• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Роль вуглеводів в організмі

ГЛАВА 5. ВУГЛЕВОДИ ТА ЇХ ЗНАЧЕННЯ

У ХАРЧУВАННІ ЛЮДИНИ

Роль вуглеводів в організмі

Вуглеводам у харчуванні належить виключно важлива роль. Для людини вони є основним джерелом енергії, що легко утилізується і є необхідною для життєдіяльності всіх клітин тканин та органів, особливо мозку, серця, м’язів. Під час окислення 1 г вуглеводів в організмі утворюється 4 ккал.

Джерелами вуглеводів у харчуванні є рослини, в них вуглеводи становлять 80-90 % сухої маси. Процес утворення цих речовин відбувається завдяки асиміляції хлорофілом СО₂ повітря при дії енергії сонячних променів (фотосинтез). Кисень, що утворюється при цьому, виділяється в атмосферу, а з вуглецю синтезується низка органічних речовин, в тому числі крохмаль, який накопичується в корінні, плодах та інших частинах рослин. Вивільнення кисню в процесі фотосинтезу є найважливішим джерелом його утворення в атмосфері.

Роль вуглеводів в організмі людини не обмежується їх значенням як джерела енергії. Ця група речовин та їх похідні входять до складу різноманітних тканин та рідин, тобто є пластичними матеріалами. Так, сполучна тканина містить мукополісахариди, до складу яких входять вуглеводи та їх похідні.

Регуляторна функція вуглеводів різноманітна. Вони протидіють накопиченню кетонових тіл під час окислення жирів. Так, при порушенні обміну вуглеводів, наприклад при цукровому діабеті, розвивається ацидоз.

Відчуття солодкого, яке сприймається рецепторами язика, тонізує центральну нервову систему.

Деякі вуглеводи та їх похідні мають біологічну активність, виконуючи в організмі спеціалізовані функції. Наприклад, гепарин запобігає коагуляції крові в судинах, гіалуронова кислота перешкоджає проникненню бактерій через клітинну оболонку та ін.

Велике значення вуглеводів та їх похідних у захисних реакціях організму, особливо тих, що відбуваються в печінці. Так, глюкуронова кислота з’єднується з деякими токсичними речовинами, утворюючи нетоксичні складні ефіри, які завдяки розчинності в воді видаляються з організму із сечею. Суттєво важливою є відсутність токсичних властивостей проміжних продуктів обміну вуглеводів.

Для фізіологічної дії вуглеводів має значення їх якість та кількість. До складу харчових продуктів входять три групи вуглеводів: моносахариди (глюкоза, фруктоза), олігосахариди (дисахариди, трисахариди), гомополісахариди (крохмаль, глікоген, клітковина, пектинові речовини), гетерополісахариди - мукополісахариди, основу яких становить аміноцукор та галактуронова кислота (рис.5.1).

За харчовою цінністю вуглеводи поділяються на засвоювані та незасвоювані. Засвоювані вуглеводи перетравлюються у травному тракті людини, продукти гідролізу всмоктуються в тонкому кишечнику і входять до метаболічних процесів. До засвоюваних вуглеводів відносяться моносахариди (глюкоза, фруктоза, галактоза), олігосахариди (сахароза, лактоза, мальтоза), полісахариди (крохмаль, декстрини, глікоген). Незасвоювані вуглеводи – це харчові волокна.

Вміст засвоюваних вуглеводів у продуктах рослинного походження

Рис. 5.1 – Класифікація вуглеводів

наведено у табл. 5.1.

З моносахаридів найбільшу поживну цінність мають глюкоза, фруктоза, галактоза, маноза, ксилоза.

Важливе значення має фруктоза для хворих на цукровий діабет, бо її обмін в організмі відбувається за участю ферментів, активність яких не залежить від наявності інсуліну. Перевага вживання джерел фруктози порівняно з глюкозою пов’язана також з різним ступенем солодкості цих вуглеводів.

Таблиця 5.1– Вміст засвоюваних вуглеводів у продуктах рослинного походження

Якщо прийняти солодкість сахарози (буряковий або тростинний цукор) за 100, то цей показник для фруктози дорівнює 173, інвертного цукру - 130, глюкози - 74, ксилози - 40, мальтози - 32,5, галактози - 32,1, лактози - 16. Висока солодкість фруктози дозволяє використовувати менші кількості її для придання смаку продуктам та напоям, що має особливо важливе значення для харчових раціонів обмеженої калорійності. У кавуні, дині, яблуці, груші, чорній смородині фруктоза переважає глюкозу. Джерелом сахарози є буряк, мед, фрукти, ягоди, буряковий та тростинний цукор.

Основними харчовими дисахаридами є сахароза та лактоза. Дисахариди мають нескладну структуру, що обумовлює їх легке розщеплення ферментами травного тракту. Всі вони розчиняються у воді та швидко засвоюються.

Моносахарид галактоза у вільному вигляді в харчових продуктах не зустрічається. Вона є продуктом розщеплення молочного цукру. Дисахарид лактоза міститься тільки в молоці та молочних продуктах. Гідроліз лактози в кишечнику відбувається повільно, через це обмежуються процеси бродіння та нормалізується діяльність кишкової мікрофлори. Крім того, надходження лактози в кишково-шлунковий тракт сприяє розвитку молочно-кислих бактерій, які є антагоністами гнильних мікроорганізмів.

Крохмаль - складний вуглевод. Він безпосередньо не засвоюється в кишечнику і попередньо зазнає впливу дії a-амілази. Мальтоза, що при цьому утворюється, потім розщеплюється до глюкози, яка всмоктується стінками тонкого кишечнику та надходить у кров. Цей процес відбувається поступово, і тому вживання крохмалю не викликає швидкого збільшення вмісту глюкози в крові, особливо тому, що в рослинних продуктах він захищений клітковиною від безпосередньої дії травних ферментів. Швидке підвищення рівня глюкози в крові викликають моно- і дисахариди, особливо сахароза. На ворсинах тонкого кишечнику з неї та інших дисахаридів вивільнюються залишки глюкози, які швидко надходять у кров та при надмірному вживанні вуглеводів призводять до різкого підняття рівня глюкози у крові. У лужному вмісті кишечнику фруктоза частково переходить у глюкозу. При вживанні фруктози рівень глюкози у крові збільшується повільніше. У печінці фруктоза та галактоза перетворюються в основному на глікоген, однак частина цих моносахаридів надходить у кров.

Глікемічна реакція організму людини на вживання їжі залежить від швидкості її споживання. Під час повільного вживання їжі – реакція виражається в меншій мірі.

Ретельне жування має протилежний вплив – чим ретельніше пережовується їжа, тим вище рівень глюкози в крові.

Перетравлення крохмалів залежить від їх природи. Крохмаль з великим вмістом амілопектину перетравлюється легше, ніж крохмаль, який містить більше амілози, тому що розгалужена молекула амілопектину більш доступна для ферментів.

На доступність крохмалю впливають також режим кулінарної обробки, наявність структур продукту, що не перетравлюються, гістологічні особливості клітин та хімічний склад продукту. Вона зменшується під час утворення міцних комплексів крохмалю з білком.

Зменшують швидкість гідролізу крохмалю наявність інгібіторів a-амілази, харчових волокон та антинутрієнтів (фітатів, лектинів, танінів).

Джерелом крохмалю є зернові, бобові, крупи, картопля. На частку крохмалю припадає близько 80 % вуглеводів, що вживаються.

Глікоген – “тваринний крохмаль” – міститься в різних кількостях в органах та тканинах тварин. Він використовується ними як енергетичний матеріал. З їжею глікоген практично не надходить, бо руйнується в процесі дозрівання м’яса забійних тварин.

Для позначення вуглеводів рослинного походження вживають термін “харчові волокна”, які являють собою суміш різноманітних полісахаридів та лігніну у сполученні з речовиною оболонок рослинних клітин. Харчові волокна складаються із структурних полісахаридів целюлози, геміцелюлози, пектинових речовин та лігніну і неструктурних полісахаридів, які зустрічаються у натуральному вигляді у продуктах харчування (камеді, слизи) та використовуються як харчові добавки.

Харчові волокна є гомогенні (целюлоза, пектин, альгінова кислота, лігнін) та гетерогенні (целюлозолігнінові комплекси та ін.).

Враховуючи значний вплив на властивості харчових волокон сировини, з якої їх отримують визначають: харчові волокна нижчих рослин – водоростей, грибів; харчові волокна вищих рослин – злаків, трави, деревини.

За фізико-хімічними, хімічними особливостями розрізняють такі групи харчових волокон: розчинні у воді (пектин, альгінова кислота); малорозчинні та нерозчинні (ксилони, целюлоза, особливо вуглеводні комплекси та ін.).

За медико-біологічними властивостями виділяють харчові волокна, що впливають: на обмін ліпідів: до цієї групи відносять харчові волокна пшоняних висівок, трави, виноградних вичавок, пектини, целюлозу, легнін; на обмін вуглеводів: харчові волокна трави, пектини; на обмін амінокислот та білків: глюкоманани; на обмін мінеральних та інших речовин: харчові волокна висівок, буряків та ін.

Целюлоза (клітковина) міститься в рослинах. Вона утворює оболонки клітин і є опірною речовиною.

Целюлоза – полімер Д-глюкози – основний структурний компонент оболонки рослинної клітини.

Геміцелюлоза – полісахарид клітинної оболонки, який складається з розгалужених полімерів гексоз Д-ряду: галактози, ксилози, арабінози та ін. Обидва ці полісахариди зв’язують воду, а геміцелюлоза, крім того, і катіони.

Лігніни – безвуглеводні речовини клітинної оболонки, які складаються з полімерів ароматичних спиртів. Вони огортають целюлозу і геміцелюлозу та інгібують розщеплення вуглеводів клітинної оболонки ферментами бактерій. Лігнін здатний зв’язувати в кишечнику солі жовчних кислот та впливати на швидкість абсорбції харчових речовин.

Камеді – складні неструктуровані полісахариди, які складаються з глюкуронової та галактуронової кислот, що не є речовинами клітинної оболонки. Вони розчинні в воді, здатні зв’язувати елементи з парною валентністю. У харчовій промисловості використовують такі камеді: гуміарабік, камедь рожкового дерева, караваєма камедь та ін.

Целюлоза не використовується в організмі людини як джерело глюкози, тому що не перетравлюється ферментами кишечнику. Однак деякі бактерії продукують фермент - целюлазу, яка каталізує гідроліз клітковини. Під дією цього ферменту целюлоза розщеплюється з утворенням розчинних сполук, які частково всмоктуються. Чим ніжніша клітковина (менш інкрустована мінеральними речовинами), тим краще вона розщеплюється. Така клітковина міститься в картоплі та інших овочах. Важливою є роль клітковини як стимулятора перистальтики кишечнику. Вона та інші баластні речовини в кишечнику адсорбують стероли, в тому числі холестерол, перешкоджаючи зворотному їх всмоктуванню, сприяючи виведенню з організму. Клітковина грає роль в нормалізації мікрофлори кишечнику, в зменшенні гнильних процесів, перешкоджає всмоктуванню отруйних речовин.

Багаті на клітковину раціони викликають збільшення маси фекалій та підвищують швидкість транспортування речовин через товстий кишечник. Дія клітковини на масу фекалій пояснюється абсорбцією води, збільшенням маси та активності мікрофлори, яка населяє товстий кишечник. Під впливом клітковини знижується абсорбція мінеральних речовин (Ca, Mg, Zn, Cu, Fe), що призводить до зниження вмісту кальцію та магнію в крові.

Недостатнє вживання клітковини призводить до уповільнення просування харчової кашки по кишечнику, до подразнення його слизової оболонки, розвитку дивертикульозу, який широко розповсюджений серед міського населення економічно розвинених країн.

Пектинові речовини – полісахариди рослинного походження, до їх складу входять залишки галактуронової кислоти. Вони складають основу фруктових гелів. Розрізняють два види пектинових речовин: пектини та протопектини. Пектини, розчинні в воді, утворюють колоїдні розчини. Протопектини нерозчинні в воді, тому що в своєму складі, крім пектинів, вони містять клітковину. Під впливом ферменту протопектинази протопектин переходить в розчинні сполуки та целюлозу. Пектини повністю метаболізуються в кишечнику людини. Вони уповільнюють переміщення залишків їжі в товстій кишці, підвищуючи в’язкість складових частин.

У зв’язку з поширенням серед населення таких хвороб цивілізації, як надмірна маса тіла та цукровий діабет, є актуальною проблема розробки та використання замінників цукру. Замінники цукру розділяють на натуральні, підсолоджувальні речовини рослинного походження та солодкі речовини хімічної природи.

До натуральних замінників цукру відносять: фруктозу, глюкозофосфорний сироп, глюкозогалактозний сироп, сорбіт, ксиліт, маніт. Підсолоджувальною речовиною рослинного походження, яка найбільше застосовується, є стевіозид. До хімічних (синтетичних) солодких речовин відносять: сахарин, цикламати, аспартам, усал та ін.

Похідними вуглеводами є сорбіт та ксиліт, які містяться в невеликих кількостях у тканинах людини. Ці речовини мають солодкий смак та застосовуються як замінники цукру. Солодкість сорбіту майже вдвоє нижча, ніж цукру. При додаванні до чаю цього замінника відчувається деякий сторонній присмак.

Ксиліт (приблизно такий же солодкий, як цукор) володіє охолоджувальними властивостями, напоям та виробам не додає стороннього смаку. Сорбіт одержують в процесі виробництва аскорбінової кислоти з глюкози; ксиліт – з качанів кукурудзи, бавовняної лузги. Калорійність сорбіту становить 3,53 ккал/г, ксиліту – 3,67 ккал/г, тобто близька до енергетичної цінності вуглеводів.

В організмі ксиліт та сорбіт розщеплюються до СО₂ та Н₂О, не викликають підвищення рівня глюкози в крові, тому їх використовують у раціонах хворих на цукровий діабет.

Аспартам складається з аспарагіну, фенілаланіну та метилового спирту. При розщепленні 1 г аспартаму виділяється 4 ккал. Він не стійкий при високій температурі та водних розчинах. Добова доза аспартаму складає 40 мг/кг маси тіла.

Цикламат – основний продукт обміну циклогексиламіну, який має канцерогенні властивості, через що заборонений у багатьох країнах.

Сахарин – найбільш поширений замінник цукру хімічної природи. У високих дозах викликає рак сечового міхура експериментальних тварин.

Стевіозид – глікоалкалоїд, який одержують з рослини стевії, широко використовується у багатьох країнах світу.

Читайте також:

1. Абсорбція лікарської речовини в організмі.
2. АДАПТИВНІ РЕАКЦІЇ МІКРООРГАНІЗМІВ НА СТРЕСОВІ ДІЇ.
3. Аеробне окислення вуглеводів.
4. Анаеробний розклад вуглеводів.
5. Бактеріофаг, його природа і практичне застосування. Вплив бактеріофага на мінливість мікроорганізмів.
6. Білки, властивості, роль в життєдіяльності організмів.
7. Біотрансформація лікарської речовини в організмі.
8. Біохімічні зміни в організмі при розтренуванні і перетренуванні
9. Біоценоз – це сукупність усіх живих організмів в рамках даної екосистеми.
10. Виводяться з організму. Тривалий час утримуються в організмі також еле1
11. Вивчення древніх залишків організмів і слідів їх життєдіяльності з метою фаціального аналізу
12. Визначення протеолітичних властивостей мікроорганізмів

Переглядів: 9408