Классификация углеводов: моносахариды, олигосахариды и полисахариды

В соответствии с традиционной классификацией углеводы подразделяются на 3 класса: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Классификация углеводов

1. Моносахариды или монозы (простые сахара)

Углеводы с приятным вкусом, которые не способны расщепляться на более простые виды. Этот вид углеводов включает группу многоатомных спиртов с карбонильной группой (альдоза или кетоза). Преимущественно находятся в составе растений и животных. Простые сахара представляют собой порошковые вещества, хорошо впитывающие воду, но плохо растворимые в спирте. Известные представители этого класса: глюкоза и фруктоза. Они занимают весомое место в пищевой промышленности, являются неотъемлемым компонентом некоторых пищевых продуктов и, более того, принимают на себя роль основного субстрата при сбраживании.

Виды моносахаридов:

- глюкоза.

Ее еще называют виноградным сахаром или декстрозой. Встречается во многих продуктах питания, например, зеленые части растений, виноград, семена, ягоды, мёд. Она является составной частью таких углеводных полимеров, как клетчатка, крахмал, сахароза. Данный моносахарид в классификации углеводов - единственный и незаменимый энергетический материал для функционирования мозга. А для сохранения хорошего самочувствия человеку требуется концентрация вещества в размере 80-100 мг на 100 мл крови. Декстроза легко подвергается процессу брожения с помощью дрожжей.

- фруктоза или фруктовый сахар, или левулеза.

Содержится в зеленых частях растений, свекле, семенах и мёде (до 40%). Участвует в формировании сахарозы и гормона инсулина. Она слаще глюкозы, поэтому широко применяется в пищевой отрасли.

2. Олигосахариды

Низкомолекулярные углеводы, которые содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями. Поэтому по количеству простых сахаров они могут быть дисахаридами, трисахаридами, тетрасахаридами, пентасахаридами и т.д. Наряду с полисахаридами, являются наиболее концентрированным источником калорий в кслассификации углеводов. Олигосахариды растительной природы более разнообразны по составу, чем представители животного происхождения. Классификация углеводов выделяет среди дисахаридов лактозу, мальтозауи сахарозу.

Виды олигосахаридов:

- лактоза (от лат. «lactum» – молоко) или молочный сахар.

Ее молекула сформирована из галактозы и глюкозы. Она активизирует деятельность молочно-кислых бактерий в желудочно-кишечном тракте, противодействующих своим гнилостным родственникам. Большое количество молочного сахара получают из молочной сыворотки, при производстве масла и сыра. Источником этого дисахарида является, например коровье молоко, в котором около 5% вещества, а в человеческом виде молочного продукта – до 8%. Многие люди страдают специфическими заболеваниями, связанными с недостаточностью фермента лактазы, расщепляющего лактозу.

- мальтоза (от лат. «maltum» – солод) или солодовый сахар.

Включает две молекулы глюкозы. Относится к группе восстанавливаемых дисахаридов. Весьма распространена в природе, особенно много в проросших зернах и солоде. Образуется из крахмала и декстринов, а сама в свою очередь первостепенный компонент крахмальной патоки. Гидролиз мальтозы, при котором образуются две молекулы глюкозы, используется в пищевой промышленности при брожении теста.

- сахароза или тростниковый сахар, или свекловичный сахар.

Самый известный в классификации углеводов и широко применяемый в пищевой промышленности сахаристый углевод. При гидролизе расщепляет дисахарид на глюкозу и фруктозу. В мире флоры она содержится практически во всех частях растения: листьях, клубнях, плодах, семенах, стеблях. Сахарная свекла насыщена ею до 22%, сахарный тростник – до 15%. Столь богатые запасы вещества закрепили за сахарозой синонимичные названия.

3. Полисахариды или полиозы

Высокомолекулярные (несахароподобные) соединения из большого количества моносахаридов и гликозидных связей между ними[1]. Данные углеводы различаются не только составом простых сахаров, но и молекулярной массой и структурными особенностями (линейные или разветвленные). Поэтому и обладают отличительными свойствами друг от друга. Классификация углеводов выделяет гомополисахариды и гетерополисахариды. Первые (гемицеллюлоза, гликоген, клетчатка, крахмал) состоят из молекул исключительно одного вида моноз, а вторые могут включать от двух и более остатков разных простых сахаров.

Виды полисахаридов:

- гемицеллюлоза.

Полимер, который наряду с клетчаткой и целлюлозой задействован в образовании стенок растений. Она сосредоточена преимущественно в оболочке зерен, кожуре семян подсолнечника, а также соломе, плодах кукурузы. Хорошо растворяется в щелочных растворах. К этому полисахариду относят агар – вещество, экскретируемое из водорослей и широко применяемое в кондитерской отрасли. Диетологи относят гемицеллюлозу к группе балластных веществ, обязательных для нормального пищеварения.

- гликоген или животный крахмал.

Сформирован из значительного количества остатков моносахарида глюкоза. Важный энергетический материал и главный резервный полисахарид животных и человека в классификации углеводов, в некотором количестве находится в зернах кукурузы. Он содержится практически во всех органах и тканях, но наибольшее количество в мышцах и печени. В организме это вещество последовательно переходит в декстрины[2], далее мальтозу и в конце глюкозу.

- крахмал.

Относится к резервным полисахаридам, основной компонент картофеля и зерна. Его количество в продукте зависит от культуры, сорта, спелости и условий произрастания. Он считается наиболее популярным в классификации углеводов и самым применимым в пищевом производстве несахараподобным углеводом.

- клетчатка.

Формирует клеточную структуру растительной организации. Она находится в семенах хлопчатника – 98%; древесине – до 50%; пшенице, сое, кукурузе – до 3%. Это соединение гидрофобно и в нейтральной среде устойчиво к кислотам. Продукты гидролиза, содержащие клетчатку, в пищевой промышленности используют как средство получения кормовых дрожжей и спирта.

Содержание углеводов в продуктах питания является одним из важнейших условий составления рациона питания.

[1] Число остатков моносахаридов может насчитывать сотни тысяч единиц, но в основном количество колеблется между 6-10 тысячами.

[2] Декстрины (C₆H₁₀O₅)_p – продукты расщепления полисахаридов: крахмала и гликогена. Легко растворяются в воде.