Глюкоза: источники и содержание в продуктах¶
Глюкоза — простейший моносахарид (гексоза) класса альдоз, одна из ключевых форм сахара в живых организмах; основной источник энергии для клеток человека и животных. Химическая формула — C₆H₁₂O₯. В природе глюкоза распространена в свободном виде и в составе более сложных углеводов — дисахаридов (сахарозы, лактозы, мальтозы) и полисахаридов (крахмала, гликогена, целлюлозы). Содержание глюкозы в крови здорового человека поддерживается в диапазоне 3,3–5,5 ммоль/л (натощак).
¶Свободная глюкоза в природе
Свободная (мономерная) глюкоза содержится в плодах, ягодах, нектаре цветов и мёде. Наиболее богаты ею виноград (отсюда название «виноградный сахар»), инжир, финики, спелые бананы, яблоки, вишня. В ягодах — винограде, малине, землянике — концентрация глюкозы может достигать 5–8 % массы плода. Мёд содержит около 31–38 % глюкозы и 28–44 % фруктозы; соотношение зависит от сорта и зрелости мёда.
В организме человека глюкоза циркулирует в крови (содержание регулируется инсулином и глюкагоном) и запасается в печени и мышцах в виде гликогена. Небольшое количество свободной глюкозы присутствует в спинномозговой жидкости и тканевой жидкости.
¶Глюкоза в составе дисахаридов
¶Сахароза
Сахароза — дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и фруктозы. При гидролизе одна молекула сахарозы даёт одну молекулу глюкозы. Сахароза — основной источник глюкозы в рационе большинства людей. Богаты сахарозой:
- сахарная свёкла (16–20 % сухого вещества);
- тростниковый сахар (до 98 % в белом тростниковом сахаре);
- морковь, свёкла, тыква;
- сахарный клён (сок используется для производства кленового сиропа).
¶Лактоза
Лактоза (молочный сахар) содержится в молоке млекопитающих — коровьем (3,7–5,2 %), грудном (6,5–7,2 %), козьем (4,1–4,7 %). При расщеплении бета-галактозидазой (лактазой) лактоза распадается на глюкозу и галактозу. Дефицит лактазы приводит к непереносимости молока.
¶Мальтоза
Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух остатков глюкозы. Содержится в пророщенном зерне (солоде), мёде, некоторых фруктах. Образуется при частичном гидролизе крахмала, например при пережёвывании хлеба (слюна содержит альфа-амилазу).
¶Глюкоза в составе полисахаридов
¶Крахмал
Крахмал — основной запасной углевод растений и главный источник глюкозы в питании человека. Одна молекула крахмала (амилоза или амилопектин) может содержать от нескольких сотен до нескольких тысяч остатков глюкозы. Богаты крахмалом:
- картофель (12–20 %);
- злаковые крупы — рис, пшено, гречка, овсянка (55–75 % сухого вещества);
- бобовые — горох, фасоль, чечевица (40–55 %);
- мука и хлебобулочные изделия (55–70 %);
- бананы (особенно незрелые — до 70–80 % сухого вещества).
Пищеварительные ферменты (амилазы) расщепляют крахмал до мальтозы и глюкозы, которые затем всасываются в тонком кишечнике.
¶Гликоген
Гликоген — «животной крахмал», запасной полисахарид животных и человека. Содержится преимущественно в печени (до 5–6 % массы органа) и мышцах (0,5–1 %). При недостатке глюкозы в крови гликоген печени расщепляется с высвобождением глюкозы. В пищевом рационе человека гликоген присутствует в мясных и рыбных продуктах, но в небольших количествах и почти полностью разрушается при кулинарной обработке.
¶Целлюлоза
Целлюлоза (клетчатка) — структурный полисахарид растительных клеток, состоящий из цепочек бета-глюкозы. Человек не переваривает целлюлозу (фермент целлюлаза отсутствует), однако она участвует в работе кишечника. Источники целлюлозы — отруби, капуста, морковь, яблоки, бобовые.
¶Глюкозосодержащие продукты питания
| Продукт | Преобладающая форма глюкозы | Примерное содержание |
|---|---|---|
| Виноград | Свободная глюкоза | 7–8 % |
| Мёд | Свободная глюкоза | 31–38 % |
| Сахар-песок | Сахароза (глюкоза + фруктоза) | до 99,9 % |
| Молоко | Лактоза | 3,7–5,2 % |
| Картофель | Крахмал | 12–20 % |
| Гречка | Крахмал | ~70 % сухого вещества |
| Хлеб пшеничный | Крахмал | ~50 % |
| Бананы | Крахмал и сахароза | 8–12 % (спелые) |
¶Медицинский аспект
В клинической практике содержание глюкозы в крови измеряется для диагностики сахарного диабета, гипогликемии и других нарушений углеводного обмена. Анализ крови на глюкозу (натощак) — один из базовых лабораторных тестов. Повышенная глюкоза крови (гипергликемия) наблюдается при сахарном диабете, пониженная (гипогликемия) — при передозировке инсулина, голодании, некоторых опухолях поджелудочной железы.
В медицине и фармацевтике глюкоза применяется как компонент инфузионных растворов (5 %, 40 % растворы), источник энергии при интоксикациях, обезвоживании и послеоперационном восстановлении.
Источники:
- Гранат А. М. «Химия пищевых продуктов»
- ГОСТ 33222-2015 «Сахар. Общие технические условия»
- Тураев В. В., Костылева Л. С. «Биохимия: учебное пособие»
- Руководство по лабораторной диагностике сахарного диабета (Минздрав России)
- Фёдоров В. Н. «Технология пищевых производств»