Вуглеводи та їх похідні

Вуглеводи – є основними компонентами продуктів рослинного походження. В раціоні харчування вони займають провідне місце, тому що являються основними постачальниками енергії. При підвищених енерговитратах потреба у вуглеводах зростає. Організм людини не може запасати вуглеводи у великій кількості. Невелика кількість глікогену утримується у м’язах, а глюкози – у крові. До складу вуглеводів входять 3 групи вуглеводів – моносахариди, олігосахариди, полісахариди.

За харчовою цінністю вуглеводи поділяються на засвоювані і незасвоювані. Засвоювані вуглеводи перетравлюються у травному тракті людини, продукти гідролізу всмоктуються у тонкому кишечнику і беруть участь в метаболічних процесах. До засвоюваних вуглеводів відноситься більшість моносахаридів, олігосахаридів та деякі полісахариди. Не засвоювані вуглеводи – це харчові волокна.

Представниками найбільш розповсюджених моносахаридів являються – глюкоза, фруктоза, галактоза, маноза; олігосахаридів – дисахариди сахароза, мальтоза, лактоза; полісахаридів – крохмаль, клітковина, глікоген, пектинові речовини та ін.

Моносахариди солодкі на смак і розчинні у воді, полісахариди – важко-розчинні або нерозчинні у холодній воді і не мають солодкого смаку.

Глюкоза – (виноградний цукор) міститься в харчових продуктах рослинного походження – зернових, плодоовочевих, і у невеликій кількості у м’язовій тканині м’яса, кров’яних ковбасах, сальтисон ах. Найбільш багаті глюкозою натуральний мед (близько 39 %) і виноград. Глюкоза входить до складу інверсного цукру. Засвоюваність глюкози вище, ніж інших цукрів. При недостатньому утворенні в організмі гармону підшлункової залози інсуліну, використання глюкози сповільнюється і виникає захворювання цукровий діабет.

Фруктоза – (фруктовий цукор) є присутньою у багатьох продуктах рослинного походження разом з глюкозою, але відсутня у продуктах тваринного походження. Найбільш багатий фруктозою натуральний мед, який містить її до 35 %. Фруктоза – переважний цукор зерняткових плодів, кавунів. Залишки молекул фруктози входять до складу молекули полісахариду інуліні, що міститься в топінамбурі і часнику. Фруктоза має підвищену солодкість, добре засвоюється організмом людини. Встановлено, що фруктоза в меншій ступені викликає карієс зубів, ніж сахароза і глюкоза.

Сахароза – (буряковий цукор) складається з залишків молекул глюкози і фруктози. Сахароза є переважним цукром у динях, бананах, кісточкових, а також у всіх продуктах, які виробляються з використання цукру. Сахароза засвоюється організмом людини тільки після її гідролізу до моносахаридів. Надлишкове вживання сахарози сприяє розвитку діабету, ожирінню і карієсу зубів.

Лактоза – (молочний цукор) складається з залишків молекул глюкози і галактози. Засвоюється організмом людини і зброджується мікроорганізмами тільки після гідролізу. Має найнижчий ступінь солодкості. Лактоза є основним цукром молочних продуктів. При виробництві кисломолочних продуктів і сирів лактоза частково або цілком зброджується.

Глікоген – входить до складу тваринних організмів Він відкладається в основному у печінці в межах 2-10 % і служить запасною речовиною. З глікогену поступово утворюється і надходить у кров глюкоза, яка слугує джерелом енергії для всіх тканин. Глікоген розчинний у теплій воді з утворенням колоїдного розчину, гідролізується аналогічно крохмалю і засвоюється організмом людини.

Крохмаль – важливий вуглевод для людини. В деяких раціонах складає 80-85 % від загальної кількості вуглеводів. Джерелом крохмалю є зернові, бобові, картопля. Часто використовується в якості добавок при виготовленні продуктів з тваринної сировини – варених ковбас, паштетів деяких консервів. Крохмаль нерозчинний у холодній воді, в гарячій воді – утворює колоїдні розчини. Крохмаль складається з амілози і амілопектину. У гарячій воді амілоза розчиняється, а амілопектин – набрякає. В процесі зберігання розчинів крохмалю, амілоза ретроградує і випадає в осад. Це явище вважається однією з причин черствіння хліба і старіння виробів із круп. Фізико-хімічні властивості крохмалю дозволяють одержувати на його основі напівфабрикати, що володіють необхідною водопоглинаючою здатністю та пластичністю.

При нагріванні крохмалю з водою у кислому середовищі або в присутності ферментів – амілаз відбувається його гідроліз. Продукти гідролізу можуть карамелізуватися і вступати в реакції меланоїдиноутворення. Термічна обробка продуктів, які містять крохмаль – варіння у воді, на парі, випічка, сушіння при атмосферному і підвищеному тиску, смаження у фритюрі та ін., дає можливість одержати вироби різної консистенції – супи. Соуси, і сприяє утворенню структур хліба, крекерів, екструдованих продуктів, які мають структуру наповнену повітрям – кукурудзяні палички та ін.

Для різних галузей виробництва виробляються модифіковані крохмалі, які мають певні фізико-хімічні властивості, і використовуються в якості загущувачів при виготовленні желейних цукерок, східних солодощів, виробництва продуктів із м’яса, риби та ін.

Клітковина – (целюлоза) міститься у всіх продуктах рослинного походження. Клітковина майже не засвоюється організмом людини, але у складі харчових волокон вона сприяє перистальтиці кишечника і виведенню важких металів, холестерину та інших шкідливих речовин з організму людини. Клітковина не піддається впливу слабких розчинів мінеральних і органічних кислот, лугів, солей. Вона гідролізується до глюкози тільки ферментами і сильними мінеральними кислотами. На відміну від крохмалю і глікогену клітковина при нагріванні у воді не розчиняється.

Пектинові речовини. До них відноситься протопектин, пектин, пектинова і пектова кислоти. Всі пектинові речовини. за винятком протопектину, розчинні у воді. Їх властивості використовують для отримання драглеподібної продукції – желе, повидла, конфітюру, джему, кондитерських виробів. Джерелом надходження пектинових речовин в організм людини є свіжі овочі, фрукти, фруктово-ягідні консервовані і кондитерські вироби. Найбільш багаті ним буряк, морква, чорна смородини; мають середній вміст – яблука, айва, кісточкові плоди, картопля, зернові товари; низький вміст – листові овочі.

Пектин – метоксильований ефір полігалактуронової кислоти, розчинний у воді, гідролізується в присутностц лугів або ферментів з утворенням спочатку пектинової, а потім пектової кислоти і метилового спирту. Пектин має високу вологоутримуючу і драглеутворюючу здатність. Пектин міститься тільки у рослинній сировині у вигляді протопектину, який входить до складу клітин рослинної тканини і його отримують з відходів переробки яблук, цукрового буряку та ін. за допомогою кислотного або ферментативного гідролізу протопектину. Пектин зв’язує і виводить з організму людини значну кількість шкідливих для організму людини речовин – солі важких металів, холестерин, радіонукліди, пестициди, бактеріальні і грибні отрути. Тому пектин широко використовують при виробництві продуктів лікувально-профілактичного призначення.

Пектинова кислота – полімер, який складається з залишків молекул галактуронової кислоти. Пектинова кислота розчинна у воді. Але не утворює желе і не зв’язує шкідливих речовин.