Разное

Известные углеводы: Назовите известные вам углеводы; КАКИЕ ИЗ НИХ ВСТРЕЧАЮТСЯ В РАСТИТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗМАХ, А КАКИЕ

alexxlab 30.12.1971 no Comments

Содержание

Глава I. Углеводы

Глава I. УГЛЕВОДЫ

§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ

Еще в древние времена человечество познакомилось с углеводами и научилось использовать их в своей повседневной жизни. Хлопок, лен, древесина, крахмал, мед, тростниковый сахар – это всего лишь некоторые из углеводов, сыгравшие важную роль в развитие цивилизации. Углеводы относятся к числу наиболее распространенных в природе органических соединений. Они являются неотъемлемыми компонентами клеток любых организмов, в том числе бактерий, растений и животных. В растениях на долю углеводов приходится 80 – 90 % сухой массы, у животных – около 2 % массы тела. Их синтез из углекислого газа и воды осуществляется зелеными растениями с использованием энергии солнечного света (фотосинтез). Суммарное стехиометрическое уравнение этого процесса имеет вид:

Затем глюкоза и другие простейшие углеводы превращаются в более сложные углеводы, например, крахмал и целлюлозу. Растения используют эти углеводы для высвобождения энергии в процессе дыхания. Этот процесс в сущности обратен процессу фотосинтеза:

Интересно знать! Зеленые растения и бактерии в процессе фотосинтеза ежегодно поглощают из атмосферы приблизительно 200 млрд. т углекислого газа. При этом происходит высвобождение в атмосферу около 130 млрд. т кислорода и синтезируется 50 млрд. т органических соединений углерода, в основном углеводов.

Животные не способны из углекислого газа и воды синтезировать углеводы. Потребляя углеводы с пищей, животные расходуют накопленную в них энергию для поддержания процессов жизнедеятельности. Высоким содержанием углеводов характеризуются такие виды нашей пищи, как хлебобулочные изделия, картофель, крупы и др.

Название «углеводы» является историческим. Первые представители этих веществ описывались суммарной формулой С_mH₂_nO_n или C_m(H₂O)_n. Другое название углеводов – сахара – объясняется сладким вкусом простейших углеводов. По своей химической структуре углеводы – сложная и многообразная группа соединений. Среди них встречаются как достаточно простые соединения с молекулярной массой около 200, так и гигантские полимеры, молекулярная масса которых достигает нескольких миллионов. Наряду с атомами углерода, водорода и кислорода в состав углеводов могут входить атомы фосфора, азота, серы и, реже, других элементов.

Классификация углеводов

Все известные углеводы можно подразделить на две большие группы – простые углеводы и сложные углеводы. Отдельную группу составляют углеводсодержащие смешанные полимеры, например, гликопротеины – комплекс с молекулой белка, гликолипиды – комплекс с липидом, и др.

Простые углеводы (моносахариды, или монозы) являются полигидроксикарбонильными соединениями, не способными при гидролизе образовывать более простые углеводные молекулы. Если моносахариды содержат альдегидную группу, то они относятся к классу альдоз (альдегидоспиртов), если кетонную – к классу кетоз (кетоспиртов). В зависимости от числа углеродных атомов в молекуле моносахаридов различают триозы (С₃), тетрозы (С₄), пентозы (С₅), гексозы (С₆) и т.д.:

Наиболее часто в природе встречаются пентозы и гексозы.

Сложные углеводы (полисахариды, или полиозы) представляют собой полимеры, построенные из остатков моносахаридов. Они при гидролизе образуют простые углеводы. В зависимости от степени полимеризации их подразделяют на низкомолекулярные (олигосахариды, степень полимеризации которых, как правило, меньше 10) и высокомолекулярные. Олигосахариды – сахароподобные углеводы, растворимые в воде и сладкие на вкус. Их по способности восстанавливать ионы металлов (Cu²⁺, Ag⁺) делят на восстанавливающие и невосстанавливающие. Полисахариды в зависимости от состава можно также разделить на две группы: гомополисахариды и гетерополисахариды. Гомополисахариды построены из моносахаридных остатков одного типа, а гетерополисахариды – из остатков разных моносахаридов.

Сказанное с примерами наиболее распространенных представителей каждой группы углеводов можно представить в виде следующей схемы:

Функции углеводов

Биологические функции полисахаридов весьма разнообразны.

Энергетическая и запасающая функция

В углеводах заключено основное количество калорий, потребляемых человеком с пищей. Основным углеводом, поступающим с пищей, является крахмал. Он содержится в хлебобулочных изделиях, картофеле, в составе круп. В рационе человека присутствуют также гликоген (в печени и мясе), сахароза (в качестве добавок к различным блюдам), фруктоза (во фруктах и меде), лактоза (в молоке). Полисахариды, прежде чем усвоиться организмом, должны быть гидролизованы с помощью пищеварительных ферментов до моносахаридов. Только в таком виде они всасываются в кровь. С током крови моносахариды поступают к органам и тканям, где используются для синтеза своих собственных углеводов или других веществ, либо подвергаются расщеплению с целью извлечения из них энергии.

Освобождающаяся в результате расщепления глюкозы энергия накапливается в виде АТФ. Различают два процесса распада глюкозы: анаэробный (в отсутствие кислорода) и аэробный (в присутствии кислорода). В результате анаэробного процесса образуется молочная кислота

,

которая при тяжелых физических нагрузках накапливается в мышцах и вызывает боль.

В результате же аэробного процесса глюкоза окисляется до оксида углерода (IV) и воды:

В результате аэробного распада глюкозы освобождается значительно больше энергии, чем в результате анаэробного. В целом при окислении 1 г углеводов выделяется 16,9 кДж энергии.

Глюкоза может подвергаться спиртовому брожению. Этот процесс осуществляется дрожжами в анаэробных условиях:

Спиртовое брожение широко используется в промышленности для производства вин и этилового спирта.

Человек научился использовать не только спиртовое брожение, но и нашел применение молочнокислому брожению, например, для получения молочнокислых продуктов и квашения овощей.

В организме человека и животных нет ферментов, способных гидролизовать целлюлозу, тем не менее целлюлоза является основным компонентом пищи для многих животных, в частности, для жвачных. В желудке этих животных в больших количествах содержатся бактерии и простейшие, продуцирующие фермент целлюлазу, катализирующий гидролиз целлюлозы до глюкозы. Последняя может подвергаться дальнейшим превращениям, в результате которых образуются масляная, уксусная, пропионовая кислоты, способные всасываться в кровь жвачных.

Углеводы выполняют и запасную функцию. Так, крахмал, сахароза, глюкоза у растений и гликоген у животных являются энергетическим резервом их клеток.

Структурная, опорная и защитная функции

Целлюлоза у растений и хитин у беспозвоночных и в грибах выполняют опорную и защитную функции. Полисахариды образуют капсулу у микроорганизмов, укрепляя тем самым мембрану. Липополисахариды бактерий и гликопротеины поверхности животных клеток обеспечивают избирательность межклеточного взаимодействия и иммунологических реакций организма. Рибоза служит строительным материалом для РНК, а дезоксирибоза – для ДНК.

Защитную функцию выполняет гепарин. Этот углевод, являясь ингибитором свертывания крови, предотвращает образование тромбов. Он содержится в крови и соединительной ткани млекопитающих. Клеточные стенки бактерий, образованные полисахаридами, скреплены короткими аминокислотными цепочками, защищают бактериальные клетки от неблагоприятных воздействий. Углеводы участвуют у ракообразных и насекомых в построение наружного скелета, выполняющего защитную функцию.

Регуляторная функция

Клетчатка усиливает перистальтику кишечника, улучшая этим пищеварение.

Интересна возможность использования углеводов в качестве источника жидкого топлива – этанола. С давних пор использовали древесину для обогрева жилищ и приготовления пищи. В современном обществе этот вид топлива вытесняется другими видами – нефтью и углем, более дешевыми и удобными в использовании. Однако растительное сырье, несмотря на некоторые неудобства в использовании, в отличие от нефти и угля является возобновляемым источником энергии. Но его применение в двигателях внутреннего сгорания затруднено. Для этих целей предпочтительнее использовать жидкое топливо или газ. Из низкосортной древесины, соломы или другого растительного сырья, содержащих целлюлозу или крахмал, можно получить жидкое топливо – этиловый спирт. Для этого необходимо вначале гидролизовать целлюлозу или крахмал и получить глюкозу:

,

а затем полученную глюкозу подвергнуть спиртовому брожению и получить этиловый спирт. После очистки его можно использовать в виде топлива в двигателях внутреннего сгорания. Надо отметить, что в Бразилии с этой целью ежегодно из сахарного тростника, сорго и маниока получают миллиарды литров спирта и используют его в двигателях внутреннего сгорания.

Углеводы — 10 мифов и научных фактов, которые нужно знать

Что такое углеводы?
Простые и сложные углеводы
Гликемический индекс: что это такое и зачем он нужен?
Функции углеводов в организме
Мифы и интересные факты об углеводах

Что такое углеводы?

Можно бесконечно долго рассказывать об углеводах на молекулярном уровне или рисовать структурные формулы, но какой от этого толк, если ничего не понятно? В этой статье мы постараемся максимально доступно и просто ответить на вопрос «что такое углеводы и зачем они нужны», заодно прокомментируем самые распространенные заблуждения относительно них и поделимся интересными фактами.

Наверняка все слышали, что организму нужно достаточное количество БЖУ – белков, жиров и углеводов. Абсолютно каждый продукт, который вы едите, имеет в своем составе эти элементы. Важно понимать каким должно быть их оптимальное соотношение и что каждый из них привносит в организм.

Медики утверждают, что наиболее приемлемый вариант потребления БЖУ в сутки выглядит так:

45-65% калорийности из углеводов;

20-35% калорийности из жиров;

10-35% калорийности из белков.

Углеводы – главный источник энергии для мозга, мышц и организма в целом. Их еще иначе называют сахаридами. В зависимости от того, как быстро они расщепляются в организме, их делят на простые и сложные.

Простые углеводы

Это моносахариды, их еще называют «пустыми калориями», содержат сахар и лишены питательных веществ.

Примеры таких продуктов: сладости, газированная вода, выпечка, фаст-фуд.

Кроме приятного вкуса, они не приносят никакой пользы. Простые углеводы всасываются в кровь быстро, увеличивая в разы уровень сахара в крови, и так же стремительно питают энергией. Но такой эффект длится недолго, чуть позднее появляется сонливость, усиливается чувство голода и такие продукты способствуют накоплению лишнего веса.

Простые углеводы могут пригодиться, когда вы знаете, что вас ждет большой расход энергии и нужно быстро подзарядиться (например, перед активной тренировкой или после нее).

Сложные углеводы

Это полисахариды, их еще называют медленными углеводами.

Входят в состав цельнозерновых продуктов, круп, бобовых, овощей, фруктов, ягод и зелени. Содержат витамины группы В, фолиевую кислоту, магний, кальций, железо, белок, а также клетчатку.

Этот вид углеводов медленно усваивается, способствуют правильному пищеварению, не приводят к скачкам инсулина в крови. За счет этого вы ощущаете бодрость, прилив энергии, который держится гораздо дольше, как и ощущение сытости.

Простые углеводы имеют высокий гликемический индекс, а сложные – низкий.

Простые и сложные углеводы: различия и виды продуктов

Что такое гликемический индекс (ГИ)?

Это значение, присваиваемое продуктам на основе того, насколько быстро или медленно эти продукты вызывают повышение уровня глюкозы в крови. Также известный как «уровень сахара в крови». Глюкоза в крови выше нормы токсична и может вызвать слепоту, почечную недостаточность или увеличить риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Примеры продуктов с разным уровнем гликемического индекса:

низкий: цельнозерновой хлеб, молоко, сухофрукты, овсянка (не быстрого приготовления), макароны твердых сортов, рис, горох, чечевица, кукуруза, большинство фруктов и овощей.

средний: соки, черный хлеб, гречка, булгур, дикий рис, бананы, консервированные овощи, изюм, сладкий йогурт, сдобное и овсяное печенье.

высокий ГИ: рисовая лапша, пиво, булочки, белый рис, картофель, мюсли, хлопья, чипсы, мороженое, попкорн, пельмени.

Чем выше ГИ, тем менее полезен продукт для организма.

Шкала гликемического индекса продуктов

Существует три основные формы углеводов:

Сахар: к ним относятся глюкоза, фруктоза, галактоза и сахароза.

Крахмал: природный полимер, который содержится в растениях, в обиходе мы его встречаем в мучном, крупах, мучном.

Пищевые волокна: углеводы, которые организм не может переварить, но они благотворно влияют на микрофлору, к ним в том числе относится и клетчатка.

К продуктам с высоким содержанием крахмала можно отнести: горох, кукурузу, картофель, фасоль, ячмень, рис и т.д.

Пищевые волокна бывают растворимыми и нерастворимыми, содержится в растительной пище, включая фрукты, овощи, цельное зерно, орехи и бобовые (сушеные бобы, горох и чечевица). Употребление в пищу продуктов с высоким содержанием клетчатки может улучшить пищеварение, снизить уровень сахара в крови и снизить риск сердечных заболеваний.

Сахар содержится во фруктах, овощах и молочных продуктах. Также есть масса изделий с добавлением сахара: десерты, йогурты, газированные напитки и т.д.

Какие функции выполняют углеводы в организме?

являются главным источником энергии: 1 грамм углеводов = 4 ккал,

входят в состав клеток и тканей,

определяют группу крови,

входят в состав многих гормонов,

выполняют защитную функцию в составе антител,

играют роль запасного игрока: гликоген, который аккумулируется в печени и мышцах – временный запас глюкозы, при необходимости организм может воспользоваться этим резервом,

пищевые волокна необходимы для исправной работы пищеварительной системы.

Мифы и интересные факты об углеводах

Относительно углеводов и того, как они влияют на вес, есть большое количество информации, не вся из них правдивая и адекватная, поэтому все самые спорные моменты мы попытаемся рассмотреть далее.

1. От углеводов неизбежно толстеют

Мы уже выяснили, что углеводы бывают разными. Потреблять их – нормально, важно то, в каком количестве и виде они будут в вашем рационе. Если вы потребляете больше калорий, чем сжигаете, то это неизменно приведет к увеличению веса.

Многие калорийные продукты содержат больше жира, чем сахара (например, всем известные и любимые пирожные и торты).

Толстеют не от углеводов, а от чрезмерно калорийного рациона и малоподвижного образа жизни.

2. Всему виной хлеб и макароны

У многих складывается ошибочное мнение, что углеводы содержатся только в хлебе и злаках, напрочь забывая о том, что они есть везде, но имеют разный гликемический индекс.

Хорошие новости для приверженцев итальянской кухни, а именно – пасты. Недавнее исследование канадского ученого доказало, что макароны и паста в контексте рациона с низким гликемическим индексом не способна вызвать ожирение. Но речь идет исключительно о макаронных изделиях твердых сортов.

Макароны и хлеб – наиболее известные продукты, содержащие большое количество углеводов

3. Чем меньше углеводов, тем лучше

Существует большое количество безуглеводных диет, которые обещают быстрое похудение, но в долгосрочной перспективе, такое изменение рациона может привести к плачевным последствиям, поскольку организм не получит достаточного количества витаминов и минералов.

Ученые рекомендуют составить рацион таким образом, чтобы не меньше 65% составляли углеводы, если быть точнее, то в среднем для населения этот показатель составляет 130 грамм. При этом большую часть должны составить углеводы растительного происхождения. Но это цифра достаточно условна, ведь нужно учитывать образ жизни человека, его рацион и количество потребляемых при этом белков и жиров, а также физические данные (вес, рост).

Минимальное рекомендуемое потребление клетчатки – 25 грамм в день. Оптимальное количество составляет около 35 г. в день для женщин и 48 г. в день для мужчин.

Пищевые волокна также не менее важны для здоровья кишечника и уровня жира в крови.

4. Белок важнее углеводов

Белок важен, особенно если вы ведете активный образ жизни и постоянно тренируете свои мышцы, но и углеводы нельзя игнорировать.

Последнее время проводится большое количество исследований, которые изучают их соотношение и влияние на организм.

Одно из таких недавно проводилось на мышах и получило любопытные результаты. В них говорилось, что диета с высоким содержанием углеводов и низким содержанием белка «помогает сохранить мозг молодым». Результаты теста обнаружили, что память и поведение мышей с подобным питанием оказались лучше, чем у мышей с другим рационом. Но поскольку на людях данный эксперимент еще не проводился, вопрос остается открытым.

Также не стоит упускать тот факт, что употребление в пищу комбинации белка и овощей может предотвратить значительные выбросы глюкозы после еды.

5. Мифы об «углеводном окне»

Углеводное окно – это короткий период времени (30-45 минут) после интенсивной физической нагрузки, когда организм особенно остро нуждается в восполнении затраченных ресурсов – жидкости и гликогена.

Недавние исследования доказали, что углеводное окно стоит учитывать только при нескольких тренировках в день, в остальных случаях с приемом пищи можно не торопиться.

6. Сложные углеводы способны уменьшать воспаления

Незначительные воспалительные процессы в организме при несвоевременном лечении могут приводить к жутким последствиям. А пища, которую мы принимаем в этот период влияет на то, как это воспаление протекает.

К примеру, сладости подпитывают их и провоцируют на рост, в то время как сложные углеводы, в особенности фрукты, овощи и цельнозерновые продукты благодаря содержанию волокон и растительных соединений способствуют уменьшению воспалительных процессов.

7. Без сахара = без углеводов

Главное заблуждение заключается в том, что большинство ассоциируют сахарозу исключительно с белыми рассыпчатыми кристалликами из сахарницы. Но столовый сахар – это лишь одна из привычных и понятных форм.

Есть много типов сахаров, которые ученые классифицируют в соответствии с их химической структурой. Он встречается в природе во многих фруктах, овощах и молочных продуктах. В том числе подсластители добавляются для усиления вкуса, сохранения текстуры продуктов питания, роста дрожжей и т.д. Таким образом, мы потребляем сахар во многих продуктах, даже не задумываясь об этом.

Энергия, получаемая с добавленным сахаром, не должна превышать 10% суточной пищевой энергии.

Как влияет сахар в питании на организм?

8. Натуральные сахарозаменители лучше обычного сахара

Подсластители являются неплохой альтернативой, но они не избавляют вас от вреда здоровью и последствий.

Стевия, пожалуй, самый здоровый вариант из возможных. Чуть менее вредные – кленовый сироп, патока и мед.

Ключевой фактор, который необходимо соблюдать, как и в большинстве вещей в области питания, – умеренность.

9. Простые углеводы не могут быть полезными

Быстрые углеводы часто представляются как абсолютное зло. На самом деле можно не отказывать себе в любимом десерте, просто остановитесь, когда рука потянется за еще одним кусочком.

Чтобы потребление таких блюд не сказывалось на фигуре, обратите внимание на время, когда вы потребляете тот или иной продукт, и с чем вы его сочетаете.

Если не можете жить без сладкого, побалуйте себя десертом до полудня, так как в это время суток организму проще справиться с переработкой.

Клетчатка, пектин и белки замедляют всасывание углеводов. Например, съеденное пирожное на голодный желудок или после куска мяса – это две большие разницы.

10. Простые углеводы могут привести к диабету?

Сегодня нет доказательств того, что потребление легкоусваиваемых углеводов (сахара) может привести к диабету. Но технически все происходит так: мы едим что-либо, наш организм перерабатывает полученный продукт, в частности имеющиеся в нем углеводы, которые содержат глюкозу. За усвоение глюкозы отвечает гормон инсулин, который использует ее в качестве топлива для организма. В случаях, когда инсулин перестает правильно функционировать и сахар начинает накапливаться в крови, возникает диабет.

Подводим итоги

Углеводы – это макроэлементы, которые дают нашему организму множество питательных веществ и энергии.

Полное исключение углеводов из рациона и низкоуглеводные диеты могут привести к проблемам со здоровьем, поэтому нужно следить за тем, чтобы питание было сбалансированным.

Быстрые углеводы – это вкусно и приятно, но если их употреблять на постоянной основе и не сочетать с другими продуктами, то это неизменно приведет к проблемам с весом и здоровьем.

Выбор нерафинированных цельных злаков и продуктов без добавления сахара, а также их сочетание с источником клетчатки, белка или жира поможет вам получить полезные свойства без неприятного всплеска сахара в крови.

Не зацикливайтесь на подсчетах калорий и попытках определить гликемический индекс всех потребляемых продуктов, соблюдайте меру и правильно сочетайте блюда, не перегружая организм.

ГЛЮКОЗА | ОАО «Авексима»

Форма выпуска

Раствор для инфузий 5 %, 10 %.

По 200 мл, 250 мл, 400 мл и 500 мл в контейнеры полимерные для инфузионных растворов однократного применения из ПВХ с одним портом или с дополнительным портом.

По 200 мл, 250 мл, 400 мл и 500 мл в контейнеры полимерные для инфузионных растворов однократного применения из полипропилена.

По 200 мл, 250 мл, 400 мл и 500 мл в контейнеры полиолефиновые для инфузионных растворов однократного применения.

На каждый контейнер наклеивают этикетку из бумаги или наносят текст этикетки термографическим методом.

По 1 контейнеру упаковывают в пакет из пленки полиэтиленовой или из пленки многослойной.

На каждый пакет с контейнером наклеивают этикетку самоклеящуюся с инструкцией по применению или

по 30 пакетов с контейнерами по 200 мл,

по 24 пакета с контейнерами по 250 мл,

по 15 пакетов с контейнерами по 400 мл,

по 12 пакетов с контейнерами по 500 мл с равным количеством инструкций по применению помещают в групповую упаковку в ящик из гофрированного картона.

Условия хранения

Хранить при температуре не выше 25 °С. Хранить в недоступном для детей месте.

Замораживание препарата при транспортировке (при условии сохранности герметичности контейнера) не является противопоказанием к его применению. После замораживания контейнеры в транспортной таре выдержать при комнатной температуре до полного размораживания, перед применением раствор в контейнере перемешать встряхиванием.

Срок годности

2 года. Не использовать после истечения срока годности.

Условия отпуска

Отпускают по рецепту.

Наименование держателя (владельца) регистрационного удостоверения

ООО «Авексима Сибирь»

652473, Россия, Кемеровская обл., г. Анжеро-Судженск, ул. Герцена, д. 7.

Производитель/ Организация, принимающая претензии потребителей, адрес, телефон

ООО «Авексима Сибирь»

652473, Россия, Кемеровская обл. , г. Анжеро-Судженск, ул. Герцена, д. 7.

Тел./факс.: (38453) 5-23-51.

Презентация на тему: ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

Углеводы – это многоатомные спирты содержащие с альдегидную или кетоновую группу (полигидроксиальдегиды и полигидроксикетоны).

По количеству мономеров все углеводы делят на: моно-, ди-, олиго- и полисахариды.

Моносахариды: * по положению оксогруппы: 1.альдозы 2.кетозы.

* по количеству атомов углерода: 1.триозы, 2.тетрозы, 3.пентозы, 4.

гексозы и т.д.

Наиболее известные углеводы (крахмал, глюкоза, гликоген) обладают эмпирической формулой (Ch3O)6.

Энергетическая –способны окисляться как в аэробных, так и в анаэробных условиях (глюкоза), с выделением большого количества молекул АТФ.

Защитно-механическая – основное вещество поверхностей суставов, находятся в сосудах и слизистых оболочках (гиалуроновая кислота и другие гликозаминогликаны),

Опорно-структурная – «каркас» клеток, тканей, органов — целлюлоза в растениях, гликозаминогликаны в составе протеогликанов, например, хондроитинсульфат в соединительной ткани,

Гидроосмотическая и ионрегулирующая –

гетерополисахариды обладают высокой гидрофильностью, отрицательным зарядом и, таким образом, удерживают Н2О, ионы Са2+, Mg2+, Na+ в межклеточном веществе, обеспечивают тургор кожи, упругость тканей,

Кофакторная – гепарин является кофактором липопротеинлипазы плазмы крови и ферментов свертывания крови (инактивирует тромбокиназу).

Моносахариды – углеводы, которые не гидролизуются до более простых углеводов.

Дисахариды – углеводы, которые гидролизуются на 2 моносахарида. У человека образуется только 1 дисахарид — лактоза. Лактоза синтезируется при лактации в молочных железах и содержится в молоке.

Олигосахариды – углеводы, которые гидролизуются на 3 — 10 моносахаридов.

Полисахариды – углеводы, которые гидролизуются на 10 и более моносахаридов (гликоген, гиалуроновая кислота, гепарин).

Экспериментальная биология

Для хроматографии используются декстраны – резервный полисахарид дрожжей и бактерий

Лабораторная диагностика

Полисахарид фруктозы инулин, содержащийся в корнях георгинов, артишоков, одуванчиков, является легко растворимым соединением. В медицинской практике используется для определения очистительной способности почек – клиренса.

Клиническая медицина

декстраны используются как компонент кровезаменителей, например, в виде вязкого раствора на 0,9% NaCl – реополиглюкина,

сердечные гликозиды и гепарин применяются в кардиологии,

при заболеваниях позвоночника и суставов широкое применение нашли препараты, содержащие гиалуроновую кислоту, хондроитинсульфат и глюкозамины,

при нарушении функции кишечника используются кристаллическая целлюлоза, лактулоза, хитин как стимуляторы перистальтики, целлюлоза и хитин могут использоваться и в качестве адсорбента,

инфекционные заболевания лечатся гликозидными антибактериальными средствами, например, стрептомицин,

эритромицин.

Потребность в углеводах взрослого организма составляет 350-400г в сутки, при этом целлюлозы и других пищевых волокон должно быть не менее 30-40г.

С пищей в основном поступают крахмал, гликоген, целлюлоза, сахароза, лактоза, мальтоза, глюкоза и фруктоза, рибоза.

Ротовая полость

Здесь находится кальций- содержащий фермент α-амилаза. Оптимум ее рН 7,1-7,2, активируется ионами Cl–.

Являясь эндоамилазой, она беспорядочно расщепляет внутренние α-1,4-гликозидные связи и не влияет на другие типы связей.

В ротовой полости углеводы расщепляются до декстринов и мальтозы. Дисахариды не гидролизуются.

Желудок

Из-за низкой рН амилаза инактивируется, хотя некоторое время расщепление углеводов продолжается внутри пищевого комка.

Кишечник

В полости тонкого кишечника работают совместно панкреатическая α-амилаза, разрывающая внутренние α-1,4-связи, изомальтаза, разрывающая α-1,6-связи изомальтозы, олиго-1,6-глюкозидаза, действующая на точки ветвления крахмала и гликогена.

Кроме полостного, имеется еще и пристеночное пищеварение, которое осуществляют:

сахаразо-изомальтазный комплекс (рабочее название сахараза) – в тощей кишке гидролизует α-1,2-, α-1,4-, α-1,6-гликозидные связи, расщепляет сахарозу, мальтозу, мальтотриозу, изомальтозу,

гликоамилазный комплекс – находится в нижних отделах тонкого кишечника и расщепляет α-1,4-гликозидные связи в олигосахаридах,

β-гликозидазный комплекс (рабочее название лактаза) – гидролизует β-1,4-гликозидные связи между галактозой и глюкозой (лактозу). У детей активность лактазы очень высока уже до рождения и сохраняется на высоком уровне до 5-7 лет, после чего снижается.

10 самых полезных круп :: Здоровье :: РБК Стиль

1. Гречневая крупа

Гречка содержит протеины, ненасыщенные жирные кислоты, кальций и цинк, а также витамины групп А, В, Е и РР. Различают два вида гречневой крупы: ядрица (цельные зерна) и продел (мелкая фракция зерна). Гречку часто советуют диетологи: в ней на 12% белков приходится всего около 3% жиров, а в 100 граммах продукта содержится 313 Ккал.

Благодаря высокому содержанию фенольных соединений крупа обладает антиоксидантными свойствами. По данным Национального центра информации по биотехнологии (Мэриленд, США) [1], гречневая крупа стимулирует перистальтику кишечника, помогает снизить холестерин, риск развития диабета и гипертонии. Хранится гречка дольше других круп и не плесневеет даже при высокой влажности.

2. Овсяная крупа

Овсяную крупу делают из неочищенных и состоящих из зародышей и отрубей зерен овса. Они содержат витамины А, В, Е, калий, магний, цинк и бета-глюкан. Исследования, приведенные в статье British Journal of Nutrition в 2016 году [2], показывают, что бета-глюкан очищает кровь от избыточного холестерина.

Цельнозерновой овес — иммуномодулятор, улучшающий состояние кожи и волос; крупа регулирует уровень сахара в крови и ускоряет пищеварение. Второй вид крупы — очищенные от верхнего слоя, пропаренные и прессованные овсяные хлопья. При такой обработке теряется часть полезных веществ, но каша остается диетическим продуктом и положительно влияет на ЖКТ. Третий вид — каши быстрого приготовления, от которых больше вреда, чем пользы, так как в их составе часто много сахара и вкусовых добавок.

3. Булгур

Эта крупа не так распространена в рационе современных людей, как две предыдущие, но не менее полезна. Булгур — молодая пшеница, зерна которой высушены и очищены, при этом содержат 12,3 грамма белка на 100 грамм продукта. В них сохраняются витамины В, Е, К и бета-каротин, магний, медь, кальций, калий и железо.

Крупа отличается большим количеством пищевых волокон, хорошо очищает кишечник, ускоряет процессы всасывания витаминов и повышает метаболизм. Булгур способствует оттоку желчи, что хорошо сказывается на работе печени.

4. Ячменная крупа

Знакомая с детства крупа является основой ячневой каши и делается из дробленых нешлифованных ячменных ядер. Ячмень отличается большим количеством клетчатки, содержит витамины А, Е, В, РР, железо, йод, калий и фосфор.

Ячневая каша обладает противовоспалительным и мочегонным действиями, очищает организм от токсинов. Обратите внимание, что при всех полезных свойствах не стоит включать ячмень в рацион детей до двух лет, так как это сложный для переваривания продукт.

5. Ржаная крупа

Ржаная крупа — это недробленая крупа из зерен ржи. В кулинарии ржаную крупу добавляют в хлеб. Рожь — традиционный злак, близкий по свойствам к пшенице, но для построения здорового рациона она подходит значительно больше. По данным Всероссийского Научно-Исследовательского Института Зерна и продуктов его переработки (ВНИИЗ) [3], в этой культуре оптимально сбалансированы аминокислоты и больше пищевых волокон, что помогает укрепить иммунитет и снизить риск болезней крови. В отличие от пшеницы в зернах ржи меньше клейковины.

Ржаные крупы и мука содержат витамины Е, А и РР, фосфор, кальций, магний и железо. Ржаной хлеб можно использовать как легкое слабительное средство, при этом отвар из ржаной крупы оказывает противоположный эффект.

6. Кукурузная крупа

Чаще всего в кулинарии используют консервированную кукурузу или варят початки. Но не менее полезна и кукурузная каша: в ней содержатся антиоксиданты и она способствует восстановлению правильной микрофлоры кишечника, мягко очищая организм благодаря клетчатке. В кукурузной крупе нет глютена, зато есть витамины В, Е, А, Н, триптофан и лизин, железо, кальций, магний и фосфор. Блюда из кукурузной крупы снижают уровень холестерина и риск болезней желудка, желчного пузыря и печени. Кстати, кукуруза и кукурузная крупа сохраняют максимум полезных свойств даже при высоких температурах.

7. Киноа

Киноа — крупа из растения семейства амарантовых. Она содержит до 14% белков и 64% полезных углеводов. В крупе есть витамины группы В, фолиевая кислота, фосфор, марганец, калий, натрий, селен и магний. По информации 2018 года, размещенной на сайте Организации Объединенных Наций по вопросам Продовольствия и сельского хозяйства [4], киноа — это высококачественный белок и источник пищевых волокон, обладающий антиоксидантным и противовоспалительным действием. Крупу можно готовить как отдельный гарнир, добавлять в салаты и супы.

8. Коричневый рис

Коричневый — это неочищенный рис. В отрубях риса сконцентрирован максимум полезных веществ: фосфор, магний, антиоксиданты и витамины группы В и РР, положительно влияющие на нервную систему. Коричневый рис улучшает пищеварение, выводит радионуклиды из организма, помогает справиться с нейроциркуляторной дистонией. Рис надолго насыщает и помогает сохранить молодость и красоту кожи, укрепить иммунитет и снизить риск артритов, дерматитов и артрозов.

9. Фрике

Крупу производят из обжаренной молодой пшеницы с еще мягкими семенами. В соответствии с информацией Министерства сельского хозяйства Соединенных Штатов [5] фрике (она же фарик) содержит до 12% белков и 72% углеводов. В желудке фрике действует как пробиотик, помогает росту здоровых бактерий. Крупа отличается низким гликемическим индексом и высокой питательной ценностью. Фрике богата железом, натрием и кальцием, витаминами С, В, А, Е.

10. Кускус

Кускус сделан из измельченных твердых сортов пшеницы и по пищевой ценности близок скорее к макаронам, только макароны варят, а кускус готовят на пару или просто заливают кипятком и дают настояться. Как и другие крупы из цельного зерна, кускус уменьшает возможность развития хронических болезней сердца, а также диабета и рака, об этом пишет Джоанн Славин, автор статьи «Цельные зерна и здоровье человека», опубликованной в Cambridge University Press [6]. Эта крупа содержит большое количество селена, что делает ее сильным антиоксидантом. К тому же кускус укрепляет иммунитет и нормализует гормональный баланс.

Зачем мне есть углеводы, я и так толстая?!

Именно так прозвучал вопрос от моей ученицы Ирины. Краткого объяснения оказалось мало, более того, эта тема покажется интересной и другим худеющим. В связи с этим написана эта статья.

Углеводы представляют собой весьма большой класс органических соединений, с весьма разнообразными свойствами. Традиционно их делят на простые и сложные. Однако биохимия предполагает деление углеводов на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Это деление возникло, исходя из их способности гидролиза на мономеры (в данном случае сахариды) или, выражаясь более простым языком, их усвоения. Так моносахариды содержат 1 атом, олигосахариды 2-10 атомов, полисахариды более 10 атомов.

Итак, моносахариды – простейшие углеводы, бесцветные органические соединения, самая простая форма сахара.

Олигосахариды – углеводы, молекулы которых состоят из 2-10 полисахаридов. Условно так же относят к простым углеводам. Самые известные представители класса – сахароза и лактоза.

Именно любовь к дисахаридам в различных кондитерских изделиях заставляет толстушек демонизировать углеводы в целом.

И третий класс – полисахариды – класс сложных углеводов, состоящих из десятков и сотен молекул моносахаридов. Самые известные из них – крахмал, гликоген, клетчатка. Они являются главными источниками энергии для человека.

Общеизвестна энергетическая функция – при окислении 1 грамма углеводов выделяется 4,1 ккал. И мало кто знает, что глюкоза – основной поставщик энергии для коркового вещества почек и нервов.

И очень редко можно услышать другие функции углеводов. Рассмотрим их.

Кроме энергетической функции, нельзя не отметить резервную функцию – гликоген является отличным энергетическим резервом в печени и скелетной мускулатуре человека.

Анаболическая функция – метаболиты углеводов служат синтезу жирных кислот, а альфа-кетокислота (результат распада глюкозы) является основой для создания организмом гликогенных аминокислот.

Рецепторная функция – углеводы являются структурным компонентом рецепторов гормонов, антител, нейронов – нервных клеток. В зависимости от количества глюкозы будет меняться и осмотическое давление крови.

Пластическая функция – углеводы входят и в межклеточное вещество соединительной ткани, а рибоза и дезоксирибоза участвуют в построении ДНК и РНК.

Суточный рацион животных и человека по большей части состоит из углеводов. Так травоядные животные, поедая растительную пищу, получают сахарозу, клетчатку, крахмал. Хищники, питаясь мясом, получают содержащийся в нём гликоген. При этом человеку нужно помнить, что его организм способен синтезировать глюкозу из органических соединений в весьма небольшом количестве. Поэтому отказываться от углеводов в пользу белковой пищи может быть опасно для вашего здоровья! Рациональное питание предполагает уменьшение процента простых углеводов, или полный отказ от них. Однако, про отмену сложных углеводов речи не шло. Многие культуристы на сушке полностью не отказываются от углеводов, сокращая их количество на пару месяцев до 50-100 граммов в сутки. Желаю всем рационального пищевого поведения без вредоносных перекосов на основе модных диет.

Фото: pixabay

Пребиотики | Biocodex Microbiote Institut

Пребиотики – это неперевариваемые пищевые волокна, которые избирательно стимулируют рост полезных бактерий толстой кишки в микробиоте хозяина, бифидобактерии и лактобациллы являются наиболее известными из них.

Пребиотики представляют собой сложные углеводы, которые не перевариваются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, а расщепляются в конечном отделе «полезными» бактериями, присутствующими в толстой кишке. Следовательно, они не являются источником энергии для клеток кишечника, но являются важными субстратами для определенных микроорганизмов, особенно в микробиоте влагалища и кишечника.

Где можно найти пребиотики?

Пища является единственным источником пребиотиков; именно ей вы кормите свою микробиоту и тем самым влияете на ее разнообразие и состав. Поэтому разнообразные продукты с высоким содержанием клетчатки, такие как свежие фрукты и овощи, являются ключевым элементом в сохранении равновесия бактериальной микрофлоры.

Наиболее распространенными пребиотиками являются фруктаны, особенно инулин, и фруктоолигосахариды. Некоторые продукты особенно богаты ими:

бананы, лук и чеснок содержат олигосахариды;

эндивий, цикорий и артишоки содержат инулин;

сухие бобы и цельнозерновые продукты содержат резистентный крахмал.

Эффективность пребиотиков должна быть подтверждена

Пребиотики обладают большим терапевтическим потенциалом при заболеваниях, связанных с дисбиозом, таких как инфекционные кишечные заболевания или аллергии. Однако, как и в случае с пробиотиками, необходимо будет определить вид пребиотика, дозу, способ введения и подтвердить их эффективность.

_{Источники:
Gibson GR, Roberfroid MB. Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics .J Nutr, 1995; 125:1401-12.
Scott K, prebiotics http://isappscience.org/prebiotics/
Prebiotics: The Concept Revisited. Marcel Robertfroid, J. Nutr., march 2007, vol. 137 n°3 830S-837S
Scott, KP. et al. Manipulating the gut microbiota to maintain health and treat disease. Microbial Ecology in Health and Disease, [S.l.], v. 26, feb. 2015. ISSN 1651-2235.
Bouchaud G. et al. Maternal exposure to GOS/Inulin mixture prevents food allergies and promotes tolerance in offspring in mice. Allergy, édition en ligne du 1er octobre 2015
Inserm http://www.inserm.fr/actualites/rubriques/actualites-recherche/les-prebiotiques-previennent-les-allergies-alimentaires 2015}

Источники и типы углеводов и сахара

Для большей части населения мира углеводы, включая сахара, являются источником энергии, получаемой из продуктов растительного происхождения. Углеводы содержатся во многих натуральных продуктах питания, а также являются ингредиентом многих предварительно приготовленных или обработанных пищевых продуктов.

Классификация углеводов основана на их химической структуре, при этом тремя наиболее известными группами являются моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Подробнее см. Здесь — Что такое углеводы и сахар? и пищеварение, всасывание и транспорт углеводов.

Менее известной группой углеводов являются олигосахариды. Это короткоцепочечные углеводы (8-10 единиц), такие как рафиноза или инулин. Как и полисахариды, эти углеводы не могут перевариваться ферментативно, а вместо этого ферментируются бактериями в толстом кишечнике.

Помимо лактозы, содержащейся в молоке, и небольшого количества определенных сахаров в красном мясе, почти все диетические углеводы поступают из растительной пищи.Эти продукты часто состоят из комбинации различных типов углеводов в различных количествах.

Вот список наиболее распространенных источников пищи и напитков для различных типов углеводов.

Моносахариды

Фруктоза

Мед

Сухофрукты, такие как яблоки, финики и султан

Фруктовые джемы, чатни, барбекю и сливовый соус, корнишоны, вяленые помидоры

Сухие завтраки из цельной пшеницы, овса и фруктов

Фруктовые консервы, такие как ананас, клубника и слива

Свежие фрукты, включая виноград, яблоки, груши, киви и бананы

Также получено в результате переваривания сахарозы

Глюкоза

Мед, золотой сироп

Сухофрукты, такие как финики, смородина и инжир

Небольшие количества содержатся в некоторых фруктах (виноград и курага), овощах (сладкая кукуруза) и меде

Готовые пищевые продукты, такие как соки, вяленая ветчина, соусы для макарон

Переваривание и преобразование других углеводов

Галактоза

Йогурты со вкусом или с добавлением кусочков фруктов

Молоко без лактозы

Растворимый кофе в гранулах, черный молотый перец

Переваривание лактозы

Дисахариды

Сахароза

Произведено из сахарного тростника и сахарной свеклы

Столовый сахар, промышленные продукты, такие как пирожные, печенье и темный шоколад

Сладкие корнеплоды, такие как свекла и морковь

Мальтоза

Солод пшеница и ячмень

Хлеб, рогалики, сухие завтраки, энергетические батончики

Солодовый экстракт, патока

Пиво

Лактоза

Молоко, пахта, йогурт, сметана, сгущенное молоко,

Молочные продукты, замороженные йогурты, творог, сгущенное молоко, козье молоко и мороженое

трегалоза

Грибы и съедобные грибы

Некоторые водоросли, омары, креветки

Мед

Вино и пиво

Олигосахариды

Рафиноза, стахиоза, вербаскоза, инулин, фрукто и галактоолигосахариды

Бобовые, фасоль, капуста, брокколи, брюссельская капуста

Лук, артишок, фенхель, спаржа, фасоль и горох

Пребиотики

Полисахариды

Крахмал

Зерновые продукты, кукурузная мука, крендели, мука, овес, лапша быстрого приготовления, макаронные изделия, рис

Картофель, кукуруза

Небольшие количества в других корнеплодах и незрелых фруктах

Некрахмальные полисахариды

Овощи, фрукты

Крупы цельнозерновые

импульсов

ССЫЛКИ

Австралийская база данных о составе пищевых продуктов NUTTAB 2010 https: // www. foodstandards.gov.au/science/monitoringnutrients/afcd/Pages/default.aspx

Углеводы

Вступление

Углеводы дают нам энергию. Нам нужна энергия, чтобы делать все, что мы делаем, думаем мы об этом или нет, например, гулять, работать или спать.Даже когда мы не думаем об этом, наше тело занято поддержанием работы сердца, кровотока и работы легких. Нам всегда нужна энергия. Нам нужно еще больше энергии, когда мы растем, выздоравливаем и накачиваемся.

Излюбленным источником энергии для нашего тела являются углеводы. Мы можем получать энергию из других питательных веществ, таких как белок и жир, но белок необходимо сохранять для построения нашего тела и поддержания его работоспособности. Мы не хотим набирать больше жира, чем нам нужно, потому что в этом случае жир дает нам насыщенный жир, вид жира, который вреден для здоровья. Углеводные продукты также обычно содержат мало жира, в зависимости от того, как они приготовлены и что добавлено к ним на столе. Углеводы также защищают от бесполезного расщепления белков организма для обеспечения энергией, а углеводы также придают пище вкус и сладость. Организму нужны углеводы для эффективного использования жира.

Что вы узнаете

Из этого урока вы узнаете, что такое углеводы.Вы также узнаете о различных типах сахаров, которые образуют углеводы, и о разнице между простыми и сложными углеводами. Вы узнаете, сколько углеводов нужно есть в день.

На этом уроке вы узнаете следующее:

Различные типы пищевых волокон (растворимые и нерастворимые) и преимущества каждого из них.

Проблемы со здоровьем, которые могут возникнуть из-за недостатка пищевых волокон.

Рекомендации по потреблению углеводов.

Пищевые источники клетчатки и сложных углеводов.

Заменители сахара.

Актуальные популярные диеты.

Рекомендации по питанию для американцев, 2010 г., Руководство по питанию

Углеводы производятся растениями и являются здоровой частью нашего рациона.Они являются основным источником энергии для тела. Большая часть наших калорий должна поступать из углеводной пищи в виде сложных углеводов. Руководящие принципы питания Министерства сельского хозяйства США построены на этой концепции. Источники растительной пищи находятся в группах зерновых, фруктов и овощей. Также молочные продукты являются источником углеводов. Итак, согласно Диетическим рекомендациям 2010 г., для диеты на 2000 калорий вы должны иметь эквивалент 6 унций зерновых продуктов (хлеб, крупы, макаронные изделия и рис), из которых 3 являются цельнозерновыми продуктами, 2.5 стаканов овощей и 2 стакана фруктов каждый день.

Что такое углеводы?

Углеводы — это соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода.Углеводы поступают из растений. Растения используют углекислый газ, воду и энергию солнца для производства углеводов, которые мы едим. Большинство из них известны как сахара, крахмалы и клетчатка. Сахар и крахмал придают нам энергию. Поскольку пищевые волокна не усваиваются организмом, они не являются источником энергии. Углеводы делают нашу пищу сладкой. Углеводы подразделяются на три категории: простые углеводы, сложные углеводы и пищевые волокна.

Виды углеводов

Существует три основных вида углеводов: (1) простые углеводы или простые сахара, такие как столовый сахар и сахар в молоке, (2) сложные углеводы, такие как крахмалы и (3) пищевые волокна.

Простые сахара (моносахариды и дисахариды):

Простые сахара состоят из двух классов сахаров в зависимости от их химической структуры. Сахара, содержащие одну молекулу или один сахар, называются моносахаридами, а сахара, состоящие из двух моносахаридов, называются дисахаридами. Оба они называются простыми сахарами.

Моносахариды — это еще одно название простых сахаров или простых углеводов. Моно означает один, а сахарид означает сахар. Глюкоза, фруктоза и галактоза — моносахариды.

1. Глюкоза, также называемая сахаром в крови или декстрозой, является основным моносахаридом в вашем организме. Глюкоза была названа в честь греческого слова, означающего сладкий .

2. Фруктоза, также называемая левулозой, содержится во фруктах, меде и кукурузном сиропе с высоким содержанием фруктозы. Мед состоит примерно из половины фруктозы и половины глюкозы. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы содержится в безалкогольных напитках, замороженных десертах и конфетах.

3. Галактоза обычно не встречается в природе в больших количествах. Он соединяется с глюкозой с образованием двойного сахара, называемого лактозой.Лактоза содержится в молоке и других молочных продуктах. Лактоза — это то, что придает молоку сладкий вкус. После всасывания в организм галактоза либо превращается в глюкозу, либо превращается в форму хранения глюкозы в печени и мышцах, называемую гликогеном.

Когда моносахариды глюкоза, фруктоза и галактоза всасываются через тонкий кишечник и попадают в печень, большая часть фруктозы и галактозы превращается в глюкозу.

Дисахариды или двойные сахара

Дисахариды — это еще одно название простых сахаров или простых углеводов.«Ди» означает два.

Дисахариды образуются при соединении двух моносахаридов. Три дисахарида, часто встречающиеся в рационе, — это мальтоза, сахароза и лактоза.

1. Мальтоза образуется, когда две молекулы глюкозы соединяются в процессе разрушения крахмала в зернах во время прорастания.

2. Сахароза или столовый сахар состоит из глюкозы и фруктозы. Сахароза получают из сахарного тростника, сахарной свеклы, меда и кленового сиропа. Вы можете использовать коричневый, белый или порошковый сахар при приготовлении пищи, еде или добавлении в напитки.Эти формы сахара основаны на степени очистки сахарозы от растительного источника.

3. Лактоза — это глюкоза, соединенная с галактозой с образованием сахара, содержащегося в молоке и молочных продуктах. Некоторые люди не могут переваривать большое количество лактозы. Это может вызвать кишечные газы, вздутие живота, спазмы и дискомфорт, поскольку любая неабсорбированная лактоза метаболизируется в кислоты и газы бактериями в толстом кишечнике. После всасывания в организм большая часть этих углеводов превращается печенью в глюкозу.

Олигосахариды

Олигосахариды содержат от трех до десяти единиц одного сахара. Олиго означает скудный. Два важных питательных вещества включают рафинозу и стахиозу. Они состоят из моносахаридов, но связаны друг с другом таким образом, что пищеварительные ферменты, производимые нашим организмом, не могут их расщепить. Когда мы едим эти углеводы с фасолью и другими бобовыми, молекулы рафинозы и стахиозы остаются непереваренными, когда достигают толстой кишки. Затем бактерии в толстом кишечнике расщепляют их, производя газ и другие побочные продукты.

Полисахариды (крахмал и сложные углеводы)

Полисахариды почти полностью состоят из длинных цепей только одного моносахарида — глюкозы. Сотни единиц глюкозы соединяются вместе, образуя крахмал. Крахмал и сложные углеводы — это основные термины, используемые для обозначения основных усвояемых полисаккаридов в нашем рационе. Форма хранения углеводов в нашем организме — гликоген. Когда нашему организму нужна глюкоза, гликоген, хранящийся в печени, превращается в глюкозу в крови.

Сложные углеводы: также известные как полисахариды (поли = много), эти углеводы содержат более двух единиц глюкозы (сахара), связанных вместе. Полисахариды обычно несладкие и не растворимы в воде. Крахмал и пищевые волокна — это сложные углеводы.

Крахмал, сложный углевод, содержащийся в картофеле, макаронах и рисе, представляет собой полисахарид, состоящий из многих сотен единиц глюкозы.

Волокно также состоит из сотен единиц глюкозы.Волокно можно разделить на две категории в зависимости от их физических характеристик и воздействия на организм: водонерастворимые и водорастворимые. Каждая форма действует по-своему и приносит разную пользу для здоровья. Нерастворимая клетчатка, такая как целлюлоза, не растворяется в воде. Нерастворимые волокна содержатся во фруктах, овощах, сушеных бобах, пшеничных отрубях, семенах, попкорне, коричневом рисе и цельнозерновых продуктах, таких как хлеб, крупы и макаронные изделия. Растворимая клетчатка, такая как овсяные отруби, растворяется в воде. Растворимые волокна можно найти во фруктах, таких как яблоки, апельсины, груши, персики и виноград, а также в овощах, семенах, овсяных отрубях, сушеных бобах, овсянке, ячмене и ржи.

Что делают углеводы

Углеводы, поступающие с пищей, являются основным источником энергии для организма, включая переваривание и усвоение других продуктов. Хотя белки и жиры могут быть преобразованы в энергию, углеводы являются предпочтительным источником энергии для организма.Углеводы также способствуют метаболизму жиров и образованию заменимых аминокислот. В сочетании с белками углеводы образуют вещества, которые необходимы для борьбы с инфекциями, смазывания суставов и поддержания здоровья и роста костей, кожи, ногтей, хрящей и сухожилий. Углеводы являются компонентами клеточных мембран и действуют как антитела. Они образуют часть клеточных мембран, особенно в головном мозге и нервной системе.

В качестве источника энергии один грамм углеводов дает четыре калории.

Пищевые волокна регулируют время прохождения через желудочно-кишечный тракт и способствуют эффективному выведению. Правильное устранение снижает давление в животе, которое может вызвать геморрой и некоторые виды грыжи. Аппендицит также может быть связан с недостаточным содержанием клетчатки в рационе.

Диета с высоким содержанием клетчатки снижает риск рака прямой и толстой кишки, позволяя канцерогенным веществам в пище быстрее перемещаться по кишечному тракту. Рак толстой кишки может быть вызван канцерогенами в желчи и увеличением количества анаэробных бактерий, что напрямую связано с высоким уровнем насыщенных жиров и низким потреблением клетчатки с пищей.Уменьшить эти хронические заболевания можно с помощью диетических средств: уменьшение количества насыщенных жиров и увеличение количества цельнозерновых, фруктов, овощей и бобовых.

Рекомендации по потреблению углеводов и клетчатки

От 45% до 65% общего количества калорий должны составлять углеводы.Точная доза в граммах будет варьироваться в зависимости от уровня калорийности человека. Расчетная средняя потребность (EAR) в углеводах составляет 130 граммов в день для взрослых и детей, исходя из потребностей мозга в глюкозе. Адекватное потребление (AI) клетчатки составляет 14 граммов на 1000 потребляемых калорий (28 граммов на 2000 калорий).

Что считается эквивалентом 1 унции по Grain Group?

1 ломтик хлеба
1 унция готовых к употреблению хлопьев
1/2 стакана приготовленных хлопьев, риса или макарон

В Руководстве по питанию для американцев 2010 г. рекомендуется производить не менее половины цельного зерна из злаков.Чтобы быть уверенным в том, что вы выбираете продукты, содержащие цельнозерновые продукты, сначала выбирайте продукты с одним из следующих цельнозерновых ингредиентов в списке ингредиентов на этикетке:

Коричневый рис цельнозерновая кукуруза

Гречка цельнозерновая сорго

булгур цельнозерновой тритикале

пшено цельное овсяное

овсянка ржаная цельнозерновая

Лебеда цельнозерновая

овсяные хлопья дикий рис

цельнозерновой ячмень

Простые способы получить больше углеводов

Углеводы из фруктов, овощей и злаков должны составлять основную часть калорий.Для оптимального здоровья лучше всего подходят такие продукты, как цельнозерновой хлеб, коричневый рис и цельнозерновые макароны. Эти продукты помогут защититься от ряда хронических заболеваний и внесут разнообразие в рацион.

Используйте эти советы, чтобы добавить углеводы в свой рацион:

1. Присоединяйтесь к клубу завтраков. Выбирайте из множества удобных блюд, таких как хлопья, английские кексы, рогалики, вафли, блины и тосты. Выбирайте цельнозерновой!

2. Взломать. Держите под рукой коробку крекеров или крендельков и немного фруктов, чтобы обуздать голод с помощью углеводов.

3. Упакуйте это. Положите сухие хлопья в полиэтиленовый пакет и возьмите с собой, чтобы быстро перекусить или позавтракать на бегу. Ешьте его просто или смешайте с йогуртом или обезжиренным молоком, если хранить в холодном виде.

4. Свернуться калачиком с лепешкой. Выложите нежирный сыр на лепешку и поставьте на несколько секунд в микроволновую печь. Сверните его и окуните в сальсу, чтобы быстро перекусить. Или намазать лепешку нежирным арахисовым маслом и желе и обвалять.

5. Удовлетворите сладкоежек вкусными углеводами.Попробуйте торт с едой ангела, печенье с фиговым батончиком, крекеры с животными и крекеры из Грэма.

6. Положите в пакет мини-рогалики, чтобы получить энергетическую закуску, которую можно съесть на бегу.

7. Используйте цельнозерновой хлеб на обед или закуски.

8. Попробуйте нежирные хлопья типа мюсли в качестве начинки для фруктового или замороженного йогурта.

9. Попробуйте пасту из цельнозерновой муки.

Диеты с высоким содержанием сложных углеводов более здоровы, чем диеты с высоким содержанием жиров, которые многие из нас едят. Министерство сельского хозяйства США (USDA) рекомендует, чтобы от 45% до 65% дневных калорий приходилось на углеводы.

Вопросы, которые стоит задать себе

Вопросы

Посмотрите, знаете ли вы ответы на эти вопросы, и запишите их:

1.Некоторые виды сахаров оканчиваются одними и теми же тремя буквами. Что это за три буквы?

2. Перечислите названия различных видов сахаров, заканчивающиеся этими тремя буквами.

3. Если вы посмотрите на список ингредиентов на этикетке продукта, какое слово, оканчивающееся на эти три буквы, скажет вам, что этот ингредиент — сахар?

4. Какие продукты являются источниками фруктозы и галактозы?

Все крахмалистые продукты — это растительные продукты. Основные пищевые источники крахмала включают зерна, бобовые (фасоль и горох), картофель и сладкий картофель.Другие хорошие углеводные продукты включают пасту и овощи. Когда вы едите эти крахмалистые продукты, ферменты во рту и кишечнике гидролизуют или расщепляют молекулу крахмала, высвобождая единицы глюкозы и воду, которые всасываются через стенку кишечника в кровь. Через 1–4 часа после еды весь крахмал переварен и циркулирует в клетках в виде глюкозы.

Продукты, содержащие сложные углеводы, также являются одними из самых дешевых продуктов! Нам необходимо сократить потребление концентрированных сладостей и продуктов питания или напитков с большим количеством добавленного сахара.К ним относятся сладости и напитки, которые имеют небольшую питательную ценность или не имеют никакой питательной ценности и содержат в основном калории. Вместо этого нам нужно есть больше сложных углеводов, таких как зерна, бобовые, картофель и другие овощи и макаронные изделия, и есть больше естественных сахаров (фрукты, овощи и молочные продукты). Прочтите этикетку с информацией о пищевой ценности на упаковках продуктов. Посмотрите, какой процент калорий из углеводов обеспечивает пища. Процент калорий из углеводов более важен, чем общее количество углеводов в конкретной пище.Углеводы в продуктах питания могут быть разбавлены белком, как в случае обезжиренного молока, или жиром, как в кремовом пироге. Выберите пищу, богатую питательными веществами и углеводами, чтобы получить больше питательных веществ за свои деньги.

Этикетки с информацией о пищевых продуктах и углеводах

Углеводы должны быть указаны на этикетке с указанием пищевой ценности.Он указан первым как общее количество углеводов с общим количеством углеводов, указанным в граммах (г). Дневная контрольная величина (DRV) для общего количества углеводов составляет 300 граммов (на основе 60 процентов контрольной диеты на 2000 калорий). Затем углеводы делятся на три типа: пищевые волокна, сахара и другие углеводы. Другие углеводы относятся к сложным углеводам или крахмалу. На этикетке питания должен быть указан сахар.

Углеводы и сахар Претензии на этикетке

Не содержит сахара — менее 0.5 г сахара на порцию

Пониженный сахар — минимум на 25% меньше сахара, чем в обычном продукте

Без добавления сахара, без добавления сахара, без добавления сахара —

Никакое количество сахаров или каких-либо ингредиентов, содержащих сахара, которые функционально заменяют добавленные сахара, не добавляется во время обработки или упаковки.

Не содержит ингредиентов с добавлением сахара, таких как джем, желе или концентрированный фруктовый сок.

На этикетке указано, что пища не является низкокалорийной или пониженной калорийностью в зависимости от ситуации.

Моносахариды и дисахариды часто называют простыми сахарами. На этикетках пищевых продуктов все эти сахара иногда объединяются в одну категорию, в которой они указаны как сахароза , а другие сахара — как . Этикетка пищевой ценности на упаковке продуктов питания не указывает процентную дневную норму (% дневной нормы) для сахаров. Нет никаких научных доказательств того, что определенное количество сахаров в рационе является приемлемым или несоответствующим. За исключением кариеса или кариеса зубов, нет никаких доказательств того, что потребление сахара связано с хроническими заболеваниями.

В списке ингредиентов указано, что именно содержится в еде. Ингредиенты указаны по весу от наибольшего до наименьшего. В первую очередь указываются те, которые имеют наибольшие суммы. Ингредиенты, представляющие собой сахара, могут быть указаны разными словами. Многие из них заканчиваются тремя буквами осэ. К ним относятся лактоза, мальтоза, глюкоза, сахароза, фруктоза, декстроза, полидекстроза и левулоза. Другие названия сахаров, используемых в пищевых продуктах, включают коричневый сахар, кондитерский сахар, сахар турбинадо, инвертный сахар, сорбит, маннит, мед, кукурузный сироп или подсластители, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, патока, финиковый сахар, кленовый сироп, декстрин, карамель и фрукты. сахар.

Деятельность

Возьмите две коробки хлопьев и сравните количество содержащихся в них углеводов.Сколько граммов пищевых волокон, сахара и других углеводов они содержат? В котором меньше сахара? Теперь посмотрите на список ингредиентов. Когда в списке ингредиентов появляется источник сахара? Он указан первым, вторым, третьим или последним в списке? Ингредиенты в самых больших количествах указываются первыми. Для получения максимальной питательной ценности выберите злак с высоким содержанием других углеводов, высоким содержанием пищевых волокон и низким содержанием сахара. Для большей питательной ценности выберите злак, не содержащий сахара, в качестве первого, второго или, возможно, даже третьего пункта в списке ингредиентов.Используйте эту информацию, чтобы сделать осознанный выбор.

Вы знали?

Согласно Диетическим рекомендациям 2010 г., «менее 5 процентов американцев потребляют минимально рекомендуемое количество цельнозерновых продуктов.«Поскольку большинство американцев съедают 6 унций из группы злаков в день, это примерно равно примерно 3 унциям эквивалента из цельнозерновых источников. В среднем американцы съедают менее 1 унции цельного зерна в день.

Большинство американцев потребляют в среднем около 24 фунтов конфет в год! Большая часть детей съедается на Хэллоуин или после него. Это эквивалентно примерно 247 центов Hershey’s. Ежегодные фонды конфет на Хэллоуин составляют около 1,9 миллиарда долларов в год.

Когда американцев попросили назвать их три любимых продукта из группы зерновых, первое место занял хлеб, за ним следуют хлопья, рис и макаронные изделия.

Хотя продукты из зерновой группы являются хорошей покупкой, американцы тратят на них всего 15 центов своих продовольственных долларов. Они тратят 16 центов своих продовольственных долларов на фрукты и овощи. Почти 60 центов продовольственного доллара тратятся на более дорогую еду, включая продукты с высоким содержанием жира или сахара. Из этих 60 центов 30 центов тратятся на другие продукты, продукты с высоким содержанием жира или сахара и более дорогие, а 27 центов тратятся на продукты из белковой группы.Американцы получают большую часть своих нездоровых насыщенных жиров из этой группы продуктов, не выбирая продукты с низким содержанием жиров.

Популярные диеты

Ряд популярных диет с низким содержанием углеводов.Некоторые предполагают, что углеводы «плохие» и ненужные; другие подчеркивают высокое потребление углеводов.

Диеты с высоким содержанием углеводов и низким содержанием жиров (диеты Орниша, Притикина и «Продовольствие для жизни»)

Тысячи «нежирных» альтернатив сейчас заполняют полки супермаркетов. Но, согласно исследованиям, простое сокращение жиров и увеличение количества углеводов может быть вредным для здоровья способом питания или похудания. Так же, как не все виды жиров вредны, не все виды углеводов хороши.

грамм на грамм, жир содержит более чем в два раза больше калорий, чем белок или углеводы. Однако слишком часто продукты с низким содержанием жира на полках супермаркетов упакованы сахаром и сильно переработанными углеводами, чтобы восполнить вкус, который теряется при удалении жира. Эти альтернативы с низким содержанием жира часто содержат столько же калорий, как и версии с полным содержанием жира, а могут даже иметь больше.

Низкое содержание углеводов / высокое содержание белка (Зона, Аткинс, Саут-Бич)

Теоретически диета с высоким / низким содержанием углеводов может помочь увеличить насыщение, чувство сытости, которое приходит во время еды.Меньшее количество углеводов также может предотвратить быстрое и резкое повышение и падение уровня сахара в крови, что также может сдерживать чувство голода. Вместе они могут помочь избежать переедания и удовлетворить меньшее количество калорий.

При обзоре низкоуглеводных диет было показано, что низкоуглеводные диеты безопасны в краткосрочной перспективе, но потеря веса происходит в основном из-за снижения потребления калорий, а не обязательно из-за низкоуглеводной природы диет. Такое сокращение часто случается, когда люди резко меняют то, что они едят.

Пока не будет известно больше о диетах, которые регулируют соотношение макроэлементов, лучше всего следовать рекомендациям Министерства сельского хозяйства США по питанию от 2010 года для любой диеты, будь то низкокалорийная или нет.

Непитательные подсластители

Некоторые из наиболее распространенных подсластителей, не обладающих интуицией, включают:

Сахарин (сладкое с низким содержанием) — не содержит калорий и в 200 раз слаще сахара.Он был запрещен FDA до тех пор, пока потребители не сплотились в поддержку. Сегодня к продуктам, содержащим сахарин, следует добавить заявление о том, что он может вызывать рак у лабораторных животных.

Аспартам (равный) — состоит из двух аминокислот и обеспечивает 1 калорию на чайную ложку. Он в 180-220 раз слаще сахара. Аспартам может вызывать головные боли у чувствительных людей. При нагревании аспартам денатурирует, и поэтому его нельзя использовать в пищевых продуктах, которые необходимо готовить.

Ацесульфам К — не содержит калорий и примерно в 200 раз слаще сахара.Он термостабилен и может использоваться в пищевых продуктах, которые необходимо готовить или нагревать.

Сукралоза (Splenda) — довольно новый продукт, полученный из столового сахара. Он в 600 раз слаще сахара и стабилен при высоких температурах.

Rebiana & Erythritol (Truvia) — новый продукт, изготовленный из стевии. Один пакетик содержит сладость, эквивалентную 2 чайным ложкам обычного столового сахара.

Резюме

Выберите диету с большим количеством зерновых продуктов, овощей и фруктов.Они дают вам углеводы — питательное вещество, которое дает вам возможность вставать и идти! Углеводные продукты также обычно содержат мало жира, в зависимости от того, как они приготовлены и что добавлено к ним на столе.

Следуйте рекомендациям по питанию и MyPlate, чтобы правильно питаться и оставаться здоровым каждый день. Чтобы заправиться углеводами, ешьте эквивалент 6 унций из группы зерновых, 2,5 чашки из группы овощей и 2 чашки из группы фруктов каждый день (для диеты на 2000 калорий). Для других важных питательных веществ съешьте 3 чашки молочных продуктов и 5 чашек.5 унций-эквивалентов из группы белков.

Продукты, содержащие сложные углеводы, также являются одними из самых дешевых продуктов! Основные источники пищи включают зерно, бобовые (фасоль и горох), картофель и сладкий картофель. Для большей питательной ценности ешьте больше натуральных сахаров, содержащихся во фруктах, овощах и молоке, вместо концентрированных сахаров в конфетах, печенье и безалкогольных напитках.

Прочтите этикетку с информацией о пищевой ценности на упаковке продуктов. Посмотрите, какой процент калорий из углеводов обеспечивает пища.Процент калорий из углеводов более важен, чем общее количество углеводов в конкретной пище.

Наслаждайтесь!

Общие сведения об углеводах и сахаре — Food Insight

Углеводы и сахара

Углеводы — это один из трех основных макроэлементов, необходимых для поддержания жизни (два других — это белки и жиры).Они содержатся в широком спектре продуктов, которые содержат множество других важных питательных веществ, таких как витамины и минералы, фитохимические вещества, антиоксиданты и пищевые волокна. Фрукты, овощи, зерновые продукты и многие молочные продукты, естественно, содержат углеводы в различных количествах, включая сахара, которые являются одним из видов углеводов, которые могут добавить вкусовой привлекательности питательной диете.

Классификация углеводов

Углеводы включают широкий спектр сахаров, крахмалов и клетчатки.Основной строительный блок углеводов — это простой союз углерода, водорода и кислорода. Химическое определение углевода — это любое соединение, содержащее эти три элемента и имеющее в два раза больше атомов водорода, чем кислород и углерод.

Сахар в продуктах питания

Когда люди слышат слово «сахар», они часто думают о знакомом подсластителе в сахарнице. Этот сахар представляет собой сахарозу и является наиболее привычной формой сахара для домашних пекарей. Но существует много типов сахаров, которые ученые классифицируют в соответствии с их химической структурой.Сахар естественным образом содержится во многих фруктах, овощах и молочных продуктах. Их также можно производить в промышленных масштабах и добавлять в пищевые продукты для усиления сладости и для выполнения многих технических функций, которые они выполняют, в том числе: внесение вклада в структуру и текстуру пищевых продуктов, подслащивание и усиление вкуса, контроль кристаллизации, обеспечение среды для роста дрожжей в выпечке. товары и предотвращение порчи. Подслащивающая способность сахара может способствовать потреблению продуктов, богатых питательными веществами, которые иначе нельзя было бы употреблять.Некоторые примеры — это добавление сахара в овсянку или добавление сахара в клюкву в процессе приготовления сока.

Сахар бывает нескольких форм, большинство из которых содержат примерно четыре калории на грамм. Простые сахара, называемые моносахаридами, состоят из отдельных молекул сахара. Примерами их являются глюкоза, фруктоза и галактоза. Когда два простых сахара соединяются химической связью, они называются дисахаридами, наиболее распространенным из которых является сахароза или столовый сахар. Столовый сахар состоит из равных количеств простых сахаров, глюкозы и фруктозы, которые связаны друг с другом химическими связями.Крахмал и клетчатка состоят из множества простых сахаров, химически соединенных вместе. Любой углевод, состоящий из более чем двух простых сахаров, называется полисахаридом. Некоторые распространенные сахара, содержащиеся в пищевых продуктах:

Кукурузный сироп : Изготовлен из кукурузы и обычно 100% глюкозы. Согласно Управлению по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), термин «кукурузный сироп» можно использовать для описания многих продуктов, полученных из кукурузы.

Фруктоза : простой сахар, содержащийся во фруктах, меде и корнеплодах.Он используется в качестве калорийного подсластителя, добавляется в пищевые продукты и напитки в виде кристаллической фруктозы (сделанной из кукурузного крахмала) и составляет около половины сахара в сахарозе или кукурузном сиропе с высоким содержанием фруктозы (см. Ниже). Фруктоза не вызывает гликемического ответа, поэтому иногда ее используют в качестве подсластителя для продуктов, предназначенных для людей с диабетом. Однако из-за опасений по поводу воздействия чрезмерного употребления на липиды крови Академия питания и диетологии не рекомендует фруктозу в качестве подсластителя для людей с диабетом.

Галактоза : простой сахар, содержащийся в молоке и молочных продуктах. Галактоза и глюкоза образуют дисахарид лактозу.

Глюкоза : основной источник энергии для организма и единственный, используемый клетками мозга. Глюкоза образуется при переваривании или метаболизме углеводов. Глюкозу иногда называют декстрозой. Крахмал состоит из длинных цепочек глюкозы. Глюкоза составляет ровно половину сахара в сахарозе и почти половину сахара в кукурузном сиропе с высоким содержанием фруктозы.

Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы : Смесь глюкозы и фруктозы, полученная из кукурузы. Наиболее распространенная форма кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (HFCS) содержит 55 процентов фруктозы и 45 процентов глюкозы.

Лактоза : Сахар, содержащийся в молоке, представляет собой дисахарид, состоящий из одной единицы галактозы и одной единицы глюкозы; иногда называют молочным сахаром.

Мальтоза : дисахарид, состоящий из двух единиц глюкозы. Он содержится в патоке и используется при брожении.

Сахароза : Дисахарид или двойной сахар, состоящий из равных частей глюкозы и фруктозы. Сахароза, известная как столовый или белый сахар, естественным образом содержится во фруктах и овощах. Сахароза, наиболее часто встречающаяся в сахарном тростнике и сахарной свекле, поступает из этих продуктов для коммерческого использования.

Сахарные спирты

Сахарный спирт не является ни сахаром, ни спиртом, но на самом деле представляет собой углевод с химической структурой, которая частично напоминает сахар, а частично — спирт.Другой термин для сахарных спиртов — полиолы. Они представляют собой группу калорийных подсластителей, которые не полностью усваиваются и метаболизируются организмом и, следовательно, содержат меньше калорий, чем сахара. Сахарные спирты или полиолы, обычно используемые в США, включают сорбит, маннит, ксилит, мальтит, сироп мальтита, лактит, эритрит, изомальт и гидролизаты гидрированного крахмала. Их калорийность колеблется от 0,02 до 3 калорий на грамм по сравнению с 4 калориями на грамм для сахаров. Большинство сахарных спиртов менее сладкие, чем сахароза; мальтит и ксилит такие же сладкие, как сахароза.

Из-за неполного всасывания полиоловые подсластители вызывают более низкий гликемический ответ, чем глюкоза или сахароза, и могут быть полезны для людей с диабетом. Продукты, подслащенные сахарным спиртом, могут иметь меньше калорий, чем сопоставимые продукты, подслащенные сахарозой или кукурузным сиропом, и, следовательно, могут играть полезную роль в управлении весом.

Рекомендации по потреблению углеводов и сахаров

В Докладе (DRI) Института медицины о рекомендуемой диете (DRI) американцы получают большую часть своих ежедневных калорий из углеводов.Отчет DRI установил допустимый диапазон распределения макроэлементов (AMDR) для углеводов на уровне от 45 до 65 процентов дневного потребления калорий. Детям и взрослым для нормальной работы мозга необходимо минимум 130 граммов углеводов в день.

Еще один источник рекомендаций по потреблению сахара взят из Руководства по питанию для американцев. В 2010 году DGA рекомендовал американцам ограничить потребление твердых жиров и добавленных сахаров (которые в то время ласково назывались SoFAS Консультативным комитетом по диетическим рекомендациям 2010 года (DGAC). , но теперь «пустые калории» согласно DGAC 2015 г.) до «не более 5–15 процентов калорий.«В то время американцы потребляли около 35% своих калорий (или около 800 в день) из SoFAS. Сегодня количество «пустых калорий», которые мы потребляем за день, уменьшилось и составляет 25-30% от общего количества калорий. Рекомендуется снизить его до 8-19%.

DGA рекомендует на 2015-2020 годы ограничить потребление добавленных сахаров до менее 10% от общего количества калорий в день. В настоящее время мы получаем 13-17% калорий из добавленных сахаров.

DGA на 2015-2020 годы отмечает, что эта рекомендация «является целью, основанной на моделировании структуры питания и национальных данных о потреблении калорий из добавленных сахаров, которые демонстрируют потребность общественного здравоохранения в ограничении калорий из добавленных сахаров для удовлетворения пищевых групп и потребностей в питательных веществах. пределы калорий.Предел калорий из добавленных сахаров не является допустимым верхним уровнем потребления (UL), установленным Институтом медицины (IOM) ». Другими словами, рекомендация ограничить добавленный сахар до менее 10% от общего количества калорий не основана на исследованиях, демонстрирующих причины и отрицательные последствия для здоровья. Скорее, считается, что этот уровень потребления дает потребителям достаточно места в их рационе для включения основных питательных веществ, сохраняя при этом общее потребление калорий на соответствующем уровне.

Хотя доказательства, лежащие в основе рекомендации 10%, горячо обсуждаются, нет никаких сомнений в том, что некоторым людям было бы полезно снизить общее количество калорий (включая калории, содержащие сахар) в попытке достичь и / или поддерживать здоровый вес.На вес тела влияют все калории, а не только сахара.

Углеводы и сахар в рационе

Безопасность : Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) проверило множество сахаров, включая глюкозу, декстрозу, сахарозу, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, лактозу и мальтозу, а также определили, что они «в целом признаны безопасными» (GRAS). Согласно FDA, сахара для использования в пищевых продуктах имеют подтвержденный послужной список безопасности, основанный либо на истории использования, либо на опубликованных научных данных, и могут использоваться в пищевых продуктах без дальнейшего одобрения FDA.

Метаболизм : После приема внутрь большая часть углеводов и сложных сахаров расщепляется на простую сахарную глюкозу. Однако при переваривании сахарозы и глюкоза, и фруктоза попадают в кровоток. Глюкоза — это основное топливо, используемое мозгом и работающими мышцами. Чтобы защитить мозг от потенциальной нехватки топлива, организм поддерживает довольно постоянный уровень глюкозы в крови. Пищевая глюкоза может храниться в клетках печени и мышц в единицах, называемых гликогеном.Когда уровень глюкозы в крови начинает падать, гликоген может быть преобразован в глюкозу для поддержания уровня глюкозы в крови. Некоторые гормоны, в том числе инсулин, быстро регулируют поток глюкозы в кровь и из крови, чтобы поддерживать его на постоянном уровне. Инсулин также позволяет мышцам получать необходимую глюкозу из крови. В процессе расщепления углеводов на глюкозу организм не может различить сахара, которые добавляются в пищу, и сахара, которые естественным образом встречаются в пищевых продуктах, поскольку они химически одинаковы.

Углеводы, сахар и контроль веса : Калории необходимы для нормальных процессов в организме. Однако люди будут набирать вес, если будут есть больше калорий, чем они расходуют в повседневной деятельности и упражнениях. Эти лишние калории могут быть получены из всех макроэлементов — жиров, белков, углеводов и даже алкоголя. Углеводы или сахар, потребляемые в пределах суточной потребности в калориях, по определению не вызывают увеличения веса. Согласно отчету Консультативного комитета по диетическим рекомендациям за 2010 год, «здоровые диеты с высоким содержанием углеводов» — 45-65% калорий должны поступать из углеводов в зависимости от уровня активности.Что касается сахаров, в последних рекомендациях на 2015-2020 годы предлагается ограничить потребление добавленных сахаров до менее 10% от общего количества калорий в день.

Диабет : Диабет — это нарушение обмена веществ, которое возникает, когда организм не может должным образом регулировать уровень глюкозы в крови. При диабете либо поджелудочная железа не вырабатывает достаточно инсулина (диабет 1 типа), либо организм не может нормально реагировать на вырабатываемый инсулин (диабет 2 типа). Причины диабета по-прежнему остаются загадкой, хотя генетические факторы и факторы окружающей среды, похоже, играют определенную роль.Ожирение и отсутствие физических упражнений играют важную роль в предрасположенности к диабету 2 типа. Интересно, что сахар не является запретным для людей с диабетом. Фактически, Американская диабетическая ассоциация (ADA) заявила, что «миф о том, что сахар вызывает диабет, широко принят многими людьми». Что касается сахаров, ADA заявляет, что диабетикам не нужно избегать сахара, но следует сосредоточиться на контроле порций и размере порций как углеводов, так и сахаров, чтобы поддерживать уровень глюкозы в крови. Кроме того, ADA также рекомендует ограничения на употребление диетических жиров и диетических насыщенных жиров для диабетиков.

Гликемический индекс : Гликемический индекс (ГИ) был разработан в начале 1980-х годов как способ классификации пищевых продуктов по углеводам. Это мера повышения уровня глюкозы в крови после приема пищи, содержащей определенное количество углеводов, по сравнению с потреблением того же количества глюкозы или белого хлеба. На протяжении более 20 лет проводились исследования, чтобы оценить, является ли ГИ полезным инструментом для планирования диеты для похудания, профилактики диабета или контроля уровня глюкозы в крови у людей с диабетом.Польза GI остается спорной во всем мире. В США профессиональные группы, такие как Американская диабетическая ассоциация, Академия питания и диетологии и Рекомендации по питанию для американцев на 2015-2020 годы, не рекомендовали использовать ГИ в качестве инструмента планирования диеты для людей с диабетом, населения в целом. или люди, пытающиеся похудеть. Фактически даже те, кто поддерживает использование ГИ в качестве полезного инструмента, говорят, что о продуктах не следует судить только по их ГИ. Необходимо учитывать другие факторы, такие как плотность питательных веществ и содержание жира.Население.

Dental Health : Сахар и вареные крахмалы (например, хлеб, макаронные изделия, крекеры и чипсы) представляют собой ферментируемые углеводы, которые повышают риск кариеса зубов. Степень риска от пищи, богатой углеводами, связана с несколькими факторами, такими как время воздействия и частота потребления. Однако, по данным Американской стоматологической ассоциации, риск можно снизить с помощью нескольких приемов, наиболее важными из которых являются надлежащая гигиена полости рта и использование местных фторидов, фторированной зубной пасты и фторированной воды.Что касается сахара, ADA рекомендует «ограничивать потребление сладких напитков и продуктов между приемом пищи и перекусыванием». Если вам необходимо съесть сладкую пищу или питье, употребляйте их во время еды ». Также важным для снижения риска кариеса является сбалансированное питание в соответствии с действующими диетическими рекомендациями.

Сахар, умственная деятельность и поведение : Многочисленные исследования с участием различных групп населения показывают, что потребление сахара не влияет на гиперактивность, продолжительность концентрации внимания или когнитивные способности у детей.

Итог

Углеводы, являясь основным источником энергии для организма, являются важной частью здорового питания. В настоящее время эксперты сходятся во мнении, что углеводы и сахар в продуктах и напитках можно употреблять в умеренных количествах как часть сбалансированной диеты и активного образа жизни.

Связанная информация

3.5: Углеводы — Биология LibreTexts

Целлюлоза нашей жизни

Где бы мы были без джинсов? На протяжении десятилетий они были популярными штанами для многих людей, и они по-прежнему популярны как никогда.Джинсы изготовлены из джинсовой ткани, разновидности хлопчатобумажной ткани. Хлопок — это мягкое пушистое волокно, которое растет в защитном футляре вокруг семян хлопчатника. Волокно — почти чистая целлюлоза. Целлюлоза — это самое распространенное биохимическое соединение, обнаруженное в живых существах Земли, и один из нескольких типов углеводов.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): краска для тела и джинсы

Что такое углеводы?

Углеводы — наиболее распространенный класс биохимических соединений. В их состав входят сахара и крахмалы.Углеводы используются, помимо прочего, для обеспечения или хранения энергии. Как и большинство биохимических соединений, углеводы состоят из небольших повторяющихся звеньев или мономеров, которые образуют связи друг с другом, образуя более крупные молекулы, называемые полимерами. В случае углеводов небольшие повторяющиеся единицы известны как моносахариды . Каждый моносахарид состоит из шести атомов углерода, как показано в модели моносахарида глюкозы ниже.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Шесть черных шаров в этой модели моносахарида глюкозы представляют собой атомы углерода.Эти шесть атомов углерода составляют основу глюкозы. Красные шары — это кислород, а белые — водород.

Сахар

Сахар — общее название сладких, короткоцепочечных, растворимых углеводов, которые содержатся во многих продуктах питания. Их функция в живых существах — давать энергию. Простейшие сахара состоят из одного моносахарида. Они включают глюкозу, фруктозу и галактозу. Глюкоза — это простой сахар, который используется клетками живых существ для получения энергии.Фруктоза — это простой сахар, содержащийся во фруктах, а галактоза — это простой сахар, содержащийся в молоке.

Другие сахара содержат две молекулы моносахаридов и называются дисахаридами. Примером может служить сахароза или столовый сахар. Он состоит из одной молекулы фруктозы и одной молекулы глюкозы. Другие дисахариды включают мальтозу (две молекулы глюкозы) и лактозу (одна молекула глюкозы и одна молекула галактозы). Лактоза естественным образом содержится в молоке. Некоторые люди не могут переваривать лактозу. Если они пьют молоко, это вызывает газы, судороги и другие неприятные симптомы, если молоко не было обработано для удаления лактозы.

Сложные углеводы

Простые сахара составляют основу более сложных углеводов. Циклические формы двух сахаров могут быть связаны друг с другом посредством реакции конденсации. На рисунке ниже показано, как молекула глюкозы и молекула фруктозы объединяются, образуя молекулу сахарозы. Атом водорода одной молекулы и гидроксильная группа другой молекулы удаляются в виде воды, в результате чего образуется ковалентная связь, связывающая два сахара вместе в этой точке.

Глюкоза и фруктоза объединяются с образованием дисахарида сахарозы в реакции конденсации, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \).Сахароза, широко известная как столовый сахар, является примером дисахарида.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): глюкоза и фруктоза объединяются, образуя дисахарид сахарозу в реакции конденсации. На диаграмме показано, как при реакции образуется вода. Это потому, что кислород в глюкозе связывается с углеродом фруктозы. Это удаляет кислород и два атома водорода из новой молекулы.

Дисахарид представляет собой углевод, образованный соединением двух моносахаридов.Другие распространенные дисахариды включают лактозу и мальтозу. Лактоза, компонент молока, образуется из глюкозы и галактозы, а мальтоза — из двух молекул глюкозы. Во время пищеварения эти дисахариды гидролизуются в тонком кишечнике с образованием составляющих моносахаридов, которые затем абсорбируются через стенку кишечника и попадают в кровоток для транспортировки к клеткам.

Некоторые углеводы состоят из сотен или даже тысяч моносахаридов, связанных вместе в длинные цепи.Эти углеводы называются полисахаридами («много сахаридов»). Полисахариды также называют сложными углеводами . Сложные углеводы, которые содержатся в живых существах, включают крахмал, гликоген, целлюлозу и хитин. Каждый тип сложных углеводов выполняет разные функции в живых организмах, но обычно они либо накапливают энергию, либо составляют определенные структуры живых существ.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): (слева) Картофель — это наполненные крахмалом клубни растений картофеля.Их собирают, выкапывая из-под земли. (в центре) Хлопковые волокна представляют собой чистейшую природную форму целлюлозы, содержащую более 90 процентов этого полисахарида. (справа) Прочный внешний скелет (экзоскелет) этого жука с десятью линиями частично состоит из сложного углеводного хитина.

Крахмал

Крахмал — это сложный углевод, который вырабатывается растениями для хранения энергии. Например, картофель, изображенный ниже, наполнен крахмалом, который состоит в основном из повторяющихся единиц глюкозы и других простых сахаров.Листья картофеля производят сахар путем фотосинтеза, и сахар переносится в подземные клубни, где они хранятся в виде крахмала. Когда мы едим крахмалистые продукты, такие как картофель, наша пищеварительная система расщепляет крахмал до сахара, который обеспечивает наши клетки энергией. Крахмал легко и быстро переваривается с помощью пищеварительных ферментов, таких как амилаза, которая содержится в слюне. Если вы будете жевать крахмалистый соленый крекер в течение нескольких минут, вы можете почувствовать вкус сахара, выделяющегося при переваривании крахмала.

Гликоген

Животные не хранят энергию в виде крахмала. Вместо этого животные хранят дополнительную энергию в виде сложного углеводного гликогена. Гликоген — полисахарид глюкозы. Он служит формой хранения энергии у грибов, а также у животных и является основной формой хранения глюкозы в организме человека. У человека гликоген вырабатывается и хранится в основном в клетках печени и мускулов. Когда энергия необходима из любого хранилища, гликоген расщепляется на глюкозу для использования клетками.Мышечный гликоген превращается в глюкозу для использования мышечными клетками, а гликоген печени превращается в глюкозу для использования во всем остальном организме. Гликоген образует запас энергии, который можно быстро мобилизовать для удовлетворения внезапной потребности в глюкозе, но он менее компактен, чем запасы энергии липидов, которые являются основной формой хранения энергии у животных.

Гликоген играет важную роль в гомеостазе уровня глюкозы в крови. Когда уровень глюкозы в крови повышается слишком высоко, избыток глюкозы может накапливаться в печени, превращая ее в гликоген.Когда уровень глюкозы в крови падает слишком низко, гликоген в печени может расщепляться на глюкозу и попадать в кровь.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): крахмал, гликоген и целлюлоза имеют разное расположение моносахаридов.

Целлюлоза

Целлюлоза представляет собой полисахарид, состоящий из линейной цепи, состоящей из нескольких сотен и многих тысяч связанных единиц глюкозы. Целлюлоза — важный структурный компонент клеточных стенок растений и многих водорослей.Использование целлюлозы человеком включает производство картона и бумаги, которые в основном состоят из целлюлозы из дерева и хлопка. Изображенные ниже хлопковые волокна на 90 процентов состоят из целлюлозы.

Некоторые животные, включая термитов и жвачных, таких как коровы, могут переваривать целлюлозу с помощью микроорганизмов, обитающих в их кишечнике. Люди не могут переваривать целлюлозу, но, тем не менее, она играет важную роль в нашем рационе. Он действует как притягивающий воду агент для фекалий в пищеварительном тракте и часто упоминается как «диетическая клетчатка».«

Хитин

Хитин представляет собой длинноцепочечный полимер производного глюкозы. Он содержится во многих живых существах. Например, он является компонентом клеточных стенок грибов, экзоскелетов членистоногих, таких как ракообразные и насекомые (включая жука, изображенного на рисунке \ (\ PageIndex {7} \)), а также клювов и внутренних панцирей животных, таких как как кальмары и осьминоги. По структуре хитин похож на целлюлозу.

Характеристика: Моя человеческая биология

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Бобы — отличный источник как растворимой, так и нерастворимой клетчатки.

Вы, наверное, знаете, что должны есть много клетчатки, но знаете ли вы, сколько клетчатки вам нужно, как клетчатка способствует хорошему здоровью или какие продукты являются хорошими источниками клетчатки? Пищевые волокна состоят в основном из целлюлозы, поэтому они содержатся в основном в продуктах растительного происхождения, включая фрукты, овощи, цельнозерновые и бобовые. Пищевые волокна не могут расщепляться и усваиваться пищеварительной системой. Вместо этого он проходит через желудочно-кишечный тракт в относительно неизменном виде и выводится с калом.Вот как это помогает сохранить ваше здоровье.

Пищевые волокна обычно подразделяются на растворимые и нерастворимые.

Растворимая клетчатка растворяется в воде с образованием гелеобразного вещества при прохождении через желудочно-кишечный тракт. Его преимущества для здоровья включают снижение уровня холестерина и глюкозы в крови. Хорошие источники растворимой клетчатки — цельный овес, горох, фасоль и яблоки.

Нерастворимая клетчатка не растворяется в воде. Этот тип клетчатки увеличивает объем фекалий в толстой кишке и помогает удерживать пищевые отходы, что может помочь предотвратить или исправить запор.Хорошие источники нерастворимой клетчатки — это цельная пшеница, пшеничные отруби, бобы и картофель.

Сколько клетчатки вам нужно для хорошего здоровья? Это зависит от вашего возраста и пола. Институт медицины рекомендует взрослым ежедневное потребление клетчатки, указанное в таблице ниже. Большинство диетологов также рекомендуют ежедневно составлять примерно 3 части нерастворимой клетчатки на 1 часть растворимой клетчатки. Большинство продуктов, богатых клетчаткой, содержат оба типа клетчатки, поэтому обычно нет необходимости отслеживать эти два типа клетчатки, если общее количество потребляемой клетчатки является достаточным.

Используйте этикетки на пищевых продуктах и онлайн-счетчики пищевых волокон, чтобы узнать, сколько всего клетчатки вы едите в течение обычного дня. Достаточно ли вы потребляете клетчатки для хорошего здоровья? Если нет, подумайте, как увеличить потребление этого важного вещества. Например, замените рафинированное зерно цельными злаками, ешьте больше бобовых, таких как фасоль, и старайтесь употреблять не менее пяти порций фруктов и овощей каждый день.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Рекомендуемое суточное потребление клетчатки для мужчин и женщин

Пол Возраст 50 и младше Возраст 51 и старше

Мужской 38 граммов 30 граммов

Женский 25 граммов 21 грамм

углеводов

углеводов

Углеводы

Углеводы:
Моносахариды

Термин углевод первоначально использовался для описания
соединения, которые были буквально «гидратами углерода»
потому что у них была эмпирическая формула CH ₂ O.В последнее время
лет углеводы были классифицированы на основе их
структуры, а не их формулы. Теперь они определены как полигидрокси.
альдегиды и кетоны . Среди соединений, относящихся к
это семейство — целлюлоза, крахмал, гликоген и большинство сахаров.

Есть три класса углеводов: моносахариды,
дисахариды и полисахариды. Моносахариды
белые кристаллические твердые вещества, содержащие один альдегид или
кетонная функциональная группа.Они подразделяются на два класса
альдозы и кетозы по
в зависимости от того, являются ли они альдегидами или кетонами. Они также
классифицируется как триоза, тетроза, пентоза, гексоза или гептоза на
на основе того, содержат ли они три, четыре, пять, шесть или
семь атомов углерода.

За одним исключением, моносахариды оптически
активные соединения. Хотя возможны как D-, так и L-изомеры,
большинство моносахаридов, встречающихся в природе, находятся в D
конфигурация.Структуры для D- и L-изомера простейшего
альдоза, глицеральдегид, показаны ниже.

D-глицеральдегид L-глицеральдегид

Структуры многих моносахаридов были впервые
определены Эмилем Фишером в 1880-х и 1890-х годах и до сих пор остаются
написано в соответствии с разработанной им конвенцией.Фишер
проекция представляет, как могла бы выглядеть молекула, если бы ее
трехмерные структуры проецировались на лист бумаги.
По соглашению проекции Фишера пишутся вертикально, с
альдегид или кетон вверху. Группа -OH на
предпоследний атом углерода написан в правой части
структура скелета для изомера D и слева для L
изомер. Проекции Фишера для двух изомеров глицеральдегида
показаны ниже.

D-глицеральдегид L-глицеральдегид

Эти прогнозы Фишера можно получить из
структуры скелета, показанные выше, путем визуализации того, что произойдет
если вы поместите модель каждого изомера на диапроектор так
что группы CHO и CH ₂ OH лежали на стекле и
затем посмотрел на изображения этих моделей, которые будут проецироваться
на экране.

прогнозов Фишера для некоторых из
общие моносахариды приведены на рисунке ниже.

АЛДОЗЫ

КЕТОЗ

D-рибулоза D-фруктоза

Если углеродная цепь достаточно длинная,
спирт на одном конце моносахарида может атаковать карбонил
группа на другом конце с образованием циклического соединения.Когда
образуется шестичленное кольцо, продукт реакции
называется пиранозой , показано на рисунке ниже.

Когда образуется пятичленное кольцо, оно называется фуранозой ,
показано на рисунке ниже.

Существуют две возможные структуры пиранозы и
фуранозные формы моносахарида, которые называются a- и b-аномерами.

Реакции, приводящие к образованию пиранозы или
фуранозы обратимы.Таким образом, не имеет значения, начнем ли мы
с чистым образцом a-D-глюкопиранозы
или b-D-глюкопираноза. В течение нескольких минут,
эти аномеры взаимно превращаются, чтобы дать равновесную смесь
что составляет 63,6% β-аномера и
36,4% a-аномера. 2: 1
предпочтение b-аномера может быть
можно понять, сравнив структуры этих молекул, показанные ранее. В b-аномере
все объемные заместители -ОН или -СН ₂ ОН лежат больше
или менее в плоскости шестичленного кольца.В a-аномере одна из групп -OH является
перпендикулярно плоскости шестичленного кольца, в области
где он чувствует сильные силы отталкивания от атомов водорода
которые лежат в аналогичных позициях по всему рингу. В результате b-аномер немного более стабилен, чем a-аномер.

Углеводы:
Дисахариды и полисахариды

Дисахариды образуются путем конденсации пары
моносахаридов.Структуры трех важных
дисахариды с формулой C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁
показаны на рисунке ниже.

Мальтоза или солодовый сахар, образующийся при крахмале
распадается, является важным компонентом ячменного солода, используемого для
варить пиво. Лактоза , или молочный сахар, представляет собой дисахарид.
содержится в молоке. У совсем маленьких детей есть особый фермент, известный как
лактаза, которая помогает переваривать лактозу.По мере взросления многие
люди теряют способность переваривать лактозу и не переносят
молоко или молочные продукты. Потому что в грудном молоке вдвое больше
лактоза как молоко от коров, маленькие дети, у которых вырабатывается лактоза
непереносимость во время кормления грудью переносится на коровье
молоко или синтетическая смесь на основе сахарозы.

Вещество, которое большинство людей называют «сахаром», — это
дисахарид сахароза , который экстрагируется либо из
сахарный тростник или свекла.Сахароза — самая сладкая из
дисахариды. Он примерно в три раза слаще мальтозы и
в шесть раз слаще лактозы. В последние годы сахароза была
заменен во многих коммерческих продуктах кукурузным сиропом, который
полученные при расщеплении полисахаридов в кукурузном крахмале.
Кукурузный сироп — это в первую очередь глюкоза, сладкая примерно на 70%.
как сахароза. Фруктоза, однако, примерно в два с половиной раза больше, чем
сладкий, как глюкоза. Таким образом, коммерческий процесс был
разработан, который использует фермент изомеразу для преобразования около половины
глюкоза в кукурузном сиропе превращается во фруктозу (см. практическую задачу 4).Этот
кукурузный подсластитель с высоким содержанием фруктозы такой же сладкий, как и сахароза, и
нашел широкое применение в безалкогольных напитках.

Моносахариды и дисахариды представляют собой лишь небольшую
доля от общего количества углеводов в натуральном
Мир. Основная масса углеводов в природе присутствует
как полисахаридов , которые имеют относительно большие
молекулярные массы. Полисахариды служат двум основным направлениям.
функции. Они используются как растениями, так и животными для хранения
глюкоза как источник пищевой энергии в будущем, и они обеспечивают некоторую
механической структуры клеток.

Очень немногие формы жизни получают постоянный запас энергии
из своего окружения. Чтобы выжить, растения и животные
клетки должны были разработать способ хранения энергии во время
много, чтобы выжить в последующие времена нехватки.
Растения хранят пищевую энергию в виде полисахаридов, известных как , крахмал .
Существует два основных вида крахмала: амилоза и амилопектин. Амилоза
содержится в водорослях и других низших формах растений.Это линейный
полимер примерно из 600 остатков глюкозы
структуру которой можно предсказать, добавив a-D-глюкопиранозу
кольца до структуры мальтозы. Амилопектин — это
доминирующая форма крахмала у высших растений. Это разветвленный
полимер около 6000 остатков глюкозы с разветвлениями по 1 дюйм
каждые 24 кольца глюкозы. Небольшая часть структуры
амилопектин показан на рисунке ниже.

Амилоза
n = 1000-6000

Полисахарид, используемый животными для кратковременного хранения.
пищевой энергии известен как гликоген .Гликоген почти
та же структура, что и амилопектин, с двумя небольшими отличиями.
Молекула гликогена примерно в два раза больше амилопектина,
и у него примерно вдвое больше ветвей.

Есть преимущество у разветвленных полисахаридов, таких как
амилопектин и гликоген. В периоды нехватки ферменты
атакуют один конец полимерной цепи и отрезают глюкозу
молекулы, по одной. Чем больше веток, тем больше очков
который фермент атакует полисахарид.Таким образом, весьма
разветвленный полисахарид лучше подходит для быстрого высвобождения
глюкоза, чем линейный полимер.

Полисахариды также используются для формирования стенок растений и
бактериальные клетки. Клетки, не имеющие клеточной стенки, часто ломаются
открываться в растворах с слишком низкой концентрацией солей
(гипотонический) или слишком высокий (гипертонический). Если ионная сила
раствор намного меньше ячейки, осмотическое давление
заставляет воду проникать в клетку, чтобы привести систему в равновесие,
что вызывает взрыв ячейки.Если ионная сила
раствор слишком высок, осмотическое давление вытесняет воду из
ячейка, и ячейка разрывается при сжатии. Клеточная стенка
обеспечивает механическую прочность, которая помогает защитить клетки растений
которые живут в пресноводных прудах (слишком мало соли) или морской воде (тоже
много соли) от осмотического шока. Клеточная стенка также обеспечивает
механическая прочность, позволяющая растительным клеткам выдерживать вес
других ячеек.

Наиболее распространенным структурным полисахаридом является целлюлоза.В клеточных стенках растений так много целлюлозы, что она
самая распространенная из всех биологических молекул. Целлюлоза — это
линейный полимер остатков глюкозы со структурой, которая
напоминает амилозу больше, чем амилопектин, как показано на
рисунок ниже. Разница между целлюлозой и амилозой может быть
видно при сравнении показателей амилозы и
целлюлоза. Целлюлоза образуется путем связывания b-глюкопиранозы
кольца вместо а-глюкопиранозы
кольца крахмала и гликогена.

Целлюлоза
n = 5000-10 000

Заместитель -ОН, который служит первичным звеном между
-глюкопиранозные кольца в крахмале и гликогене перпендикулярны
плоскость шестичленного кольца. В результате
кольца глюкопиранозы в этих углеводах образуют структуру, которая
напоминает лестницу на лестничной клетке. Заместитель -ОН, который
связывает b-глюкопиранозные кольца в
целлюлоза лежит в плоскости шестичленного кольца.Этот
Таким образом, молекула растягивается линейно. Это делает
между -OH легче образовываться прочным водородным связям.
группы соседних молекул. Это, в свою очередь, придает целлюлозе
жесткость, необходимая для того, чтобы он служил источником механических
структура растительных клеток.

Целлюлоза и крахмал — отличный пример связи
между структурой и функцией биомолекул. На рубеже
века Эмиль Фишер предположил, что структура
фермент соответствует веществу, на которое он действует, во многом
так же, как подбираются замок и ключ.Таким образом, амилаза
ферменты в слюне, которые разрушают α-связи
между молекулами глюкозы в крахмале не может воздействовать на b-связи в целлюлозе.

Большинство животных не могут переваривать целлюлозу, потому что у них нет
фермент, который может расщеплять b-связи
между молекулами глюкозы. Поэтому целлюлоза в их рационе
служит только клетчаткой или грубым кормом. Пищеварительный тракт некоторых
животные, такие как коровы, лошади, овцы и козы, содержат бактерии
которые имеют ферменты, которые расщепляют эти b-связи,
чтобы эти животные могли переваривать целлюлозу.

Практическая задача 3 :

Термиты
привести пример симбиотических отношений между
бактерии и высшие организмы. Термиты не могут переваривать
целлюлоза в древесине, которую они едят, но их пищеварительная
тракты заражены бактериями, которые могут. Предложить
простой способ избавить дом от термитов, без
убивать других насекомых, которые могут принести пользу.

Нажмите здесь, чтобы проверить
ваш ответ на практическую задачу 3

В течение многих лет биохимики считали углеводы
тусклые, инертные соединения, заполнившие пространство между волнующими
молекул в клетке белков.
Углеводы были примесью, которую нужно было удалить, когда
«очищающий» белок. Биохимики теперь признают, что
большинство белков на самом деле гликопротеинов , в
какие углеводы ковалентно связаны с белковой цепью.Гликопротеины играют особенно важную роль в формировании
жестких клеточных стенок, окружающих бактериальные клетки.

Углеводная диета — клиника Мэйо

Определение

Диета с загрузкой углеводов, также называемая диетой с загрузкой углеводов, — это стратегия улучшения ваших спортивных результатов в соревнованиях на выносливость за счет увеличения количества топлива, сохраняемого в ваших мышцах.

Углеводная нагрузка происходит, когда вы придерживаетесь высокоуглеводной «тренировочной диеты» одновременно с уменьшением уровня активности за несколько дней до соревнований.

Назначение

Любая физическая активность требует углеводов в качестве топлива. В большинстве случаев ваше тело использует имеющиеся запасы энергии в качестве топлива.

Но когда вы занимаетесь длительными и интенсивными спортивными соревнованиями, вашему телу требуется дополнительная энергия, чтобы продолжать работу. Цель углеводной загрузки — дать вам энергию, необходимую для завершения упражнения на выносливость с меньшим утомлением, и улучшить ваши спортивные результаты.

Углеводная загрузка может быть наиболее полезной, если вы спортсмен на выносливость — например, марафонец, пловец, велосипедист или все трое — готовясь к соревнованиям, которые продлятся 90 минут или больше.Другим спортсменам обычно не нужна углеводная загрузка. Обычно достаточно получать около половины калорий из углеводов.

Подробнее о диете

Роль углеводов

Углеводы, также известные как крахмал и сахар, являются основным источником энергии для вашего тела. Сложные углеводы включают бобовые, злаки и крахмалистые овощи, такие как картофель, горох и кукуруза. Простые углеводы содержатся в основном во фруктах и молоке, а также в продуктах с сахаром, таких как конфеты и другие сладости.

Во время пищеварения ваше тело расщепляет углеводы на сахар. Сахар попадает в ваш кровоток, где затем передается отдельным клеткам для обеспечения энергии. Сахар хранится в печени и мышцах в виде гликогена — вашего источника энергии.

Увеличьте запасы энергии

Обычно в ваших мышцах накапливается лишь небольшое количество гликогена — достаточно, чтобы поддерживать вас во время развлекательных упражнений. Если вы тренируетесь более 90 минут, в ваших мышцах может закончиться гликоген.В этот момент может наступить усталость, и ваша работоспособность может ухудшиться.

Но с углеводной загрузкой вы сможете накапливать больше энергии в своих мышцах. Это может дать вам выносливость, чтобы выдержать более длительные соревнования на выносливость. Но вам все равно придется потреблять некоторые источники энергии во время вашего мероприятия.

Углеводы

Углеводная нагрузка выполняется за неделю до тренировки на высокую выносливость. За один-три дня до мероприятия увеличьте потребление углеводов примерно до 8-12 граммов углеводов на килограмм веса тела.Сократите потребление продуктов с высоким содержанием жиров, чтобы компенсировать потребление продуктов, богатых углеводами.

Также сократите свои тренировки за три-четыре дня до соревнований. Сочетание большего количества углеводов и постепенного снижения активности, по-видимому, увеличивает запасы гликогена в мышцах.

Сколько углеводов вам нужно, зависит от вашей цели по общему количеству калорий, а также от вашего вида спорта. Для большинства спортсменов от 5 до 7 граммов углеводов на килограмм массы тела в день является правильным для общих тренировок. (Обратите внимание, что 1 килограмм равен 2.2 фунта). Спортсменам на выносливость может потребоваться до 12 граммов на килограмм.

Пример плана питания с высоким содержанием углеводов

Вот примерный план приема углеводов для спортсмена, который весит 77 килограммов. Он основан на 4,5 граммах углеводов на каждый фунт (10 граммов на килограмм) веса тела.

Вы можете настроить этот примерный план приема углеводов в соответствии со своими вкусами и потребностями в питании.

Пример плана питания с углеводной загрузкой

Товар (количество) Углеводы (граммы) Всего калорий

Завтрак

Молоко обезжиренное (12 унций) 18 125

1 простой бублик (4.2 унции) 52 260

Арахисовое масло гладкое (2 столовые ложки) 7 191

Мед (2 столовые ложки) 35 128

Банан (1 средний) 27 105

Полдник

Хрустящие хлопья с изюмом и миндалем (1 стакан) 74 360

Виноградный сок (12 унций) 55 225

Обед

Молоко, шоколад с пониженным содержанием жира (12 унций) 46 285

4 ломтика белого хлеба (1 унция на ломтик) 49 266

Куриная грудка, запеченная без кожи (4 унции или 1/2 грудки) 0 187

Салат Ромэн, тертый (1/4 стакана) 0.5 2

Ломтики красных помидоров (1/2 стакана) 2 11

Майонез, светлый (2 столовые ложки) 3 71

Чипсы Tortilla, нежирные, запеченные (1 унция) 23 118

Молодая морковь (12) 10 42

Полдник

Нежирный фруктовый йогурт (8 унций) 47 250

Нежирная фруктовая мюсли (1/2 стакана) 33 157

Черника (1 стакан) 21 83

Клюквенный сок, несладкий (12 унций) 42 156

Ужин

Дикий атлантический лосось, запеченный (3 унции) 0 155

Обеденный булочка из цельной пшеницы (2 булочки по 1 унции каждый) 29 151

Молоко обезжиренное (12 унций) 18 125

Салат комбайн:

— Салат ромэн, тертый (2 стакана) 3 16

-Ледяной или сладкий зеленый перец (1/4 стакана) 2 7

-Зеленое яблоко, нарезанное (1 среднее) 25 95

-Сушеная клюква (1/3 стакана) 33 130

-Английские грецкие орехи, измельченные (1/4 стакана) 4 191

-Сыр Азиаго тертый (1 унция) 1 134

— Обезжиренная заправка для салата Ranch (2 столовые ложки) 6 55

Ужин

Клубника (1 стакан) 11 46

Щербет с любым вкусом (1 1/2 стакана) 78 416

Итого 754.5 4,543

Источник: Nutritionist Pro, 2018

.

Результаты

Углеводная нагрузка может дать вам больше энергии во время соревнований на выносливость. Вы можете почувствовать меньшую усталость и увидеть улучшение своих показателей после углеводной загрузки. Но углеводная загрузка эффективна не для всех.

Другие факторы могут повлиять на ваши спортивные результаты или повлиять на эффективность вашей стратегии загрузки углеводов, включая то, насколько вы в хорошей форме, насколько хорошо вы гидратируете и насколько интенсивно вы тренируетесь.Даже при углеводной загрузке вы все равно можете ощущать мышечную усталость.

Для мужчин диета с высоким содержанием углеводов может повысить уровень гликогена, хранящегося в мышцах, на 100 процентов от вашего нормального количества. Во время углеводной загрузки женщинам может потребоваться потреблять больше калорий, чем обычно, чтобы получить те же преимущества, что и мужчинам.

Несмотря на углеводную нагрузку, вам все равно необходимо восполнять энергию своего тела во время соревнований на выносливость, чтобы поддерживать уровень сахара в крови. Вы можете делать это, периодически употребляя спортивные напитки, гели или батончики, фрукты, твердые или жевательные конфеты во время мероприятия по 30–60 граммов каждый час или два.И не забывайте есть продукты, богатые углеводами, после тренировки на выносливость, чтобы пополнить запасы гликогена.

Риски

Углеводная нагрузка подходит не каждому атлету на выносливость. Перед тем, как начать углеводную загрузку, рекомендуется проконсультироваться с врачом или диетологом, особенно если у вас диабет. Возможно, вам также придется поэкспериментировать с разным количеством углеводов, чтобы найти то, что лучше всего подходит для вас.

Диета с высоким содержанием углеводов может вызвать некоторый дискомфорт или побочные эффекты, например:

Пищеварительный дискомфорт. Возможно, вам придется отказаться или ограничить употребление продуктов с высоким содержанием клетчатки за один или два дня до мероприятия. Фасоль, отруби и брокколи могут вызвать спазмы с газом, вздутие живота и жидкий стул.

Изменения уровня сахара в крови. Углеводы могут повлиять на уровень сахара в крови. Если у вас диабет, следите за уровнем сахара в крови во время тренировок или тренировок, чтобы узнать, что лучше всего подходит для вас. И поговорите со своим диетологом или врачом, чтобы убедиться, что ваш план питания безопасен для вас.

05 января 2021

Показать ссылки

Основы углеводной загрузки для спортивных достижений.Академия питания и диетологии. https://www.eatright.org/fitness/sports-and-performance/fueling-your-workout/basics-of-carbohydrate-loading-for-sports-performance. По состоянию на 5 июля 2018 г.

Kerksick CM, et al. Позиция Международного общества спортивного питания: Выбор времени для питательных веществ. Журнал Международного общества спортивного питания. 2017; 14:33.

Thomas TD, et al. Позиция Академии питания и диетологии, диетологов Канады и Американского колледжа спортивной медицины: питание и спортивные результаты.Журнал Академии питания и диетологии. 2016; 116: 501.

Duyff RL. Ешьте разумно для занятий спортом. В: Руководство по полноценному питанию и питанию Академии питания и диетологии. 5-е изд. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Houghton Mifflin Harcourt; 2017.

Kenney WL, et al. Состав тела и спортивное питание. В кн .: Физиология спорта и физических упражнений. 6-е изд. Шампейн, штат Иллинойс: кинетика человека; 2015.

Nutritionist Pro диетологический анализ (компьютерная программа). Стаффорд, Техас: Axxya Systems; 2008 г.https://nexgen1.nutritionistpro.com/shop/product-detail/nutritionist-pro-diet-analysis-software-13. По состоянию на 27 сентября 2018 г.

Deldique L, et al. Рекомендации по здоровому питанию бегунов на выносливость: обновленная информация. Границы питания. 2015; 2: 17.

Узнать больше Подробно

.

Структура и характеристики углеводов в рационах свиней: обзор | Journal of Animal Science and Biotechnology

Классификация углеводов по размеру молекулы или DP группирует на моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды [1].Моносахариды — это хиральные полигидроксилированные альдозы или кетозы, которые не могут быть гидролизованы до более мелких углеводных единиц [11]. Их можно классифицировать по количеству атомов углерода в их структуре, которое составляет от трех до девяти атомов углерода (т.е. триоза, тетроза, пентоза, гексоза, гептоза, октоза и ноноза), по типу карбонильной группы, которую они содержат. (т. е. альдоза или кетоза), и по их стереохимии (т. е. d или ʟ ), и они имеют общую химическую формулу (CH ₂ O) _n [12].Альдозы называют восстанавливающими сахарами из-за их восстанавливающего действия на определенные ионы или соединения, окисляя их альдегидную группу до карбонильной группы [11]. Простейшим альдозным сахаром с хиральным атомом является глицеральдегид, вторая молекула которого C присоединена к четырем различным группам, что дает возможность этому C иметь две пространственные конфигурации, поэтому глицеральдегид присутствует как в d , так и в . — формы [2]. Каждая из четырех тетраэдрических связей хиральных атомов углерода связана с другой группой [13].Хиральность сахаров и АК обычно обозначают системой d / ʟ и называют в соответствии со структурой глицеральдегида [2].

Моносахариды

Наиболее распространенными моносахаридами являются 6-C альдогексозы, которые включают альдогексозу d -глюкозу и обычно присутствуют в их кольцевых структурах, называемых пиранозным кольцом, а не в структурах с открытой цепью (рис. 1) [11]. В олиго- и полисахаридах альдопентозы могут встречаться в виде 5-C кольцевой структуры, известной как фуранозное кольцо [11]. d -Глюкоза, учитывая все ее комбинированные формы, является наиболее распространенным моносахаридом, который встречается в природе в природе [13]. Наиболее распространенной кетозой является d-арабино-гексулоза, более известная под своим тривиальным названием d -фруктоза [2]. Три триозы включают кетозодигидроксиацетон и обе энантиомерные формы глицеральдегида [14]. Эритроза и треоза являются примерами тетроз, а пентозы включают рибозу, арабинозу, ксилозу и апиозу [2].

Рис. 1

Химическая структура моносахаридов, которые обычно связаны с легкоусвояемыми углеводами и клетчаткой.По материалам Albersheim et al. [40]

Сахара, такие как глюкоза, галактоза, манноза и фруктоза, которые имеют разные структуры, но имеют одинаковую химическую формулу, C ₆ H ₁₂ O ₆, называются изомерами [3]. Сахара, которые различаются по конфигурации только вокруг одного атома углерода, называются эпимерами, например, d -глюкоза и d -манноза, которые различаются по своей структуре вокруг C-2 [2]. Пара энантиомеров представляет собой особый тип изомерии, где два члена пары являются зеркальными отображениями друг друга и обозначены как находящиеся в структуре d — или — (т.например, d -глюкоза или ʟ -глюкоза), в зависимости от положения -OH-группы, связанной с асимметричным углеродом, наиболее удаленным от карбонильной группы [3].

Другие типы моносахаридов включают альдиты или полиолы, которые представляют собой альдозы или кетозы, карбонильные группы которых восстановлены до спирта [13]. Примером встречающегося в природе альдита в растениях и других организмах является d -глюцит, широко известный как сорбит, который является продуктом восстановления d -глюкозы [13].Поглощение и метаболизм полиолов различаются в зависимости от типа, но большинство из них ферментируются в толстой кишке [15].

В дезоксисахарах отсутствует одна или несколько гидроксильных групп, присоединенных к их атомам углерода, такие как 6-дезокси- ʟ -манноза ( ʟ -рамноза), которая обычно связана с пектином, 2-дезокси- d -рибоза, сахарный компонент ДНК, и 6-дезокси- ʟ -галактоза ( ʟ -фукоза), компонент гликопротеинов и гликолипидов в клеточных стенках и клетках млекопитающих [13, 14, 16].

Уроновые кислоты — это сахарные кислоты, в которых концевая группа –CH ₂ OH подвергается окислению с образованием карбоновой кислоты [14]. Уроновые кислоты, которые вносят вклад в пищевые волокна, включают компоненты неперевариваемых полисахаридов растений и водорослей, такие как d -глюкуроновая кислота, d -галактуроновая кислота, d -маннуроновая кислота и ʟ -гулуроновая кислота [ 2]. Сахар из активированной формы глюкуроновой кислоты используется в синтезе гликозаминогликанов у млекопитающих, а ʟ -идуроновая кислота синтезируется из d -глюкуроновой кислоты после ее включения в углеводную цепь [3].

Дисахариды

Две моносахаридные единицы, соединенные ацетальной или кетальной связью, называются дисахаридом [14]. Гликозидная связь соединяет 2 моносахаридных звена и может быть либо α-гликозидной связью, если аномерная гидроксильная группа сахара находится в α-конфигурации, либо β-гликозидной связью, если она находится в β-конфигурации [3]. Гликозидная связь называется в соответствии с положением связанного атома углерода, например, α-гликозидная связь, соединяющая C-1 молекулы глюкозы и C-4 другой молекулы глюкозы в мальтозе, называется α- (1, 4) гликозидная связь (рис.2) [17]. Три наиболее распространенных дисахарида — это мальтоза, лактоза и сахароза [11]. Мальтоза — редуцирующий сахар, который является продуктом гидролиза крахмала ферментом α-амилазой [13]. Лактоза представляет собой редуцирующий сахар, который состоит из d -глюкозильного звена и α- d -галактопиранозильного звена, связанных β- (1,4) гликозидной связью, и присутствует в молоке и молочных продуктах, таких как обезжиренное молоко и сыворотка [17]. Сахароза состоит из глюкозы и фруктозы, связанных α- (1,2) гликозидной связью [17].В отличие от общей связи голова-хвост (аномерный атом углерода к атому углерода, содержащему гидроксильную группу) в структуре олиго- и полисахаридов, в сахарозе гликозидная связь, соединяющая α- d -глюкопиранозильное звено и β- d -фруктофуранозильное звено имеет прямое соединение (аномерный атом углерода с аномальным атомом углерода), что делает его невосстанавливающим сахаром [13]. Сахароза синтезируется в процессе фотосинтеза, чтобы обеспечить энергию и атомы углерода для синтеза других соединений в растении [13].

Рис. 2

Химическая структура ди- и олигосахаридов. По материалам Bach Knudsen et al. [1]

Мальтоза, лактоза и сахароза гидролизуются до составляющих их моносахаридных единиц ферментами мальтаза, лактаза и сахароза соответственно [17]. Комплексы α-глюкозидазы мальтаза-глюкоамилаза и сахараза-изомальтаза, которые присутствуют в щеточной кайме тонкой кишки, расщепляют гликозидные связи в мальтозе и сахарозе, соответственно, при этом большая часть активности мальтазы обеспечивается комплексом сахараза-изомальтаза [2, 13, 17].Моносахариды, образующиеся в результате переваривания этих дисахаридов, легко всасываются в тонком кишечнике [18]. Лактаза, β-галактозидаза, также экспрессируется молодыми млекопитающими, которые переваривают лактозу до составляющих ее моносахаридов, которые впоследствии абсорбируются в тонком кишечнике [1, 13].

Другие дисахариды, присутствующие в природе, включают трегалозу, целлобиозу и гентиобиозу [17]. Трегалоза представляет собой невосстанавливающий дисахарид, состоящий из двух α- d -глюкопиранозильных единиц, связанных вместе α- (1,1) гликозидной связью [2].В небольших количествах трегалоза содержится в грибах, дрожжах, меде, некоторых морских водорослях и беспозвоночных, таких как насекомые, креветки и омары [13]. Трегалоза переваривается ферментом альфа-глюкозидазой треалазой, который экспрессируется в тонком кишечнике человека и большинства животных [2]. Две молекулы глюкозы связаны вместе β- (1,4) и β- (1,6) гликозидными связями с образованием целлобиозы и гентиобиозы, соответственно, и эти дисахариды могут использоваться только после микробной ферментации, поскольку у свиней отсутствуют ферменты, способные переваривания этих связей [17].Целлобиоза является продуктом разложения целлюлозы, тогда как гентиобиоза, как полагают, играет роль в инициации созревания плодов томатов [19].

Олигосахариды

Олигосахариды состоят из галактоолигосахаридов, фруктоолигосахаридов и маннанолигосахаридов, которые не перевариваются ферментами поджелудочной железы или кишечника, но растворимы в 80% этаноле [15, 20]. Галактоолигосахариды или α-галактозиды, которые присутствуют в больших количествах в бобовых, состоят из рафинозы, стахиозы и вербаскозы, которые имеют структуру, состоящую из единицы сахарозы, связанной с одной, двумя или тремя единицами d- галактоза соответственно (рис.2) [2]. Эти олигосахариды вызывают метеоризм у свиней и людей из-за отсутствия фермента, α-галактозидазы, который гидролизует гликозидные связи, связывающие моносахариды, составляющие эти α-галактозиды, и, следовательно, утилизируются бактериями в толстой кишке [12, 21 ]. В раффинозе d -галактоза связана с сахарозой посредством α- (1,6) -связи, тогда как две единицы и три единицы d -галактозы связаны с сахарозой, также через α- (1,6) гликозидную связями в стахиозе и вербаскозе соответственно [17].Трансгалактоолигосахариды — это еще один тип галактоолигосахаридов, которые могут оказывать пребиотическое действие на молодых свиней и коммерчески синтезируются из действия трансгликозилирования β-гликозидаз на лактозу, создавая β- (1,6) полимеры галактозы, связанные с конечной единицей глюкозы. через α- (1,4) гликозидную связь [17, 22]. Однако трансгалактоолигосахариды не синтезируются в природе [17].

Фруктоолигосахариды или фруктаны представляют собой цепи моносахаридов фруктозы с концевым звеном глюкозы и классифицируются как инулины или леваны [17, 23].Инулин в основном содержится в двудольных, тогда как леваны — в однодольных [24]. Фруктоолигосахариды не гидролизуются в тонком кишечнике из-за β-связей между их мономерами, но могут ферментироваться до молочной кислоты и SCFA в толстом кишечнике [2, 20, 25]. Инулин естественным образом содержится в луке, чесноке, спарже, бананах, топинамбурах, пшенице и цикории как запасной углевод [13, 15, 20]. Инулин состоит из β- d -фруктофуранозильных звеньев, связанных β- (2,1) гликозидными связями, и имеет DP от 2 до 60 [13, 17].Полимер состоит из остатков фруктозы, присутствующих в форме фуранозного кольца, и часто имеет концевое звено сахарозы на восстанавливающем конце [2, 13]. Леваны — это фруктаны, которые имеют среднюю длину от 10 до 12 единиц фруктозы, связанных β- (2,6) связями, но могут иметь DP более 100 000 единиц фруктозы и обнаружены в бактериальных фруктанах и во многих однодольных растениях [24, 26 ]. Леваны получают в результате реакций трансгликозилирования, катализируемых ферментом левансахаразой, который секретируется некоторыми бактериями и грибами, которые предпочтительно используют d -гликозильную единицу сахарозы, тем самым превращая сахарозу в леваны с боковыми цепями, связанными с β- (2,1). [13, 17].Полисахариды, содержащие значительное количество связей β- (2,1), также можно назвать «леваном» [14]. Фруктаны третьего типа, называемые фруктанами граминанового типа, содержат комбинацию как β- (2,1), так и β- (2,6) связей и присутствуют в пшенице и ячмене [27].

Маннанолигосахариды состоят из полимеров маннозы, происходящих из стенок дрожжевых клеток, и расположены на внешней поверхности стенок дрожжевых клеток, прикрепленных к β-глюканам внутреннего матрикса через β- (1,6) и β- (1,3) гликозидные связи [17].Маннанолигосахариды и фруктоолигосахариды могут вести себя как пребиотики из-за их благотворного воздействия на здоровье хозяина, стимулируя рост или активность определенных бактерий в толстом кишечнике [28]. Было высказано предположение, что маннан-олигосахариды регулируют реакцию свиней на иммунологические проблемы и могут предотвращать чрезмерную стимуляцию иммунной системы животного-хозяина после инфекции [29].

Полисахариды

Полисахариды — высокомолекулярные углеводы, являющиеся полимерами моносахаридов [13].Полисахариды состоят из полимеров сахаров, которые различаются по размеру и могут быть линейными или разветвленными [2]. DP варьируется в зависимости от типа полисахарида и может составлять от 7000 до 15000 в целлюлозе и до более чем

в амилопектине [13]. Полисахариды можно классифицировать как гомополисахариды, если они содержат только один тип остатков сахара (например, крахмал, гликоген и целлюлозу), или как гетерополисахариды, если они содержат в своей структуре два или более различных типа остатков сахара (например,g., арабиноксиланы, глюкоманнаны и гиалуроновая кислота; 2). Полисахариды в больших количествах присутствуют в рационах свиней и делятся на крахмальные и гликогеновые и некрахмальные полисахариды (NSP) [17, 30].

Крахмал может быть линейным или разветвленным и является формой хранения углеводов в растениях, тогда как гликоген сильно разветвлен и присутствует только в тканях животных, прежде всего в мышцах и печени [2, 31]. Крахмал — один из самых распространенных в природе углеводов [2]. Он синтезируется для хранения энергии для роста растений и хранится в семенах, клубнях, корнях, стеблях, листьях и некоторых фруктах [32].Крахмал представляет собой полимер d -глюкозы, который состоит из двух типов молекул, амилозы и амилопектина (рис. 3) [12]. Амилоза представляет собой короткий линейный полимер глюкозы со средней DP 1000 единиц глюкозы, связанных через α- (1,4) связи. Амилопектин содержит более крупные цепи глюкозы с DP от 10 000 до 100 000 с точками ветвления в α- (1,6) связях на каждые 20–25 единиц глюкозы [15, 30]. Общее количество α- (1,6) связей составляет всего около четырех-пяти% от общего количества гликозидных связей в амилопектине [33].Нативный крахмал содержит обе формы в виде полукристаллических гранул с различными пропорциями амилозы и амилопектина, в зависимости от растительного источника [30, 31]. Гранулы крахмала имеют различный структурный и химический состав в зависимости от вида растения и части растения, где он находится [18]. Размер гранул крахмала влияет на соотношение поверхности к объему, и чем меньше размер гранулы, тем больше отношение поверхности к объему, что приводит к увеличению площади поверхности для гидролиза ферментов в пищеварительном тракте [30].Переваривание крахмала начинается во рту, где слюнной секретируется α-амилаза, которая действует только на α- (1,4) связанные линейные цепи амилозы и амилопектина, пока этот фермент не дезактивируется низким pH в желудке [31] . Большие количества панкреатической α-амилазы, специфичной только для α- (1,4) связей, секретируются в просвет двенадцатиперстной кишки, продуцируя мальтозу и мальтотриозу как продукты переваривания амилозы и амилопектина в просвете просвета, а также разветвленный олигосахарид α-декстрин, образующийся из частичный гидролиз амилопектина из-за неспособности α-амилазы расщеплять α- (1,6) связи [18].Переваривание крахмала завершается олигосахаридазами (т.е. α-глюкозидазами), экспрессируемыми железами тонкого кишечника. Эти α-глюкозидазы включают комплексы сахароза-изомальтаза и мальтаза-глюкоамилаза [34]. Оба комплекса имеют различия в степени специфичности в отношении продуктов расщепления α-амилазы и расщепляют α- (1,4) и α- (1,6) связи в α-декстринах комплементарным образом, образуя свободную глюкозу, которая является транспортируется в энтероциты [18].

Рис. 3

Химическая структура амилозы, амилопектина и целлюлозы.По материалам Bach Knudsen et al. [1]

Крахмал можно разделить на три типа: крахмал типа А имеет открытую структуру и присутствует в злаках; Крахмал типа B присутствует в клубнях и кажется более компактным; а крахмал типа C представляет собой комбинацию крахмала типов A и B и присутствует в бобовых [30]. Гранулы крахмала в сыром картофеле и зеленых бананах, которые имеют высокое содержание амилозы, приводят к более плотно упакованным гранулам, которые более нерастворимы и устойчивы к перевариванию по сравнению с амилопектинсодержащими гранулами, которые являются более разветвленными и менее плотно упакованными [2].В кукурузе, пшенице и картофеле крахмал может содержать примерно 20% амилозы и 80% амилопектина [31]. Однако кукуруза восковой спелости может содержать крахмал, содержащий почти 100% амилопектина, тогда как кукуруза с высоким содержанием амилозы может содержать до 75% амилозы [35]. Следовательно, крахмал не всегда может перевариваться α-амилазой, если зерна злаков не изменены физической обработкой (например, измельчением или вальцовой мельницей) и нагреванием (например, гранулированием, расширением или экструзией) [30].

Часть крахмала не переваривается α-амилазой или ферментами щеточной каймы и может подвергаться микробной ферментации в толстой кишке; это называется резистентным крахмалом (RS) [13, 31].Крахмал может сопротивляться перевариванию, поскольку он физически недоступен из-за того, что находится внутри целых растительных клеток или матриц (например, RS-1). Природный или сырой крахмал (RS-2) также сопротивляется перевариванию из-за нежелатинизированной кристаллической структуры гранулы, а ретроградный крахмал (RS-3) сопротивляется перевариванию, поскольку он быстро охлаждается после того, как он желатинизируется посредством нагревания. Если крахмал химически модифицирован, он также может сопротивляться перевариванию и обозначается как RS-4 [13, 30, 31]. Устойчивый крахмал служит субстратом для ферментации толстой кишки, но независимо от количества, попадающего в задний кишечник, крахмал обычно полностью ферментируется в заднем кишечнике [25].Ингредиенты, содержащие крахмал, естественно, будут содержать RS, но количество и тип крахмала будут влиять на долю общего крахмала, который составляет RS [36]. Обработка может влиять на долю крахмала, устойчивого к перевариванию, и значения RS обычно колеблются от 0 до 19% для большинства зерновых культур и от 10% до 20% для бобовых (Таблица 1) [15, 37]. Варка или созревание снижает количество RS в сырых или незрелых фруктах или овощах, таких как зеленые бананы и картофель [38].

Таблица 1 Углеводы и лигнин в зернах злаков (г / кг сухого вещества) ^{a, b}

Гликоген, α- (1,4) — d -глюкан с α- (1,6) связанными ветвями, имеет более высокую степень разветвления по сравнению с амилопектином и присутствует в тканях животных, в основном в скелетных мышцах и печени [2].Как следствие, гликоген будут потреблять только свиньи, которых кормят рационами, содержащими продукты животного происхождения. Точки ветвления гликогена располагаются в среднем после 8-10 гликозильных единиц [3]. Полимер гликогена может содержать до 100 000 единиц глюкозы [39]. Переваривание гликогена аналогично перевариванию амилопектина, что приводит к всасыванию глюкозы в тонком кишечнике [17]. Обширное разветвление гликогена увеличивает его растворимость, что позволяет более легко мобилизовать глюкозу [34].

Некрахмальные полисахариды

Некрахмальные полисахариды в основном присутствуют в первичных или вторичных стенках растительных клеток и состоят как из растворимых, так и из нерастворимых полисахаридов, которые в отличие от крахмала не содержат α- (1,4) -связанных гликозильных единиц [15, 30].Первичные клеточные стенки, окружающие растущие клетки, в основном состоят из полисахаридов и некоторых структурных белков, тогда как зрелые клетки, которые уже дифференцировались, окружены вторичными клеточными стенками, которые также содержат полисахариды и белки, наряду с лигнином и большим количеством целлюлозы [40]. Полисахариды клеточной стенки состоят из пентоз (то есть арабинозы и ксилозы), гексоз (то есть глюкозы, галактозы и маннозы), 6-дезоксигексоз (то есть рамнозы и фукозы) и уроновых кислот (т.е.э., глюкуроновая и галактуроновая кислоты) [41]. Эти компоненты могут существовать в формах пиранозы и фуранозы и образовывать α- или β-связи в любой из своих доступных гидроксильных групп, что приводит к широкому диапазону функциональных поверхностей за счет адаптации многочисленных трехмерных форм [42]. Фенольные остатки лигнина или его гидроксильных боковых цепей также могут связываться с гликозидными связями NSP [40]. Некрахмальные полисахариды могут приобретать гидрофобные свойства, связываясь с лигнином и суберином, тогда как степень этерификации уроновых кислот может влиять на их ионные свойства [30].Суберин, гидрофобная комплексная смесь гидроксилированных жирных кислот и жирных эфиров, присутствует в тканях сосудов, которые обеспечивают нерастворимый барьер во время нормального развития и в ответ на раневые или грибковые инфекции [40]. Некрахмальные полисахариды также могут быть классифицированы как растворимые и нерастворимые, где термин «растворимые» относится к растворимости NSP в воде или слабых щелочных растворах [41].

Наиболее распространенными NSP в клеточных стенках являются целлюлоза и нецеллюлозные полисахариды (NCP) [17].В среднем содержание целлюлозы в первичных клеточных стенках составляет от 20% до 30%, тогда как вторичные клеточные стенки могут содержать до 50% целлюлозы [40]. Первичные клеточные стенки откладываются между средней пластинкой и плазматической мембраной во время роста клеток, тогда как некоторые специализированные клетки откладывают более толстый внутренний слой, называемый вторичной клеточной стенкой, в начале дифференцировки [43]. Целлюлоза состоит из линейных β- (1,4) -связанных d -глюкопиранозильных единиц с DP, которая варьируется от 500 до 14000. Линейные единицы целлюлозы стабилизируются водородными связями между соседними остатками глюкозы, образуя организованное расположение молекул целлюлозы внутри микрофибрилл (рис.3) [42, 44]. Кристаллические области образуются, когда высокоорганизованные микрофибриллы целлюлозы выстраиваются параллельно друг другу, чтобы обеспечить максимальную водородную связь, тогда как паракристаллические или аморфные участки образуются в областях, которые менее организованы [45]. Трехмерная решетка, образованная плотноупакованной линейной и неразветвленной структурой целлюлозы, образует микрофибриллы, которые определяют структуру стенок растительных клеток [46]. Менее организованные аморфные области целлюлозы гидролизуются эндоглюканазами, образуя концы цепей, которые гидролизуются экзоглюканазами (т.е.э., целлобиогидролазы) [45]. Полученный дисахарид, целлобиоза, гидролизуется β-глюкозидазой с образованием двух мономеров глюкозы [44].

Сильноразветвленные NCP состоят из гетерополимеров пентоз и гексоз, наиболее распространенный из которых называется ксиланом, или цепью β- (1,4) связанных звеньев d-ксилопиранозила с боковыми цепями, которые обычно состоят из ʟ -арабинофуранозил, d, -галактопиранозил, d, -глюкуронопиранозил и / или 4-O-метил- d, -глюкуронопиранозиловые звенья [13].Нецеллюлозные полисахариды могут также содержать уроновые кислоты, полученные из глюкозы и галактозы, что дает способность образовывать соли с Ca и Zn [46]. Нецеллюлозные полисахариды часто служат структурными полисахаридами в тканях растений и тесно связаны с целлюлозой и лигнином [45].

Лигнин не является углеводом, но связан с полисахаридами клеточной стенки [1]. Он состоит из полимеризованных фенилпропановых звеньев (т. Е. Кониферилового, п-кумарилового и синапилового спиртов), связанных эфирными и углерод-углеродными связями в нерегулярной трехмерной структуре [42].Одревесневшая клеточная стенка может состоять из тонкого первичного слоя, за которым следует толстый многослойный вторичный слой с высоким содержанием целлюлозы и, возможно, третий слой [47]. Лигнин может связываться с полисахаридами, образуя ковалентные связи с остатками сахара или феруловыми кислотами, которые этерифицированы с этими полисахаридами [1]. Лигнификация происходит только после прекращения клеточного деления, размножения и удлинения клеток и, следовательно, составляет терминальную дифференцировку, которая обычно сопровождается запрограммированной гибелью клеток [40].