Какие вещества относятся к углеводам


функции, классификация, продукты, строение, свойства, калорийность и норма в день

Содержание статьи:

  1. Что такое углеводы
  2. Функции углеводов в организме
  3. Классификация
  4. Простые углеводы
  5. Сложные углеводы
  6. Быстрые углеводы
  7. Медленные углеводы
  8. Строение углеводов
  9. Состав
  10. Свойства углеводов
  11. Переваривание
  12. Обмен углеводов в организме
  13. Продукты богатые углеводами
  14. Норма углеводов в день для организма
  15. Калорийность

Углеводы представляют собой натуральные органические вещества. В их формуле присутствуют углерод и вода. Благодаря этим элементам организм черпает энергию, которая требуется для поддержания нормальной работы. В зависимости от химической структуры углеводы бывают простыми и сложными.

Углеводы

Что такое углеводы

Углеводы - это основной ингредиент большинства пищевых продуктов, который служит источником энергии для человеческого организма. В зависимости от числа структурных единиц углеводы бывают простыми и сложными.

Первую категорию также называют быстрыми углеводами. Они являются легкоусвояемыми и приводят к быстрому увеличению содержания сахара в крови. Это значит, что для веществ характерен высокий гликемический индекс.

Такие элементы провоцируют нарушение метаболизма и становятся причиной увеличения массы тела. Систематическое употребление пищи, содержащей простые углеводы, не только приводит к ожирению, но и вызывает много других заболеваний.

Сложные углеводы, к которым относят крахмал и клетчатку, включают много связанных сахаридов. В их составе присутствует большое количество структурных элементов. Еда с такими углеводами считается очень полезной. В процессе переваривания она постепенно насыщает организм энергией. Это дает длительное чувство сытости.

Функции углеводов в организме

Ключевая функция углеводов в организме кроется в их трансформации в энергию. АТФ, который представляет собой универсальный источник энергии, содержит моносахарид рибозу. Формирование АТФ происходит вследствие гликолиза. Этот процесс заключается в окислении и распаде глюкозы на пировиноградную кислоту.

Гликолиз осуществляется в несколько стадий. Углеводы окисляются до воды и углекислого газа. Этот процесс сопровождается высвобождением энергии.

К основным функциям углеводов относят следующее:

  1. Структурная. Полисахариды представляют собой материал для опорных элементов. Целлюлоза, которая входит в структуру клеточных стенок, дает растениям жесткость. В составе грибных клеток присутствует хитин.
  2. Энергетическая. Углеводы представляют собой основной источник энергии. Расщепление 1 г углеводов позволяет высвободить 17,6 кДж энергии.
  3. Защитная. Из этих элементов состоят шипы и колючки растений.
  4. Запасающая. Углеводы запасаются в виде крахмала в структуре растений и гликогена у животных. При дефиците энергии эти вещества расщепляются до глюкозы.
  5. Осмотическая. Вещества способствуют регулированию осмотического давления.
  6. Рецепторная. Элементы присутствуют в составе клеточных рецепторов.

Отдельные углеводы формируют сложные структуры с белковыми элементами и липидами. В результате образуются гликопротеины и гликолипиды. Эти элементы присутствуют в составе мембран клеток.

Классификация углеводов

Классификация углеводов

Углеводы имеют множество разновидностей. Это обязательно стоит учитывать при составлении пищевого рациона. Классификация углеводов делится на простые и сложные или быстрые и медленные.

К простым или быстрым углеводам относят следующие:

  1. Моносахариды. В эту категорию входят галактоза, фруктоза, глюкоза. Данные компоненты присутствуют в ягодах, фруктах, меде. Такие вещества быстро усваиваются и резко увеличивают содержание сахара в крови. Как следствие, в тканях образуется гликоген, который требуется для энергии. При ее избытке вещества образуют жировые отложения. Чтобы избежать негативных последствий, количество моносахаридов должно составлять не больше 25-35 % общего объема углеводов, которые были съедены в течение дня.
  2. Дисахариды. К ним преимущественно относят сахарозу, которую включает обычный сахар, и мальтозу. Этот компонент присутствует в солоде, патоке, меде. Также он имеется в составе молочного сахара.

К сложным или медленным углеводам относят полисахариды. Эти вещества включают большое количество моносахаридов. Они усваиваются долгое время и обладают менее сладким вкусом, чем простые углеводы.
К основным полисахаридам относят следующее:

  1. Крахмал и гликоген. Эти вещества присутствуют в злаках, бобовых, картофеле, кукурузе.
  2. Клетчатка. Элемент содержится в крупах, семечках, овощах, фруктах, отрубях.
  3. Целлюлоза. Компонент включают салатные листья, яблоки, груши, морковь.
  4. Пектин. Вещество присутствует в моркови, капусте, цитрусовых фруктах, клубнике.
  5. Инулин. Элемент содержится в цикории, луке, ячмене, чесноке.

Основное достоинство сложных углеводов заключается в медленном насыщении организма. Благодаря этому чувство голода не возникает раньше времени.

Простые углеводы

Простые углеводы

Для этих углеводов характерна простая структура. Благодаря этому они быстро усваиваются в организме. При недостатке физических нагрузок вещества повышают содержание сахара в крови. После этого он быстро падает, что провоцирует чувство голода. Неистраченные углеводы трансформируются в жировые отложения. При этом их недостаток вызывает усталость и повышенную сонливость.

Простые углеводы делятся на 2 категории – моносахариды и дисахариды.

К моносахаридам относятся:

  • глюкоза - она входит в состав большинства фруктов и ягод. Также компонент присутствует в меде и зеленых фрагментах растений;
  • фруктоза - это вещество присутствует в меде, ягодах, фруктах. Также оно входит в семена отдельных растений;
  • галактоза - это единственный моносахарид, который имеет животное происхождение. Он входит в состав лактозы, или молочного сахара.

Наиболее значимыми для питания человека считаются дисахариды. В составе молекулы присутствует глюкоза. Вторым сахаром может быть фруктоза, галактоза или глюкоза.

Существуют такие виды дисахаридов:

  • сахароза - она включает глюкозу и фруктозу. В эту категорию входит сахар из тростника или свеклы;
  • мальтоза - вещество содержит 2 остатка глюкозы. Оно присутствует в солодковом сахаре;
  • лактоза - элемент включает глюкозу и галактозу и содержится в молоке млекопитающих.

Список полезных продуктов, в которых присутствуют быстрые углеводы:

При этом есть вредные продукты, которые следует полностью исключить.

К ним относятся:

  • выпечка из муки высшего сорта;
  • конфеты;
  • сладкие газированные напитки;
  • снеки;
  • спиртные напитки;
  • торты, вафли, печенье.

Сложные углеводы

Сложные углеводы

В основе этих продуктов лежат полисахариды – крахмал и целлюлоза. Такие вещества обеспечивают нормальное пищеварение и на долгое время насыщают человека.

К списку продуктов, которые содержат много сложных углеводов, относят следующее:

  • все овощи – исключением являются картофель и тыква;
  • цитрусовые фрукты;
  • ягоды;
  • яблоки и груши;
  • абрикосы;
  • пшено, перловка, гречка, овсянка;
  • бобовые.

Из напитков в эту категорию входят несладкий чай и кофе. Также немного сложных углеводов присутствует в мясе и рыбе. Они имеются в яйцах, кефире, твороге.

Быстрые углеводы

Быстрые углеводы

Быстрые углеводы считаются простыми и включают всего 1-2 молекулы:

  • 1 молекулу содержат моносахариды;
  • 2 молекулы присутствует в составе дисахаридов.

Для всех быстрых углеводов характерен высокий гликемический индекс. Он превышает 70. Такие вещества отличаются сладким вкусом и прекрасно растворяются в воде.

Расщепление простых углеводов начинается еще в полости рта. Они очень быстро проникают в кровь. Уже через несколько минут после употребления существенно увеличивается уровень глюкозы. При этом он держится на высокой отметке не более 30-40 минут. Затем так же внезапно снижается.

Быстрые углеводы требуются для восстановления запаса энергии после сложных физических нагрузок или стрессов. Они способствуют выведению человека из гипогликемической комы.

Однако постоянно употреблять такие вещества не следует. Это провоцирует истощение поджелудочной железы и заставляет ее функционировать в стрессовом режиме. Именно избыток простых углеводов провоцирует развитие сахарного диабета 2 типа. При употреблении простых углеводов на ночь они трансформируются в жиры.

К продуктам с высоким гликемическим индексом относят следующее:

  • сахар, мед;
  • запеченный картофель, пюре;
  • отварная морковь и тыква;
  • бананы, дыни, арбузы, ананасы;
  • кондитерские изделия;
  • финики;
  • хлебобулочные изделия.

Медленные углеводы

Медленные углеводы

Медленные углеводы также называются сложными. Они включают 3 и больше молекул. Потому для этих веществ характерно медленное расщепление. Обычно они всасываются в кишечнике. К сложным углеводам относят декстрин, крахмал, целлюлозу, гликоген, глюкоманнан.

Употребление медленных углеводов способствует плавному поступлению глюкозы в организм человека. При этом не наблюдается пиков или скачков. Именно сложные углеводы насыщают человека на долгое время, поддерживают стабильное настроение и делают более уравновешенным.

Гликемический индекс таких продуктов находится в пределах 0-40.

К ним стоит отнести следующее:

  • макароны из твердых сортов пшеницы;
  • коричневый рис, ячмень, перловка, гречка, пшено;
  • бобовые;
  • фрукты – персики, апельсины, вишни, яблоки, груши;
  • овощи и зелень – лук, шпинат, кабачки, перец, томаты, капуста;
  • грибы.

Строение углеводов

Строение углеводов

Строение углеводов включает несколько карбонильных и гидроксильных групп.

В зависимости от структуры вещества делят на 3 категории:

  • моносахариды;
  • олигосахариды;
  • полисахариды.

Моносахариды представляют собой простейшие сахара, которые включают всего 1 молекулу. Они имеют несколько групп, которые отличаются по количеству атомов углерода в молекуле. Моносахариды, в составе которых присутствует 3 атома углерода, называют триозами. Если в составе присутствует 5 атомов, их именуют пентозами, если 6 – гексозами.

Наиболее ценными для живых организмов считаются пентозы, которые присутствуют в составе нуклеиновых кислот. Также большое значение имеют гексозы, из которых состоят полисахариды.

Олигосахариды содержат 2-10 структурных элементов.

В зависимости от количества выделяют:

  • диозы;
  • триозы;
  • тетраозы;
  • пентасахариды;
  • гексасахариды.

Самыми значимыми считаются дисахариды, к которым относятся сахароза, мальтоза и лактоза, а также трисахариды. В эту категорию входят мелицитоза, рафиноза, мальтотриоза.

Олисахариды могут содержать однородные и неоднородные структуры.

В зависимости от этого выделяют следующие виды:

  • гомоолигосахариды – все молекулы обладают одинаковым строением;
  • гетероолигосахариды – молекулы отличаются по структуре.

Самыми сложными углеводами считаются полисахариды. Они включают множество моносахаридов – от 10 до нескольких тысяч.

К таким веществам относят следующее:

  • крахмал;
  • хитин;
  • гликоген;
  • целлюлоза.

Полисахариды имеют более жесткую структуру, чем олигосахариды и моносахариды. Они не растворяются в воде и не имеют сладкого вкуса.

Состав углеводов

Состав углеводов

Состав углеводов делят на следующие категории:

  1. Моносахариды – включают 1 мономерную единицу и не гидролизуются с появлением более простых углеводов. Мономеры отличаются разнообразием. Это обусловлено разницей в структуре. Обычно моносахариды живых организмов представляют собой кольцевые углеродные цепи, которые включают 5 или 6 атомов углерода. Самыми важными моносахаридами считаются рибоза и дезоксирибоза, которые присутствуют в составе нуклеиновых кислот. Также к ним относят глюкозу как источник энергии и фруктозу.
  2. Дисахариды – включают 2 мономерных единицы. Можно сказать, что они состоят из 2 моносахаридов. Вещества объединяются через гидроксильные группы. При этом происходит отщепление воды. Самым известным дисахаридом считается сахароза. Ее молекула включает остатки глюкозы и фруктозы. 2 остатка глюкозы входит в состав мальтозы.
  3. Полисахариды – включают больше 10 мономерных единиц. В эту категорию входят крахмал, хитин, целлюлоза и т.д. Крахмал и гликоген скапливаются в организмах как запасной питательный элемент. Крахмал имеет менее разветвленную структуру, чем гликоген. Целлюлоза формирует стенки клеток растений. За счет этого она реализует структурную и защитную функции. Аналогичные задачи решает хитин у грибов и животных.

Свойства углеводов

К основным свойствам углеводов стоит отнести следующее:

  1. Молекулярная масса. Среди углеводов можно встретить весьма простые элементы, молекулярная масса которых составляет примерно 200, и гигантские полимеры. Их молекулярная масса достигает нескольких миллионов.
  2. Растворимость в воде. Моносахариды легко растворяются в воде и образуют сиропы.
  3. Окисление. Этот процесс приводит к получению соответствующих кислот. К примеру, окисление глюкозы аммиачным раствором гидрата окиси серебра приводит к формированию глюконовой кислоты.
  4. Восстановление. При восстановлении сахаров удается получить многоатомные спирты. В роли восстановителя выступает водород в никеле, алюмогидрид лития и т.д.
  5. Алкилирование. Под этим термином понимают образование простых эфиров.
  6. Ацилирование. В это понятие включают образование сложных эфиров.

Переваривание углеводов

Переваривание углеводов

Из углеводов в человеческом организме преимущественно перевариваются полисахариды – крахмал из растительных продуктов и гликоген, который присутствует в животной пище.

Полисахариды расщепляются пищеварительными ферментами до структурных блоков – свободной D-глюкозы. Этот процесс происходит под воздействием амилазы слюны и сопровождается формированием смеси из мальтозы, глюкозы и олигосахаридов.

Переваривание углеводов продолжается и заканчивается в тонком кишечнике. На этот процесс влияет амилаза поджелудочной железы, которая попадает в двенадцатиперстную кишку.

Гидролиз дисахаридов запускают ферменты, которые присутствуют в наружном слое клеток эпителия, выстилающих тонкий кишечник. В эпителиальных клетках тонкого кишечника происходит частичная трансформация D-фруктозы, D-галактозы, D-маннозы в D-глюкозу. Смесь простых гексоз поглощается клетками эпителия и с током крови попадает в печень.

Обмен углеводов в организме

Обмен углеводов в организме

В основе обмена углеводов в организме человека, лежат ниже описанные процессы:

  1. Мозг не имеет запаса гликогена, потому ему постоянно требуется глюкоза. Углеводы являются единственным источником, который помогает покрывать энергетические расходы мозга. Именно мозговая ткань поглощает 70 % глюкозы, которая выделяется печенью.
  2. Мышечные ткани при активной работе получают из крови большое количество глюкозы. В них это вещество трансформируется в гликоген. При распаде гликогена появляется достаточное количество энергии для сокращения мышц.
  3. Содержание глюкозы в крови регулируют гормоны – глюкагон, соматотропин, кортизол, инсулин, адреналин. Инсулин способствует снижению содержания глюкозы в крови при ее повышении, упрощает ее попадание в клетки и обеспечивает отложение вещества в тканях в виде гликогена. При уменьшении параметров глюкозы в крови соматотропин, кортизол, адреналин и глюкагон тормозят захват глюкозы клетками. За счет этого гликоген трансформируется в глюкозу.

Продукты богатые углеводами

Продукты богатые углеводами

Ниже описаны продукты, богатые углеводами в больших количествах:

  1. Хлеб. Важным источником таких веществ, считается пшеничная мука. При этом стоит учитывать, что хлеб нужно употреблять в меру. В продукте из цельных зерен, помимо крахмала, присутствуют белки, минералы, витамины, жиры. Эти вещества очень полезны.
  2. Рис. В составе риса присутствует много углеводов и витаминов группы В. При этом диетологи советуют отдавать предпочтение нешлифованным сортам.
  3. Бобовые. Такие продукты отличаются высокой пищевой ценностью. Для них характерна твердая целлюлозная мембрана, поэтому важно уделить внимание правильному способу приготовления.
  4. Картофель. Этот продукт содержит чуть меньше углеводов – около 20 %. Оставшуюся часть занимает вода. Помимо этого, в составе имеются витамины и минералы.
  5. Зеленые овощи. Помимо сложных углеводов, такие продукты включают много витаминов. Особенно полезно есть овощи в свежем виде. Предпочтение нужно отдавать салату, перцу, зеленой фасоли, молодому горошку, капусте. Обязательно нужно употреблять шпинат, поскольку он содержит много железа.

Норма углеводов в день для организма

Норма углеводов в день для организма

Необходимость в углеводах зависит от интенсивности интеллектуальных и физических нагрузок. В среднем норма углеводов в день для организма составляет 300-500 г. Около 20 % может приходиться на углеводы, которые легко усваиваются.

Пожилым людям стоит употреблять максимум 300 г углеводов в сутки. При этом количество простых элементов не должно быть больше 15-20 %.

При наличии лишнего веса и других патологиях количество углеводов стоит ограничивать. При этом делать это следует постепенно. Благодаря этому организм сможет адаптироваться к изменению обменных процессов. Ограничение стоит начинать с 200-250 г в сутки. Через неделю объем углеводов допустимо сократить до 100 г.

Если резко уменьшать количество углеводов в течение долгого периода времени, есть риск развития разных нарушений.

К ним относят следующее:

  • снижение уровня сахара в крови;
  • общая слабость;
  • сильное снижение интеллектуальной и физической активности;
  • потеря веса;
  • нарушение метаболизма;
  • повышенная сонливость;
  • головокружения;
  • головные боли;
  • тремор рук;
  • ощущение голода;
  • рак толстого кишечника;
  • запоры.

Неприятные симптомы удается устранить после употребления сахара или других сладких продуктов. Однако, есть их следует дозированно. Это поможет избежать увеличения массы тела.

Для организма также вреден и избыток углеводов, особенно простых. Он приводит к повышению уровня сахара в крови. Как следствие, часть веществ не используется и приводит к скоплению жировых отложений. Это провоцирует сахарный диабет, кариес, атеросклероз. Также есть риск метеоризма, ожирения, болезней сердца и сосудов.

Калорийность углеводов

Калорийность углеводов

Калорийность углеводов зависит от конкретного продукта. В среднем 1 г углеводов содержит 4,1 Ккал или 17 кДж.

Углеводы – важные элементы, которые обеспечивают человеческий организм энергией. При этом они делятся на 2 основные категории – простые и сложные. Чтобы избежать проблем со здоровьем, предпочтение стоит отдавать сложным углеводам.

углеводы — урок. Биология, Общие биологические закономерности (9–11 класс).

Углеводы, или сахариды, — одна из основных групп органических соединений. Они входят в состав клеток всех живых организмов.

Основная функция углеводов — энергетическая (при расщеплении и окислении молекул углеводов выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма). При избытке углеводов они накапливаются в клетке в качестве запасных веществ (крахмал, гликоген) и при необходимости используются организмом в качестве источника энергии. Углеводы также используются и в качестве строительного материала.

 

Общая формула углеводов:

Cn(h3O)m.

Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода.

В состав производных углеводов могут входить и другие элементы.

 

Растворимые в воде углеводы. Моносахариды и дисахариды

Пример:

из моносахаридов наибольшее значение для живых организмов имеют рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.

Глюкоза — основной источник энергии для клеточного дыхания.

Фруктоза — составная часть нектара цветов и фруктовых соков.

Рибоза и дезоксирибоза — структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами нуклеиновых кислот (РНК и ДНК).
Дисахариды образуются путём соединения двух молекул моносахаридов и по своим свойствам близки к моносахаридам. Например, и те и другие хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус.

Пример:

сахароза (тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар) — дисахариды, образовавшиеся в результате слияния двух молекул моносахаридов:

сахароза (глюкоза \(+\) фруктоза) — основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях.

Лактоза (глюкоза \(+\) галактоза) — входит в состав молока млекопитающих.

Мальтоза (глюкоза \(+\) глюкоза) — источник энергии в прорастающих семенах.

Функции растворимых углеводов: транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.

Нерастворимые в воде полисахариды

Полисахариды состоят из большого числа моносахаридов. С увеличением количества мономеров растворимость полисахаридов уменьшается и сладкий вкус исчезает.

 

Пример:

полимерные углеводы: крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин.

Функции полимерных углеводов: структурная, запасающая, энергетическая, защитная.
Крахмал состоит из разветвлённых спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений.

Целлюлоза является важным структурным компонентом клеточных стенок грибов и растений.

Целлюлоза нерастворима в воде и обладает высокой прочностью.

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы, входит в состав клеточных стенок некоторых грибов и формирует наружный скелет членистоногих животных.
Гликоген — запасное вещество животной клетки.

Известны также сложные полисахариды, выполняющие структурные функции в опорных тканях животных (они входят в состав межклеточного вещества кожи, сухожилий, хрящей, придавая им прочность и эластичность).

Источники:

Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.

Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.

http://www.bestreferat.ru/referat-100195.html

Углеводы: химические свойства, способы получения и строение

 

 Углеводы (сахара) – органические соединения, имеющие сходное строение, состав большинства которых отражает формула Cx(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=On  →  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

 

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

 

  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.

Углеводы как органические молекулы

Углеводы – это органические молекулы, которые содержат углерод, водород и кислород в мольном соотношении 1:2:1. Элементы в них объединяются в карбонильную и карбоксильную группы. Их общая формула (CH2O) n.


Так как первые изученные углеводы содержали водорода и кислорода столько же, сколько и в молекуле воды, они и получили своё название (углерод + вода). Вместе с тем есть молекулы, у которых соотношение указанных в формуле химических элементов иное, а некоторые, кроме того, содержат атомы азота, фосфора или серы, но подробная классификация углеводов рассматривается ниже. Источником углеводов является растения, там они синтезируются в процессе фотосинтеза.

Так как углеводы содержат много углеводородных связей (C-H), высвобождающих энергию при окислении, они хорошо подходят для хранения энергии. Эти вещества входят в состав всех живых организмов. В клетках животных их содержание не превышает 10 % сухой массы, в клетках растений их значительно больше – до 90 %.

Классификация углеводов

Углеводы существуют в нескольких формах: моносахаридов, олигосахаридов (в том числе дисахаридов) и полисахаридов.

Углеводы моносахариды

Самые простые углеводы – моносахариды (греч. μόνος «единственный», лат. saccharum «сахар»), или простые сахара. Могут включать от 3 атомов углерода, но те, что играют роль в запасе энергии, содержат 6 атомов углерода:  C6H12O6 или (CH2O)6.

Структура моносахаридов.

Свойства моносахаридов:

  • бесцветность;
  • твёрдость кристаллической решётки;
  • хорошая растворимость в воде;
  • способность к кристаллизации;
  • сладкий вкус,
  • представление в форме α и β-изомеров.

По количеству атомов углерода в составе молекул, моносахариды делятся на несколько групп:

  • триозы (C3),
  • тетрозы (C4),
  • пентозы (C5),
  • гексозы (C6),
  • гептозы (C7).

Важнейшими из них являются пентозы и гексозы.

Из тетроз важной является эритроза – один из промежуточных продуктов фотосинтеза растений.

Широко распространены в живом мире пентозы (пятиуглеродные сахара). Эта группа углеводов включает такие важные вещества как рибоза (C5H10O4) и дезоксирибоза (C5H10O5) – сахара, входящие в состав нуклеотидов – мономеров нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Дезоксирибоза отличается от рибозы тем, что при втором атоме углерода имеет атом водорода, а не гидроксильную группу.

Из гексоз наиболее распространены глюкоза, фруктоза и галактоза. Это стериоизомеры с общей формулой C6H12O6.

Глюкоза – виноградный сахар, в свободном состоянии встречается как в растениях, так и в организмах животных. В зависимости от ориентации карбонильной группы (C = O) при замкнутом кольце, глюкоза может существовать в двух различных формах: альфа (α) и бета (β). У α-глюкозы гидроксильная группа расположена под плоскостью кольца при первом атоме углерода, а у β-глюкозы над плоскостью. Глюкоза — это:

  • важнейший источник энергии для всех видов работ в клетке;
  • мономер многих олиго- и полисахаридов;
  • необходимый компонент крови. Снижение её концентрации ведёт к нарушению работы нервных и мышечных клеток, что может сопровождаться судорогами и обмороком. Уровень содержания глюкозы в крови регулируется нервно-гуморальной системой;
  • составная часть почти всех тканей и органов, там она регулирует осмотическое давление;
  • помощник печени в выполнении барьерной роли против токсинов.

Фруктоза тоже очень распространена в природе. Отличается от глюкозы положением карбонильного углерода (C = O). Служит мономером олигосахаридов. Большая её часть находится в плодах, поэтому её ещё называют фруктовым сахаром. Много фруктозы в сахарной свёкле и мёде.

Путь её распада в организме короче, что имеет большое значение в питании больных сахарным диабетом, когда глюкоза слабо усваивается клетками.

Мёд, несмотря на многочисленные советы употреблять его вместо сахара, не является идеальным источником углеводов. Он содержит сахар в чистом виде.

Мёд образуется при ферментативном гидролизе цветочного нектара в пищеварительном тракте пчелы и содержит примерно равные количества свободных глюкозы, фруктозы и дисахарид сахарозу.

Сахар, приносящий пользу, находится в молодых овощах, ягодах, фруктах. Вредный для питания сахар – булочки, торты, пирожные, печенья, сладкие газировки, мороженое. В день в идеале можно съедать 50 г сладкого во время обеда или на полдник в качестве десерта.


 

Галактоза — пространственный изомер глюкозы, отличающийся только расположением гидроксильной группы и водорода около четвёртого атома углерода. Содержится в животных, растениях и некоторых микроорганизмах. Она входит в состав лактозы — молочного сахара, а также в состав некоторых полисахаридов, например лактулозы. В печени и в других органах галактоза превращается в глюкозу.


Различия в структуре этих изомеров влияют на их функции. Их можно различить уже на вкус: фруктоза, например, намного слаще глюкозы. От строения их кольца или цепи зависит и способность быть частью какого-либо полимера.

Углеводы олигосахариды

Олигосахариды (от греч. ὀλίγος — немногий) — углеводы, образующиеся в результате реакции конденсации между несколькими (от двух до 10) молекулами моносахаридов. В зависимости от числа молекул моносахаридов, различают: дисахариды, трисахариды, тетрасахариды и т. д. Наиболее распространены среди них дисахариды. Свойства олигосахаридов:

  • растворяются в воде;
  • мало растворяются в низших спиртах;
  • почти не растворяются в других обычных растворителях;
  • белые или бесцветные;
  • кристаллизуются, но не все, некоторые существуют в форме некристаллических сиропов;
  • их сладкий вкус уменьшается по мере увеличения числа остатков моносахаридов.

Связь, образующаяся между двумя моносахаридами, называется гликозидной (тип ковалентной связи, реакция конденсации).

Образование гликозидных связей
Углеводы дисахариды

В растениях и многих других организмах моносахариды трансформируется в дисахариды — транспортную форму, предназначенную для удобства перемещения внутри организма. В таком виде она труднее расщепляется и может быть доставлена в нужные места.

Дисахариды, образуется путём связывания двух моносахаридов (др. греч. δuο — два и σaκχαρον — сахар) гликозидной связью. Ферменты, способные разорвать эту связь присутствуют, как правило, только в тканях, которые используют глюкозу. Транспортные формы различаются в зависимости от того из каких моносахаридов состоят данные дисахариды. Кроме глюкозы они могут включать фруктозу и галактозу.

 

При соединении остатка глюкозы с её структурным изомером фруктозой образуется дисахарид сахароза (тростниковый, или свекловичный сахар). Сахароза — самая распространённая форма транспортных углеводов, которая хранится в клетках растений (в семенах, ягодах, корнях, клубнях, плодах). Играет важную роль в питании животных и человека. В растениях сахароза служит растворимым резервным углеводом, а также транспортной формой продуктов фотосинтеза, которая легко переносится по растению.

Это привычный нам бытовой сахар, который в промышленности вырабатывают из сахарного тростника (стебли содержат 10-18%) или сахарной свёклы (корнеплоды — до 20%).

Уборка сахарного тростника
Автор: Siebrand

Связывание глюкозы со стериоизомером галактозой приводит к появлению дисахарида лактозы, или молочного сахара. Она есть в молоке всех млекопитающих (2-8,5%), при её помощи звери и человек обеспечивают энергией своё потомство. Взрослые значительно уменьшают потребление молока, так как в их организме нет фермента, нужного для расщепления лактозы. Лактоза используется в микробиологической промышленности для приготовления питательной среды.

Мальтоза, или солодовый сахар — дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы. Концентрируется в прорастающих семенах злаков, в томатах и нектаре некоторых растений. Это основной структурный элемент крахмала и гликогена. Мальтоза гидролизируется на две молекулы глюкозы под действием фермента мальтазы.

Углеводы полисахариды

Полисахариды — это углеводы, образующиеся в результате реакции поликонденсации множества (нескольких десятков и более) молекул моносахаридов. Полисахариды (от греч. полис — много) могут включать остатки одинаковых или разных моносахаридов.

Свойства полисахаридов:

  • не растворяются или плохо растворяются в воде;
  • не образуют ясно оформленных кристаллов;
  • не имеют сладкого вкуса.

Многие микроорганизмы легко разлагают до глюкозы крахмал, но большинство из них не способны переварить целлюлозу или другие полисахариды, такие как хитин. Эти углеводы могут усваиваться только некоторыми бактериями и протистами. Жвачные животные и термиты, к примеру, используют микроорганизмы для переваривания целлюлозы.

Даже при том, что эти сложные углеводы не очень легко усваиваемы, они важны для питания. Их называют пищевыми волокнами, так как они улучшают пищеварение и способствуют лучшей перистальтике кишечника. Основная функция пищевых волокон — способствовать всасыванию других питательных веществ.

Полисахариды различаются между собой составом мономеров, длиной и степенью разветвленности цепей. Они могут иметь линейную неразветвленную (целлюлоза, хитин), разветвленную (гликоген) и смешанную структуру (крахмал представляет собой смесь полисахаридов — примерно на 80 % (по массе) он состоит из разветвленного амилопектина и на 20 % из линейного полисахарида амилозы).

В функциональном отношении различают полисахариды резервного, структурного и защитного назначения. Типичные резервные полисахариды — крахмал и гликоген. К структурным полисахаридам относят целлюлозу (клетчатку). Защитную функцию у животных обеспечивают гепарин и гиалуроновая кислота.

Крахмал и гликоген

Крахмал и гликоген запасают метаболическую энергию.

Крахмал (C6H10O5)n — полимер, мономером которого является α-глюкоза. Состоит из смеси других полисахаридов — амилозы и амилопектина. Амилоза имеет вид длинной цепочки, связанной в спираль, именно такая конфигурация обеспечивает синюю окраску растворимого крахмала при добавлении йода. Амилопектин — древовидно разветвлённая цепь, он в присутствии йода окрашиваются в коричневый цвет. Крахмал — основной резервный углевод растений, являющийся одним из продуктов фотосинтеза. Накапливается в хлоропластах листьев, семенах, клубнях, корневищах, луковицах, откладывается в клетках в виде крахмальных зёрен в специальных органеллых — амилопластах. Содержание крахмала:

  • в зерновках риса — до 86%;
  • пшеницы — до 75%;
  • в клубнях картофеля — до 25%.

Крахмал — основной углевод пищи человека, его расщепляет фермент амилаза. Крахмальные зёрна практически не растворяются в воде, но амилоза набухает при её нагревании, тогда как амилопектин не изменяется даже при очень длительном кипячении.

Гликоген (C6H10O5)n — полисахарид, состоящий из 30 000 остатков α-глюкозы. Его цепочки ветвятся сильнее, чем у крахмала. По типу ветвления он похож на компонент крахмала амилопектин, поэтому его часто называют животным крахмалом. Он не даёт синего окрашивания при контакте с йодом. Гликоген — это запасной углевод животных. Накапливается в печени (до 20%) и в мышцах (4%), в небольшом количестве он найден в почках, клетках мозга и лейкоцитах крови. Чаще всего используется как источник глюкозы для восполнения её запасов в крови. Есть гликоген и в клетках грибов, в том числе и дрожжей. В отличие от крахмала гликоген растворим при комнатной температуре.

Целлюлоза

Целлюлоза — полимер, в котором мономер глюкоза соединяется между собой по типу β. Это основной структурный полисахарид клеточной стенки растений, в нём аккумулируется около 50% всего углерода биосферы. Содержание целлюлозы в древесине — до 50%, в волокнах семян хлопчатника — до 98%.

Молекулы целлюлозы не ветвятся, а собираются в очень прочные волокна из параллельно уложенных цепочек, связанных в пучки водородными соединениями. Они нерастворимы в воде, внешне похожи на часть крахмала — амилозу, с одним отличием — цепи целлюлозы, соединённые по β типу в большинстве живых организмах не расщепляются, так как у них отсутствует нужный для этого фермент целлюлаза. Из-за того, что целлюлоза не может быть разорвана в пищеварительном тракте животных, она может работать как биологический структурный материал. Но некоторым жвачным, например, коровам, переваривать целлюлозу помогают симбиотические микроорганизмы.

Целлюлоза является пищей не только для коров, но и для грибов, микроорганизмов, некоторых протист и животных (термиты). Микроорганизмы, способные расщеплять целлюлозу, входят также в состав микрофлоры толстого кишечника человека.

Хитин

Хитин (фр. chitine, от др.-греч. χιτών: хитон — одежда, кожа, оболочка) — структурный полисахарид, найденный в кутикуле членистоногих и ряда других беспозвоночных (червей, кишечнополостных), клеточных оболочках некоторых грибов и протист. Кроме углерода, водорода и кислорода в его молекулах содержится азот (C8H13NO5)n, этим он отличается от целлюлозы. Состоит из остатков N-ацетилглюкозамина, связанных между собой β-гликозидными связями. Усваивать хитин способны немногие организмы, например некоторые бактерии. Но многие существа продуцируют фермент хитиназу, вероятно в качестве защиты от плесени.

Функции углеводов

В живых организмах углеводы выполняют различные функции, основные из них — энергетическая, запасающая и структурная.

  • Энергетическая функция состоит в том, что углеводы под влиянием ферментов легко расщепляются и окисляются с выделением энергии. При полном окислении 1 г углеводов высвобождается 17,6 кДж энергии. Конечные продукты окисления углеводов — углекислый газ и вода.

Важнейшая роль углеводов в энергетическом обмене живых организмов связана с их способностью расщепляться как при наличии кислорода, так и без него. Это имеет большое значение для анаэробов.

  • Запасающая функция. Полисахариды являются запасными питательными веществами, играя роль «хранилищ» энергии. Резервным углеводом растений является крахмал, животных и грибов — гликоген, бактерий — муреин (пептидогликан). При необходимости эти полисахариды расщепляются до глюкозы, которая служит основным источником энергии для большинства живых организмов.
  • Структурная функция. Углеводы используются в качестве строительного материала. Оболочки клеток растений на 20-40 % состоят из целлюлозы, которая обладает высокой прочностью. Поэтому они надежно защищают внутриклеточное содержимое и поддерживают форму клеток. Хитин является важным структурным компонентом наружного скелета членистоногих, кольчатых червей, клеточных оболочек грибов и некоторых протист.

 

Биологические функции углеводов
  • Олиго- и полисахариды входят в состав цитоплазматической мембраны клеток животных, образуя надмембранный комплекс — гликокаликс. Углеводные компоненты цитоплазматической мембраны выполняют рецепторную функцию: воспринимают сигналы из окружающей среды и передают их в клетку.
  • Метаболическая функция углеводов состоит в том, что в клетках живых организмов моносахариды являются основой для синтеза многих органических веществ — олиго- и полисахаридов, нуклеотидов, некоторых спиртов. Ряд веществ, образующихся в ходе расщепления молекул моносахаридов, используется клетками для синтеза аминокислот, жирных кислот и др.
  • Защитная. Они входят в состав слизей, предохраняющих кишечник, бронхи от механических повреждений, в состав репарина — вещества, предотвращающего свёртывание крови у человека.
  • Осмотическая. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме.

 

Вам будет интересно

В каких продуктах содержатся углеводы, таблица продуктов с углеводами

Углеводами называют органические соединения, поставляющие в организм необходимую для полноценной жизнедеятельности энергию. Они входят в состав каждой ткани и клеточных структур. На углеводы приходится примерно 2,7 процента от общей массы тела. Без них внутренние органы и системы не могут нормально функционировать. Поддерживать соотношение углеводов в организме становится возможным при сбалансированном питании, включающим в себя продукты, содержащие данные и другие полезные вещества.

Какую роль в организме выполняют углеводы?

Чтобы понимать, почему эти органические соединения настолько важны, необходимо изучить то, какие функции на них возложены. Углеводы, поступающие в организм вместе с пищей, оказывают следующий спектр действий:

  1. Поставляют в организм человека энергетические ресурсы. Это происходит за счет окисления соединения. В результате этого процесса один грамм углевода вырабатывает 17 килоджоулей или 4,1 калорию. Окисление сопровождается расходом либо гликогена (резервный запас углеводов), либо глюкозы.
  2. Принимают участие в образование различных структурных единиц. Благодаря углеводам, в организме строятся клеточные мембраны, вырабатываются нуклеиновые кислоты, ферменты, нуклеотиды и так далее.
  3. Формируют энергетические запасы для организма. Углеводы, принимая форму гликогена, откладываются в мышечных и прочих тканях, печени.
  4. Представляют собой антикоагулянты. Эти вещества разжижают кровь, а также препятствуют образованию тромбов.
  5. Входят в состав слизи, выстилающей желудочно-кишечный тракт, поверхности дыхательной и мочеполовой систем. Покрывая эти внутренние органы, слизь противостоит вирусным и бактериальным инфекциям, оказывает защиту от механических повреждений.
  6. Оказывают положительное воздействие не пищеварение. Углеводы стимулируют функцию пищеварительных ферментов, а, следовательно, улучшают пищеварительные процессы и качество усвоения питательных и ценных веществ, активизируют работу перистальтики желудка.

Кроме того, эти органические соединения повышают защитные функции организма, определяют группу крови, а также снижают вероятность развития онкологических патологий.

Виды углеводов

Органические вещества из группы углеродов делятся на две большие группы — простые и сложные. Первые еще называют быстрыми либо легкоусвояемыми, а вторые — медленными.

Простые углеводы

Отличаются простым составом и быстро усваиваются в организме. Такая особенность углевода приводит к резкому повышению глюкозы в крови. Реакцией организма на употребление простых углеводов становится крупный выброс инсулина — гормона, который ответственен за продуцирование поджелудочной железы.

Уровень сахара под воздействием инсулина снижается ниже стандартной нормы. Таким образом, человек, который недавно съел продукты, богатые простыми углеводами, уже довольно быстро начинает испытывать чувство голода. Кроме того, преобразование молекул сахара в подкожный жир происходит в соотношении один к двум.

Если злоупотреблять пищей, которая богата быстрыми углеводами, это приведет к следующим неблагоприятным последствиям:

  • постоянному ощущение голода и желаниюперекусить;
  • повреждению инсулином кровеносных сосудов;
  • быстрому износу поджелудочной;
  • повышению риска развития сахарного диабета.

Эти негативные воздействия стали главной причиной того, что данные углеводы стали называть вредными либо нежелательными.

Сложные углеводы

Медленные органические соединения, которыми являются клетчатка, гликоген, крахмал, действуют на организм совершенно иным образом. Вещества, входящие в данную группу, обладают сложным составом, а, значит, скорость их усвоения гораздо ниже, чем у быстрых. Данные соединения имеют высокую пищевую ценность и поэтому концентрация сахара практически не повышается, а, следовательно, человек длительное время чувствует сытость.

Поскольку концентрация сахара не слишком высокая, печень успевает его перерабатывать. Это значит, что он практически полностью преобразуется в энергетические ресурсы, а не откладывается в жировые отложения. Таким образом, сложные углеводы не приносят никакого вреда организму, то есть являются полезными.

Ежедневная потребность в углеводах

Суточная норма потребления органического источника энергии обусловлена возрастом, половой принадлежностью, весом, образом жизни и некоторым другим фактором. Чтобы вычислить дневную дозу углеводов, можно воспользоваться следующим расчетом:

  1. определить свою норму веса, то есть от роста отнять 100 сантиметров;
  2. умножить полученное число на 3,5.

Полученное число и станет дневной нормой потребления. Если рост равен 170 см, то количество углеводов, потребляемых в сутки должно составлять 245 грамм.

В каких продуктах содержатся простые углеводы?

К источникам быстрых углеводов относят:

  • натуральный мед, сахар, варенье;
  • сдобную выпечку, кондитерские изделия, батоны;
  • манную и рисовую белую муку;
  • макароны из белых сортов пшеницы;
  • соки и газированные напитки, а также сиропы;
  • сухофрукты и сладкие виды фруктов;
  • некоторые разновидности овощей.

Эти продукты относятся к не самым полезным.

Пищевые продуктыОбъем углеводов в 100 г (в граммах)
Сахарный песок99,6
Карамель88,1
Кукурузные хлопья83,4
Мед81,4
Вафли с начинкой из фруктового джема80,7
Манная крупа73,2
Мармелад71,1
Варенье69,9
Бублики69,8
Финики69,1
Крекеры67,2
Солод ржаной66,8
Изюм64,9
Попкорн62,9
Молочный шоколад60,2
Макароны быстрого приготовления56,9
Сдобная выпечка55,2
Халва54,3
Шоколадные конфеты54,1
Венские вафли с карамельной начинкой53,7
Картофельные чипсы52,8
Песочное печенье49,9
Печенье «Орешки»49,3
Белый хлеб48,9
Французская булка47,4
Тортыоколо 46
Кока-кола42,3
Чернослив39,8
Пончики38,9
Яблочный пирог38,3
Пирожное «Эклер» с кремовой начинкой35,9
Алкогольные напитки (вина, вермуты и пр.)20–35
Мороженое24,9
Белый рис отварной24,7
Пицца24,4
Жареный картофель23,2
Консервированная сладкая кукуруза22,6
Гренки из белого хлеба19,6
Хот-дог19,4
Отварной картофель16,8
Виноград15,2
Картофельное пюре14,3
Вареная свекла10,2
Пиво9,8
Апельсиновый сок8,4
Абрикос7,8
Тыква7,4
Дыня5,3
Арбуз5,2
Вареная морковь4,9

В каких продуктах содержатся сложные углеводы?

К источникам медленных углеводов относят:

  • хлебобулочные изделия из муку грубого помола;
  • различные виды грибов;
  • макароны из твердых сортов пшеницы;
  • злаковые и бобовые культуры;
  • большинство видов овощей;
  • разнообразная зелень;
  • несладкие фрукты.

Эти продукты являются полезными.

Пищевые продуктыОбъем углеводов в 100 г (в граммах)
Фасоль54,3
Чечевица53,8
Горький шоколад48,3
Хлеб из муки грубого помола46,1
Соя26,6
Макароны из твердых сортов пшеницы23,2
Кешью22,2
Зеленый горошек13,2
Оливки12,8
Гранат11,9
Яблоко11,4
Груша10,8
Корневой сельдерей10,8
Персик10,2
Сливы9,9
Крыжовник9,8
Репчатый лук9,4
Малина8,9
Мандарин8,4
Апельсин8,3
Бобы8,2
Красная смородина8,1
Черная смородина7,9
Киви7,6
Грейпфрут7,4
Орехи (кроме кешью)7,1–11,6
Кабачок5,8
Белокочанная капуста5,7
Брокколи5,2
Щавель5,2
Брюссельская капуста5,1
Болгарский перец4,9
Цветная капуста4,8
Редис4,2
Перьевой зеленый лук4,2
Стручковая фасоль4,2
Лимон3,7
Томаты3,4
Огурец2,4
Шпинат2,4
Листовой салат2,1
Свежие грибы (кроме шампиньонов)1,1–3,6
Шампиньоны0,6

Чем опасен переизбыток и недостаток углеводов?

Избыток углеводов, поступающих в организм вместе с пищей, приводят к тому, что резко повышается концентрация инсулина в крови и начинается быстрое образование жиров. Иными словами, причиной ожирения, сахарного диабета и прочих проблем со здоровьем, связанных с избытком веса, является углеводная пища.

Недостаток таких продуктов в организме тоже вреден. Если углеводы поступают в ограниченном количестве, резервы гликогена поступенно истощаются, в печени накапливаются жиры и развиваются различные дисфункции данного органа. Дефицит этого органического соединения приводит к повышенной утомляемости, общему чувству слабости, снижению физической и интеллектуальной активности.

Когда возникает недостаток углевода, то энергию, необходимую для поддержания жизненно важных функций, организм получает из жировых тканей. Высокая скорость расщепления жиров становится причиной усиленной выработки вредных катенов. Это приводит к окислению организма и кетоацидотической коме.

Появление первых признаков, которые сигнализируют о дефиците либо переизбытке углеводов, следует тщательно пересмотреть и в дальнейшем скорректировать ежедневный рацион. Правильно составленное меню позволяет избежать негативные последствия, связанные с передозировкой либо недостатком углеродистой пищи.

простые и сложные, в каких продуктах содержатся

Как часто можно услышать про полезные и вредные углеводы, про плохие и хорошие. Кто-то день прожить не может без шоколадки. А кто-то боится съесть лишний банан. Давайте разберёмся, что это такое и как нам всем с этим жить. 

Что такое углеводы?

Углеводы – это органические вещества, основной источник энергии для вашего организма. Это один из трёх макронутриентов, жизненно необходимых вам. Два других — белки и жиры.

Типы углеводов:

  1. Моносахариды — простейшие углеводы, которые не распадаются до ещё более простых. Например, глюкоза, фруктоза.
  2. Олигосахариды — более сложные соединения, построенные из нескольких ( до 10) остатков моносахаридов. Например, раффиноза свёклы.
  3. Дисахариды — сложные соединения, построенные из 2 остатков моносахаридов. Например, свекловичный или тростниковый сахар, лактоза (молочный сахар).
  4. Полисахариды — сложные соединения, образованные из большого количества остатков глюкозы. Они делятся на перевариваемые (крахмал) и не перевариваемые (клетчатка). Клетчатка, благодаря своим свойствам, оказывает полезное действие на весь организм в целом. Способствует профилактике многих заболеваний, вплоть до рака.

Читайте также: Клетчатка. Как она продлевает жизнь


Функции углеводов в организме человека

  1. Роль углеводов велика. Попав в желудочно-кишечный тракт, они расщепляются до глюкозы, которая в свою очередь попадает внутрь клеток и используется организмом как источник энергии. При их недостатке для получения энергии распадаются белки и жиры, что приводит к накоплению токсичных кетонов в крови.
  2. Они способны накапливаться в печени, скелетных мышцах, и других тканях в виде гликогена.
  3. Принимают участие в синтезе многих веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности вашего организма. Например, сложных белков, компонентов иммунной системы и т. д.
  4. Регулируют обмен белков и жиров.
  5. Необходимы для нормальной деятельности сердца, печени, мышц и центральной нервной системы.

В каких продуктах содержатся углеводы

К углеводам относится большинство продуктов питания. Их нет в продуктах животного происхождения (мясо, рыба и морепродукты, яйца и т. д.). Исключением являются молочные продукты, которые содержат молочный сахар-лактозу.

Источники:

  1. Фрукты.
  2. Овощи, зелень.
  3. Крупы, разные виды муки.
  4. Орехи и семена.
  5. Бобовые (фасоль, горох, чечевица, соя).
  6. Хлеб, выпечка, торты, пирожные и т. д.
  7. Макаронные изделия, лапша.
  8. Сахар, крахмал, мёд.
  9. Газированные напитки с сахаром, компот, соки, чай и кофе с сахаром.
  10. Алкоголь.
  11. Молочные продукты и т. д.

Классификация углеводов, простые и сложные

Многие слышали о простых и сложных углеводах, но мало кто знает, чем они различаются, насколько необходимы для вашего здорового существования.

Простые или легкоусвояемые — быстро повышают содержание сахара в крови. Они обладают высоким гликемическим индексом. По этой причине их часто называют быстрыми.


Читайте также: Что такое гликемический индекс? Так ли страшен высокий индекс?


Злоупотребление быстрыми углеводами приводит к следующим последствиям:

  • постоянное ощущение голода и желание что-то съесть;
  • в результате предыдущего воздействия провоцируется быстрый набор веса;
  • предрасполагает к диабету, сердечно-сосудистым заболеваниям, увеличивают шанс онкологии.

Сложные — имеют в составе нерастворимые волокна, например, клетчатку. Они медленно усваиваются, дают длительное насыщение, поэтому и глюкозу в крови повышают постепенно. Имеют низкий гликемический индекс. Благодаря этим свойствам и получили название медленных.

В таблицах указано содержание углеводов в самых распространённых продуктах питания. Из них вы сможете узнать, какие продукты относятся к медленным углеводам, а какие к быстрым. А также определите для себя продукты богатые и бедные углеводами. При планировании рациона — это значимые данные.

Список продуктов

Простые углеводы

Сложные углеводы


Ежедневная потребность в углеводах

Суточная норма будет для каждого человека разной.

В интернете некоторые сайты утверждают, что норма углеводов — 3–5 г на 1 кг веса. В действительности всё сложнее. Норму необходимо рассчитывать для каждого человека индивидуально.

Потребность зависит от пола, возраста, веса, уровня активности и т. д. Кроме того, большое значение имеют ваши цели на данный момент. Например, при похудении и наборе мышечной массы необходимо абсолютно разное количество углеводов в день.

В качестве примера проведены расчёты для мужчины и женщины 30 лет, среднего роста с низкой активностью. Смотрите таблицу ниже.

В случае с набором веса взята средняя активность (3 тренировки в неделю).

Учитывая ваш пол, вес и цель, связанную с весом, можете определить свою потребность в углеводах. Конечно, показатель примерный, но погрешность будет не сильно большой.

 

50 -55 кг

55-60 кг

60-65 кг

65-70 кг

75-80 кг

80-85 кг

Мужчины

           

Похудение

140

145

150

155

160

165

Поддержание веса

160

165

170

175

180

185

Набор мышечной массы

270

280

290

300

315

325

Женщины

           

Похудение

110

115

120

125

135

140

Поддержание веса

130

137

145

150

160

165

Набор мышечной массы

228

240

245

255

270

280

При наборе мышечной массы организм нуждается в большом количестве энергии. В этом случае рекомендуется делать упор на продукты с высоким содержанием углеводов. Безусловно, не забывая о белках и жирах.

Недостаток углеводов

Недостаток может стать причиной слабости, усталости, раздражительности, апатии. К тому же в качестве источника энергии начнут расходоваться мышечная ткань и жировые запасы, а также белки и жиры, поступающие с пищей.

Избыток углеводов

Избыточное их количество — приводит к набору лишних килограммов.

Злоупотребление простыми углеводами способно привести к сахарному диабету, артериальной гипертонии, инсулинорезистентности, сердечно-сосудистым и онкологическим заболеваниям.

Сложные углеводы, наоборот, способны предотвратить эти и другие заболевания. Большую роль здесь играет клетчатка.

Когда потребность возрастает

Поскольку углеводы — главный источник энергии, потребность в них возрастает при увеличении умственных и физических нагрузок. Если вы решили заняться спортом, набрать мышечную массу, или ваша новая работа предполагает тяжёлые физические нагрузки — увеличивайте количество углеводсодержащей пищи.

Диета с ограничением углеводов для похудения

Существует довольно много диет, которые предлагают полностью или частично исключить углеводы из рациона. Например, Дюкана, Кремлёвская, Кето-диета и др. Безусловно, они доказали свою эффективность в снижении веса. Сотни женщин и мужчин заметили результат уже через короткое время.

Тем не менее, такие диеты небезопасны, и имеют ряд противопоказаний.

Длительный отказ от овощей, фруктов, зерновых провоцирует дефицит витаминов и микроэлементов. Недостаток полезной клетчатки однозначно приведёт к запорам и другим проблемам с ЖКТ.


Значение углеводов в жизни человека огромно. Во-первых, это источник энергии. Во-вторых, они необходимы для нормального функционирования всех систем организма.

Если говорить о том, какие углеводы лучше, то врачи рекомендуют отдавать предпочтение медленным. Так, вы получите не только длительное насыщение, но и клетчатку, витамины и микроэлементы.

 

 

Функции углеводов в организме: (EUFIC)

Последнее обновление: 14 января 2020 г.

В этой части нашего обзора углеводов мы объясняем различные типы и основные функции углеводов, включая сахара. Чтобы узнать, как потребление углеводов связано со здоровьем, обратитесь к статье «Полезны ли углеводы для вас?».

1. Введение

Наряду с жирами и белками, углеводы являются одним из трех макроэлементов в нашем рационе, основная функция которых - обеспечивать организм энергией.Они встречаются во многих различных формах, таких как сахар и пищевые волокна, а также во многих различных продуктах, таких как цельное зерно, фрукты и овощи. В этой статье мы исследуем разнообразие углеводов, содержащихся в нашем рационе, и их функции.

2. Что такое углеводы?

По сути, углеводы состоят из строительных блоков сахаров, и их можно классифицировать в зависимости от того, сколько сахарных единиц объединено в их молекуле. Глюкоза, фруктоза и галактоза являются примерами однокомпонентных сахаров, также известных как моносахариды.Двухкомпонентные сахара называются дисахаридами, среди которых наиболее широко известны сахароза (столовый сахар) и лактоза (молочный сахар). Моносахариды и дисахариды обычно называют простыми углеводами. Длинноцепочечные молекулы, такие как крахмалы и пищевые волокна, известны как сложные углеводы. На самом деле, однако, есть более явные различия. В таблице 1 представлен обзор основных типов углеводов в нашем рационе.

Таблица 1. Примеры углеводов, основанные на различных классификациях.

КЛАСС

ПРИМЕРЫ

Моносахариды

Глюкоза, фруктоза, галактоза

Дисахариды

Сахароза, лактоза, мальтоза

Олигосахариды

Фруктоолигосахариды, мальтоолигосахариды

Полиолы

Изомальт, мальтит, сорбит, ксилит, эритрит

Полисахариды крахмала

Амилоза, амилопектин, мальтодекстрины

Некрахмальные полисахариды
(пищевые волокна)

Целлюлоза, пектины, гемицеллюлозы, камеди, инулин

Углеводы также известны под следующими названиями, которые обычно относятся к определенным группам углеводов 1 :

  • сахара
  • простых и сложных углеводов
  • устойчивый крахмал
  • пищевые волокна
  • пребиотики
  • собственных и добавленных сахаров

Различные названия образованы из-за того, что углеводы классифицируются в зависимости от их химической структуры, а также в зависимости от их роли или источника в нашем рационе.Даже ведущие органы здравоохранения не имеют согласованных общих определений для различных групп углеводов 2 .

3. Виды углеводов

3.1. Моносахариды, дисахариды и полиолы

Простые углеводы, содержащие одну или две единицы сахара, также известны как сахара. Примеры:

  • Глюкоза и фруктоза: моносахариды, которые содержатся во фруктах, овощах, меде, а также в пищевых продуктах, таких как глюкозно-фруктозные сиропы
  • Столовый сахар или сахароза представляет собой дисахарид глюкозы и фруктозы и в природе встречается в сахарной свекле, сахарном тростнике и фруктах
  • Лактоза, дисахарид, состоящий из глюкозы и галактозы, является основным углеводом молока и молочных продуктов
  • Мальтоза представляет собой дисахарид глюкозы, содержащийся в сиропах из солода и крахмала

Моносахаридные и дисахаридные сахара обычно добавляются в пищевые продукты производителями, поварами и потребителями и называются «добавленными сахарами».Они также могут присутствовать в виде «свободных сахаров», которые естественным образом содержатся в меде и фруктовых соках.

Полиолы, или так называемые сахарные спирты, тоже сладкие и могут использоваться в пищевых продуктах так же, как и сахар, но имеют более низкую калорийность по сравнению с обычным столовым сахаром (см. Ниже). Они действительно встречаются в природе, но большинство полиолов, которые мы используем, производятся путем преобразования сахаров. Сорбитол является наиболее часто используемым полиолом в пищевых продуктах и ​​напитках, а ксилит часто используется в жевательных резинках и мятных конфетах. Изомальт - это полиол, производимый из сахарозы, часто используемый в кондитерских изделиях.Полиолы могут оказывать слабительное действие при употреблении в пищу в слишком больших количествах.

Если вы хотите узнать больше о сахарах в целом, прочтите нашу статью «Сахара: ответы на общие вопросы», статью «Решение общих вопросов о подсластителях» или изучите возможности и трудности замены сахара в выпечке и полуфабрикатах ( «Сахар с точки зрения пищевых технологий»).

3.2. Олигосахариды

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет олигосахариды как углеводы с 3-9 сахарными единицами, хотя другие определения допускают немного более длинные цепи.Наиболее известны олигофруктаны (или, в собственном научном выражении: фруктоолигосахариды), которые содержат до 9 единиц фруктозы и естественным образом встречаются в овощах с низкой сладостью, таких как артишоки и лук. Рафиноза и стахиоза - два других примера олигосахаридов, которые содержатся в некоторых бобовых, зернах, овощах и меде. Большинство олигосахаридов не расщепляются на моносахариды пищеварительными ферментами человека и вместо этого используются микробиотой кишечника (дополнительную информацию см. В нашем материале о пищевых волокнах).

3.3. Полисахариды

Десять или более, а иногда даже несколько тысяч сахарных единиц необходимы для образования полисахаридов, которые обычно делятся на два типа:

  • Крахмал, который является основным запасом энергии в корнеплодах, таких как лук, морковь, картофель и цельнозерновые продукты. Он имеет цепи глюкозы разной длины, более или менее разветвленные, и встречается в гранулах, размер и форма которых различаются между растениями, которые их содержат. Соответствующий полисахарид у животных называется гликогеном.Некоторые крахмалы могут перевариваться только микробиотой кишечника, а не механизмами нашего собственного тела: они известны как устойчивые крахмалы.
  • Некрахмальные полисахариды, которые входят в группу пищевых волокон (хотя некоторые олигосахариды, такие как инулин, также считаются диетическими волокнами). Примерами являются целлюлоза, гемицеллюлозы, пектины и камеди. Основными источниками этих полисахаридов являются овощи и фрукты, а также цельнозерновые продукты. Отличительной чертой некрахмальных полисахаридов и фактически всех пищевых волокон является то, что люди не могут их переваривать; следовательно, их среднее содержание энергии ниже по сравнению с большинством других углеводов.Однако некоторые типы клетчатки могут метаболизироваться кишечными бактериями, в результате чего образуются полезные для нашего организма соединения, такие как короткоцепочечные жирные кислоты. Узнайте больше о пищевых волокнах и их важности для нашего здоровья в нашей статье о «цельнозерновых» и «диетических волокнах».

Далее мы будем иметь в виду «сахара», когда говорим о моно- и дисахаридах, и «волокна», когда говорим о некрахмальных полисахаридах.

4. Функции углеводов в нашем организме

Углеводы - важная часть нашего рациона.Что наиболее важно, они обеспечивают энергией самые очевидные функции нашего тела, такие как движение или мышление, но также и «фоновые» функции, которые большую часть времени мы даже не замечаем. 1 . Во время пищеварения углеводы, состоящие из более чем одного сахара, расщепляются на моносахариды пищеварительными ферментами, а затем непосредственно всасываются, вызывая гликемический ответ (см. Ниже). Организм напрямую использует глюкозу в качестве источника энергии в мышцах, мозговых и других клетках.Некоторые углеводы не могут быть расщеплены, и они либо ферментируются кишечными бактериями, либо проходят через кишечник без изменений. Интересно, что углеводы также играют важную роль в структуре и функциях наших клеток, тканей и органов.

4.1. Углеводы как источник энергии и их хранение

Углеводы, расщепленные в основном на глюкозу, являются предпочтительным источником энергии для нашего тела, поскольку клетки нашего мозга, мышц и всех других тканей напрямую используют моносахариды для удовлетворения своих энергетических потребностей.В зависимости от вида один грамм углеводов обеспечивает разное количество энергии:

  • Крахмал и сахар являются основными энергетическими углеводами и обеспечивают 4 килокалории (17 килоджоулей) на грамм
  • Полиолы содержат 2,4 килокалории (10 килоджоулей) (эритритол вообще не усваивается, поэтому дает 0 калорий).
  • Пищевые волокна 2 килокалории (8 килоджоулей)

Моносахариды всасываются непосредственно в тонком кишечнике в кровоток, откуда они транспортируются к нуждающимся клеткам.Некоторые гормоны, в том числе инсулин и глюкагон, также являются частью пищеварительной системы. Они поддерживают уровень сахара в крови, удаляя или добавляя глюкозу в кровоток по мере необходимости.

Если не использовать напрямую, организм превращает глюкозу в гликоген, полисахарид, подобный крахмалу, который хранится в печени и мышцах в качестве легкодоступного источника энергии. При необходимости, например, между приемами пищи, ночью, во время подъемов физической активности или во время коротких периодов голодания, наш организм превращает гликоген обратно в глюкозу, чтобы поддерживать постоянный уровень сахара в крови.

Мозг и красные кровяные тельца особенно зависят от глюкозы как источника энергии и могут использовать другие формы энергии из жиров в экстремальных условиях, например, в очень длительные периоды голодания. Именно по этой причине уровень глюкозы в крови должен постоянно поддерживаться на оптимальном уровне. Примерно 130 г глюкозы необходимо в день только для покрытия энергетических потребностей мозга взрослого человека.

4.2. Гликемический ответ и гликемический индекс

Когда мы едим пищу, содержащую углеводы, уровень глюкозы в крови повышается, а затем понижается, и этот процесс известен как гликемический ответ.Он отражает скорость переваривания и всасывания глюкозы, а также влияние инсулина на нормализацию уровня глюкозы в крови. На скорость и продолжительность гликемического ответа влияет ряд факторов:

  • Сама еда:
    • Тип сахара (ов), образующих углевод; например фруктоза имеет более низкий гликемический ответ, чем глюкоза, а сахароза имеет более низкий гликемический ответ, чем мальтоза
    • Строение молекулы; например крахмал с большим количеством разветвлений легче расщепляется ферментами и, следовательно, легче усваивается, чем другие
    • Используемые методы приготовления и обработки
    • Количество других питательных веществ в пище, таких как жир, белок и клетчатка
  • (метаболические) обстоятельства у каждого человека:
    • Степень жевания (механическое нарушение)
    • Скорость опорожнения желудка
    • Время прохождения через тонкий кишечник (частично зависит от пищи)
    • Сам метаболизм
    • Время приема пищи

Влияние различных пищевых продуктов (а также технологии обработки пищевых продуктов) на гликемический ответ классифицируется относительно стандарта, обычно белого хлеба или глюкозы, в течение двух часов после еды.Это измерение называется гликемическим индексом (GI). ГИ 70 означает, что еда или питье вызывают 70% ответа глюкозы в крови, который можно было бы наблюдать с таким же количеством углеводов из чистой глюкозы или белого хлеба; однако большую часть времени углеводы едят как смесь вместе с белками и жирами, которые все влияют на GI.

Продукты с высоким ГИ вызывают большую реакцию глюкозы в крови, чем продукты с низким ГИ. В то же время продукты с низким ГИ перевариваются и усваиваются медленнее, чем продукты с высоким ГИ.В научном сообществе ведется много дискуссий, но в настоящее время недостаточно доказательств, чтобы предположить, что диета, основанная на продуктах с низким ГИ, связана со сниженным риском развития метаболических заболеваний, таких как ожирение и диабет 2 типа.

ГЛИКЕМИЧЕСКИЙ ИНДЕКС НЕКОТОРЫХ ОБЫЧНЫХ ПРОДУКТОВ (с использованием глюкозы в качестве стандарта)

Продукты с очень низким ГИ (≤ 40)

Сырое яблоко
Чечевица
Соевые бобы
Фасоль
Коровье молоко
Морковь (вареная)
Ячмень

Продукты с низким ГИ (41-55)

Лапша и макаронные изделия
Яблочный сок
Сырые апельсины / апельсиновый сок
Финики
Сырой банан
Йогурт (фрукты)
Цельнозерновой хлеб
Клубничное варенье
Сладкая кукуруза
Шоколад

Продукты питания с промежуточным ГИ (56-70)

Коричневый рис
Овсяные хлопья
Безалкогольные напитки
Ананас
Мед
Хлеб на закваске

Продукты с высоким ГИ (> 70)

Белый и непросеянный хлеб
Вареный картофель
Кукурузные хлопья
Картофель фри
Картофельное пюре
Белый рис
Рисовые крекеры

4.3. Функция кишечника и пищевые волокна

Хотя наш тонкий кишечник не может переваривать пищевые волокна, клетчатка помогает обеспечить хорошее функционирование кишечника за счет увеличения физического объема кишечника и, таким образом, стимулирования кишечного транзита. Когда неперевариваемые углеводы попадают в толстый кишечник, некоторые типы клетчатки, такие как камеди, пектины и олигосахариды, расщепляются микрофлорой кишечника. Это увеличивает общую массу кишечника и благотворно влияет на состав микрофлоры кишечника.Это также приводит к образованию продуктов жизнедеятельности бактерий, таких как короткоцепочечные жирные кислоты, которые выделяются в толстой кишке и оказывают благотворное влияние на наше здоровье (дополнительную информацию см. В наших статьях о пищевых волокнах).

5. Резюме

Углеводы - это один из трех макроэлементов в нашем рационе, который необходим для правильного функционирования организма. Они бывают разных форм, от сахара вместо крахмала до пищевых волокон, и присутствуют во многих продуктах, которые мы едим. Если вы хотите узнать больше о том, как они влияют на наше здоровье, прочитайте нашу статью «Углеводы полезны или вредны для вас?».

Список литературы

  1. Каммингс Дж. Х. и Стивен А. М. (2007). Терминология и классификация углеводов. Европейский журнал клинического питания 61: S5-S18.
  2. Портал знаний JRC Европейской комиссии, укрепление здоровья и профилактика заболеваний. Доступ 17 октября 2019 г.
    .

    углеводов | Определение, классификация и примеры

    Классификация и номенклатура

    Узнайте о структурах и использовании простых сахаров глюкоза, фруктоза и галактоза

    Моносахариды играют важную роль в передаче энергии.

    Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видеоролики к этой статье

    Хотя для углеводов был разработан ряд схем классификации, разделение на четыре основные группы - моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды - является одним из наиболее распространенных. .Большинство моносахаридов или простых сахаров содержится в винограде, других фруктах и ​​меде. Хотя они могут содержать от трех до девяти атомов углерода, наиболее распространенные представители состоят из пяти или шести, соединенных вместе в цепочечную молекулу. Три наиболее важных простых сахара - глюкоза (также известная как декстроза, виноградный сахар и кукурузный сахар), фруктоза (фруктовый сахар) и галактоза - имеют одинаковую молекулярную формулу (C 6 H 1 2 O 6 ), но, поскольку их атомы имеют разное структурное расположение, сахара имеют разные характеристики; я.е., они изомеры.

    Незначительные изменения структурной организации, обнаруживаемые живыми существами, влияют на биологическое значение изомерных соединений. Известно, например, что степень сладости различных сахаров различается в зависимости от расположения гидроксильных групп (OH), составляющих часть молекулярной структуры. Однако прямая корреляция, которая может существовать между вкусом и каким-либо конкретным структурным устройством, еще не установлена; то есть еще невозможно предсказать вкус сахара, зная его конкретное структурное расположение.Энергия химических связей глюкозы косвенно снабжает большинство живых организмов большей частью энергии, необходимой им для продолжения своей деятельности. Галактоза, которая редко встречается в виде простого сахара, обычно комбинируется с другими простыми сахарами с образованием более крупных молекул.

    Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

    Две молекулы простого сахара, которые связаны друг с другом, образуют дисахарид или двойной сахар.Дисахарид сахароза или столовый сахар состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы; Наиболее известные источники сахарозы - сахарная свекла и тростниковый сахар. Молочный сахар или лактоза и мальтоза также являются дисахаридами. Прежде чем энергия дисахаридов может быть использована живыми существами, молекулы должны быть разбиты на соответствующие моносахариды. Олигосахариды, которые состоят из трех-шести моносахаридных единиц, довольно редко встречаются в природных источниках, хотя было идентифицировано несколько производных растений.

    Кристаллы лактозы

    Кристаллы лактозы показаны взвешенными в масле. Их отличная форма позволяет идентифицировать их в продуктах питания, исследуемых для исследования.

    © Кайла Саслоу, любезно предоставлено Университетом Висконсин-Мэдисон

    Полисахариды (этот термин означает множество сахаров) представляют собой большинство структурных и энергетических углеводов, встречающихся в природе. Большие молекулы, которые могут состоять из 10 000 связанных вместе моносахаридных единиц, полисахариды значительно различаются по размеру, сложности структуры и содержанию сахара; К настоящему времени идентифицировано несколько сотен различных типов.Целлюлоза, основной структурный компонент растений, представляет собой сложный полисахарид, состоящий из множества глюкозных единиц, связанных вместе; это наиболее распространенный полисахарид. Крахмал, содержащийся в растениях, и гликоген, обнаруженный у животных, также представляют собой сложные полисахариды глюкозы. Крахмал (от древнеанглийского слова stercan , что означает «застывать») содержится в основном в семенах, корнях и стеблях, где он хранится в качестве доступного источника энергии для растений. Растительный крахмал может быть переработан в такие продукты, как хлеб, или может потребляться напрямую - например, в картофеле.Гликоген, который состоит из разветвленных цепочек молекул глюкозы, образуется в печени и мышцах высших животных и хранится в качестве источника энергии.

    состав целлюлозы и глюкозы

    Целлюлоза и глюкоза являются примерами углеводов.

    Encyclopædia Britannica, Inc.

    Окончание общей номенклатуры моносахаридов - -оза ; таким образом, термин пентоза ( pent = пять) используется для моносахаридов, содержащих пять атомов углерода, а гексоза ( hex = шесть) используется для тех, которые содержат шесть.Кроме того, поскольку моносахариды содержат химически реактивную группу, которая является либо альдегидной группой, либо кетогруппой, их часто называют альдопентозами, или кетопентозами, или альдогексозами, или кетогексозами. Альдегидная группа может находиться в положении 1 альдопентозы, а кетогруппа может находиться в другом положении (например, 2) внутри кетогексозы. Глюкоза представляет собой альдогексозу, то есть она содержит шесть атомов углерода, а химически реактивная группа представляет собой альдегидную группу.

    .

    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 еще больше 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 богат 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 цельнозерновой продукт, он 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 крахмалистую часть, поэтому вы теряете 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 распространенных 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 регулярность и дает чувство сытости и удовлетворения 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 цельнозерновой хлеб. 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.

    .

    Использование, польза для здоровья и риски

    Углеводы или сахариды являются биомолекулами. Четыре основных класса биомолекул - это углеводы, белки, нуклеотиды и липиды. Углеводы - самые распространенные из четырех.

    Углеводы, также известные как углеводы, выполняют несколько функций в живых организмах, включая перенос энергии. Они также являются структурными компонентами растений и насекомых.

    Углеводные производные участвуют в репродукции, иммунной системе, развитии болезней и свертывании крови.

    Краткие сведения об углеводах

    • «Сахарид» - это другое слово, обозначающее «углевод».
    • К продуктам с высоким содержанием углеводов относятся хлеб, макаронные изделия, бобы, картофель, рис и крупы.
    • Один грамм углеводов содержит около 4 килокалорий
    • Углеводы с высоким гликемическим индексом (ГИ) быстро попадают в кровоток в виде глюкозы
    • Переход на диету с низким ГИ увеличивает шансы на здоровый вес и образ жизни

    Углеводы, также известные сахариды или углеводы - это сахара или крахмалы.Они являются основным источником пищи и ключевой формой энергии для большинства организмов.

    Они состоят из атомов углерода, водорода и кислорода.

    Два основных соединения составляют углеводы:

    Альдегиды : это атомы углерода и кислорода с двойной связью, а также атом водорода.

    Кетоны : это атомы углерода и кислорода с двойной связью, а также два дополнительных атома углерода.

    Углеводы могут объединяться в полимеры или цепочки.

    Эти полимеры могут функционировать как:

    • молекулы длительного хранения пищевых продуктов
    • защитные мембраны для организмов и клеток
    • основная структурная поддержка растений

    Большинство органических веществ на Земле состоит из углеводов.Они вовлечены во многие аспекты жизни.

    Есть разные типы углеводов. Они включают моносахариды, дисахариды и полисахариды.

    Моносахариды

    Это наименьшая возможная сахарная единица. Примеры включают глюкозу, галактозу или фруктозу. Глюкоза - основной источник энергии для клетки. «Сахар в крови» означает «глюкоза в крови».

    В питании человека к ним относятся:

    • галактоза, наиболее доступная в молоке и молочных продуктах
    • фруктоза, в основном в овощах и фруктах

    Дисахариды

    Дисахариды представляют собой две связанные вместе моносахаридные молекулы, например, лактозу, мальтоза и сахароза.

    При связывании одной молекулы глюкозы с молекулой галактозы образуется лактоза. Лактоза обычно содержится в молоке.

    При связывании одной молекулы глюкозы с молекулой фруктозы образуется молекула сахарозы.

    Сахароза содержится в столовом сахаре. Это часто является результатом фотосинтеза, когда солнечный свет, поглощаемый хлорофиллом, вступает в реакцию с другими соединениями растений.

    Полисахариды

    Различные полисахариды действуют как запасы пищи у растений и животных. Они также играют структурную роль в клеточной стенке растений и прочном внешнем скелете насекомых.

    Полисахариды представляют собой цепочку из двух или более моносахаридов.

    Цепь может быть:

    • разветвленной, так что молекула выглядит как дерево с ветвями и ветками
    • неразветвленная, где молекула представляет собой прямую линию

    Цепи молекул полисахаридов могут состоять из сотен или тысяч моносахаридов.

    Гликоген - это полисахарид, который люди и животные хранят в печени и мышцах.

    Крахмалы - это полимеры глюкозы, состоящие из амилозы и амилопектина.Богатые источники включают картофель, рис и пшеницу. Крахмал не растворяется в воде. Люди и животные переваривают их с помощью ферментов амилазы.

    Целлюлоза - одна из основных структурных составляющих растений. Дерево, бумага и хлопок в основном состоят из целлюлозы.

    Возможно, вы слышали о простых и сложных углеводах.

    Моносахариды и дисахариды - это простые углеводы, а полисахариды - сложные.

    Простые углеводы - это сахара.Они состоят всего из одной или двух молекул и обеспечивают быстрый источник энергии, но вскоре потребитель снова чувствует голод. Примеры включают белый хлеб, сахар и конфеты.

    Сложные углеводы состоят из длинных цепочек молекул сахара. Цельнозерновые продукты и продукты, содержащие клетчатку, являются сложными углеводами. Они дольше насытят и считаются более полезными для здоровья, поскольку содержат больше витаминов, минералов и клетчатки. Примеры включают фрукты, овощи, бобовые и макароны из непросеянной муки.

    Хлеб, макаронные изделия, бобы, картофель, отруби, рис и крупы - это продукты, богатые углеводами. Большинство продуктов, богатых углеводами, имеют высокое содержание крахмала. Углеводы - самый распространенный источник энергии для большинства организмов, включая человека.

    При необходимости мы могли бы получать всю свою энергию из жиров и белков. Один грамм углеводов содержит примерно 4 килокалории (ккал), столько же, сколько и белок. Один грамм жира содержит около 9 ккал.

    Однако углеводы имеют и другие важные функции:

    • мозгу нужны углеводы, в частности глюкоза, потому что нейроны не могут сжигать жир
    • пищевые волокна состоят из полисахаридов, которые наш организм не переваривает

    Соединенные Штаты (U.S.) Диетические рекомендации на 2015–2020 годы рекомендуют получать от 45 до 65 процентов потребности в энергии из углеводов, и максимум 10 процентов должны поступать из простых углеводов, другими словами, глюкозы и простых сахаров.

    Каждые пару десятилетий происходит какой-то «прорыв», и людям советуют «избегать всех жиров» или «избегать углеводов».

    Углеводы были и будут важной частью любого пищевого рациона человека.

    Углеводы и ожирение

    Некоторые утверждают, что глобальный рост ожирения связан с высоким потреблением углеводов.Однако ряд факторов способствуют возникновению этой проблемы:

    К ним относятся:

    • снижение физической активности
    • более высокое потребление нездоровой пищи
    • более высокое потребление пищевых добавок, таких как красители, усилители вкуса и искусственные эмульгаторы
    • меньше часов сна каждую ночь
    • повышение уровня жизни

    Стресс также может быть фактором. Одно исследование показало, что молекула нейропептида Y (NPY), которая выделяется организмом при стрессе, может «разблокировать» рецепторы Y2 в жировых клетках тела, стимулируя рост клеток в размерах и количестве.

    В быстро развивающихся странах, таких как Китай, Индия, Бразилия и Мексика, наблюдается рост ожирения по мере изменения уровня жизни и диетических привычек.

    Когда эти группы населения были худыми, их диеты были более насыщенными углеводами, чем сейчас. Они также потребляли больше натуральных продуктов и меньше вредной пищи, были более физически активными и дольше спали каждую ночь.

    А как насчет диетического питания?

    Многие пропагандисты диет с высоким или низким содержанием углеводов продвигают фирменные и переработанные продукты в качестве средств для похудания, таких как пищевые батончики, порошки.Они часто содержат красители, искусственные подсластители, эмульгаторы и другие добавки, похожие на нездоровую пищу.

    Если потребители этих продуктов останутся физически неактивными, они могут увидеть временную потерю веса, но когда они выйдут из диеты, вес вернется.

    Когда человек потребляет углеводы, пищеварительная система расщепляет часть из них до глюкозы. Эта глюкоза попадает в кровь и повышает уровень сахара в крови или глюкозы. Когда уровень глюкозы в крови повышается, бета-клетки поджелудочной железы выделяют инсулин.

    Инсулин - это гормон, который заставляет наши клетки поглощать сахар в крови для получения энергии или хранения. Когда клетки поглощают сахар в крови, уровень сахара в крови начинает падать.

    Когда уровень сахара в крови опускается ниже определенной точки, альфа-клетки поджелудочной железы выделяют глюкагон. Глюкагон - это гормон, который заставляет печень выделять гликоген, сахар, хранящийся в печени.

    Короче говоря, инсулин и глюкагон помогают поддерживать нормальный уровень глюкозы в крови в клетках, особенно в клетках мозга. Инсулин снижает избыточный уровень глюкозы в крови, а глюкагон возвращает его обратно, когда он слишком низкий.

    Если уровень глюкозы в крови повышается слишком быстро, слишком часто, клетки в конечном итоге могут выйти из строя и не реагировать должным образом на инструкции инсулина. Со временем клеткам требуется больше инсулина для реакции. Мы называем это инсулинорезистентностью.

    После многих лет выработки высоких уровней инсулина бета-клетки поджелудочной железы могут изнашиваться. Производство инсулина падает. Со временем это может вообще прекратиться.

    Эффекты инсулинорезистентности

    Инсулинорезистентность может привести к широкому спектру проблем со здоровьем, в том числе:

    Это известно как метаболический синдром и связано с диабетом 2 типа.

    Снижение риска метаболического синдрома

    Длительный контроль уровня сахара в крови снижает шансы развития метаболического синдрома.

    Способы сделать это включают:

    • потребление натуральных углеводов
    • хороший сон
    • регулярные упражнения

    Углеводы во фруктах и ​​овощах, бобовых, цельнозерновых и т. Д., Как правило, попадают в кровоток медленнее, чем с углеводами в обработанных пищевых продуктах.

    Углеводы в нездоровой и обработанной пище и напитках могут вызвать у человека более быстрое чувство голода, поскольку они вызывают быстрый скачок выработки глюкозы и инсулина.Натуральные продукты, содержащие углеводы, с меньшей вероятностью сделают это.

    Так называемая средиземноморская диета с высоким содержанием углеводов из естественных источников плюс умеренное количество животного или рыбного белка.

    Это оказывает меньшее влияние на потребность в инсулине и последующие проблемы со здоровьем по сравнению со стандартной американской диетой.

    Углеводы необходимы для хорошего здоровья. Те, которые поступают из натуральных, необработанных продуктов, таких как фрукты, овощи, бобовые, цельнозерновые и некоторые злаки, также содержат необходимые витамины, минералы, клетчатку и ключевые фитонутриенты.

    Углеводы, которые быстро повышают уровень сахара в крови, имеют высокий гликемический индекс (GI), в то время как те, которые более мягко влияют на уровень сахара в крови, имеют более низкий показатель GI.

    Углеводы попадают в кровоток в виде глюкозы с разной скоростью.

    • Углеводы с высоким ГИ попадают в кровоток быстро, как и глюкоза
    • Углеводы с низким ГИ поступают медленно, потому что они дольше перевариваются и расщепляются

    В долгосрочной перспективе продукты с низким ГИ вместе с упражнения и регулярный сон лучше для поддержания здоровья и веса.

    Углеводы с низким ГИ связаны с:

    • меньшим набором веса
    • лучшим контролем диабета и уровнем сахара в крови
    • более здоровым уровнем холестерина в крови
    • меньшим риском сердечных заболеваний
    • лучшим контролем аппетита
    • улучшением физической выносливости

    Одним из факторов, повышающих показатель GI продукта, является процесс измельчения и измельчения, в результате которого часто остается только крахмалистый эндосперм или внутренняя часть семени или зерна.В основном это крахмал.

    Этот процесс также удаляет другие питательные вещества, такие как минералы, витамины и пищевые волокна.

    Чтобы придерживаться диеты с низким ГИ, ешьте больше нерафинированных продуктов, таких как:

    • овес, ячмень или отруби на завтрак, чем менее рафинированный, тем лучше
    • цельнозерновой хлеб
    • коричневый рис
    • много свежих фруктов и овощи
    • свежие, цельные фрукты вместо сока
    • цельнозерновые макароны
    • салаты и сырые овощи

    Следует избегать нездоровой пищи, полуфабрикатов и продуктов со слишком большим количеством добавок.

    Углеводы нужны для здоровья, но они должны быть правильного вида.

    Соблюдение хорошо сбалансированной диеты, включающей необработанные углеводы, а также достаточный сон и физическая активность с большей вероятностью приведут к хорошему здоровью и соответствующей массе тела, чем сосредоточение внимания на конкретном питательном веществе или его исключение.

    .

    Глава 5. Углеводы 1

    Глава 5. Углеводы 1



    1. ВВЕДЕНИЕ
    2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХИМИЯ
    3. УГЛЕВОДНЫЙ МЕТАБОЛИЗМ В РЫБЕ
    4. ССЫЛКИ


    K. W. Chow
    Продовольственная и сельскохозяйственная организация
    Рим, Италия

    Дж. Э. Халвер
    Вашингтонский университет
    Сиэтл, Вашингтон

    1/ Лекцию прочитал Дж.Э. Халвер

    Углеводы представляют собой широкую группу веществ, в которую входят сахара, крахмалы, камеди и целлюлозы. Общие свойства углеводов заключаются в том, что они содержат только элементы углерод, водород и кислород, и что при их сгорании образуется диоксид углерода плюс одна или несколько молекул воды.

    Самыми простыми углеводами являются трехуглеродные сахара, которые играют важную роль в промежуточном метаболизме, а самыми сложными являются природные полисахариды, в основном растительного происхождения.В рационе животных и рыбы значимы два класса полисахаридов:

    (а) структурные полисахариды, которые усваиваются травоядными видами: целлюлоза, лигнин, декстраны, маннаны, инулин, пентозаны, пектиновые кислоты, альгиновые кислоты, агар и хитин; а также

    (б) универсально усваиваемые полисахариды - в основном крахмал.

    Углеводы составляют три четверти биомассы растений, но присутствуют в организме животных лишь в небольших количествах в виде гликогена, сахаров и их производных.Гликоген часто называют животным крахмалом, поскольку он отсутствует в растениях. Производные моносахариды, такие как сахарные кислоты, аминосахары и дезоксисахары, являются составными частями всех живых организмов.


    2.1 Пентозы
    2.2 Гексозы
    2.3 Дисахариды
    2.4 Олигосахариды
    2.5 Полисахариды


    Углеводы обычно классифицируются по степени сложности. Следовательно, свободные сахара, такие как глюкоза и фруктоза, называются моносахаридами; сахароза и мальтоза, дисахариды; а также крахмалы и целлюлозы, полисахариды.Углеводы с короткими цепями, такие как рафиноза, стахиоза и вербаскоза, которые представляют собой три, четыре и пять полимеров сахаров соответственно, классифицируются как олигосахариды.

    2,1 Пентозы

    Пентозы - это пятиуглеродные сахара, редко встречающиеся в природе в свободном состоянии. У растений они встречаются в полимерных формах и все вместе известны как пентозаны. Таким образом, ксилоза и арабиноза входят в состав пентозанов, присутствующих в растительных волокнах и растительных камедях, соответственно. Поскольку сахарные фрагменты в нуклеиновых кислотах и ​​рибофлавине, рибоза и дезоксирибоза являются незаменимыми составляющими жизненного процесса.D-рибоза имеет следующую химическую структуру:

    D-рибоза

    2,2 Гексозы

    Гексозы составляют большую группу сахаров. Основные из них: глюкоза, фруктоза, галактоза и манноза. В то время как глюкоза и фруктоза в природе свободны, галактоза и манноза встречаются только в комбинированной форме. Гексозы делятся на альдозы и кетозы в зависимости от того, имеют ли они альдегидные или кетоновые группы.Таким образом, глюкоза представляет собой альдо-сахар, а фруктоза - кето-сахар. Присутствие асимметричных центров во всех сахарах с тремя или более атомами углерода приводит к стереоизомерам. Галактоза и манноза являются стереоизомерами глюкозы, которая теоретически является только одним из 16 стереоизомеров. Поскольку кетогексозы имеют только три асимметричных центра, фруктоза является одним из восьми стереоизомеров. Химические конфигурации четырех упомянутых гексоз следующие:

    D-глюкоза

    D-галактоза

    D-манноза

    D-фруктоза

    Общее явление, известное как мутаротация, наблюдается в различных пентозах и гексозах, а также в некоторых дисахаридах.Например, было установлено, что существуют два изомера D-глюкозы, следовательно, требуется дополнительный асимметричный центр в этом сахаре. Стало очевидно, что D-глюкоза и большинство других сахаров имеют циклическую структуру. Положение гидроксильной группы по отношению к кольцевому кислороду характеризует эту дополнительную конфигурацию модификации. По соглашению, расположение гидроксильной группы на атоме углерода 1 на той же стороне структуры, что и кислородное кольцо, описывает -модификацию; и расположение той же гидроксильной группы на противоположной стороне кольцевого кислорода описывает b-модификацию.

    a -D-глюкоза

    b -D-глюкоза

    Карбогидразы, которые катализируют гидролиз гликозидных связей простых гликозидов, олигосахаридов и полисахаридов, часто проявляют специфичность в отношении конфигурации субстрата. Как мы увидим позже, специфичность ферментативного гидролиза некоторых олигосахаридов помогает объяснить плохое использование этого класса углеводов в питании рыб.

    Сахара, содержащие альдо- или кетогруппу, способны восстанавливать медь в щелочных растворах (раствор Фелинга) с образованием кирпично-красного цвета ионов одновалентной меди. Эти сахара называются восстанавливающими сахарами, и реакция, хотя и не специфична для восстанавливающих сахаров, может использоваться как для качественного, так и для количественного определения.

    Глюкоза широко распространена в небольших количествах во фруктах, растительных соках и меде. Он коммерчески производится путем кислотного или ферментативного гидролиза зерновых и корневых крахмалов.Глюкоза представляет особый интерес в питании, поскольку она является конечным продуктом переваривания углеводов у всех нежвачных животных, включая рыбу.

    Фруктоза - единственная важная кетогексоза, которая в свободном состоянии находится вместе с глюкозой в созревающих фруктах и ​​меде. В сочетании с глюкозой образует сахарозу. Фруктоза несколько слаще сахарозы и в промышленных масштабах выпускается в больших количествах в качестве подсластителя.

    Галактоза содержится в молоке в сочетании с глюкозой.Он также присутствует в олигосахаридах растительного происхождения в сочетании с глюкозой и фруктозой.

    Манноза присутствует в некоторых полисахаридах растений, которые собирательно называются маннанами.

    2.3 Дисахариды

    Дисахариды - это продукты конденсации двух молекул моносахаридов. Сахароза - это преобладающий дисахарид, встречающийся в свободной форме, и основное вещество сахарного тростника и сахарной свеклы. Также он образуется при прорастании семян бобовых.Другие распространенные дисахариды - мальтоза и лактоза. Мальтоза - это димер глюкозы, а лактоза - сополимер галактозы и глюкозы. Две молекулы глюкозы в мальтозе удерживаются вместе гликозидной связью a -1,4, тогда как две гексозные составляющие галактозы связаны в положении b -1,4. В сахарозе глюкоза и фруктоза объединены в связь -1,2. Сокращенное название сахарозы - D-Glu- (a, 1® 2) -D-Fru.

    a -Мальтоза

    b -Лактоза

    Сахароза

    2.4 Олигосахариды

    Олигосахариды рафиноза, стахиоза и вербаскоза присутствуют в значительных количествах в семенах бобовых. Рафиноза, которая является наиболее распространенной из трех, состоит из одной молекулы глюкозы, связанной с молекулой сахарозы в положении a -1,6. Его сокращенное химическое название - a -D-Gal (1® 6) -a - D -Glu - (1® 2) - b -D-Fru. Дальнейшее удлинение цепи на конце галактозы с другой молекулой галактозы приведет к образованию стахиозы. Все эти связи галактоза-галактоза находятся в положении a-l, 6, и переваривание этих олигосахаридов животными требует высокоспецифичного фермента, вырабатываемого не самими животными, а некоторыми бактериями, присутствующими в кишечнике животных.Постепенное исчезновение олигосахаридов из котелидонов семян бобовых во время прорастания является частью сложного процесса, начинающегося с поглощения воды семенами. Это поглощение влаги высвобождает гибберелловую кислоту, которая, в свою очередь, активирует ДНК в семенах, тем самым запуская жизненный цикл растения. ДНК направляет производство -галактозидазы, которая необходима для гидролиза этих олигосахаридов. Любое вмешательство в процесс транскрипции ДНК блокирует выработку ферментов и будет подтверждаться продолжающимся старением семян и сохранением олигосахаридов в семенных котелидонах.

    2,5 Полисахариды

    Полисахариды представляют собой большую группу сложных углеводов, которые являются продуктами конденсации неопределенного числа молекул сахара. Различные подгруппы довольно плохо определены, и нет согласия по их классификации. Большинство полисахаридов нерастворимы в воде. При гидролизе кислотами или ферментами они в конечном итоге дают составляющие их моносахариды.

    Крахмал представляет собой высокомолекулярный полимер D-глюкозы и является основным резервным углеводом в растениях.Большинство крахмалов состоят из смеси двух типов полимеров, а именно; амилоза и амилопектин. Пропорция амилозы и амилопектина обычно составляет одну часть амилозы и три части амилопектина. Ферменты, способные катализировать гидролиз крахмала , присутствуют в пищеварительном секрете животных и рыб внутри их клеток. Α-амилазы, которые обнаруживаются практически во всех живых клетках, случайным образом расщепляют связи a -D- (1® 4) и в конечном итоге вызывают полное превращение молекулы крахмала в восстанавливающие сахара.Основные α-амилазы животного происхождения - это те, которые вырабатываются слюнной железой и поджелудочной железой. Крахмал нерастворим в воде и окрашивается йодом в синий цвет.

    Гликоген - единственный сложный углевод животного происхождения. Он присутствует в ограниченных количествах в печени и мышцах и действует как легкодоступный источник энергии.

    Декстрины представляют собой промежуточные соединения, образующиеся в результате неполного гидролиза или переваривания крахмала. Присутствие -D- (1® 6) связей в амилопектине и неспособность α-амилазы расщеплять эти связи приводят к образованию низкомолекулярных углеводных сегментов, называемых предельными декстринами.На эти остатки действуют в первую очередь ацидофильные бактерии пищеварительного тракта.

    Целлюлоза состоит из длинных цепей глюкозных единиц, удерживаемых вместе связями b -D- (1® 4). Ферменты, которые расщепляют эти связи, обычно не присутствуют в пищеварительном секрете животных и рыб, хотя считается, что некоторые виды моллюсков вырабатывают целлюлазу, фермент, катализирующий гидролиз целлюлозы. Микроорганизмы, продуцирующие целлюлазу, присутствующие в кишечнике травоядных животных и рыб, придают своим животным-хозяевам способность использовать в качестве пищи неперевариваемую в противном случае целлюлозу.

    Другими широко распространенными сложными полисахаридами являются гемицеллюлозы и пентозаны. Гемицеллюлоза представляет собой группу углеводов, включая арабан, ксилан, некоторые гексозаны и полиурониды. Эти вещества обычно менее устойчивы к химической обработке и подвергаются некоторой степени ферментативному гидролизу во время нормальных пищеварительных процессов. Пентозаны представляют собой полимеры ксилозы или арабинозы в качестве компонентов структурного материала растений и растительных камедей, соответственно.


    3.1 Пищеварение, абсорбция и хранение
    3.2 Прочие факторы Влияние на метаболизм
    3.3 Преобразование энергии


    Большая часть углеводов, которые входят в рацион животных, включая рыбу, имеют растительное происхождение. Следовательно, хищные рыбы, такие как атлантический лосось и желтохвост японская, имеют мало углеводов. Действительно, эксперименты показали, что эти виды плохо приспособлены для обработки значительных количеств сырых углеводов в своем рационе.С другой стороны, всеядные животные, такие как карп и канальный сом, способны переваривать изрядное количество углеводов в своем рационе. Белый амур, травоядное животное, питается в основном вегетарианской диетой.

    3.1 Пищеварение, абсорбция и хранение

    Способность животных усваивать крахмал зависит от их способности вырабатывать амилазу. Было показано, что все виды рыб секретируют -амилазу. Также было продемонстрировано, что активность этого фермента была наибольшей у травоядных животных.У плотоядных, таких как радужная форель и морской окунь, амилаза в основном имеет панкреатическое происхождение, тогда как у травоядных этот фермент широко распространен по всему пищеварительному тракту. У Tilapia mossambica было показано, что поджелудочная железа является местом наибольшей активности амилазы, за которым следует верхний отдел кишечника. Хотя было показано, что переваривание крахмала и декстрина плотоядной радужной форелью постепенно снижается по мере того, как уровни углеводов превышают 20-процентный уровень, рыба может эффективно использовать до 60 процентов глюкозы, сахарозы или лактозы в рационе.Это демонстрирует, что вопреки более раннему мнению, плотоядные рыбы способны эффективно использовать простые углеводы в качестве основного источника энергии.

    Кристаллическая структура крахмала, по-видимому, также влияет на его атаку амилазой, о чем свидетельствует двукратное увеличение содержания метаболизируемой энергии полностью приготовленной (желатинизированной) кукурузы при испытаниях кормления канальным сомом. Также было показано, что радужная форель имеет более высокую переносимость углеводов (присутствующих в виде пшеничного крахмала) в рационе при приготовлении.Процесс желатинизации включает в себя тепло и воду. Если водную суспензию крахмала нагреть, гранулы не изменят внешний вид, пока не будет достигнута определенная критическая температура. В этот момент некоторые гранулы крахмала набухают и одновременно теряют свою кристалличность. Критическая температура - это температура, при которой водородные связи молекулы крахмала ослабляются, чтобы обеспечить полную гидратацию, что приводит к явлению, известному как «набухание».

    Альфа-амилаза способствует более или менее случайной фрагментации молекулы крахмала путем гидролиза по глюкозидным связям a -D- (l® 4) во внутренней и внешней цепях соединения.Результатом полного гидролиза амилозного компонента являются мальтоза и D-глюкоза, в то время как амилопектиновый компонент восстанавливается до мальтозы, D-глюкозы и разветвленных предельных декстринов. Вследствие этих паттернов действия -амилазы на крахмал, необходимы другие ферменты для полного гидролиза крахмала до D-глюкозы у рыб. В связи с этим было продемонстрировано, что даже плотоядный морской лещ обладает способностью переваривать мальтозу. С другой стороны, не было показано, что целлюлаза и -галактозидаза секретируются рыбами, хотя целлюлаза бактериального происхождения присутствует в кишечнике большинства видов карпов.Недостаток -галактозидазы может частично объяснить слабую реакцию рыбы на диетическую соевую муку, которая содержит значительные уровни галактозидных олигосахаридов рафинозы и стахиозы. Как указывалось ранее, эти олигосахариды действительно подвергаются ферментативному гидролизу в процессе прорастания с образованием галактозы и сахарозы. Следовательно, может показаться, что пищевая ценность соевого шрота будет увеличена, если основная часть этого неперевариваемого крахмала сначала будет преобразована. Этого можно достичь, замачивая бобы на 48 часов перед переработкой для производства муки.Следует также отметить, что питательная ценность зернобобовых и других семян бобовых также может быть улучшена для рыбы, поскольку олигосахариды составляют большую часть углеводов в семенах бобовых.

    Данных о всасывании глюкозы рыбами немного. Работа с золотыми рыбками показала, что активный транспорт глюкозы связан с транспортом Na + , как и у большинства млекопитающих. Обычно считается, что абсорбция происходит на поверхности слизистой оболочки кишечных клеток. Моносахариды, образующиеся в результате переваривания углеводов, состоят в основном из глюкозы, фруктозы, галактозы, маннозы, ксилозы и арабинозы.Хотя скорость поглощения этих сахаров была определена для многих наземных млекопитающих, аналогичная информация для рыб отсутствует.

    Глюкоза, по-видимому, не является лучшим источником энергии для рыбы по сравнению с белком или жиром, хотя легкоусвояемые углеводы экономят белок для построения тканей. Кроме того, в отличие от млекопитающих, гликоген не является значительным хранилищем энергии, несмотря на свидетельства активного и обратимого пути Эмдена-Мейерхоффа у рыб. Более эффективный метаболизм аминокислот по сравнению с глюкозой для получения энергии может быть связан со способностью рыб выводить азотсодержащие отходы в виде аммиака из своих жабр без высоких затрат энергии на преобразование отходов в мочевину.

    3.2 Другие факторы, влияющие на обмен веществ

    Помимо генетической адаптации, климатические факторы также играют важную роль в углеводном обмене у рыб. Акклимация рыб, по сути, отражает акклиматизацию ферментов, поскольку способность животного выживать во многом зависит от его способности выполнять нормальные метаболические функции. Некоторые ферменты метаболической акклиматизации хорошо компенсируются, а другие нет. Ферменты, связанные с высвобождением энергии (ферменты гликолиза, пентозного шунта, цикла трикарбоновых кислот, транспорта электронов и окисления жирных кислот), демонстрируют температурную компенсацию, тогда как те ферменты, которые имеют дело в основном с деградацией продуктов метаболизма, показывают плохую или обратную компенсацию (см. Таблицу 1) .

    Таблица 1 Ферменты, подлежащие метаболической акклиматизации 1/

    Ферменты с компенсацией

    Ферменты с обратной компенсацией или без нее

    фосфофруктокиназа

    каталаза

    альдолаза

    пероксидаза

    молочная дегидрогеназа

    кислая фосфатаза

    6-фосфоглюконатдегидрогеназа

    оксидаза D-аминокислот

    янтарная дегидрогеназа

    Mg-ATP азе

    яблочная дегидрогеназа

    холинацетилтрансфераза

    цитохромоксидаза

    ацетилхолинэстераза

    сукцинат-цитохром С редуктаза

    щелочная фосфатаза

    НАД-цитохром С редуктаза

    аллантоиназа

    аминоацилтрансфераза

    уриказа

    Na-K-АТФаза

    амилаза

    протеаза

    липаза

    яблочный фермент

    глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа

    1/ Взято из: Сравнительная физиология животных, под редакцией К.Л. Проссер, 1973

    Интересно отметить, что два ключевых фермента, участвующих в метаболизме углеводов, амилаза и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, вместе с ферментом, участвующим в переваривании жиров, липазой, не имеют температурной компенсации. Неизвестно, связано ли это каким-либо образом с прекращением кормления рыб при низких температурах. Молекулярный механизм термической акклиматизации недостаточно изучен и может состоять из изменений в синтезе или количествах данного фермента.Различия в кинетике, изменения в пропорции изоферментов, подходящих для определенных температур, и изменения кофакторов, таких как липиды, коферменты, или других факторов, таких как pH и ионы, могут иметь важное значение для адаптации животного к изменениям температуры.

    3.3 Преобразование энергии

    Несмотря на межвидовые различия в переносимости пищевых углеводов, обычно считается, что основной конечный продукт переваривания углеводов, глюкоза, метаболизируется в порядке, преобладающем во всех клетках, т.е.е., через , обратимый путь Эмдена-Мейерхоффа. На этом пути глюкоза имеет только одну главную судьбу: фосфорилирование до глюкозо-6-фосфата. Основные метаболические превращения изображены следующим образом:

    Обратимые стрелки показывают стадию или стадии реакции, катализируемые теми же ферментами в в обоих направлениях.

    Пунктирные стрелки показывают реакции на многих промежуточных этапах.

    Парные сплошные стрелки показывают разные ферменты, участвующие в двух направлениях. реакции.

    (по материалам: Principles of Biochemistry, A. White, et , al ., 1978)

    Все превращения происходят с потерей свободной энергии. Таким образом, образование двух молей лактата из глюкозо-6-фосфата происходит с изменением свободной энергии D G o = -22000 кал / моль. Конечный результат - образование четырех молекул АТФ. Функциональное обращение этой трансформации может происходить только через другой последовательности, требующей ввода шести молекул АТФ на моль извлеченного глюкозо-6-фосфата.

    Клетки не хранят глюкозу или глюкозо-6-фосфат. Легко доступная форма хранения - это гликоген, который производится из глюкозо-1-фосфата одним путем и возвращается другим. Хотя в клетках млекопитающих глюкозо-6-фосфат трансформируется в жирные кислоты, такое превращение, по-видимому, не происходит у рыб. Исследования с карпом показывают, что предшественником липогенеза является цитрат, образующийся, когда аминокислоты активно метаболизируются в цикле трикарбоновых кислот.

    Основной формой полезной энергии во всех клетках является АТФ. В большинстве клеток эта валюта энергии генерируется окислением НАДН митохондриальными системами транспорта электронов. Восстановители NAD + для этого процесса представляют собой промежуточные продукты, полученные из цикла TCA и жирных кислот. Энергетический выход глюкозы в дыхательной системе можно суммировать в следующей последовательности реакций:

    Реакция

    Выход ATP

    1.глюкоза® фруктозо-1,6-дифосфат

    -2

    2. 2-триозофосфат® 2,3-фосфоглицериновый кислота

    +2

    3. 2 НАД + ® 2 НАДН® 2 NAD +

    +6

    4.2 фосфоенолпируват® 2 пировиноградная кислота

    +2

    5. 2 пировиноградная кислота® 2 ацетил-КоА + 2 CO 2

    2 НАД + ® 2 НАДН® 2 НАД 2

    +6

    6.2 Ацетил CoA® 4 CO 2

    +24

    Всего:

    C 6 H 12 O 6 + 6O 2 ® 6 CO 2 + 6 H 2 O

    +38

    Проссер, К.Л. (ред.), 1973 г. Сравнительная физиология животных. Филадельфия, W.B. Компания Saunders, 1011 стр. 3-е изд.

    White, A., et al. , al. ., 1978 г., Принципы биохимии. Нью-Йорк, McGraw-Hill Book Company, 1492 стр. 6-е изд.


    .

    Какова функция углеводов? Факты и многое другое

    Углеводы дают людям энергию и являются жизненно важной частью здорового питания.

    Однако употребление в пищу слишком большого количества углеводов или выбор неправильного типа может привести к увеличению веса или другим проблемам со здоровьем.

    В этой статье мы рассмотрим функцию углеводов, а также то, откуда они берутся, как организм их обрабатывает и какие из них выбрать.

    Углеводы дают человеку энергию.Люди также могут получать энергию из продуктов, содержащих белок и жиры, но предпочтительным источником для организма являются углеводы.

    Если у человека недостаточно углеводов, его организм будет использовать белки и жиры в качестве источника энергии.

    Однако, поскольку белок жизненно важен для многих других важных функций, таких как строительство и восстановление тканей, организм предпочитает не использовать его для получения энергии.

    Углеводы в организме расщепляются на глюкозу. Глюкоза перемещается из кровотока в клетки организма с помощью гормона инсулина.Все клетки в организме человека используют глюкозу для своего функционирования.

    Мозг использует 20–25% глюкозы человека, когда он находится в состоянии покоя и зависит от постоянного снабжения.

    Откуда берутся углеводы?

    Люди получают углеводы из пищи. Все растения содержат углеводы, которые обычно составляют значительную часть рациона человека.

    Углеводы содержат молекулы сахара, называемые сахаридами. Эти молекулы содержат углерод, водород и кислород.

    Ученые классифицируют углеводы как простые или сложные, в зависимости от того, сколько молекул сахара они содержат.

    Простые углеводы

    Простые углеводы содержат одну или две молекулы сахара и включают глюкозу, фруктозу, сахарозу и лактозу.

    Простые углеводы естественным образом встречаются в:

    • фруктах
    • фруктовых соках
    • молоке
    • молочных продуктах

    Сложных углеводах

    Сложные углеводы содержат более длинные и сложные цепи сахаров.В их состав входят олигосахариды и полисахариды. Сложные углеводы также содержат клетчатку и крахмал.

    Примеры сложных углеводов включают:

    • цельнозерновые, в том числе некоторые виды хлеба, крупы, макаронные изделия и рис
    • горох и бобы
    • овощи и фрукты

    рафинированные углеводы

    рафинированные углеводы - это продукты, которые исчезли путем обработки, при которой удаляются некоторые из их ингредиентов, такие как клетчатка и минералы.

    Эти углеводы включают подсластители и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, которые производители часто добавляют в обработанные пищевые продукты.

    Примеры рафинированных углеводов:

    • белый хлеб, макаронные изделия и рис
    • обработанные сухие завтраки
    • торты, сладости и выпечка
    • подсластители и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы

    Организм расщепляет углеводы до глюкозы использовать их в качестве:

    • постоянного источника энергии для функций организма
    • быстрого и мгновенного источника энергии при выполнении упражнений
    • запаса энергии, который организм сохраняет в мышцах или печени и высвобождает при необходимости

    Если организм уже накапливает достаточно энергии и не требует большего, он превращает глюкозу в жир, что может привести к увеличению веса.

    Глюкоза не может оставаться в кровотоке, так как она может быть опасной и токсичной. После того, как человек ест, поджелудочная железа выделяет инсулин, чтобы помочь переместить глюкозу в клетки организма, которые могут использовать или хранить ее.

    Инсулин отвечает за предотвращение слишком высокого уровня сахара в крови.

    Диета, содержащая много сладких продуктов и углеводов, может слишком сильно зависеть от инсулиновой реакции, что может привести к таким проблемам со здоровьем, как диабет или ожирение.

    Когда человек ест больше углеводов, чем ему нужно, он может хранить избыток глюкозы в виде жира. Если кто-то очень активен или много тренируется, он может относительно быстро израсходовать эти углеводы.

    Однако люди, которые не употребляют эти углеводы, могут обнаружить, что они прибавили в весе.

    Сложные углеводы, такие как коричневый рис, цельнозерновой хлеб и овощи, медленнее выделяют энергию и дольше сохраняют чувство сытости.

    Выбор сложных углеводов и крахмалистых овощей может быть более полезным для человека способом включить этот жизненно важный макроэлемент в свой рацион.

    К более полезным крахмалистым овощам относятся:

    Бобовые, такие как фасоль и горох, также содержат сложные углеводы, и они могут быть отличным продуктом питательной диеты.

    Зерновые составляют значительную часть рациона многих людей. Рекомендации по питанию для американцев на 2015–2020 годы рекомендуют употреблять в день эквивалент 6 унций зерна при диете в 2000 калорий.

    По крайней мере половину этого количества должны составлять цельнозерновые, а не очищенные или переработанные зерна.

    Для людей хороший способ добиться этого - либо искать продукты из 100% цельного зерна, либо выбирать продукты, содержащие не менее 50% цельного зерна.

    Простые и рафинированные углеводы, такие как сладкие закуски и напитки, белый хлеб и макароны, белый картофель, могут иметь негативные последствия, если человек ест слишком много из них.

    Организм очень быстро усваивает сахар из этих продуктов, что может дать им быстрый прилив энергии, но не сохраняет их надолго. Этот эффект может привести к перееданию.

    Полезные заменители

    Чтобы поддерживать здоровую диету, человек может попробовать следующие заменители:

    • заменить белые макароны или рис цельнозерновыми продуктами
    • заменить сэндвич с белым хлебом салатом из киноа или запеченным сладким картофелем и добавить овощи к еде
    • вместо того, чтобы есть обработанные хлопья для завтрака, замочите цельнозерновой овес в кокосовом молоке и корице на ночь и добавьте чернику
    • замените кусок пиццы на полезный и сытный суп, содержащий овощи и чечевицу или бобы

    Углеводы необходимы для обеспечения организма энергией и поддержки его оптимального функционирования.Люди могут иметь разные потребности в углеводах в зависимости от их образа жизни, веса и уровня активности.

    Большинство людей могут обеспечить здоровую диету, включив в нее сложные углеводы и ограничив потребление рафинированных углеводов.

    Внимательное отношение к выбору углеводов может помочь человеку добиться хорошего баланса глюкозы в крови и снизить риск сопутствующих заболеваний.

    .

    Смотрите также

 
 
© 2020 Спортивный клуб "Канку". Все права защищены.