиянием альфа-глюкозидазы этот углевод расщепляется до глюкозы и фруктозы, которые затем быстро поступают в кровоток.
Также сахароза обеспечивает мышцы необходимой энергией для сокращений, повышает работоспособность и стимулирует выработку серотонина, что способствует улучшению настроения и снижению уровня стресса.
Помимо энергетической функции она участвует в углеводном обмене, способствует накоплению жировых запасов и поддерживает детоксикационные процессы печени.
Однако полезные свойства проявляются только при умеренном потреблении. Оптимальной нормой считается 30–50 г в сутки, включая сахар, содержащийся в напитках, блюдах и продуктах питания.
Чрезмерное употребление сахарозы может привести к негативным последствиям, включая нарушения эндокринной системы, такие как ожирение и диабет. Кроме того, избыток сахара способствует разрушению зубной эмали, ухудшению минерального обмена, что негативно сказывается на состоянии костей, ногтей и волос. Избыточное потребление может ослаблять иммунитет, снижать активность ферментов, нарушать работу почек и усиливать возрастные изменения в организме.
При расщеплении сахарозы организм активно использует витамины группы B, и их дефицит возможен при чрезмерном потреблении сахара. Их недостаток приводит к проблемам с сердечно-сосудистой системой и нарушению работы нервной системы.
Изображение подготовлено с помощью нейросетевых технологий
У детей избыток сахара в рационе способен спровоцировать чрезмерную возбудимость, раздражительность и развитие гиперактивности.
Материал основан на исследованиях:
- Шабаров Ю. С., Орецкая Т. С., Сергиев П. В. Моно-и дисахариды //учебное пособие для студентов III курса. – 2010. – №. 2.
- Джонатан Б., Ллойд С., Джон Л. СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПОРАЖЕНИЙ ЭПИТЕЛИЯ ЖЕЛУДКА И ПРИМЕНЕНИЕ ДИСАХАРИДОВ ДЛЯ ЭТОЙ ЦЕЛИ. – 1998.
- Алешко С. Ф. Биологическая химия и молекулярная биология: методические указания. – 1991.
Изображение в шапке статьи подготовлено с помощью нейросетевых технологий
Часто задаваемые вопросы о примерах дисахаридов
В каких продуктах больше всего дисахаридов?
Наибольшее содержание зафиксировано в сахаре — 100 г содержат 100 г этих углеводов. Примером продуктов с высоким уровнем дисахаридов являются:
- мед — 81–82 г на 100 г;
- кукурузные хлопья — 80 г на 100 г;
- карамель — 77 г на 100 г;
- изюм — 75 г на 100 г;
- финики — 69 г на 100 г;
- курага — 65 г на 100 г.
Также дисахариды присутствуют в газированных напитках, кондитерских изделиях, выпечке и колбасах.
Где в природе встречаются основные дисахариды?
Дисахариды можно обнаружить в следующих натуральных продуктах:
- сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) — содержится в сахарном тростнике и свекле;
- лактоза (молочный сахар) — присутствует в молоке и молочных продуктах;
- мальтоза (солодовый сахар) — встречается в проросших зернах злаков и образуется при частичном расщеплении крахмала ферментами.
Какие продукты содержат трегалозу и целлобиозу?
Трегалоза содержится в следующих продуктах:
- растительного происхождения — семена подсолнечника, лунная трава, селагинеллы, морские водоросли;
- в грибах — шиитаке, вешенка, королевская вешенка;
- животного происхождения — креветки, а также насекомые (кузнечики, саранча, бабочки, пчелы).
Кроме того, трегалоза широко применяется в пищевой промышленности, поэтому ее можно встретить в составе кондитерских изделий, мороженого, напитков, хлебобулочной продукции, замороженных полуфабрикатов с фруктами и овощами, в морепродуктах.
Изображение подготовлено с помощью нейросетевых технологий
Целлобиоза в естественном виде встречается в соке отдельных древесных пород.
Какие дисахариды считаются наиболее полезными для человека?
Единого мнения о том, какой из дисахаридов обладает наибольшей пользой, не существует. Однако известно, что некоторые из них оказывают положительное влияние на организм.
- Сахароза играет важную роль в обмене веществ. В ходе гидролиза она распадается на фруктозу и глюкозу, которые служат источниками энергии.
- Лактоза способствует поддержанию здоровой кишечной микрофлоры и замедляет процессы брожения в желудочно-кишечном тракте. Если она не расщепляется, то служит питательной средой для полезных бактерий.
- Мальтоза часто используется в детском питании, поскольку ее сиропы обладают меньшей аллергенностью, чем глюкоза и сахароза.
Как и другие углеводы, дисахариды распространены в природе и выполняют важные биологические функции. Они необходимы для нормального функционирования клеток и живых систем. Однако их польза проявляется только при соблюдении допустимой концентрации.
