Углеводы

1.3. Физические и химические  свойства глюкозы.

     Глюкоза С6Н12О6 представляет собой белые  кристаллы, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. В линейной формуле молекулы глюкозы содержат одну альдегидную группу и пять гидроксидных групп. В кристаллах молекулы глюкозы находятся в одной из двух циклических форм (α- или β-глюкоза), которые образуются из линейной формы за счет взаимодействия гидроксильной группы при 5-м атоме углерода с карбональной группой.

     Глюкозу называют также виноградным сахаром, так как она содержится в большом  количестве в виноградном соке. Кроме  винограда глюкоза находится  и в других сладких плодах и  даже в разных частях растений. Распространена глюкоза и в животном мире: 0,1% ее находится в крови. Глюкоза разносится по всему телу и служит источником энергии для организма. Она также входит в состав сахарозы, лактозы, целлюлозы, крахмала.

     В растительном мире широко распространена фруктоза или фруктовый (плодовый) сахар. Фруктоза содержится в сладких плодах, меде. Извлекая из цветов сладких плодов соки, пчелы приготавливают мед, который по химическому составу представляет собой в основном смесь глюкозы и фруктозы. Также фруктоза входит в состав сложных сахаров, например тростникового и свекловичного.

     В организме человека глюкоза содержится а мышцах, крови, и в небольших  количествах во всех клетках.

     В природе глюкоза на ряду с другими  углеводами образуется в результате реакции фотосинтеза: 

6СО₂+6Н₂О хролофил С₆Н₁₂О₆+6О₂-Q 

     В процессе этой реакции аккумулируется энергия Солнца.

     На  производстве глюкозу чаще всего получают гидролизом крахмала в присутствии серной кислоты: 

(С₆Н₁₀О₅)n + nН₂О ^{Н2SO4, t} nС₆Н₁₂О₆ 

       Глюкоза — бесцветное кристаллическое вещество со сладким вкусом, хорошо растворимое в воде. Из водного раствора она выделяется в виде кристаллогидрата С₆Н₁₂О_б*Н₂О. По сравнению со свекловичным сахаром она менее сладкая.

     Глюкоза обладает химическими свойствами, характерными для спиртов и альдегидов. Кроме того, она обладает и некоторыми специфическими свойствами.

     Первый  синтез простейших углеводов из формальдегида  в присутствии гидроксида кальция  был произведен А. М. Бутлеровым в 1861 г.

                        О

    6Н – С               ^Са(ОН)2         С₆Р₁₂О₆

                                     Н

      Глюкоза является ценным питательным продуктом. В организме она подвергается сложным биохимическим превращениям, в результате которых освобождается  энергия, которая накопилась в процессе фотосинтеза. Упрощенно процесс  окисления глюкозы в организме можно выразить следующим уравнением: 

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6СО₂ + 6Н₂О + Q

     Этот  процесс протекает ступенчато, и  поэтому энергия выделяется медленно. Так как глюкоза легко усваивается  организмом, ее используют в медицине в качестве укрепляющего лечебного средства. Широко применяют глюкозу в кондитерском деле (изготовление мармелада, карамели, пряников и т. д.).

     Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, например, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение глюкозы, так же как и при силосовании кормов. Если подвергаемая силосованию масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего воздуха происходит маслянокислое брожение и корм становится непригоден к применению.

     На  практике используется также спиртовое брожение глюкозы, например при производстве пива. 

1.4. Применение углеводов.

      Углеводы  используются для парентерального  питания в силу того, что они  являются наиболее доступными источниками  энергии для организма больного. Их энергетическая ценность составляет 4 ккал/г. Учитывая то, что суточная потребность в энергии составляет около 1 500-2 000 ккал, то становится понятной проблема изолированного применения углеводов для ее покрытия. Если перевести расчет на изотонический раствор глюкозы, то для этого потребуется перелить не менее 7-10 л жидкости, что может привести к таким осложнениям, как гипергидратация, отек легких, сердечно-сосудистые нарушения.

      Применение  же более концентрированных растворов  глюкозы чревато опасностью возникновения  гиперосмолярности плазмы, а также раздражением интимы вен с развитием флебитов и тромбофлебитов.

      Для того чтобы исключить осмотический диурез, нельзя допускать превышения скорости вливания глюкозы более 0,4-0,5 г/кг/ч. В переводе на изотонический  раствор глюкозы это составляет чуть более 500 мл для больного массой 70 кг. Чтобы предупредить возможные осложнения, обусловленные нарушением толерантности к углеводам, надо добавлять к раствору глюкозы инсулин в соотношении 1 ЕД инсулина на 3-4 г сухого вещества глюкозы. Кроме положительного влияния на утилизацию глюкозы инсулин играет важную роль в абсорбции аминокислот.

      Среди многочисленных углеводов, существующих в природе, в практике парентерального  питания применяют глюкозу, фруктозу, сорбитол, глицерол, декстран, этиловый алкоголь.

      Многие  диеты основаны на исключении из рациона  углеводов и увеличении потребления  белков и жиров. Опрос, проведенный  министерством сельского хозяйства  США показал, что еда с повышенным употреблением углеводов менее  калорийна и более питательна. Также было обнаружено, что взрослые люди, употребляющие в пищу много углеводов, как правило, обладают нормальным весом.

      В США около 55% населения страдает от избыточного веса, и за последние 20 лет этот уровень увеличивается. В ходе длительного опроса населения о потреблении пищевых продуктов 2004-2006 года министерство сельского хозяйства собрало данные о режиме питания 10 014 американцев. Информацию разделили на четыре части по уровню потребления углеводов: менее 30%, 30-45%, 45-55% и более 55%. Люди, употреблявшие в пищу в основном углеводы, получали на 300 калорий меньше при одинаковом общем объеме потребления еды. Из всех опрошенных у них был самый низкий индекс массы тела. Это происходит главным образом из-за того, что на 1000 калорий продуктов с высоким содержанием углеводов приходится большее количество воды и клетчатки. Эта группа также получала больше питательных веществ, таких как витамин А, каротин, витамин С, кальций, магний и железо. В меньших количествах в их питании содержались жиры, холестерин, натрий, цинк и витамин В12.

      Доктор Шанти Боуман, главный автор исследования и научный сотрудник министерства сельского хозяйства, сообщил, что у «взрослых, которые получали более 55% энергии из углеводов, была энергетически ограниченная, но питательная диета вне зависимости от выбора продуктов». Люди из этой группы употребляли мало молока, мяса, рыбы, и выбирали эти продукты с пониженным содержанием жиров.

      Также углеводы применяют в росписи  тканей.

      Свободная роспись

      Родиной этой техники считается Древний Китай. Предания относят возникновение ручной росписи шелковой ткани с помощью кисти еще к Х-ХП векам.

      Если  в других странах ткани украшенные ручной росписью применялись исключительно  для национальной и ритуальной одежды, то в Китае батик применялся и в интерьере. Это были различные настенные панно и ширмы, на которых изображались пейзажи или растительные мотивы Нередко на них присутствовали фигуры людей и животных.

      Свободная роспись внешне очень близка к  восточным техникам живописи 
Мягкие живописные переходы, легкое, воздушное исполнение, по характеру похожи на нежный легкий набросок.

      Эта техника требовала от мастеров твердости  руки и точности мазка, четкости и  размытости пятна одновременно. В  древних работах не было буйства  красок, и внимание уделялось не столько цвету, сколько оттенкам. Даже очень светлые элементы имели большой диапазон тоновых градаций, оттенков и нюансов.

      Подобная  роспись была также распространена и в Японии, где применялась  как для украшения национальной одежды, так и в качестве декора интерьера. 
Возникла и развивалась она под очень сильным влиянием Дзен-буддизма и традиционной живописи «суибоку».

      В свободной росписи существует несколько  различных приемов: 
- свободная роспись по сухой ткани

- свободная  роспись по увлажненной ткани

      Прием свободной росписи по загустке.

      В качестве загусток используются: сальвитоза, трагант, декстрин, крахмал и различные  клеевые растворы.

      Загусткой можно покрывать всю поверхность  ткани, а после ее высыхания работать красителями. Такой прием напоминает рисование по бумаге. Можно делать как жесткие очертания, так и размывать их. Также работа с применением загусток дает возможность покрывать ткань не целиком, а частично и сочетать ее с другими видами росписи. Загустку можно добавлять в краситель, который становиться похожим на гуашь по консистенции. И работать им можно как гуашью мазками или перекрывая небольшие плоскости. Таким красителем можно осуществлять печать по трафарету при помощи губки. Такое разнообразие приемов обобщает возможности художника занимающегося искусством батика.

      Загустки  и их приготовление

      1. Сальвитоза. Растворяется в воде  при температуре 25 градусов по

      Цельсию, образуя загустку большой устойчивости. Смесь, 100-120 г сальвитозы с 900-880мл воды оставляют на один-два часа, затем  размешивают и процеживают.

      2. Трагант — застывший сок кустарника  типа каучуконосных Имеет вид  роговидных пластинок белого, желтого  и коричневого цветов Для получения  загустки берут траганта 60-80 гр., воды 940-920 мл.

      Трагант заливают холодной водой и оставляют на сутки. затем разваривают на кипящей водяной бане в 1ечение трех-четырех часов.

      Готовую загустку протирают через сито.

      3. Декстрин клеящее вещество, хорошо  растворяется в воде. Загустку  из декстрина готовят так, берут  125-150 г декстрина и 875-850 мл воды, затем размешивают декстрин с небольшим количеством воды, потом разваривают в течение часа при помешивании на кипящей водяной бане до получения прозрачной массы. Готовую загустку процеживают через сито.

      4. Крахмал - картофельный пли рисовый,  такая загустка готовится как трагант.

      В работе можно совмещать вышеперечисленные  способы и добиваться, таким образом, разнообразных эффектов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 2. Физиологическое  значение углеводов

2.1. Углеводы и углеводный  обмен. 

       Углеводы - органические соединения, содержащиеся во всех тканях организма в свободном  виде в соединениях с липидами и белками и являющиеся основным источникам энергии.

       Углеводы  являются непосредственным источником энергии для организма. Участвуют  в пластических процессах метаболизма. Входят в состав протоплазмы, субклеточных и клеточных структур, выполняют  опорную функцию для клеток.

       Углеводный  обмен — совокупность процессов превращения моносахаридов и их производных, а также гомополисахаридов, гетерополисахаридов и различных углеводсодержащих биополимеров (гликоконъюгатов) в организме человека и животных. В результате углеводного обмена происходит снабжение организма энергией, осуществляются процессы передачи биологической информации и межмолекулярные взаимодействия, обеспечиваются резервные, структурные, защитные и другие функции углеводов. Углеводные компоненты многих веществ, например гормонов, ферментов, транспортных гликопротеинов, являются маркерами этих веществ, благодаря которым их «узнают» специфические рецепторы плазматических и внутриклеточных мембран.