Углеводы – органические вещества в состав которых входят углерод, водород, кислород. Синтезируются углеводы зелеными растениями из углекислоты и воды под действием солнечной энергии. Углеводы преобладают в пище человека и являются основным источником жизненной энергии.

В зависимости от строения углеводы подразделяют на моносахариды (простые сахар), дисахариды, состоящие из двух молекул моносахаридов и полисахариды - высокомолекулярные вещества, состоящие из многих моносахаридов.

Моносахариды– простые сахара, состоящие из одной молекулы углевода. К ним относят глюкозу (виноградный сахар), фруктозу (фруктовый сахар), галактозу, маннозу.

Глюкоза содержится в ягодах, плодах, незначительное количество (0,1%) в крови человека и животных. Она имеет сладкий вкус, хорошо усваивается организмом человека.

Фруктоза – находится в плодах, ягодах, овощах, мёде, очень гигроскопична, сладость ее в 2,2 раза выше сладости глюкозы.

Галактоза – составная часть молочного сахара, обладает незначительной сладостью, в свободном виде в природе не встречается.

Дисахариды– это углеводы, построенные из двух молекул моносахаридов. К дисахаридам относят сахарозу, мальтозу, лактозу.

Сахароза(свекловичный сахар) входит в состав многих плодов и овощей. Много ее в сахарной свекле, сахарном тростнике (является сырьем для производства сахара). В сахаре сахарозы 99%, это бесцветные кристаллы сладкого вкуса, хорошо растворимые в воде.

Мальтоза (солодовый сахар) в естественных пищевых продуктах имеется в небольшом количестве. Их содержание повышается искусственно путем проращивания зерна, в котором мальтоза образуется из крахмала под действием ферментов.

Лактоза(молочный сахар) находится в молоке (4,7%), придавая ему сладковатый вкус, но по сравнению с другими дисахаридами она менее сладкая.

Дисахариды при нагревании со слабыми кислотами, под действием ферментов или микроорганизмов гидролизуются (расщепляются на простые сахара). Сахароза при этом расщепляется на равные количества глюкозы и фруктозы:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆.

Этот процесс называется инверсией, а полученную смесь моносахаридов –инвертным сахаром. Он обладает высокой усвояемостью, сладким вкусом и большой гигроскопичностью, содержится в меде.

Все сахара растворимы в воде, это следует учитывать при хранении и кулинарной обработке продуктов. При нагревании до высоких температур происходит их карамелизация. Образуется (карамелан,карамелен, карамелин) вещество темного цвета и горького вкуса при жарке, запекании и выпекании изделий появляется румяная корочка, придающая продукту специфический вкус и аромат.

Микроорганизмы сбраживают сахара. Под действие молочно-кислых бактерий сахара сбраживаются до молочной кислоты (производство кисло-молочных продуктов – простокваши, творога).

Под действием дрожжей происходит спиртовое брожение сахаров с образованием этилового спирта и углекислого газа.

Полисахариды– высокомолекулярные углеводы, имеющие общую формулу (С₆Н₁₀О₅)_n, к ним относят крахмал, клетчатку, гликоген, инулин. Полисахариды не обладают сладким вкусом и называются несахароподобными углеводами. Эти вещества, кроме клетчатки, являются резервным источником энергии для организма.

Крахмал – наиболее важный углевод для человека, в питании которого он составляет 80% общего количества употребляемых углеводов, представляет собой цепь, состоящую из многих молекул глюкозы.

Крахмал содержится во многих растительных продуктах: в зерне пшеницы – 54%, риса – 55%, гороха – 47%, в картофеле – 18%.

Крахмал не растворяется в воде. В горячей воде он набухает, образуя клейстер. Крахмал при клейстеризации поглощает до 200-400% воды, увеличивая массу продукта.

Под действием кислот и ферментов крахмал гидролизуется до глюкозы, этот процесс называется осахаривание крахмала, в результате которого получаются промежуточные продукты так называемые декстрины.

Клетчатка(целлюлоза) входят в состав оболочек клеток растительных тканей. Она в воде не растворяется, человеком практически не усваивается, относится к группе балластных веществ и повышает двигательную функцию кишечника. Много клетчатки (до 2%) в овощах, плодах, крупах, мучных изделиях низких сортов.

Гликоген– животный крахмал, содержащийся в основном в печени и мышцах. В организме человека гликоген участвует в образовании энергии, расщепляясь до глюкозы, растворим в воде, клейстера не образует.

Инулин – при гидролизе превращается во фруктозу, растворяется в воде, образуя коллоидный раствор. Содержится в топинамбуре (земляная груша) и корне цикория.

В организме человека при расщеплении 1 г углеводов выделяется 4 ккал (16,7 кДж). Суточная потребность человека в углеводах в среднем 257-586 г в зависимости от энергетических затрат, пола и возраста. При недостатке в пище углеводов организм расходуют в качестве энергетического вещества собственные жиры, и белки. При избытке в пище углеводов организм человека легко превращает их в жиры.

Количество углеводов в пищевых продуктах различно: в картофеле 19,7%, в свежих овощах – 8,6, крупе – 70, в хлебе – 45, в молоке – 4,7%.

Пектиновые вещества – производные углеводов и входят в состав овощей и плодов. К ним относят протопектин, пектин, пектиновую и пектовую кислоты.

Протопектин входит в состав межклеточных пластин, соединяющих клетки между собой. Его много в незрелых плодах и овощах. По мере созревания под действием ферментов он переходит в пектин, что приводит к размягчению плодов и овощей. При тепловой обработке с водой или разбавленными кислотами протопектин также переходит в пектин.

Пектин – растворим в воде, находится в клеточном соке плодов и овощей. При кипячении с сахаром и кислотами образует желе. Это свойство пектина используют в производстве мармелада, желе, джема, варенья, пастилы и др.

Пектиновая и пектовые кислоты – образуются из пектина под действием ферментов при перезревании плодов, придавая им кислый вкус.

Пектиновыми веществами богаты яблоки, абрикосы, слива, алыча, черная смородина, крыжовник. В среднем в них содержится 0,01-2% пектиновых веществ.