Фізіолого-гігієнічне значення і нормування вуглеводів в раціонах харчування

Вуглеводи, як незамінні компоненти харчового раціонувизначають енергетичну постійність (гомеостаз) організму. Крім того, вуглеводи необхідні також для біосинтезу багатьох вуглеводутримуючих полімерів. На протязі життя людина споживає близько 14 тонн вуглеводів, зокрема більше 2,5 тонн простих вуглеводів. Вуглеводи є основною складовою частиною харчового раціону людини, оскільки їх споживання примерн6о в 4 рази більше, ніж білків і жирів. При звичному змішаному харчуванні за рахунок вуглеводів забезпечується близько 64 % добової енергоцінності, тоді як за рахунок жирів і білків, разом узятих, тільки 36 %. Отже, основна роль вуглеводів в харчуванні енергетична. При засвоєнні 1 г вуглеводів в організмі виділяється 4 ккал (16,7 кДж) енергії. Проте вуглеводи також необхідні організму людини як складова, структурна частина клітин, тобто є пластичним матеріалом.

Значний вплив роблять вуглеводи на забезпечення нормальної роботи м'язів, м'язів серця і печінки, тобто виконують регуляторну функцію в організмі. Наприклад, вуглеводи протидіють накопиченню кетонових тіл при окисленні жирів, сприяють підтримці постійності складу крові.

Вуглеводи можуть надавати тонізуючу дію(наприклад, відчуття хеморецепторами солодкого тонізує центральну нервову систему). Окремі вуглеводи в організмі людини виконують спеціалізовані функції (наприклад, гепарин запобігає згортанню крові в судинах).

Велика і захисна роль вуглеводів. Зокрема, глюкуронова кислота вступає в з'єднання з деякими токсичними речовинами, утворюючи при цьому нетоксичні розчини, які у вигляді ефіру виводяться з організму з сечею.

По харчовій цінності вуглеводи підрозділяються на засвоєні і незасвоєні.

Засвоєні вуглеводи перетравлюються, всмоктуються і метаболізуються в організмі. До них відноситься: глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза, мальтоза, крохмаль, декстрини і глікоген.

Незасвоєні вуглеводи не розщеплюються ферментами травного тракту, але можуть бути ферментіровани мікрофлорою кишечнику з утворенням коротко ланцюгних жирних кислот і лактату.

Залежно від складності будови, розчинності, швидкості засвоєння вуглеводи підрозділяються на:

· прості вуглеводи - моносахариди: глюкоза, фруктоза, галактоза; дисахариди: сахароза, лактоза, мальтоза;

· складні вуглеводи - полісахариди: крохмаль, глікоген, пектинові речовини, клітковина.

Прості вуглеводи легко розчиняються у воді, швидко засвоюються в організмі. У природі зустрічається більше 200 різних моносахаридів, проте, тільки деякі з них мають важливе значення в харчуванні людини: альдози - глюкоза, галактоза, манноза і ксилоза; а з кетоз - фруктоза.

З дисахаридів в харчуванні людини основне значення має сахароза. При гідролізі сахароза розпадається на 2 молекули моносахаридів - глюкозу і фруктозу. По властивостях сахароза близька до моносахаридів. Інший важливий дисахарид - лактоза (молочний цукор) присутня тільки в молоці і молочних продуктах.

Гідроліз лактози в кишечнику протікає сповільнено, у зв'язку з цим обмежуються процеси бродіння в кишечнику, і нормалізується життєдіяльність корисної кишкової мікрофлори. Надходження лактози сприяє розвитку молочнокислих бактерій, що пригнічують в кишечнику розвиток гнильних мікроорганізмів. Джерелом лактози є молоко і молочні продукти, вміст лактози в молоці складає 4-6 %.

Серед полісахаридів найбільше значення в харчуванні людини займає крохмаль рослинних продуктів. Крохмаль складається з двох фракцій - амілози і амілопектину, які в шлунково-кишковому тракті людини під дію ферментів (амілази і ін.) гідролізуються через ряд проміжних продуктів (декстрини) до глюкози, яка засвоюється в організмі.

У тваринних продуктах міститься невелика кількість іншого засвоюваного полісахариду – глікогену (у печінці 2-10 %, в м'язовій тканині 0,3-1,0 %).

Клітковина рослинних продуктів складається з харчових волокон і інших недоступних вуглеводів. Під терміном «харчові волокна» розуміють залишок рослинних продуктів, що володіють стійкістю до дії травних ферментів. Харчові волокна – не єдина хімічна речовина, а суміш різних полісахаридів і лігніну в поєднанні з речовинами оболонок рослинних кліток. Харчові волокна полягають як із структурних полісахаридів рослинних кліток (целюлоза, геміцелюлоза і пектинові речовини, лігнін), так і неструктурних полісахаридів в натуральному вигляді і продуктах харчування (камеді, слизі) і використовуваних як харчові добавки.

Основне фізіологічне значення целюлози полягає в її здатності зв'язувати воду (до 0,4 г вод на 1 г клітковину). Геміцелюлоза теж здатна утримувати воду, але вона також здатна зв'язувати катіони.

Лігнінамі названі безвуглеводні речовини клітинної оболонки, що складаються з полімерів ароматичних спиртів. Вони додають структурну жорсткість оболонці рослинних кліток і є інгібітором (пригноблюючі дію) перетравлення її оболонки бактеріями. Лігніни обволікають целюлозу і здатні уповільнювати розщеплювання вуглеводу клітинної оболонки. Тому найбільш насичені лігніном продукти, наприклад висівки, погано перетравлюються в кишечнику і сприяють кращій перистальтиці кишечнику. Лігнін здатний зв'язувати солі жовчної кислоти і інших органічних речовин, а також уповільнювати або порушувати абсорбцію харчових речовин в товстому кишечнику.

Пектини є складною сполукою колоїдних структурованих полісахаридів, які складаються з полімерів галактуронової кислоти, мають пентозні і гексозні бокові відгалуження. Вони можуть утворювати гелі, утримувати воду в сполучній тканині, а також зв'язувати катіони і органічні речовини, наприклад жовчні кислоти.

Основними джерелами харчових волокон є зернові продукти, фрукти, горіхи і овочі.

До похідних вуглеводів також відносяться ксиліт і сорбіт, які в невеликих кількостях містяться в тканинах людини. Ксиліт і сорбіт володіють солодким смаком, не підвищують рівень цукру в крові (в організмі розщеплюються на СО₂ і Н₂О) і використовуються як харчові добавки як замінники цукру для хворих на цукровий діабет.

Оскільки основна функція вуглеводів в організмі енергетична, то і потреба людини в них залежить перш за все від рівня енергетичних витрат організму і від групи інтенсивності праці. Чим інтенсивніше фізичне навантаження, тим вище потреба організму людини у вуглеводах.

Середня добова потреба у вуглеводах складає приблизно 400-500 г, зокрема крохмалю: 350-400 г, моно- і дісахарідив 50-100 г, харчових волокон – 25 г.

Особливо строго слід нормувати споживання цукру, оскільки його надмірне споживання негативно відображається на функціональному стані організму: сприяє карієсу зубів, порушується нормальне співвідношення між процесами збудження і гальмування в нервовій системі дітей. Надлишок цукру підтримує протікання запальних процесів в організмі, викликає неадекватну реакцію організму на холод (замість розширення судин для кращого зігрівання шкіри, відбувається їх звуження).

Тому рекомендована норма споживання цукру повинна бути зменшена при запальних захворюваннях, цукровому діабеті, ожирінні, алергіях.

Для осіб, які не займаються фізичною працею, а також літнього і старечого віку слід обмежити споживання вуглеводів, особливо рафінованих (які не містять харчових волокон). Цим контингентам слід включати в раціони нерафіновані продукти, перш за все, рослинні, які містять в основному крохмаль, якому відповідає клітковина в кількості не менше 0,1 %.

Співвідношення кількості білків, жирів і вуглеводів в раціоні залежить від віку, стан здоров'я і характеру виконуваної роботи. Для людей, що займаються роботою, яка не вимагає фізичних зусиль 1:1:5,8; при дуже великих фізичних навантаженнях частка вуглеводів може бути і більше 6; для осіб розумової праці найбільш раціональне співвідношення 1: 0,8: 3.

При нормування вуглеводів необхідне враховувати роль вітамінів у вуглеводному обміні, особливо вітамінів групи В. Так наприклад, при недоліку в раціоні харчування вітаміну В₁, який входить до складу ключових ферментів вуглеводів, що каталізують окислення в тканинах, в тканинах може накопичуватися молочна кислота і при цьому порушується метаболізм жирів і білків.

Слід зазначити, що як підвищений, так і понижений вміст харчових волокон в раціоні харчування несприятливо відображається на функції травлення.

Недолік харчових волокон сприяє порушенню функції товстого кишечнику, а також передчасному старінню, розвитку ожиріння, цукрового діабету, захворюванню серцево-судинної системи, холециститу і раку кишечнику.

Надлишок харчових волокон сприяє інтенсивнішій перистальтиці кишечнику і при цьому порушується процеси всмоктування.