Полезные факты о роли углеводов в организме человека. Роль углеводов в организме

Значение пищевых веществ в обеспечении жизнедеятельности организма

Роль белков в питании человека

Белки- главная составная часть всех органов и тканей организма, с ними тесно связаны все жизненные процессы: обмен веществ, сократимость, раздражимость, способность к росту, размножению и мышлению. Основное назначение белков пищи участие в построении новых клеток и тканей, обеспечение роста и развития молодых растущих организмов и регенерация изношенных, отживших клеток в зрелом возрасте.

Из белков пищи постоянно синтезируются белки организма, ферменты, гормоны, антитела. Белки участвуют в транспорте кровью кислорода, липидов, углеводов, некоторых витаминов, гормонов. Организм человека не имеет резервов белка. Белок поступает с пищей и относится к незаменимым компонентам рациона.

Критерием биологической оценки белков является их аминокислотный скор, который выражается в процентном отношении количества незаменимой аминокислоты в белке продукта к количеству этой же аминокислоты в стандартном белке с идеальной аминокислотной шкалой:

Лимитирующей биологическую ценность аминокислотой является та, скор которой имеет наименьшее значение. По этому показателю белки пищи животного происхождения имеют высокую биологическую ценность. Растительные белки лимитированы по ряду незаменимых аминокислот и прежде всего по треонину, изолейцину и лизину. Идеальным белком считают такой белок, в одном грамме которого содержится 40 мг. Изолейцина, 70мг. Лейцина, 55 мг. Лизина, 35 мг. Серосодержащих соединений (в сумме), 60 мг. Ароматических соединений, 10мг. Триптофана, 40мг. Треанина, 50 мг. Валина.

Биологическая ценность белков определяется также доступностью отдельных аминокислот, которая может снижаться в присутствии ингибиторов протеолитических ферментов (например, в бобовых), а также в процессе кулинарной обработки. Доступность белков определяется их усвояемостью пищеварительной системы.

Для удовлетворения потребности в аминокислотах целесообразно использовать комбинации пищевых продуктах по принципу взаимного дополнения лимитирующих аминокислот, например зерновых и молочных продуктов. Суточная потребность белка составляет 80-120 гр., причем 55% должны представлять белки животного происхождения. Это количество белка обеспечивает 12% энергетической потребности организма.

Роль жиров в питании человека

Наряду с высокой энергетической ценностью жиры выполняют важную роль в биосинтезе липидных структур, прежде всего мембран клеток. Жиры пищевых продуктов представлены триглицеридами и липоидными веществами. Жиры животного происхождения состоят из насыщенных жирных кислот с высокой температурой плавления. Растительные жиры содержат значительное количество полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК).

Животные жиры содержат свиное сало (90-92% жира), сливочное масло (72-82%), свинина (до 49%), колбасы (20-40% для разных сортов), сметана (20-30%), сыры (15-30%). Источниками растительных жиров являются растительные масла (99,9% жира), орехи (53-65%), овсяная крупа (6,1%), гречневая крупа (3,3%).

Природные жирные кислоты делятся на насыщенные, мононенасыщенные (с одной двойной связью) и полиненасыщенные (с двумя двойными связями и более). Насыщенные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая и др.) используются организмом в основном в качестве энергетических веществ. ПНЖК входят в состав клеточных мембран и др. структурных элементов тканей, участвуют в синтезе простогландинов, способствуют удалению холестерина из организма. Количество ПНЖК в пересчете на линолевую кислоту должно обеспечивать около 4% общей энергетической ценности рациона. Оптимально соотношение 10% ПНЖК, 30% насыщенных и 60% мононенасыщенных жирных кислот.

В рационе должны быть представлены жиры как животного так и растительного происхождения. Жиры должны обеспечивать в среднем 30% энергетической ценности рациона. В физиологически полноценном рационе растительные жиры составляют 30% общего количества жиров.

Роль углеводов в питании человека.

Углеводы являются основной частью рациона человека. Около 60% углеводов поступает с зерновыми продуктами, от 14 до 26%- с сахаром и кондитерскими изделиями, до 10%- с клубнями и корнеплодами, 5-7%-с овощами и фруктами.

Углеводы делятся на усвояемые и неусвояемые. К усвояемым углеводам относятся глюкоза, фруктоза, сахароза, лактоза, мальтоза и альфа-глюконовые полисахариды-крахмал, декстрины, гликоген. Неусвояемые углеводы (целлюлоза, гемицеллюлоза,пектиновые вещества, лигнин и др,) не расщепляются ферментами желудочно-кишечного тракта, но подвергаются расщеп­лению под действием микрофлоры кишечника.

Моносахариды в питании человека представлены глюкозой, галактозой, маннозой, ксилозой и фруктозой, олигосахариды - лактозой и сахарозой.

Полисахариды представлены растительным крахмалом, гликогеном и клет­чаткой растительных продуктов. Содержание растительного крахмала дости­гает в хлебопродуктах 40-73%, в бобовых 40-45%, в картофеле 15%. Усвояе­мый полисахарид животного происхождения - гликоген содержится главным образом в печени (2-10%). В мышечной ткани содержание гликогена не пре­вышает 1%.

Клетчатка растительных продуктов состоит из пищевых волокон и других недоступных углеводов. Пищевые волокна представляют собой смесь различ­ных полисахаридов и лигнина, но могут также иметь в своем составе белки, жиры и микроэлементы. В значительных количествах пищевые волокна при­сутствуют в неочищенных злаках, хлебе, овощах. В зависимости от количества клетчатки все продукты - носители углеводов делят на содержащие «защи­щенные углеводы» (клетчатка в количестве более 0,4%) и рафинированные (клетчатки менее 0,4%)

Пищевые волокна влияют на интенсивность абсорбции и метаболизма жи­ров, углеводов и белков, а также способны менять обмен стеринов и баланс минеральных веществ.

В целом клетчатка способствует продвижению пищи в кишечнике. Под вли­янием клетчатки снижается абсорбция кальция, магния, цинка, меди, железа, редуцируется всасывание глюкозы, усиливаются абсорбция холестерина и эк­скреция стероидов. Пищевые волокна, в частности пектиновые вещества, спо­собны адсорбировать вредные вещества и выводить их из организма.

Основным источником пищевых волокон являются зерновые продукты, фрукты, орехи и овощи. В суточном рационе должно содержаться около 25 г клетчатки. При традиционном питании большая часть клетчатки поступаете хлебом и крупой (10 г), картофелем (7 г), овощами (6 г), фруктами (2 г).

Углеводы рациона взрослого человека должны обеспечивать 55% энергети­ческой потребности организма. Оптимальный состав углеводов: крахмал 75%, сахара - 20%, пектиновые вещества - 3%, клетчатка -- 2%.

Значение витаминов в питании человека

Витамины жизненно необходимы, не синтезируются (или синтезируются в недостаточном количестве) в организме и выполняют функции катализаторов обменных процессов. Витамины поступают в организм с пищей и относятся к незаменимым факторам питания (табл. 8.1).

Ретинол (витамин А) регулирует функцию нормального зрения, роста, дифференциации клеток, поддерживает воспроизводство и целостность иммун­ной системы.

Основными источниками ретинола являются продукты животного проис­хождения. Содержание витамина А в печени животных и морских рыб может достигать 15000 мг/100 г. Много ретинола в молоке и молочных продуктах,

Таблица 8.1. Классификация витаминов

Группы витаминов	Витамины
Жирорастворимые	Ретинол (витамин А)
	Кальциферолы (витамин 0)
	Токоферолы (витамин Е)
	Филлохиноны (витамин К)
Водорастворимые	Аскорбиновая кислота (витамин С)
	Тиофлавоноиды (витамин Р)
	Тиамин (витамин В,)
	Рибофлавин (витамин В,)
	Пиридоксин (витамин В,)
	Ниацин (витамин РР, витамин Вз, никотиновая кислота)
	Цианокобаламин (витамин В,;)
	Фолацин (фолиевая кислота, витамин вд)
	Пантотеновая кислота (витамин В5)
	Биотип (витамин И)
Витаминоподобные вещества	Холин (витамин В4)
	Миоинозит (инозит, мезоинозит, витамин В»)
	8-метилметионин (витамин Ц)
	Липоевая кислота (тиоктовая кислота)
	Оротовая кислота (витамин В,.,)
	Пангамовая кислота (витамин В,;)

яйцах, мясе птицы. Мясо животных и рыба бедны ретинолом (0-30 мг%). При адекватных запасах ретинола в печени (более 20 мкг/г) значительная часть адсорбированного витамина переносится в звездчатые клетки печени. У рацио­нально питающегося человека запасы витамина А в печени составляют более 90% всех запасов организма.

Провитамин А в продуктах представлен пигментами, каротиноидами, пре­вращающимися в организме в витамин А. Каротиноиды находятся в зеленых частях растений. В группу каротиноидов входят а-, р-, у-каротины и криптоксантин. Наиболее распространенным и активным каротиноидом является Р-каротин. В отличие от ретинола каротиноиды накапливаются преимуществен­но в жировой ткани. Содержание провитамина А в моркови достигает 2-7 мг%, в лиственных овощах - 2-3 мг%, в томатах - 0,7-1 мг%. Оранжевый цвет овощей и фруктов не обязательно свидетельствует о высоком содержании Р-каротина. Биологически активна только 1/6 р-каротина, содержащегося в пищевых продуктах. Физиологическая потребность в витамине А выражается ретиноловым эквивалентом и составляет от 450 до 1000 мкг/сут для детей раз­ных возрастных групп и 800-1000 мкг/сут для взрослых.

Кальциферол (витамин О) необходим для регуляции всасывания кальция. Основными представителями витаминов группы являются эргокальциферол (витамин О,) и холе кальциферол (витамин 1)^). Потребность взрослых в кальцифероле точно не установлена, у детей она составляет 100-400 МЕ/сут.

Обеспеченность организма витамином О определяют по содержанию в сыво­ротке крови кальция (в норме 0,1 г/л), фосфора (в норме 0,05% г/л), кальци­ферола (в норме 60-200 МЕ/100 мл) и повышенной активности щелочной фосфатазы.

Значительное количество кальциферола содержат рыбий жир, икра, крас­ная рыба и куриные яйца, его небольшие количества присутствуют в сливках и сметане.

Токоферол (витамин Е) является одним из основных алиментарных антиоксидантов, предотвращающих усиление перекисного окисления липидов. То­коферол необходим для нормального развития и функции мужской и женской половой системы, влияет на репродуктивные органы как непосредственно, так и через гипоталамо-гипофизарный комплекс. Физиологическая потреб­ность в токофероле составляет от 3 до 15 мг/сут для ребенка и 10 мг/сут для взрослых. С пищей человек получает от 20 до 30 мг токоферола, но в кишеч­нике всасывается не более 50% витамина.

Критерием обеспеченности организма витамином Е является содержание его в сыворотке крови (в норме 0,006-0,008 г/л) и креатина в моче. Косвен­ным показателем может служить устойчивость эритроцитов к гемолизу.

Филлохиноны (витамин К) необходимы для синтеза в печени функциональ­но активных форм протромбина, а также других белков, участвующих в регу­ляции процессов свертывания крови. Витамин К входит в состав биологичес­ких мембран. Физиологическая потребность в витамине К составляет 0,2-0,3 мг/сут. Основными источниками филлохинонов являются овощи (капуста, томаты, тыква) и печень. Причинами дефицита витамина К чаще всего стано­вятся нарушения его всасывания в желудочно-кишечном тракте, обусловлен­ные хроническими поражениями кишечника (колиты, энтероколиты) и гепатобилиарной системы (гепатит, цирроз, желчно-каменная болезнь, дискинезия желчных путей). До 50% потребности в витамине К может обеспечить эндо­генный синтез бактериальной флорой кишечника. Нормальная свертываемость крови сохраняется при потреблении 0,4 мкг витамина К на 1 кг массы тела в день. Основным критерием обеспеченности организма витамином К является поддержание концентрации протромбина в плазме на уровне 80-120 мкг/мл,

Тиамин (витамин В,) непосредственно участвует в обмене углеводов. При его недостаточности нарушается процесс окисления пировиноградной кисло­ты и развивается полиневрит, исторически известный как болезнь бери-бери, Дефицит витамина В, может развиться при питании рафинированными угле­водами, у больных хроническим алкоголизмом из-за повышенной потребнос­ти в этом витамине и при потреблении продуктов, содержащих антивитамин­ный фактор тиаминазу (рыба).

Источниками тиамина являются хлебопродукты из муки грубого помола, большинство круп, бобовые, печень и другие субпродукты, пивные дрожжи. Суточная потребность определяется во взаимосвязи с энергетической ценнос­тью рациона: на 1000 ккал должно приходиться 0,6 мг витаминаВ,. Критери­ем обеспеченности организма тиамином является содержание витамина б|и пировиноградной кислоты в моче.

Рибофлавин (витамин В^) входит в состав ряда окислительно-восстанови­тельных ферментов и участвует в регуляции белкового, жирового и углеводно­го обмена. Основными причинами недостаточности рибофлавина являются хронические заболевания желудочно-кишечного тракта и недостаток в рацио­не молока и молочных продуктов. Суточная потребность в витамине В сос­тавляет 0,8 мг на 1000 ккал энергетической ценности. Основными источника­ми рибофлавина, помимо молока и молочных продуктов, считают мясо, яйца, рыбу, печень, хлеб, гречневую и овсяную крупы. Критерием обеспеченности организма рибофлавином является его количество в суточной моче (норма 300-1000 мкг), эритроцитах (норма 200 мкг/л), сыворотке крови (норма 25- 30 мкг/л), лейкоцитах (норма 2000-2500 мкг/л).

Ниацин (витамин РР) играет роль переносчика электронов в окислительно-восстановительных реакциях в организме. При недостатке ниацина развивает­ся пеллагра с упорной диареей, дерматитом кожи лица и открытых частей тела, а в тяжелых случаях с деменцией («три Д»). Нарушаются секреция желу­дочного сока, чувствительность кожных рефлексов, появляются атаксия, ади­намия, раздражительность и психозы. Пеллагра может возникнуть при одно­стороннем питании кукурузой, в которой ниацин содержится в связанной форме, либо при недостатке триптофана как важного источника этого вита­мина: из 60 мг триптофана образуется 1 мг ниацина. Суточная потребность в витамине РР составляет 6,6 ниацинового эквивалента на 1000 ккал энергети­ческой ценности. Основные источники ниацина - дрожжи, крупы, хлеб гру­бого помола, бобовые, субпродукты, мясо, рыба, сушеные грибы.

Пиридоксин (витамин В^) в качестве коферментов участвует в функциони­ровании ферментных систем углеводного и липидного обмена.

Пиридоксин присутствует во многих пищевых продуктах. Источниками ви­тамина В считают печень, дрожжи, цельные зерна злаковых культур, фрукты, овощи и бобовые. Суточная потребность в витамине В^ прямо зависит от по­требления белка. Взрослому человеку требуется 2 мг/сут витамина В^. Потреб­ность в пиридоксине увеличивается во время беременности и лактации, при воздействии ионизирующего излучения, приеме некоторых лекарств и при сердечной недостаточности. Суточная норма пиридоксина для детей состав­ляет 0,4-2 мг.

Критерием обеспеченности организма витамином Выявляется содержание 4-пиридоксиловой кислоты в суточной моче (норма 3-5 мг), содержание пи­ридоксина в цельной крови (норма 100 мкг/л) и сыворотке (норма 70 мкг/л).

Цианокобаламин (витамин В,) участвует в построении ряда ферментных си­стем, являясь промежуточным переносчиком метильной группы, влияет на процессы кроветворения.

Источниками цианокобаламина являются говядина, субпродукты (печень, сердце), мясо кур, яйца. Алиментарная недостаточность цианокобаламина воз­можна у вегетарианцев, беременных, при хроническом алкоголизме, наруше­нии синтеза внутреннего фактора Кастла, наследственном дефекте синтеза белков, участвующих в транспорте витамина В.

Суточная потребность в витамине В у взрослых составляет 3 мкг, у бере­менных - 4 мкг. Критерием обеспеченности организма витамином Выявля­ется уровень его ренальной экскреции, который в норме должен быть не ниже 0,02 мкг/сут, и содержание в сыворотке крови (в норме 200-1000"н г/мл).

Аскорбиновая кислота (витамин С) участвует во многих биохимических про­цессах, способствует регенерации и заживлению ран, поддерживает устойчи­вость к стрессам и обеспечивает иммунобиологическую резистентность по отношению к вредным биологическим агентам внешней среды. Особую роль аскорбиновая кислота играет в обеспечении нормальной проницаемости со­судистой стенки. Участие в поддержании гомеостаза способствует сохранению работоспособности, предупреждению утомления и раздражительности.

Аскорбиновая кислота не синтезируется и не депонируется в организме, поэтому потребность в витамине С обеспечивает только ее поступление с пи­щей. Естественными источниками аскорбиновой кислоты являются овощи и фрукты, в первую очередь плоды шиповника, черная смородина, облепиха, сладкий перец, укроп, петрушка, цитрусовые, рябина и др. В картофеле не­много аскорбиновой кислоты, но его можно считать основным источником витамина С, благодаря традиционно высокому потреблению картофеля жите­лями РФ.

Суточную потребность в аскорбиновой кислоте определяют в соответствии с потребностью в энергии. На 1000 ккал энергетической ценности суточного рациона должно приходиться 25 мг витамина С.

Критериями обеспеченности организма аскорбиновой кислотой являются ее экскреция с мочой (в норме 20-30 мг/сут), содержание в плазме крови (в норме 0,007-0,012 г/л), в лейкоцитах (в норме 0,2-0,3 г/л), тесты на про­ницаемость сосудов.

Значение минеральных веществ в питании человека

Минеральные вещества в адекватном количестве обеспечивают поддержание гомеостаза, участвуют в обеспечении жизнедеятельности, а их дефицит при­водит к специфическим нарушениям или заболеваниям. Минеральные веще­ства содержатся в костной ткани в виде кристаллов, а в мягких тканях в виде истинного или коллоидного раствора в соединении с белками.

Натрий содержится во всех органах, тканях и биологических жидкостях. Основное поступление натрия в организм обеспечивается поваренной солью, суточная потребность в натрии составляет около 4 г, что соответствует 10 г поваренной соли.

В организме натрий присутствует преимущественно во внеклеточных жид­костях - лимфе и сыворотке крови. Натрий играет важную роль в процесса внутриклеточного и межтканевого обмена, участвуя в формировании буфер­ной системы крови, обеспечивает поддержание кислотно-щелочного равнове­сия. Соли натрия участвуют в поддержании осмотического давления цито­плазмы и биологических жидкостей. Основным регулятором содержания натрия в крови и тканевой жидкости являются почки.

При избыточном потреблении поваренной соли из-за перегрузки регуляторных механизмов стойко повышается артериальное давление и формирует­ся гипертоническая болезнь. Ограничение потребления поваренной соли ос­тается одним из главных профилактических мероприятий предупреждения ар­териальной гипертензии и в дальнейшем инфаркта миокарда.

Калий вместе с натрием участвует в формировании буферных систем, пре­дотвращающих сдвиги реакции среды. Соединения калия влияют на коллоид­ное состояние тканей, уменьшая гидратацию тканевых белков и способствуя выведению жидкости. В этом случае калий выступает как антагонист натрия, что используется в терапии заболеваний почек. В норме отношение натрия и калия при рациональном питании должно составлять 2:1. Смешанный рацион полностью удовлетворяет потребность в калии.

Источниками калия являются преимущественно растительные продукты, вследствие чего возможны сезонные колебания поступления вещества: весной около 3 г/сут, осенью - 5-6 г/сут.

Кальций необходим не только для правильного формирования костной тка­ни. Около 1% кальция организма входит в состав всех органов, тканей и био­логических жидкостей. Кальций необходим для поддержания нервно-мышеч­ной возбудимости, влияет на процессы свертывания крови, проницаемость клеточных оболочек. Потребность в кальции выше у детей, а также у беремен­ных и кормящих.

Кальций присутствует в разных продуктах, но его усвояемые формы содер­жатся преимущественно в молоке и молочных продуктах. При потреблении около 500 мл молока человек получает около 1000 мг кальция.

Диетические продукты, приготовленные с добавлением костной муки, рыбновитаминных концентратов, порошка яичной скорлупы и шрота пантов, содержат кальций с биодоступностью около 88%.

Алиментарный кальций в повышенных дозах, по-видимому, играет важную роль в защите организма от действия ионизирующего излучения, поддержке баланса субстратов антиоксидантной системы (токоферола и селена), повы­шает резистентность к чужеродным химическим веществам.

Усвоение кальция из других продуктов и питьевой воды незначительно.

По поводу нарушений при недостаточном потреблении кальция нет едино­го мнения. Недостаток кальция всегда приводит к остеопорозу, а его лече­ние солями кальция не всегда эффективно. Большинство болезней, рассмат­риваемых как следствие недостатка кальция (остеопороз, рахит, остеомаля­ция, кариес), могут возникать на фоне дефицита других пищевых веществ (белки, фтор, кальциферол, другие витамины и их метаболиты). Нарушения обмена кальция при этих заболеваниях следует считать вторичными.

Фосфор в обменных процессах тесно связан с обменом кальция. Всасыва­ние из кишечника кальция и фосфора и окостенение идут параллельно, а в сыворотке крови они антагонисты. Соединения фосфора играют особенно важную роль в деятельности головного мозга, скелетных и сердечной мышц, потовых желез. Наиболее интенсивно обмен фосфора осуществляется в мыш­цах. Фосфорная кислота участвует в построении многих ферментов. Неорга­нический фосфор совместно с кальцием составляет твердую основу костной ткани и является обязательным компонентом реакций превращения углеводов.

Наиболее богаты фосфором молоко и молочные продукты, яйца, мясо теп­локровных животных и рыба. В продуктах, содержащих фитиновые соедине­ния (бобовые, хлебобулочные и крупяные изделия), фосфор находится в ма­лоусвояемой форме. Для эффективного усвоения фосфора из пищевых про­дуктов необходимо соотношение фосфора и кальция, равное 1:1,5.

Магний оказывает антиспастическое и сосудорасширяющее действие, сти­мулирует перистальтику кишечника и повышает желчеотделение. Имеются дан­ные о снижении концентрации холестерина под влиянием этого элемента. Ионы магния участвуют в регуляции углеводного и фосфорного обмена.

Рациональное питание

Рациональным называют физиологически полноценное питание здоровых людей с учетом их пола, возраста, характера трудовой деятельности, особен­ностей действия климата и других факторов. Рациональное питание должно обеспечивать постоянство внутренней среды организма (гомеостаз) и поддер­живать жизнедеятельность (рост, развитие, функции органов и систем) на высоком уровне.

Общие требования к пищевому рациону сформулированы в следующих ос­новных постулатах.

1. Суточный рацион питания должен соответствовать по энергетической цен­ности энерготратам организма. Потребность в энергии зависит от возраста и связанной с ним величины основного обмена (ВОО), пола, соотношения ро­ста и массы тела, профессиональной и непрофессиональной деятельности че­ловека, качества и условий жизни, климата. Потребность в энергии определя­ется также физиологическим состоянием (беременность, кормление грудью).

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-11-19

Для нашего организма очевидна (об этом я говорила ранее). А углеводы? Поговорим о них, о значении и функциях углеводов для организма, какие продукты являются основными источниками углеводов и нужно ли соблюдать норму потребления углеводов.

Ведь часто именно углеводы обвиняют в избыточном весе, а порой мы слышим, что углеводы — это источник энергии. Думаю, есть повод в этом разобраться.

Функции углеводов в организме

Основных функций углеводов не так много — всего три, но они очень важны для человека, судите сами:

1. основная функция углеводов — источник энергии, которая просто необходима для нормальной работы всех органов нашего организма, скелетным мышцам при нагрузке требуется сахар, энергия необходима для роста и деления клеток. Для переваривания углеродной пищи не требуется много времени, соответственно не появляется после приема пищи сонливость, вялость, а, наоборот высвобождается энергия. Кстати, при физической нагрузке в первую очередь организм использует именно углеводы, а уже при их недостатке, подключаются жиры. И именно во время углеродного расхода, организм менее страдает от физической нагрузки, т. е. не так устает и более экономно использует свою жизненную энергию.
2. важнейшая функция углеводов — помощь нашей центральной нервной системе, которая страдает от недостатка углеводов. Наш мозг достаточно активно поглощает сахар. Ведь не зря перед экзаменами рекомендуют есть шоколад.
3. еще одна функция углеводов, это их участие в обмене белков и жиров.

Как видим, углеводы оказывают большое значение для организма человека. Теперь разберём основные виды и группы углеводов.

Виды углеводов

• Моносахариды — это глюкоза, фруктоза, галактоза;
• Дисахариды – это лактоза, сахароза, мальтоза;
• Полисахариды – это крахмал, гликоген, клетчатка.

Группы углеводов

• Простые (легкоусвояемые)- это моносахариды и дисахариды, а если проще, то это сахар, мед, варенье, кондитерские изделия, сдоба.
• Сложные (комплексные) – это полисахариды, а если проще, то это натуральные углеводы, которые содержатся в зерновых продуктах, корнеплодах, свежих овощах и фруктах, в горохе, бобах.

Основные источники углеводов

• растительные продукты;
• мучные изделия;
• сладости;
• молоко и некоторые молочные продукты

Крахмал и сахар – это «горючее» для мускульной работы и источник физической активности, то есть основной источник пищевой энергии.

Но их избыток, не используемый в качестве энергии, преобразуется организмом в жиры и запасается в наименее подвижных частях тела, что надо учитывать людям склонным к полноте, людям, у которых физическая нагрузка минимальна. Следует избегать злоупотребления сладостями, мучными изделиями и другими концентратами легкоусвояемых углеводов.

Еще одним плюсом продуктов, относящихся к группе сложных углеводов, является то, что в них содержится клетчатка. В пищеварительном тракте человека нет фермента, способного расщеплять клетчатку, она не переваривается и не усваивается, потому не имеет прямого питательного значения. Однако она играет важную роль в процессе пищеварения, способствуя передвижению пищи по пищеварительному тракту и его нормальному опорожнению. При отсутствии или недостатке ее в пищевом рационе развивается атония кишечника и как следствие – запоры.

Благодаря клетчатке даже сладкие фрукты не повышают резко сахар в крови, как, например, из тех же фруктов, приготовленные соки, так как в соке клетчатки уже нет. Именно поэтому больным сахарным диабетом разрешается, в умеренных, конечно, дозах употреблять свежие фрукты и овощи.

Так же в продуктах из группы сложных углеводов содержится пектин, благодаря которому выводится лишний холестерин из организма, улучшает перистальтику кишечника, и вообще пектин называют натуральным «чистильщиком организма».

Вот что пишет известный физиолог Шелтон:

«Фрукты представляют собой больше, чем просто удовольствие для глаз, носа и языка – они содержат смеси чистых, питательных, настоящих пищевых элементов. Вместе с орехами, зелеными овощами фрукты представляют собой идеальную пищу для человека».

Норма потребления углеводов в сутки

Хотя роль углеводов в организме человека очень важна, их потребление необходимо нормировать. Суточная норма потребления углеводов должна быть в 4 — 5 раз больше нормы белков и жиров. Нормальным употреблением считается 300 гр. в день. Можно увеличить до 500 гр. только при интенсивных физических и умственных нагрузках. При этом легкоусвояемых углеводов должно быть не более 20% от общего объёма.

Потребление углеводов сверх норм является одним из факторов, способствующих ожирению. Излишняя перегрузка желудочно-кишечного тракта углеводистой пищей, вызывает ощущение тяжести, затрудняет пропитывание пищи желудочным соком и ферментами, ухудшает усвояемость. Однако нельзя и допускать значительного снижения установленных норм углеводов во избежание гипогликемии, сопровождающейся общей слабостью, сонливостью, расстройством памяти, головной болью.

P.S. К сожалению, наши производители добавляют сахар практически во все продукты. Так как для увеличения срока хранения добавляются консерванты, которые не добавляют вкуса продуктам, для улучшения вкуса добавляется сахар. То же происходит и с обезжиренными продуктами.

Я не призываю вас отказываться от продуктов фабричного изготовления, просто помните об этом, когда думаете, что вы мало употребляете легкоусвояемых углеводов, так не пьете сладкий чай, кофе и т. п.

Я рассказала вам о функциях углеводов для организма, какова роль углеводов в организме, какие продукты являются основными источниками углеводов и нужно ли соблюдать норму потребления углеводов.

Дополнительно посмотрите видео.

Думаю, это полезно знать!

Елена Касатова. До встречи у камина.

Углеводы составляют основную часть пищевого рациона и обеспечивают 50-60% его энергоценности. При окислении 1 г усвояемых углеводов в организме выделяется 4 ккал.

Углеводов выполняют следующие физиологические функции:

энергетическая - при всех видах физического труда отмечается повышенная потребность в углеводах. Углеводы - основной источник энергии для центральной нервной системы.

пластическая - они входят в состав структур многих клеток и тканей, участвуют в синтезе нуклеиновых кислот. Глюкоза постоянно содержится в крови, гликоген - в печени и мышцах, галактоза входит в состав липидов мозга, лактоза - в состав женского молока и т.д. Углеводы в комплексе с белками и липидами образуют некоторые ферменты, гормоны, слизистые секреты желез, иммуноглобулины и другие биологически важные соединения.

Особое значение имеют клетчатка, пектины, гемицеллюлоза , которые почти не перевариваются в кишечнике и являются незначительными источниками энергии. Вместе с тем они являются основной составной частью пищевых волокон и крайне необходимы организму для нормальной работы пищеварительного тракта.

В организме углеводы могут образовываться из белков и жиров. Депонируются они ограниченно и запасы их у человека невелики. Содержатся углеводы, главным образом, в растительных продуктах.

В пищевых продуктах углеводы представлены в виде простых и сложных углеводов.

К простым углеводам относятся моносахариды (гексозы - глюкоза, фруктоза, галактоза; пентозы – ксилоза, рибоза, арабиноза), дисахариды (лактоза, сахароза, мальтоза), к сложным - полисахариды (крахмал, гликоген, клетчатка, пектины).

Простые углеводы обладают хорошей растворимостью, легко усваиваются и используются для образования гликогена.

Усвояемые углеводы являются основными поставщиками энергии для организма. Они имеют выраженный сладкий вкус. Относительная сладость их различна. В связи с тенденцией снижения калорийности пищи для регуляции массы тела, а также для больных сахарным диабетом в настоящее время используются пищевые добавки подсластители. В таблице 4 представлена сладость углеводов и заменителей сахара (за 100% принимается сахароза).

Таблица 4

Относительная сладость углеводов и заменителей сахара

Примечание. За исключением полисахаридов и сахароспирта маннита все вещества хорошо растворяются в воде.

Моносахариды

Глюкоза - является наиболее распространенным моносахаридом, образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи. Она всасывается в кровь через 5-10 мин. после поступления в желудок.

Глюкоза - главный поставщик энергии для нейронов головного мозга, мышечных клеток (в т.ч. сердечной мышцы) и эритроцитов, которые сильнее всего страдают от недостатка глюкозы. За сутки у человека головной мозг потребляет около 100 г глюкозы, поперечно-полосатые мышцы – 35 г, эритроциты – 30 г. Остальные ткани могут в условиях голодания использовать свободные жирные кислоты или кетоновые тела.

В сыворотке крови человека поддерживается постоянный уровень глюкозы (гликемия), натощак составляющий 3,3-5,5 ммоль/л, что обеспечивается постоянно протекающими процессами: гликогенолиз (расщепление гликогена с поступлением глюкозы в кровь) и глюконеогенез (синтез глюкозы из неуглеводных компонентов). Эти процессы регулируются гормонами поджелудочной железы (инсулин и глюкагон ) и коры надпочечников (глюкокортикоиды ).

Гипогликемия – пониженное содержание глюкозы в сыворотке крови.

Гипергликемия – повышенное содержание глюкозы в сыворотке крови.

Данные состояния могут развиваться как при различных метаболических заболеваниях, так и у здорового человека (реактивная гипергликемия наблюдается после приема пищи, гипогликемия – при голоде). Гипергликемия вследствие дефекта секреции или действия инсулина характерна для сахарного диабета.

Гипогликемия у здорового человека приводит к активации пищевого поведения, т.е. глюкоза участвует в регуляции аппетита, что необходимо учитывать при разработке диет, направленных на снижение веса.

В практике диетологии в конце ХХ века появилось понятие гликемический индекс (ГИ) , применяемый для определения способности углеводсодержащих продуктов и блюд повышать уровень глюкозы в крови. За точку отсчета берут ГИ глюкозы равный 100. Чем выше ГИ продуктов и блюд, тем быстрее после их употребления повышается уровень гликемии. При низких значениях ГИ продуктов и блюд глюкоза в кровь поступает медленно и равномерно. На величину ГИ влияет не только вид углеводов, но и количество пищи, содержание и соотношение в ней других компонентов – жиров, пищевых волокон. Сведения о ГИ разных продуктов приведены в таблице 5.

Таблица 5

Гликемический индекс некоторых пищевых продуктов

Таблица 6

Больше всего глюкозы содержится в меде - около 35%, много в винограде - 7,8%, в вишне, черешне, крыжовнике - арбузе, малине, черной смородине - около 4,5-5,5%, в грушах и яблоках – около 2% (табл.6).

Фруктоза из всех известных натуральных сахаров обладает наибольшей сладостью, для достижения вкусового эффекта ее требуется почти в 2 раза меньше, чем глюкозы и сахарозы. Фруктоза медленнее глюкозы усваивается в кишечнике.

Большая ее часть утилизируется тканями без инсулина, в то время как другая, меньшая, превращается в глюкозу, поэтому при сахарном диабете необходимо ограничивать поступление большого количества фруктозы. Следует отметить, что продукты с высоким содержанием фруктозы могут способствовать более быстрому набору веса, чем глюкозосодержащие. Содержание фруктозы в пищевых продуктах представлено в табл.6.

Галактоза - моносахарид животного происхождения, входит в состав лактозы. Участвует в образовании гликолипидов (цереброзидов), протеогликанов. Последние входят в состав межклеточного вещества соединительной ткани.

Пентозы в природе представлены главным образом в качестве структурных компонентов сложных некрахмальных полисахаридов (гемицеллюлоза, пектины), нуклеиновых кислот и других природных полимеров.

Дисахариды

Лактоза (молочный сахар) содержится в молочных продуктах. При гидролизе лактоза расщепляется на глюкозу и галактозу. Она нормализует состояние кишечной микрофлоры, ограничивает процессы брожения и гниения в кишечнике, улучшает всасывание кальция. Поступление лактозы способствует развитию молочнокислых бактерий, которые подавляют гнилостную микрофлору. При врожденном или приобретенном недостатке фермента лактазы в кишечнике нарушается ее гидролиз, что ведет к непереносимости молока с явлениями вздутия живота, болями и др. В таких случаях следует заменять цельное молоко на кисломолочные продукты, в которых содержание лактозы значительно меньше (в результате сквашивания ее до молочной кислоты).

Сахароза -один из самых распространенных углеводов,расщепляется в кишечнике на глюкозу и фруктозу. Основными поставщиками сахарозы служат сахар, кондитерские изделия, варенье, мороженое, сладкие напитки, а также некоторые овощи и фрукты (табл.6).

Длительное время сахар неоправданно считался вредным продуктом (сахар – «белая смерть»), повышающим риск возникновения сердечно-сосудистых, онкологических, аллергических заболеваний, сахарного диабета, ожирения, кариеса зубов, желчнокаменной болезни и др.

Согласно докладу экспертов ВОЗ «Диета, питание и профилактика хронических заболеваний» (2002), с позиций доказательной медицины пищевые сахара отнесены только к факторам риска развития кариеса зубов, но не сердечно-сосудистых и других массовых заболеваний.

Однако следует признать, что сахар как продукт питания имеет низкую пищевую ценность, т.к. содержит только сахарозу (99,8%). Сахар и богатые им продукты имеют высокие вкусовые качества и являются источниками легкоусвояемой энергии, но количество их в рационе должно определяться потребностями здорового или больного человека. Избыточное потребление сахара за счет других продуктов, являющихся источниками эссенциальных нутриетов и биологически активных веществ, снижает пищевую ценность рациона, хотя сам по себе сахар не опасен для здоровья человека.

Мальтоза (солодовый сахар) - промежуточный продукт расщепления крахмала амилазой в тонкой кишке и ферментами проросшего зерна (солода). Образующаяся мальтоза распадается до глюкозы. В свободном виде мальтоза содержится в меде, экстракте из солода (патоке мальтозной), пиве.

Полисахариды

К полисахаридам относятся крахмал, гликоген и некрахмальные полисахариды.

Крахмал составляет около 75-85% всех углеводов в питании. Больше всего крахмала содержится в крупах и макаронах (55-70%), бобовых (40-45%), хлебе (30-50%), картофеле (15%).

Крахмал состоит из двух фракций - амилозы и амилопектина, которые гидролизуются в пищеварительном тракте через ряд промежуточных продуктов (декстрины ) до мальтозы , а мальтоза расщепляется до глюкозы . Крахмалы имеют разную структуру и физико-химические свойства, изменяющиеся под влиянием воды, температуры и времени. В результате гидротермического воздействия изменяются специфические свойства и перевариваемость крахмала. Некоторые его фракции устойчивы к амилазному гидролизу и расщепляются только в толстом кишечнике (устойчивый крахмал). Например, крахмал морщинистого гороха сохраняется даже после разваривания, почти 40 % крахмала сырого картофеля, в отличие от вареного, не подвергается гидролизу в тонкой кишке.

При диетотерапии заболеваний, требующих щажения желудочно-кишечного тракта, принимают во внимание, что легче и быстрее переваривается крахмал из риса и манной крупы, чем из пшена, гречневой, перловой и ячневой круп, а из вареного картофеля и хлеба – легче по сравнению с горохом и фасолью. Крахмал в натуральном виде (кисели) усваивается очень быстро. Затрудняет усвоение крахмала пища из поджаренных круп.

Продукты, богатых крахмалом, предпочтительнее в качестве источника углеводов, чем сахар, т.к. с ними поступают витамины группы В, минеральные вещества, пищевые волокна.

Гликоген - углевод животных тканей. В организме гликоген используется для питания работающих мышц, органов и систем в качестве энергетического материала. Всего в организме содержится около 500 г гликогена. Больше его в печени - до 10%, в мышечной ткани - 0,3-1%. Эти запасы способны обеспечить организм глюкозой и энергией только в первые 1-2 дня голодания. Обеднение печени гликогеном способствует ее жировой инфильтрации .

Пищевыми источниками гликогена служат печень и мясо животных, птиц, рыба, обеспечивающие потребление 8-12 г гликогена в сутки.

Пищевые волокна – комплекс углеводов: клетчатка (целлюлоза), гемицеллюлоза, пектины, камеди (гумми), слизи, а также не являющийся углеводом лигнин.

Источником пищевых волокон служат растительные продукты. Стенки растительных клеток состоят в основном из волокнистого полисахарида целлюлозы, межклеточное вещество из гемицеллюлозы, пектина и его производных. Различают растворимые в воде пищевые волокна (пектины, камеди, слизь) и нерастворимые (целлюлоза, лигнин, часть гемицеллюлозы).

Пищевых волокон много в отрубях, в черном хлебе, крупах с оболочками, бобовых, орехах. Меньше их содержится в большинстве овощей, фруктов и ягод, и особенно в хлебе из муки тонкого помола, макаронах, в очищенных от оболочек крупах (рис, манная крупа). Очищенные от кожуры фрукты содержат меньше волокон, чем неочищенные.

Клетчатка поступает в организм человека с растительными продуктами. В процессе пищеварения она механически раздражает стенки кишечника, возбуждает перистальтику (двигательную функцию кишечника) и тем самым способствует продвижению пищи по желудочно-кишечному тракту. В кишечнике человека нет ферментов, расщепляющих клетчатку. Она расщепляется ферментами микрофлоры толстого кишечника. В связи с этим клетчатка мало усваивается (до 30-40%) и не имеет значение как источник энергии. Клетчатки много в бобовых, овсяной, гречневой и ячневой крупах, хлебе из муки грубого помола, большинстве ягод и овощей (0,9-1,5%).

Чем нежнее клетчатка, тем легче она расщепляется. Нежная клетчатка содержится в картофеле, кабачках, тыкве, многих фруктах и ягодах. Варка и измельчение уменьшает действие клетчатки.

Клетчатка не только создает благоприятные условия для продвижения пищи, она нормализует кишечную микрофлору, способствует выделению из организма холестерина, снижает аппетит, создает чувство насыщения.

При дефиците клетчатки снижается продвижение пищи по кишечнику, каловые массы накапливаются в толстой кишке, что приводит к запору. Он характеризуется накоплением и всасыванием различных токсичных аминов, в том числе обладающих канцерогенной активностью.

Недостаток клетчатки в питании является одним из многих факторов риска развития синдрома раздраженной толстой кишки, рака толстой кишки, желчнокаменной болезни, метаболического синдрома, сахарного диабета, атеросклероза, варикозного расширения и тромбоза вен нижних конечностей и др.

В настоящее время в пищевых рационах жителей экономически развитых стран преобладают продукты, в значительной мере лишенные пищевых волокон. Эти продукты называются рафинированными . К ним относятся: сахар, изделия из белой муки, манная крупа, рис, макароны, кондитерские изделия и т.д. Рафинированные продукты ослабляют двигательную деятельность кишечника, ухудшают биосинтез витаминов и т.д. Следует ограничивать рафинированные углеводы в питании лиц пожилого возраста, умственного труда и людей, ведущих малоподвижный образ жизни.

Однако избыточное потребление клетчатки также оказывает неблагоприятное влияние на организм - ведет к брожению в толстом кишечнике, усиленному газообразованию с явлениями метеоризма (вздутие живота), ухудшению усвоения белков, жиров, витаминов и минеральных солей (кальция, магния, цинка, железа и др.) и ряда водорастворимых витаминов. У людей, страдающих гастритом, язвенной болезнью и другими заболеваниями желудочно-кишечного тракта, грубая клетчатка может вызвать обострение болезни.

Пектины представляют собой сложный комплекс коллоидных полисахаридов. Пектиновые вещества включают пектин и протопектин. Протопектины это нерастворимые в воде соединения пектинов с целлюлозой и гемицеллюлозой, содержащиеся в незрелых плодах и овощах. При созревании и тепловой обработке эти комплексы разрушаются, протопектины переходят в пектины (продукты размягчаются). Пектин относится к растворимым веществам.

Расщепление пектинов происходит под действием микроорганизмов толстого кишечника (до 95%).

Особенностью пектинов является их свойство преобразовываться в водном растворе в присутствии органических кислот и сахара в желе, что используется для приготовления мармелада, джема, пастилы и др.

Пектины в желудочно-кишечном тракте способны связывать тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий и др.), радионуклиды и выводить их из организма. Они могут впитывать в себя вредные вещества в кишечнике и снижать степень интоксикации. Пектины способствуют уничтожению гнилостной микрофлоры кишечника и заживлению слизистой оболочки. С этим связана эффективность лечения больных желудочно-кишечными заболеваниями растительными диетами, например, морковной и яблочной.

Промышленностью выпускается сухой яблочный и свекловичный порошок, содержащий 16-25% пектина. Им обогащают фруктовые соки и пюре, кисели, мармелад, плодово-овощные консервы и т.д. Его добавляют после набухания в воде в конце приготовления первых и третьих блюд – супы, борщи, кисели, желе, муссы и т.д.

Пектин в относительно больших количествах содержится в овощах (0,4-0,6%), фруктах (от 0,4% в вишне до 1% в яблоках, но особенно много в яблочной кожице - 1,5%) и в ягодах (от 0,6% в винограде до 1,1% в черной смородине).

Потребность и нормирование углеводов в питании

По нормам питания России для здоровых взрослых людей требуется около 5 г/сут усвояемых углеводов на кг массы тела. При высокой физической активности (тяжелый физический труд, активные занятия спортом) потребность в углеводах возрастает до 8 г/сут/кг.

За счет углеводов должно обеспечиваться примерно 58% суточной энергии.

В последних отечественных рекомендациях по питанию (2001) потребление усвояемых углеводов для среднего взрослого человека составляет 365 г/сут, потребность в сахаре - 65 г/сут (18% от количества усвояемых углеводов), пищевых волокон – 30 г/сут (из них 13-15 г клетчатки).

В материалах ВОЗ (2002) ориентировочная норма потребления углеводов определена в 50-75% суточной энергоценности рационов, в т.ч. за счет свободных сахаров менее 10% (табл.1). Таким образом, в современной нутрициологии наметилась тенденция увеличения потребления углеводов за счет зерновых продуктов, бобовых, картофеля и овощей. Это положение объясняется отсутствием достоверных связей между большим потреблением крахмалов и сахарозы и массовыми алиментарными заболеваниями, а также тем, что углеводные рационы способствуют снижению потребления избыточного жира и энергии.

Увеличивают количество углеводов в лечебном питании, в диетах при повышенной функции щитовидной железы (тиреотоксикоз), при туберкулезе и т.д. В некоторых диетах важно увеличение не содержания углеводов выше физиологических норм, а их доли в суточной энергоценности рационов питания (почечная недостаточность).



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

Углеводы - природные органические соединения, представляющие собой альдегидо- и кетоноспирты или продукты их конденсации. В организме они содержатся в свободном виде и в комплексах с белками и липидами. Углеводы - это легко утилизируемый источник энергии. Они играют особую роль в энергетике ЦНС - около 60% глюкозы, поступающей в кровь из депо (печень, скелетные мышцы), используется для обеспечения энергетических потребностей ЦНС.

Углеводы активно участвуют в различных реакциях обмена веществ: в синтезе аминокислот, нуклеиновых кислот, коферментов, глиопротеи-дов, мукополисахаридов и других веществ. Они тесно связаны с обменом жиров, и при избыточном поступлении с пищей возможно превращение углеводов в жиры и пополнение запасов жира. Один из основных путей

формирования избыточной массы тела связан с синтезом жиров из углеводов, в избытке поступивших с пищей.

Ряд углеводов выполняет в организме специализированные функции и участвует в пластических процессах. Например, гепарин предотвращает свертывание крови в сосудах, гиаяуроновая кислота препятствует проникновению бактерий через клеточную оболочку, гетерополисахариды определяют специфичность групп крови. Сложные углеводы - гликопротеины и протеогликаны - выполняют в клетках структурные функции в формировании мембран и внеклеточного матрикса.

С точки зрения пищевой ценности, выделяют простые и сложные углеводы:

Простые углеводы (сахара) Сложные углеводы (полисахариды)

Моносахариды: Перевариваемые:

Глюкоза крахмал

Фруктоза гликоген

Галактоза

Декстрины

Дисахариды: Пищевые волокна:

Сахароза клетчатка

Лактоза пектиновые вещества

Мальтоза целлюлоза

В суточном пищевом рационе на долю простых углеводов должно приходиться не более 20%, на долю пектиновых веществ - не менее 3%, клетчатки - не менее 2%, крахмала - около 75% от общего количества углеводов.

Пищевые волокна представляют собой большую группу нутриентов, источниками которых служат растительные волокна: зерновые, фрукты и овощи.

Пищевые волокна долго называли «балластными веществами», от которых старались освободить продукты для повышения их пищевой ценности. Однако пищевые волокна, как установлено, играют важнейшую роль в процессах пищеварения и в жизнедеятельности организма человека в целом.

В настоящее время жители развитых стран съедают не более 25 г пищевых волокон в день, из которых 10 г приходится на хлеб и другие продукты из злаков, около 7 г - на картофель, 6 г - на другие овощи и лишь 2 г ~ на фрукты и ягоды. Установлено, что дефицит пищевых волокон в пище является фактором риска таких заболеваний, как рак толстой кишки, синдром раздраженной толстой кишки, гипомоторная дискинезия толстой

кишки с синдромом запоров, дивертикулез, аппендицит, грыжа пищевого отверстия диафрагмы, желчнокаменная болезнь, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, гиперлипопротеиде-мия, варикозное расширение и тромбоз вен нижних конечностей,

В настоящее время существует несколько классификаций пищевых волокон. По строению полимеров они делятся на гомогенные (целлюлоза, пектин, лигнин, альгиновая кислота) и гетерогенные (целлюлозо-лигнины, гемицеллюлозо-целлюлозолигнины и пр.)- По виду сырья - на пищевые волокна из низших растений (водорослей и грибов) и высших растений (злаков, трав, древесины). По физико-химическим свойствам -на растворимые в воде (пектин, камеди, слизи, растворимые фракции гемицеллюлозы), их еще называют «мягкими» волокнами, и нерастворимые (целлюлоза, лигнин, части гемицеллюлоз, ксиланы), юс часто называют «грубыми» волокнами.

Из «грубых» пищевых волокон в продуктах питания чаще всего присутствует клетчатка - целлюлоза. Клетчатка не только не усваивается в организме человека, но и затрудняет переваривание и усвоение других питательных веществ, содержащихся в растительных продуктах и заключенных главным образом внутри клеток, оболочки которых построены из клетчатки. Вместе с тем клетчатка положительно влияет на пищеварение. Благодаря раздражению механорецепторов кишечной стенки, она стимулирует перистальтику кишечника и тем самым способствует профилактике хронических запоров, а также связанных с ними хронической эндогенной интоксикации и заболеваний толстой кишки (дивертикулов, дивертикулитов и злокачественных опухолей). Она оказывает также противосклероти-ческое действие, ускоряя выведение из организма избытка холестерина и улучшая переваривание жиров. Увеличивая объем пищи и замедляя пищеварение, клетчатка способствует возникновению и поддержанию чувства сытости. Клетчатка активно влияет на среду обитания бактерий в кишечнике и является для них одним из важнейших источников питания.

Пектиновые вещества по химической структуре относятся к геми-целлюлозам. Они обладают всеми свойствами, присущими клетчатке, но, кроме этого, способны активно адсорбировать различные химические соединения, в том числе токсины, тяжелые металлы, радиоактивные вещества, и ускорять их выведение из организма. Это свойство пектиновых веществ используется при лечебно-профилактическом питании. Пектины способствуют заживлению слизистой оболочки кишечника при ее повреждении. Пектиновые вещества в заметных количествах находятся в продуктах, из которых можно сварить желе. Это слива, черная смородина, яблоки и другие фрукты. В них содержится около 1% пектина. Столько же пектина присутствует в свекле.

Пищевые волокна могут иметь лечебно-профилактическое значение при функциональных заболеваниях толстой кишки, сопровождающихся

запорами, а также дивертикулезе, геморрое, грыже пищеводного отверстия диафрагмы, раке толстой кишки.

В частности, протективная роль пищевых волокон в развитии рака толстой кишки заключается в следующем:

Увеличивая объем стула, пищевые волокна снижают концентрацию канцерогенных веществ;

Ускоряя транзит по кишечнику, пищевые волокна уменьшают контакт канцерогенов со слизистой оболочкой кишки;

Снижая рН химуса, пищевые волокна подавляют образование бактериями потенциальных канцерогенов;

Повышая образование бутиратов, защищают клетки слизистой оболочки кишки от злокачественного перерождения;

Снижают расщепление защитной слизи бактериями;

Снижают активность мутагенов жареного мяса.

Считается, что пищевые волокна связывают от 8 до 50% гетероциклических аминов, которые вызывают развитие опухолей в кишечнике. Обычно эти амины образуются в результате приготовления пищи из мяса посредством высокотемпературной обработки.

Помимо воздействия на функцию толстой кишки, пищевые волокна оказывают выраженное влияние на процессы желчевыделения. Пищевые волокна способствуют снижению литогенности желчи при условии ее первоначального повышения у больных с калькулезным холециститом, гипокинезией желчного пузыря с застоем желчи. Позитивное действие пищевых волокон на состав желчи реализуется благодаря следующим механизмам:

Адсорбции холевой кислоты, торможению ее микробной трансформации в дезоксихолевую и ее реабсорбции в кишке;

Повышению суммарного содержания желчных кислот в желчи;

Повышению содержания хенодезоксихолата и снижению пула хола-тов и дезоксихолатов в желчи;

Снижению уровня холестерина в желчи;

Снижению содержания фосфолипидов в желчи;

Нормализации холатохолестеринового коэффициента и литогенного индекса желчи;

Ощелачиванию желчи, что имеет важное значение для профилактики образования камней;

Повышению кинетики желчного пузыря.

Из всех видов пищевых волокон наиболее выраженно влияют на процессы желчевыделения отруби злаков, действующим началом которых являются гемицеллюлоза и целлюлоза. Влияние пищевых волокон на обмен желчных кислот во многом обусловливает их тапохолестерииемическое действие, что проявляется снижением в сыворотке крови содержания общего ХС, ХС ЛПНП и ХС ЛПОНП, По данным разных авторов, содержание ХС ЛПВП либо незначительно увеличивается или снижается, либо практически не изменяется, что способствует снижению коэффициента атерогенности.

Положительное действие пищевых волокон на липидный обмен объясняется несколькими факторами:

Повышением связывания и выведения желчных кислот и нейтральных стеролов;

Уменьшением всасывания липидов (триглицеридов и холестерина) по ходу тонкой кишки, в частности смещение зоны всасывания в дис-тальном направлении;

Снижением синтеза фосфолипидов и холестерина в тощей кишке;

Уменьшением утлеводсвязаннойлипемии (пищевые волокна снижают содержание в сыворотке крови не только глюкозы, но и инсулина, стимулирующего синтез холестерина и ЛПНП);

Ингибированием синтеза холестерина в печени короткоцепочечны-ми жирными кислотами - продуктами превращения водорастворимых пищевых волокон;

Снижением в результате этих процессов синтеза холестерина, липо-протеидов и желчных кислот в печени;

Повышением активности липопротеидлипазы в жировой ткани; снижением активности липазы поджелудочной железы;

Влиянием на минеральный обмен (фитиновая кислота, входящая в состав ПВ, способствует снижению содержания в плазме цинка и повышению соотношения цинк/медь, что оказывает гипохолестеринемическое действие).

Гипохолестеринемическое действие пищевых волокон зависит от их источников: наиболее выраженный эффект наблюдается у пектина, особенно цитрусового, яблочного, и слизей. Целлюлоза и гемицеллюлоза злаковых отрубей слабо влияют на содержание холестерина в крови.