Rasvad, süsivesikud, valgud

Rasvad on väga energiarikkad looduslikud süsinikuühendid. Oma energiasisalduse poolest ületavad nad isegi söe ja lähenevad naftast ja bensiinist saadud energiahulgale. Energiaallikana ületavad rasvad nii süsivesikuid kui ka valke rohkem kui kahekordselt.

Keemiliselt koostiselt kujutavad rasvad endast glütserooli ja rasvhappe jääkide ühendit. Näiteks koosneb rasva tristeariin molekul kolmest stearhappe jäägist ja ühest glütserooli jäägist:

Rasvad moodustuvadki rasvhapete ja glütserooli reageerimisel. Niisiis valmistab ka meie organism vajalikke rasvu, tehes seda peamiselt maksas, nahaaluses rasvkoes ja peensooles.

Rasvade omadused

Puhtad rasvad on värvuseta, lõhnata ja maitseta tahked või vedelad ained. Looduses tavaliselt puhtaid rasvu ei esine, ikka on nendega segunenud või neis lahustunud teisi aineid. Rasva oleku määrab üksik- või kaksiksidemete olemasolu molekuli süsivesinikosas. Tahke rasva koostises on ülekaalus üksiksidemetega ühendid, vedelates rasvades ehk õlides aga kaksiksidemetega ühendid. Searasvas on selliseid ühendeid üle poole, loomarasvas umbes pool. Seevastu päevalilleõlis (vedel rasv) on kaksiksidemetega rasvhapete jääke 93%.

Mida rohkem on rasva molekulis kaksiksidemeid, seda kergemini see oksüdeerub ja seda rohkem energiat annab. Vedelad rasvad võib muuta tahketeks töötlemisel vesinikuga. Nii toodetakse päeva­lille- või oliiviõlist margariini.

Mikroobide toimel rasvad lagunevad. Kaksiksidet sisaldavatest rasvhapetest tekkinud rasvad oksüdeeruvad kergesti õhuhapniku toimel. Tekivad ebameeldiva lõhnaga ja tihti ka mürgised ühendid. Seda nähtust nimetatakse räästumiseks. Rasvad räästuvad ka korduval kuumutamisel ja mikroobide toimel. Räästunud rasvu ja neid sisaldavaid toiduaineid süüa ei kõlba!

Rasvade leidumine

Rasva leidub peaaegu kõikides taim- ja loomorganis­mides, loomse päritoluga rasvad on tahked, taime- ja kalarasv aga vedelad. Inimorganismis lagunevad rasvad ensüü­mide toimel rasvhapeteks ja glütserooliks. Need omakorda oksüdeeruvad osaliselt, eraldades süsinikdioksiidi ja vett. Vabanenud energiat kasutab organism oma elu­tegevuses.

Süsiniku rohkearvuliste looduslike ühendite hulka kuuluvad ka süsivesikud.

Süsivesikud koosnevad süsinikust, vesinikust ja hapnikust. Oma nimetuse said süsivesikud sellest, et näiliselt nad nagu koosneks süsinikust ja veest. Näiteks saame glükoosi valemi C₆H₁₂O₆ kirjutada ka kujul C₆(H₂O)₆.

Mitmesugused suhkrud, nagu viinamarjasuhkur ehk glükoos, puuviljasuhkur ehk fruktoos ja roo- või peedisuhkur ehk sahharoos on tüüpilised süsivesikud. Kuigi glükoosi seostatakse nimetuse kaudu viinamarjadega, leidub seda ka puu- ja juurviljades, mees ning vähesel määral loomade veres. Nii nagu glükoos, kuuluvad süsivesikute hulka ka tema polümeerumise saadused tärklis ja tselluloos.

Glükoos ja fruktoos

Ühesugune molekulivalem C₆H₁₂O₆ kirjeldab nii glükoosi kui ka fruktoosi keemilist koostist. Erinev on aga nende molekuli ehitus ja järelikult ka omadused. Lahuses esineb glükoos ahelana ning kahe kuusnurgakujulise tsüklina. Glükoosilahuses on valdavas ülekaalus tsüklid, ahelvormi on vaid mõni sajandik protsenti.

Sahharoos

Sahharoos valemiga C₁₂H₂₂O₁₁ koosneb glükoosi ja fruktoosi jääkidest. Vee manulusel muutub sahharoos ensüümide toimel taas glükoosiks ja fruktoosiks.

Sobivate ensüümide valikuga püütakse tõsta fruktoosisisaldust sahharoosi lagunemissaaduste hulgas, sest fruktoos on mitu korda magusam kui sahharoos ja glükoos.

Lisaks suhkruroole ja suhkrupeedile leidub sahharoosi veel rikkalikult maisis ning vahtra- ja kasemahlas. Looduses sahharoosi lagunemisel tekkinud glükoosi ja fruktoosi lahus on mesi. Lisaks glükoosile ja fruktoosile sisaldab see umbes 10% ulatuses veel teisi suhkruid, samuti mineraalaineid ja vitamiine.

Tärklis

Tärklis on looduslik polümeer, mille lülideks on glükoosijäägid. Valem (C₆H₁₀O₅)_n näitab vaid ühe lüli koostist. Nende arv polümeeris sõltub sellest, kas glükoosi jääkidest tekkinud ahel on hargnemata või hargnenud. Viimases võib lülide arv ulatuda 6000-ni ja molekulmass miljonini.

Tärklis tekib taimedes fotosünteesi saadusena ning ladestub eeskätt seemnetes, viljades ja mugulates. Teraviljades ning kartulis leiduv tärklis on meie toidusedelis peamine süsivesikute allikas. Eriti kõrge tärklise­sisaldusega on mais ja riis. Seedemahlade toimel muutub tärklis inimorganismis glükoosiks, mis on meie peamine energiaallikas.

Et glükoosi kääritamisel tekib etanool, on teravili ja kartul toidupiirituse tootmise peamisteks lähteaineteks.

Tselluloos

Looduslike polümeeride hulka kuulub ka taimekiude moodustav tselluloos. Ka tselluloos koosneb glükoosi jääkidest nagu tärkliski, ent erineb viimasest nii glükoosijääkide arvu kui ka ehituse poolest. Tselluloosi niiditaolised ahelad võivad sisaldada kuni 10 000 lüli.

Erinevast ehitusest tingituna on tärklis ja tselluloos täiesti erinevate omadustega. Kui tärklis on inimestele tähtis energiaallikas, muutudes glükoosiks, siis tselluloosi inimorganism ei omasta. Nimelt puuduvad inimorganismis ensüümid, mis lõhustaksid tselluloosi.

Mikroorganismid aga lõhustavad tselluloosi, mistõttu taimtoidulised loomad saavad tselluloosi sisaldava toiduga üpris hästi hakkama. Ent ka inimtoidus on tselluloos vajalik. Toit liigub läbi seedekulgla tänu mitteseeditavale tselluloosile.

Paljud looduslikud kiudained, nagu puuvill, lina ja kanep koosnevad peaaegu täielikult tselluloosist. Puidus leidub tselluloosi 50–70%, kusjuures tselluloosirikkam on okaspuu puit. Tselluloosi peamiseks tarbijaks on paberitööstus.

Elusorganismide tähtsaimaks koostisosaks on valgud. Valgudki on looduslikud polümeerid, ent väga keerulise ehitusega. Lisaks süsinikule, vesinikule ja hapnikule kuu­lub valkude koostisse ka lämmastik.

Valguahela lüli­­­deks on aminohapete jäägid. Need on happed, mis karboksüülrühma –COOH kõrval sisaldavad ka aminorühma –NH₂. Inimorganismis on 20 erinevat aminohapet, millest ehitatakse üles valgu molekulid. Kõik valgud kõiki amino­hapete jääke ei sisalda. Eriti oluline on aminohapete jääkide järjekord valkudes, mis määratakse kindlaks organismi geneetilise koodiga.

Valkude arv ulatub sadadesse tuhandetesse. Nad erinevad üksteisest nii ahelate pikkuse kui amino­hapete jääkide järjestuse poolest. Kiulise ehitusega valgud on sidekoe, kõhrede, luude, naha, villa, karvade ja lihaste „ehituskivid”. Valgud moodustavad umbes poole inimkeha kuivainest.

Kuumutamisel ning hapete, leeliste ja raskmetallide soolade toimel valgud koaguleeruvad. Selle tulemusena muutub valkude ehitus ja nad sadenevad. Valku sisaldavate materjalide (vill, karvad, juuksed) ja toiduainete (liha, munad) põlemisel tunneme omapärast ebameeldivat lõhna – „kärsahaisu”. See ongi lihtsaim valgu tuvastamisreaktsioon.