Вуглеводи - NutriPharm від Letitia Mates
Більше половини добової потреби забезпечується споживанням вуглеводів. Ці поживні речовини надходять з овочів (фруктів, овочів, бобових та зернових).
Вуглеводи дуже поширені під назвою вуглеводи або вуглеводи. Ці назви зумовлені їх хімічною структурою, що складається з атомів вуглецю, водню та кисню.
Називаються вуглеводи органічні сполуки, що містять у своїй молекулі лише С, Н і О, водень і кисень присутні в тій же пропорції, що і в молекулі води (2: 1).
Вуглеводи - це полігідроксидегіди, полігідроксикетони або речовини, що утворюють ці сполуки шляхом гідролізу.
Класифікація вуглеводів залежно від складності їх молекул:
з. Прості вуглеводи:
- Моносахариди: глюкоза, фруктоза та галактоза:
- Дисахариди: сахароза, лактоза та мальтоза
- Олісахариди: інулін та рафіноза
b. Складні вуглеводи
- Полісахариди: крохмаль, глікоген, клітковина.
Моносахариди та дисахариди характеризуються солодкуватим смаком і розчиняються у воді.
Прості вуглеводи
моносахариди
Харчові моносахариди, які також називають «озами», є найпростішими вуглеводами. Більшість з них не містяться у вільній формі, але входять до складу дисахаридів або полісахаридів.
Основними моносахаридами, які з’являються в їжі, є:
- гексози: глюкоза, фруктоза, галактоза, рамноза, манноза;
- пентози: рибоза, рібулоза, ксилоза, ксилулоза, арабіноза.
З гексоз лише глюкоза та фруктоза знаходяться у вільній формі.
Найважливішими моносахаридами для харчування людини є: глюкоза, фруктоза та галактоза через їх ізомери: альфа-D-глюкоза, бета-D-фруктоза та альфа-D-галактоза.
Глюкоза (декстроза)
Це найважливіший моносахарид у харчуванні людини.
У невеликих кількостях він міститься у фруктах та овочах, у більшій - у: винограді, солодкій кукурудзі, меді та деяких коренеплодах.
Глюкоза є основним продуктом, що утворюється в результаті гідролізу складних вуглеводів у процесі травлення, і є формою цукру, яка зазвичай присутня в крові.
Глюкоза є формою транспорту вуглеводів у крові та є важливим джерелом енергії для тканин, особливо мозку, діяльність якого від цього залежить.
Глюкоза, яка додається до певних продуктів харчування та напоїв, отримується гідролізом крохмалю.
Фруктоза (левулоза або фруктовий цукор) - присутній у значних кількостях у деяких овочах, особливо у фруктах (1-7%), а також у меді (40%), разом із глюкозою та сахарозою. Фруктоза - найсолодший вуглевод.
Фруктоза має ту саму хімічну формулу (C6H12O6), що і глюкоза, лише з іншою структурою. В організмі він перетворюється на глюкозу і використовується для енергетичних цілей.
Абсорбція фруктози менш ефективна, ніж глюкоза. У деяких людей можуть виникати шлунково-кишкові розлади при прийомі більше 50 г фруктози.
Кукурудзяний сироп, багатий фруктозою (55%), використовується як підсолоджувач, особливо при приготуванні безалкогольних напоїв, круп або випічки. Після досліджень, проведених на цьому сиропі, було показано, що він сприяє підвищенню калорійності зі збільшенням маси тіла, викликає інсулінорезистентність та діабет 2 типу, гіперурикемію та атерогенну дисліпідемію.
Галактоза - він не міститься вільним ні в одній їжі. Разом з глюкозою утворює лактозу в молоці. У печінці він перетворюється на глюкозу.
рибоза і дезоксирибоза входять до складу нуклеїнової кислоти (РНК) та дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК).
дисахариди
Дисахариди - це сполуки, що утворюються в результаті зв’язування двох молекул моносахаридів між собою. Вони представлені:
- Сахароза (глюкоза + фруктоза);
- Лактоза (глюкоза + галактоза);
- Мальтоза (глюкоза + глюкоза).
сахароза являє собою дисахарид, що складається з однієї молекули глюкози та однієї молекули фруктози. Його отримують із цукрової тростини або цукрового буряка. З сиропу цих рослин шляхом переробки та грануляції отримують цукор, спожитий їжею. Сахароза міститься у фруктах та овочах (абрикоси, морква), а також у меді, використовується для приготування кондитерських виробів, випічки або як підсолоджувач для безалкогольних напоїв.
Лактоза він складається з однієї молекули глюкози та однієї молекули галактози і міститься лише в молоці та молочних продуктах. Це основний вуглевод у молоці, майже повністю синтезований молочними залозами. Дуже великий відсоток населення страждає непереносимістю лактози, оскільки вони не можуть споживати молоко. Після процесу бродіння лактоза залишається в сироватці, що дозволяє людям з непереносимістю споживати сир. У деяких продуктах харчування він використовується як консервант. [1,2]
Штучним похідним лактози є лактулоза. Це дисахарид з більшою силою підсолоджувача, ніж лактоза. Він не всмоктується в тонкому кишечнику, і його травлення в товстій кишці відбувається з низьким енергетичним виходом. Клінічно застосовується як проносне.
Мальтоза він складається з двох молекул глюкози. Його ще називають солодовим цукром. Зазвичай він міститься в природі у вільній формі, за винятком пророщеного насіння ячменю. Застосовується у приготуванні дитячого харчування, у пивній промисловості та у хлібобулочних виробах.
олігосахариди
Це фрагменти 2-20 молекул глюкози, отримані в результаті часткового гідролізу крохмалю під час травлення. Вони легко засвоюються і використовуються в харчовій промисловості.
Деякі природні олігосахариди (рафіноза, стахітоз) з квасолі, гороху, сої є неперетравлюваними і виконують пребіотичну роль. Вони піддаються в товстій кишці процесу бактеріального бродіння, що призводить до утворення коротколанцюгових жирних кислот (AGLS) та великої кількості газу.
Фруктани (фруктоолігосахариди, інулін, олігофруктоза) - це полімери фруктози. Вони містяться в основному в пшениці, цибулі, бананах, спаржі, помідорах, часнику.
Інулін та подібні йому сполуки використовуються як підсилювачі смаку для низькокалорійних продуктів, а також як підсолоджувачі в продуктах для діабетиків, оскільки вони не всмоктуються з тонкої кишки.
Складні вуглеводи
Найважливішими полісагаридами є крохмаль, глікоген і клітковина. Вони складаються з декількох молекул глюкози, іноді разом з іншими моносахаридами.
У рослинах глюкоза зберігається у вигляді крохмалю. У людини глюкоза зберігається як глікоген печінки або м’язів.
Структурні полісахариди представлені целюлозою, геміцелюлозою та пектиновими речовинами. Це неперетравлювані речовини, тому вони не використовуються як джерело енергії для організму і є головним компонентом харчових волокон. Клітковини потрапляють у структуру рослин.
крохмаль є відкладним полісахаридом вищих рослин і є найпоширенішим вуглеводом у раціоні. Він міститься в насінні злаків (пшениця, рис, кукурудза, жито, ячмінь, овес), бобових (квасоля, горох), а також у бульбах (картопля, солодка картопля), корінні та цибулинах. Його отримують із злаків та картоплі, які містять його в надлишку. Він присутній у раціоні як енергетична поживна речовина. Після споживання їжі крохмаль гідролізується до молекул глюкози.
Близько 10% всередину введеного крохмалю не перетравлюється, потрапляючи в товсту кишку цілим. Цей крохмаль називають стійким крохмалем і ферментується мікрофлорою товстої кишки, виробляючи коротколанцюгові жирні кислоти.
глікоген є резервним полісахаридом ссавців, за хімічною структурою подібним до крохмалю. Він складається з сотень молекул глюкози, розташованих у формі розгалужених ланцюгів, які дозволяють швидко виділяти глюкозу.
Він зберігається в печінці та м’язовій тканині. Його присутність у їжі низька, лише деякі продукти, такі як устриці, мідії та печінка, є продуктами, багатими на цей полісахарид. Крім того, глікоген швидко гідролізується після забою тварин, тому його харчова цінність практично нульова.
Харчові волокна є полісахаридами рослинного будови і містяться у всіх рослинних продуктах харчування: овочах, фруктах, цільних зернах, бобових.
Вони представлені целюлозою, геміцелюлозою, бета-глюканом, псилієм, пектинами, яснами та слизом. Лігніни, кутинини та дубильні речовини - це волокна з неполісахаридною структурою.
Клітковина не засвоюється через зв’язок між компонентами моносахаридів, який не може розщеплюватися травними ферментами в організмі. У них немає енергійної ролі.
Залежно від розчинності волокна класифікуються на дві категорії:
Розчинні волокна: пектини, ясна, слизи, деякі геміцелюлози, бета-глюкани, псиліум.
Вони розчиняються у воді, утворюють гелі і ферментуються кишковою флорою.
Вони містяться в: ячмені, вівсі, житі, висівках, насінні, бобових та фруктах (яблука, цитрусові).
Розчинна клітковина виконує захисну роль від серцевих захворювань, діабету 2 типу, знижуючи рівень ЛПНЩ-холестерину та підвищуючи чутливість до інсуліну.
Нерозчинні волокна: целюлоза, геміцелюлоза, псиліум та лігнін.
Нерозчинні волокна не утворюють гелів і твердо бродять. Вони діють на перистальтику кишечника, запобігаючи появі запорів, дивертикульозу та раку товстої кишки, вносячи свій вклад у формування калової чаші.
Джерела нерозчинної клітковини: цільні зерна (пшениця, пшеничні висівки), горіхи, коренеплоди, капуста та фрукти з насінням, що підлягає коментуванню.
Глікемічний індекс
Це параметр, відповідно до якого продукти характеризуються з точки зору їх здатності підвищувати рівень глюкози в крові та ступеня цього збільшення.
Цей індекс оцінює потужність та ступінь, до якої їжа викликає підвищення рівня глюкози в крові.
Як стандарт використовували глюкозу, якій було надано значення ГІ 100%. Залежно від цього можна порівнювати різні продукти харчування, пізніше розділити їх на продукти з високим глікемічним індексом (> 70), середніми (55-69) та низькими (70): глюкоза, мед, кукурудзяні пластівці, білий хліб, хліб з непросіяного борошна, картопля фрі або пюре, печиво, стиглі банани, рис, морква;
- навколишнє середовище(55 - 70): картопля запечена або варена, фруктові соки, компоти, ананаси, макарони;
- Маленький(Роль вуглеводів в організмі
Енергетична роль
Основна біологічна роль вуглеводів (крім харчових волокон) полягає у забезпеченні необхідної енергії для живої клітини.
1 г окислених вуглеводів в організмі забезпечує близько 4,1 ккал.
Вуглеводи, що всмоктуються в кишечнику, негайно окислюються, щоб виділити енергію в тканини, або зберігаються як запас енергії, перетворюючись у глікоген печінкові або м’язові (концентрація глікогену становить близько 100 г у печінці дорослого та близько 200-250 г у м’язах). Цей резерв може покрити потребу в 12 годинах помірних зусиль.
Надлишок вуглеводів використовується при синтез ліпідів, форма виснаження енергії, яку організм використовує, вичерпуючи запаси глікогену.
Функції тканини:
- Глюкоза необхідна для збереження функціональної цілісності нервової тканини та єдиної форми енергії, яку використовують мозок та еритроцити, які дуже чутливі до низького рівня цукру в крові. Гіпоглікемія може спричинити незворотні неврологічні пошкодження.Для активності мозку потрібно 100 г глюкози на добу.
- регулює білковий обмін. Якщо споживання білка недостатнє, білки деградують для забезпечення енергії;
- запас енергії міокарда через глікоген міокарда;
- антикетогенний ефект: при недостатньому споживанні вуглеводів (дієти, голодування, неконтрольований діабет) ліпіди переважно окислюються, виробляючи надлишок іонних кетонових тіл. Вони накопичуються, викликаючи кетоацидоз. Достатнє споживання вуглеводів дозволяє уникнути утворення надлишку кетонів.
Роль клітковини в організмі
- профілактика та контроль запорів, геморою, профілактика дивертикульозу кишечника та раку товстої кишки;
- зниження рівня холестерину в сироватці крові;
- сприятливий вплив на рівень цукру в крові;
- контроль маси тіла;
- біфідогенний пребіотичний ефект.
Потреби у вуглеводах. Харчові рекомендації
Мінімальне щоденне споживання для дітей, підлітків та дорослих становить 130 г вуглеводів, достатньо для покриття середніх потреб мозку на добу. Межі споживання вуглеводів були встановлені між 45-65% енергетичних потреб.
Національна дослідницька рада рекомендує забезпечувати вуглеводи дорослими щонайменше 50% енергетичних потреб дорослого організму, відсоток нижчий для дітей, де потреба в білках та ліпідах вища.
Рекомендується більшу частину споживання вуглеводів забезпечувати складними вуглеводами (крохмаль), оскільки моно та дисахариди можуть спричинити жорстоку гіперглікемію, яка може збільшити рівень інсуліну та ініціювати процес ліпідогенезу.
Споживання цукру та солодощів має бути помірним, оскільки їх харчова цінність не є важливою. Доданий цукор не повинен перевищувати 25% калорій.
Оптимальне споживання клітковини становить 38 г/день для чоловіків та 25 г/день для жінок.
З метою профілактики діабету 2 типу рекомендується споживання 14 г клітковини/1000 ккал, що відповідає споживанню 25-35 г клітковини на добу. Співвідношення між нерозчинними та розчинними волокнами має бути 3/1.
Таблиця 1. Вміст вуглеводів у деяких продуктах харчування [2]