Для активной деятельности человеческий организм должен получать ежедневную норму энергии. Без этого он не сможет выполнять даже простейшие задачи, а это гарантирует проблемы со здоровьем и ухудшение общего самочувствия. Углеводы – это поставщики той самой энергии, незаменимые для нормальной работы всех систем.
Зачем нужны углеводы? Чем грозит их избыток и недостаток, какими они бывают, что относится к углеводам и в каких продуктах они содержатся? Все эти вопросы будут рассмотрены в статье.
Потреблять хотя бы минимальную дневную норму углеводов важно в первую очередь потому, что эти вещества – основной энергетический источник организма. Это первостепенная, но далеко не единственная их функция. Помимо поставки энергии, углеводы выполняют следующие задачи:
Пренебрегать углеводосодержащей пищей нельзя, особенно людям, чей образ жизни требует постоянного движения и больших затрат энергии. В случае углеводного дефицита в человеческом организме неизбежно возникнут нарушения и появятся неприятные симптомы, а именно:
Но и сильно превышать норму не следует – это не всегда безопасно. Из-за переизбытка углеводов могут наблюдаться:
Все эти симптомы дает излишек сахара. Вдобавок, человека в случае неумеренного потребления углеводов ждет быстрый набор веса – инсулин, борющийся с излишками поступающей глюкозы, будет преобразовывать ее в жир.
Среднесуточная норма углеводов зависит от многих факторов – образа жизни человека, его возраста, массы, внешних условий. Оптимальным вариантом принято считать 300-450г в сутки. Человеку трудоспособного возраста необходимо потреблять около 50г простых углеводов и 300-400г сложных ежедневно.
Больше всего в углеводах нуждаются дети. Растущий организм требует больше энергии, поэтому важно следить, чтобы в рационе ребенка этих веществ было достаточно.
Важно!
Минимальный уровень суточного потребления углеводов составляет 100г. В случае несоблюдения этого правила в работе организма начинаются серьезные проблемы.
Углеводы подразделяются на две категории, а именно на простые и сложные.
В процессе окисления углеводы расщепляются и перерабатываются до глюкозы. В кровь выбрасывается сахар, причем его количество зависит от объема и качества съеденной углеводосодержащей пищи. Чем проще углевод, тем больше сахара поступит в организм во время его распада.
Повышенное содержание сахара провоцирует выработку гормона инсулина. Он распределяет энергию между клетками, а ее избыток запасается организмом в печени. После потребления углеводов уровень сахара будет падать и в течение нескольких часов придет в норму.
По степени усвояемости углеводы подразделяются на три группы:
Растительные углеводы тоже можно разделить на категории:
К последним относят крахмал, целлюлозу и пектины. Поставляет энергию только крахмал, действие пектинов и целлюлозы направлено на выведение из организма шлаков и токсинов.
Важно знать, какие продукты относятся к белкам и жирам, а какие – к углеводам, чтобы еда с правильными ингредиентами составляла ваш рацион и обеспечивала здоровое питание.
И сложные, и простые углеводы по-своему важны. Простые представители рекомендуются в случае, когда нужно в короткий срок восстановить силы после тяжелой физической нагрузки – например, тренировки. Мгновенный выброс сахара в кровь даст организму необходимую энергию. Лучше всего подойдет пища, богатая моносахаридами и дисахаридами, к примеру, мед или шоколад.
Сложные углеводы подойдут в том случае, если работа займет долгий промежуток времени. Они будут усваиваться медленнее и дадут ощущение сытости на несколько часов.
При похудении будет лучше ограничиться только сложными углеводами – много сахара в организме помешает избавлению от лишнего веса. И стоит помнить, что простые углеводы большом количестве опасны и могут принести вред организму.
Этот макронутриент входит в состав самых разнообразных продуктов питания. Но не все они одинаково полезны, поэтому важно уметь классифицировать продукты богатые углеводами, чтобы питаться правильно. Сложных углеводов в рационе должно быть в шесть-семь раз больше, чем простых.
Простые углеводы содержат:
К продуктам с содержанием сложных углеводов относятся:
Как можно заметить, список где, содержатся простые углеводы, почти целиком состоит из сладостей. Поэтому при составлении диет рекомендуют исключить прежде всего их – организм не сможет делать новые жировые запасы, просто потому, что излишка глюкозы у него для этого не будет. Но не стоит отказываться от сложных углеводов, это не только бесполезно, но и вредно.
sportfood.info
Решили следить за питанием, за соотношением белков, жиров и углеводов? Про белки и жиры, когда-то слышали, а вот что относится к углеводам? С чем их есть? Откуда достать? Какие продукты содержат простые углеводы, а какие – сложные, это мы разберем в статье.
Доброго времени суток, друзья. С вами Светлана Морозова. Чтобы выстроить здоровый и сильный организм, который и в преклонные годы будет хоть куда, надо знать, из чего строить. И сегодня мы снова поговорим о питании. А именно, про углеводы.
Итак, что относится к углеводам? Давайте вспомним школьные уроки химии. Даже если хотелось бы забыть. Все мы учили, что углеводы делят на простые и сложные, или быстрые и медленные. Это зависит от строения молекулы. Сложные углеводы при переваривании распадаются на простые, поэтому перевариваются дольше. Разберем, что к чему относится:
Отлично подойдет в качестве перекуса, если надо экстренно подзарядиться перед экзаменом, выступлением.
Сюда относятся полисахариды, в них несколько молекул сахаров. Что входит сюда: крахмал, гликоген, целлюлоза, клетчатка, хитин.
Ежедневно в пище мы получаем много углеводов. Какие продукты содержат простые углеводы, а какие – сложные, это мы разберем в списке.
Я знаю, многие считают, что быстрые углеводы вредные, а вот медленные – наоборот. Вовсе нет, бывает, что низкий гликемический индекс – еще не показатель полезности. Например, у арбуза в котором много простых углеводов, этот индекс высокий, а калорийность маленькая и он не повышает глюкозу в крови. А вот у картофеля или тех же макарон – всё наоборот.
Сейчас очень популярно мнение, что если хочешь похудеть, то углеводную пищу и в рот не бери. Это в корне неверно. Почему?
Подозреваю, что основной контингент читателей этой статьи – люди, которые хотят знать, как питаться, чтобы похудеть.
1.Углеводам – быть. В чем секрет здорового похудения, думаю все знают. Но хочу напомнить лишний раз, потому что это – самое главное. Обмен веществ. Все наши попытки снизить вес показывают, что обмен веществ был нарушен, раз лишний вес-таки набран. Наша задача – восстановить обменные процессы. Поэтому, есть мы должны всё. Ни в коем случае не бросаемся грудью на амбразуру, не садимся на однобокие диеты, где требуют полностью отказаться от углеводов. Или жиров, белка. Вопрос только в соотношении БЖУ и калорий.
Вы – заядлый спортсмен, ну, или работа у вас изматывающая физически, нужно есть от 500 г ежедневно и больше.
2. Простые углеводы – не изгои. Нельзя отказываться от них полностью. Конечно, основа – это то, что богато сложными углеводами – клетчаткой и пектином, т. е. преимущество должно быть у злаков и овощей. Но простых должно быть не меньше четверти от всего количества углеводов.
3. БЖУ. К жирам и белкам тоже относимся внимательно. Если перед вами встал выбор, что лучше урезать, углеводы или белки, то белков лучше пусть будет немного больше. На 5-10%.
Это что касается рациона за весь день. За один приём пищи углеводы лучше не сочетать с белками и кислыми продуктами, а то будут мешать друг другу усвоиться.
Ну, что друзья мои. Надеюсь, полностью утолила ваш информационный голод касательно углеводов.
Подпишитесь, чтобы не пропустить обновления блога. И делитесь с друзьями в соцсетях понравившимися статьями.
Всем пока!
Этой статьей стоит поделиться
Добавить в закладки
smotrivita.ru
Углеводы являются основным и легко доступным источником энергии для организма человека. Все углеводы представляют собой сложные молекулы состоящие из углерода(С), водорода(H) и кислорода(O), название происходит от слов «уголь» и «вода».
Из известных нам основных источников энергии, можно выделить три:
- углеводы ( до 2% запасов )- жиры ( до 80% запасов )- белки ( до 18% запасов )
Углеводы являются самым быстрым топливом, которое в первую очередь используется для производства энергии, но их запасы очень малы (в среднем 2% от общего объема) т.к. для их накопления требуется много воды (для задержки 1г углеводов нужно 4г воды), а для отложения жиров вода не требуется.
Основные запасы углеводов хранятся в организме в виде гликогена ( сложный углевод ). Большая его масса содержится в мышцах (около 70%), остальное в печени (30%).Все остальные функции углеводов а так же их химическое строение вы можете узнать тут
Углеводы в продуктах питания, классифицируются следующим образом.
Виды углеводов.
Углеводы, в простой классификации делятся на два основных класса: простые и сложные. Простые, в свою очередь состоят из моносахаридов и олигосахаридов, сложные из полисахаридов и волокнистых.
Простые углеводы.
МоносахаридыГлюкоза («виноградный сахар», декстроза).Глюкоза – наиболее важный из всех моносахаридов, так как она является структурной единицей большинства пищевых ди- и полисахаридов. В организме человека глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Способностью усваивать глюкозу обладают все клетки организма животных. В то же время, способностью использовать другие источники энергии — например, свободные жирные кислоты и глицерин, фруктозу или молочную кислоту — обладают не все клетки организма, а лишь некоторые их типы. В процессе обмена веществ они расщепляются на отдельные молекулы моносахаридов, которые в ходе многостадийных химических реакций превращаются в другие вещества и в конечном итоге окисляются до углекислого газа и воды – используются как «топливо» для клеток. Глюкоза – необходимый компонент обмена углеводов. При снижении ее уровня в крови или высокой концентрации и невозможности использования, как это происходит при диабете, наступает сонливость, может наступить потеря сознания ( гипогликемическая кома ).Глюкоза «в чистом виде», как моносахарид, содержится в овощах и фруктах. Особенно богаты глюкозой виноград – 7,8%, черешня, вишня – 5,5%, малина – 3,9%, земляника – 2,7%, слива – 2,5%, арбуз – 2,4%. Из овощей больше всего глюкозы содержится в тыкве – 2,6%, в белокочанной капусте – 2,6%, в моркови – 2,5%.Глюкоза обладает меньшей сладостью, чем самый известный дисахарид – сахароза. Если принять сладость сахарозы за 100 единиц, то сладость глюкозы составит 74 единицы.
Фруктоза (фруктовый сахар).Фруктоза является одним из самых распространенных углеводов фруктов. В отличие от глюкозы она может без участия инсулина (гормон, который снижает уровень глюкозы в крови) проникать из крови в клетки тканей. По этой причине фруктоза рекомендуется в качестве наиболее безопасного источника углеводов для больных диабетом. Часть фруктозы попадает в клетки печени, которые превращают ее в более универсальное «топливо» - глюкозу, поэтому фруктоза тоже способна повышать сахара в крови, хотя и в значительно меньшей степени, чем другие простые сахара. Фруктоза легче, чем глюкоза, способна превращаться в жиры. Основным преимуществом фруктозы является то, что она в 2,5 раза слаще глюкозы и в 1,7 – сахарозы. Ее применение вместо сахара позволяет снизить общее потребление углеводов.Основными источниками фруктозы в пище являются виноград – 7,7%, яблоки – 5,5%, груши – 5,2%, вишня, черешня – 4,5%, арбузы – 4,3%, черная смородина – 4,2%, малина – 3,9%, земляника – 2,4%, дыни – 2,0%. В овощах содержание фруктозы невелико – от 0,1% в свекле до 1,6% в белокочанной капусте. Фруктоза содержится в меде – около 3,7%. Достоверно доказано, что фруктоза, обладающая значительно более высокой сладостью, чем сахароза, не вызывает кариеса, которому способствует потребление сахара.
Галактоза (разновидность молочного сахара).Галактоза в продуктах в свободном виде не встречается. Она образует дисахарид с глюкозой – лактозу ( молочный сахар ) – основной углевод молока и молочных продуктов.
Олигосахариды
Сахароза (столовый сахар).Сахароза – это дисахарид (углевод состоящий из двух компонентов), образованный молекулами глюкозы и фруктозы. Самый распостраненный вид сахарозы это – сахар. Содержание сахарозы в сахоре – 99.5%, фактически сахар это чистая сахароза.Сахар быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте, глюкоза и фруктоза всасываются в кровь и служат источником энергии и наиболее важным предшественником гликогена и жиров. Его часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углевод и не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли. Из растительных продуктов больше всего сахарозы содержится в свекле – 8,6%, персиках – 6,0%, дынях – 5,9%, сливах – 4,8%, мандаринах – 4,5%. В овощах, кроме свеклы, значительное содержание сахарозы отмечается в моркови – 3,5%. В остальных овощах содержание сахарозы колеблется от 0,4 до 0,7%. Кроме собственно сахара, основными источниками сахарозы в пище являются варенье, мед, кондитерские изделия, сладкие напитки, мороженое.
Лактоза (молочный сахар).Лактоза расщепляется в желудочно-кишечном тракте до глюкозы и галактозы под действием фермента лактазы. Дефицит этого фермента у некоторых людей приводит к непереносимости молока. Нерасщепленная лактоза служит хорошим питательным веществом для кишечной микрофлоры. При этом возможно обильное газообразование, живот «пучит». В кисломолочных продуктах большая часть лактозы сброжена до молочной кислоты, поэтому люди с лактазной недостаточностью могут переносить кисломолочные продукты без неприятных последствий. Кроме того, молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах подавляют деятельность кишечной микрофлоры и снижают неблагоприятные действия лактозы.Галактоза, образующаяся при расщеплении лактозы, превращается в печени в глюкозу. При врожденном наследственном недостатке или отсутствии фермента, превращающего галактозу в глюкозу, развивается тяжелое заболевание - галактоземия, которая ведет к умственной отсталости.Содержание лактозы в коровьем молоке составляет 4,7%, в твороге – от 1,8% до 2,8%, в сметане – от 2,6 до 3,1%, в кефире – от 3,8 до 5,1%, в йогуртах – около 3%.
Мальтоза (солодовый сахар).Образуется при соединении двух молекул глюкозы. Содержится в таких продуктах как: солод, мед, пиво, патока, хлебобулочные и кондитерские изделия изготовленные с добавлением патоки.
Атлетам следует избегать приема глюкозы в чистом виде и продуктов богатых простыми сахарами в больших количествах, так как они запускают процесс образования жира.
Сложные углеводы.
Сложные углеводы состоят в основном из повторяющихся звеньев соединений глюкозы. (полимеры глюкозы)Полисахариды
Растительные полисахариды (крахмал).Крахмал – основной из перевариваемых полисахаридов, он представляет собой сложную цепочку, состоящую из глюкозы. На его долю приходится до 80% потребляемых с пищей углеводов. Крахмал - это сложный или "медленный" углевод, поэтому он является предпочтительным источником энергии как при наборе массы, так и при похудении. В желудочно-кишечном тракте крахмал поддается гидролизу (разложение вещества под действием воды) расщепляется на декстрины (фрагменты крахмала), а в итоге на глюкозу и уже в таком виде усваивается организмом.Источником крахмала служат растительные продукты, в основном злаковые: крупы, мука, хлеб, а также картофель. Больше всего крахмала содержат крупы: от 60% в гречневой крупе ( ядрице ) до 70% - в рисовой. Из злаков меньше всего крахмала содержится в овсяной крупе и продуктах ее переработки: толокне, овсяных хлопьях «Геркулес» - 49%. Макаронные изделия содержат от 62 до 68% крахмала, хлеб из ржаной муки в зависимости от сорта – от 33% до 49%, пшеничный хлеб и другие изделия из пшеничной муки – от 35 до 51% крахмала, мука – от 56 ( ржаная ) до 68% ( пшеничная высшего сорта ). Крахмала много и в бобовых продуктах – от 40% в чечевице до 44% в горохе. А так же можно отметить не малое содержание крахмала в картофеле (15-18%).
Животные полисахариды (гликоген).Гликоген - состоит из сильно разветвленных цепочек молекул глюкозы. После приема пищи в кровь начинает поступать большое количество глюкозы и организм человека запасает излишки этой глюкозы в виде гликогена. Когда уровень глюкозы в крови начинает снижаться (например при выполнении физических упражнений), организм с помощью ферментов расщепляет гликоген, в результате чего уровень глюкозы остается в норме и органы (в том числе, мышцы во время тренировки) получают достаточное ее количество для производства энергии. Гликоген откладывается главным образом в печени и мышцах.Он в небольших количествах содержится в животных продуктах (в печени 2-10%, в мышечной ткани – 0,3-1%). Общий запас гликогена составляет 100-120 г. В бодибилдинге имеет значение только тот гликоген, который содержится в мышечной ткани.
Волокнистые
Пищевая клетчатка ( неусваиваемые, волокнистые)Пищевая клетчатка или пищевые волокна относится к питательным веществам, которые, подобно воде и минеральным солям, не обеспечивают организм энергией, но играет огромную роль в его жизнедеятельности. Пищевая клетчатка, которая содержится главным образом в растительных продуктах с низким или очень низким содержанием сахара. Обычно она объединяется с другими питательными веществами.
Виды клетчатки.
Целлюлоза и ГемицеллюлозаЦеллюлоза присутствует в непросеянной пшеничной муке, отрубях, капусте, молодом горохе, зеленых и восковидных бобах, брокколи, брюссельской капусте, в огуречной кожуре, перцах, яблоках, моркови.Гемицеллюлоза содержится в отрубях, злаковых, неочищенном зерне, свекле, брюссельской капусте, зеленых побегах горчицы.Целлюлоза и гемицеллюлоза впитывают воду, облегчая деятельность толстой кишки. В сущности, они «придают объем» отходам и быстрее продвигают их по толстому кишечнику. Это не только предотвращает возникновение запоров, но и защищает от дивертикулеза, спазматического колита, геморроя, рака толстой кишки и варикозного расширения вен.ЛигнинДанный тип клетчатки встречается в злаковых, употребляемых на завтрак, в отрубях, лежалых овощах ( при хранении овощей содержание лигнина в них увеличивается, и они хуже усваиваются ), а также в баклажанах, зеленых бобах, клубнике, горохе, редисе.Лигнин уменьшает усваиваемость других волокон. Кроме того, он связывается с желчными кислотами, способствуя снижению уровня холестерина, и ускоряет прохождение пищи через кишечник.
Камеди и ПектинКамеди содержится в овсяной каше и других продуктах из овса, в сушеных бобах.Пектин присутствует в яблоках, цитрусовых, моркови, цветной и кочанной капусте, сушеном горохе, зеленых бобах, картофеле, землянике, клубнике, фруктовых напитках.Камеди и пектин влияют на процессы всасывания в желудке и тонком кишечнике. Связываясь с желчными кислотами, они уменьшают всасывание жира и снижают уровень холестерина. Задерживают опорожнение желудка и, обволакивая кишечник, замедляют всасывание сахара после приема пищи, что полезно для диабетиков, так как снижает необходимую дозу инсулина.
Зная виды углеводов, и их функции, возникает следующий вопрос –
Какие углеводы и сколько употреблять в пищу ?
В большинстве продуктов основным составляющим являются углеводы, поэтому с их получением из пищи ни каких проблем возникнуть не должно, поэтому в суточном рационе большинства людей основную часть составляют именно углеводы.У углеводов, которые попадают в наш организм с пищей, существует три пути метаболизма:
1) Гликогенез (поступившая сложностаставная углеводная пища в наш желудочно-кишечный тракт расщепляется на глюкозу, а затем запасается в виде сложных углеводов – гликогена в клетках мышц и печени, и используется как резервный источник питания, когда концентрация глюкозы в крови низкая)2) Глюконеогенез (процесс образования в печени и корковом веществе почек (около 10%) - глюкозы, из аминокислот, молочной кислоты, глицерина)3) Гликолиз (расщепление глюкозы и других углеводов с выделением энергии)
Метаболизм углеводов в основном определяется наличием глюкозы в кровотоке, этого важного и универсального источника энергии в организме. Наличие же глюкозы в крови, зависит от последнего приема и питательного состава пищи. То есть если вы недавно позавтракали, то концентрация глюкозы в крови будет высокой, если продолжительное время воздерживаетесь от еды – низкой. Меньше глюкозы – меньше энергии в организме, это очевидно, вот почему на голодный желудок ощущается упадок сил. В то время, когда содержание глюкозы в кровотоке низкое, а это очень хорошо наблюдается в утренние часы, после продолжительного сна, в течении которого вы ни как не поддерживали уровень имеющейся глюкозы в крови порциями углеводной пищи, запускается подпитка организма в состоянии голодания с помощью гликолиза - 75%, и на 25% с помощью глюконеогенеза, то есть расщеплением сложных запасенных углеводов, а так же аминокислот, глицерина и молочной кислоты.Так же, не мало важное значение в регулировании концентрации глюкозы в крови оказывает гормон поджелудочной железы – инсулин. Инсулин транспортный гормон, он разносит излишки глюкозы в клетки мышц и другие ткани организма, тем самым регулируя максимальный уровень глюкозы в крови. У людей склонных к полноте, которые не следят за своей диетой, излишки поступающих с пищей углеводов в организм инсулин преобразует в жир, в основном это характерно для быстрых углеводов.Что бы выбрать правильные углеводы из всего разнообразия пищи используется такое понятие как – гликемический индекс.
Гликемический индекс – это скорость всасывания поступаемых с пищей углеводов в кровоток и инсулиновая реакция поджелудочной железы. Он показывает влияние продуктов на уровень сахара в крови. Этот индекс измеряется по шкале от 0 до 100, зависит от видов продуктов, разные углеводы по разному усваиваются, какие то быстро, и соответственно у них будет гликемический индекс высокий, какие то медленно, эталоном быстрого всасывания, является чистая глюкоза, у нее гликемический индекс равен 100.
ГИ продукта зависит от некоторых факторов:
- Вид углеводов (простые углеводы обладают высоким ГИ, сложные – низким)- Количество клетчатки (чем ее больше в пище, тем ниже ГИ)- Способ обработки продуктов (например при тепловой обработке повышается ГИ)- Содержание жиров и белков (чем больше их в пище, тем ниже ГИ)
Существуют множество различных таблиц определяющих гликемический индекс продуктов, вот одна из них:
Таблица гликемических индексов продуктов позволяет вам принимать правильные решения, выбирая, какие продукты включить в ваш дневной рацион, а какие сознательно исключить.Принцип простой: чем выше гликемический индекс, тем реже включайте такие продукты в ваш рацион. И наоборот, чем ниже гликемический индекс, тем чаще употребляйте в пищу такие продукты.
Однако быстрые углеводы нам тоже пригодятся в таких важных приемах пищи как:
- с утра (после продолжительного сна концентрация глюкозы в крови очень низкая, и ее необходимо восполнить как можно быстрее, что бы не дать организму получать необходимую энергию для жизнедеятельности с помощью аминокислот, путем разрушения мышечных волокон)- и после тренировки (когда затраты энергии на интенсивный физический труд значительно снижают концентрацию глюкозы в крови, после тренировки идеальный вариант принимать быстрее углеводы, для максимально быстрого восполнения их и препятствию катаболизма)
Сколько употреблять углеводов?
В бодибилдинге и фитнесе углеводы должны составлять не меньше 50% от всех питательных веществ ( естественно мы не рассматриваем «сушку» или похудение ).Существует масса причин для того, чтобы нагрузить себя большим количеством углеводов, в особенности если речь идет о цельных, необработанных продуктах. Однако в первую очередь вы должны понимать, что у способности организма накапливать их существует некий предел. Представьте себе бензобак: он может вместить в себя лишь определенное количество литров бензина. Если вы попробуете влить в него больше, лишний неизбежно прольется. Как только запасы углеводов преобразовались в необходимое количество гликогена, печень начинает перерабатывать их излишки в жир, который затем хранится под кожей и в других частях тела.Объем мышечного гликогена, который вы можете хранить, зависит от степени вашей мышечной массы. Подобно тому, как одни бензобаки бывают больше других, отличаются и мышцы у разных людей. Чем вы мускулистее, тем большее количество гликогена может хранить ваш организм.Чтобы убедиться в том, что вы получаете правильное количество углеводов — не больше положенного, — подсчитайте свое суточное их потребление по следующей формуле. Для наращивания мышечной массы в сутки вам следует принимать -
7г углеводов на килограмм собственного веса (умножьте свой вес в килограммах на 7).
Подняв уровень потребления углеводов до необходимого, вы должны добавить дополнительную силовую нагрузку. Обильное количество углеводов при занятиях бодибилдингом обеспечит вас большей энергией, позволяющей заниматься интенсивнее и дольше и достигать лучших результатов.Рассчитать свой дневной рацион можно подробней изучив эту статью тут
steelbros.ru
Углеводы – большой класс органических соединений, универсальный источник энергии для организма человека. Углеводы необходимы для нормального обмена веществ, они участвуют в производстве гормонов, ферментов и других соединений организма. Для правильного питания необходимо знать какая пища относится к углеводам, а также уметь отличать простые и сложные углеводы.
Простые, или быстрые углеводы – это сахароза, фруктоза и глюкоза. Продукты, содержащие много простых углеводов, вызывают производство большого количества инсулина и запускают процесс отложения жиров. Именно поэтому простые углеводы рекомендуется исключать во время диет.
Однако глюкоза необходима организму для нормального обмена веществ и работы мозга. Употреблять ее желательно в разумных количествах, а содержится она в основном в ягодах и фруктах, чемпионами по количеству глюкозы являются вишня, арбуз, малина, тыква, виноград.
Фруктоза также содержится в ягодах и фруктах. Она более сладкая, поэтому за счет замены сахара фруктозой можно снизить общую калорийность употребляемых сладостей. Кроме того, фруктоза не вызывает резкого скачка уровня инсулина, поэтому она рекомендована диабетикам вместо сахара.
Сахароза – самый неполезный углевод. Он очень быстро расщепляется и складируется в жировых клетках. Содержится сахароза в кондитерских изделиях, сладких напитках, мороженом, а также – в свекле, персиках, дыне, моркови, мандаринах и т.д.
Сложные, или медленные углеводы – это крахмал, пектины, клетчатка, гликоген. На расщепление этих углеводов организм тратит достаточно большое количество энергии, в кровь они поступают равномерно и в небольших объемах, поэтому создают ощущение сытости и не вызывают резкого скачка инсулина.
Содержатся сложные углеводы в основном зерновых культурах, бобах, орехах. Фрукты и овощи чаще всего относятся и к простым, и к сложным углеводам.
Советы по правильному питаниюДиетологи не рекомендуют полностью исключать углеводы из рациона. Естественно, простые углеводы следует ограничить, а сложные желательно употреблять в первой половине дня. Если вы не знаете, что из продуктов относится к углеводам, вы можете обратиться к таблицам, показывающим состав основных продуктов питания.
В суточном рационе углеводные продукты должны составлять примерно 400-500 г. Если вы соблюдаете диету – употребляйте ежедневно не менее 100 г продуктов, содержащих медленные углеводы.
womanadvice.ru
С пищей поступают простые и сложные, усвояемые и неусвояемые углеводы. Основными простыми углеводами являются глюкоза, галактоза и фруктоза (моносахариды), сахароза, лактоза и мальтоза (дисахариды). К сложным углеводам (полисахариды) относятся крахмал, гликоген, клетчатка, пектины, гемицеллюлоза. Углеводы составляют основную часть пищевого рациона и обеспечивают 55-60% его энергоценности.
Углеводы необходимы для нормального обмена белков и жиров. В комплексе с белками они образуют некоторые гормоны и ферменты, секреты слюнных и других образующих слизь желез, а также другие важные соединения. Особое значение имеют клетчатка, пектины, гемицеллюлоза, которые только частично перевариваются в кишечнике и являются незначительным источником энергии. Однако эти полисахариды, которые раньше назывались «балластными веществами», являются основной составной частью пищевых волокон и играют важную роль в питании.
Углеводы содержатся главным образом в растительных продуктах ().
Простые углеводы, а также крахмал и гликоген усваиваются хорошо, но с разной скоростью. Особенно быстро всасывается из кишечника глюкоза, медленнее — фруктоза, источниками которых являются фрукты, ягоды, некоторые овощи и мед. Глюкоза и фруктоза наиболее быстро усваиваются и используются в организме как источники энергии и для образования гликогена — резервного углевода в печени и мышцах. Глюкоза — главный поставщик энергии для мозга. Фруктоза почти не требует для своего усвоения гормона инсулина, что позволяет рекомендовать ее источники при сахарном диабете, правда в ограниченном количестве.
Основными поставщиками сахарозы служат сахар, кондитерские изделия, варенье, мороженое, сладкие напитки, а также некоторые овощи и фрукты: свекла, морковь, абрикосы, персики, сладкая слива и др. В кишечнике сахароза расщепляется на глюкозу и фруктозу.
Лактоза содержится в молочных продуктах. При врожденном или приобретенном (чаще всего от заболеваний кишечника) недостатке фермента лактазы в кишечнике нарушается распад лактозы на глюкозу и галактозу. Возникает непереносимость молочных продуктов. Лактоза нормализует деятельность полезной кишечной микрофлоры, уменьшает процессы гниения в кишечнике. В кисломолочных продуктах лактозы меньше, чем в молоке, так как при сквашивании молока из лактозы образуется молочная кислота. Если сладость сахарозы
(обычного сахара) принять за 100, то сладость фруктозы составляет 173, глюкозы — 74, лактозы — только 16.
Мальтоза (солодовый сахар) — промежуточный продукт расщепления крахмала пищеварительными ферментами и ферментами проросшего зерна (солода). Образующаяся мальтоза распадается до глюкозы. В свободном виде мальтоза содержится в меде, экстракте из солода (патоке мальтозной), пиве.
Крахмал составляет 80% и более всех углеводов в питании человека. Главные источники крахмала — мука, крупы, макаронные изделия, хлеб, бобовые и картофель. Крахмал относительно медленно переваривается, расщепляясь до глюкозы. Легче и быстрее переваривается крахмал из риса и манной крупы, чем из пшена, гречневой, перловой и ячневой круп, из картофеля и хлеба, по сравнению с горохом и фасолью. Крахмал в натуральном виде, например в киселях, усваивается быстро. Снижает усвояемость крахмала поджаривание круп.
В пищевых продуктах, кроме печени, очень мало гликогена («животного крахмала») — углевода животных тканей. Потребление как источника углеводов богатых крахмалом продуктов, а также овощей и фруктов полезнее, чем потребление такого рафинированного (очищенного) углевода, как сахар и содержащие его продукты. С первой группой продуктов поступают не только углеводы, но и витамины, минеральные вещества, пищевые волокна, а сахар представляет собой чистую сахарозу без других пищевых веществ.
Углеводы могут образовываться в организме из жиров и белков. Однако длительный недостаток углеводов в питании ведет к нарушению обмена жиров и белков, расходу белков пищи и тканевых белков. В крови накапливаются вредные продукты неполного окисления жирных кислот и некоторых аминокислот, кислотно-основное состояние организма сдвигается в кислую сторону. Серьезное последствие углеводной недостаточности — снижение уровня глюкозы в крови (гипогликемия), к которому особенно чувствительна центральная нервная система. Возникают слабость, сонливость, головокружение, головные боли, чувство голода, тошнота, потливость, дрожь в руках. Эти явления быстро проходят после приема сахара. При длительном ограничении углеводов в диете, например, при ожирении, количество их не должно быть ниже 100 г.
Избыточное потребление углеводов — распространенная причина нарушения обмена веществ. При рациональном питании до 30% углеводов пищи способно переходить в жиры. При избытке углеводов этот процент значительно выше. На фоне повышенной энергоценности рациона такое питание ведет к ожирению. Систематическое чрезмерное
потребление сахара и других легкоусвояемых углеводов способствует проявлению скрытого сахарного диабета за счет перегрузки, а затем истощения уже дефектных клеток поджелудочной железы, вырабатывающих необходимый для усвоения глюкозы инсулин. Однако, вопреки распространенному мнению, сахар и содержащие его продукты не вызывают сахарный диабет, а только могут быть факторами риска прогрессирования уже возникшего заболевания.
Это положение относится и к возможным (но не обязательным) нарушениям обмена жиров и холестерина, характерным для атеросклероза, при избыточном потреблении сахарозы, фруктозы или глюкозы.
Единственным заболеванием, при котором доказана роль сахара и содержащих его продуктов как одной из важных причин болезни, является кариес зубов.
Данные о неблагоприятном влиянии избытка легкоусвояемых углеводов на организм не означают, что сахар и богатые им продукты вредны. Эти продукты с высокими вкусовыми качествами нужны как источник энергии, а количество их в рационе определяется соответствующими потребностями здорового или больного человека. Полезно знать, что 10 г сахара содержится в 13-14 г карамельных и помадных конфет, пастилы, мармелада, варенья; 20 г шоколада и вафель; 25 г пряников и торта бисквитного; 60 г творожных «Детских» сырков; 70 г мороженого; 200 г сладкого йогурта; 125 г лимонада или пепси-колы.
Пищевые волокна — это комплекс углеводов — клетчатки (целлюлозы), гемицеллюлозы, пектинов и других некрахмальных полисахаридов, а также не являющегося углеводом лигнина.
Пищевых волокон много в отрубях, непросеянной муке и хлебе из нее, крупах с оболочками, бобовых, орехах. Меньше пищевых волокон в большинстве овощей, фруктов и ягод и, особенно, в хлебе из муки тонкого помола, макаронах, очищенных от оболочек крупах (рис, манная крупа и др.). Очищенные фрукты содержат меньше пищевых волокон, чем неочищенные: в кожуре груш и яблок соответственно в 4 и 2,5 раза больше пищевых волокон, чем в мякоти.
Гемицеллюлоза преобладает в зерновых продуктах, мало ее в большинстве овощей и фруктов. В связи с малым содержанием лигнина в продуктах (в рационе около 1 г) его пищевые эффекты незначительны.
Пектинами богаты фрукты, ягоды и некоторые овощи. Содержание пектинов (в граммах на 100 г съедобной части продуктов): свекла, яблоки, смородина черная — 1; абрикосы, персики, клубника, клюква, крыжовник — 0,7; капуста белокочанная, морковь, груши, апельсины, виноград, малина — 0,6; картофель, арбуз, лимоны — 0,5; баклажаны,
лук репчатый, огурцы, дыня, вишня, черешня, мандарины — 0,4; томаты, тыква — 0,3.
Пектины связывают в желудочно-кишечном тракте тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий и др.), включая радиоактивные вещества, и образуют комплекс, который выводится из организма.
Пектины впитывают в себя и другие вредные вещества в кишечнике, уменьшают в нем гнилостные процессы, способствуют заживлению его слизистой оболочки. Последние свойства пектинов используют при заболеваниях кишечника. Пектины в большей степени, чем другие части пищевых волокон, в частности клетчатки, способствуют выведению холестерина из организма.
Источники клетчатки (целлюлозы) представлены в .
Пищевые волокна очень важны в питании. Они создают чувство насыщения, стимулируют двигательную функцию кишечника, желчеотделение, формируют и увеличивают каловые массы, разжижают
содержимое кишечника, изменяют скорость всасывания глюкозы из кишечника, что снижает увеличение уровня глюкозы в крови и соответственно потребность в инсулине, уменьшают содержание холестерина в крови, положительно влияют на кишечную микрофлору. Пищевые волокна не перевариваются в желудке и кишечнике, однако пектины и гемицеллюлоза подвергаются расщеплению кишечными микроорганизмами, в результате чего образуются жирные кислоты, нужные для регуляции функции толстой кишки, и газы — водород, метан и др.
Недостаток в питании пищевых волокон является одной из причин возникновения запоров и фактором риска (но не причиной) для развития полипов и рака толстой и прямой кишки, а также геморроя. Так же следует воспринимать значение дефицита пищевых волокон как одного из многих факторов риска развития атеросклероза, сахарного диабета, желчнокаменной болезни. Избыточное потребление пищевых волокон ведет к брожению в толстой кишке, усиленному газообразованию с явлениями метеоризма (вздутие живота), ухудшению усвоения белков, жиров, кальция, железа и других минеральных веществ.
Суточная потребность в углеводах для не занятых физическим трудом здоровых мужчин и женщин в возрасте 18-30 лет составляет соответственно 360 и 300 г, или около 5 г на 1 кг нормальной массы тела. При тяжелом физическом труде потребность в углеводах возрастает до 550 г у мужчин и 450 г у женщин. Из общего количества углеводов 80-85% должны обеспечиваться крахмалом (зерновые продукты, бобовые, картофель) и 15-20% — легкоусвояемыми простыми углеводами, включая сахар и содержащие его продукты.
В лечебном (диетическом) питании рекомендуется ограничение сахара и кондитерских изделий при атеросклерозе и ишемической болезни сердца, ожирении, сахарном диабете, аллергических состояниях, хроническом панкреатите, состояниях после операций удаления желчного пузыря или желудка и ряде других заболеваний. При этом общее количество углеводов в диете может не уменьшаться (например, при сахарном диабете с введением инсулина), а происходит замена сахарсодержащих продуктов на крахмалсодержащие, а также такие источники легкоусвояемых углеводов и одновременно пищевых волокон, как фрукты, ягоды и овощи.
Потребность человека в пищевых волокнах — 25-30 г в день. Если учесть, что клетчатка составляет около половины общего количества пищевых волокон, то потребность в ней равна 12-15 г в день. В щадящих диетах при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, в преди послеоперационный периоды, при острых инфекциях и недостаточности кровообращения потребление пищевых волокон, в частности клетчатки, ограничивают. Увеличивают их содержание в диетах при атеросклерозе и ишемической болезни сердца, ожирении, сахарном диабете, желчнокаменной болезни, хронических холециститах и состояниях после удаления желчного пузыря с застоем желчи, запорах функционального характера и ряде других заболеваний.
www.ekulinar.ru
Углеводы — органические вещества, молекулы которых состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, причем водород и кислород находятся в них, как правило, в таком же соотношении, как и в молекуле воды (2 : 1).
Общая формула углеводов — Сn(Н2О)m, т. е. они как бы состоят из углерода и воды, отсюда и название класса, которое имеет исторические корни. Оно появилось на основе анализа первых известных углеводов. В дальнейшем было установлено, что имеются углеводы, в молекулах которых не соблюдается указанное соотношение (2 : 1), например дезоксирибоза — С5Н10О4. Известны также органические соединения, состав которых соответствует приведенной общей формуле, но которые не принадлежат к классу углеводов. К ним относятся, например, формальдегид СН2О и уксусная кислота СН3СООН.
Однако название «углеводы» укоренилось и в настоящее время является общепризнанным для этих веществ.
Углеводы по их способности гидролизоваться можно разделить на три основные группы: моно-, ди- и полисахариды.
Моносахариды — углеводы, которые не гидролизуются (не разлагаются водой). В свою очередь, в зависимости от числа атомов углерода, моносахариды подразделяются на триозы (молекулы которых содержат три углеродных атома), тетрозы (четыре углеродных атома), пентозы (пять), гексозы (шесть) и т. д.
В природе моносахариды представлены преимущественно пентозами и гексозами.
К пентозам относятся, например, рибоза — С5Н10О5 и дезоксирибоза (рибоза, у которой «отняли» атом кислорода) — С5Н10О4. Они входят в состав РНК и ДНК и определяют первую часть названий нуклеиновых кислот.
К гексозам, имеющим общую молекулярную формулу С6Н12О6, относятся, например, глюкоза, фруктоза, галактоза.
Формула глюкозыДисахариды — углеводы, которые гидролизуются с образованием двух молекул моносахаридов, например гексоз. Общую формулу подавляющего большинства дисахаридов вывести несложно: нужно «сложить» две формулы гексоз и «вычесть» из получившейся формулы молекулу воды — С12Н22О11. Соответственно можно записать и общее уравнение гидролиза:
К дисахаридам относятся:
1. Сахароза (обычный пищевой сахар), которая при гидролизе образует одну молекулу глюкозы и молекулу фруктозы. Она содержится в большом количестве в сахарной свекле, сахарном тростнике (отсюда и названия — свекловичный или тростниковый сахар), клене (канадские первопроходцы добывали кленовый сахар), сахарной пальме, кукурузе и т. д.
2. Мальтоза (солодовый сахар), которая гидролизуется с образованием двух молекул глюкозы. Мальтозу можно получить при гидролизе крахмала под действием ферментов, содержащихся в солоде, — пророщенных, высушенных и размолотых зернах ячменя.
3. Лактоза (молочный сахар), которая гидролизуется с образованием молекул глюкозы и галактозы. Она содержится в молоке млекопитающих (до 4-6 %), обладает невысокой сладостью и используется как наполнитель в драже и аптечных таблетках.
Сладкий вкус разных моно- и дисахаридов различен. Так, самый сладкий моносахарид — фруктоза — в 1,5 раза слаще глюкозы, которую принимают за эталон. Сахароза (дисахарид), в свою очередь, в 2 раза слаще глюкозы и в 4-5 раз — лактозы, которая почти безвкусна.
Полисахариды — крахмал, гликоген, декстрины, целлюлоза и т. д. — углеводы, которые гидролизуются с образованием множества молекул моносахаридов, чаще всего глюкозы.
Чтобы вывести формулу полисахаридов, нужно от молекулы глюкозы «отнять» молекулу воды и записать выражение с индексом n: (С6Н10О5)n, ведь именно за счет отщепления молекул воды в природе образуются ди- и полисахариды.
Роль углеводов в природе и их значение для жизни человека чрезвычайно велики. Образуясь в клетках растений в результате фотосинтеза, они выступают источником энергии для клеток животных. В первую очередь это относится к глюкозе.
Многие углеводы (крахмал, гликоген, сахароза) выполняют запасающую функцию, роль резерва питательных веществ.
Кислоты РНК и ДНК, в состав которых входят некоторые углеводы (пентозы-рибозы и дезоксирибоза), выполняют функции передачи наследственной информации.
Целлюлоза — строительный материал растительных клеток — играет роль каркаса для оболочек этих клеток. Другой полисахарид — хитин — выполняет аналогичную роль в клетках некоторых животных: образует наружный скелет членистоногих (ракообразных), насекомых, паукообразных.
Углеводы служат в конечном итоге источником нашего питания: мы потребляем зерно, содержащее крахмал, или скармливаем его животным, в организме которых крахмал превращается в белки и жиры. Самая гигиеничная одежда изготовлена из целлюлозы или продуктов на ее основе: хлопка и льна, вискозного волокна, ацетатного шелка. Деревянные дома и мебель построены из той же целлюлозы, образующей древесину.
В основе производства фото- и кинопленки — все та же целлюлоза. Книги, газеты, письма, денежные банкноты — все это продукция целлюлозно-бумажной промышленности. Значит, углеводы обеспечивают нас всем необходимым для жизни: пищей, одеждой, кровом.
Кроме того, углеводы участвуют в построении сложных белков, ферментов, гормонов. Углеводами являются и такие жизненно необходимые вещества, как гепарин (он играет важнейшую роль — предотвращает свертывание крови), агар-агар (его получают из морских водорослей и применяют в микробиологической и кондитерской промышленности — вспомните знаменитый торт «Птичье молоко»).
Необходимо подчеркнуть, что единственным видом энергии на Земле (помимо ядерной, разумеется) является энергия Солнца, а единственным способом ее аккумулирования для обеспечения жизнедеятельности всех живых организмов является процесс фотосинтеза, протекающий в клетках живых растений и приводящий к синтезу углеводов из воды и углекислого газа. Именно при этом превращении образуется кислород, без которого жизнь на нашей планете была бы невозможна:
Глюкоза и фруктоза — твердые бесцветные кристаллические вещества. Глюкоза содержится в соке винограда (отсюда название «виноградный сахар») вместе с фруктозой, которая содержится в некоторых фруктах и плодах (отсюда название «фруктовый сахар»), составляет значительную часть меда. В крови человека и животных постоянно содержится около 0,1 % глюкозы (80-120 мг в 100 мл крови). Большая ее часть (около 70 %) подвергается в тканях медленному окислению с выделением энергии и образованием конечных продуктов — углекислого газа и воды (процесс гликолиза):
Энергия, выделяемая при гликолизе, в значительной степени обеспечивает энергетические потребности живых организмов.
Превышение содержания глюкозы в крови уровня 180 мг в 100 мл крови свидетельствует о нарушении углеводного обмена и развитии опасного заболевания — сахарного диабета.
О строении молекулы глюкозы можно судить на основании опытных данных. Она реагирует с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры, содержащие от 1 до 5 остатков кислоты. Если раствор глюкозы прилить к свежеполученному гидроксиду меди (II), то осадок растворяется и образуется ярко-синий раствор соединения меди, т. е. происходит качественная реакция на многоатомные спирты. Следовательно, глюкоза является многоатомным спиртом. Если же подогреть полученный раствор, то вновь выпадет осадок, но уже красноватого цвета, т. е. произойдет качественная реакция на альдегиды. Аналогично, если раствор глюкозы нагреть с аммиачным раствором оксида серебра, то произойдет реакция «серебряного зеркала». Следовательно, глюкоза является одновременно многоатомным спиртом и альдегидом — алъдегидоспиртом. Попробуем вывести структурную формулу глюкозы. Всего атомов углерода в молекуле C6h22O6 шесть. Один атом входит в состав альдегидной группы:
Остальные пять атомов связываются с пятью гидроксигруппами.
И наконец, атомы водорода в молекуле распределим с учетом того, что углерод четырехвалентен:
или
Однако установлено, что в растворе глюкозы помимо линейных (альдегидных) молекул существуют молекулы циклического строения, из которых состоит кристаллическая глюкоза. Превращение молекул линейной формы в циклическую можно объяснить, если вспомнить, что атомы углерода могут свободно вращаться вокруг σ-связей, расположенных под углом 109° 28′. При этом альдегидная группа (1-й атом углерода) может приблизиться к гидроксильной группе пятого атома углерода. В первой под влиянием гидрокси- группы разрывается π-связь: к атому кислорода присоединяется атом водорода, и «потерявший» этот атом кислород гидроксигруппы замыкает цикл:
В результате такой перегруппировки атомов образуется циклическая молекула. Циклическая формула показывает не только порядок связи атомов, но и их пространственное расположение. В результате взаимодействия первого и пятого атомов углерода появляется новая гидроксигруппа у первого атома, которая может занять в пространстве два положения: над и под плоскостью цикла, а потому возможны две циклические формы глюкозы:
а) α-форма глюкозы — гидроксильные группы при первом и втором атомах углерода расположены по одну сторону кольца молекулы;
б) β-форма глюкозы — гидроксильные группы находятся по разные стороны кольца молекулы:
В водном растворе глюкозы в динамическом равновесии находятся три ее изомерные формы — циклическая α-форма, линейная (альдегидная) форма и циклическая β-форма:
В установившемся динамическом равновесии преобладает β-форма (около 63 %), так как она энергетически предпочтительнее — у нее OH-группы у первого и второго углеродных атомов по разные стороны цикла. У α-формы (около 37 %) OH-группы у тех же углеродных атомов расположены по одну сторону плоскости, поэтому она энергетически менее устойчива, чем β-форма. Доля же линейной формы в равновесии очень мала (всего около 0,0026 %).
Динамическое равновесие можно сместить. Например, при действии на глюкозу аммиачного раствора оксида серебра количество ее линейной (альдегидной) формы, которой в растворе очень мало, пополняется все время за счет циклических форм, и глюкоза полностью подвергается окислению до глюконовой кислоты.
Изомером альдегидоспирта глюкозы является кетоноспирт — фруктоза:
Химические свойства глюкозы, как и любого другого органического вещества, определяются ее строением. Глюкоза обладает двойственной функцией, являясь и альдегидом, и многоатомным спиртом, поэтому для нее характерны свойства и многоатомных спиртов, и альдегидов.
Реакции глюкозы как многоатомного спирта.
Глюкоза дает качественную реакцию многоатомных спиртов (вспомните глицерин) со свежеполученным гидроксидом меди (II), образуя ярко-синий раствор соединения меди (II).
Глюкоза, подобно спиртам, может образовывать сложные эфиры.
Реакции глюкозы как альдегида
1. Окисление альдегидной группы. Глюкоза как альдегид способна окисляться в соответствующую (глюконовую) кислоту и давать качественные реакции альдегидов.
Реакция «серебряного зеркала»:
Реакция со свежеполученным Cu(OH)2 при нагревании:
Восстановление альдегидной группы. Глюкоза может восстанавливаться в соответствующий спирт (сорбит):
Реакции брожения
Эти реакции протекают под действием особых биологических катализаторов белковой природы — ферментов.
1. Спиртовое брожение:
издавна применяемое человеком для получения этилового спирта и алкогольных напитков.
2. Молочнокислое брожение:
которое составляет основу жизнедеятельности молочнокислых бактерий и происходит при скисании молока, квашении капусты и огурцов, силосовании зеленых кормов.\
Химические свойства глюкозы - конспект
Крахмал — белый аморфный порошок, не растворяется в холодной воде. В горячей воде он разбухает и образует коллоидный раствор — крахмальный клейстер.
Крахмал содержится в цитоплазме растительных клеток в виде зерен запасного питательного вещества. В картофельных клубнях содержится около 20 % крахмала, в пшеничных и кукурузных зернах — около 70 %, а в рисовых — почти 80 %.
Целлюлоза (от лат. cellula — клетка), выделенная из природных материалов (например, вата или фильтровальная бумага), представляет собой твердое волокнистое вещество, нерастворимое в воде.
Оба полисахарида имеют растительное происхождение, однако играют в клетке растений разную роль: целлюлоза — строительную, конструкционную функцию, а крахмал — запасающую. Поэтому целлюлоза является обязательным элементом клеточной оболочки растений. Волокна хлопка содержат до 95 % целлюлозы, волокна льна и конопли — до 80 %, а в древесине ее содержится около 50 %.
Состав этих полисахаридов можно выразить общей формулой (C6h20O5)n. Число повторяющихся звеньев в макромолекуле крахмала может колебаться от нескольких сотен до нескольких тысяч. Целлюлоза же отличается значительно большим числом звеньев и, следовательно, молекулярной массой, которая достигает нескольких миллионов.
Различаются углеводы не только молекулярной массой, но и структурой. Для крахмала характерны два вида структур макромолекул: линейная и разветвленная. Линейную структуру имеют более мелкие макромолекулы той части крахмала, которую называют амилозой, а разветвленную структуру имеют молекулы другой составной части крахмала — амилопектина.
В крахмале на долю амилозы приходится 10— 20 %, а на долю амилопектина — 80-90 %. Амилоза крахмала растворяется в горячей воде, а амилопектин только набухает.
Структурные звенья крахмала и целлюлозы построены по-разному. Если звено крахмала включает остатки α-глюкозы, то целлюлоза — остатки β-глюкозы, ориентированные в природные волокна:
1. Образование глюкозы. Крахмал и целлюлоза подвергаются гидролизу с образованием глюкозы в присутствии минеральных кислот, например серной:
В пищеварительном тракте животных крахмал подвергается сложному ступенчатому гидролизу:
Организм человека не приспособлен к перевариванию целлюлозы, так как не имеет ферментов, необходимых для разрыва связей между остатками β-глюкозы в макромолекуле целлюлозы.
Лишь у термитов и жвачных животных (например, коров) в пищеварительной системе живут микроорганизмы, вырабатывающие необходимые для этого ферменты.
2. Образование сложных эфиров. Крахмал может образовывать эфиры за счет гидроксигрупп, однако эти эфиры не нашли практического применения.
Каждое звено целлюлозы содержит три свободных спиртовых гидроксигруппы. Поэтому общую формулу целлюлозы можно записать таким образом:
За счет этих спиртовых гидроксигрупп целлюлоза и может образовывать сложные эфиры, которые широко применяются.
При обработке целлюлозы смесью азотной и серной кислот получают в зависимости от условий моно-, ди- и тринитроцеллюлозу:
Химические свойства полисахаридов - конспект
Смесь моно- и динитроцеллюлозы называют коллоксилином. Раствор коллоксилина в смеси спирта и диэтилового эфира — коллодий — применяют в медицине для заклеивания небольших ран и для приклеивания повязок к коже.
При высыхании раствора коллоксилина и камфары в спирте получается целлулоид — одна из пластмасс, которая впервые стала широко использоваться в повседневной жизни человека (из нее делают фото- и кинопленку, а также различные предметы широкого потребления). Растворы коллоксилина в органических растворителях применяются в качестве нитролаков. А при добавлении к ним красителей получаются прочные и эстетичные нитрокраски, широко используемые в быту и технике.
Как и другие органические вещества, содержащие в составе молекул нитрогруппы, все виды нитроцеллюлозы огнеопасны. Особенно опасна в этом отношении тринитроцеллюлоза — сильнейшее взрывчатое вещество. Под названием «пироксилин» она широко применяется для производства оружейных снарядов и проведения взрывных работ, а также для получения бездымного пороха.
С уксусной кислотой (в промышленности для этих целей используют более мощное этерифицирующее вещество — уксусный ангидрид) получают аналогичные (ди- и три-) сложные эфиры целлюлозы и уксусной кислоты, которые называются ацетилцеллюлозой:
Ацетилцеллюлозу используют для получения лаков и красок, она служит также сырьем для изготовления искусственного шелка. Для этого ее растворяют в ацетоне, а затем этот раствор продавливают через тонкие отверстия фильер (металлических колпачков с многочисленными отверстиями). Вытекающие струйки раствора обдувают теплым воздухом. При этом ацетон быстро испаряется, а высыхающая ацетилцеллюлоза образует тонкие блестящие нити, которые идут на изготовление пряжи.
Крахмал, в отличие от целлюлозы, дает синее окрашивание при взаимодействии с йодом. Эта реакция является качественной на крахмал или йод в зависимости от того, наличие какого вещества требуется доказать.
Справочный материал для прохождения тестирования:
Таблица Менделеева Таблица растворимостиwww.chem-mind.com
Сложные углеводы, или полисахариды, характеризуются сложностью строения своей молекулы и плохой растворимостью в воде. К сложным углеводам относятся крахмал, гликоген, пектиновые вещества и клетчатка.
Крахмал
Крахмал имеет основное пищевое значение. Высоким содержанием крахмала в значительной степени обусловливается пищевая ценность зерновых продуктов, бобовых и картофеля. В пищевых рационах человека на долю крахмала приходится около 80% общего количества потребляемых углеводов. Крахмал по химическому строению состоит из большого числа молекул моносахаридов. Сложность строения молекул полисахаридов является причиной их нерастворимости. Крахмал обладает свойством только коллоидальной растворимости. Ни в одном из обычных растворителей крахмал не растворяется. Изучение коллоидальных растворов крахмала показало, что раствор его состоит не из отдельных молекул крахмала, а из первичных частиц - мицелл, включающих большое число молекул.
В крахмале находятся две фракции полисахаридов - амилоза и амилопектин, резко отличающиеся по своим свойствам. Амилозы в крахмале 15-25%. Она растворяется в горячей воде (80°), образуя прозрачный коллоидный раствор. Амилопектин составляет 75- 85% крахмального зерна. Он не растворяется в горячей воде, а подвергается только набуханию. Таким образом, при воздействии на крахмал горячей воды образуется раствор амилозы, который сгущен набухшим амилопектином. Полученная густая, вязкая масса носит название клейстера.
Превращение крахмала в организме в основном направлено на удовлетворение потребности в сахаре.
Крахмал превращается в глюкозу последовательно, через ряд промежуточных образований. Под влиянием ферментов (амилаза, диастаза) и кислот крахмал подвергается гидролизу с образованием декстринов (сначала крахмал переходит в амилодекстрин, далее в эритродекстрин, ахродекстрин, мальтодекстрин).
По мере этих превращений повышается степень растворимости в воде декстринов. Так, образующийся вначале амилодекстрин растворяется только в горячей воде, следующий - эритродекстрин - растворяется уже и в холодной воде. Ахродекстрин и мальтодекстрин легко растворяются в любых условиях. По мере образования декстринов они теряют йодную реакцию, свойственную крахмалу, и если амилодекстрин дает еще синее окрашивание, то ахродекстрин и мальтодекстрин не дают йодной реакции. Конечным превращением декстринов является образование мальтозы, представляющей собой солодовый сахар, обладающий всеми свойствами дисахаридов, в том числе хорошей растворимостью в воде. Полученная мальтоза под влиянием ферментов превращается в глюкозу, которая используется для нужд организма.
Гликоген
Гликоген содержится в значительном количестве в печени (до 20% на сырой вес). В организме гликоген используется для питания работающих мышц, органов и систем в качестве энергетического материала. Восстановление гликогена происходит путем ресинтеза гликогена за счет глюкозы крови.
Нормальное содержание гликогена в крови 80-120 мг%, в мышцах - 0,3-0,9 %, в сердечной мышце - 0,5 %, в мозге - 0,15-0,20 %.
Пектиновые вещества по своей химической структуре могут быть отнесены к гемицеллюлозам - коллоидным полисахаридам, или глюкополисахаридам.
По своей химической структуре пектиновые вещества характеризуются наличием длинных цепей, состоящих из ангидридов галактуроновых кислот, соединенных глюкозидными, легко гидролизующимися связями. Гидролиз пектиновых веществ легко осуществляется под влиянием химических агентов (кислот, щелочей), а также при нагревании.
Пектиновые вещества легко разлагаются и ферментами, которые присутствуют в бактериях, грибах и тканях высших растений.
Различают два основных вида пектиновых веществ - протопектин и пектин.
Протопектины относятся к нерастворимым в воде нативным пектинам растений. Они содержатся в клеточных стенках плодов, образуя межклеточную прослойку в их тканях и являясь связывающим и скрепляющим материалом между отдельными клетками, инкрустируя клеточные стенки и утолщая их. Протопектины представляют собой плотное, нерастворимое вещество. Химическое строение протопектинов изучено недостаточно. Предполагается, что в их химической структуре имеет место связь высокомолекулярной галактуроновой кислоты с рядом веществ, отличных от веществ, которыми связана галактуроновая кислота в пектинах. Протопектин представляет собой соединение пектина с целлюлозой, в связи с чем при расщеплении на свои составные части протопектин может служить источником пектина.
Пектины относятся к растворимым веществам, усваивающимся в организме. По своему химическому составу это высокомолекулярные поли - галактуроновые кислоты, у которых водородные атомы в карбоксильных группах в различной степени замещены метальными группами и ионами металлов. Пектин может быть представлен как метиловый эфир пектиновой кислоты. Под влиянием фермента пектиназы пектин подвергается гидролизу до простейших своих компонентов - сахара и тетрагалактуро новой кислоты. Под действием этого фермента от пектина отщепляется метоксильная группа (ОСН3). При этом образуются пектиновая кислота и метиловый спирт, чем и объясняется присутствие последнего в перезрелых и испорченных плодах и ягодах, а также в плодовых и виноградных винах.
Таким образом, пектин представляет собой полигалактуроновую кислоту, содержащую метоксигруппы. Содержание метилового спирта в пектинах, полученных из плодов и овощей, следующее (в %):
Пектин апельсинов | -11,6 |
Пектин яблок | -10,6 |
Пектин айвы | -10,3 |
Пектин абрикосов | -9,5 |
Пектин смородины | -9,3 |
Пектин клюквы | -9,2 |
Пектин свеклы | -6,7 |
Основным свойством пектиновых веществ, определившим их использование в пищевой промышленности, является способность образовывать в водном растворе в присутствии кислоты и сахара желеобразную, коллоидную массу. Установлено, что чем выше содержание в пектине метилового спирта, тем лучше его желирующие свойства. Пектины таких овощей, как свекла и томаты, непригодны в пищевой промышленности из-за отсутствия желирующих свойств, связанных с недостаточным содержанием в пектинах этих овощей метоксигрупп (OCh4).
Современные исследования устанавливают несомненное значение пектиновых веществ в питании здорового человека, а также возможность использования их с терапевтической целью при некоторых заболеваниях, преимущественно желудочно-кишечного тракта.
Имеются данные о высокой эффективности пектина в условиях свинцовой профессиональной вредности. На производствах, где есть опасность отравления свинцом, введение в лечебно-профилактический рацион пектина может оказать эффективное профилактическое действие.
Исследования, проведенные А. Д. Беззубовым, позволяют считать, что применение пектина в лечебно-профилактическом питании может быть значительно расширено не только в производствах со свинцовой вредностью, но и в производствах с другими видами профессиональной вредности.
Известен терапевтический эффект, оказываемый пектиновыми веществами при лечении ожогов и инфицированных ран.
Лечебное действие пектиновых веществ, особенно проявляющееся при лечении желудочно-кишечных заболеваний, не нашло достаточно обоснованного научного объяснения.
Сырьем для получения пектинов служат многие растительные продукты. Пектин получают из отходов яблок, арбузов, а также из подсолнечника.
Целлюлоза по своей химической структуре весьма близка к полисахаридам.
В кишечнике человека железистый аппарат не продуцирует ферментов, расщепляющих целлюлозу, и таким образом не в состоянии переваривать ее. Однако некоторые кишечные бактерии продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу.
Под действием фермента целлюлозы, выделяемой бактериями, клетчатка расщепляется с образованием растворимых соединений, которые частично всасываются. Чем нежнее клетчатка, тем полнее она расщепляется.
Высоким содержанием клетчатки характеризуются зерновые продукты. Однако, помимо общего количества клетчатки, важное значение имеет ее качество. Менее грубая, нежная клетчатка хорошо расщепляется в кишечнике и лучше усваивается. Такими свойствами обладает клетчатка картофеля и клетчатка овощей, которая отличается нежностью и легким переходом в растворимые соединения.
Известна роль клетчатки в стимулировании перистальтики кишечника. Клетчатка способствует выведению из организма холестерина. Объясняется это тем, что клетчатка растительной пищи адсорбирует стерины и препятствует обратному их всасыванию. Клетчатка играет важную роль в нормализации полезной кишечной микрофлоры.
www.pravilnoe-pokhudenie.ru
об обновлениях на сайте по Email БЕСПЛАТНО! Как только на сайте появятся новые посты, видео или фото, Ты сразу же будешь извещен об этом одним из первых.
Нет сообщений для показа