Углеводы
Характеристика и функции углеводов в организме. Моносахариды в пищевых продуктах присутствуют в свободном виде или в составе ди- и полисахаридов. В свободном виде глюкоза и фруктоза содержатся в плодах, ягодах, меде. В связанном состоянии глюкоза входит в состав сахарозы, крахмала, клетчатки, фруктоза – в состав сахарозы, раффинозы, инулина. Галактоза в свободном состоянии в пищевых продуктах не встречается, в связанном виде она входит в состав молочного сахара – лактозы.
Моносахариды обладают восстанавливающей способностью, разлагаются в щелочной среде, имеют сладкий вкус. Если сладость сахарозы принять за 100 усл. ед., то сладость глюкозы составляет 74, фруктозы – 173, галактозы – 32, лактозы – 16.
Дисахариды в пищевых продуктах представлены в основном сахарозой, лактозой и мальтозой. Источником сахарозы являются сахарная свекла, фрукты, ягоды, лактоза встречается только в молоке и молочных продуктах, мальтоза в небольшом количестве содержится в семенах злаковых культур. Мальтозу называют солодовым сахаром, поскольку она образуется при ферментативном расщеплении крахмала солода.
Из полисахаридов в состав пищевых продуктов входят крахмал, гликоген, целлюлоза (клетчатка), пектиновые вещества. Крахмал и гликоген имеют сходное строение, в качестве запасного углевода крахмал содержится в зерновых культурах и картофеле, гликоген – в органах и тканях животных. Целлюлоза содержится в растительном сырье и продуктах из этого сырья (фруктах, овощах, крупе, хлебе из муки грубого помола). Пектиновые вещества по химической структуре представляют собой полимеры, состоящие из остатков галактуроновой кислоты, этерифицированных метанолом и соединенных между собой гликозидными связями. Пектиновые вещества содержатся в плодах (яблоки, груши, сливы, абрикосы, цитрусовые), ягодах (красная и черная смородина и др.), клубнях (свекла, морковь и др.).
И целлюлоза, и пектиновые вещества, входя в состав клеточных стенок, выполняют опорные функции, и удерживают коллоидную влагу, предохраняя плоды и овощи от высыхания. В недозрелых плодах и овощах пектиновые вещества связаны с целлюлозой, не растворяются в воде, такая форма пектина называется протопектином. По мере созревания плодов протопектин переходит в растворимую форму – гидратопектин. Под действием фермента протопектиназы происходит постепенное деметоксилирование – отщепление метоксильных групп, в результате чего пектин превращается в пектовую кислоту. Способность пектиновых веществ образовывать студни используют при производстве мармелада, джема, пастилы. Следует отметить, что желирующая способность пектина снижается по мере его деметоксилирования, и пектовая кислота такой способностью не обладает.
В организме человека углеводы служат основным источником энергии, входя в состав тканей и жидкостей, выполняют пластические функции, продукты окисления углеводов служат исходными веществами для синтеза необходимых организму соединений. Углеводы выполняют разнообразные регуляторные (препятствуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров и др.) и защитные функции (гепарин предотвращает свертывание крови и образование тромбов, гиалуроновая кислота препятствует проникновению бактерий через оболочку клетки и др.). Клетчатка и пектиновые вещества выводят из организма вредные вещества (избыточный холестерин, соли тяжелых металлов, радионуклиды и др.). Обмен фруктозы в организме происходит с участием ферментов, активность которых не зависит от наличия инсулина, поэтому ее используют в рационах питания больных сахарным диабетом. Углеводы оказывают тонизирующее действие на центральную нервную систему.
Пищевая ценность и усвояемость углеводов. Пищевая ценность углеводов определяется степенью их очистки (рафинирования). Углеводы, максимально освобожденные от сопутствующих составных частей (клетчатки, минеральных веществ, витаминов и др.) являются только легкодоступным источником энергии и не имеют биологической ценности. Такие углеводы содержатся в сахаре, кондитерских изделиях, хлебе из муки высшего сорта и других продуктах, их называют «незащищенными». В отличие от них, «защищенные» углеводы содержатся в продуктах растительного происхождения, не подвергнутых глубокой очистке и обработке, они представляют комплекс крахмала с клетчаткой, медленнее усваиваются и равномернее снабжают организм энергией.
Расщепление углеводов начинается уже в ротовой полости, так как слюна содержит амилазу – фермент, расщепляющий крахмал. В желудке, при значении рН желудочного сока 1,5–2,5, амилаза не действует. Переваривание углеводов происходит в кишечнике под действием амилаз и других ферментов желудочного сока и поджелудочной железы. Моносахариды быстро всасываются в кровь, быстрее всего глюкоза, несколько медленнее фруктоза. Часть фруктозы и галактозы задерживается печенью, превращаясь в гликоген. Целлюлоза и пектиновые вещества в организме человека не расщепляется из-за отсутствия соответствующих ферментов. Вместе с тем, присутствие в рационе растительных пищевых волокон является обязательным, поскольку они составляют основное содержимое кишечника и способствуют его перистальтике.
Потребление углеводов составляет 400–500 г в сутки, содержание моно- и дисахаридов – 50–100 г, пищевых волокон – 20–25 г, в том числе клетчатки и пектиновых веществ – 10–15 г. Избыточное потребление углеводов приводит к нарушению обмена веществ, ожирению, диабету, сердечно-сосудистым заболеваниям, возникновению аллергических реакций и т.д.