Углеводы

Сахароза, формула, молекула, строение, вещество:

Сахароза – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов: α-глюкозы и β-фруктозы, имеющий формулу C₁₂H₂₂O₁₁.

В быту сахароза именуется сахаром, тростниковым сахаром или свекловичным сахаром.

Олигосахариды – это углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков. Дисахариды – углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.

Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом и углеводом. Она встречается во многих фруктах, плодах, ягодах, в стеблях и листьях растений, в соке деревьев. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле, сахарном тростнике, сорго, сахарном клене, кокосовой пальме, финиковой пальме, аренге и иных пальмах, которые используются для промышленного производства пищевого сахара.

Химическая формула сахарозы C₁₂H₂₂O₁₁.

Аналогичную общую химическую формулу имеют и другие дисахариды: лактоза, состоящая из остатков глюкозы и галактозы, и мальтоза, состоящая из остатков глюкозы.

Строение молекулы сахарозы, структурная формула сахарозы:

Молекула сахарозы образована из двух остатков моносахаридов – α-глюкозы и β-фруктозы, соединённых между собой атомом кислорода и связанных друг с другом за счёт взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных гидроксилов) – (1→2)-гликозидной связью.

Систематическое химическое наименование сахарозы: (2R,3R,4S,5S,6R)-2-окси-6-(гидроксиметил)оксан-3,4,5-триол.

Используется также и другое химическое название сахарозы: α-D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид.

По внешнему виду сахароза представляет собой белое кристаллическое вещество. На вкус более сладкая, чем глюкоза.

Сахароза очень хорошо растворяется в воде. Малорастворима в этаноле и метаноле. Не растворима в диэтиловом эфире.

Сахароза, попадая в кишечник, под действием ферментов быстро гидролизуется на глюкозу и фруктозу, после чего всасывается и попадает в кровь.

Температура плавления сахарозы 160 °C. Расплавленная сахароза застывает, образуя аморфную прозрачную массу – карамель.

Если расплавленную сахарозу продолжить нагревать, то при температуре 186 °C сахароза разлагается  с изменением окраски – с прозрачной на коричневую.

Сахароза служит источником глюкозы и важнейшим источником углеводов для организма человека.

Получение сахарозы

Обычный белый сахар получается посредством извлечения сахарозы из сахаросодержащих продуктов. Для его получения проводятся следующие манипуляции:

1. Берутся сахарные плоды свеклы. Они тщательно очищаются в специализированных свеклорезках.
2. Нарезанную массу помещают в диффузоры, которые вымывают из свеклы практически всю сахарозу.
3. Раствор обрабатывается известковым молоком (гидроксидом кальция), что приводит к возникновению растворимого сахарата кальция.
4. Гидроксид кальция осаждают.
5. Полученное вещество тщательно фильтруют по нескольку раз.
6. Кристаллизация сахара осуществляется посредством использования центрифуги.

Продукт, который произведен с соблюдением всех технологий, обладает белым цветом

У сахара, который произведен в промышленных условиях, может быть практически любая упаковка. Чаще всего белый обычный сахар реализуется под одноименным названием. Приобрести его можно в любом магазине. Чтобы он не потерял свои свойства, его нужно правильно хранить. Желательно, чтобы упаковка была герметичной, иначе внутри могут завестись жучки

Важно соблюдать это правила при хранении больших объемов сахара про запас

Некоторые вещества, которые образуются при производстве сахарного продукта, в дальнейшем применяются для создания других компонентов. Например, бурый раствор, который именуется мелассой, может быть применен для создания лимонной кислоты.

Моносахариды

Это простые сахара, одна из важнейших групп углеводов. В зависимости от функциональных групп моносахариды делятся на два класса: 

• альдозы с альдегидной группой;
• кетозы с кетонной группой. 

Углеводородная цепь может иметь 3 или более атомов углерода (триоза, тетроз, пентоза, гексоза, гептоза и т. д.). Существуют ациклические и циклические формы моносахаридов (фуранозы или пиранозы). Наиболее распространенными моносахаридами являются D-глюкоза, D-галактоза, D-фруктоза, D-ксилоза, L-арабиноза. 

• Фруктоза — это изомер глюкозы, также состоящий из 6 атомов углерода, но с другой структурой. Фруктозу также называют фруктовым сахаром, потому что она содержится во фруктах, овощах и меде. Растворим в воде. Слаще глюкозы. Он входит в состав дисахарида сахарозы и многих полисахаридов.
• Галактоза — это альдогексоза, D- и L-анантиомеры которой встречаются в природе. D-галактоза входит в состав дисахаридов лактозы и галактолипидов. Галактоза — это продукт переваривания лактозы в тонком кишечнике. Он классифицируется как быстро метаболизирующийся моносахарид. В тканях человека и других млекопитающих он используется тканями как энергосодержащее соединение или как соединение, необходимое для синтеза гликоконъюгатов (протеогликанов, гликопротеинов, гликолипидов). Как энергетическое соединение, метаболизм галактозы происходит по так называемому пути Лелуара. Превращение галактозы в глюкозо-1-фосфат осуществляется 3 ферментами — галактокиназой, галактозо-1-фосфатуридилтрансферазой и UDP-глюкозо-4-эпимеразой. Снижение активности этих ферментов является причиной патологии, известной как галактоземия.

Помимо карбонильных и гидроксильных моносахаридов, молекула может иметь атом водорода вместо группы -ОН (дезоксисахарид), аминогруппу (аминосахарид), меркаптогруппу -SH (тиосахарид), -COOH. (уроновые кислоты) и др. 

В природе свободные моносахариды редки (за исключением D-глюкозы и D-фруктозы). Они, как мономеры, входят в состав олиго- и полисахаридов, смешанных биополимеров (гликопротеинов, гликолипидов), связываясь друг с другом или с другими молекулами гликозидными связями. 

Природные мукополисахариды активно участвуют в клеточном метаболизме. Моносахариды, участвуя в различных биохимических превращениях, снабжают клетки высокоэнергетическими соединениями, участвуют в процессах детоксикации и высвобождения токсичных веществ, в синтезе аминокислот и сложных биополимеров. 

В живых клетках центральным путем биосинтеза моносахаридов является глюконеогенез. В гетеротрофных клетках источником глюкозы могут быть продукты превращения аминокислот, молочной кислоты и других соединений. При нарушении метаболизма определенного моносахарида его концентрация увеличивается в биологических жидкостях организма. Это важный диагностический признак для определения галактоземии, диабета, мелитурии, фруктоземии.

Химические свойства

Сахароза крайне схожа с сахаром. В некоторых случаях она выступает его частичным заменителем. Среди ее основных химических свойств выделяют:

• отсутствие реакции с растворами Бенедикта и Толленса;
• при нагревании вещества при температуре выше 160 градусов возникает карамелизация (получается сладкая карамель);
• она растворима в воде и этаноле;
• при нагревании в кислой среде возникает гидролиз соединения.

Также сахар и его производные обладают рядом других свойств при взаимодействии с химическими веществами

Отношение сахарозы с другими продуктами достаточно важно знать, чтобы правильно использовать ее в пищевой промышленности. При составлении любой полезной для организма диеты решением о том, сколько включать сахарозы в рацион, принимается исходя из индивидуальных особенностей человека

Подробнее о данном химическом элементе в видео:

https://youtube.com/watch?v=M-46idXVLHk

Лучшие билды для Сахарозы

Основной урон Сахарозы идет от реакции Рассеивания, а ключевой баф на Мастерство стихий зависит от ее показателя данного стата. Так основой сборки будет именно параметр – Мастерство стихий. Постарайтесь набрать его максимальное количество.

Вторым важным статом для Сахарозы является Восстановление энергии, т.к. ее ульт потребляет аж 80 единиц при активации.

А вот статы Бонус Анемо–урона, Шанс/Сила крита, Сила атаки – это лишь дополнительные характеристики, которые повлияют на DPS персонажа, но не дадут ему большого усиления.

Подбирать артефакты с таким набором характеристик стоит лишь в том случае, если остальные герои уже одеты в оптимальные сеты.

Лучшие артефакты

Изумрудная тень

• 2 части набора: увеличивают Бонус анемо урона на 15%.
• 4 части набора: усиливают реакцию рассеивания на 60%, а также снижают сопротивление врага к поглощенному элементу на 40% в течение 10 секунд. Именно этот эффект и делает из анемо-персонажа — высокоэффективного саппорта.

Дебаф на сопротивление невероятно мощный и на деле, в зависимости от начального сопротивления врага, может давать даже больше урона, чем непосредственный элементальный бонус. Но этот же эффект делает Анемо-саппорта эффективным только для персонажей со стихиями: Пиро, Гидро, Электро и Крио. Гео, Анемо и, уж тем более, физический урон – рассеять нельзя, а значит и дебаф не наложить.

Крахмал

Крахмал — одно из важнейших питательных веществ. Это резервный полисахарид растений (C6 H10 O6)n. Почти все растительные клетки могут синтезировать крахмал, но в разном количестве и с разной интенсивностью. 

Крахмалом богаты крупы, клубневые овощи — картофель, бобовые. В них он образует зерна различной формы и размера, характерные для каждого вида растений. Самые крупные зерна крахмала есть в картофеле, самые мелкие – в ржи, пшенице, ячмене и рисе. 

Крахмал

Крахмал состоит из двух гомополисахаридов глюкозы: α-амилозы и амилопектина. При длительном гидролизе крахмал разлагается до глюкозы. 

• α-Амилоза представляет собой линейный полимер глюкозы, в котором молекулы глюкозы связаны между собой (1,4) гликозидными связями. Амилоза составляет 15-20% молекулы крахмала. 
• Амилопектин имеет разветвленную цепь. 

В неразветвленных структурах молекулы глюкозы связаны между собой (1,4) гликозидными связями, а в структурах разветвления – α- (1,6) гликозидными связями. Амилопектин составляет 80-85% молекулы крахмала.

Связи между молекулами глюкозы, на которые влияет фермент амилаза, при различных способах приготовления пищи разрушаются, и свойства крахмала меняются, так что один тип крахмала легко переваривается, а другой проходит непереваренным в пищеварительный тракт. 

Быстро и медленно усваиваемые крахмалы перевариваются в тонком кишечнике, а устойчивый крахмал, непереваренный, попадает в толстую кишку, где ферментируется.

Как минимизировать вред сахарозы?

Многие люди не могут полностью отказаться от сладкого, так как оно делает их счастливыми. Сахар действительно положительно влияет на выработку серотонина и общий психоэмоциональный фон организма. Чтобы продолжить употреблять сладкие продукты без вреда для здоровья, рекомендуется придерживаться следующих правил:

• исключить белый сахар, заменив его на сахарозасодержащие плоды и фрукты;
• снизить потребление сладкого с высоким гликемическим индексом, сделав выбор в пользу сладостей, не основанных на подсластителях;
• съедать два ореха миндаля (позволяет снизить скорость абсорбции сахара в организме);
• пить достаточное количество воды (не менее 1.5 литров в день);
• вести активную жизнь.

Здоровый человек может позволить есть себе сладкое, но только если он сжигает потребленные калории. При корректировке своей диеты в первую очередь нужно исключать низкокачественную пищу, сделанную на искусственных подсластителях.

Если человек придерживается основных принципов здорового питания, то он может позволить себе съесть 100-200 грамм сладкого в неделю без последствий для фигуры

Если у человека имеются патологии организма, то составлением диеты для него должен заниматься лечащий врач. При диабете рацион должен быть максимально строгим. Употребление сладкого приводит к росту глюкозы в крови.

Полисахариды

Полисахариды – это сложные углеводы по составу и медленные углеводы по скорости усвояемости организмом.

Полисахарид – клетчатка (целлюлоза) — ни в желудке, ни в кишечнике не переваривается, а выступает как «метла» для очищения всего желудочно-кишечного тракта от текущих и накопившихся загрязнений. Кроме того, участвует в формировании каловых масс, способствуя нормальному выведению их. Таким образом, без участия клетчатки кишечник человека не может нормально функционировать и быть здоровым.

Полисахарид – крахмал, который в итоге преобразуется в процессе переваривания также в глюкозу. Но расщепление происходит постепенно, с помощью ферментов. Желеобразующие свойства полисахарида используются при приготовлении пищи и в пищевой отрасли (приготовление желе, мармеладов).

Диетологи об потреблении углеводов

Все эти свойства полисахаридов – неусвояемость клетчатки, относительно медленное расщепление крахмала, наличие пектиновых веществ – привлекают диетологов, которые рекомендуют до 80% углеводов потреблять именно в виде полисахаридов. А, к примеру, свежевыжатого сока из фруктов, овощей или ягод — не более 150 г в сутки, т.к. злоупотребление объемом и большая концентрация в нем глюкозы/фруктозы/сахарозы (т.е. быстрых углеводов) создает напряжение для инсулярной функции поджелудочной железы и может привести к срыву ее.

Диетологи требуют: мучные изделия – так из муки грубого помола, фрукты, ягоды – так максимум в натуральном, «сложном» для организма виде, со всеми их и грубыми и нежными волокнами. А кондитерские, легкоусвояемые продукты — оставлять как лакомства по особым случаям. Ну, и каждый человек должен сам, постоянно познавая себя, чувствовать и учитывать, какая реакция его организма на тот или иной продукт, сколько энергии он затратил, сколько предстоит затратить – это для конкретных случаев, и достижению каких жизненных целей это будет способствовать или наоборот.

Поэтому и плитка шоколада, и с упоением выпитый фреш, и другое любимое лакомство, все – на Ваше здоровье! Но прислушивайтесь к нему, Здоровью, внимательно.

Таблица – Углеводы в продуктах питания

Подробнее о глюкозе, фруктозе, сахарозе, клетчатке, целлюлозе, сахарозаменителях читайте, пожалуйста, в отдельных статьях.

Пищевые волокна (полисахариды некрахмального происхождения)

Пищевые волокна классифицируются как растворимые и нерастворимые в воде.

• Нерастворимые волокна состоят в основном из целлюлозы и гемицеллюлозы. Нерастворимая клетчатка связывается с водой в толстой кишке и набухает. Это способствует перистальтике кишечника, снижает риск запоров и вероятность рака толстой кишки.
• Растворимые волокна растворяются и загустевают в воде. Это пектины и слизь. Они обеспечивают чувство сытости, замедляют всасывание желчных кислот за счет увеличения выведения холестерина с калом и регулирования уровня холестерина в крови. 

Источники пищевых волокон: 

• фасоль, горох;
• овсяная мука, овсяные отруби, ячмень;
• фрукты — яблоки, вишня, цитрусовые;
• ягоды — крыжовник, клубника, малина, черная смородина;
• овощи — свёкла, морковь. 

Количество, состав и структура пектина зависят от вида растения и спелости. Пектин обычно добывают из цитрусовых. В слабокислой среде пектины образуют гелевые структуры, поэтому их широко используют в качестве загустителя в кондитерских изделиях, желе, мармеладе, в качестве наполнителя при производстве лекарств, сладостей, а также при производстве соков и молочных напитков.

Кроме того, пектины легко связываются с солями тяжелых металлов и поэтому используются в профилактических целях для предотвращения отравления тяжелыми металлами.

 Рекомендации по потреблению сахара и пищевых волокон:

• Рекомендуется, чтобы количество легко усваиваемых углеводов не превышало 60 г/день или не превышало 10% суточного значения энергии.
• Взрослым рекомендуется употреблять не менее 18 г некрахмальных пищевых волокон 12-34 г/день.

Преимущества и недостатки Сахарозы

Сахароза – Анемо-саппорт, который может приносить большую пользу отряду нажатием всего одной кнопки, но при этом она вовсе не является универсальной и подходит не для каждой группы. К тому же ее эффективность варьируется в зависимости от используемых группой элементальных реакций.

Следующие качества являются несомненными плюсами персонажа:

• способна стягивать врагов как навыком, так и ультой;
• генерирует много энергии;
• может носить Эпос драконоборца (доступный повсеместно катализатор ️️️);
• выбор сета артефактов достаточно очевиден;
• снижает элементальные сопротивления врагов;
• раздает довольно много Мастерства стихий союзникам;
• на с6 бустит союзникам бонус элементального урона.

Имеются у персонажа и минусы:

• не эффективна в группах, опирающихся на физ. урон;
• польза для реакций первого порядка (Пар и Таяние) значительно ниже;
• без с1 откат Е-шки слишком долгий;
• дорогой взрыв стихии с длительным откатом;
• стяжки хоть и вполне рабочие, но гораздо слабее чем у Венти и Кадзухи;
• посредственный DPS при любой сборке и вложениях.

В основном все недостатки Сахарозы перекрываются правильным пониманием ее роли. Хоть у нее и посредственный DPS, но он от нее и не требуется. Герой буквально создан для того, чтобы разгонять остальных членов отряда.

Физические свойства

По своим физическим свойствам она обладает сладким вкусом, может кристаллизоваться и растворима в воде.

Когда сахароза достигает желудка, она подвергается кислотному гидролизу и разлагается на части: на глюкозу и фруктозу. Остальная часть сахарозы переходит в тонкий кишечник, где ферментная сахароза преобразует ее в глюкозу и фруктозу.

Подчеркиваются ее специфические свойства в качестве питательного вещества для организма человека: она легко усваивается и не выделяет токсичных веществ. Это означает, что сахароза обладает как свойствами глюкозы, так и свойствами фруктозы, что означает, что она является источником энергии для организма.

Существует множество противоречий по поводу вреда, наносимого потреблением сахарозы, и несколько теорий по этому поводу. Основные дебаты сосредоточены на развитии кариеса, диабета, ожирения, атеросклероза и других патологий.

Интересно, что сахароза является триболюминесцентной, производящей свет механическим действием.

Благодаря низкой температуре плавления 1860С она очень быстро становится жидкой, очень легко прилипает к контейнеру, в котором она находится, может запросто обжечь кожу, если не соблюдать меры безопасности. Температура кипения раствора равна 101,40С.

Основные свойства описаны в таблице:

Полисахариды

Составляют большую часть углеводов в организме. Образуются путем реакции конденсации из большого количества молекул моносахаридов, преимущественно гексоз. Они не имеют сладкого вкуса, почти не растворяются в воде и не кристаллизируются.

Сюда относятся: крахмал, целлюлоза, гликоген и др.

Целлюлоза (клетчатка) состоит из молекул глюкозы. По своей структуре является линейным полимером. Она является основным  веществом клеточной стенки растений, очень крепкая, но легко пропускает воду. В ней аккумулируется свыше 50 % углерода биосферы. Служит пищей для некоторых животных, бактерий и грибов. Животным помогают переваривать глюкозу бактерии, живущие в их кишечнике.

Крахмал является резервным полисахаридом растений, запасается в клетках в виде зерен, в органах, которые запасают питательные вещества (клубни, семена и т. п.). По химической структуре он на 10-12 % состоит из линейной амилозы и на 80-90 % из разветвленного амилопектина. Мономером крахмала является глюкоза. Его эмпирическая формула –(C₆H₁₀0₅)_n, где n – количество остатков глюкозы. Благодаря преобразованию крахмала в глюкозу и наоборот происходит механизм работы устьиц: при гидролизе крахмала в замыкающих клетках увеличивается концентрация глюкозы, поступает вода, клеточные стенки выгибаются и щель устьица открывается; если глюкоза превращается в крахмал, вода выходит из клеток, устьица закрываются.

Гликоген откладывается в клетках грибов и животных. Играет важную роль в преобразованиях углеводов в животном организме. В значительном количестве накапливается в печени, мышцах, сердце и других органах. Мономером гликогена является глюкоза. По структуре напоминает крахмал, но разветвленный сильнее. Молекула гликогена состоит приблизительно из 30 000 остатков глюкозы.

Хитин образовывает клеточные стенки грибов, покровы членистоногих. В отличие от целлюлозы в молекулах остатки глюкозы связаны с азотосодержащими группами.

Муреин – опорный каркас клеточной стенки бактерий. Он образует одну гигантскую мешкообразную молекулу, которую называют  муреиновым мешком. Его основой является сетка параллельных  полисахаридных цепей, построенных из дисахаридов, которые чередуются и соединены между собой многочисленными короткими пептидными цепочками.

На поверхности клеточных мембран много полисахаридов, которые с белками образуют глюкопротеиды, а с липидами – гликолипиды. Вместе они образуют надмембранный комплекс животных клеток – гликокаликс.

К полисахаридам принадлежит агар морских водорослей.

Получение сахарозы из сахарного тростника:

Сахарный тростник является основной мировой культурой для производства сахара. На его долю приходится до 65 % мирового производства сахара.

Сахарный тростник до начала цветения срезают. Срезанные стебли измельчают и размалывают. Из полученной массы отжимают сок, в котором содержится до 0,03 % белковых веществ, 0,1 % зернистых веществ (крахмала), 0,22 % азотосодержащей слизи, 0,29 % солей (большей частью органических кислот), 18,36 % сахара, 81 % воды и очень небольшое количество ароматических веществ, придающих сырому соку своеобразный запах.

Для очистки сока к нему добавляют свежегашеную известь – Са(ОН)₂ и нагревают. Сахароза вступает в химическую реакцию с гидроксидом кальция, в результате чего образуется растворимый в воде сахарат кальция. Кроме того, другие вещества, содержащиеся в соке, также вступают в реакцию с гидроксидом кальция, образуя малорастворимые и нерастворимые соли, которые выпадают в осадок и отфильтровывают.

Затем через раствор, чтобы разложить сахарат кальция и нейтрализовать избыточный гидроксид кальция, пропускают углекислый газ – СО₂. В итоге образуется карбонат кальция – СаСО₃, который выпадает в осадок. Выпавший в осадок карбонат кальция отфильтровывают, а раствор выпаривают в вакуумных аппаратах до получения кристаллов сахарозы. На данной стадии производства сахароза все еще содержит примеси – мелассу и имеет коричневый цвет. Меласса придает сахарозе ярко выраженный естественный аромат и вкус. Полученный продукт именуется коричневым сахаром или тростниковым нерафинированным сахаром. Он (коричневый сахар) пригоден в пищу. Его можно использовать в пищу как есть либо подвергнуть дополнительной очистке.

На последней стадии производства сахарозу подвергают дополнительной очистке и обесцвечиванию. В конечном итоге получают рафинированный (очищенный) сахар, имеющий белый цвет.