Многообразие углеводов: разнообразие, свойства и функции

Содержание

разнообразие, свойства и функции — Студопедия

В состав клеток входит множество органических соединений, т. е. соединений, которые отсутствуют в неживой природе — это углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты и некоторые другие вещества. Все эти соединения в своей основе имеют атомы углерода, который составляет 50% от сухой массы организмов. Атомы углерода способны вступать друг с другом в прочную ковалентную связь, образуя множество разнообразных цепных или кольцевых молекул. К углеродным скелетам могут присоединяться другие группы атомов. В состав клеток входят органические вещества – углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Они в своем большинстве являются молекулами с большой молекулярной массой, поэтому их называют макромолекулами или высокомолекулярными веществами.Высокомолекулярные органические соединения – белки, нуклеиновые кислоты, сложные углеводы (полисахариды), молекулы которых состоят из большого количества одинаковых или разных по химическому строению повторяющихся цепей, называют

биополимерами. Простые молекулы, из остатков которых состоят биополимеры, называют мономерами.

Что такое углеводы?

Химический состав углеводов соответствует формуле (СН₂О) _n , где n равняется трем и более. В зависимости от количества мономеров, входящих в состав молекул, углеводы делят на три основные группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

К менее сложным органическим соединениям, так называемым малым молекулам, относятсяпростые углеводы (их еще называют моносахаридами). Они имеют общую формулу C_nH₂_nO_n. По числу атомов углерода, входящих в их состав, моносахариды делят на триозы (3 атома), тетрозы (4), пентозы (5), гексозы (6) и так далее до декоз (10). Моносахариды могут существовать в двух формах — линейной, когда углеродная цепочка открытая, и циклической, когда она замкнута.

В природе наиболее распространенными моносахаридами являются гексозы, в частности глюкоза и фруктоза. Сладкий вкус ягод, меда зависит именно от этих соединений. Из пентоз наиболее известны рибоза и дезок- сирибоза, входящие в состав нуклеиновых кислот и аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

Олигосахариды – соединения, в которых остатки моносахаридов (от двух до десяти) соединены ковалентными связями. Среди них наиболее распространены дисахариды, образующиеся в результате соединения двух молекул моносахаридов. Например, свекловичный или тростниковый сахар (сахароза) состоит из остатков глюкозы и фруктозы, молочный (лактоза) — глюкозы и галактозы, солодовый (мальтоза) – только из глюкозы. Дисахариды имеют сладкий вкус, они хорошо растворимы в воде.

Углеводы — это вещества, которые образуются в зеленых частях растений на свету из углекислого газа и воды и дают начало другим органическим соединениям живых организмов.

К малым органическим молекулам, кроме моносахаридов, Относятся такжеаминокислоты инуклеотиды. Их биологическая роль заключается в том, что они являются структурными единицами огромных по размеру молекул белков и нуклеиновых кислот. Точно так же, как из моносахаридов построены большие по размеру молекулы полисахаридов (их молекулярная масса достигает нескольких миллионов), из аминокислот построены белки, а из нуклеотидов — нуклеиновые кислоты. Вещества, молекулы которых состоят из периодически повторяющихся звеньев, называютсяполимерами. В молекулах полисахаридов роль таких звеньев (так называемых мономеров) выполняют моносахариды, в молекулах белков — аминокислоты, а мономерами нуклеиновых кислот являются нуклеотиды.

К числу полисахаридов относят, например, крахмал, целлюлозу, гликоген, хитин и другие.

Они отличаются друг от друга как по составу, так и по длине, а также степени разветвления цепочек.

Полисахариды почти не растворяются в воде, у них отсутствует сладкий вкус, присущий моносахаридам. Исключением являются так называемые олигосахариды (их еще называют дисахаридами). Их молекулы состоят всего из двух моносахаридов, соединенных между собой ковалентными связями. Это такие углеводы, как сахароза (состоит из остатков глюкозы и фруктозы), лактоза (из остатков глюкозы и галактозы), мальтоза (только из остатков глюкозы). Они, как и моносахариды, имеют приятный сладкий вкус и хорошо растворяются в воде.

Одним из самых распространенных полисахаридов является крахмал. Мономерами его полимерной молекулы являются остатки молекул глюкозы. Он синтезируется в клетках растений и откладывается в виде запасного питательного вещества в листьях, семенах, клубнях.

Целлюлоза (ее еще называют клетчаткой) — прочный, волокнистый, нерастворимый в воде полисахарид. Из целлюлозы состоят клеточные стенки растений, она составляет основу древесины, коры растений. У грибов, животных и человека резервным полисахаридом является гликоген. Среди структурных полисахаридов известен хитин. Он входит в состав клеточных стенок грибов и некоторых зеленых водорослей, а также покровов членистоногих животных.

Функции углеводов важны и разнообразны. Одна из них, пожалуй, самая важная, заключается в обеспечении opганизма энергией. В живых клетках моносахариды расщепляются до двуокиси углерода и воды, что сопровождается высвобождением энергии, запасенной в их молекулах в виде химических связей. Эту энергию клетки используют для своих разнообразных нужд. Преимущества углеводов, по сравнению с другими веществами, способными тоже выполнять энергетическую функцию, заключаются в том, что они являются источником быстро мобилизуемой энергии.

Пластическая функция углеводов состоит в том, что они участвуют в синтезе многих важнейших для организма веществ: нуклеиновых кислот, аминокислот, липидов.

Углеводы выполняют защитную функцию, так как являются основными компонентами оболочек растительных клеток, участвуют в построении наружного скелета членистоногих.

Опорная функция углеводов состоит в том, что они (в частности целлюлоза) образуют прочный остов растений, их механические и опорные ткани.

Углеводы: разнообразие, свойства и функции

Углеводы — это соединения, в которых соотношение С, Н, О своем соответствуют формуле (СН2О) п, где n равно трем и более. Однако есть углеводы, в которых соотношение указанных элементов несколько иное, а некоторые содержат атомы

азота, фосфора или серы. В клетках животных и грибов углеводы содержатся в незначительном количестве (около 1% сухой массы, в клетках печени и мышц — до 5%), а в растительных клетках их содержание значительно больше (до 60-90%).

• Строение и свойства углеводов. Зависимости от числа мономеров, входящих в состав молекул, углеводы делятся на моносахариды, оли-госахариды и полисахариды.

Моносахариды основном имеют общую формулу Cnh3nOn. Они могут содержать от 3 до 10 атомов углерода: триозы (3 атомы углерода), тотрозы (4), пентозы (5), гексозы (6) и так далее до декозы (10). В природе распространены гексозы и пентозы. Примерами гексоз является глюкоза, фруктоза (рис. 8.1). Эти соединения оказывают сладкого вкуса плодам, меда, а глюкоза является очень важной составляющей метаболизма. К пентоз, например, относятся рибоза и дезоксирибоза, входящих в состав соответственно рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновой (ДНК) кислот. Моносахариды хорошо растворяются в воде.

Олигосахариды — полимерные углеводы, в которых 2-10 моносахаридных звеньев соединены ковалентными (гликозидными) связями. В частности, дисахариды образованные сочетанием остатков двух молекул моносахаридов. Примеры дисахаридов: мальтоза (солодовый сахар) — состоит из двух остатков глюкозы сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) — состоит из остатков глюкозы и фруктозы; лактоза (молочный сахар) — состоит из глюкозы и галактозы; трега-лоза (грибной сахар) — состоит из двух остатков глюкозы (рис. 8.2). Они имеют сладкий вкус и хорошо растворяются в воде.

Полисахариды — это биополимеры, молекулярная масса некоторых из них может достигать нескольких миллионов. Полисахариды отличаются друг от друга не только составом мономеров, а длиной и степенью разветвленности цепей. Одни полисахариды состоят из остатков одного и того же моносахарида, другие-разных.

Примеры полисахаридов: крахмал, целлюлоза, гликоген, пектин, лигнин, хитин и др.. (Рис. 8.3, 8.4). Они почти не растворяются в воде и не имеют сладкого вкуса.

Углеводы могут вступать в связь с другими соединениями. Такие углеводы называют сложными. Примеры: гликопротеиды (соединения углеводов с белками), гликолипиды (соединения углеводов с липидами).

значение и функции углеводов в организме человека

Доступно и подробно о том, что такое углеводы, их виды, гликемический индекс, пищеварение, клетчатку, глюкозу и взаимосвязь между накоплением жира в организме и физической активностью.

Углеводы – это ключевой источник энергии в человеческом теле, всего на 1 их грамм приходится 4 калории энергии. При расщеплении углеводов в организме образуется глюкоза, она чрезвычайно важна для сохранения тканевого белка, жирового обмена и питание ЦНС.

Основное, для чего нужны углеводы в организме человека — это снабжение тела энергией для поддержания всех его функций и полноценной жизнедеятельности.

Различают следующие виды углеводов — простые и сложные; для того чтобы более глубоко разобраться в этом вопросе необходимо взглянуть на него с научной точки зрения.

Типы углеводов

Рассмотрим какие бывают углеводы, на какие группы делятся и как их классифицируют.

Простые:

Моносахариды: к которым относятся Глюкоза (известная также как декстроза), Фруктоза (также известная как левулёза, или фруктовый сахар) и Галактоза.

Дисахариды: к которым относятся Сахароза, Лактоза и Мальтоза.

Простые углеводы или сахара могут вызывать резкое повышение уровня сахара в крови, тем самым стимулируя избыточную выработку инсулина, что в свою очередь провоцирует резкое снижение сахара в крови. Глюкоза и мальтоза являются обладателями самых высоких гликемических индексов (см. далее).

Сложные:

Олигосахариды: (частично усваиваемые полисахариды) включают Мальтодекстрины, Фруктоолигосахариды, Рафинозу, Стахиозу и Вербаскозу. Эти частично усваиваемые полисахариды в основном содержатся в бобовых и, хотя они могут вызывать газы и вздутие живота, их считают здоровыми углеводами. Они менее сладкие чем моно- или дисахариды. Рафиноза, стахиоза и фруктоолигосахариды в небольших количествах встречаются в определенных зернобобовых, зерновых и овощах.

Полисахариды

: (легко перевариваемые и неперевариваемые полисахариды). К легко перевариваемым полисахаридам относят Амилозу, Амилопектин и Полимеры глюкозы. Эти сложные углеводы должны быть основным источником углеводной энергии. Полимеры глюкозы получают из крахмала и зачастую используют в спортивных напитках и энергетических гелях для легкоатлетов.

Неперевариваемые полисахариды: эти сложные углеводы обеспечивают организм пищевыми волокнами, необходимыми для здорового функционирования желудочно-кишечного тракта и устойчивости к заболеваниям.

Прочие сложные углеводы: включают Маннитол, Сорбитол, Ксилит, Гликоген, Рибозу. Маннитол, сорбитол и ксилит (сахарные спирты) являются питательными подсластителями, не вызывающими образование кариеса, благодаря их свойствам влагоудержания и стабилизации их часто используют в продовольственных товарах; однако они медленно перевариваются и, при потреблении в больших количествах, вызывают желудочно-кишечное расстройство. Основной формой накопления углеводов в организме животных является гликоген; рибоза в свою очередь является частью генетического кода.

Переваривание и усвоение углеводов

Для того чтобы организм получил глюкозу из еды, пищеварительной системе необходимо сначала превратить крахмал и дисахариды, содержащиеся в пище, в моносахариды, которые смогут быть поглощены через клетки выстилающие тонкий кишечник. Крахмалу принадлежит самая крупная из перевариваемых молекул углеводов и именно ей требуется самое глубокое расщепление. Дисахаридам, к примеру, необходимо разделиться всего один раз, для того чтобы организм их усвоил.

Клетчатка, крахмал, моносахариды и дисахариды поступают в кишечник. (Некоторые крахмалы, прежде чем попадут в тонкий кишечник, частично расщепляются ферментами выделяемыми слюнными железами). Ферменты поджелудочной железы превращают крахмал в дисахариды. Ферменты на поверхности клеток стенки кишечника расщепляют дисахариды на моносахариды, которые попадают в капилляр откуда в последствии через воротную вену доставляются в печень. Та в свою очередь превращает галактозу и фруктозу в глюкозу.

Накопление глюкозы в виде гликогена

Метаболизм углеводов в организме происходит следующим образом. После того как мы что-то съели уровень глюкозы в крови повышается и первой на это реагирует поджелудочная железа. Она высвобождает гормон инсулин, который сигнализирует тканям организма поглощать избыточную глюкозу. Часть этой глюкозы используется клетками мышц и печени для построения полисахарида гликоген.

Мышцы запасают 2/3 от общего объема гликогена в организме и используют его для обеспечения своего собственного питания во время нагрузок. Оставшуюся 1/3 накапливает печень и более щедра в его распределении; при истощении запаса энергии она делится гликогеном в виде глюкозы в крови с мозгом и остальными органами.

Когда концентрация глюкозы в крови падает и клетки нуждаются в энергии, кровоток наводняется гормонами поджелудочной железы, глюкагонами. Тысячи ферментов в клетках печени высвобождают глюкозу в кровь для питания остальных клеток тела. У другого гормона, адреналина, схожее действие, это часть защитного механизма организма во время опасности (реакция «бей или беги»).

Хотя глюкоза может превращаться в жир, жировые отложения никогда не смогут трансформироваться обратно в глюкозу и обеспечить нормальное питание мозга. Это одна из причин почему голодание или низкоуглеводные диеты могут быть опасны.

При серьезном углеводном дефиците у организма возникает сразу две проблемы. Прежде всего, из-за недостатка глюкозы он вынужден получать ее из белков, тем самым отвлекая их от таких жизненно важной работы как поддержание иммунной защиты. Функции белков в организме настолько незаменимы, что, только ради того, чтобы избежать их использования для получения энергии уже стоит поддерживать уровень углеводов; это называют «сберегающим белок» действием углеводов.

Также, без достаточного количества углеводов, организм не может нормально распоряжаться своими жировыми запасами. (Фрагменты жиров должны соединяться с углеводами прежде чем смогут быть использованы для производства энергии). Минимальное количество углеводов необходимое для полноценной защиты белка и предотвращения кетоза для человека среднего телосложения составляет порядка 100 г/день. И лучше, если это будут легко усваиваемые углеводы в количестве в 3-4 раза превышающем этот минимум.

Роль гликогена в физической активности

Гликоген запасается вместе с водой в соотношении 1 г углеводов к 3 г воды. Во время выполнения физических упражнений он расщепляется до глюкозы, которая вместе с жиром обеспечивает мышцы энергией.

Во время кратковременной высокоинтенсивной нагрузки (анаэробной) при спринте или поднятии весов, резко возникает потребность в огромном количестве энергии. В этих случаях гликоген выступает основным топливом для организма поскольку только он может расщепляться достаточно быстро, жир расходуется в небольших количествах.

Во время более длительных низкоинтенсивных упражнений (аэробных), например, езды на велосипеде, плавания или бега на длинные дистанции, гликоген также выступает в роли главного энергоресурса, но по мере того как иссякает его запас, расходуется больше жира. Жир недостаточно быстро расщепляется для того, чтобы непрерывно удовлетворять высокие затраты энергии и поэтому способность организма выдерживать длительные нагрузки связана с его запасами гликогена. Признаком его истощения в работающих мышцах является усталость.

Высокий уровень гликогена в начале упражнения способен избавить от быстрого утомления. Таким образом, количество употребляемых в пищу углеводов определяет количество накопленного гликогена, что в свою очередь существенно влияет на нашу производительность. Когда мы съедаем что-то вроде фруктов, каш или хлеба, глюкоза быстро попадает в кровоток, готовая незамедлительно обеспечивать энергией, нуждающиеся в ней, мозг, мышцы или другие ткани организма.

Низкоуглеводная диета менее эффективна с точки зрения пополнения запасов гликогена в теле. Особенно остро его утечка заметна при отсутствии перерыва между тренировками. Это может вызывать ощущение вялости и потерю интереса к занятиям. В таком случае, необходимо взять перерыв в несколько дней, чтобы организм смог восполнить свои ресурсы.

Запасы гликогена обновляются за счет потребления большого количества углеводной пищи. Хорошим источником углеводов являются:

бананы;
хлеб;
крупы;
картофель;
рис;
макаронные изделия.

Отдавая предпочтение цельным вариантам этих продуктов, вы также увеличиваете в своем рационе количество пищевых волокон (клетчатки). После тренировки необходимо пополнять запасы гликогена, в противном случае провести на максимуме следующую тренировку будет просто невозможно. На это может потребоваться до 48 часов, а в случае соблюдения низкоуглеводной диеты еще больше. Поэтому рекомендуется чередовать тяжелые и более легкие тренировки, чтобы запасы мышечного гликогена могли правильно восстанавливаться.

Иными словами, функции углеводов в организме человека заключаются в эффективном пополнении запасов гликогена в мышцах и печени. Гликоген необходим для сокращения мышц. Если организм не получает достаточное количество углеводов или отдыха, уровень гликогена неумолимо снижается, наваливается усталость и снижается способность работать эффективно.

Трансформация глюкозы в жир

Когда мы голодны, нам свойственно переедать. После того как удовлетворены все нужды клеток, потребность в энергии и пополнены запасы гликогена, к обработке поступающих углеводов организм начинает применять другой подход: избыточною глюкозу он расщепляет с помощью печени на небольшие фрагменты, чтобы затем объединить их в более устойчивое энергохранилище известное как ЖИР (с избыточными белками и жирами происходит то же самое).

Жиры затем высвобождаются в кровоток, который доставляет их в жировые ткани, где они и остаются на хранение. В отличие от клеток печени способных хранить запас гликогена на 4-6 часов, жировые клетки могут накапливать неограниченное количество жира. Даже несмотря на то, что излишки углеводов трансформируются в жир и накапливаются в теле, сбалансированный рацион с высоким содержание сложных углеводов помогает контролировать вес и постную мышечную ткань. Углеводная пища менее способствует полноте, чем обычная жирная еда.

Гликемический индекс

Суть системы гликемических индексов (ГИ) заключается в том, что некоторые продукты повышают уровень глюкозы в крови и концентрацию инсулина сильнее других. Ученые измеряют гликемический эффект от пищи отслеживая насколько сильно и быстро вырос уровень глюкозы в крови и через какой отрезок времени организм отреагировал и вернул его на нормальный уровень.

Большинство людей способно быстро адаптироваться, но у тех, чей углеводный обмен отклоняется от нормы могут наблюдаться экстремально высокие скачки уровня глюкозы в крови. В таких случаях лучше отдавать предпочтение еде с низким ГИ, таким как:

коричневый рис;
цельнозерновой хлеб;
макароны из твердых сортов пшеницы;
сладкий картофель;
некоторые овощи, в особенности зеленого цвета;
некоторые фрукты.

ГИ является результатом сочетания множества факторов и результат далеко не всегда так уж предсказуем. Например, ГИ мороженного ниже чем у картофеля; у того же картофеля ГИ меняется в зависимости от способа приготовления – у запеченного картофеля он ниже, чем у пюре; низкий гликемический индекс у сочных сладких яблок; известно, что сухие бобовые всех видов обеспечивают стабильный уровень глюкозы в крови.

Еще немаловажно, что ГИ продуктов меняется в зависимости от того есть их отдельно или в сочетании с другой едой. Смешение продуктов в еде как правило балансирует их ГИ. Большинство людей ест разнообразную пищу и поэтому им не нужно беспокоиться о ГИ при выборе продуктов.

Таблица гликемических индексов продуктов:

Гликемический индекс фруктов	Гликемический индекс макаронных изделий	Гликемический индекс хлебных изделий и выпечки
Яблоко 38 Банан 55 Мускусная дыня 65 Вишня 22 Грейпфрут 25 Виноград 46 Киви 52 Манго 55 Апельсин 44 Папайя 58 Груша 38 Ананас 66 Слива 39 Арбуз 103	Спагетти 43 Равиоли (с мясом) 39 Феттучини (с яйцом) 32 Рожки 43 Капеллини 45 Лингвини 46 Макароны 47 Рисовая лапша 58	Бейгл l 72 Черничный маффин 59 Круассан 67 Пончик 76 Пита 57 Бородинский хлеб 51 Ржаной хлеб 76 Хлеб на закваске 52 Бисквит 46 Вафли 76 Белый хлеб 70 Цельнозерновой пшеничный хлеб 69
Гликемический индекс овощей	Гликемический индекс снеков	Гликемический индекс печенья и крекеров
Свекла 69 Брокколи 10 Капуста 10 Морковь 49 Кукуруза 55 Зеленый горошек 48 Салат-латук 10 Грибы 10 Лук 10 Пастернак 97 Картофель (запеченный) 93 Картофельное пюре (порошковое) 86 Молодой картофель 62 Картофель фри 75 Красный перец 10 Тыква 75 Сладкий картофель 54	Кешью 22 Шоколадный батончик 49 Кукурузные чипсы 72 Jelly Beans 80 Арахис 14 Попкорн 55 Картофельные чипсы 55 Крендельки 83 Сникерс 41 Грецкие орехи 15	Крекеры Грэхема 74 Хлебцы 71 Сладкие сухари 70 Овсяное печенье 55 Рисовые хлебцы 82 Ржаные хлебцы 69 Соленый крекер 74 Песочное печенье 64
Гликемический индекс бобов	Гликемический индекс молочных продуктов	Гликемический индекс сахаров
Печеная фасоль 48 Зеленые бобы 79 Длинная белая фасоль 31 Нут 33 Чечевица 30 Лимская фасоль 32 Турецкие бобы 38 Фасоль пинто 39 Красная фасоль 27 Соевые бобы 18 Белая фасоль 31	Молоко цельное 22 Молоко обезжиренное 32 Молоко шоколадное 34 Мороженное 61 Мороженное (нежирное) 50 Йогурт (с низким содержанием жира) 33	Фруктоза 23 Глюкоза 100 Мед 58 Лактоза 46 Мальтоза 105 Сахароза 65
Гликемический индекс зерновых	Гликемический индекс сухих завтраков
Гречка 54 Булгур 48 Рис басмати 58 Коричневый рис 55 Длиннозерновой белый рис 56 Круглый белый рис 72 Вермишель быстрого приготовления 46	Мультизерновые хлопья 51 Ржаные хлопья 45 Кукурузные хлопья 84 Рисовые шарики 82 Овсянка 49 Пшеничная соломка 67 Воздушная пшеница 67

Качественные источники углеводов

Углеводы являются неотъемлемой частью любого рациона. Организм получает из них большую часть энергии и множество витаминов и питательных веществ. Еда, где содержатся углеводы в изобилии — это многие растительные продукты, такие как рис, макароны, бобы, картофель и многие другие зерновые и овощи.

При выборе зерновых продуктов настоятельно рекомендуем брать цельнозерновые варианты, такие как цельнозерновой хлеб, коричневый рис, цельнозерновая паста, киноа, овес, и булгур.

Источники сложных углеводов

В чем содержатся углеводы, которые медленно усваиваются:

овощи;
бобовые;
зерновые*;
фрукты;
свекла;
морковь;
кукуруза;
горошек;
картофель;
репа;
фасоль;
чечевица;
лимская фасоль;
фасоль пинто;
дробленный горох;
ячмень;
овес;
рис;
рожь;
пшеница;
съедобные семена.

*а также зерновые продукты – цельнозерновой пшеничный хлеб, крекеры или макароны.

Источники простых углеводов (Натуральные)

Фруктоза (фруктовый сахар)
Лактоза (молочный сахар)
Фрукты и соки такие как яблоки, апельсины, ананасы.
Молочные продукты, например, молоко и йогурт.

Углеводы и физическая активность

Физическая активность резко увеличивает расход энергии, и любой спортсмен, независимо от типа тренировок, должен продумывать стратегию относительно наилучшего обеспечения своих потребностей в энергии для того, чтобы достичь успеха в своей области.

Для занимающихся спортом людей крайне важно получать достаточное количество энергии для обеспечения всех потребностей тела, включая поддержание тканей в здоровом состоянии, рост и восстановление тканей и непосредственные энергетические затраты на физическую активность. Практически все опросы, проведенные среди атлетов, показали, что они потребляют недостаточно энергии для обеспечения нужд их организма.

Можно взглянуть на это так: планируя длительную автомобильную поездку в 500 км, на заправочной станции вы заливаете топливо, которого хватит только на 80 км пути — машина попросту не доедет до места назначения; так и плохо «заправленные» спортсмены тоже будут испытывать трудности и не смогут быть достаточно конкурентоспособными. Общеизвестно что спортсменам следует потреблять достаточное количество углеводов для того, чтобы перекрывать большую часть расхода энергии при физических нагрузках, и дополнительно съедать количество углеводов необходимое для восстановления запасов гликогена в перерывах между тренировками.

В идеале, они следует преимущественно питаться сложными углеводами и потреблять простые углеводы во время и сразу после тренировки. Другие источники энергии (белки и жиры) так же должны присутствовать в рационе для того, чтобы полностью обеспечить все потребности организма в питательных веществах, но основным энергоресурсом должны быть все-таки углеводы. При занятиях спортом, без четко продуманного подхода к рациону, очень сложно получить достаточное количество энергии и углеводов. Не стоит забывать, что тренировки идут рука об руку с грамотным планированием питания.

Необходимое количество углеводов в сутки

Рекомендации по суточной норме:

Каждый день съедайте в сумме 5 – 9 порций овощей и фруктов.
Каждый день съедайте в сумме 6 – 11 порций хлеба, зерновых, крахмалов, бобовых и других сложных углеводов.
Ограничивайте потребление рафинированных сахаров – не более 10% от общего потребления калорий за день.

Рекомендации по суточному потреблению углеводов:

Физическая активность	Углеводы
Малоподвижный образ жизни	Минимум 55% от общего потребления калорий, при условии адекватного потребления
Спортсмены-любители	Минимум 60% от общего потребления калорий, при условии адекватного потребления
Спортсмены тренирующиеся на выносливость	6-10 г на 1 кг собственного веса
Спортсмены тренирующиеся на силу	6-10 г на 1 кг собственного веса

Для того чтобы понять какое количество углеводов в граммах необходимо именно вам следует высчитать норму углеводов от суточной потребности в калориях. На этикетках некоторых продуктов можно найти уже готовый расчет количества углеводов содержащегося в одной порции продукта, в %-м выражении от суточного потребления калорий. Как правило, это значение приведено для рациона общим объемом в 2 000 ккал в день и объем углеводов в нем составляет 300 г, что равно 60%. На основе этих данных не сложно подсчитать, что при суточном потреблении в 2 500 ккал, объем углеводов составит 375 г (60%).

Теперь, имея некое понятие об их природе, время задать следующий вопрос: а сколько именно граммов углеводов необходимо съедать? Нам уже известно, что это количество должно составлять от 40% до 60% общего суточного потребления калорий, а в таблице ниже можно найти более точные значения этого показателя.

В таблице приведены значения, отображающие количество углеводов (в граммах) необходимое людям с умеренно активным образом жизни в зависимости от их массы тела и выбранного процентного отношения (40, 50 или 60%) углеводов к общему объему потребляемых за день калорий.

Масса тела (кг)	Суточное потребление калорий	40% от суточного потребления калорий	50% от суточного потребления калорий	60% от суточного потребления калорий
63,5 кг	2604 ккал	260 г	326 г	396 г
68 кг	2790 ккал	279 г	348 г	419 г
72,5 кг	2976 ккал	298 г	372 г	446 г
77 кг	3162 ккал	316 г	395 г	474 г
81,5 кг	3348 ккал	335 г	418 г	502 г
86 кг	3534 ккал	353 г	442 г	530 г
91 кг	3720 ккал	372 г	465 г	558 г

Пищевые волокна (клетчатка)

Клетчатка важна для здоровья организма и хорошего самочувствия. К ее полезным для здоровья свойствам относятся:

обеспечение нормальной работы пищеварительного тракта
снижение уровня сывороточного холестерина;
улучшает соотношение между «хорошим» и «плохим» холестерином.

Клетчатка содержится в углеводной пище, особенно богаты ей неочищенные зерновые, фрукты и овощи. Выбирая продукты с высоким содержанием пищевых волокон, в расчёте на их пользу, разумно искать среди источников клетчатки пшеничные отруби — они преимущественно состоят из нерастворимых волокон и наиболее эффективны в смягчении стула, но, в то же время, овсяные отруби, с более растворимыми волокнами, эффективнее в вопросе снижении уровня холестерина в крови.

Клетчатка, содержащаяся в бобовых, геркулесе, яблоках и моркови, также способствуют снижению этого показателя. Для потребителей это означает, что несмотря на то, что какой-то конкретный продукт может быть невероятно богат одним из видов клетчатки, для того чтобы получить все преимущества пищевых волокон, необходимо разнообразно питаться каждый день.

Однако, как и в любом вопросе, здесь главное не переусердствовать, поскольку избыток клетчатки может причинить вред организму. Она выводит воду из организма и может спровоцировать обезвоживание. Из-за ускоренного прохождения еды через пищеварительную систему излишки пищевых волокон, могут ограничить его всасывание железа, поскольку большая его часть усваивается в начале кишечника.

Связующие вещества в некоторых пищевых волокнах ведут себя подобно хелатообразующим соединениям и образуют химические связи с минеральными веществами (железом, цинком, кальцием и т.д.), и затем выводят из тела. Некоторые пищевые волокна мешают организму использовать каротин и получать из него витамин А. Также слишком большое количество клетчатки в рационе может ограничить общий объем съедаемой пищи и привести к дефициту питательных веществ и энергии. В подобной ситуации особенно уязвимы люди с неполноценным питанием, пожилые люди и дети, не употребляющие в пищу продукты животного происхождения.

На каждые съеденные 1 000 ккал должно приходиться более 20 г клетчатки, а общее потребление пищевых волокон за день должно составлять не менее 30 грамм.

Виды углеводов, их свойства и функции

Для нашего организма углеводы являются одним из ключевых источников энергии. Сегодня мы рассмотрим виды и функции углеводов, а также узнаем, в каких продуктах питания они содержатся.

Зачем человеку нужны углеводы?

Прежде чем рассмотреть виды углеводов, разберемся с их функциями. В организме человека всегда есть углеводный запас в виде гликогена. Он составляет порядка 0,5 кг. 2/3 этого вещества находится в мышечных тканях, а еще треть – в печени. В промежутках между едой гликоген распадется на глюкозу, нивелируя тем самым колебания содержания сахара в крови.

Без поступления в организм углеводов запасы гликогена заканчиваются через 12-18 часов. Если это происходит, углеводы начинают образовываться из промежуточных продуктов белкового обмена. Эти вещества жизненно необходимы человеку, так как они, в основном за счет окисления глюкозы, образуют в наших тканях энергию.

Дефицит

При хроническом дефиците углеводов запас гликогена в печени истощается, и в ее клетках начинают откладываться жиры. Это приводит к перерождению печени и нарушению ее функций. Когда человек потребляет с пищей недостаточное количество углеводов, его органы и ткани начинают использовать для синтеза энергии не только белок, но и жир. Усиленный распад жиров приводит к нарушению обменных процессов. Причина тому – ускоренное образование кетонов (самый известный из них – ацетон) и скапливание их в организме. Когда кетоны образуются в избытке, внутренняя среда организма «закисляется», а ткани головного мозга постепенно начинают отравляться.

Избыток

Как и дефицит, избыток углеводов не сулит пользы организму. Если человек принимает с пищей слишком много углеводов, уровень инсулина и глюкозы в крови повышается. В результате образуются жировые отложения. Происходит это следующим образом. Когда человек после завтрака целый день не ест, а вечером, придя с работы, решает принять обед, полдник и ужин одновременно, организм пытается бороться с избытком углеводов. Так и происходит повышение уровня сахара в крови. Чтобы глюкоза из крови перешла в клетки тканей, нужен инсулин. Он, в свою очередь, попадая в кровь, дает стимул синтезу жиров.

Кроме инсулина, обмен углеводов регулируют и другие гормоны. Глюкокортикоиды – гормоны коры надпочечников, которые стимулируют синтез глюкозы из аминокислот в печени. Этот же процесс усиливается гормоном глюкагоном. По функциям глюкокортикоиды и глюкагон противоположны инсулину.

Норма

Согласно нормам, углеводы должны составлять 50-60 % от калорийности пищи. Исключать их из рациона нельзя, несмотря на то что они отчасти «виновны» в образовании лишних килограммов.

Углеводы: виды, свойства

По своей химической структуре углеводы делятся на простые и сложные. К первым относятся моно- и дисахариды, а ко вторым – полисахариды. Разберем оба класса веществ подробнее.

Простые углеводы

Глюкоза. Начинаем рассматривать простые виды углеводов с самого главного из них. Глюкоза выступает структурной единицей основного количества поли- и дисахаридов. При обмене веществ она распадается на молекулы моносахаридов. Они, в свою очередь, в ходе сложной реакции превращаются в вещества, окисляемые до воды и углекислого газа, которые являются топливом для клеток.

Глюкоза является важным компонентом в углеводном обмене. Когда его уровень в крови падает или высокая концентрация делает нормальное функционирование организма невозможным (как в случае с диабетом), человек испытывает сонливость и может потерять сознание (гипогликемическая кома).

В чистом виде глюкоза (как моносахарид) содержится в большом количестве овощей и фруктов. Особенно этим веществом богаты такие фрукты:

виноград – 7,8 %;
вишня и черешня – 5,5 %;
малина – 3,9 %;
земляника – 2,7 %;
арбуз и слива – 2,5 %.

Среди овощей, богатых глюкозой, можно отметить: тыкву, белокочанную капусту и морковь. В них содержится около 2,5 % этого компонента.

Фруктоза. Это один из наиболее распространенных фруктовых углеводов. Он, в отличие от глюкозы, может проникать из крови в ткани без участия инсулина. Поэтому фруктоза считается оптимальным источником углеводов для людей, страдающих диабетом. Ее часть попадает в печень, где она превращается в глюкозу – более универсальное «топливо». Такое вещество также может повысить уровень сахара в крови, но не настолько, как другие простые углеводы. Фруктоза превращается в жиры легче, чем глюкоза. Но ее главное преимущество состоит в том, что она слаще глюкозы и сахарозы в 2,5 и 1,7 раз соответственно. Поэтому данный углевод применяют вместо сахара с целью понижения калорийности пищи.

Больше всего фруктозы содержится во фруктах, а именно:

винограде – 7,7 %;
яблоках – 5,5 %;
грушах – 5,2 %;
вишне и черешне – 4,5 %;
арбузах – 4,3 %;
черной смородине – 4,2 %;
малине – 3,9 %;
землянике – 2,4 %;
дыне – 2,0 %.

В овощах фруктозы содержится меньше. Больше всего ее можно встретить в белокочанной капусте. Кроме того, фруктоза присутствует в меде – порядка 3,7 %. Достоверно известно, что она не вызывает кариеса.

Галактоза. Рассматривая виды углеводов, мы уже познакомились с некоторыми простыми веществами, которые можно встретить в продуктах в свободном виде. Галактоза таковой не является. Она образует дисахарид с глюкозой, который называется лактозой (она же молочный сахар) – основной углевод молока и продуктов, полученных из него.

В желудочно-кишечном тракте лактоза под действием фермента лактазы расщепляется на глюкозу и галактозу. У некоторых людей наблюдается непереносимость молока, связанная с нехваткой в организме лактазы. В нерасщепленном виде лактоза является хорошим питательным веществом для микрофлоры кишечника. В кисломолочных продуктах львиная доля этого вещества сбраживается до молочной кислоты. Благодаря этому люди, у которых наблюдается лактазная недостаточность, могут без неприятных последствий употреблять кисломолочные продукты. Кроме того, в них есть молочнокислые бактерии, которые подавляют деятельность микрофлоры кишечника и нивелируют последствия действия лактозы.

Галактоза, образование которой происходит при распаде лактозы, в печени превращается в глюкозу. Если у человека недостает фермента, который отвечает за данный процесс, у него может развиться такое заболевание, как галактоземия. В коровьем молоке содержится 4,7 % лактозы, в твороге – 1,8-2,8 %, в сметане – 2,6-3,1 %, в кефире – 3,8-5,1 %, в йогуртах – порядка 3 %.

Сахароза. На этом веществе мы закончим рассматривать простые виды углеводов. Сахароза – это дисахарид, который состоит из глюкозы и фруктозы. В сахаре содержится 99,5 % сахарозы. Сахар стремительно расщепляется желудочно-кишечным трактом. Глюкоза с фруктозой всасываются в кровь человека и служат не только источником энергии, но и самым важным предшественником гликогена в жире. Так как сахар представляет собой углеводы в чистом виде, не содержащие питательных веществ, многие его называют источником «пустых калорий».

Свекла – самый богатый сахарозой продукт (8,6 %). Среди других растительных плодов можно выделить персик – 6 %, дыню – 5,9 %, сливу – 4,8 %, мандарин – 4,5 %, морковь – 3,5 %. В других овощах и фруктах содержание сахарозы колеблется в приделах 0,4-0,7 %.

Пару слов стоит сказать также о мальтозе. Этот углевод состоит из двух молекул глюкозы. Мальтоза (солодовый сахар) содержится в меде, патоке, кондитерских изделиях, солоде и пиве.

Сложные углеводы

Теперь обсудим виды сложных углеводов. Таковыми называются все полисахариды, которые встречаются в рационе человека. За редким исключением среди них можно встретить полимеры глюкозы.

Крахмал. Это основной углевод, перевариваемый человеком. На него приходится 80 % потребляемых с пищей углеводов. Крахмал содержится в картофеле и злаковых продуктах, а именно: крупе, муке, хлебе. Больше всего этого вещества можно встретить в рисе – 70 % и гречке – 60 %. Среди злаков самое меньшее содержание крахмала наблюдается в овсяной крупе – 49 %. В макаронных изделиях содержится до 68 % этого углевода. В пшеничном хлебе крахмала 30-50 %, а в ржаном – 33-49 %. Данный углевод также встречается в бобовых – 40-44 %. В картофеле содержится до 18 % крахмала, поэтому диетологи иногда относят его не к овощам, а к крахмалистым продуктам, как и зерновые с бобовыми.

Инулин. Данный полисахарид является полимером фруктозы, который содержится в топинамбуре и в меньшей мере в других растениях. Продукты, содержащие инулин, назначают при диабете и его профилактике.

Гликоген. Его часто называют «животным крахмалом». Он состоит из разветвленных молекул глюкозы и содержится в животных продуктах, а именно: печени – до 10 % и мясе – до 1 %.

Заключение

Сегодня мы рассмотрели основные виды углеводов и узнали, какие функции они выполняют. Теперь наш подход к питанию будет более осмысленным. Краткое резюме вышесказанного:

Углеводы – важный источник энергии для человека.
Их избыток так же плох, как и недостаток.
Виды углеводов: простые, сложные.
К простым относятся моно- и дисахариды, а к сложным – полисахариды.

Углеводы: химические свойства, способы получения и строение

Углеводы (сахара) – органические соединения, имеющие сходное строение, состав большинства которых отражает формула C_x(H₂O)_y, где x, y ≥ 3.

Исключение составляет дезоксирибоза, которая имеют формулу С₅Н₁₀O₄ (на один атом кислорода меньше, чем рибоза).

По числу структурных звеньев

Моносахариды — содержат одно структурное звено.
Олигосахариды — содержат от 2 до 10 структурных звеньев (дисахариды, трисахариды и др.).
Полисахариды — содержат n структурных звеньев.

Некоторые важнейшие углеводы:

Моносахариды

Дисахариды

Полисахариды

Глюкоза С₆Н₁₂О₆

Фруктоза С₆Н₁₂О₆

Рибоза С₅Н₁₀О₅

Дезоксирибоза С₅Н₁₀О₄

Сахароза С₁₂Н₂₂О₁₁

Лактоза С₁₂Н₂₂О₁₁

Мальтоза С₁₂Н₂₂О₁₁

Целлобиоза С₁₂Н₂₂О₁₁

Целлюлоза (С₆Н₁₀О₅)_n

Крахмал(С₆Н₁₀О₅)_n

По числу атомов углерода в молекуле

Пентозы — содержат 5 атомов углерода.
Гексозы — содержат 6 атомов углерода.
И т.д.

По размеру кольца в циклической форме молекулы

Пиранозы — образуют шестичленное кольцо.
Фуранозы — содержат пятичленное кольцо.

1. Горение

Все углеводы горят до углекислого газа и воды.

Например, при горении глюкозы образуются вода и углекислый газ

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотой

Концентрированная серная кислота отнимает воду от углеводов, при этом образуется углерод С («обугливание») и вода.

Например, при действии концентрированной серной кислоты на глюкозу образуются углерод и вода

C₆H₁₂O₆ → 6C + 6H₂O

Моносахариды – гетерофункциональные соединения, в состав их молекул входит одна карбонильная группа (группа альдегида или кетона) и несколько гидроксильных.

Моносахариды являются структурными звеньями олигосахаридов и полисахаридов.

Важнейшие моносахариды

Название и формула	Глюкоза C₆H₁₂O₆	Фруктоза C₆H₁₂O₆	Рибоза C₆H₁₂O₆
Структурная формула
Классификация	гексоза альдоза в циклической форме – пираноза	гексоза кетоза в циклической форме — фураноза	пентоза альдоза в циклической форме – фураноза

Глюкоза – это альдегидоспирт (альдоза).

Она содержит шесть атомов углерода, одну альдегидную и пять гидроксогрупп.

Глюкоза существует в растворах не только в виде линейной, но и циклических формах (альфа и бета), которые являются пиранозными (содержат шесть звеньев):

α-глюкоза	β-глюкоза

Химические свойства глюкозы

Водный раствор глюкозы

В водном растворе глюкозы существует динамическое равновесие между двумя циклическими формами — α и β и линейной формой:

Качественная реакция на многоатомные спирты: реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II)

При взаимодействии свежеосажденного гидроксида меди (II) с глюкозой (и другими моносахаридами происходит растворение гидроксида с образованием комплекса синего цвета.

Реакции на карбонильную группу — CH=O

Глюкоза проявляет свойства, характерные для альдегидов.

Реакция «серебряного зеркала»

Реакция с гидроксидом меди (II) при нагревании. При взаимодействии глюкозы с гидроксидом меди (II) выпадает красно-кирпичный осадок оксида меди (I):

Окисление бромной водой. При окислении глюкозы бромной водой образуется глюконовая кислота:

Также глюкозу можно окислить хлором, бертолетовой солью, азотной кислотой.

Концентрированная азотная кислота окисляет не только альдегидную группу, но и гидроксогруппу на другом конце углеродной цепи.

Каталитическое гидрирование. При взаимодействии глюкозы с водородом происходит восстановление карбонильной группы до спиртового гидроксила, образуется шестиатомный спирт – сорбит:

Брожение глюкозы. Брожение — это биохимический процесс, основанный на окислительно-восстановительных превращениях органических соединений в анаэробных условиях.

Спиртовое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Молочнокислое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

Маслянокислое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

Образование эфиров глюкозы (характерно для циклической формы глюкозы).

Глюкоза способна образовывать простые и сложные эфиры.

Наиболее легко происходит замещение полуацетального (гликозидного) гидроксила.

Например, α-D-глюкоза взаимодействует с метанолом.

При этом образуется монометиловый эфир глюкозы (α-O-метил-D-глюкозид):

Простые эфиры глюкозы получили название гликозидов.

В более жестких условиях (например, с CH₃-I) возможно алкилирование и по другим оставшимся гидроксильным группам.

Моносахариды способны образовывать сложные эфиры как с минеральными, так и с карбоновыми кислотами.

Например, β-D-глюкоза реагирует с уксусным ангидридом в соотношении 1:5 с образованием пентаацетата глюкозы (β-пентаацетил-D-глюкозы):

Получение глюкозы

Гидролиз крахмала

В присутствии кислот крахмал гидролизуется:

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

Синтез из формальдегида

Реакция была впервые изучена А.М. Бутлеровым. Синтез проходит в присутствии гидроксида кальция:

6CH₂=O_n → C₆H₁₂O₆

Фотосинтез

В растениях углеводы образуются в результате реакции фотосинтеза из CO₂ и Н₂О:

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Фруктоза — структурный изомер глюкозы. Это кетоноспирт (кетоза): она тоже может существовать в циклических формах (фуранозы).

Она содержит шесть атомов углерода, одну кетоновую группу и пять гидроксогрупп.

Фруктоза	α-D-фруктоза	β-D-фруктоза

Фруктоза – кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, более сладкое, чем глюкоза.

В свободном виде содержится в мёде и фруктах.

Химические свойства фруктозы связаны с наличием кетонной и пяти гидроксильных групп.

При гидрировании фруктозы также получается сорбит.

Дисахариды – это углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, соединенных друг с другом за счет взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой).

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁

Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы, соединенных друг с другом:

В молекуле сахарозы гликозидный атом углерода глюкозы связан из-за образования кислородного мостика с фруктозой, поэтому сахароза не образует открытую (альдегидную) форму.

Поэтому сахароза не вступает в реакции альдегидной группы – с аммиачным раствором оксида серебра с гидроксидом меди при нагревании.

Такие дисахариды называют невосстанавливающими, т.е. не способными окисляться.

Сахароза подвергается гидролизу подкисленной водой. При этом образуются глюкоза и фруктоза:

C₁₂H₂₂O₁₁ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆+ C₆H₁₂O₆

глюкоза фруктоза

Мальтоза С₁₂Н₂₂О₁₁

Это дисахарид, состоящий из двух остатков α-глюкозы, она является промежуточным веществом при гидролизе крахмала.

Мальтоза является восстанавливающим дисахаридом (одно из циклических звеньев может раскрываться в альдегидную группу) и вступает в реакции, характерные для альдегидов.

При гидролизе мальтозы образуется глюкоза.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2C₆H₁₂O₆

Полисахариды — это природные высокомолекулярные углеводы, макромолекулы которых состоят из остатков моносахаридов.

Основные представители — крахмал и целлюлоза — построены из остатков одного моносахарида — глюкозы.

Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу: (C₆H₁₀O₅)_n, но совершенно различные свойства.

Это объясняется особенностями их пространственного строения.

Крахмал состоит из остатков α-глюкозы, а целлюлоза – из β-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы:

Крахмал

Крахмалом называется полисахарид, построенный из остатков циклической α-глюкозы.

В его состав входят:

амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) – 10-20%
амилопектин (оболочка крахмального зерна) – 80-90%

Цепь амилозы включает 200 — 1000 остатков α-глюкозы (средняя молекулярная масса 160 000) и имеет неразветвленное строение.

Амилопектин имеет разветвленное строение и гораздо большую молекулярную массу, чем амилоза.

Свойства крахмала

Гидролиз крахмала: при кипячении в кислой среде крахмал последовательно гидролизуется:

Запись полного гидролиза крахмала без промежуточных этапов:

Крахмал не дает реакцию “серебряного зеркала” и не восстанавливает гидроксид меди (II).

Качественная реакция на крахмал: синее окрашивание с раствором йода.

Целлюлоза

Целлюлоза (клетчатка) – наиболее распространенный растительный полисахарид. Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.

Свойства целлюлозы

Образование сложных эфиров с азотной и уксусной кислотами.

Нитрование целлюлозы.

Так как в звене целлюлозы содержится 3 гидроксильные группы, то при нитровании целлюлозы избытком азотной кислоты возможно образование тринитрата целлюлозы, взрывчатого вещества пироксилина:

Ацилирование целлюлозы.

При действии на целлюлозу уксусного ангидрида (упрощённо-уксусной кислоты) происходит реакция этерификации, при этом возможно участие в реакции 1, 2 и 3 групп ОН.

Получается ацетат целлюлозы – ацетатное волокно.

Гидролиз целлюлозы.

Целлюлоза, подобно крахмалу, в кислой среде может гидролизоваться, в результате тоже получается глюкоза. Но процесс идёт гораздо труднее.

Что такое углеводы, их значение для организма и в чем они содержаться

Главная » Питание » Что такое углеводы, их значение для организма и в чем они содержаться

Углеводы это – сахара, крахмалы и волокна, которые содержатся во фруктах, зерновых, овощах и молочных продуктах. И хотя многие диеты углеводы «ругают», на самом деле это одна из основных групп питательных веществ, так необходимых для здоровья.

«Углеводы – это макроэлементы, а значит, они являются источником энергии или калорий», — говорит Пейдж Смодерс, дипломированный диетолог штата Юта. Американская Ассоциация Диабетологов отмечает, что углеводы служат для обеспечения организма энергией. В состав углеводов на химическом уровне входят углевод, водород и кислород, поэтому они и называются углеводами.

По словам Пейдж, существует три вида макронутриентов: углеводы, белки и жиры. Все они в больших количествах нужны организму для правильной работы. Рацион должен состоять из всех видов макронутриентов, потому что организм не может вырабатывать их сам.

Согласно Национальному институту здравоохранения, рекомендуемая суточная норма углеводов для взрослого человека составляет 135 грамм. Тем не менее, у каждого человека она своя. Для большинства людей это 45-65% от суточной нормы калорий. Один грамм углеводов равен 4 калориям, таким образом, диета, рассчитанная на 1800 килокалорий должна включать от 202 до 292 грамм углеводов. Люди, болеющие диабетом должны потреблять более 200 грамм углеводов в день, а беременным женщинам будет достаточно 175 грамм.

Какую функцию выполняют углеводы

Углеводы обеспечивают энергией центральную нервную систему и мышцы и не дают организму использовать для этого белок. Кроме того, согласно Государственному Университету Айовы углеводы запускают процесс метаболизма.

Помимо этого, Пейдж заявляет, что «углеводы важны для работы мозга». Они оказывают влияние на «настроение, память и т.д. и быстро насыщают энергией». На самом деле, рекомендуемая норма углеводов зависит от количества необходимого мозгу.

Два недавних исследования опубликованных в журнале «Труды Национальной академии наук» так же связывают необходимое количество с потребностями. В них сказано, что люди употреблявшие на завтрак пищу с высоким содержанием углеводов были менее настроены делиться играя в «Ультиматум», чем те, кто ел высокобелковые продукты. Ученые предполагают, что это может быть вызвано уровнем дофамина, которые возрастает после употребления углеводов. Нет, углеводы не пробудят в вас жадность, лишь помогут осознать насколько важно сбалансированное питание.

Виды углеводов

Углеводы подразделяются на простые и сложные. Они различаются химическим составом и быстротой усвоения сахара. Проще говоря, простые углеводы поглощаются и усваиваются гораздо быстрее и легче, чем сложные.

Простые углеводы состоят из одной или двух молекул моносахаридов, таких как фруктоза (содержится во фруктах) и галактоза (молочные продукты). Углеводы, которые состоят из 2 моносахаридов, например сахароза (сахар), лактоза (молочные продукты) и мальтоза (пиво и некоторые овощи) называются дисахаридами.

Простые углеводы встречаются в конфетах, сладкой газированной воде и сиропах. Эти продукты изготавливаются с использованием обработанных и очищенных сахаров и не содержат витаминов, минералов и клетчатки. Их называют «пустыми калориями», они могут привести к увеличению веса, согласно Национальному институту здравоохранения.

Сложные углеводы (полисахариды) имеют в своем составе три или более моносахарида. Они встречаются в продуктах содержащих крахмал: бобы, горох, чечевица, арахис, картофель, кукуруза, пастернак, хлеб из цельнозерновой муки и злаки.

Пейдж отмечает, несмотря на то, что все углеводы считаются быстрыми источниками энергии, простые углеводы быстрее, т.к. они быстрее усваиваются организмом. Они могут привести к резкому повышению уровня сахара в крови, в то время как сложные углеводы дольше генерируют энергию организма.

Исследования показали, что замена насыщенных жиров простыми углеводами (как во многих продуктах) повышает риск сердечных заболеваний и диабета второго типа.

Пейдж предложила следующее: «Лучше всего сосредоточиться на сложных углеводах, например на овощах и зерновых».

Сахара, крахмалы и волокна

По данным Университета штата Айова, в организме углеводы распадаются на глюкозу и фруктозу. Тонкий кишечник поглощает эти элементы, после чего они попадают в кровь и печень. Печень превращает эти сахара в глюкозу, а кровь переносит ее (и инсулин) по всему организму, обеспечивая энергией.

Если глюкоза не будет трансформирована в энергию, около 2000 калорий сохранятся в костях и печени в виде гликогена. Как только запасы гликогена будут пополнены, углеводы начнут сохраняться в виде жиров. Если в вашем организме не достаточно углеводов, организм начнет использовать их в виде энергии. Это нелегко, потому что организму нужен белок для роста мышц. Замена углеводов белком может нести нагрузку на почки, что может повлечь проблемы с мочеиспусканием.

Волокна играют важную роль в пищеварении. По данным Министерства сельского хозяйства США, волокна способствуют здоровой работе кишечника, уменьшают риск хронических заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца и диабет. Однако, в отличие от сахаров и крахмалов, волокна не абсорбируются в тонком кишечнике и не превращаются в глюкозу. Они попадают в толстую кишку, где превращаются в водород, углекислый газ и жирные кислоты. По рекомендациям Национального Института Здравоохранения, в рационе человека 14 грамм волокон должно приходиться на каждую тысячу калорий. Источниками волокон могут стать фрукты, зерновые, овощи и особенно бобовые.

Пейдж так же пояснила, что волокна могут встречаться в некоторых молочных продуктах и овощах как с крахмалом, так и без. Например, крахмал не входит в состав салата латук, капусты, зеленых бобов, сельдерея, моркови и брокколи, но в них есть углеводы. В картофеле и кукурузе содержатся и крахмал, и углеводы (однако последнее в больших количествах). Согласно Американской Ассоциации Диабетологов, овощи без крахмала содержат всего около 5 грамм углеводов на стакан сырых овощей, и большинство из них приходятся на волокна.

Классификация углеводов: простые и сложные углеводы

Как вы уже знаете, углеводы содержатся и в полезных продуктах (овощи), и во вредных (пончики). Это привело к тому, что углеводы стали разделять на «хорошие» и «плохие». Какие продукты содержат плохие углеводы? По данным «Healthy Geezer Fred Cicetti» к плохим углеводам относят выпечку, сладкую газированную воду, продукты, подвергнутые интенсивной обработке, белый рис, белый хлеб и остальные продукты из белой муки. Это легкие углеводы. Простые углеводы редко имеют какую-либо питательную ценность.

Что такое сложные углеводы?

Считается, что «хорошие» углеводы – это сложные углеводы. Например, цельные злаки, фрукты, овощи, фасоль и бобовые. Они не только медленнее усваиваются организмом, но и содержат множество других питательных веществ.

В каких продуктах содержатся углеводы?

«Центр долголетия» Притыкина предлагает свою таблицу «хороших» и «плохих» углеводов.

Продукты с простыми углеводами это такие продукты, где много питательных веществ:

Имеют низкое/умеренное количество калорий
Лишены рафинированного сахара и очищенного зерна
Богаты содержанием клетчатки
Содержат низкий уровень натрия и насыщенных жиров
Содержат или лишены холестерина и транс-жиров

Продукты со сложными углеводами:

Высококалорийны
Содержат большое количество рафинированного сахара (кукурузный сироп, белый сахар, мед, фруктовые соки)
Содержат большое количество очищенного зерна (белая мука)
Имеют низкий уровень питательных веществ и пищевых волокон, и высокий уровень натрия в своем составе
Иногда имеют высокий уровень насыщенных жиров, холестерина и транс-жиров

Гликемический индекс

Совсем недавно диетологи сообщили, что важны не сами углеводы, но их гликемический индекс. Гликемический индекс показывает, как быстро углевод повышает сахар в крови.

Высокоуглеводные продукты, такие как выпечка, повышают уровень сахара очень быстро, низкоуглеводные продукты повышают его не так сильно и резко. В некоторых исследованиях (по данным Гарвардской медицинской школы) проводится параллель между высокоуглеводными продуктами и диабетом, ожирением, сердечными заболеваниями и некоторыми видами рака.

С другой стороны, в исследованиях сказано, что и низкоуглеводные диеты не приносят пользы. Исследование 2014 года, опубликованное в Журнале Американской медицинской ассоциации показало, что взрослые люди с избыточным весом, находящиеся на сбалансированной диете не обнаружили значительной пользы от диет, основанных на продуктах с низким гликемическим индексом. Ученые измеряли чувствительность к инсулину, систолическое артериальное давление, холестерин ЛПНП и холестерин ЛПВП и сделали вывод о том, что низкий гликемический индекс не улучшает показатели, но он уменьшил уровень триглицеридов.

Полезные свойства углеводов

Правильный выбор углеводов может принести пользу. Имеется в виду не только ваше здоровье, у них есть ряд и других положительных свойств. Итак, какого значение углеводов в организме человека?

Умственное состояние

Углеводы важны для умственного здоровья. В 2009 году Журнал Американской медицинской ассоциации опубликовал исследование, в котором сообщалось: люди на низкоуглеводной диете с высоким содержанием жиров в течение года испытывали больше беспокойства, депрессивных состояний и плохого настроения, чем те, кто придерживался высокоуглеводной диеты с низким содержанием жиров. Ученые предполагают, что углеводы способствуют выработке серотонина в мозге.

Кроме того, они положительно влияют на память. В 2008 году в университете Тафтса проводилось исследование, в ходе которого женщины с избыточным весом исключили углеводы из своего рациона на одну неделю. После чего, были проверены их когнитивные (познавательные) способности, визуальное внимание и пространственная память. Группа на низкоуглеводной диете, со сбалансированным количеством углеводов справилась лучше.

Потеря веса

Не смотря на то, что углеводы считаются одной из причин набора веса, при правильном подходе они могут помочь сбросить и поддерживать необходимый вес. Потому что правильные углеводы (цельные злаки, овощи с кожурой) содержат клетчатку. На низкоуглеводной диете сложно получить нужное количество клетчатки, а она способствует насыщению, и, как правило, содержится в низкокалорийных продуктах.

В 2009 году в журнале о правильном питании было опубликовано исследующее исследование: в течение 20 месяцев велось наблюдение за группой женщин. Было обнаружено, что те, кто употреблял продукты с клетчаткой, смогли потерять вес; у тех же, кто исключил такие продукты, вес продолжал расти. Другие исследования так же связывают потерю веса с низким содержанием жиров, но не углеводов.

Хотя некоторые исследования показали, что диеты с низким содержанием углеводов помогают людям сбросить вес, метаанализ, проведенный в 2015 году и опубликованный в «The Lancet», показал, что, если брать за основу долгосрочный период, низкое содержание жира и низкое содержание углеводов в диете имеют схожие показатели. На низкоуглеводной диете, на ранних этапах вес уходит быстрее, но через год результаты оказывались одинаковыми.

Источник питательных веществ

Фрукты и овощи, не подвергшиеся обработке известны содержанием питательных веществ. Некоторые даже называют суперпродуктами: листовая зелень, сладкий картофель, сочные ягоды, ароматные цитрусы и хрустящие яблоки – все они содержат углеводы.

Цельные злаки являются основным источником правильных углеводов. Большое исследование 2010 года журнала Американской диетической ассоциации показало, что те, кто питается продуктами с цельными злаками, получают больше клетчатки, энергии, полиненасыщенных жиров и все микронутриенты (за исключением витамина B12 и натрия). В 2014 году, дополнительное исследование журнала «Critical Reviews in Food Science and Nutrition» показало, что цельные злаки обладают антиоксидантами (ранее считалось, что они содержатся только во фруктах и овощах).

Сердечное здоровье

Клетчатка помогает снизить уровень холестерина, сообщает дипломированный диетолог и член «Совета Цельных Злаков» Келли Тупс. Пищеварительный процесс требует желчных кислот, которые частично образуются при холестерине. По мере улучшения пищеварения печень вытягивает холестерин из крови, чтобы создать больше желчных кислот, тем самым уменьшая количество ЛПНП («плохого» холестерина). Келли ссылается на исследование научного журнала «American Journal of Clinical Nutrition», в котором рассматриваются свойства цельного зерна полезные для пациентов, принимающих лекарства снижающие уровень холестерина (статины). Те, кто ежедневно употреблял более 16 граммов цельного зерна, имели более низкий уровень плохого холестерина.

Углеводный дефицит

Ограничение углеводов может вызвать ряд проблем со здоровьем. Организм не получает достаточное количество энергии, а без глюкозы подвержена риску центральная нервная система – появляется головокружение и слабость как физическая, так и эмоциональная (согласно данным Государственного университета штата Айовы). Дефицит глюкозы или низкий уровень сахара в крови называют гипогликемией.

Если организм не получает нужное ему количество углеводов, для энергии он начнет использовать белок, что плохо, т.к. белок необходим мышцам. Кроме того это наносит вред почкам и приводит к болезненному мочеиспусканию, согласно данным Университета города Цинциннати.

Люди, которые не употребляют достаточное количество углеводов, могут иметь недостаток клетчатки, что может вызвать проблемы с пищеварением и запоры.

Виды природных углеводов » Спортивный Мурманск

Выделяют три осноных вида углеводов:
Простые (быстрые) углеводы или сахара: моно- и дисахариды
Сложные (медленные) углеводы: олиго- и полисахариды
Неусваеваемые, или волокнистые, углеводы определяются как пищевая клетчатка.

Сахара
Различают два вида сахаров: моносахариды и дисахариды. Моносахариды содержат одну сахарную группу, как, например, глюкоза, фруктоза или галактоза. Дисахариды образованы остатками двух моносахаридов и представлены, в частности, сахарозой (обычный столовый сахар) и лактозой.

Сложные углеводы
Полисахариды представляют собой углеводы, содержащие три и более молекул простых углеводов. К данному виду углеводов относятся, в частности, декстрины, крахмалы, гликогены и целлюлозы. Источниками полисахаридов являются крупы, бобовые, картофель и другие овощи.

ВИДЫ УГЛЕВОДОВ, ИХ ИСТОЧНИКИ И ФУНКЦИИ

МОНОСАХАРИДЫ

ВИДЫ УГЛЕВОДОВ:
Глюкоза. Моносахарид, бесцветное кристаллическое вещество сладкого вкуса, содержится практически в каждой углеводной цепочке.
Виноград, хурма, бананы, яблоки, персики, все ягоды и свежие фруктовые соки.

В организме человека присутствует в крови.
ФУНКЦИИ:
1) Глюкоза вместе с кровью транспортируется для питания мозга, печени, работающих мышц, сердца при больших физических нагрузках используется как источник энергии.{banner_st-d-1}
2) Резервный запас глюкозы находится в мышцах и печени, он используется организмом при пиковых нагрузках, образуя глюкозу из аминокислот (изъятых из мышц) и триглицеридов (жировых молекул).
3) Все сложные углеводы сначала расщепляются до глюкозы и после усваиваются организмом.
Фруктоза.Фруктовый сахар в свободном виде присутствует почти во всех сладких ягодах и плодах, самый сладкий из сахаров.
Фрукты и ягоды (яблоки, груши, черная смородина, персики, малина, арбузы).Мед.

ФУНКЦИИ:
1) Фруктоза медленнее усваивается в кишечнике, чем глюкоза, поступая в кровь, не вызывает перенасыщения крови сахаром.
2) Фруктоза быстрее, чем глюкоза, превращается в гликоген. Высокая сладость фруктозы позволяет использовать ее в малом количестве.

Галактоза.Не встречается в свободной форме; в связанном с глюкозой виде он образует лактозу, молочный сахар.
Присутствует в лактозе и лактулозе.

ФУНКЦИИ:
Процесс превращения галактозы в лучше усвояемую глюкозу происходит в печени.

ДИСАХАРИДЫ
ВИДЫ УГЛЕВОДОВ:
Сахароза.Дисахарид, состоящий из комбинации фруктозы и глюкозы, имеет высокую растворимость. Попадая в кишечник, распадается на данные компоненты, которые затем всасываются в кровь.
1) Фрукты плоды и ягоды.
2) Сахарная свекла и тростник.
3) Кленовый сироп.

ФУНКЦИИ:
1) В организме расщепляется на глюкозу и фруктозу.
2) Сахароза имеет высокую растворимость. Иногда сахароза откладывается в качестве запасного питательного вещества.

Лактоза.
Молочный сахар, углевод группы дисахаридов, содержится в молоке и молочных продуктах.
Молоко и молочные продукты.{banner_st-d-2}
ФУНКЦИИ:
Непереносимость молока вызывает нарушения в работе пищеварения и расстройства желудка, это происходит, когда в организме недостает лактазы — расщепляющего энзима.

Мальтоза.
Солодовый сахар, легко усваивается организмом человека. Образуется в результате объединения двух молекул глюкозы. Мальтоза возникает в результате расщепления крахмалов в процессе пищеварения.
1) Злаки, проросшее зерно.
2) Пиво и дрожжи.
ФУНКЦИИ:
Мальтоза образуется при ферментативном расщеплении крахмала и гликогена в организме.

ПОЛИСАХАРИДЫ
Крахмал.
Порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Крахмал является наиболее распространенным углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания.<br />1) Пшеница, рис, бобовые, злаки.
2) Картофель
3) Хлеб, макароны, каши.

ФУНКЦИИ:
1) Длинные цепочки углеводов идеальны для создания долговременных запасов энергии.
2) В желудочном тракте человека крахмал поддается гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом.

Клетчатка.
Сложные углеводы, представляющие собой жесткие растительные структуры. Составная часть растительной пищи, которая не переваривается в организме человека, но играет огромную роль в его жизнедеятельности и пищеварении.
1) Пектины, овсяные и пшеничные отруби, овощи капуста, свекла.
2) Семена, орехи, бобовые.

ФУНКЦИИ:
1) Потребление достаточного количества клетчатки нормализует работу кишечника и способствует, очищению организма от шлаков и токсинов.
2) Снижает риск тучности, гипертонии, кишечных и сердечнососудистых заболеваний.
3) Человеку необходимо в день 25-30 г различных видов клетчатки, в том числе за счет потребления фруктов и овощей. В соотношении растворимой и нерастворимой клетчатки 3/1.

Мальтодекстрин.
Порошок белого или кремового цвета, со сладковатым вкусом, хорошо растворим в воде. Представляет собой промежуточный продукт ферментного расщепления растительного крахмала, в результате чего молекулы крахмала делятся на фрагменты — декстрины.
Получают искусственным путем ферментативного расщепления растительного крахмала.

ФУНКЦИИ:
1) Мальтодекстрин обычно используется в качестве компонента в производстве спортивных добавок, как источник энергии в гейнерах.
2) Добавляют в состав с целью улучшения консистенции, улучшения растворимости смесей и однородности.

ГЛИКОГЕН
Полисахарид, образованный остатками глюкозы; основной запасной углевод человека, нигде кроме организма не встречается Гликоген, образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы.
Запасы образуются в организме в печени и мышцах.
Излишки глюкозы организм откладывает в виде гликогена, при выполнении физических нагрузок организм расщепляет гликоген с помощью ферментов для производства энергии для питания.

Классификации углеводов

2. Классификация углеводов

углеводов, также известных как сахаридов , классифицируются в соответствии с количеством отдельных молекул углеводов в каждой химической структуре. Углеводные соединения, содержащие только одну молекулу углеводов, называются моносахаридами ; соединения с двумя углеводными молекулами называются диссархаридами ; и те соединения, которые содержат более двух молекул углеводов, называются полисахаридами .Все углеводы либо являются моносахаридами, либо могут быть гидролизованы (расщеплены) на два или более моносахаридов.

Для дальнейшего понимания этих различных классификаций углеводов моносахариды и дисахариды могут быть сгруппированы вместе и сравнены с полисахаридами. Это может быть сделано, потому что у моносахаридов и дисахаридов есть определенные общие черты.

Во-первых, они оба водорастворимы. Кроме того, они имеют сладкий вкус и кристаллическую структуру.Моносахариды и дисахариды называются сахаров , и все они имеют суффикс -оза , что означает сахар .

Полисахариды, в отличие от моно- и дисахаридов, нерастворимы в воде, не имеют сладкого вкуса и не образуют кристаллов. Кроме того, они не имеют общего суффикса и не имеют названия группы (например, сахаров в случае моноаридных дисахаридов). Иногда их называют крахмалом, но это технически неверно, потому что существует много других классификаций полисахаридов, помимо крахмалов (целлюлоза и гликоген — два, а декстрин — другое).

2.1 Моносахариды

Это единственный сахар, который может усваиваться и использоваться организмом. Дисахариды и полисахариды в конечном итоге должны расщепляться на моносахариды в процессе пищеварения, известном как гидролиз . Только тогда они могут быть использованы организмом. Три моносахарида особенно важны при изучении диетологии: глюкоза, фруктоза и галактоза.

2,2 Глюкоза (также известная как декстроза или виноградный сахар)

Этот моносахарид является наиболее важным углеводом в питании человека, потому что именно он синтезируется организмом для обеспечения своих энергетических потребностей.Глюкоза образуется в результате гидролиза ди- и полисахаридов, включая крахмал, декстрин, мальтозу, сахарозу и лактозу; из моносахарида фруктозы в основном при абсорбции; и от фруктозы и галактозы в печени во время метаболизма.

Глюкоза — это углевод, который содержится в кровотоке, и он является непосредственным источником энергии для клеток и тканей организма. Глюкоза также образуется, когда запасенные в организме углеводы (гликоген) расщепляются для использования.

В растительном мире широко распространена глюкоза.Он содержится во всех растениях и в древесном соке. Фрукты и овощи — полезные источники глюкозы. Он также присутствует в таких вредных для человека веществах, как патока, мед и кукурузный сироп.

2.3 Фруктоза (также известная как левулоза или фруктовый сахар)

Фруктоза, моносахарид, очень похож на другой моносахарид, галактозу. Эти два простых сахара имеют одну и ту же химическую формулу; однако расположение их химических групп в химической цепи различается.Фруктоза — самый сладкий из всех сахаров, она содержится во фруктах, овощах и нектаре цветов, а также в нездоровых (для человека) подсластителях, патоке и меде. В организме человека фруктоза образуется при гидролизе дисахарида сахарозы.

2,4 Галактоза

Галактоза отличается от других простых сахаров, глюкозы и фруктозы, тем, что не встречается в природе в свободном виде. Он вырабатывается в организме при переваривании лактозы, дисахарида.

2.5 дисахаридов

Дисахариды при гидролизе дают две молекулы моносахаридов. Три конкретных дисахарида заслуживают обсуждения на уроке диетологии: сахароза, мальтоза и лактоза.

2,6 Сахароза

Дисахарид, сахароза, состоит из одной молекулы каждого из двух моносахаридов — глюкозы и фруктозы. Сахароза содержится во фруктах и овощах, особенно в сахарной свекле (корнеплоды) и сахарном тростнике (трава). Рафинированный белый и коричневый сахар близок к 100% сахарозе, потому что почти все остальное (включая другие присутствующие виды сахаров, витамины, минералы и белки) было удалено в процессе очистки.Кленовый сироп и патока, как и рафинированный сахар, являются вредными подсластителями; оба содержат более 50% сахарозы. Само собой разумеется, что любые продукты, так называемые, содержащие значительное количество рафинированного сахара, содержат сахарозу.

2,7 Мальтоза (также известный как солодовый сахар)

Этот дисахарид, в отличие от сахарозы, не потребляется в больших количествах в обычном американском рационе. Он содержится в солодовых злаках, солодовом молоке и проросших зернах. Кроме того, кукурузный сироп на 26 процентов состоит из мальтозы, а кукурузный сахар — на 4 процента из мальтозы.Ни один из этих «продуктов» не является полезным, за исключением, пожалуй, проросших зерен.

Мальтоза присутствует в организме как промежуточный продукт переваривания крахмала. (Крахмал — это полисахарид.) При гидролизе мальтозы образуется две молекулы глюкозы.

2,8 Лактоза (также известная как молочный сахар)

Этот дисахарид содержится только в молоке. Грудное молоко содержит около 4,8 г на 100 мл, а коровье молоко — примерно 6,8 г на 100 мл. При гидролизе лактозы образуется одна единица моносахарида глюкозы и одна единица моносахарида галактозы.Фермент лактаза необходим для переваривания лактозы, а этот фермент отсутствует у большинства людей старше трех лет, если таковые имеются. Это одна из многих причин, почему молоко является вредной пищей для людей старше трех лет.

2,9 Полисахариды

Как и дисахариды, полисахариды не могут напрямую использоваться организмом. Сначала они должны быть разбиты на моносахариды, единственную форму сахара, которую может использовать организм.

Полисахариды содержат до 60 000 молекул простых углеводов.Эти молекулы углеводов расположены в длинных цепях либо в прямой, либо в разветвленной структуре. Существует четыре полисахарида, которые важны для изучения диетологии: крахмал, декстрин, гликоген и целлюлоза.

2,10 Крахмал

Крахмал широко распространен в растительном мире и находится в зернистой форме в клетках растений. Гранулы крахмала можно увидеть под микроскопом, и они различаются по размеру, форме и маркировке у разных растений. Гранулы крахмала пшеницы, например, имеют овальную форму; в то время как зерна кукурузного крахмала маленькие, округлые и угловатые.

Эти гранулы крахмала откладываются в органах хранения растений — в семенах, клубнях, корнях и сердцевине стебля. Они обеспечивают растение резервной пищей, поддерживают корень или клубень в течение зимы и питают растущий зародыш во время прорастания.

Большинство крахмалов представляют собой смесь двух различных молекулярных структур, амилозы и амилопектина. Первые имеют линейную структуру, а вторые — разветвленную или кустистую. Соотношение двух фракций варьируется в зависимости от вида растения.Например, картофельный крахмал и большинство злаковых крахмалов содержат примерно 15-30% амилозы. Но воскообразные зерна злаков, в том числе некоторые разновидности кукурузы, а также рис и зерновое сорго, наиболее полно содержат крахмал в виде амилопектина. Крахмалы в зеленом горошке и некоторых сортах сладкой кукурузы в основном состоят из амилозы.

Полисахариды, как упоминалось ранее, не растворимы в воде, как моно- и дисахариды. Хотя крахмал не растворяется в воде, его можно диспергировать в воде, нагретой до определенной температуры.Гранулы набухают и желатинизируются. При охлаждении желатин превращается в пасту. Считается, что желирующие свойства крахмалов обусловлены присутствием амилозы, в то время как амилопектин считается ответственным за липкие и когезионные свойства пасты.

2,11 Декстрин

Есть несколько «разновидностей» этого полисахарида. Декстрины чаще всего употребляются в вареном виде

крахмальных пищевых продуктов, так как они получаются из крахмала под действием тепла.Декстрины также являются промежуточными продуктами переваривания крахмала и образуются при действии амилаз на крахмалы. Они превращают дисахарид мальтозу при гидролизе.

2,12 Гликоген

Гликоген — резервный углевод в организме человека. Это для животных, как крахмал для растений. Гликоген очень похож на амилопектин, имеет высокую молекулярную массу и разветвленную структуру, состоящую из тысяч молекул глюкозы. Основное различие между гликогеном и амилопектином состоит в том, что у гликогена больше и более коротких ответвлений, что приводит к более компактной, похожей на куст молекулы с большей растворимостью и меньшей вязкостью (меньшей липкостью или липкостью).

Гликоген накапливается в основном в печени и мышцах животных. Около двух третей общего гликогена в организме хранится в мышцах, а около одной трети — в печени.

2,13 Целлюлоза

Как крахмал и гликоген, целлюлоза состоит из тысяч молекул глюкозы. Он содержит более 50% углерода растительности и является структурной составляющей клеточных стенок растений. Таким образом, целлюлоза является наиболее распространенным в природе органическим веществом.Он характеризуется нерастворимостью, химической инертностью и физической жесткостью. Этот полисахарид может перевариваться только травоядными, такими как коровы, овцы, лошади и т. Д., Поскольку у этих животных в рубцах (желудках) есть бактерии, ферментные системы которых расщепляют молекулы целлюлозы. У людей нет фермента, необходимого для переваривания целлюлозы, поэтому она проходит через пищеварительный тракт без изменений.

видов углеводов | ADA

Знаете ли вы, что в пище есть три основных типа углеводов? Есть

Вы также услышите такие термины, как натуральный сахар, добавленный сахар, низкокалорийные подсластители, сахарные спирты, подсластители с пониженным содержанием калорий, обработанные зерна, обогащенные зерна, сложные углеводы, сладости, очищенные зерна и цельные зерна.

Неудивительно, что знание того, какие углеводы и сколько нужно есть, может сбивать с толку!

На этикетке пищевой ценности термин «общие углеводы» включает все три типа углеводов.Это число, на которое следует обратить внимание, если вы подсчитываете углеводы.

Крахмал

Продукты с высоким содержанием инстарха, включая:

Крахмалистые овощи, такие как горох, кукуруза, фасоль и картофель
Сушеные бобы, чечевица и горох, например фасоль пинто, фасоль, черноглазый горох и колотый горох
Зерновые, такие как овес, ячмень и рис. (Большинство зерновых продуктов в США производится из пшеничной муки.Сюда входят макароны, хлеб и крекеры, но ассортимент расширяется за счет включения и других злаков.)

Группу зерна можно разделить на цельнозерновые или очищенные.

Зерно состоит из трех частей:

Отруби — это внешняя твердая оболочка зерна. Это та часть зерна, которая обеспечивает наибольшее количество витаминов и минералов группы B.

Зародыш — следующий слой, он насыщен питательными веществами, включая незаменимые жирные кислоты и витамин Е.

Эндосперм — это мягкая часть в центре зерна. Он содержит крахмал. Цельное зерно означает, что в пище находится все зерно.

Если вы едите цельнозерновую пищу, она содержит отруби, зародыши и эндосперм, поэтому вы получаете все питательные вещества, которые есть в цельнозерновых продуктах. Если вы едите рафинированную зерновую пищу, она содержит только эндосперм или крахмалосодержащую часть, поэтому вы упускаете много витаминов и минералов. Поскольку цельные зерна содержат цельные зерна, они намного более питательны, чем очищенные зерна.

Сахар

Сахар — это еще один вид углеводов. Вы также можете слышать, как сахар называют простым или быстродействующим углеводом.

Существует два основных типа сахара:

сахара природного происхождения, например, в молоке или фруктах
добавленных сахаров, например, добавленных во время обработки, таких как фруктовые консервы в густом сиропе или сахара, добавленного для изготовления печенья

На этикетке с указанием пищевой ценности количество граммов сахара включает добавленный и натуральный сахар.

Есть много разных названий сахара. Примеры общеупотребительных названий: столовый сахар, коричневый сахар, патока, мед, свекольный сахар, тростниковый сахар, кондитерский сахар, сахарная пудра, сахар-сырец, турбинадо, кленовый сироп, сироп с высоким содержанием фруктозы кукурузы, нектар агавы и сироп сахарного тростника.

Вы также можете увидеть столовый сахар под его химическим названием — сахароза. Фруктовый сахар также известен как фруктоза, а сахар в молоке — лактоза. Вы можете распознать другие сахара на этикетках, потому что их химические названия также заканчиваются на «-ose.«Например, глюкоза (также называемая декстрозой), фруктоза (также называемая левулозой), лактоза и мальтоза.

Если вы ищете информацию об искусственных подсластителях, попробуйте этот раздел.

Волокно

Клетчатка поступает из растительных продуктов, поэтому в продуктах животного происхождения, таких как молоко, яйца, мясо, птица и рыба, клетчатка отсутствует.

Клетчатка — это неперевариваемая часть растительной пищи, включая фрукты, овощи, цельнозерновые, орехи и бобовые. Когда вы потребляете пищевые волокна, большая их часть проходит через кишечник и не переваривается.

Для хорошего здоровья взрослым нужно стараться съедать от 25 до 30 граммов клетчатки каждый день. Большинство американцев не потребляют достаточное количество клетчатки в своем рационе, поэтому, хотя стремиться к этой цели разумно, любое увеличение клетчатки в вашем рационе может быть полезным. Большинство из нас получают только половину от рекомендованного.

Клетчатка способствует здоровью пищеварительной системы, помогает поддерживать нормальный ритм и помогает чувствовать сытость и удовлетворение после еды.

Некоторые считают, что диета с высоким содержанием клетчатки приносит дополнительную пользу для здоровья, например, снижает уровень холестерина, так что это может быть дополнительным преимуществом.

Хорошие источники пищевых волокон:

Фасоль и бобовые. Вспомните черную фасоль, фасоль, пинто, нут (гарбанзо), белую фасоль и чечевицу.
Фрукты и овощи, особенно со съедобной кожицей (например, яблоки, кукуруза и бобы) и со съедобными семенами (например, ягоды).

Цельнозерновые, например:
Макаронные изделия из цельной пшеницы
Цельнозерновые хлопья (ищите те, которые содержат три грамма пищевых волокон или более на порцию, включая те, которые сделаны из цельной пшеницы, пшеничных отрубей и овса.)
Цельнозерновой хлеб (Чтобы быть хорошим источником клетчатки, один ломтик хлеба должен содержать не менее трех граммов клетчатки. Еще одно хорошее указание: ищите хлеб, в котором первым ингредиентом является цельное зерно. Например, цельнозерновой или овсяный. ) Многие зерновые продукты теперь содержат «двойное волокно» с добавлением дополнительных волокон.
Орехи — попробуйте разные виды. Арахис, грецкие орехи и миндаль являются хорошим источником клетчатки и полезных жиров, но следите за размером порций, потому что они также содержат много калорий в небольшом количестве.

В целом, отличный источник клетчатки содержит пять или более граммов на порцию, тогда как хороший источник клетчатки содержит 2,5 — 4,9 грамма на порцию.

Лучше получать клетчатку из пищи, чем принимать добавки. Помимо клетчатки, эти продукты богаты питательными веществами и содержат много важных витаминов и минералов. Фактически, они могут содержать питательные вещества, которые еще даже не были обнаружены!

Также важно постепенно увеличивать потребление клетчатки, чтобы предотвратить раздражение желудка, и увеличивать потребление воды и других жидкостей для предотвращения запоров.

разнообразие, свойства и функции — Студопедия

Углеводы: разнообразие, свойства и функции

значение и функции углеводов в организме человека

Типы углеводов

Простые:

Сложные:

Переваривание и усвоение углеводов

Накопление глюкозы в виде гликогена

Роль гликогена в физической активности

Трансформация глюкозы в жир

Гликемический индекс

Таблица гликемических индексов продуктов:

Качественные источники углеводов

Источники сложных углеводов

Источники простых углеводов (Натуральные)

Углеводы и физическая активность

Необходимое количество углеводов в сутки

Пищевые волокна (клетчатка)

Виды углеводов, их свойства и функции

Зачем человеку нужны углеводы?

Дефицит

Избыток

Норма

Углеводы: виды, свойства

Простые углеводы

Сложные углеводы

Заключение

Углеводы: химические свойства, способы получения и строение

По числу структурных звеньев

По числу атомов углерода в молекуле

По размеру кольца в циклической форме молекулы

1. Горение

2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотой

Химические свойства глюкозы

Водный раствор глюкозы

Качественная реакция на многоатомные спирты: реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II)

Реакции на карбонильную группу — CH=O

Получение глюкозы

Гидролиз крахмала

Синтез из формальдегида

Фотосинтез

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11

Мальтоза С12Н22О11

Крахмал

Свойства крахмала

Целлюлоза

Свойства целлюлозы

Что такое углеводы, их значение для организма и в чем они содержаться

Какую функцию выполняют углеводы

Виды углеводов

Сахара, крахмалы и волокна

Классификация углеводов: простые и сложные углеводы

В каких продуктах содержатся углеводы?

Гликемический индекс

Полезные свойства углеводов

Умственное состояние

Потеря веса

Источник питательных веществ

Сердечное здоровье

Углеводный дефицит

Виды природных углеводов » Спортивный Мурманск

Классификации углеводов

2. Классификация углеводов

2.1 Моносахариды

2,2 Глюкоза (также известная как декстроза или виноградный сахар)

2.3 Фруктоза (также известная как левулоза или фруктовый сахар)

2,4 Галактоза

2.5 дисахаридов

2,6 Сахароза

2,7 Мальтоза (также известный как солодовый сахар)

2,8 Лактоза (также известная как молочный сахар)

2,9 Полисахариды

2,10 Крахмал

2,11 Декстрин

2,12 Гликоген

2,13 Целлюлоза

видов углеводов | ADA

Крахмал

Сахар

Волокно

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С₁₂Н₂₂О₁₁

Мальтоза С₁₂Н₂₂О₁₁