Входят в состав клеток и тканей всех растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. На долю углеводов приходится около 80% сухого вещества растений и около 20% животных. Растения синтезируют углеводы из неорганических соединений - углекислого газа и воды (СО 2 и Н 2 О) в процессе фотосинтеза:
6СО 2 + 6Н 2 О свет, хлорофилл → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2
Углеводы имеют общую формулу C n (H 2 O) m , откуда и возникло название этих природных соединений. Углеводы делятся на: моносахариды (важнейшие представители – глюкоза и фруктоза); дисахариды(сахароза); полисахариды (важнейшие представители – крахмал и целлюлоза).
Фруктоза C 6 H 12 O 6 является одним из самых распространенных углеводов фруктов, содержится в мёде. В отличие от глюкозы она может без участия инсулина проникать из крови в клетки тканей. По этой причине фруктоза рекомендуется в качестве наиболее безопасного источника углеводов для больных диабетом.
Сахароза С 12 Н 22 О 11 , образован молекулами глюкозы и фруктозы. Содержание сахарозы в сахаре 99,5%. Сахар часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углевод и не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли. Сахароза содержится в сахарном тростнике и сахарной свекле, а также в сладостях.
Сбор сахарного тростника . Фреска во дворце Кортеса в Куэрнаваке.
Крахмал и целлюлоза
Крахмал
(С 6 Н 10 О 5)
n
- природный полимер, он накапливается в виде
зерен, главным образом в клетках семян, луковиц, клубней, а также в листьях и
стеблях. Крахмал - белый порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде
он набухает и образует клейстер.
Крахмал чаще всего получают из картофеля. Для этого картофель измельчают,
промывают водой и перекачивают в большие сосуды, где происходит отстаивание.
Полученный крахмал еще раз промывают водой, отстаивают и сушат в струе теплого
воздуха.
Крахмал - основная часть важнейших
продуктов питания: муки (75 - 80%), картофеля (25%), саго и др. Энергетическая
ценность около 16,8 кДж/г. Он является ценным питательным продуктом. Чтобы
облегчить его усвоение, содержащие крахмал продукты подвергают действию высокой
температуры, то есть картофель варят, хлеб пекут. В этих условиях происходит
частичный гидролиз крахмала и образуются декстрины, растворимые в воде.
Декстрины в пищеварительном тракте подвергаются дальнейшему гидролизу до
глюкозы, которая усваивается организмом. Избыток глюкозы превращается в
гликоген (животный крахмал). Состав гликогена такой же, как у крахмала, - (C 6 H 10 O 5) n ,
но его молекулы более разветвленные. Особенно много гликогена содержится в
печени (до 10%). В организме гликоген является резервным веществом, которое
превращается в глюкозу по мере ее расходования в клетках.
В промышленности крахмал путем гидролиза превращают в патоку и глюкозу. Для
этого его нагревают с разбавленной серной кислотой, избыток которой затем
нейтрализуют мелом.
(С 6 Н 10 О 5) n + n H 2 O- H 2 SO 4, t ˚ C → n C 6 H 12 O 6
Образовавшийся осадок сульфата кальция отфильтровывают, раствор упаривают и выделяют глюкозу. Если гидролиз крахмала не доводить до конца, то образуется смесь декстринов с глюкозой - патока, которую применяют в кондитерской промышленности. Получаемые с помощью крахмала декстрины используются в качестве клея, для загустения красок при нанесении рисунков на ткань. Крахмал применяют для накрахмаливания белья. Под горячим утюгом происходит частичный гидролиз крахмала и превращение его в декстрины. Последние образуют на ткани плотную пленку, которая придает блеск ткани и предохраняет ее от загрязнения. Крахмал и его производные применяются при производстве бумаги, текстильных изделий, в литейном и других производствах, в фармацевтической промышленности.
Обнаружение крахмала
Целлюлоза или клетчатка (С 6 Н 10 О 5) n , один из самых распространённых природных полимеров; главная составная часть клеточных стенок растений, обусловливающая механическую прочность и эластичность растительных тканей. Так, содержание целлюлозы в волосках семян хлопчатника 97-98%, в стеблях лубяных растений (лён, рами, джут) 75-90%, в древесине 40-50%, камыше, злаках, подсолнечнике 30-40%. Обнаружена в организме некоторых низших беспозвоночных.
Целлюлоза используется
человеком с очень древних времен. Сначала
применяли древесину как горючий и строительный материал;
затем хлопковые, льняные и другие волокна стали использовать как
текстильное сырье. Первые промышленные способы химической
переработки древесины возникли в связи с развитием
бумажной промышленности.
Бумага – это тонкий слой волокон клетчатки, спрессованных и проклеенных
для создания механической прочности,
гладкой поверхности, для предотвращения
растекания чернил. Первоначально для изготовления
бумаги употребляли растительное сырье, из которого чисто механически
можно было получить необходимые волокна, стебли риса (так
называемая рисовая бумага), хлопка, использовали
также изношенные ткани. Однако по мере
развития книгопечатания перечисленных источников сырья
стало не хватать для удовлетворения
растущей потребности бумаги.
Особенно много бумаги расходуется для
печатания газет, причем вопрос о
качестве (белизне, прочности, долговечности) для газетной бумаги
значения не имеет. Зная, что древесина примерно на 50%
состоит из клетчатки, к бумажной массе
стали добавлять размолотую древесину. Такая бумага
непрочна и быстро желтеет (особенно на свету).
Для улучшения качества древесных добавок к
бумажной массе были предложены различные способы
химической обработки древесины, позволяющие получить
из нее более или менее чистую
целлюлозу, освобожденную от сопутствующих веществ – лигнина,
смол и других. Для выделения целлюлозы было
предложено несколько способов, из которых мы рассмотрим сульфитный. По
сульфитному способу измельченную древесину ”варят “ под давлением с
гидросульфитом кальция. При этом сопутствующие вещества
растворяются, и освобожденную от примесей целлюлозу
отделяют фильтрованием. Отходы содержат способные к брожению
моносахариды, их используют как сырье для
получения этилового спирта (так называемый гидролизный спирт). Целлюлоза
используется для получения вискозного, ацетатного, медно-аммиачного волокон.
Задания для закрепления
№1.
Крахмал образуется в процессе фотосинтеза, причём сначала образуется глюкоза, а из неё крахмал:CO 2 -> C 6 H 12 O 6 -> (C 6 H 10 O 5) n
nC 6 H 12 O 6 - > (C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O
Решите задачу:
Вычислите
массу крахмала, который образуется в процессе фотосинтеза? Если
известно, что в процессе фотосинтеза участвуют 10 кг воды и 20 л
углекислого газа (н.у.).
№2. При взаимодействии сахарозы с водой образуется смесь глюкозы и сахарозы.
Решите задачу:
Вычислите
массу раствора сахарозы (массовая доля сахарозы 20%), который подвергли
гидролизу (взаимодействию с водой), если при этом выделилось 7,2 г
глюкозы.
№3. Заполните таблицу
ВАЖНЕЙШИЕ УГЛЕВОДЫ |
|||||
МОНОСАХАРИДЫ | ДИСАХАРИДЫ | ПОЛИСАХАРИДЫ |
|||
НАЗВАНИЯ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ | |||||
ХИМИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА | |||||
НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ | |||||
ПРИМЕНЕНИЕ |
Сахара
Различают два вида сахаров: моносахариды и дисахариды. Моносахариды содержат одну сахарную группу, как, например, глюкоза, фруктоза или галактоза. Дисахариды образованы остатками двух моносахаридов и представлены, в частности, сахарозой (обычный столовый сахар) и лактозой.
Полисахариды представляют собой углеводы, содержащие три и более молекул простых углеводов. К данному виду углеводов относятся, в частности, декстрины, крахмалы, гликогены и целлюлозы. Источниками полисахаридов являются крупы, бобовые, картофель и другие овощи.
ВИДЫ УГЛЕВОДОВ, ИХ ИСТОЧНИКИ И ФУНКЦИИ
МОНОСАХАРИДЫ
ВИДЫ УГЛЕВОДОВ:
Глюкоза
. Моносахарид, бесцветное кристаллическое вещество сладкого вкуса, содержится практически в каждой углеводной цепочке.
Виноград, хурма, бананы, яблоки, персики, все ягоды и свежие фруктовые соки.
В организме человека присутствует в крови.
ФУНКЦИИ:
1) Глюкоза вместе с кровью транспортируется для питания мозга, печени, работающих мышц, сердца при больших физических нагрузках используется как источник энергии.
2) Резервный запас глюкозы находится в мышцах и печени, он используется организмом при пиковых нагрузках, образуя глюкозу из аминокислот (изъятых из мышц) и триглицеридов (жировых молекул).
3) Все сложные углеводы сначала расщепляются до глюкозы и после усваиваются организмом.
Фруктоза
.Фруктовый сахар в свободном виде присутствует почти во всех сладких ягодах и плодах, самый сладкий из сахаров.
Фрукты и ягоды (яблоки, груши, черная смородина, персики, малина, арбузы).Мед.
ФУНКЦИИ:
1) Фруктоза медленнее усваивается в кишечнике, чем глюкоза, поступая в кровь, не вызывает перенасыщения крови сахаром.
2) Фруктоза быстрее, чем глюкоза, превращается в гликоген. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать ее в малом количестве.
Галактоза
.Не встречается в свободной форме; в связанном с глюкозой виде он образует лактозу, молочный сахар.
Присутствует в лактозе и лактулозе.
ФУНКЦИИ:
Процесс превращения галактозы в лучше усвояемую глюкозу происходит в печени.
ДИСАХАРИДЫ
ВИДЫ УГЛЕВОДОВ:
Сахароза
.Дисахарид, состоящий из комбинации фруктозы и глюкозы, имеет высокую растворимость. Попадая в кишечник, распадается на данные компоненты, которые затем всасываются в кровь.
1) Фрукты плоды и ягоды.
2) Сахарная свекла и тростник.
3) Кленовый сироп.
ФУНКЦИИ:
1) В организме расщепляется на глюкозу и фруктозу.
2) Сахароза имеет высокую растворимость. Иногда сахароза откладывается в качестве запасного питательного вещества.
Лактоза.
Молочный сахар, углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах.
Молоко и молочные продукты.
ФУНКЦИИ:
Непереносимость молока вызывает нарушения в работе пищеварения и расстройства желудка, это происходит, когда в организме недостает лактазы - расщепляющего энзима.
Мальтоза.
Солодовый сахар, легко усваивается организмом человека. Образуется в результате объединения двух молекул глюкозы. Мальтоза возникает в результате расщепления крахмалов в процессе пищеварения.
1) Злаки, проросшее зерно.
2) Пиво и дрожжи.
ФУНКЦИИ:
Мальтоза образуется при ферментативном расщеплении крахмала и гликогена в организме.
ПОЛИСАХАРИДЫ
Крахмал.
Порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Крахмал является наиболее распространенным углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания.
1) Пшеница, рис, бобовые, злаки.
2) Картофель
3) Хлеб, макароны, каши.
ФУНКЦИИ:
1) Длинные цепочки углеводов идеальны для создания долговременных запасов энергии.
2) В желудочном тракте человека крахмал поддается гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом.
Клетчатка.
Сложные углеводы, представляющие собой жесткие растительные структуры. Составная часть растительной пищи, которая не переваривается в организме человека, но играет огромную роль в его жизнедеятельности и пищеварении.
1) Пектины, овсяные и пшеничные отруби, овощи капуста, свекла.
2) Семена, орехи, бобовые.
ФУНКЦИИ:
1) Потребление достаточного количества клетчатки нормализует работу кишечника и способствует, очищению организма от шлаков и токсинов.
2) Снижает риск тучности, гипертонии, кишечных и сердечнососудистых заболеваний.
3) Человеку необходимо в день 25-30 г различных видов клетчатки, в том числе за счет потребления фруктов и овощей. В соотношении растворимой и нерастворимой клетчатки 3/1.
Мальтодекстрин.
Порошок белого или кремового цвета, со сладковатым вкусом, хорошо растворим в воде. Представляет собой промежуточный продукт ферментного расщепления растительного крахмала, в результате чего молекулы крахмала делятся на фрагменты - декстрины.
Получают искусственным путем ферментативного расщепления растительного крахмала.
ФУНКЦИИ:
1) Мальтодекстрин обычно используется в качестве компонента в производстве спортивных добавок, как источник энергии в гейнерах.
2) Добавляют в состав с целью улучшения консистенции, улучшения растворимости смесей и однородности.
ГЛИКОГЕН
Полисахарид, образованный остатками глюкозы; основной запасной углевод человека, нигде кроме организма не встречается Гликоген, образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы.
Запасы образуются в организме в печени и мышцах.
Излишки глюкозы организм откладывает в виде гликогена, при выполнении физических нагрузок организм расщепляет гликоген с помощью ферментов для производства энергии для питания.
С пищей поступают простые и сложные углеводы, усвояемые и неусвояемые углеводы. Основными простыми углеводами являются глюкоза, галактоза и фруктоза (моносахариды), сахароза, лактоза и мальтоза (дисахариды). Сложные углеводы (полисахариды) - крахмал, гликоген, клетчатка, пектин. Углеводы составляют основную часть пищевого рациона и обеспечивают 50 - 60% его энергоценности. 1 г усвояемых углеводов при окислении в организме дает 16,7 кДж (4 ккал). Углеводы необходимы для нормального обмена белков и жиров. В комплексе с белками они образуют некоторые гормоны и ферменты, секреты слюнных и других, образующих слизь, желез, а также иные биологически важные соединения. Особое значение имеют клетчатка и пектины, которые почти не перевариваются в кишечнике и не являются источниками энергии. Однако эти «балластные вещества», неусвояемые углеводы, играют большую роль в питании.
Углеводы содержатся главным образом в растительных продуктах (приложение 1 и ). Простые углеводы, а также крахмал и гликоген усваиваются хорошо, но с разной скоростью. Особенно быстро всасывается из кишечника глюкоза , медленнее - фруктоза , источниками которых являются фрукты, ягоды, некоторые овощи () и мед. В меде содержится 35% глюкозы, 30% фруктозы и 2% сахарозы. Глюкоза и фруктоза наиболее быстро усваиваются и используются в организме как источники энергии и для образования гликогена - резервного углевода в печени и мышцах. Глюкоза - главный поставщик энергии для мозга. Фруктоза не требует для своего усвоения гормона инсулина, что позволяет рекомендовать ее источники при сахарном диабете. Основными поставщиками сахарозы служат сахар, кондитерские изделия, варенье, мороженое, сладкие напитки, а также некоторые овощи и фрукты (). В кишечнике сахароза расщепляется на глюкозу и фруктозу. Лактоза содержится в молочных продуктах. При врожденном или приобретенном (чаще всего от заболеваний кишечника) недостатке фермента лактазы в кишечнике нарушается распад лактозы на глюкозу и галактозу. Возникает непереносимость молочных продуктов с явлениями вздутия живота, поносами, болями. Лактоза нормализует деятельность полезной кишечной микрофлоры, уменьшает процессы гниения в кишечнике. В кисломолочных продуктах лактозы меньше, чем в молоке, так как при сквашивании молока из лактозы образуется молочная кислота. Если сладость сахарозы (т. е. обычного сахара) принять за 100, то сладость фруктозы составляет 173, глюкозы — 74, лактозы - только 16. Содержание лактозы в г на 100 г продуктов: молоко коровье — 4,7; сливки 10 и 20% жирности — 4,0 и 3,6; сметана 20% жирности — 3,2; кефир, простокваша, ацидофилин — 3,8-4,1; йогурт — 3,5; кумыс из кобыльего молока — 5; сыворотка молочная — 3,5-4; пахта — 4,7, сквашенная — 3,8; творог — 1,3-1,5; молоко сгущенное с сахаром — 12,5; мороженое — 5,8; масло сливочное — 0,9.
Мальтоза (солодовый сахар) - промежуточный продукт расщепления крахмала пищеварительными ферментами и ферментами проросшего зерна (солода). Образующаяся мальтоза распадается до глюкозы. В свободном виде мальтоза содержится в меде, экстракте из солода (патоке мальтозной), солодовом молоке, пиве.
Крахмал составляет около 80% всех углеводов в питании человека. Содержание крахмала в г на 100 г съедобной части продуктов: мука пшеничная и ржаная — 60-68; крупа манная, пшеничная, рис — 68-73; крупа гречневая, перловая, пшено — 65; крупа овсяная — 55; горох, фасоль — 43-47; макаронные изделия — 68; хлеб ржаной — 40-50; хлеб пшеничный — 47-53; печенье — 51-56; картофель — 18; зеленый горошек — 7; тыква, бананы — 2; капуста белокочанная, морковь, томаты — 0,2-0,5.
Крахмал медленно переваривается, расщепляясь до глюкозы. Легче и быстрей переваривается крахмал из риса и манной крупы, чем из пшена, гречневой, перловой и ячневой круп, из картофеля и хлеба - сравнительно с горохом и фасолью. Крахмал в натуральном виде, например в киселях, усваивается очень быстро. Затрудняет усвоение крахмала поджаривание круп. В пищевых продуктах, кроме печени, очень мало гликогена - углевода животных тканей. Потребление как источника углеводов богатых крахмалом продуктов, а также овощей и фруктов полезней, чем потребление такого рафинированного (очищенного) углевода, как сахар и содержащие его продукты. С первой группой продуктов поступают не только углеводы, но и витамины группы B, минеральные вещества, клетчатка, пектины, а сахар представляет собой чистую сахарозу без других пищевых веществ.
Углеводы могут образовываться в организме из жиров и белков. Однако длительный недостаток углеводов в питании ведет к нарушению обмена жиров и белков, расходу белков пищи и тканевых белков. В крови накапливаются вредные продукты неполного окисления жирных кислот и некоторых аминокислот - кетоновые тела (кетоз); кислотно-основное состояние организма сдвигается в кислую сторону (метаболический ацидоз). Серьезное последствие углеводной недостаточности - снижение уровня глюкозы в крови (гипогликемия), к которому особенно чувствительна ЦНС. Возникает слабость, сонливость, головокружение, головные боли, чувство голода, тошнота, потливость, дрожь в руках. Эти явления быстро проходят после приема сахара. Нередкая причина гипогликемии — неправильное питание больных сахарным диабетом, получающих инсулин. При длительном ограничении углеводов в диете, например при ожирении, количество их не должно быть ниже 100 г. Уменьшать содержание углеводов в диете желательно постепенно, чтобы организм приспособился к изменению обмена веществ. Сначала их количество уменьшают до 200-250 г в день, а через 7-10 дней больных переводят на меньшие количества.
Избыточное потребление углеводов — распространенная причина нарушения обмена веществ, способствующая развитию ряда заболеваний. При рациональном питании до 30% углеводов пищи способно переходить в жиры. При избытке углеводов, особенно за счет легкоусвояемых, этот процент значительно выше. На фоне повышенной энергоценности рациона такое питание ведет к ожирению. Поэтому в диетотерапии ожирения важно ограничение легкоусвояемых углеводов. Систематическое чрезмерное потребление легкоусвояемых углеводов при недостатке пищевых волокон способствует возникновению сахарного диабета при наследственной или вызванной иными причинами предрасположенности к нему. Это обусловлено перегрузкой, а затем истощением клеток поджелудочной железы, вырабатывающей необходимый для усвоения глюкозы инсулин. Нарушения жирового обмена, характерные для атеросклероза, также возможны при избыточном потреблении легкоусвояемых углеводов, особенно сахарозы. При потреблении углеводов за счет зерновых и бобовых продуктов, овощей, фруктов нарушения обмена холестерина возникают реже даже при достаточно высоком количестве углеводов в рационе. Частые приемы больших количеств содержащих сахар продуктов повышают уровень глюкозы в крови (гипергликемия). Это отрицательно влияет на клетки кровеносных сосудов, способствует склеиванию тромбоцитов в крови, что создает опасность тромбозов, особенно при атеросклерозе и ишемической болезни сердца.
В диетах при этих заболеваниях необходимо уменьшение количества сахара до 10-15% от общего количества углеводов. Однако надо учитывать, что причины нарушения обмена холестерина и развития атеросклероза не сводятся только к избыточному потреблению сахара. Данные о повышении чувствительности организма к аллергенам различной природы при высокоуглеводном питании послужили основанием для ограничения легкоусвояемых углеводов в диетах при инфекционно-аллергических заболеваниях и аллергических состояниях. Частое потребление сахара и содержащих его продуктов способствует возникновению кариеса зубов. Данные о неблагоприятном влиянии избытка легкоусвояемых углеводов на организм не означают, что сахар и богатые им продукты являются вредными. Эти продукты с высокими вкусовыми качествами нужны как источники энергии, а количество их в рационе определяется соответствующими потребностями здорового или больного человека.
К неусвояемым углеводам относятся клетчатка (целлюлоза), образующая оболочки растительных клеток, и пектины , связывающие эти клетки между собой. Эти «балластные вещества» очень важны в питании. Они стимулируют двигательную функцию кишечника, желчеотделение, формируют каловые массы, создают чувство насыщения, способствуют выведению из организма холестерина. Источники клетчатки представлены в Таблице 16. Протирание и варка продуктов уменьшают действие клетчатки. Промышленность выпускает метилцеллюлозу (МЦ) - водорастворимый, не имеющий вкуса, запаха и энергоценности порошок с эмульгирующими и пенообразующими свойствами. Блюда с включением МЦ (кремы из свежих ягод и фруктов, их соков или консервированных пюре, кисели, картофельное пюре и др.) обладают пониженной энергоценностью и хорошей насыщаемостью. Водный раствор МЦ частично заменяет сливочное масло и сметану в масляных и сметанных смесях, кремах, что снижает их энергоценность. Блюда с МЦ используют при ожирении, сахарном диабете, некоторых желудочно-кишечных заболеваниях.
Пектинами богаты фрукты, ягоды и некоторые овощи. Пектины впитывают в себя вредные вещества в кишечнике, уменьшают в нем гнилостные процессы, способствуют заживлению его слизистой оболочки. Эти свойства пектинов используют при заболеваниях кишечника. Пектины в присутствии органических кислот и сахара образуют желе, что используется при производстве джемов, мармелада, пастилы.
Содержание пектинов в г на 100 c съедобной части продуктов: свекла, яблоки, смородина черная — 1,0-1,1; сливы — 0,9; абрикосы, персики, клубника, клюква, крыжовник — 0,7; капуста белокочанная, морковь, груши, апельсины, виноград, малина — 0,6; картофель, арбуз, лимоны — 0,5; баклажаны, лук репчатый, огурцы, дыня, вишни, черешня, мандарины — 0,4; томаты, тыква — 0,3.
Влияние на организм клетчатки и пектинов следует рассматривать как часть общего действия пищевых волокон (растительные волокна, клеточные оболочки) - комплекса неусвояемых углеводов - клетчатки (целлюлозы), гемицеллюлозы, пектинов, не являющегося углеводом лигнина и др. Поэтому некоторые продукты (фасоль, зеленый горошек, пшено, гречневая крупа, свекла, морковь, яблоки, салат и др.) оказывают большее действие, чем это можно было бы ожидать только по содержанию клетчатки (). Это относится и к переносимости больными тех или иных продуктов. Длительный недостаток в питании пищевых волокон ведет к запорам, способствует возникновению дивертикул, полипоза и рака толстой и прямой кишки, геморроя, является одним из факторов риска в развитии атеросклероза, сахарного диабета, желчнокаменной болезни. Избыточное потребление пищевых волокон, в частности клетчатки, ведет к брожению в толстой кишке, усиленному газообразованию с явлениями метеоризма (вздутие живота), ухудшению усвоения белков, жира, кальция, железа и других минеральных веществ.
Потребность в углеводах в зависимости от пола, возраста и интенсивности труда представлена в Таблице 2 и Таблице 3 . В среднем суточная потребность в углеводах здоровых людей 1-2-й группы интенсивности труда составляет 400 г для мужчин и 350 г для женщин. Содержание углеводов в диете № 15 (общий стол) лечебно-профилактических учреждений не должно превышать 400 - 420 г, из которых 80% должно обеспечиваться крахмалом, до 20% - легкоусвояемыми углеводами. Количество углеводов увеличивают в среднем до 450 - 500 г в диетах при хроническом нефрите, повышенной функции щитовидной железы (гипертиреоз), туберкулезе (при отсутствии явлений аллергии и ожирения) и т. д. В некоторых диетах важно увеличение не содержания углеводов выше физиологических норм, а их доли в суточной энергоценности рационов. При тяжелой недостаточности печени легкоусвояемые углеводы почти полностью обеспечивают сниженную энергоценность диеты.
Содержание углеводов, главным образом легкоусвояемых, уменьшают в диетах при атеросклерозе и ишемической болезни сердца, ожирении, сахарном диабете без инсулинотерапии, аллергических состояниях, хроническом панкреатите, гипотиреозе, состояниях после удаления желчного пузыря или резекции желудка и ряде других заболеваний, а также приеме кортикостероидных гормонов. Потребность в клетчатке и других неусвояемых углеводах - около 25 г в день. В механически щадящих диетах при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, в пред- и послеоперационный период, при острых инфекциях и недостаточности кровообращения потребление пищевых волокон ограничивают. Увеличивают их содержание в диетах при атеросклерозе и ишемической болезни сердца, ожирении, сахарном диабете, желчнокаменной болезни, хронических холециститах и состояниях после удаления желчного пузыря с застоем желчи, запорах функционального характера.
Углеводы принадлежат к числу макронутриентов и являются продуктом органического синтеза человеческого организма.
Углеводы – наиболее простой и доступный источник энергии в природном мире, которая нужна всем жизненно необходимым процессам: пищеварению, сокращению мышц, работе нервной системы и многим другим.
Условно эту группу веществ можно разделить на полезные углеводы и вредные углеводы. Ответ на вопрос о том, какие углеводы полезны, можно получить, изучив характеристики отдельных групп этих веществ.
Во время усвоения и последующего метаболизма углеводы превращаются в глюкозу. Она в определенном количестве должна находиться в кровяном русле, чтобы обеспечивать правильную работу организма.
Лишнее количество глюкозы путем участия в процессах катаболизма переходит в сложный полисахарид – гликоген, который преимущественно содержится в печени и мышечной ткани человека. Он служит в роли источника энергии при сокращениях мышечных волокон и в периоды между приемами еды.
Гликоген не является эффективным веществом для запасания энергии. Его ресурсов хватает всего лишь на несколько часов, после этого организм человека вынужден использовать другие запасы.
В основном, энергия, получаемая из углеводов, расходуется организмом для работы ЦНС и сокращения мышц. Углеводы являются первой ступенью в энергетическом обмене, при истощении запасов для получения энергии организм израсходует жировую ткань, и только в последнюю очередь – белки.
Само собой, углеводы играют ключевую роль в обменных процессах человеческого мозга. Они напрямую влияют на скорость запоминания, мыслительные процессы, настроение и прочие характеристики.
Классификация существующих углеводов
СБРОСЬ ДВА РАЗМЕРА ЗА МЕСЯЦ!
Формула похудения простая – сжигать калорий больше, чем поступает в организм. Но как этого добиться на практике? Истощать себя сложными и зачастую опасными диетами – очень рискованно. Тратить уйму денег и времени на спортзал – не каждому по возможностям. Oшибкy всех ХУДЕЮЩИХ назвала Картункова: «Девчонки, худейте просто, вот рецепт: до завтрака...»
Согласно химической классификации, углеводы можно разделить на два разных лагеря – сложные и простые.
С точки зрения усвоения организмом их можно классифицировать как усвояемые и неусвояемые.
Простые сахара (углеводы) – это конечные продукты метаболизма молекул, им не нужен дополнительный метаболизм, на 99 % усвояются человеческим организмом.
К их числу принадлежат:
- Глюкоза входит в структуру многих фруктов и овощей. Ее сладость в два раза меньше, чем аналогичные вкусовые качества сахарозы.
- Фруктоза — углевод, который содержится преимущественно в меде и фруктах, очень много его в винограде. Фруктоза принадлежит к числу самых сладких на вкус сахаров. Этот моносахарид «нравится» промышленности за простоту использования и нужные вкусовые характеристики – поэтому его часто добавляют в полуфабрикаты.
- Галактоза — сахар, содержащийся в молоке. В роли подсластителя его используют редко, ведь он сам по себе несладкий.
- Сахароза — самый распространенный среди всех простых углеводов, его знают все – так как пищевым сахаром в быту пользуется более 80 % населения. Главными продуктами для ее добычи являются сахарная свекла и сахарный тростник.
- Мальтоза — очень много ее содержится в ячмене и прочих зерновых культурах, также ее следы были найдены в помидорах и пыльце некоторых цветов.
Полисахариды (другими словами – сложные углеводы) – это сложные соединения, в структуру которых входит огромное количество моносахаридов в разных комбинациях. Их, в свою очередь можно поделить на две подгруппы: усвояемые и неусвояемые.
К первой принадлежат такие полисахариды, как крахмал и гликоген. Они могут быть расщеплены ферментами человеческого организма. Крахмал входит в состав практически всех продуктов растительной природы, только его количества в разных продуктах могут отличаться. Больше всего его содержат хлебобулочные, картофель, бобовые культуры.
Неусвояемые полисахариды, которые в быту могут именоваться сборным существительным «клетчатка», не способны усвоиться пищеварительной системой человеческого организма. Если углубиться в химию, разница между сложными и простыми углеводами состоит в том, что одни имеют линейную структуру, а другие – разветвленную.
Обе структуры могут быть переварены и усвоены только животным организмом. Однако было проведено большое количество исследований, которые доказали, что добавление клетчатки в человеческий рацион увеличивает длительность периода сытости, способствует снижению веса, уменьшению количества холестерина в кровяном русле, предотвращает развитие диабета и служит в роли субстрата для развития полезной для кишечника микрофлоры.
Особенности усвоения человеческим организмом углеводов
Переваривание – это сборное название химических и механических процессов, которые способствуют преобразованию употребленной пищи в более простые вещества, которые используются организмом в нужных для него целях.
Этот процесс начинается уже в ротовой полости, после чего по пищеводу еда транспортируется в желудок, и подвергается различным ферментативным процессам. В первую очередь, в желудке усваивается белковая пища – так как желудочный сок в основном состоит из соляной кислоты. Соляная кислота способствует процессам денатурации белков – и они могут быстрее усвоится организмом.
После желудка химус (пищевой комок) транспортируется в кишечник, где на него воздействуют другие группы ферментов (углеводы превращаются в глюкозу, липиды – на жирные кислоты). Все эти продукты метаболизма в конечном итоге усваиваются слизистой оболочкой тонкого кишечника, попадают в кровяное русло и транспортируются по всем органам и системам организма.
Следует помнить, что не вся употребленная еда будет усвоена организмом. Усвояемость пищи зависит от качественного и количественного строения продуктов, способа их обработки перед употреблением в пищу, особенностей ферментативных систем.
Усвоение глюкозы организмом
Подготовьтесь к зиме!
Об этом должен знать КАЖДЫЙ! НЕВЕРОЯТНО, НО ФАКТ! Ученые разработали уникальное средство, которое помогает восстановить иммунитет и подготовить его к различным атакам вирусов гриппа и даже восстановить его если вы уже болеете. Скоро осень, зима и весна - это то время, когда активность гриппа возрастает, а чтобы защитить себя и всю семью ученые советуют пить...
Превращение углеводов на простые сахара осуществляется под влиянием ферментов, среди которых ключевую роль играют амилаза слюнных желез ротовой полости и поджелудочной. В процессе метаболизма углеводы подвергаются процессам гидролиза – превращения в глюкозу. Ведь она – это единственная форма углеводов, которая полностью может быть использована человеческим организмом для обеспечения энергетических процессов.
В ответ на увеличение количества глюкозы в кровяном русле поджелудочная выделяет гормон белковой природы – инсулин. Кроме уровня глюкозы, его выделение регулируется многими другими факторами. Инсулин регулирует количество глюкозы в крови, а при избытке помогает лишнему количеству проникнуть в жировую и мышечную ткань, где она подвергнется сложным катаболическим процессам.
Пищевые волокна (сложные углеводы) сохраняют нужный уровень глюкозы в кровяном русле и ингибируют продукцию гормона инсулина, который выступает в роли стимулятора синтеза жировых соединений.
Большое количество простых углеводов среди продуктов питания будет истощать ресурсы поджелудочной железы, нарушает углеводный обмен и может стать причиной развития сахарного диабета. В этом и состоит главный вред простых углеводов.
Углеводы польза и вред уже были разобраны несколько выше. Очень часто люди задуют вопросы о том, какие углеводы полезны при похудении. Сложные углеводы для похудения – будут вариантом выбора, так как они способствуют правильной работе кишечника. углеводы при похудении должны употребляться в определенных количествах. список продуктов для похудения каждый может составить себе сам, или обратиться к квалифицированному диетологу.
Вред углеводов для организма человека будет проявляться только в исключительных случаях, ведь организм человека — это сложная система, которая способна адаптироваться к разным условиям. Перечень товаров, который содержит только полезные продукты можно найти в интернете. Правильное питание – это сбалансированный комплекс, который будет включать в себя и углеводистую, и белковую пищу, и жиры в нужных количествах.
Диетологи в своей работе пользуются таким понятием как гликемический индекс. ГИ – это число, которое будет указывать на увеличение количества глюкозы в крови в результате употребления в пищу конкретного продукта питания. Его значение лежит в рамках от единицы до ста. Для всех продуктов гликемический индекс определен как относительная реакция организма на определенное количество употребленной чистой глюкозы.