Значение углеводов в питании человека. Значение углеводов в организме человека. Функции углеводов в организме

Все знают о том, что жизненно важными для человеческого организма являются соединения, известные как белки, жиры и углеводы. И если с первыми двумя типами веществ многие, хоть в общих чертах, но знакомы, то углеводы остаются некой загадкой. Между тем, их роль для здоровья огромна. Узнаем, в чем она проявляется.

Описание и общая характеристика

Углеводы - это органические соединения, в состав которых входят молекулы углерода, кислорода и водорода. Синтезируются при участии углекислого газа и воды, взаимодействие которых усиливает солнечный свет.

Химики знают, что за этим названием стоит большая масса веществ, многие из которых существенно различаются по «содержанию» (карбонильной группе) и гидроксильным связям.

Если отойти от терминологии, то окажется, что углеводы выступают неизменным элементом клеток и тканей всего живого на Земле. Биологи подсчитали, что основная доля биовещества приходится именно на них.

В организме человека углеводы регулируют обмен белков и жиров, в связке с ними образуют жизненно важные гормоны и ферменты. Более того, такие соединения принимают участие в формировании структур ДНК, РНК и АТФ, накапливают запас энергии, подпитывают мозг, сердечно-сосудистую систему и другие органы.

Чтобы яснее понимать роль этих соединений, обратим внимание на их классификацию.

Виды и основные функции

Углеводы состоят из отдельных сахаридов, которым отведена роль своеобразных «кирпичиков». Их количество и стало тем признаком, который позволил отнести соединения данной группы к разным видам.

Важно! Некоторые вещества вроде фруктозы усваиваются практически без участия инсулина - в малых дозах они разрешены при сахарном диабете.

Основными линиями являются ди- и полисахариды, а также олигосахаридные вещества.

Две молекулы соединены гликозидной связкой, а при реакции с водой они распадаются на две моносахаридные части каждая. Некоторые разновидности имеют восстанавливающие свойства (к примеру, продукты деления мальтозы).

Именно эта группа выступает главным источником углеводов в нашем организме. К ней причислены:

лактоза, она же молочный сахар. При дефиците расщепляющей лактазы наблюдается непереносимость молока и продуктов из него;
мальтоза солодовой природы, принимающая участие в обмене ферментами и накоплении энергии, необходимой при больших физических нагрузках;
сахароза, которая при расщеплении делится на ценную фруктозу и глюкозу. Таким образом нормализуется содержание сахара в крови. Может откладываться как запасное питательное вещество.

В сумме эти вещества обеспечивают нормальную работу всех основных органов и систем. Имеются в данном ряду и другие соединения - целлобиоза и нигероза, рутиноза и трегалоза, но их концентрация куда меньше.

Они образуются путем соединения разного числа сахаридов: от 2 до 10. Строго говоря, сюда же относятся и дисахариды, но все же олиго-вещества выделены в отдельный класс.

Дело в том, что часто они являются продуктом синтеза разнотипных молекул, что и обусловило их строение, а заодно и функции.

Знаете ли вы? Порядка 80% сухой массы всех растений приходится именно на углеводы.

Наиболее распостраненными являются такие вещества, как:

генцианоза;
мелицитоза;
мальтотриоза;
эрлоза (все насчитывают по три базовые молекулы);
тетрасахариды представлены стахиозой и акарбозой;
более насыщенный состав у маннеопентозы (5 молекул) и маннеогексозы (6).

Большая часть этих веществ - это так называемые резервные углеводы, которые пускаются в ход, когда необходимо восстановить энергетический баланс или защитные возможности организма.

Их молекулы могут состоять из десятков, сотен, а то и тысяч моносахаридов. Названия таких структур на слуху у всех. Это:

клетчатка, нормализующая работу желудка и кишечных путей. Она же улучшает обмен веществ, тем самым снижая риск сердечно-сосудистых заболеваний и гипертонии;
пектины, «собранные» из остатков галактуроновой кислоты. Желудок их не усваивает, но все-таки польза весьма ощутима - выводится лишний холестерин и канцерогены. Эти свойства используются для профилактики серьезных нарушений кровообращения и даже раковых образований;

крахмал, длинная углеродная цепочка которого позволяет человеку подолгу сохранять подвижность и энергичность;
из крахмала получают мальтодекстрин. Он входит в состав спортивных добавок, помогает нарастить массу и улучшить работу ЖКТ (при контакте с пищевыми ферментами смесь, попавшая в желудок, усваивается легче).

Важно! Больше всего пектинов содержится в свежих фруктах.

Конечно, это не все полисахариды, а всего лишь самые важные. Но из прочей массы выделяется еще одно вещество такой же природы, а именно гликоген. Он уникален тем, что встречается только в организме. Откладываясь в мышцах и печени, создает мощный энергорезерв. Помогает при острой нехватке глюкозы, которой сопровождаются пиковые нагрузки.

Какие полезны?

Диетологи и химики отмечают, что наиболее полезными будут поли- и олигосахариды, включающие 3 и более сахарных единиц. Их еще называют сложными углеводами.

Ценность таких веществ состоит в том, что они дольше усваиваются: на это уходит 3,5-6 часов, в течение которых человек ощущает сытость. К тому же продукты, богатые сложными соединениями, поставляют в организм множество витаминов, минералов и волокон.

«Чистые» же единичные сахара, наоборот, считаются вредными. На то есть причина - в силу простой структуры им не нужно расщепляться и перевариваться, вместо этого моносахариды сразу же начинают истощать запас других питательных веществ, нужных для их метаболизма.

Исходя из этого, диетологи советуют составлять рацион так, чтобы 85% дневной потребности в углеводах покрывалось полисахаридами.

Продукты - источники углеводов

После ознакомления с основными типами данных веществ возникает вопрос - в каких продуктах содержатся те или иные соединения.

Здесь нужно иметь в виду еще один нюанс. Он состоит в том, что скорость расщепления углеводов, попавших в организм, определяется конкретным показателем - гликемическим индексом. Эта цифра отличается в зависимости от вида пищи.

Знаете ли вы? Как отдельная наука со всеми атрибутами химия выделилась во многом стараниями Антуана Лавуазье, который в 1777 году выдвинул кислородную теорию горения. На то время это было сродни научной революции.

Источниками быстрых веществ являются продукты, ГИ которых превышает 69 единиц (все, что дало меньшее число, считается «медленным», то есть полезным).

Быстрых

Быстрее всего желудком усваиваются кукурузный сироп и (их индекс составляет впечатляющие 113 и 108 единиц). 100 и больше показывают пшеничный и рисовый сиропы, крахмал, глюкоза и сироп на ее основе.

Если ориентироваться на показатели других продуктов этой группы, то полученный список будет таким:

90 и более: рисовая мука, без участия глютена. Тут же и - запеченный, жареный, фри, быстрого приготовления, а также полученные из него крахмал и декстрин;
80-90: домашнее картофельное пюре, рисовый пудинг, попкорн, кукурузные хлопья и крахмал, репа, белый хлеб, морковь после термообработки;
70-80: выпечка в виде бубликов, пончиков и баранок, бисквит и вафли, молочный шоколад, лазанья, и и белый хлеб (багет).

Медленных

Продукты, ГИ которых составляет меньше «разделительных» 69 единиц, лучше рассматривать в обратном порядке (от меньших цифр к большим).

Здесь первенство за помидорами, белокочанной капустой, брокколи и репчатым луком, которые усваиваются дольше всех (в числовом выражении их индекс равен 10).

В интервале между 12 и 15 единицами поместились кетчуп и томатный сок, маслины и оливки, черная смородина и соя.

Важно! Овощи и фрукты, помимо всего прочего, поставляют в организм и ценные фитонутриенты. Эти активные соединения снимают воспаления, регулируют обмен веществ и на клеточном уровне замедляют старение.

Им немного уступают и абрикосы (20). Остальные продукты можно отнести к следующим категориям:

22-29: морская капуста, чернослив, сосиски высшего сорта;
30-39:10% сливки, молоко и колбаса, макароны из твердых сортов пшеницы, а также хлеб с отрубями. Возможно, неожиданностью покажется присутствие в этом ряду вина;
40-49: здесь представлены лишь красная фасоль (40), после которой с большим отрывом идут яйца и виноградный сок (по 48);
50-59: джем, сыры (фета и плавленый);
60-69: компоты, ржаной хлеб, отварной картофель, . Ближе всех к заветному рубежу оказалась овсяная каша, чей ГИ составил 66 единиц.

Для здоровья крайне важны именно такие блюда и продукты. Задачу облегчает их доступность - к примеру, те же помидоры многие выращивают на даче, да и кисломолочной продукции в продаже в достатке.

Суточная потребность и норма

Дневная потребность просчитывается с оглядкой на возраст, характер работы и вес человека. Так, офисному клерку средних лет будет достаточно 5 г углеводов на 1 кг.

Человеку, постоянно имеющему дело с нагрузками, потребуется уже 8 г на ту же массу. И чем больше усилия, тем большей будет суточная доза углевода, необходимого для нормального функционирования органов - здесь налицо прямая зависимость.

Приведем конкретные числа, которые нужно иметь в виду представителям разных половозрастных групп. Первая цифра обозначает возраст, вторая - потребность в граммах .

Знаете ли вы? В человеческом теле работает более 700 различных ферментов.

Мужчины

Умственный труд:

18-29: 378;
30-39: 365;
40-59: 344;

Легкая физическая работа:

18-29: 412;
30-39: 400;
40-59: 380;

18-29: 440;
30-39: 426;
40-59: 406;

Тяжелый физический труд:

18-29: 518;
30-39: 574;
40-59: 546.

Для пожилых мужчин старше 70 лет нормой считается 302 г углеводов.

Женщины

Умственный труд:

18-29: 324;
30-39: 310;
40-59: 297;

Легкая физическая работа:

18-29: 351;
30-39: 337;
40-59: 323;

18-29: 371;
30-39: 358;
40-59: 344;

Тяжелый физический труд:

18-29: 441;
30-39: 427;
40-59: 406.

Отдельно о спортсменах

Самая большая потребность в углеводах - у людей, организм которых работает на пределе возможностей (а то и за ним). Ежедневные тренировки и постоянные нагрузки ускоряют обменные процессы, и в ход идут любые органические вещества, собранные в клетках или отложенные в тканях. Особенно ярко это видно как раз по углеводам, запасы которых весьма скромны.

Важно! Утренние тренировки начинают спустя 1-3 часа после нежирного высококалорийного завтрака, который должен покрыть в среднем 65% дневной нормы углеводов.

Чтобы восполнить их дефицит, мужчинам нужно 616-686 г таких соединений. Для женщин этот показатель составляет 478-546 г. Конкретная цифра зависит от типа нагрузок (ведь расход энергии у штангиста и, к примеру, спринтера будет заметно отличаться).

Нехватка и переизбыток

Природа позаботилась о том, чтобы концентрация основных углеводов (особенно глюкозы в крови) находилась на приемлемом уровне. В организме здоровых людей имеются запасы этих веществ, расход которых при обычном распорядке дня мало зависит от приема пищи либо фаз бодрствования. Исключение составляют разве что спортсмены.

Но любые сбои в работе нервной или эндокринной системы влекут за собой перераспределение углеводов, что проявляется в их переизбытке или же острой нехватке.

Стабильный излишек глюкозы, которая становится как бы магнитом для остальных веществ, приводит к гипергликемии. Это состояние, вызванное избытком сахара в крови.

Его признаками выступают:

общая слабость;
постоянная жажда;
пониженное артериальное давление;
внезапное появление кожного зуда;
приступы головной боли, часто в сопровождении тошноты;
обильный выход мочи.

Знаете ли вы? Первые инсулиновые инъекции были сделаны в январе 1922 года. Об этом гормоне знали еще за 30 лет до того, но проблемой было очистить соединение до безопасного для человека состояния.

Еще одним симптомом называют неприятный запах изо рта, схожий с ацетоновым.

Подобные проявления часто наблюдаются у людей, страдающих от частичной дисфункции почек или печени, нарушений гормонального баланса, увеличения щитовидной железы.

Постоянное повышение уровня углеводов может привести к сворачиванию выработки инсулина, что нарушает энергобаланс клеток и тканей. В результате запускаются серьезные болезни (вплоть до разнотипных гепатитов и цирроза).

Нехватка

Дефицит углеводов тоже распознается по характерным симптомам:

На первичном этапе ощущаются слабость и сонливость. При этом заметно дрожание рук и повышенная потливость.
Более тревожными сигналами считаются бледность кожи, участившиеся судороги, периодическое «замедление» сердца. В ряде случаев доходит до головокружения.
Наиболее опасно состояние прострации на фоне учащенного пульса. В этот момент нужно немедленно съесть порцию продукта, богатого быстрыми веществами.

Важно! Нижний предел содержания сахара в крови составляет 1,7-2,2 ммоль/литр, тогда как опасной верхней гранью считаются 5,2-5,5 ммоль на тот же объем.

Заметив, что хоть один из этих признаков наблюдается регулярно, обратитесь к врачу - возможно, причина кроется не только в нарушении метаболизма.

Обдумывая свое меню, многие интересуются, как правильно обеспечивать организм углеводами. Чтобы они принесли максимум пользы, обратите внимание на основные моменты:

Запас таких веществ желательно пополнять до обеда. Как раз в это время они усваиваются и перерабатываются лучше всего. При более позднем приеме пищи возрастает вероятность того, что простые сахариды напомнят о себе лишним весом.
Включите в рацион злаки, овес, бобовые культуры, овощи, фрукты и нежирные молочные изделия. Это основа здорового питания. Их действие можно дополнить небольшим объемом картофеля, мучных изделий (только из белой муки) или фруктового сока.
А вот от любимых конфет, мороженого или чипсов лучше отказаться. То же касается и ряда напитков (газировка, пиво, чересчур сладкие чай или кофе).
Побольше активности - малоподвижный образ жизни ведет к переизбытку попавших в желудок и ткани веществ.
Естественно, отказ от алкоголя. Даже в малых дозах он угнетает ценные ферменты, что тут же сказывается на работе печени и поджелудочной железы.

Тем, кто борется с лишним весом, однозначно стоит отказаться от быстрых сахаридов в любом виде (твердом или жидком).
Избегайте крайностей вроде резкого перехода на безуглеводную диету. Мало того, что она ведет к потере витаминов и клетчатки, так еще и замедляет переработку аминокислот. В таком режиме органы работают буквально на износ.

Знаете ли вы? Удивительно, но когда человек краснеет (к примеру, от жары или стеснения), его желудок действует так же - окрас стенки становится более насыщенным.

Теперь вы представляете, чем важны углеводы, откуда они берутся и почему важно держать их в норме. Надеемся, эти данные помогут нашим читателям в борьбе за здоровье и красоту. Бодрости и радостных моментов каждый день!

Элементарный состав углеводов: углерод, водород и кислород, но взаимоотношения между этими элементами в жирах и углеводах значительно разнятся: жир содержит углерода 6,5%, водорода 12%, кислорода 11,5%, углеводы - соответственно 44,5%, 6,2%, 49,3%.

Углеводы разделяются на три категории: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Биологическая роль углеводов
1. Углеводы являются хорошим энергетическим материалом.
2. Они входят в состав некоторых тканей и жидкостей организма.
3. Они противодействуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров.
4. Придают пище ощущение сладкого вкуса, тонизируют центральную .
5. Обладают биологической активностью (гепарин предотвращают свертывание крови в сосудах, шалуроновая кислота препятствует проникновению бактерий через клеточную оболочку).
6. Играют роль в защитных реакциях (особенно в печени) - глюкуроновая кислота соединяется с токсическими веществами, образуя сложные нетоксичные эфиры, растворимые в воде, которые затем удаляются из с мочой.

К простым углеводам относятся моносахариды (глюкоза, фруктоза) и дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза).

К сложным углеводам относятся полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).

Биологическая роль моносахаридов
Глюкоза - структурная важнейшая единица. Она участвует в образовании гликогена, питании тканей мозга, работающих мышц и особенно сердечной. Глюкоза легко превращается в жиры в организме, особенно при ее избыточном поступлении с пищей.

Источники глюкозы - фрукты, ягоды и некоторые овощи. Пчелиный мед содержит 37%.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, но она медленнее усваивается в кишечнике и, поступая в кровь, быстро ее покидает.

Биологическая роль дисахаридов
Сахароза в желудочно-кишечном тракте распадается на глюкозу и фруктозу. Сахароза - наиболее распространенный сахар. Источники сахарозы - сахарная свекла (14-18%), сахарный тростник (10-15%).

Сахароза обладает способностью превращаться в жир. Избыточное поступление этого углевода в рационе вызывает нарушение жирового и холестеринового обменов, оказывает отрицательно влияние на состояние и функцию кишечной микрофлоры, повышая удельный вес гнилостной микрофлоры, усиливая интенсивности гнилостных процессов в кишечнике, ведет к развитию метеоризма.

Лактоза - углевод животного происхождения. При гидролизе расщепляется на глюкозу и галактозу. Поступление лактозы в организм способствует развитию молочно-кислых бактерий, подавляющих развитие гнилостных микроорганизмов. Источник лактозы - молоко и молочные продукты.

Биологическая роль полисахаридов
Крахмал - на его долю в рационе приходится около 80%. Крахмал в организме человека является основным источником глюкозы.

Гликоген является резервным углеводом животных тканей, образуя депо углеводов в печени. Общее содержание гликогена около 500г. Если углеводы с пищей не поступают, то запасы его исчеркиваются через 12-18 часов. Обеднение печени гликогеном ведет к возникновению жировой инфильтрации, а далее к жировой дистрофии печени.

Источники гликогена - печень, мясо, рыба.

Клетчатка (целлюлоза) - образует оболочки клеток и является опорным веществом. Она стимулирует перистальтику кишечника, играет роль адсорбента стеринов, в том числе холестерина. Она препятствует обратному их всасыванию и способствует выведению их из организма. Клетчатка играет роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в уменьшении гнилостных процессов, препятствует всасыванию ядовитых веществ.

Потребность углеводов в среднем 400-500 г в сутки, что составляет по отношению к белкам и жирам 1:1:4 (для детей) и 1:1.25:25,5 (для взрослых).

Неумеренное потребление сахара способствует развитию кариеса, нарушению возбудительных и тормозных процессов ЦНС, поддерживает воспалительные процессы, способствует аллергизации организма.

Ограничение углеводов при заболеваниях:
- сахарном диабете;
- ожирении;
- аллергиях, заболеваниях кожи;
- воспалительных процессах.

Углеводы играют исключительно важную роль в питании человека. Мозг и нервная система для нормального функционирования требуют только сахар. Другие ткани (например, печень) при отсутствии сахара могут перерабатывать жиры, мозг такой адаптивностью не обладает. Отсутствие достаточного количества сахара в организме может отрицательно сказаться на работе печени и сердца. Белок и жиры так же не будут выполнять своих функций (восстановление тканей и производство энергии) если в организме не будет достаточного количества продуктов расщепления сахара.

Функции углеводов можно разделить на три группы

Энергетическая функция.

При окислении 1 г. углеводов выделяется 4 ккал энергии, которая используется в различных процессах метаболизма.

Атомы углерода углеводов используются организмом не только для биосинтеза самих углеводов, но и белков, нуклеиновых кислот, липидов.

Структурная функция. Углеводы являются важными компонентами стенок бактериальных и растительных клеток, а также оболочек животных клеток.

Защитная функция. С помощью углеводов организм освобождается от вредных веществ. Углеводные остатки входят в состав соединений, ответственных за иммунитет.

Другие (специальные) функции:

предохраняют кровь от свертывания (гепарин), а у некоторых рыб от замерзания;

являются антибиотиками и различными биологически активными веществами. Например, витамин С относится к углеводам. Гликозиды являются стимуляторами сердечной деятельности.

Основным источником углеводов в питании являются растительные продукты. Углеводы по усвояемости делятся на две группы: усвояемые организмом человека (глюкоза, фруктоза, галактоза, сахароза, декстрины, крахмал) и неусвояемые – пищевые волокна или баластные вещества (клетчатка, гемицеллюлоза, пектиновые вещества). Усвояемые углеводы дают организму 50 – 60 % от общего числа калорий. Суточная потребность взрослого человека в усвояемых углеводах составляет 365 – 400 г, в том числе 50–100 г простых сахаров. Оптимальное содержание пищевых волокон в суточном рационе 20 – 25 г, в т. ч. клетчатки и пектина 10 – 15 г.

Рассмотрим физиологическое значение отдельных углеводов.

Глюкоза. В процессе пищеварения углеводы пищи в конечном итоге превращаются в глюкозу, которая поступает в кровь и служит источником энергии для всех органов и тканей. С помощью гормона поджелудочной железы – инсулина – глюкоза превращается в гликоген. Нормальный уровень глюкозы в крови составляет 80-100 мг на 100мл. Систематическое избыточное потребление легкоусвояемых углеводов может способствовать возникновению сахарного диабета, ожирения и атеросклероза.

Фруктоза. Превращение фруктозы в организме протекает несколько иначе, чем глюкозы. Поэтому фруктоза не вызывает увеличение сахара в крови, что важно для больных сахарным диабетом.

Лактоза способствует развитию в желудочно-кишечном тракте молочнокислых бактерий, антагонистов гнилостной микрофлоры. Некоторые люди страдают непереносимостью молока из-за отсутствия фермента лактазы, расщепляющего лактозу.

Крахмал. Занимает в рационе 80% от общего количества потребляемых углеводов. Подвергается перевариванию только после термической обработки. Крахмал усваивается медленнее других углеводов, поэтому потребление не приводит к быстрому увеличению содержания глюкозы в крови.

Пищевые волокна не усваиваются организмом человека, но выполняют положительную роль.

Клетчатка - основной компонент “ грубых” пищевых волокон является обязательным фактором процесса пищеварения: нормализует деятельность полезной микрофлоры кишечника, препятствует всасыванию вредных веществ, способствует выведению из организма холестерина. Клетчатка способствует нормальному продвижению пищи по желудочно-кишечному тракту. Вместе с тем избыток клетчатки провоцирует диарею, снижает усвояемость некоторых витаминов и минеральных веществ.

Пектин выводит из организма многие токсичные вещества: тяжёлые металлы, радионуклеиды, продукты метаболизма гнилостных бактерий.

Превращение углеводов при переработке.

Во время хранения пищевого сырья и его переработке углеводы подвергаются различным и сложным превращениям. Направленность этих процессов зависит от состава углеводного комплекса, условий (влажность, температура, Н среды), наличия ферментов и присутствия других компонентов.

Наиболее распространёнными и важными в пищевой технологии являются процессы:

Меланоидинообразования и карамелизации;

Кислотного и ферментативного гидролиза полисахаридов;

Брожения моносахаридов

Меланоидинообразование – окислительно-восстановительный процесс, который представляет собой совокупность последовательно и параллельно идущих реакций. Этот процесс одновременно получил название реакции Майара, по имени учёного, который в 1912г впервые его описал.

При реакции меланоидинообразования происходит взаимодействие восстанавливающих сахаров с аминокислотами, пептидами и белками, приводящее к образованию тёмно-окрашенных продуктов-меланоидинов. Механизм этой реакции сложен, в результате её образуется большое число промежуточных продуктов, которые на следующих этапах взаимодействуют между собой и с исходными веществами.

В результатате этой реакции в продуктах снижается содержание редуцирующих сахаров и азота аминных групп. Наиболее реакционно способными являются аминокислоты: лизин, глицин, метионин, аланин, валин; наиболее активно из сахаров реагируют ксилоза, арабиноза, глюкоза, галактоза и фруктоза.

Более интенсивно меланоидинообразование протекает в нейтральной и щелочной средах, легче проходит в концентрированных растворах .В результате реакции Майара может связываться до 25% белков, витаминов, аминокислот и многих биологически активных соединений, тем самым снижается пищевая ценность продуктов

Положительным моментом реакции меланообразования является появление привлекательной окраски (золотисто-коричневой, тёмно-коричневой и др.) и своеобразного аромата пищевых продуктов.

Карамелизация сахаров. Нагревание моно- и дисахаров при температуре 100 ° С и выше приводит к изменению химического состава и цвета продуктов. Глубина этих процессов зависит от состава сахаров, их концентрации, степени и продолжительности теплового воздействия Н среды, присутствия примесей.

В общем упрощенном виде схему превращений сахаров при нагревании можно представить следующим образом:

Дисахара Монозы Ангидриды моноз

Оксиметил фурфурол

Окрашенные и гуминовые муравьиная и левулиновая

вещества кислоты

Гидролиз полисахаридов и олигосахаров.

Во многих пищевых производствах имеет место гидролиз олиго- и полисахаридов. Он важен не только для процессов получения пищевых продуктов, но также и для процессов их хранения.

Реакции гидролиза могут приводить к нежелательным изменениям цвета и к неспособности полисахаридов образовывать гели.

Ферментативный гидролиз крахмала присутствует во многих пищевых технологиях и обеспечивает качество готового продукта – в хлебопечении (процесс тестоприготовления и выпечки хлеба), в производстве пива (получение пивного сусла), спирта(подготовка сырья для брожения), в производстве различных сахаристых продуктов (глюкозы, патоки, сахарных сиропов).

В общем виде, схема гидролиза крахмала может быть представлена следующим образом:

(С 6 Н 10 О 5)n (С 6 Н 10 О 5)х С 12 Н 22 О 11

крахмал катализатор декстрины мальтоза

Гидролиз пектинов имеет место при созревании плодов. Под действием пектолитических ферментов нерастворимые протопектины превращаются в растворимые пектины. При этом резко снижается вязкость растительных тканей и уменьшается молекулярная масса пектинов. Таким образом, мякоть плодов размягчается.

Гидролиз сахарозы получил название инверсии, а смесь, образующихся в равных количествах глюкозы и фруктозы, – инвертным сахаром.

С 12 Н 22 О 11 + Н 2 О C 6 Н 12 О 6 + С 6 Н 12 О 6

Сахароза глюкоза фруктоза

Инвертные сиропы используются при приготовлении безалкогольных напитков. Инверсия сахарозы имеет место при производстве виноградных вин. Процессы инверсии предупреждают очерствение конфет и улучшают аромат хлеба.

При гидролизе лактозы образуются глюкоза и галактоза

С 12 Н 22 О 11 C 6 Н 12 О 6 + C 6 Н 12 О 6

Лактоза глюкоза галактоза

Под действием фермента - галактозидазы с этого процесса начинаются все виды брожения молочного сахара.

Брожение моносахаридов

В пищевых технологиях наибольшее значение имеют два основных типа брожения: спиртовое и молочнокислое.

Спиртовое брожение происходит под действием ферментов дрожжей. Суммарное уравнение имеет следующий вид:

C 6 Н 12 О 6 С 2 Н 5 ОН + 2СО 2

Термин «углеводы» происходит от «углерод + вода». Действительно, общая формула любого из этих органических соединений выглядит так: С n (Н 2 О) m .

Основная функция углеводов в питании, наряду с жирами, обеспечение организма энергией. Общая суточная потребность организма в углеводах составляет около 400 г (55-65% пищи). При этом каждый грамм углеводов дает около 4 ккал энергии.

Сбалансированное питание подразумевает следующие соотношения – на 400 г углеводов ежедневно необходимо поступление с пищей до 100 г жиров и 100 г белков (4:1:1).

В быту мы часто встречаемся с углеводами. Во-первых, они содержатся в хлебе, муке, крупах, картофеле, фруктах и ягодах. Во-вторых, углеводы применяются в кулинарии и в чистом виде: для приготовления киселей используется крахмал, а сахар – для сладких блюд.

Углеводы подразделяются на две группы:

простые сахара , состоящие из одного или двух мономеров. К ним относятся глюкоза (виноградный сахар), фруктоза (плодовый сахар), галактоза (молочный сахар), сахароза (тростниковый или свекольный сахар), лактоза (молочный сахар), мальтоза (пиво). Перед тем как попасть в кишечник они не претерпевают серьезных пищеварительный изменений;
сложные сахара , состоящие из нескольких мономеров. Они родственны крахмалу и требуют более сложной переработки в пищеварительном тракте. Они присутствуют в злаковых (пшеница, кукуруза, рис, рожь, овес, ячмень), клубневых (картофель), корнеплодах (морковь, брюква), бобовых (горох, нут, сухая фасоль, чечевица, соя).

Гипергликемия и гиперинсулинизм

Все углеводы, попадая в организм, трансформируются в глюкозу, которая в последующем через кровь разносится по всему организму. Утром натощак нормальное содержание глюкозы в крови составляет 3,3-5,5 ммоль/л. Примерно через 20 минут после потребления углеводов происходит повышение содержания глюкозы до максимума, называемое «гликемическим пиком». Поджелудочная железа начинает вырабатывать гормон инсулин, с помощью которого глюкоза поставляется в мышечные ткани или откладывается в качестве резерва в печени (гликоген).

Если поджелудочная железа работает нормально, то количество выделенного инсулина пропорционально количеству глюкозы в крови. Однако с возрастом эти пропорции могут нарушаться. И в результате могут возникнуть две проблемы, связанные с неудовлетворительным усвоением глюкозы: гипергликемия (увеличение содержания глюкозы в крови) и гиперинсулинизм (чрезмерная выработка инсулина).

В зависимости от формы гипергликемии уровень глюкозы может быть до 9 ммоль/л натощак. Это чаще встречается после семидесяти лет. Сама по себе гипогликемия не представляет серьезной опасности для здоровья. Однако гиперинсулинизм, вызываемый им, опасен, потому что он вызывает реактивную гипогликемию и как результат – недомогание, усталость, увеличение веса.

Необходимо также помнить, что при высокотемпературной обработке пищи белки и углеводы, содержащиеся в ней, вступают между собой в химическую реакцию, называемую «реакцией Маярда». В результате этой реакции образуются продукты, замедляющие процесс обновления клеток тканей, артерий, хрусталика глаза и ускоряющие процесс старения организма. Причем реакция Маярда имеет место и в нашем организме. В нормальных условиях скорость протекания этой реакции настолько мала, что продукты реакции успевают удаляться, а при резком повышении сахара в крови при диабете скорость реакции значительно увеличивается и, накопившиеся продукты реакции, могут вызвать вышеназванные нарушения. Вот почему важно держать под контролем гипогликемию.

В кулинарии продукты реакции Маярда визуально представляют собой «аппетитные» хрустящие корочки на различных жаренных и запеченных продуктах: корочка на свежевыпеченном хлебе, корочка на гусе, приготовленном в духовке и т.п. Причем эти хрустящие корочки особенно быстро образуются в сухом воздухе. При определенной влажности они не образуются. Например, при приготовлении мяса в фольге или микроволновке она не образуется за счет влажности воздуха.

Непереносимость молочного сахара (лактозы)

Не секрет, что у определенной части людей существует непереносимость молочного сахара, содержащегося в молоке и молочных продуктах. Это связано с тем, что молочный сахар в организме расщепляется на глюкозу и галактозу при помощи фермента лактазы. И в таком уже виде усваивается организмом.

Однако с возрастом нарастает дефицит лактазы, ведущий к непереносимости лактозы. Следствием этого может служить жидкий стул (диарея) или вздутие живота, которые возникают через некоторое время после употребления молока. Не следует забывать, что накопившаяся в организме плохо переваренная лактоза может вызвать катаракту глаз! Поэтому, если вы чувствуете непереносимость лактозы, то исключите из своего рациона молоко, творог, сливочные сырки, любые блюда на основе молока.

Конечно, для нейтрализации действия лактозы можно принимать таблетки лактазы или добавлять этот фермент в молочный продукт за несколько часов до его употребления. Однако лучше предпочесть те молочные продукты, в которых под действием ферментов практически уничтожена лактоза. Это сыры и йогурты.

Осторожно: сахар!

Питательная ценность обычного сахара равна нулю. Поэтому лучше предпочтение отдать фруктам, которые обладают не только энергетической ценностью, но и содержат витамины и минеральные соли.

Что такое гликемический индекс (ГИ) и как его учитывать при выборе продуктов питания?

По этому индексу можно судить о влиянии продуктов питания после их употребления на уровень сахара в крови. Чем выше гликемический индекс у продукта питания, тем быстрее он расщепляется в организме и быстрее поднимается уровень сахара в крови.

В качестве точки отсчета принята глюкоза, у которой ГИ=100. Данные о гликемическом индексе углеводов сведены в таблицы. ГИ продукта зависит от вида углеводов, количества клетчатки, белков и жиров, содержащихся в продукте, а также способа его термической обработки. К сожалению, на упаковках отечественных продуктов не указывается гликемический индекс продукта.

Естественно, для большинства людей предпочтительнее продукты с низким гликемическим индексом, так как при их употреблении происходит постепенный подъем и спад сахара в крови. Это особенно важно для диабетиков. Такой эффект так же полезен и здоровым людям, желающим похудеть.

Преимущества продуктов с низким ГИ заключается в том, что они:

не приводят к значительному гиперинсулинизму;
в меньшей степени вызывают гипергликемию;
ограничивают появление вредных веществ в результате реакции Маярда;
содержат больше растительных белков и клетчатки;
содержат витамины, минеральные соли и микроэлементы.

Таблица гликемических индексов продуктов питания

Наименование продуктов питания	Индекс
Углеводы с высоким гликемическим индексом
Пиво
Мальтоза (солодовый сахар)
Гамбургер
Финики
Глюкоза
Тост из белого хлеба
Брюква
Пастернак
Жареный картофель или картофельная запеканка
Рисовая мука
Картофельное пюре
Мед
Вареная морковь
Кукурузные хлопья, воздушная кукуруза
Попкорн
Рис быстрого приготовления
Бобы
Тыква
Арбуз
Сахар (сахароза)
Белый хлеб (батон)
Шоколадные батончики
Отварной картофель
Печенье
Кукуруза
Мороженое пломбир в шоколаде
Сухофрукты
Пеклеванный (серый) хлеб
Картофель отварной в мундире
Свекла
Бананы, дыни, варенье
Макаронные изделия из белой муки
Углеводы с низким гликемическим индексом
Цельнозерновые злаковые без сахара
Зеленый горошек
Цельнозерновой (или с отрубями) хлеб
Азиатский белый клейкий рис
Ржаной хлеб
Цельнозерновые макаронные изделия
Свежий фруктовый сок без сахара
Красная фасоль
Овсяные хлопья
Мороженое
Молочные продукты
Сухой горох
Хлеб из муки грубого помола
Фруктовый мармелад без сахара
Свежие фрукты
Макаронные изделия из муки грубого помола
Турецкий город (нут)
Чечевица
Сухая фасоль
Сырая морковь
Черный горький шоколад
Арахис
Орехи грецкие
Соя
Томатный сок
Зеленные овощи, грибы	Менее 15
Баклажаны
Брокколи
Грибы
Зеленый перец
Капуста
Лук
Помидоры
Салат листовой
Салат-латук
Чеснок
Семечки подсолнуха

Понравилась статья? Поделитесь ей

Распечатать статью