Цены и Котировки

Роль углеводов в питании

   Название «углеводы» было дано соединениям этого класса почти 90 лет назад, когда полагали, что все они содержат углерод, водород и кислород в таких соотношениях, как будто представляют собой различные гидраты углерода общей формулы Сn(Н2O)m. В дальнейшем оказалось, что ряд соединений, принадлежащих по своим свойствам к классу углеводов, содержат водород и кислород в несколько иной пропорции, чем указано в общей формуле. Однако название «углеводы» сохранилось, хотя химического смысла оно не имеет.

   Углеводы можно считать основой существования большинства живых организмов. В таких углеводах, как сахара и крахмал, заключено основное количество калорий, получаемых с пищей человеком.

   В связи с их биологическими функциями в организме углеводы необходимы в питании человека. Углеводы служат основным источником энергии для организма, обеспечивая его энергией на 60 %, тогда как на долю всех жиров и белков приходится 40 %. При этом глюкоза является единственно возможным энергетичес­ким субстратом для деятельности мозга.

   Во всех без исключения органах и тканях обнаруживаются углеводы и их производные. Они входят в состав оболочек клеток и субклеточных образований, принимают участие в синтезе многих важнейших веществ, таких как нуклеопротеины, липоиды, сложные ферменты и др. Углеводы накапливаются в организме человека в виде гликогена, который расходуется по мере необходимости. Депо гликогена — это в основном печень и мышцы. При полноценном питании в печени может накапливаться до 10 % (от массы печени) гликогена, а при неблагоприятных условиях питания его содержание может уменьшаться до 0,2 %. В мышцах его массовое содержание в среднем достигает 2 %.

   Вязкие секреты (слизи), выделяемые различными железами, богаты углеводами или их производными, в частности мукополисахаридами. Они предохраняют стенки полых органов (пищевод, кишки, желудок, бронхи и т. д.) от механических повреждений, проникновения патогенных бактерий и вирусов. Углеводы также стимулируют перистальтику кишечника, а, следовательно, эвакуаторную функцию. Они участвуют в продвижении нервных импульсов, образовании антител, обеспечивают специфичность групп крови человека и т. д.

   Все известные функции углеводов подчеркивают необходимость оптимального обеспечения организма углеводами через продукты питания, которое составляет в сутки в среднем 400-500 г. При этом следует учитывать пол, возраст, профессиональную ориентацию человека.

Сахара – их структура и свойства

Сахара широко распространены в животном и растительном мире. В химическом отношении эти вещества объединяет общая структурная формула CnH2nOn(H2nO)n.

Сахара, или углеводы, разделяются на три группы:

1.        Моносахариды (монозы) — это сахара, неспособные к гидролитическому расщеплению.

2.        Олигосахариды — вещества, гидролизующиеся на небольшое количество молекул (2-6) моносахаридов.

3.        Полисахариды — состоят из значительного количества молекул моносахаридов, связанных между собой.

   Средняя величина теплоты сгорания Сахаров — 4,1 ккал/г. Величины теплоты сгорания отдельных Сахаров составляют (ккал/г): глюкоза — 3,75, фруктоза — 3,76, лактоза — 3,95, сахароза — 3,96, гликоген — 4,19, крахмал — 4,20.

   В органах и тканях человека содержится не более 2 % углеводов на сухую массу ткани, в основном это гликоген печени и мышц. В крови человека наряду с глюкозой выявлены фруктоза (0,5-5 мг/100 мл), пентозы (1,8-3,3 мг/100 мл), следы галактозы, маннозы, лактозы, мальтозы, сахарозы и гликоген в концентрации 7-15 мг/100 мл. У детей содержание гликогена в крови достигает 20 мг/100 мл. Схема строения углеводов представлена на рисунке.

Рис. Схема строения углеводов (H. Andersson, N.G Asp, S. Hallman, 1986)

   Углеводы - основные поставщики энергии в питании человека. Как правило, на их долю приходится более 50 % калорийности и почти 3/4 массы суточного рациона. Углеводы пищи - сахароза, лактоза, крахмал, декстрин - подвергаются в организме различным превращениям с образованием глюкозы, являющейся основным сахаром крови и участвующей в образовании гликогена тканей и, наряду с галактозой, глюкозамином и галактозамином, входит в состав гликоконъюгантов (полисахаридов).

   В природе роль углеводов не ограничивается резервными функциями, заключающимися в покрытии непрерывного расхода энергии в процессе жизнедеятельности, или структурно-опорной функцией, характерной, например, для целлюлозы или хитина. Глюкоза также необходима в организме как предшественник пентоз, уроновых кислот и фосфорных эфиров гексоз.

   В процессах обмена углеводов возникают промежуточные продукты, которые используются для синтеза различных неуглеводных соединений. У человека при гликолизе образуются биосинтетические предшественники липидов, а в пентозофосфатном пути — предшественники нуклеиновых кислот. Было доказано, что фотосинтез, обеспечивающий синтез органических веществ на Земле, является в основном процессом превращения фосфорилированных Сахаров.

   При исключении углеводов из диеты возникает тенденция к алиментарной гипогликемии, которая компенсируется усилением глюконеогенеза. Это может приводить к кетозу (также кетоз может развиться благодаря наличию у человека сильного ацидоза) и ускоренному расходованию белка. При этом ослабляется образование печенью парных соединений с участием глюкуроновой кислоты, что снижает антитоксическую резистентность. В тоже время, введение углеводов в организм неспецифически улучшает детоксикационную (обезвреживающую) функцию печени. Стресс как процесс, обеспечивающий повышение устойчивости жизненно важных органов и тканей к острой гипоксии, в значительной мере основан на мобилизации и ускоренном транспорте в эти ткани и органы глюкозы.

   Известно, что сладким вкусом обладают моносахариды, дисахариды и многоатомные спирты. Полисахариды не имеют сладкого вкуса. Наибольшей сладостью, по сравнению с сахаром, обладает фруктоза. Сладость в основном определяется дегустационно путем органолептического сравнения разбавленных растворов (обычно 10%-х) различных сладких веществ со сладостью сахарозы; при этом определяется наименьшая концентрация вещества, способная вызвать ощущение сладости.

Примечания:

Ацидоз (от лат. acidus - кислый) - cмещение кислотно-щелочного баланса организма в сторону увеличения кислотности (уменьшения рН).

Гипогликеми́я - патологическое состояние, характеризующееся снижением концентрации глюкозы в крови ниже 80 мг% (3,8 ммоль/л), периферической крови ниже нормы (3,3 ммоль/л), вследствие чего возникает гипогликемический синдром.

Гипокси́я - состояние кислородного голодания как всего организма в целом, так и отдельных органов и тканей.

Гликоген — (C6H10O5)n, полисахарид, образованный остатками α-D-глюкозы, связанными α-1→4 связями (α-1→6 в местах разветвления); основной запасной углевод человека. Гликоген (также иногда называемый животным крахмалом, несмотря на неточность этого термина) является основной формой хранения глюкозы в животных клетках. Откладывается в виде гранул в цитоплазме во многих типах клеток, главным образом, печени (до 6-8% и выше) и мышц (до 2% и выше). Общая масса гликогена в печени может достигать 100-120 граммов у взрослых. Гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован и легко расщепляется под действием ряда ферментов до глюкозы при необходимости восполнить ее внезапный недостаток.

Гликолиз - (от греч. glykys — сладкий и lysis — распад, разложение), процесс анаэробного ферментативного негидролитического расщепления углеводов (главным образом глюкозы) в животных тканях, сопровождающийся синтезом аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) заканчивающийся образованием молочной кислоты. Г. имеет большое значение для мышечных клеток, растущих тканей, т.к. обеспечивает накопление энергии в отсутствии кислорода.

Глюконеогенез - процесс образования в печени и отчасти в корковом веществе почек (около 10 %) молекул глюкозы из молекул других органических соединений — источников энергии, например свободных аминокислот, молочной кислоты, глицерина.

Кетоз - состояние организма, при котором уровень кетонов (кетоновых тел) в крови повышен. Повышение их содержания в тканях организма происходит в результате нарушения метаболизма жиров, например, при сахарном диабете или длительном голодании. Кетоны образуются в случае, если закончился запас гликогена в печени, при этом они расходуются с получением энергии. Кетоны - это органические вещества, являющиеся продуктами расщепления жиров, в молекулах которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами; описываются общей формулой: R1-CO-R2. Кетоз считается серьезным заболеванием, если уровень кетонов слишком высок.

Мукополисахариды - (от лат. mucus — слизь и полисахариды), полимерные углевод-белковые комплексы с преимущественным содержанием углеводной части (70-80%). Благодаря способности связывать и удерживать воду кислые М. служат природным смазочным материалом суставов и определяют эластичность соединительной ткани; входя в состав хрящей и связок, М. выполняют опорно-двигательные функции. М. обладают бактерицидными свойствами.

Резисте́нтность (от лат. resistentia — сопротивление, противодействие) - сопротивляемость (устойчивость, невосприимчивость) организма к воздействию различных факторов — инфекций, ядов, загрязнений, паразитов, и т.п. В отношении человека и животных чаще используется термин иммунитет.

Источники информации:

1. Рогов И.А. Химия пищи / И.А. Рогов, Л.В. Антипова, Н.И. Дунченко - М.: КолосС, 2007. - 853 с.

2. Нечаев А.П. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова и др. Под ред. А.П. Нечаева. Издание 4-е, исправленное и дополненное - СПб.: ГИОРД, 2007. - 640 с.

3. Корпачев В.В. Сахара и сахарозаменители. – Киев: Книга плюс, 2004. – 320 с.