Биологические функции и пищевая ценность углеводов. Классификация углеводов, нормы потребления

Углеводы наряду с жирами, белками и минеральными веществами являются основным компонентом пищи человека и животных.

В клетках живых организмов они являются источниками и аккумуляторами энергии в растениях (на их долю приходится 90% СВ) играют роль скелетного материала. Входят в состав многих важных природных соединений. Выступают в качестве регуляторов ряда важных биохимических реакций. В соединениях с белками и липидами углеводы образуют сложные высоко молекулярные комплексы представляющие основу субклеточных структур. Они входят в состав нуклеиновых кислот, участвующих в передачи наследственной информации.

Углеводы образуются в растениях в ходе фотосинтеза из углекислого газа и воды. Живые организмы не способны синтезировать углеводы, и получают их с различными пищевыми продуктами. Углеводы являются единственными органическими веществами в кругообороте углерода в природе. Углеводы имеют широчайшее применение, начиная от их промышленного использования до тончайших биохимических процессов.

Они обеспечивают ряд важнейших функций организмов, а именно входят в состав ферментов. Производные углеводов выступают в качестве жизнеобеспечения веществ. Некоторые витамины содержат разнообразные углеводные компоненты. Со сложными углеводами связаны многие явления: иммунитет, специфичность групп крови, специфичность тканей человека.

Многие антибиотики представляют собой гликозиды, производные углеводов.

Помимо питательной ценности углеводы в пищевой технологии играют особую роль, являясь студнеобразователем и загустителем, обеспечивая вкус и аромат получаемых продуктов.

В ходе технологического процесса углеводы претерпевают разнообразные сложные превращения: кислотный и ферментативный гидролиз, брожение, меланоидинообразование, карамелизацию и т.д. Это расширяет область их практического использования, придаёт готовым продуктам соответствующие органолептические характеристики.

Классификация углеводов.По основной классификации углеводы подразделяют на две основные группы:

1. простые углеводы-моносахариды, не способные гидролизоваться;

2. сложные углеводы − полисахариды, состоящие из различного числа остатков простых углеводов и способные к гидролизу до моносахаридов.

С точки зрения химии, углеводы по усвояемости в организме условно делятся на две группы:

1. углеводы усвояемые организмом человека;

2. углеводы неусвояемые организмом человека.

Основным источником углеводов в питании являются продукты растительного происхождения. Пищевые продукты, как источники углеводов подразделяют на три группы:

1. хлеб и хлебопродукты;

2. сахаристые продукты;

3. овощи и фрукты.

Усвояемые углеводы.Основными являются следующие: глюкоза, фруктоза, галактоза, сахароза, мальтоза, декстрины, крахмал. Из углеводов первой группы легче всего усваиваются фруктоза и глюкоза, затем сахароза, мальтоза и лактоза.

После их гидролиза ферментами пищеварительного тракта до соответствующих моноз. Крахмал и декстрины усваиваются медленнее. Предварительно должна пройти их деполимеризация, то есть гидролиз до глюкозы, поэтому потребление крахмала в отличие от моносахаридов и дисахаридов не приводит к быстрому увеличению содержания глюкозы в крови.

Крахмал − основной полисахарид, используемый в питании (до 80% от всех углеводов). Относительную сладость моносахаридов и дисахаридов можно выделить в условных единицах: сахароза-100, фруктоза-173, глюкоза-74, галактоза-32,1, мальтоза-32,5, лактоза-16, инвертный сахар-130.

Неусвояемые углеводы.К ним относятся пищевые волокна или балластные вещества, т. е. целлюлоза, пектиновые вещества. Человек непосредственно не усваивает пищевые волокна, т.к. в его организме нет ферментов, необходимых для их расщепления. Частичное расщепление балластных веществ, происходит под действием ферментов, которые выделяют имеющиеся в кишечнике микроорганизмы. Балластные вещества влияют на перистальтику кишечника, создавая необходимые условия в продвижении пищи по ЖКТ. Они способствуют выделению из организма холестерина, препятствуют всасыванию ядовитых веществ. Недостаток балластных веществ, способствует ожирению, развитию желчнокаменной болезни, сердечнососудистых заболеваний, с их недостатком связывают рост заболеваний раком толстой кишки. Следует также отметить, что балластные вещества создают чувство насыщенности, снижают аппетит. Это следует помнить, создавая новые виды продуктов, особенно рафинирование, в тоже время увеличение содержания клетчатки в рационе приводит к снижению усвоения многих компонентов пищи, особенно минеральных веществ, и может вызвать нарушение деятельности ЖКТ.

Основные источники балластных веществ в питании: хлеб грубого помола, картофель, капуста, морковь. Из усвояемых углеводов первостепенное значение принадлежит сахарозе широко используемой в приготовлении кондитерских и хлебобулочных изделий, варенье и сладких продуктов.

Содержание сахарозы в потребляемом сахаре составляет 99,8%. Широко распространены глюкоза и фруктоза. В питании предпочтительнее употреблять фруктозу чем глюкозу.

Фруктоза слаще глюкозы, поэтому для получения продукта с той же сладостью необходимо меньше её количество. Превращение фруктозы в организме протекает несколько иначе, чем глюкозы, что важно для больных сахарным диабетом. Источником фруктозы в питании является мёд ( ), свекла, фрукты, сахароза.

Из дисахаридов необходимо отметить лактозу, в коровьем молоке 4,8%, в молоке матери 7,7%. Лактоза способствует развитию молочно-кислых бактерий, антагонистов гнилостных микроорганизмов в пищеварительном тракте. У многих людей отсутствует или недостаточно активного фермента, гидролизующего лактозу, поэтому они страдают непереносимостью молока.

Для нормальной жизнедеятельности в крови человека натощак должно содержаться от 80 до 100 мг глюкозы на 100 мг крови. Избыток сахара накапливается в печени и мышцах в виде гликогена.

Потребность человека в углеводах связана его энергетическими затратами и составляет в среднем от 365-500г в сутки, в том числе доля крахмала составляет 350-400г, а моносахаридов и дисахаридов 50-100г.

Доля балластных веществ составляет до 25г в сутки, в том числе непосредственно клетчатки и пектиновых веществ 10-15г. Рекомендуемую дозу моносахаридов и дисахаридов следует распределять на 3-4 приёма по 20-25г.

Избыток углеводов способствует ожирению, нарушению деятельности нервной системы и аллергизации организма.

Норма углеводов должна быть уменьшена при сахарном диабете, аллергиях, в усвоительных процессах, а также для людей, не занимающихся физическим трудом и пожилого возраста.

В последние годы пришли к выводу, что необходимо снижать потребление рафинированных углеводов, они легко доступны ферментам пищеварительного тракта и являются источником так называемых пустых калорий.

Для уменьшения доли рафинированных и увеличения нерафинированных продуктов обеспечивают необходимое количество балластных веществ. Требуется уменьшение потребления сахара, многих кондитерских изделий, хлеба из муки высшего сорта, манной крупы, макарон и увеличение хлеба из ржаной муки, из целого зерна, овсяной крупы, овощей или фруктов. Для подслащивания пищи рекомендуется потребление варенья, ягод, протёртых с сахаром. Использование для кондитерских изделий фруктово-ягодных начинок, то есть продуктов с повышенным содержанием крахмала, пектиновых веществ, а не сахарозы, глюкозы и фруктозы.

Людям пожилого возраста и ведущим малоподвижный образ жизни необходимо, чтобы потребление сахарозы составляло не более 15% от суточного потребления углеводов.