Углеводы в питании человека

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………………………….1

1. Классификация углеводов……………………………………………………………….2

2. Свойства, состав углеводов …………………………………………………………………3

3.Содержание  углеводов в пищевых продуктах………………………………….4

4.Заключение………………………………………………………………………………………..5

5.Список  литературы…………………………………………………………………………….  6              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

ВВЕДЕНИЕ

Впервые термин "углеводы" был  предложен профессором Дерптского (ныне Тартуского) университета К.Г. Шмидтом  в 1844 г. В то время предполагали, что  все углеводы имеют общую формулу Cm (H2O) n, т.е. углевод + вода. Отсюда название "углеводы". В дальнейшем оказалось, что ряд соединений, по своим свойствам относящихся к классу углеводов, содержат водород и кислород в несколько иной пропорции, чем указано в общей формуле.

В 1927 г. Международная комиссия по реформе химической номенклатуры предложила термин "углеводы" заменить термином "глициды", однако старое название "углеводы" укоренилось и является общепризнанным.

Источниками углеводов в питании служат главным образом продукты растительного происхождения - хлеб, крупы, картофель, овощи, фрукты, ягоды. Из продуктов животного происхождения углеводы содержаться в молоке (молочный сахар). Пищевые продукты содержат различные углеводы. Крупы, картофель содержат крахмал - сложное вещество (сложный углевод), нерастворимое в воде, но расщепляющееся под действием пищеварительных соков на более простые сахара. Во фруктах, ягодах и некоторых овощах углеводы содержаться в виде различных более простых сахаров - фруктовый сахар, свекловичный сахар, тростниковый сахар, виноградный сахар (глюкоза) и др. Эти вещества растворимы в воде и хорошо усваиваются в организме. Растворимые в воде сахара быстро всасываются в кровь. Целесообразно вводить не все углеводы в виде сахаров, а основную их массу вводить в виде крахмала, которым богат, например, картофель. Это способствует постепенной доставке сахара тканям. Непосредственно в виде сахара рекомендуется вводить лишь 20-25% от общего количества углеродов, содержащихся в суточном рационе питания. В это число входит и сахар, содержащийся в сладостях, кондитерских изделиях, фруктах и ягодах.

Если углеводы поступают с пищей  в достаточном количестве, они  откладываются главным образом  в печени и мышцах в виде особого  животного крахмала - гликогена. В  дальнейшем запас гликогена расщепляется в организме до глюкозы и, поступая в кровь и другие ткани, используются для нужд организма. При избыточном же питании углеводы переходят в  организме в жир. К углеводам  обычно относят и клетчатку (оболочку растительных клеток), которая мало используется организмом человека, но необходима для правильных процессов  пищеварения.

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СВОЙСТВА, СОСТАВ УГЛЕВОДОВ

 

Углеводы образуются в растениях  при фотосинтезе и поступают  в организм главным образом с  растительными продуктами. Однако все  большее значение в питании приобретают  добавленные углеводы, которые чаще всего представлены сахарозой (или  смесями других сахаров), получаемой промышленным способом и вводимой затем  в пищевые рецептуры.

Величина потребности в углеводах  для человека определяется их ведущей  ролью в обеспечении организма  энергией и нежелательностью синтеза  глюкозы из жиров (а тем более  из белков) и находится в прямой зависимости от энергозатрат. Средняя потребность в углеводах для тех, кто не занят тяжелым физическим трудом, 400 - 500 г. в сутки.

Способность углеводов быть высокоэффективным  источником энергии лежит в основе их сберегающего белок действия. При  поступлении с пищей достаточного количества углеводов аминокислоты лишь в незначительной степени используются в организме как энергетический материал. Хотя углеводы не принадлежат  к числу незаменимых факторов питания и могут образовываться в организме из аминокислот и  глицерина, минимальное количество углеводов суточного рациона  не должно быть ниже 50 - 60 г.

Дальнейшее снижение количества углеводов  ведет к резким нарушениям метаболических процессов. Избыточное потребление  углеводов ведет к ожирению. При  поступлении с пищей значительных количеств сахаров они не могут  полностью откладываться в виде гликогена, и их избыток превращается в триглицериды, способствуя усиленному развитию жировой ткани. Повышенное содержание в крови инсулина способствует ускорению этого процесса, поскольку  инсулин оказывает мощное стимулирующее  действие на жироотложение.

При построении пищевых рационов чрезвычайно  важно не только удовлетворить потребности  человека в необходимом количестве углеводов, но и подобрать оптимальные  соотношения качественно различных  типов углеводов. Наиболее важно  учитывать соотношение в рационе  легкоусвояемых углеводов (сахаров) и  медленно всасывающихся (крахмал, гликоген).

В отличие от сахаров крахмал  и гликоген медленно расщепляются в  кишечнике. Содержание сахара в крови  при этом нарастает постепенно. В  связи с этим целесообразно удовлетворять  потребности в углеводах в  основном за счет медленно всасывающихся  углеводов.

 

 

8

 На их долю должно приходиться  80 - 90% от общего количества потребляемых  углеводов. Ограничение легкоусвояемых  углеводов приобретает особое  значение для

тех, кто  страдает атеросклерозом, сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, ожирением.

Углеводы являются основными энергонесущими элементами в питании человека, обеспечивая 50-70% общей энергетической ценности рациона.

Наряду с основной энергетической функцией углеводы участвуют в пластическом обмене. Углеводы оказывают антикетогенное действие, стимулируя окисление ацетилкоэнзима А, образующегося при окислении жирных кислот. Основным источником углеводов в питании человека является растительная пища, и только лактоза и гликоген содержатся в продуктах животного происхождения.

Основная функция углеводов - обеспечение  энергией всех процессов в организме. Клетки способны получать из углеводов  энергию, как при их окислении, т.е. "сгорании", так и в анаэробных условиях (без доступа кислорода). В результате метаболизации 1 г углеводов организм получает энергию, эквивалентную 4 ккал. Обмен углеводов тесно связан с обменом жиров и белков, что обеспечивает их взаимные превращения. При умеренном недостатке углеводов в питании депонированные жиры, а при глубоком дефиците (менее 50 г/сут) и аминокислоты (как свободные, так и из состава мышечных белков) вовлекаются в процесс глюконеогенеза, приводящий к получению необходимой организму энергии. Боль в мышцах после тяжелой работы - результат действия на клетки молочной кислоты, которая образуется при анаэробном распаде углеводов, когда для обеспечения работы мышечных клеток не хватает кислорода, поступающего с кровью.

Часто резкое ограничение углеводов  в диете ведет к значительным нарушениям обмена веществ. Особенно страдает при этом белковый обмен. Белки при  дефиците углеводов используются не по назначению: они становятся источником энергии и участниками некоторых  важных химических реакций. Это приводит к повышенному образованию азотистых  веществ и, как следствие, к повышенной нагрузке на почки, нарушениям солевого обмена и другим, вредным для здоровья, последствиям.

При дефиците углеводов в пище организм использует для синтеза энергии  не только белки, но и жиры. При усиленном  распаде жиров могут возникнуть нарушения обменных процессов, связанные  с ускоренным образованием кетонов (к этому классу веществ относится  известный всем ацетон) и накоплением  их в организме.

 

 

9

Избыточное образование кетонов  при усиленном окислении жиров и частично белков может привести к "закислению" внутренней среды организма и отравлению тканей мозга вплоть до развития ацидотической

комы  с потерей сознания. При достаточном  поступлении углеводов с пищей  белки используются, главным образом, для пластического обмена, а не для производства энергии. Таким  образом, углеводы необходимы для рационального  использования белков. Они также  способны стимулировать окисление  промежуточных продуктов обмена жирных кислот.

Этим, однако, не исчерпывается роль углеводов. Они являются составной  частью молекул некоторых аминокислот, участвуют в построении ферментов, образовании нуклеиновых кислот, являются предшественниками образования  жиров, иммуноглобулинов, играющих важную роль в системе иммунитета, и гликопротеидов - комплексов углеводов и белков, которые являются важнейшими компонентами клеточных оболочек. Гиалуроновые кислоты и другие мукополисахариды образуют защитную прослойку между всеми клетками, из которых состоит организм.

Интерес к углеводам сдерживался  чрезвычайной сложностью их структуры. В отличие от мономеров нуклеиновых  кислот (нуклеотидов) и белков (аминокислот), которые способны связываться между  собой только одним определенным путем, моносахаридные единицы в  олигосахаридах и полисахаридах  могут соединяться между собой  несколькими путями по множеству  разных положений.

Со второй половины XX в. происходит стремительное развитие химии и  биохимии углеводов, обусловленное  их важным биологическим значением.

Углеводы наряду с белками и  липидами являются важнейшими химическими  соединениями, входящими в состав живых организмов. У человека и  животных углеводы выполняют важные функции: энергетическую (главный вид  клеточного топлива), структурную (обязательный компонент большинства внутриклеточных  структур) и защитную (участие углеводных компонентов иммуноглобулинов в  поддержании иммунитета).

Углеводы (рибоза, дезоксирибоза) используются для синтеза нуклеиновых кислот, они являются составными компонентами нуклеотидных ко-ферментов, играющих исключительно важную роль в метаболизме живых существ. В последнее время все большее внимание к себе привлекают смешанные биополимеры, содержащие углеводы: гликопептиды и глико-протеины, гликолипиды и липополисахариды, гликолипопротеины и т.д. Эти вещества выполняют в организме сложные и важные функции.

Итак, выделю биологическое значение углеводов:

• Углеводы выполняют пластическую функцию, то есть участвуют в построении костей, клеток, ферментов. Они составляют 2-3 % от веса.

 

10

• Углеводы являются основным энергетическим материалом. При окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды.

• В крови содержится 100-110 мг глюкозы. От концентрации глюкозы зависит осмотическое давление крови.

• Пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ.

• Углеводы выполняют защитную роль в растениях.

 

                                 

СТРОЕНИЕ УГЛЕВОДОВ

 

Моносахариды - производные многоатомных спиртов, содержащие карбонильную группу. В зависимости от положения в молекуле карбонильной группы моносахариды подразделяют на альдозы и кетозы.

 Альдозы содержат функциональную  альдегидную группу -НС=О, тогда  как кетозы содержат кетонную  группу >С=О. Название моносахарида  зависит от числа составляющих  его углеродных атомов, например  альдотриозы, кетотриозы, альдогексозы, кетогексозы и т.д.

 Моносахариды по строению  можно отнести к простым углеводам,  так как они не гидролизуются  при переваривании, в отличие  от сложных, которые при гидролизе  распадаются с образованием простых  углеводов. Строение основных  представителей моносахаридов показано  на рис. 7-1.

 

 

Рис. 7-1

 

 

 

 

 

11

 

Глюкоза является альдогексозой. Она  может существовать в линейной и  циклической формах. Циклическая  форма глюкозы, предпочтительная в  термодинамическом отношении, обусловливает  химические свойства глюкозы. Как и  все гексозы, глюкоза имеет 4 асимметричных  углеродных

атома, обусловливающих  наличие сте-реоизомеров. Возможно образование 16 стереоизомеров, наиболее важные из которых D- и L-глюкоза. Эти  типы изомеров зеркально отображают друг друга (рис. 7-2).

 

 

Рис. 7-2

 

 

 

Расположение Н- и ОН-групп относительно пятого углеродного атома определяет принадлежность глюкозы к D- или L-ряду. В организме млекопитающих моносахариды находятся в D-конфигурации, так как  к этой форме глюкозы специфичны ферменты, катализирующие её превращения. В растворе при образовании циклической  формы моносахарида образуются ещё 2 изомера (α- и β-изомеры), называемые аномерами, обозначающие определённую конформа-цию Н- и ОН-групп относительно С, (рис. 7-3). У α-D-глюкозы ОН-группа располагается ниже плоскости кольца, а у β-D-глюкозы, наоборот, над плоскостью кольца.