Углеводы

Углеводы - обязательный компонент пиши и должны присутствовать в рационе питания человека. Углеводы составляют по массе наибольшую часть рациона питания человека. Количество и соотношение углеводных компонентов в пище играют важную роль и питании человека, в сохранении здоровья и профилактике основных заболеваний современного человека.

Углеводы - это обширный класс органических соединений. В клетках растений на долю углеводов приходится до 90% всех сухих веществ. Углеводы образуются в растениях и ходе фотосинтеза, благодаря ассимиляции хлорофиллом углекислого газа воздуха под действием солнечного излучения. Образующийся при этом кислород выделяется в атмосферу.

Углеводы были первыми пищевыми веществами, химическая структура которых пыла расшифрована химиками.

С точки зрения питания и характеристики углеводов пищи выделяют простые углеводы или сахара, включающие моносахариды и дисахариды, и сложные углеводы - полисахариды, объединяющие крахмал и группу сложных некрахмальных полисахаридов. Последние известны как пищевые волокна.

Простые сахара - сладкие вещества пищи, содержатся во фруктах, незрелых овощах, а также добавляются в пищу. Таким образом, существуют присущие природной пище сахара и добавляемый в пищу чистый столовый сахар, представляющий собой дисахарид сахарозу.

Моносахара - обычно твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, имеющие сладкий вкус. Главными представителями группы моносахаров являются гексозы глюкоза, фруктоза и галактоза.

Классификация углеводов пищи

Менее распространена и имеет меньшее значение в питании человека манноза.

Глюкоза (виноградный сахар) широко распространена в природе: содержится в зеленых частях растений, виноградном соке, семенах, фруктах, ягодах, меде. В чистом виде с пищей потребляется около 15-18 г глюкозы. Это лишь небольшая часть глюкозы, которая участвует в метаболических процессах организма. Глюкоза входит в состав сахарозы, крахмала, клетчатки, из которых она освобождается в процессе гидролиза в пищеварительном тракте. ЦНС - головной и спинной мозг - расходуют 140 г (около 10 столовых ложек), а эритроциты крови - около 40 г глюкозы в сутки. Глюкоза является основной транспортной формой углеводов в организме человека.

Организм человека строго регулирует концентрацию глюкозы в крови на уровне 100-120 мг/100 мл даже в состоянии голода, когда глюкоза крови пополняется за счет гидролиза запасов гликогена или превращения в глюкозу аминокислот. После приема пищи уровень глюкозы в крови повышается по сравнению с уровнем натощак за счет углеводов пищи, а затем постепенно снижается до исходного уровня, так как глюкоза используется тканями для получения энергии или для запасания углеводов в форме гликогена. Состояние, при котором содержание глюкозы в крови повышается более 160 мг/100 мл, называют гипергликемией. Она наблюдается при сахарном диабете, когда нарушается выработка инсулина островками поджелудочной железы и ткани теряют способность утилизировать глюкозу из крови. В результате глюкоза выделяется с мочой.

При снижении концентрации глюкозы в крови до 60 мг/100 мл и менее развивается гипогликемия, сопровождающаяся чувством голода и слабости. Состояние легкой, так называемой реактивной гипогликемии переживает каждый человек через несколько часов после приема пищи.

Повышение концентрации глюкозы после приема сладкой пищи вызывает усиленную выработку гормона поджелудочной железы инсулина. Это сопровождается падением уровня глюкозы через некоторое время даже ниже исходного натощак, т.е. развивается гипогликемия.

Восстановленной формой глюкозы является спирт сорбит, который найден в яблоках, грушах, персиках и некоторых овощах. Он поддерживает уровень глюкозы в крови более длительное время, что уменьшает вероятность развития гипогликемии и ослабляет чувство голода. Однако сорбит может вызывать вздутие живота и понос, что препятствует его широкому использованию в питании. Сорбит нашел применение как подсластитель в жевательной резинке.

Фруктоза (фруктовый сахар, левулоза) в свободном состоянии содержится в меде, фруктах и ягодах, семенах, зеленых частях растений. Входит в состав сахарозы и высокомолекулярного полисахарида инулина. Фруктоза слаще сахара (сахарозы) и находит применение в производстве напитков и других продуктов. В печени фруктоза превращается в глюкозу, а это значит, что использование фруктозы больными диабетом также не может быть безграничным. Фруктоза в меньшей степени вызывает развитие кариеса, чем сахар. Использование фруктозы в питании ограничивается экономическими соображениями, по цене она дороже, чем сахар, а преимущества перед сахаром не столь значительны, чтобы вытеснить сахар.

Глюкоза и фруктоза имеют большое значение в пищевой промышленности, являясь важным сладким компонентом продуктов питания и исходным материалом для процессов брожения.

Галактоза входит в состав лактозы - молочного сахара. Это единственный моносахарид животного происхождения.

Пентозы (пятиуглеродные моносахара) - арабиноза, рибоза, ксилоза, представлены в природе главным образом в качестве структурных компонентов сложных полисахаридов (гемицеллюлоз, пектиновых веществ), а также нуклеиновых кислот и других природных полимеров.

Дисахариды

Наибольшее значение в питании человека имеют дисахариды сахароза, лактоза и мальтоза. В состав всех трех входит глюкоза в комбинации с одной из молекул - фруктозы, галактозы или глюкозы.

Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) состоит из глюкозы и фруктозы, которые и образуются при ее гидролизе.

Сахароза - наиболее известный и широко применяемый в питании и пищевой промышленности обычный сахар. В сахарной свекле содержится от 15 до 22% сахарозы, в сахарном тростнике - 12-15%. Это основмые источники ее промышленного получения. Так как сахарный тростник и сахарная свекла накапливают большее количество энергии на единицу площади произрастания, чем любое другое растение, то сахар является одним из наиболее дешевых источников энергии в пище человека.

Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двнух остатков глюкозы. Мальтоза содержится в проросшем зерне и особенно в больших количествах - в солоде и солодовых экстрактах. При производстве пива происходит сбраживание мальтозы в этиловый спирт. Мальтотоза - один из основных компонентов крахмальной патоки, широко используемой в пищевой промышленности.

Лактоза (молочный сахар) состоит из остатков галактозы и глюкозы. Лактозу получают из молочной сыворотки - отхода при производстве масла и сыра. В коровьем молоке содержится 4,6% лактозы. Лактоза не участвует в спиртовом брожении, но под влиянием молочнокислых дрожжей гидролизуется с последующим сбраживанием образовавшихся моносахаров в молочную кислоту (молочнокислое брожение). Лактоза способствует всасыванию кальция и желудочно-кишечном тракте.

Некоторые люди не могут употреблять молоко из-за непереносимости лактозы, потому что в кишечнике у них отсутствует фермент лактаза, расщепляющий лактозу на глюкозу и галактозу. Особенно часто это наблюдается у жителей Азии, Африки и Ближнего Востока. Национальные кухни азиатских народов не имеют молочных блюд или блюд, готовящихся с молоком. Непереносимость лактозы встречается также среди взрослых европейцев. Нерасщепленная лактоза попадает в толстый кишечник, где при участии бактерий происходит ее окисление с выделением большого количества газов и продуктов окисления. При этом отмечаются дискомфорт, метеоризм, спазмы и боли в животе, наблюдается понос. Избежать явлений, связанных с непереносимостью лактозы, позволяют кисло-молочные продукты (простокваша, кефир, йогурт, ацидофилин, ряженка), в которых лактоза уже частично переварена молочнокислыми бактериями.

Сложные углеводы

Сложные углеводы, или полисахариды, разделяют на группу усвояемых крахмальных полисахаридов и группу некрахмальных неусвояемых полисахаридов, или пищевых волокон.

Усвояемые полисахариды

Крахмал - резервный полисахарид, главный компонент зерна и продуктов его переработки, картофеля и овощей. Это наиболее важный по своей пищевой ценности углевод пищи. Крахмал представляет собой смесь полимеров двух типов, построенных из остатков глюкозы: амилозы и амилопектина.