Разное

Когда есть белки углеводы и жиры: Распределение белков, жиров и углеводов в течение дня.

alexxlab 28.06.1981 no Comments

Содержание

Распределение белков, жиров и углеводов в течение дня.

Здравствуйте, дорогие друзья! Расскажу, как правильно распределить белки, жиры и углеводы в дневном рационе. В здоровом питании важно не только выбор потребляемых продуктов и их количество. Полезно разбираться в вопросе, когда эти продукты лучше есть.

В разные часы тело человека исполняет разные биохимические процессы. Так, утром активность проявляют гормоны стресса, а ближе к вечеру на передовую выходят гормоны сна.

Белки, жиры и углеводы – наши базовые нутриенты – перерабатываются организмом по-разному. И во многом, назначение их различно. Давайте посмотрим, какому времени суток отдает предпочтение каждый нутриент.

На заметку! Я не раз писала, что мой рацион состоит из 5-6 небольших приемов пищи. Это наиболее оптимальный в большинстве случаев план, чтобы не перегружать пищеварительный тракт и не чувствовать голода.

Когда есть углеводы?

Углевод прежде всего выполняет энергетическую задачу. Это лучший нутриент для восстановления сил и это – калории. Утренние гормоны стресса стимулируют физическую активность, благодаря чему сжигание калорий более активное.

Отсюда следует, что львиную долю углеводов лучше есть в первой половине дня – это завтрак и обед. Углеводами являются каши, крупы, макароны, мучное, а также фрукты и овощи. Однако последние часто рекомендуют на полдник и ужин. Почему?

Продукты с большим количеством углеводов имеют много крахмала и клетчатки (крупы, картофель, бобовые и зерновые), поэтому их надо есть в первой половине дня. А овощи и фрукты – это в основном клетчатка и вода, поэтому калорий в них мало. Из можно на полдник или ужин.

Вывод: калорийные углеводы (в составе которых крахмал и клетчатка) лучше есть на завтрак, первый перекус и обед. Это зерновые, крупы, картофель, сладкое, мучное. Низкокалорийные углеводы, состоящие из клетчатки, можно есть и во второй половине дня. Это фрукты и овощи.

Когда есть жиры?

Жиры могут в некоторых случая стать заменой углеводу в качестве источника энергии. Но только в одном приеме пищи. Распределить жиры можно на протяжении всего дня. Поскольку для здорового функционирования этого нутриента не нужно слишком много, то жиры и так «разбегутся» понемногу на каждый прием.

Стоит учесть, если прием пищи высокоуглеводный, то жиров нужно есть меньше. Если же в блюде в основном белки – то можно добавить больше жиров.

Вывод: жиры могут стать единоразовой энергетической заменой углеводам. Если в блюде много углеводов, то жиров должно быть меньше. Если приём пищи – белковый, то можно увеличить количество жиров. Учитывая предпочтительное время для углеводов, получается, то утром жиров нужно меньше, а вечером – больше.

Когда есть белки?

Для переваривания белков требуется больше энергии, чем на углеводы и жиры. И, учитывая, что в вечернее время метаболизм у нас замедляется, белок будет очень кстати, чтобы поддерживать этот процесс на должном уровне.

Белок – это строительный материал, потребность в котором растет в конце дня, для восстановления мышц и обновления тканей.

Учитывая, что для переваривания белка нужны и жиры, и углеводы, целесообразно распределить эти нутриенты на все приемы пищи с приоритетом на ужин.

Вывод: белки нужно распределить на все приемы пищи, но в разных количествах. На протяжении всего дня с утра и к вечеру доля белковых продуктов должная расти, а углеводных — уменьшаться. Самым белковым приемом пищи будет ужин.

Время фруктов

В свежем виде фрукты лучше есть отдельно от основных приемомв пищи, то есть на перекус. А в дополнение к обеду или ужину – не лучший выбор. Это обяъсняется тем, что свежие фрукты вместе с другой едой задерживаются в тракте, начинается спиртовое брожение, затруднение переваривания.

Но фрукты, прошедшие термическую обработку, перевариваются вместе с другой едой без проблем. Так, если потушить, например, яблоки с мясом, то фруктовые кислоты при нагревании разрушатся.

Подводим итог

Для здорового рациона нужно правильно распределить белки, жиры и углеводы на приемы пищи в течение дня.

В первой половине дня (завтрак, перекус, обед) едим углеводы с небольшим добавлением белков и жиров. То есть крупы, бобовые, злаки, зерновые, фрукты и сладости.
Во второй половине дня вступают белки и клетчатка. Это нежирное мясо и рыба, молочная продукция, овощи.
На каждый прием пищи должна приходиться небольшая доля жиров.

Когда есть белки жиры и углеводы | fitline-sport

Здоровое, правильное питание – это не тренд, а необходимость для максимального раскрытия ресурсов человеческого организма. Пичкая себя всем, чем попало, не контролируя содержание полезных веществ – это глупо и не полезно. Взяв полный контроль потребления важных элементов для активации и поддержания организма, вы будете чувствовать себя всегда великолепно!

Когда и сколько нужно есть белков, жиров и углеводов

Белки нужны человеку для поддержания и восстановления тканей, они являются материалом для роста мышц. Всего белков две категории, первая – это растительные (фасоль, овсянка, рожь и т. д.), а вторая – животные (рыба, мясо, птица и др.).
В данном случае многое зависит от организма, точнее от индивидуального метаболизма. Обычно к вечеру метаболизм замедляется, соответственно, для восстановления всех необходимых процессов, нужно увеличивать потребление белка (углеводы уменьшаем, белки повышаем).
Минимальная норма для женщины от 140 грамм, мужская от 165 грамм (зависит от цели и массы тела).

Жиры нужны для резервной энергии, например, для поддержания организма при получении недостаточного количества питательных элементов.
Жиры служат для поддержания эластичности кровеносных сосудов, хорошие сосуды доставляют намного быстрее к клеткам и тканям необходимые элементы, благодаря чему наши волосы, кожа и ногти всегда выглядят здоровыми и красивыми. Жиры содержатся в твердом сыре, орехах, растительном масле, рыбе жирных сортов и др.
Помните, чем больше пища содержит углеводов, тем меньше вы должны кушать жиров. А вот если блюдо содержит белки, тогда жиры можно увеличить, но в пределах разумного.
Минимальная норма жиров для женщин от 30 грамм, мужская от 40 грамм. (зависит от цели и массы тела).

Углеводы – это энергия для человеческого организма. Существуют простые и сложные. Сложные содержат сотни элементов, поддерживают энергию на протяжении долгого времени, при переваривании желудком энергия поступает постепенно. При этом вы не чувствуете ощущение голода, и такие углеводы принято считать более полезными. Простые действуют практически сразу, но продолжительность насыщения недолгая.
Правильное сочетание всех необходимых веществ, обеспечивает максимальное здоровье, благодаря которому можно и нужно наслаждаться полноценной жизнью. Тут все просто, первый тип людей бережет свое здоровье и питается осознано, поэтому всегда улыбается, светится от счастья, он полон сил и энергии. Второй тип людей кушает все подряд, что захочет, и получает массу неприятных побочных эффектов, таких как: быстрая утомляемость, подавленное настроение, ухудшение внешнего вида, а также постоянная нехватка сил (хотя кушают они много, но неправильно).

Большую часть углеводов необходимо употреблять в первую половину дня (завтрак, обед). Продукты, содержащие большое количество углеводов, также содержат немало крахмала, поэтому их нельзя переносить на вечер. Из этого следует, что зерновые крупы, мучное и картофель лучше кушать в первую половину дня.
Минимальная норма в день для женщин от 120 грамм, для мужчин от 160 грамм (зависит от цели и массы тела).

Теперь вы знаете, сколько белков жиров и углеводов необходимо употреблять в день для нормального функционирования организма, но помните, что без занятия фитнесом, организм не сможет активировать все свои процессы, именно активный образ жизни, правильное питание и здоровый сон, дадут желаемый результат!

Похожие статьи

— Медленные углеводы: список продуктов

— Как правильно рассчитать индекс массы тела

— Полезные и вредные углеводы в продуктах

— Как рассчитать БЖУ для похудения

— Гликемический индекс продуктов

как правильно питаться женщине после 40 лет?

Диета для женщины после 40 лет должна учитывать уменьшение выработки женских гормонов, потерю мышечной массы, увеличение ломкости костей, повышение артериального давления и другие возрастные изменения.

Белковые продукты

После 40 нужно увеличить количество продуктов, богатых белком.

В этом возрасте нужно увеличить в рационе количество продуктов, богатых белком. Они увеличивают метаболизм и позволяют быстро насытить организм достаточным количеством энергии. Согласно исследованию, результаты которого были опубликованы в Oxford University Press, именно повышенное потребление молочных и других белковых продуктов позволяет женщинам в период пременопаузы терять запасы жировых клеток и наращивать мышечную массу.

Поэтому специалисты советуют включать белковые продукты в каждый прием пищи. На завтрак стоит готовить омлет или яичницу, салаты с лососем или курицей. А для перекусов также брать рыбу, курицу, говядину, тофу, яйца, бобовые, молочные продукты. Хорошим перекусом будет творог и натуральный йогурт. Белком богаты не только продукты животного происхождения. О продуктах-чемпионах по содержанию растительного белка можно прочитать здесь.

Продукты, богатые кальцием

Кальция нужно есть не менее 1000 мг в день.

Остеопороз – грозное заболевание, которое гораздо проще предотвратить, чем лечить. Поэтому в зрелом возрасте обязательно нужно включать в рацион больше продуктов с повышенным содержанием кальция, а также различные витаминные добавки. Это позволит снизить риск разрушения костей. Кроме того, исследования показывают, что увеличение содержания кальция в пище стимулирует снижение запаса жировых клеток и потерю веса.

Дефицит кальция опасен в любом возрасте. О последствиях недостатка этого элемента в организме можно прочитать здесь.

Взрослому человеку, согласно рекомендациям Минздрава, требуется около 1000 мг кальция в день. Это количество можно получить из 100 грамм твердого сыра или 800 мл молока. Но есть и другие продукты, которые также богаты кальцием – например, кунжут или семена чиа. Подробнее об этом можно прочитать здесь.

Достаточное количество жиров

В рационе должны быть продукты с повышенным содержанием ненасыщенных омега-3 жирных кислот.

О пользе и вреде жирных продуктов ученые спорят давно, но многие медицинские исследования отмечают, что низкое содержание углеводов позволяет снижать вес гораздо эффективнее по сравнению с низкокалорийными диетами.

Долгое время считалось, что употребление жирных продуктов небезопасно для состояния сердца и сосудов, но последнее исследование норвежского Центра исследований диабета не поддерживает эту точку зрения. Ученые не обнаружили повышение уровня холестерина при употреблении продуктов с высоким содержанием насыщенных жиров.

О холестерине также ходит множество мифов и слухов. Подробнее о них можно прочитать здесь.

Нужно сократить потребление выпечки и продуктов с гидрогенизированными растительными жирами.

А вот, если у женщины наблюдаются сухость кожи, проблемы с суставами, подавленное настроение, добавить жиры просто необходимо. Главное в этом вопросе – не содержание жиров в пище, а качество самих продуктов. Лучше включать в свой рацион качественное сливочное масло, сало, жирные молочные продукты, но отказаться от кондитерских изделий, приготовленных с использованием гидрогенизированных растительных масел. И, конечно, в рационе должны быть продукты с повышенным содержанием ненасыщенных омега-3 жирных кислот – разная рыба, печень трески, устрицы, анчоусы, икра, семена льна, рыбий жир.

Правильные углеводы

Употребление цельнозерновых продуктов позволяет снизить риск диабета.

Количество сахара нужно сокращать в любом возрасте, но после 40 это особенно актуально. А вот продуктов, богатых клетчаткой, нужно есть как можно больше. Поэтому в рационе должны быть овощи, фрукты, правильные злаки. Согласно исследованиям, опубликованным в The Journal of Nutrition употребление цельнозерновых продуктов снижает риск развития диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.

А вот сладкие напитки, выпечку, белый хлеб, макароны нужно сократить, поскольку эти продукты обладают высоким гликемическим индексом и провоцируют развитие диабета.

Есть и другие полезные рекомендации для женщин после 40. Питание должно быть максимально разнообразным и включать все группы продуктов. Помогут составить правильный рацион на день правила Гарвардской тарелки здорового питания.

Составить правильное меню помогут правила Гарвардской тарелки.

Также нужно значительно сократить потребление соли. О том, чем можно заменить соль, читайте подробнее здесь.

Будьте здоровы!

Усвоение белков, жиров, углеводов. Гликемическая нагрузка.: fat_is_dead — LiveJournal

Некоторые полагают, что углеводы, жиры и белки всегда полностью усваиваются организмом. Многие думают, что абсолютно все присутствующие на их тарелке (и, конечно, подсчитанные) калории поступят в кровь и оставят свой след в нашем организме. На самом деле все обстоит иначе. Давайте рассмотрим усвоение каждого из макронутриентов по отдельности.

Переваривание (усвоение) – это совокупность механических и биохимических процессов, благодаря которым поглощаемая человеком пища преобразуется в вещества, необходимые для функционирования организма.

Процесс переваривания обычно начинается уже во рту, после чего пережеванная пища попадает в желудок, где подвергается различным биохимическим обработкам (в основном на данном этапе обрабатывается белок). Продолжается процесс в тонком кишечнике, где под воздействием различных пищевых ферментов происходит превращение углеводов в глюкозу, расщепление липидов на жирные кислоты и моноглицериды, а белков – на аминокислоты. Все эти вещества, всасываясь через стенки кишечника, попадают в кровь и разносятся по всему организму.

Всасывание макронутриентов не длится часами и не растягивается на все 6,5 метров тонкой кишки. Усвоение углеводов и липидов на 80%, а белков – на 50% осуществляется на протяжении первых 70 сантиметров тонкого кишечника.

Усвоение углеводов

Усвоение различных типов углеводов происходит по-разному, так как они имеют различную химическую структуру, а следовательно, различную скорость усвоения. Под действием различных ферментов сложные углеводы расщепляются на простые и менее сложные сахара, которые имеют несколько типов.

Как и почему отличается скорость усвоения различных углеводов?

Гликемический индекс (ГИ) – это система классификации гликемического потенциала углеводов в различных продуктах. По сути, эта система рассматривает, как тот или иной продукт влияет на уровень глюкозы в крови.

Наглядно: если мы съедим 50 г. сахара (50% глюкоза/ 50% фруктоза) (см. картинку ниже) и 50 г. глюкозы и проверим через 2 часа уровень глюкозы в крови, то ГИ сахара будет меньше, чем у чистой глюкозы, так как ее количество в сахаре ниже.

А если мы съедим равное количество глюкозы, например, 50 г глюкозы и 50 г крахмала? Крахмал – это длинная цепочка, состоящая из большого количества единиц глюкозы, но для того чтобы эти «единицы» можно было обнаружить в крови, цепочку надо переработать: расщепить каждое соединение и по одному отпустить в кровь. Поэтому у крахмала ГИ ниже, т. к. уровень глюкозы в крови после съеденной крахмала будет ниже, чем после глюкозы. Представьте, если в чай бросить ложку сахара или кубик рафинада, что растворится быстрее?

Гликемическая реакция на продукты:

левая — медленное усвоение крахмальных продуктов с низким ГИ;

правая — быстрое усваивание глюкозы с резким падением уровня глюкозы в крови как результат быстрого выброса инсулина в кровь.

Что означают цифры, обозначающие ГИ для разных продуктов?

ГИ – это относительная величина, и измеряется она относительно влияния глюкозы на гликемию. Выше приведен пример гликемической реакции на съеденную чистую глюкозу и на крахмал. Таким же экспериментальным образом ГИ был измерен для более тысячи продуктов питания.

Когда мы видим цифру «10» рядом с капустой, это значит, что сила ее воздействия на гликемию будет равна 10% от того, как повлияла бы глюкоза, у груши 50% и т. д.

Из этого явно следует, что, выбирая продукты с низким ГИ, мы будем осознанно избегать резких перепадов уровня глюкозы в крови, тем самым поддерживая постоянный энергетический баланс в организме.

Мы можем повлиять на уровень глюкозы, выбирая продукты не только с низким ГИ, но и с низким содержанием углеводов, которое называется гликемической нагрузкой (ГН).

ГН учитывает и ГИ продукта, и количество глюкозы, которое поступит в кровь при его употреблении. Так, нередко у продуктов с высоким ГИ будет маленькая ГН. Из таблицы видно, что смотреть только на какой-то один параметр не имеет смысла — необходимо комплексно рассматривать картину.

Важно понять, что можно избавиться от нежелательного жира, не уменьшая при этом количества потребляемой пищи, а лишь научившись правильно выбирать продукты.

Продукт	Гликемический индекс	Углеводы (г/100г)	Энергия (кал/100г)	Гликемическая нагрузка
Манго	80	15	67	5
Гречка	40	68	330	27
Сгущенное молоко	80	56	320	45

(1) Хотя в гречке и в сгущенном молоке содержание углеводов практически одинаковое, у этих продуктов разный ГИ, потому что вид углеводов в них разный. Поэтому, если гречка приведет к постепенному высвобождению углеводов в кровь, то сгущенное молоко вызовет резкий скачок. (2) Несмотря на идентичный ГИ у манго и сгущенного молока, их влияние на уровень глюкозы в крови будет разным, на этот раз не потому, что вид углеводов разный, а потому что количество этих углеводов значительно отличается.

Гликемический индекс продуктов и похудение

Начнем с простого: есть огромное количество научных и медицинских исследований, которые указывают на то, что продукты с низким ГИ положительно влияют на снижение веса. Биохимических механизмов, которые в этом участвуют, множество, но назовем наиболее актуальные для нас:

Продукты с низким ГИ вызывают большее чувство сытости, нежели продукты с высоким ГИ.

После употребления продуктов с высоким ГИ поднимается уровень инсулина, который стимулирует всасывание глюкозы и липидов в мышцы, жировые клетки и печень, параллельно приостанавливая расщепление жиров. Как следствие, уровень глюкозы и жирных кислот в крови падает, и это стимулирует голод и новый прием пищи.

Продукты с разными ГИ по-разному влияют на расщепление жиров во время отдыха и во время спортивных тренировок. Глюкоза из продуктов с низким ГИ не так активно откладывается в гликоген, но зато во время тренировок гликоген не так активно сжигается, что указывает на повышенное использование жиров для этой цели.

Итак, почему мы рекомендуем один продукт и НЕ рекомендуем другой.

Почему мы едим пшеницу, но не едим пшеничную муку?

Чем продукт более измельчен (в основном относится к зерновым), тем выше ГИ продукта.

Чем больше в продукте содержится клетчатки, тем ниже его ГИ.

Различия между пшеничной мукой (ГИ 85) и зерном пшеницы (ГИ 15) попадают под оба этих критерия. Это значит, что процесс расщепления крахмала из зерна более длительный и образующаяся глюкоза поступает в кровь медленней, чем из муки, тем самым дольше обеспечивая организм необходимой энергией.

Почему мы рекомендуем свеклу и другие овощи с высоким ГИ?

Чем больше в продукте содержится клетчатки, тем ниже его ГИ.

Количество углеводов в продукте не менее важно, чем ГИ.

Свекла – это овощ с более высоким содержанием клетчатки, чем мука. Несмотря на то что у нее высокий гликемический индекс, у нее низкое содержание углеводов, т. е. более низкая гликемическая нагрузка. В данном случае несмотря на то, что ГИ у нее такой же, как и у зернового продукта, количество глюкозы, поступившее в кровь, будет намного меньше.

Почему лучше съесть свежие овощи, чем вареные?

ГИ сырых овощей и фруктов ниже, чем вареных.

Это правило касается не только моркови, но и всех овощей с высоким содержанием крахмала, таких как батат, картошка, свекла и т. д. В процессе тепловой обработки существенная часть крахмала превращается в мальтозу (дисахарид), который очень быстро усваивается.

Поэтому ГИ у приготовленных продуктов значительно выше, чем у сырых.

Следовательно, даже вареные овощи лучше не разваривать, а следить, чтобы они оставались целыми и твердыми. Однако, если у вас такие заболевания, как гастрит или язва желудка, все же лучше употреблять в пищу овощи в приготовленном виде.

Почему мы рекомендуем добавлять к белкам овощи?

Сочетание белков с углеводами снижает ГИ порции.

Белки, с одной стороны, замедляют всасывание простых сахаров в кровь, с другой стороны, само присутствие углеводов способствует наилучшей усвояемости белков. Кроме того, овощи также содержат полезную для организма клетчатку.

Почему лучше съесть яблоко, чем выпить яблочный сок?

Натуральные продукты, в отличие от соков, содержат клетчатку и тем самым понижают ГИ. Более того, желательно есть фрукты и овощи с кожурой не только потому, что кожура – это клетчатка, но и потому, что большая часть витаминов прилегает непосредственно к кожуре.

Усвоение белков

Процесс переваривания белков требует повышенной кислотности в желудке. Желудочный сок с повышенной кислотностью необходим для активизации ферментов, ответственных за расщепление белков на пептиды, а также за первичное расформировывание пищевых белков в желудке. Из желудка пептиды и аминокислоты попадают в тонкую кишку, где часть из них всасывается через стенки кишечника в кровь, а часть расщепляется далее на отдельные аминокислоты.

Для оптимизации этого процесса нужно нейтрализовать кислотность желудочного раствора, и за это отвечает поджелудочная железа, а также желчь, вырабатываемая печенью и необходимая для абсорбции жирных кислот.
Белки из пищи делятся на две категории: полноценные и неполноценные.

Полноценные белки – это белки, которые содержат все необходимые (незаменимые) для нашего организма аминокислоты. Источником этих белков в основном являются животные белки, т. е. мясо, молочные продукты, рыба и яйца. Есть также растительные источники полноценного белка: соя и киноа.

Неполноценные белки содержат только часть незаменимых аминокислот. Считается, что бобовые и злаковые сами по себе содержат неполноценные белки, однако их сочетание позволяет нам получить все незаменимые аминокислоты.

Поэтому, чтобы организм получил все необходимые элементы, т. е. весь спектр незаменимых аминокислот, необходимо питаться разнообразно.

Во многих национальных кухнях правильные сочетания, приводящие к полноценному потреблению белков, возникли естественным путем. Так, на Ближнем Востоке распространена пита с хумусом или фалафелем (пшеница с нутом) или рис с чечевицей, в Мексике и Южной Америке нередко сочетают рис с фасолью или кукурузой.

Одним из параметров, определяющих качество белка, является наличие незаменимых аминокислот. В соответствии с этим параметром существует система индексации продуктов.

Так, например, аминокислота лизин находится в малых количествах в злаках, и поэтому они получают низкую оценку (хлопья – 59; цельная пшеница – 42), а в бобовых содержится небольшое количество незаменимых метионина и цистеина (нут – 78; фасоль – 74; бобовые – 70). Животные белки и соя получают высокую оценку по этой шкале, так как содержат необходимые пропорции всех незаменимых аминокислот (казеин (молоко) – 100; яичный белок – 100; соевый белок – 100; говядина – 92).

Пищевая плотность определяется количеством энергии (калорийностью) продукта на грамм веса.

У жареной картошки пищевая плотность выше, чем у помидора.

Пищевая ценность продукта — индекс, определяющий количество полезных нутриентов относительно энергетической плотности. У сгущенного молока более низкая пищевая ценность, чем у овсянки, хотя у них одинаковая калорийность.

Кроме того, необходимо учитывать белковый состав, их усвояемость из данного продукта, а также пищевую ценность всего продукта (наличие витаминов, жиров, минералов и калорийность). Например, гамбургер будет содержать много белка, но также много насыщенных жирных кислот, соответственно, его пищевая ценность будет ниже, чем у куриной грудки.

Белки из разных источников и даже разные белки из одного источника (казеин и белок из молочной сыворотки) утилизируются организмом с разной скоростью [5].

Питательные вещества, поступающие с пищей, не обладают стопроцентной усвояемостью. Степень их всасывания может существенно меняться в зависимости от физико-химического состава самого продукта и поглощаемых одновременно с ним продуктов, особенностей организма и состава кишечной микрофлоры.

Зачем мы делаем детокс?

Основная цель для детокса — выйти из зоны комфорта и попробовать новые системы питания.

Отказ от определенных продуктов дает нам возможность по-настоящему оценить влияние этих продуктов на наш организм.

Более того, очень часто, как и «печенька к чаю», употребление мяса и молочных продуктов — это привычка. У нас никогда не было возможности поисследовать их важность для нас в рационе и понять, насколько они нам нужны.

Кроме выше сказанного, большинство диетологических организаций рекомендует, чтобы в основу здорового рациона ложилось большое количество растительной пищи. Этот выход из зоны комфорта отправит вас на поиск новых вкусов и рецептов и разнообразит ваш повседневный рацион после.

За много лет исследований накопилось немалое количество научной литературы, указывающей на негативные последствия чрезмерного потребления животного белка.

В частности, результаты исследований указывают на повышенный риск сердечно-сосудистых заболеваний, остеопороза, заболеваний почек, ожирения и диабета.

При этом низкоуглеводные, но высокопротеиновые диеты, основанные на растительных источниках белка, ведут к снижению концентрации жирных кислот в крови [6] и к снижению риска сердечных заболеваний [7].

Но даже при большом желании разгрузить наш организм не стоит забывать об особенностях каждого из нас. Такое относительно резкое изменение рациона может вызвать дискомфорт или побочные эффекты, такие как вздутие (следствие большого количества растительного белка и особенности микрофлоры кишечника), слабость, головокружение. Эти симптомы, возможно, указывают на то, что такой строгий рацион не полностью подходит вам.

К чему приводят длительные белковые диеты?

Высокопротеиновые диеты ограничивают разнообразие рациона, нужного для получения организмом всех необходимых питательных веществ, и повышают риск многих хронических заболеваний.

Когда человек употребляет большое количество белка, особенно в совокупности с низким количеством углеводов, происходит расщепление жиров, в процессе которого возникают вещества под названием кетоны. Кетоны могут иметь негативное воздействие на почки, выделяющие кислоту для его нейтрализации.

Есть утверждения, что для восстановления кислотно-щелочного баланса кости скелета выделяют кальций, и поэтому повышенное вымывание кальция ассоциируется с высоким потреблением животного белка. Также белковая диета ведет к обезвоживанию и слабости, головным болям, головокружениям, плохому запаху изо рта.

Усвоение жиров

Жир, попадая в организм, проходит через желудок почти нетронутым и попадает в тонкую кишку, где есть большое количество ферментов, перерабатывающих жиры в жирные кислоты. Эти ферменты называются липазы. Они функционируют в присутствии воды, но для переработки жиров это проблематично, т. к. жиры не растворяются в воде.

Для того чтобы иметь возможность утилизировать жиры, наш организм производит желчь. Желчь разъединяет комки жира и позволяет ферментам, находящимся на поверхности тонкой кишки, расщепить триглицериды на глицерол и жирные кислоты.

Транспортеры для жирных кислот в организме называются липопротеины. Это специальные белки, способные упаковывать и транспортировать жирные кислоты и холестерин по кровеносной системе. Далее жирные кислоты упаковываются в жировых клетках в довольно компактном виде, т. к. для их комплектации (в отличие от полисахаридов и белков) не требуется вода [9].

Доля всасывания жирной кислоты зависит от того, какую позицию она занимает относительно глицерина. Важно знать, что только те жирные кислоты, которые занимают позицию Р2, хорошо всасываются. Это связано с тем, что липазы имеют разную степень воздействия на жирные кислоты в зависимости от расположения последних.

Не все поступившие с пищей жирные кислоты полностью всасываются в организме, как ошибочно полагают многие диетологи. Они могут частично или полностью не усвоиться в тонком кишечнике и быть выведены из организма.

Например, в сливочном масле 80% жирных кислот (насыщенных) находятся в позиции Р2, то есть они полностью всасываемы. Это же относится к жирам, входящим в состав молока и всех не проходящих процесс ферментации молочных продуктов.

Жирные кислоты, присутствующие в зрелых сырах (особенно сырах длительной выдержки), хоть и являются насыщенными, находятся все же в позициях Р1 и Р3, что делает их менее абсорбируемыми.

Кроме того, в большинстве своём сыры (особенно твердые) богаты кальцием. Кальций соединяется с жирными кислотами, образуя «мыла», которые не всасываются и выводятся из организма. Вызревание сыра способствует переходу входящих в него жирных кислот в положение P1 и P3, что свидетельствует о слабой их всасываемости [10].

Насыщенные жиры следует употреблять в умеренных количествах (не более 10% от общего потребления калорий в день), потому что высокое потребление насыщенных жиров повышает уровень холестерина в крови, что может вызвать блокировку в артериях и привести к болезни сердца.

Высокое потребление насыщенных жиров также коррелирует с некоторыми типами рака, включая рак толстой кишки, и инсультом.

На усвоение жирных кислот влияет их происхождение и химический состав:

— Насыщенные жирные кислоты (мясо, сало, омары, креветки, яичный желток, сливки, молоко и молочные продукты, сыр, шоколад, топленый жир, растительный шортенинг, пальмовое, кокосовое и сливочное масла), а также транс-жиры (гидрогенизированный маргарин, майонез) имеют тенденцию откладываться в жировые запасы, а не сразу сжигаться в процессе энергетического обмена.

— Мононенасыщенные жирные кислоты (мясо птицы, оливки, авокадо, кешью, арахис, арахисовое и оливковое масла) преимущественно используются непосредственно после всасывания. Кроме того, они способствуют снижению гликемии, что уменьшает выработку инсулина и тем самым ограничивает формирование жировых запасов.

— Полиненасыщенные жирные кислоты, в особенности Омега-3 (рыба, подсолнечное, льняное, рапсовое, кукурузное, хлопковое, сафлоровое и соевое масла), всегда расходуются непосредственно после всасывания, в частности, за счёт повышения пищевого термогенеза – энергозатрат организма на переваривание пищи. Кроме того, они стимулируют липолиз (расщепление и сжигание жировых отложений), способствуя тем самым похудению.

При равном калорийном составе разные типы жирных кислот имеют разное, иногда даже противоположное, влияние на метаболизм. Поэтому важно грамотно составлять свой рацион, сочетая жиры с углеводными и белковыми продуктами для правильного усвоения всех макронутриентов.

Почему мы рекомендуем есть полноценные, а не обезжиренные сыры?

В последние годы наблюдается целый ряд эпидемиологических исследований и клинических испытаний, которые ставят под сомнение предположение, что обезжиренные молочные продукты здоровее, чем полноценные. Они не просто реабилитируют молочные жиры, они все чаще находят связь между полноценными молочными продуктами и улучшением здоровья.

Недавнее исследование показало, что у женщин появление сердечно-сосудистых заболеваний полностью зависит от типа потребляемых молочных продуктов. Потребление сыра было обратно пропорционально связано с риском сердечного приступа, в то время как масло, намазанное на хлеб, повышает риск. Другое исследование показало, что ни обезжиренные, ни полные жира молочные продукты не связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Тем не менее, цельные кисломолочные продукты защищают от сердечно-сосудистых заболеваний. Молочный жир содержит более 400 «видов» жирных кислот, что делает его самым сложным естественным жиром. Не все из этих видов были изучены, но есть доказательства того, что, по крайней мере, несколько из них оказывают благотворное влияние.

Авторы: Дегтярь Елена, PhD;Кардакова Мария, MSc

Литература:

1. Mann (2007) FAO/WHO Scientific Update on carbohydrates in human nutrition: conclusions. European Journal of Clinical Nutrition 61 (Suppl 1), S132–S137
2. FAO/WHO. (1998). Carbohydrates in human nutrition. Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation (Rome, 14–18 April 1997). FAO Food and Nutrition Paper 66
3. Holt, S. H., & Brand Miller, J. (1994). Particle size, satiety and the glycaemic response. European Journal of Clinical Nutrition, 48 (7), 496–502.
4. Jenkins DJ (1987) Starchy foods and fiber: reduced rate of digestion and improved carbohydrate metabolismScand J Gastroenterol Suppl.129:132-41.
5. Boirie Y. (1997) Slow and fast dietary proteins differently modulate postprandial protein accretion. Proc Natl Acad Sci U S A. 94 (26):14930-5.
6. Jenkins DJ (2009) The effect of a plant-based low-carbohydrate («Eco-Atkins») diet on body weight and blood lipid concentrations in hyperlipidemic subjects. Arch Intern Med. 169(11):1046-54.
7. Halton, T.L., et al., Low-carbohydrate-diet score and the risk of coronary heart disease in women. N Engl J Med, 2006. 355 (19): p. 1991-2002.
8. Levine ME (2014) Low protein intake is associated with a major reduction in IGF-1, cancer, and overall mortality in the 65 and younger but not older population. Cell Metabolism 19, 407–417.
9. Popkin, BM (2012) Global nutrition transition and the pandemic of obesity in developing countries. Nutrition reviews 70 (1): pp. 3 -21.
10. Your Meta Body’s bolism

Какой основной компонент белка отличается от углеводов и жиров?

Углеводы, жиры и белки образуют группу основных питательных веществ, называемых макроэлементами. Приставка «макро» указывает на то, что вам нужны эти питательные вещества в больших количествах, что является одним из трех общих факторов, общих для этих макроэлементов. Макронутриенты также участвуют в том, что все три обеспечивают калории для получения энергии; кроме того, все они сделаны из одинаковых элементов. Однако основные строительные блоки у трех макроэлементов различаются, и белок содержит два уникальных элемента.

Сравнение компонентов

Белки, углеводы и жиры состоят из трех основных молекул: углерода, водорода и кислорода. Однако все белки содержат элемент, которого нет в углеводах и жирах — азот, а некоторые белки также содержат серу. Эти элементы сочетаются в различных количествах и формах, чтобы сформировать основные строительные блоки каждого макроэлемента. Основная единица, которая формирует все углеводы, — это моносахарид или сахар, тогда как триглицериды делают жиры и белки состоящими из аминокислот.Сера входит в состав некоторых белков через две аминокислоты: метионин и цистеин.

Строительные блоки макроэлементов

Производство энергии — это основная обязанность углеводов, но жиры и белки должны заполнить другие рабочие места. Жиры не только являются вторым источником энергии для организма, но и служат амортизаторами для органов, поддерживают клеточные мембраны и помогают усваивать витамины A, D, E и K. Несмотря на то, что белки могут обеспечивать энергию, ваше тело предпочитает использовать их для других важных работ.Белки строят все ваши ткани, включая мышцы и кожу, и производят вещества, без которых вы не можете жить, такие как гемоглобин и ферменты. Другими словами, согласно Руководству Merck по домашнему здоровью, белки являются строительными блоками для вашего тела.

Аминокислоты выполняют самые разные роли

Во время пищеварения ферменты расщепляют белки на отдельные аминокислоты, которые всасываются в кровоток. Затем клетки по всему телу используют аминокислоты для создания необходимого белка.Отдельные аминокислоты также выполняют другие роли. Некоторые аминокислоты помогают создавать нейротрансмиттеры. Например, тирозин помогает производить адреналин, а триптофан превращается в нейромедиатор серотонин, регулирующий настроение. Вашему организму также нужен тирозин для синтеза адреналина, а гистидин участвует в производстве красных и белых кровяных телец. Три аминокислоты, цистеин, глицин и глутамат, вместе образуют антиоксидант, называемый глутатионом.

2.3: Биологические молекулы — Биология LibreTexts

Большие молекулы, необходимые для жизни, которые построены из более мелких органических молекул, называются биологическими макромолекулами. Существует четыре основных класса биологических макромолекул (углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты), каждый из которых является важным компонентом клетки и выполняет широкий спектр функций. Вместе эти молекулы составляют большую часть массы клетки. Биологические макромолекулы являются органическими, что означает, что они содержат углерод (за некоторыми исключениями, например, двуокись углерода). Кроме того, они могут содержать водород, кислород, азот, фосфор, серу и дополнительные второстепенные элементы.

Углерод

Часто говорят, что жизнь «основана на углероде.Это означает, что атомы углерода, связанные с другими атомами углерода или другими элементами, образуют фундаментальные компоненты многих, если не большинства, молекул, уникальных для живых существ. Другие элементы играют важную роль в биологических молекулах, но углерод определенно квалифицируется как элемент «фундамент» для молекул в живых существах. Это связывающие свойства атомов углерода, которые ответственны за его важную роль.

Углеродное соединение

Углерод содержит четыре электрона во внешней оболочке.Следовательно, он может образовывать четыре ковалентные связи с другими атомами или молекулами. Простейшей молекулой органического углерода является метан (CH ₄), в котором четыре атома водорода связаны с атомом углерода (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Углерод может образовывать четыре ковалентные связи, образуя органическую молекулу. Самая простая молекула углерода — это метан (CH ₄), изображенный здесь.

Однако более сложные конструкции изготавливаются с использованием углерода. Любой из атомов водорода может быть заменен другим атомом углерода, ковалентно связанным с первым атомом углерода.Таким образом могут быть образованы длинные и разветвленные цепочки углеродных соединений (Рис. \ (\ PageIndex {2} \) a ). Атомы углерода могут связываться с атомами других элементов, таких как азот, кислород и фосфор (Рисунок \ (\ PageIndex {2} \) b ). Молекулы также могут образовывать кольца, которые сами могут связываться с другими кольцами (рис. \ (\ PageIndex {2} \) c ). Это разнообразие молекулярных форм объясняет разнообразие функций биологических макромолекул и в значительной степени основано на способности углерода образовывать множественные связи с самим собой и другими атомами.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): В этих примерах показаны три молекулы (обнаруженные в живых организмах), которые содержат атомы углерода, различным образом связанные с другими атомами углерода и атомами других элементов. (а) Эта молекула стеариновой кислоты имеет длинную цепочку атомов углерода. (б) Глицин, компонент белков, содержит атомы углерода, азота, кислорода и водорода. (c) Глюкоза, сахар, имеет кольцо из атомов углерода и один атом кислорода.

Углеводы

Углеводы — это макромолекулы, с которыми большинство потребителей знакомо.Чтобы похудеть, некоторые люди придерживаются «низкоуглеводной» диеты. Спортсмены, напротив, часто «нагружают углеводы» перед важными соревнованиями, чтобы убедиться, что у них достаточно энергии для соревнований на высоком уровне. Фактически, углеводы являются неотъемлемой частью нашего рациона; злаки, фрукты и овощи — все это естественные источники углеводов. Углеводы обеспечивают организм энергией, особенно через глюкозу, простой сахар. Углеводы также выполняют другие важные функции у людей, животных и растений.

Углеводы можно представить формулой (CH ₂ O) _n, где n — количество атомов углерода в молекуле. Другими словами, соотношение углерода, водорода и кислорода в молекулах углеводов составляет 1: 2: 1. Углеводы подразделяются на три подтипа: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

Моносахариды (моно- = «один»; sacchar- = «сладкий») представляют собой простые сахара, наиболее распространенным из которых является глюкоза.В моносахаридах количество атомов углерода обычно составляет от трех до шести. Большинство названий моносахаридов оканчиваются суффиксом -ose. В зависимости от количества атомов углерода в сахаре они могут быть известны как триозы (три атома углерода), пентозы (пять атомов углерода) и гексозы (шесть атомов углерода).

Моносахариды могут существовать в виде линейной цепи или кольцевых молекул; в водных растворах они обычно находятся в кольцевой форме.

Химическая формула глюкозы: C ₆ H ₁₂ O ₆.У большинства живых существ глюкоза является важным источником энергии. Во время клеточного дыхания из глюкозы выделяется энергия, которая используется для выработки аденозинтрифосфата (АТФ). Растения синтезируют глюкозу, используя углекислый газ и воду в процессе фотосинтеза, а глюкоза, в свою очередь, используется для удовлетворения потребностей растений в энергии. Избыток синтезированной глюкозы часто хранится в виде крахмала, который расщепляется другими организмами, которые питаются растениями.

Галактоза (входит в состав лактозы или молочного сахара) и фруктоза (содержится во фруктах) — другие распространенные моносахариды. Хотя глюкоза, галактоза и фруктоза имеют одинаковую химическую формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆), они различаются структурно и химически (и известны как изомеры) из-за разного расположения атомов в углеродной цепи. (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Глюкоза, галактоза и фруктоза являются изомерными моносахаридами, что означает, что они имеют одинаковую химическую формулу, но немного разные структуры.

Дисахариды (ди- = «два») образуются, когда два моносахарида подвергаются реакции дегидратации (реакция, при которой происходит удаление молекулы воды).Во время этого процесса гидроксильная группа (–ОН) одного моносахарида соединяется с атомом водорода другого моносахарида, высвобождая молекулу воды (H ₂ O) и образуя ковалентную связь между атомами в двух молекулах сахара.

Обычные дисахариды включают лактозу, мальтозу и сахарозу. Лактоза — это дисахарид, состоящий из мономеров глюкозы и галактозы. Он содержится в молоке. Мальтоза, или солодовый сахар, представляет собой дисахарид, образующийся в результате реакции дегидратации между двумя молекулами глюкозы.Наиболее распространенным дисахаридом является сахароза или столовый сахар, который состоит из мономеров глюкозы и фруктозы.

Длинная цепь моносахаридов, связанных ковалентными связями, известна как полисахарид (поли- = «много»). Цепь может быть разветвленной или неразветвленной, и она может содержать разные типы моносахаридов. Полисахариды могут быть очень большими молекулами. Крахмал, гликоген, целлюлоза и хитин являются примерами полисахаридов.

Крахмал — это хранимая в растениях форма сахаров, состоящая из амилозы и амилопектина (оба полимера глюкозы).Растения способны синтезировать глюкозу, а избыток глюкозы откладывается в виде крахмала в различных частях растений, включая корни и семена. Крахмал, который потребляется животными, расщепляется на более мелкие молекулы, такие как глюкоза. Затем клетки могут поглощать глюкозу.

Гликоген — это форма хранения глюкозы у людей и других позвоночных, состоящая из мономеров глюкозы. Гликоген является животным эквивалентом крахмала и представляет собой сильно разветвленную молекулу, обычно хранящуюся в клетках печени и мышц.Когда уровень глюкозы снижается, гликоген расщепляется с высвобождением глюкозы.

Целлюлоза — один из самых распространенных природных биополимеров. Клеточные стенки растений в основном состоят из целлюлозы, которая обеспечивает структурную поддержку клетки. Дерево и бумага в основном целлюлозные по своей природе. Целлюлоза состоит из мономеров глюкозы, которые связаны связями между определенными атомами углерода в молекуле глюкозы.

Каждый второй мономер глюкозы в целлюлозе переворачивается и плотно упаковывается в виде удлиненных длинных цепей.Это придает целлюлозе жесткость и высокую прочность на разрыв, что так важно для растительных клеток. Целлюлоза, проходящая через нашу пищеварительную систему, называется пищевыми волокнами. Хотя связи глюкозы и глюкозы в целлюлозе не могут быть разрушены пищеварительными ферментами человека, травоядные животные, такие как коровы, буйволы и лошади, способны переваривать траву, богатую целлюлозой, и использовать ее в качестве источника пищи. У этих животных определенные виды бактерий обитают в рубце (часть пищеварительной системы травоядных) и секретируют фермент целлюлазу.В аппендиксе также содержатся бактерии, которые расщепляют целлюлозу, что придает ей важную роль в пищеварительной системе жвачных животных. Целлюлазы могут расщеплять целлюлозу на мономеры глюкозы, которые могут использоваться животным в качестве источника энергии.

Углеводы выполняют другие функции у разных животных. У членистоногих, таких как насекомые, пауки и крабы, есть внешний скелет, называемый экзоскелетом, который защищает их внутренние части тела. Этот экзоскелет состоит из биологической макромолекулы хитина, азотистого углевода.Он состоит из повторяющихся единиц модифицированного сахара, содержащего азот.

Таким образом, из-за различий в молекулярной структуре углеводы могут выполнять самые разные функции хранения энергии (крахмал и гликоген), а также структурной поддержки и защиты (целлюлоза и хитин) (Рисунок \ (\ PageIndex {4} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Хотя их структура и функции различаются, все полисахаридные углеводы состоят из моносахаридов и имеют химическую формулу (CH ₂ O) n .

КАРЬЕРА В ДЕЙСТВИИ: дипломированный диетолог

Ожирение является проблемой здравоохранения во всем мире, и многие болезни, такие как диабет и болезни сердца, становятся все более распространенными из-за ожирения. Это одна из причин, почему к зарегистрированным диетологам все чаще обращаются за советом. Зарегистрированные диетологи помогают планировать пищевые продукты и программы питания для людей в различных условиях. Они часто работают с пациентами в медицинских учреждениях, разрабатывая планы питания для профилактики и лечения заболеваний. Например, диетологи могут научить пациента с диабетом контролировать уровень сахара в крови, употребляя в пищу правильные типы и количества углеводов. Диетологи также могут работать в домах престарелых, школах и частных клиниках.

Чтобы стать дипломированным диетологом, нужно получить как минимум степень бакалавра в области диетологии, питания, пищевых технологий или в смежных областях. Кроме того, дипломированные диетологи должны пройти программу стажировки под руководством и сдать национальный экзамен. Те, кто занимается диетологией, проходят курсы по питанию, химии, биохимии, биологии, микробиологии и физиологии человека.Диетологи должны стать экспертами в химии и функциях пищи (белков, углеводов и жиров).

Липиды

Липиды включают разнообразную группу соединений, объединенных общим признаком. Липиды гидрофобны («водобоязненные») или нерастворимы в воде, потому что они неполярные молекулы. Это потому, что они являются углеводородами, которые включают только неполярные углерод-углеродные или углерод-водородные связи. Липиды выполняют в клетке множество различных функций. Клетки хранят энергию для длительного использования в виде липидов, называемых жирами.Липиды также обеспечивают изоляцию растений и животных от окружающей среды (Рисунок \ (\ PageIndex {5} \)). Например, они помогают водным птицам и млекопитающим оставаться сухими из-за их водоотталкивающих свойств. Липиды также являются строительными блоками многих гормонов и важной составляющей плазматической мембраны. Липиды включают жиры, масла, воски, фосфолипиды и стероиды.

Рисунок \ (\ PageIndex {5} \): Гидрофобные липиды в мехе водных млекопитающих, таких как речная выдра, защищают их от непогоды.(кредит: Кен Босма)

Молекула жира, такая как триглицерид, состоит из двух основных компонентов — глицерина и жирных кислот. Глицерин — это органическое соединение с тремя атомами углерода, пятью атомами водорода и тремя гидроксильными (–OH) группами. Жирные кислоты имеют длинную цепь углеводородов, к которой присоединена кислая карбоксильная группа, отсюда и название «жирная кислота». Количество атомов углерода в жирной кислоте может составлять от 4 до 36; наиболее распространены те, которые содержат 12–18 атомов углерода. В молекуле жира жирная кислота присоединена к каждому из трех атомов кислорода в группах –OH молекулы глицерина ковалентной связью (рисунок \ (\ PageIndex {6} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): Липиды включают жиры, такие как триглицериды, которые состоят из жирных кислот и глицерина, фосфолипидов и стероидов.

Во время образования этой ковалентной связи высвобождаются три молекулы воды. Три жирные кислоты в жире могут быть похожими или разными. Эти жиры также называют триглицеридами, потому что они содержат три жирные кислоты. Некоторые жирные кислоты имеют общие названия, указывающие на их происхождение. Например, пальмитиновая кислота, насыщенная жирная кислота, получают из пальмы.Арахидовая кислота получена из Arachis hypogaea , научного названия арахиса.

Жирные кислоты могут быть насыщенными и ненасыщенными. В цепи жирной кислоты, если есть только одинарные связи между соседними атомами углерода в углеводородной цепи, жирная кислота является насыщенной. Насыщенные жирные кислоты насыщены водородом; другими словами, количество атомов водорода, прикрепленных к углеродному скелету, максимально.

Когда углеводородная цепь содержит двойную связь, жирная кислота является ненасыщенной жирной кислотой.

Большинство ненасыщенных жиров являются жидкими при комнатной температуре и называются маслами. Если в молекуле есть одна двойная связь, то он известен как мононенасыщенный жир (например, оливковое масло), а если имеется более одной двойной связи, то он известен как полиненасыщенный жир (например, масло канолы).

Насыщенные жиры плотно упаковываются и остаются твердыми при комнатной температуре. Животные жиры со стеариновой кислотой и пальмитиновой кислотой, содержащиеся в мясе, и жир с масляной кислотой, содержащиеся в масле, являются примерами насыщенных жиров.Млекопитающие хранят жиры в специализированных клетках, называемых адипоцитами, где жировые шарики занимают большую часть клетки. У растений жир или масло хранятся в семенах и используются в качестве источника энергии во время эмбрионального развития.

Ненасыщенные жиры или масла обычно растительного происхождения и содержат ненасыщенные жирные кислоты. Двойная связь вызывает изгиб или «перегиб», который препятствует плотной упаковке жирных кислот, сохраняя их в жидком состоянии при комнатной температуре. Оливковое масло, кукурузное масло, масло канолы и жир печени трески являются примерами ненасыщенных жиров.Ненасыщенные жиры помогают повысить уровень холестерина в крови, тогда как насыщенные жиры способствуют образованию бляшек в артериях, что увеличивает риск сердечного приступа.

В пищевой промышленности масла искусственно гидрогенизируются для придания им полутвердого состояния, что приводит к меньшей порче и увеличению срока хранения. Проще говоря, газообразный водород пропускают через масла, чтобы отвердить их. Во время этого процесса гидрирования двойные связи цис -конформации в углеводородной цепи могут быть преобразованы в двойные связи в транс -конформации. Это образует транс- -жир из -цис- -жира. Ориентация двойных связей влияет на химические свойства жира (Рисунок \ (\ PageIndex {7} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): В процессе гидрогенизации ориентация двойных связей изменяется, в результате чего из цис-жира образуется трансжир. Это изменяет химические свойства молекулы.

Маргарин, некоторые виды арахисового масла и шортенинг являются примерами искусственно гидрогенизированных транс -жиров.Недавние исследования показали, что увеличение транс -жиров в рационе человека может привести к увеличению уровня липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) или «плохого» холестерина, что, в свою очередь, может привести к отложению бляшек в организме человека. артерии, что приводит к болезни сердца. Многие рестораны быстрого питания недавно отказались от использования жиров транс и , а на этикетках пищевых продуктов США теперь требуется указывать содержание жира транс .

Незаменимые жирные кислоты — это жирные кислоты, которые необходимы, но не синтезируются человеческим организмом.Следовательно, их необходимо дополнять с помощью диеты. Омега-3 жирные кислоты попадают в эту категорию и являются одной из двух известных незаменимых жирных кислот для человека (другая — омега-6 жирные кислоты). Они представляют собой тип полиненасыщенных жиров и называются омега-3 жирными кислотами, потому что третий углерод на конце жирной кислоты участвует в двойной связи.

Лосось, форель и тунец являются хорошими источниками жирных кислот омега-3. Жирные кислоты омега-3 важны для работы мозга, нормального роста и развития.Они также могут предотвратить сердечные заболевания и снизить риск рака.

Как и углеводы, жиры получили широкую огласку. Это правда, что чрезмерное употребление жареной и другой «жирной» пищи приводит к увеличению веса. Однако жиры выполняют важные функции. Жиры служат долгосрочным накопителем энергии. Они также обеспечивают изоляцию тела. Поэтому «здоровые» ненасыщенные жиры в умеренных количествах следует употреблять регулярно.

Фосфолипиды являются основным компонентом плазматической мембраны.Как и жиры, они состоят из цепей жирных кислот, прикрепленных к глицерину или подобной основной цепи. Однако вместо трех жирных кислот есть две жирные кислоты, а третий углерод глицериновой цепи связан с фосфатной группой. Фосфатная группа модифицируется добавлением спирта.

Фосфолипид имеет как гидрофобные, так и гидрофильные участки. Цепи жирных кислот гидрофобны и исключаются из воды, тогда как фосфат гидрофильный и взаимодействует с водой.

Клетки окружены мембраной, которая имеет бислой фосфолипидов. Жирные кислоты фосфолипидов обращены внутрь, вдали от воды, тогда как фосфатная группа может быть обращена либо к внешней среде, либо к внутренней части клетки, которые оба являются водными.

Стероиды и воски

В отличие от фосфолипидов и жиров, рассмотренных ранее, стероиды имеют кольцевую структуру. Хотя они не похожи на другие липиды, они сгруппированы с ними, потому что они также гидрофобны.Все стероиды имеют четыре связанных углеродных кольца, а некоторые из них, как и холестерин, имеют короткий хвост.

Холестерин — стероид. Холестерин в основном синтезируется в печени и является предшественником многих стероидных гормонов, таких как тестостерон и эстрадиол. Он также является предшественником витаминов Е и К. Холестерин является предшественником солей желчных кислот, которые помогают в расщеплении жиров и их последующем усвоении клетками. Хотя о холестерине часто говорят отрицательно, он необходим для правильного функционирования организма.Это ключевой компонент плазматических мембран клеток животных.

Воски состоят из углеводородной цепи со спиртовой (–OH) группой и жирной кислотой. Примеры восков животного происхождения включают пчелиный воск и ланолин. У растений также есть воск, например покрытие на листьях, которое помогает предотвратить их высыхание.

КОНЦЕПЦИЯ В ДЕЙСТВИИ

Чтобы получить дополнительную информацию о липидах, исследуйте «Биомолекулы: Липиды» с помощью этой интерактивной анимации.

Белки

Белки являются одними из наиболее распространенных органических молекул в живых системах и обладают самым разнообразным набором функций среди всех макромолекул.Белки могут быть структурными, регуляторными, сократительными или защитными; они могут служить для транспортировки, хранения или перепонки; или они могут быть токсинами или ферментами. Каждая клетка живой системы может содержать тысячи различных белков, каждый из которых выполняет уникальную функцию. Их структуры, как и их функции, сильно различаются. Однако все они представляют собой полимеры аминокислот, расположенных в линейной последовательности.

Функции белков очень разнообразны, потому что существует 20 различных химически различных аминокислот, которые образуют длинные цепи, и аминокислоты могут располагаться в любом порядке.Например, белки могут функционировать как ферменты или гормоны. Ферменты, которые вырабатываются живыми клетками, являются катализаторами биохимических реакций (например, пищеварения) и обычно являются белками. Каждый фермент специфичен для субстрата (реагента, который связывается с ферментом), на который он действует. Ферменты могут разрушать молекулярные связи, переупорядочивать связи или образовывать новые связи. Примером фермента является амилаза слюны, которая расщепляет амилозу, компонент крахмала.

Гормоны — это химические сигнальные молекулы, обычно белки или стероиды, секретируемые эндокринной железой или группой эндокринных клеток, которые контролируют или регулируют определенные физиологические процессы, включая рост, развитие, метаболизм и размножение.Например, инсулин — это белковый гормон, который поддерживает уровень глюкозы в крови.

Белки имеют разную форму и молекулярную массу; некоторые белки имеют глобулярную форму, тогда как другие имеют волокнистую природу. Например, гемоглобин — это глобулярный белок, а коллаген, обнаруженный в нашей коже, — это волокнистый белок. Форма белка имеет решающее значение для его функции. Изменения температуры, pH и воздействие химикатов могут привести к необратимым изменениям формы белка, что приведет к потере функции или денатурации (более подробно это будет обсуждаться позже). Все белки состоят из 20 одних и тех же аминокислот по-разному.

Аминокислоты — это мономеры, из которых состоят белки. Каждая аминокислота имеет одинаковую фундаментальную структуру, которая состоит из центрального атома углерода, связанного с аминогруппой (–NH ₂), карбоксильной группы (–COOH) и атома водорода. Каждая аминокислота также имеет другой вариабельный атом или группу атомов, связанных с центральным атомом углерода, известную как группа R. Группа R — единственное различие в структуре между 20 аминокислотами; в противном случае аминокислоты идентичны (Рисунок \ (\ PageIndex {8} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {8} \): Аминокислоты состоят из центрального углерода, связанного с аминогруппой (–NH ₂), карбоксильной группой (–COOH) и атомом водорода. Четвертая связь центрального углерода варьируется среди различных аминокислот, как видно из этих примеров аланина, валина, лизина и аспарагиновой кислоты.

Химическая природа группы R определяет химическую природу аминокислоты в ее белке (то есть, является ли она кислотной, основной, полярной или неполярной).

Последовательность и количество аминокислот в конечном итоге определяют форму, размер и функцию белка. Каждая аминокислота присоединена к другой аминокислоте ковалентной связью, известной как пептидная связь, которая образуется в результате реакции дегидратации. Карбоксильная группа одной аминокислоты и аминогруппа второй аминокислоты объединяются, высвобождая молекулу воды. Полученная связь представляет собой пептидную связь.

Продукты, образованные такой связью, называются полипептидами. Хотя термины полипептид и белок иногда используются взаимозаменяемо, полипептид технически представляет собой полимер аминокислот, тогда как термин белок используется для полипептида или полипептидов, которые объединились вместе, имеют различную форму и имеют уникальную функцию.

ЭВОЛЮЦИЯ В ДЕЙСТВИИ: Эволюционное значение цитохрома c

Цитохром c — важный компонент молекулярного механизма, который извлекает энергию из глюкозы. Поскольку роль этого белка в производстве клеточной энергии имеет решающее значение, за миллионы лет он очень мало изменился. Секвенирование белков показало, что существует значительное сходство последовательностей между молекулами цитохрома с разных видов; эволюционные отношения можно оценить путем измерения сходства или различий между белковыми последовательностями различных видов.

Например, ученые определили, что цитохром с человека содержит 104 аминокислоты. Для каждой молекулы цитохрома с, которая к настоящему времени была секвенирована у разных организмов, 37 из этих аминокислот находятся в одном и том же положении в каждом цитохроме с. Это указывает на то, что все эти организмы произошли от общего предка. При сравнении последовательностей белков человека и шимпанзе различий в последовательностях не обнаружено. При сравнении последовательностей человека и макаки-резуса было обнаружено единственное различие в одной аминокислоте.Напротив, сравнение человека и дрожжей показывает разницу в 44 аминокислотах, предполагая, что люди и шимпанзе имеют более недавнего общего предка, чем люди и макака-резус или люди и дрожжи.

Структура белка

Как обсуждалось ранее, форма белка имеет решающее значение для его функции. Чтобы понять, как белок приобретает свою окончательную форму или конформацию, нам необходимо понять четыре уровня структуры белка: первичный, вторичный, третичный и четвертичный (рисунок \ (\ PageIndex {9} \)).

Уникальная последовательность и количество аминокислот в полипептидной цепи — это ее первичная структура. Уникальная последовательность каждого белка в конечном итоге определяется геном, кодирующим этот белок. Любое изменение в последовательности гена может привести к добавлению другой аминокислоты к полипептидной цепи, вызывая изменение структуры и функции белка. При серповидно-клеточной анемии β-цепь гемоглобина имеет единственную аминокислотную замену, вызывающую изменение как структуры, так и функции белка.Что наиболее примечательно, так это то, что молекула гемоглобина состоит из двух альфа-цепей и двух бета-цепей, каждая из которых состоит примерно из 150 аминокислот. Таким образом, молекула содержит около 600 аминокислот. Структурное различие между нормальной молекулой гемоглобина и молекулой серповидных клеток, которое резко снижает продолжительность жизни у пораженных людей, состоит в одной из 600 аминокислот.

Из-за этого изменения одной аминокислоты в цепи обычно двояковогнутые или дискообразные эритроциты принимают форму полумесяца или «серпа», что закупоривает артерии.Это может привести к множеству серьезных проблем со здоровьем, таких как одышка, головокружение, головные боли и боли в животе у людей, страдающих этим заболеванием.

Паттерны сворачивания, возникающие в результате взаимодействий между частями аминокислот, не принадлежащих к R-группам, приводят к вторичной структуре белка. Наиболее распространены альфа (α) -спиральные и бета (β) -пластинчатые листовые структуры. Обе структуры удерживаются в форме водородными связями. В альфа-спирали связи образуются между каждой четвертой аминокислотой и вызывают поворот аминокислотной цепи.

В β-складчатом листе «складки» образованы водородными связями между атомами в основной цепи полипептидной цепи. Группы R прикреплены к атомам углерода и проходят выше и ниже складок складки. Гофрированные сегменты выровнены параллельно друг другу, а водородные связи образуются между одинаковыми парами атомов на каждой из выровненных аминокислот. Структуры α-спирали и β-складчатых листов обнаруживаются во многих глобулярных и волокнистых белках.

Уникальная трехмерная структура полипептида известна как его третичная структура.Эта структура вызвана химическим взаимодействием между различными аминокислотами и участками полипептида. В первую очередь, взаимодействия между группами R создают сложную трехмерную третичную структуру белка. Могут быть ионные связи, образованные между группами R на разных аминокислотах, или водородные связи, помимо тех, которые участвуют во вторичной структуре. Когда происходит сворачивание белка, гидрофобные группы R неполярных аминокислот лежат внутри белка, тогда как гидрофильные группы R лежат снаружи. Первые типы взаимодействий также известны как гидрофобные взаимодействия.

В природе некоторые белки образованы из нескольких полипептидов, также известных как субъединицы, и взаимодействие этих субъединиц образует четвертичную структуру. Слабые взаимодействия между субъединицами помогают стабилизировать общую структуру. Например, гемоглобин представляет собой комбинацию четырех полипептидных субъединиц.

Рисунок \ (\ PageIndex {9} \): На этих иллюстрациях можно увидеть четыре уровня структуры белка.(кредит: модификация работы Национального института исследования генома человека)

Каждый белок имеет свою уникальную последовательность и форму, которые удерживаются вместе за счет химических взаимодействий. Если белок подвержен изменениям температуры, pH или воздействию химикатов, структура белка может измениться, потеряв свою форму в результате так называемой денатурации, как обсуждалось ранее. Денатурация часто обратима, поскольку первичная структура сохраняется, если денатурирующий агент удаляется, позволяя белку возобновить свою функцию. Иногда денатурация необратима, что приводит к потере функции. Один из примеров денатурации белка можно увидеть, когда яйцо жарят или варят. Белок альбумина в жидком яичном белке денатурируется при помещении на горячую сковороду, превращаясь из прозрачного вещества в непрозрачное белое вещество. Не все белки денатурируются при высоких температурах; например, бактерии, которые выживают в горячих источниках, имеют белки, адаптированные для работы при этих температурах.

КОНЦЕПЦИЯ В ДЕЙСТВИИ

Чтобы получить дополнительную информацию о белках, исследуйте «Биомолекулы: Белки» с помощью этой интерактивной анимации.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты являются ключевыми макромолекулами в непрерывной жизни. Они несут генетический план клетки и несут инструкции для функционирования клетки.

Двумя основными типами нуклеиновых кислот являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). ДНК — это генетический материал, содержащийся во всех живых организмах, от одноклеточных бактерий до многоклеточных млекопитающих.

Другой тип нуклеиновой кислоты, РНК, в основном участвует в синтезе белка.Молекулы ДНК никогда не покидают ядро, а вместо этого используют посредника РНК для связи с остальной частью клетки. Другие типы РНК также участвуют в синтезе белка и его регуляции.

ДНК и РНК состоят из мономеров, известных как нуклеотиды. Нуклеотиды объединяются друг с другом с образованием полинуклеотида, ДНК или РНК. Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов: азотистого основания, пентозного (пятиуглеродного) сахара и фосфатной группы (рисунок \ (\ PageIndex {10} \)). Каждое азотистое основание в нуклеотиде присоединено к молекуле сахара, которая присоединена к фосфатной группе.

Рисунок \ (\ PageIndex {10} \): Нуклеотид состоит из трех компонентов: азотистого основания, пентозного сахара и фосфатной группы.

Двойная спиральная структура ДНК

ДНК

имеет двойную спиральную структуру (рисунок \ (\ PageIndex {11} \)). Он состоит из двух цепей или полимеров нуклеотидов. Нити образованы связями между фосфатными и сахарными группами соседних нуклеотидов. Нити связаны друг с другом в своих основаниях водородными связями, и нити наматываются друг на друга по своей длине, отсюда и описание «двойной спирали», что означает двойную спираль.

Рисунок \ (\ PageIndex {11} \): Модель двойной спирали показывает ДНК как две параллельные нити переплетающихся молекул. (кредит: Джером Уокер, Деннис Митс)

Чередующиеся сахарные и фосфатные группы лежат на внешней стороне каждой цепи, образуя основу ДНК. Азотистые основания сложены внутри, как ступени лестницы, и эти основания соединяются в пару; пары связаны друг с другом водородными связями. Основания спариваются таким образом, чтобы расстояние между скелетами двух цепей было одинаковым по всей длине молекулы.

Сводка

Живые существа основаны на углероде, потому что углерод играет такую важную роль в химии живых существ. Четыре позиции ковалентной связи атома углерода могут дать начало широкому разнообразию соединений с множеством функций, что объясняет важность углерода для живых существ. Углеводы — это группа макромолекул, которые являются жизненно важным источником энергии для клетки, обеспечивают структурную поддержку многих организмов и могут быть обнаружены на поверхности клетки в качестве рецепторов или для распознавания клеток.Углеводы классифицируются как моносахариды, дисахариды и полисахариды, в зависимости от количества мономеров в молекуле.

Липиды — это класс макромолекул, которые по своей природе неполярны и гидрофобны. Основные типы включают жиры и масла, воски, фосфолипиды и стероиды. Жиры и масла представляют собой запасенную форму энергии и могут включать триглицериды. Жиры и масла обычно состоят из жирных кислот и глицерина.

Белки — это класс макромолекул, которые могут выполнять широкий спектр функций для клетки.Они помогают метаболизму, обеспечивая структурную поддержку и действуя как ферменты, переносчики или гормоны. Строительными блоками белков являются аминокислоты. Белки организованы на четырех уровнях: первичный, вторичный, третичный и четвертичный. Форма и функция белка неразрывно связаны; любое изменение формы, вызванное изменениями температуры, pH или химического воздействия, может привести к денатурации белка и потере функции.

Нуклеиновые кислоты — это молекулы, состоящие из повторяющихся единиц нуклеотидов, которые направляют клеточную деятельность, такую как деление клеток и синтез белка.Каждый нуклеотид состоит из пентозного сахара, азотистого основания и фосфатной группы. Есть два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК.

Глоссарий

аминокислота: мономер протеина

углевод: — биологическая макромолекула, в которой соотношение углерода, водорода и кислорода составляет 1: 2: 1; углеводы служат источниками энергии и структурной поддержкой в клетках

целлюлоза: полисахарид, который составляет клеточные стенки растений и обеспечивает структурную поддержку клетки

хитин: вид углеводов, образующих внешний скелет членистоногих, таких как насекомые и ракообразные, и клеточные стенки грибов

денатурация: потеря формы белка в результате изменений температуры, pH или воздействия химических веществ

дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК): двухцепочечный полимер нуклеотидов, несущий наследственную информацию клетки

дисахарид: два мономера сахара, которые связаны между собой пептидной связью

фермент: катализатор биохимической реакции, который обычно представляет собой сложный или конъюгированный белок

жир: молекула липида, состоящая из трех жирных кислот и глицерина (триглицерида), которая обычно существует в твердой форме при комнатной температуре

гликоген: запасной углевод у животных

гормон: химическая сигнальная молекула, обычно белок или стероид, секретируемая эндокринной железой или группой эндокринных клеток; действия по контролю или регулированию определенных физиологических процессов

липиды: Класс неполярных и нерастворимых в воде макромолекул

макромолекула: большая молекула, часто образованная полимеризацией более мелких мономеров

моносахарид: одно звено или мономер углеводов

нуклеиновая кислота: биологическая макромолекула, которая несет генетическую информацию клетки и несет инструкции для функционирования клетки

нуклеотид: мономер нуклеиновых кислот; содержит пентозный сахар, фосфатную группу и азотистое основание

масло: ненасыщенный жир, представляющий собой жидкость при комнатной температуре

фосфолипид: основная составляющая мембран клеток; состоит из двух жирных кислот и фосфатной группы, присоединенной к основной цепи глицерина

полипептид: длинная цепь аминокислот, связанных пептидными связями

полисахарид: длинная цепь моносахаридов; могут быть разветвленными и неразветвленными

белок: биологическая макромолекула, состоящая из одной или нескольких цепочек аминокислот

рибонуклеиновая кислота (РНК): однонитевой полимер нуклеотидов, участвующий в синтезе белка

насыщенная жирная кислота: длинноцепочечный углеводород с одинарными ковалентными связями в углеродной цепи; количество атомов водорода, прикрепленных к углеродному скелету, максимально

крахмал: запасной углевод в растениях

стероид: Тип липида, состоящего из четырех конденсированных углеводородных колец

транс жир: форма ненасыщенного жира с атомами водорода, соседствующими с двойной связью, напротив друг друга, а не на одной стороне двойной связи

триглицерид: молекула жира; состоит из трех жирных кислот, связанных с молекулой глицерина

ненасыщенная жирная кислота: длинноцепочечный углеводород, имеющий одну или несколько двойных связей в углеводородной цепи

Авторы и авторство

Что за здоровье: плохо ли сочетать углеводы, жиры и белки в каждом приеме пищи? — Факультет здоровья и поведенческих наук

Объединение углеводов, жиров и белков в каждом приёме пищи обычно называют термином «комбинирование пищевых продуктов», при этом теория гласит, что если вы пропускаете определенные продукты в разное время, это обеспечит эффективное пищеварение, снизить риск заболевания и накопление токсинов.

Теория основана на том, что белки (мясо, птица, рыба, яйца) требуют кислой среды для денатурации, тогда как крахмалистые углеводы (рис, макароны, хлеб, картофель) нуждаются в щелочной среде. Другие правила включают в себя отказ от жиров с белком и употребление фруктов / молочных продуктов только натощак. Сторонники диеты утверждают, что если законы не соблюдаются, у вас будут проблемы с пищеварением из-за частично непереваренной пищи, которая «гниет» или «разлагается», вызывая вздутие живота, запор, газы или диарею.

Предлагаемые преимущества «комбинирования пищи» заключаются в том, что они помогают пищеварению, снижению веса, увеличению энергии, улучшению состояния кожи и лучшему усвоению питательных веществ.

Но действительно ли работает «комбинирование еды»? На базовом уровне это звучит неплохо, однако подтверждается лишь анекдотическими доказательствами. Нет никаких доказательств, подтверждающих такие утверждения. Насколько мне известно, только два исследования изучали преимущества «комбинирования продуктов» по сравнению со сбалансированным питанием с использованием веса тела в качестве критерия результата. При подборе калорийности «комбинированная диета» не приводило к дополнительной потере веса и жира в обоих исследованиях (см. Golay et al., 2000 и Damayanti et al., 2013).

Другой серьезный недостаток — непонимание основ биохимии и физиологии пищеварения человека. Наша пищеварительная система сложна, она может выполнять несколько задач одновременно, а пищеварение происходит не только в желудке, но и в других областях — на самом деле, большая часть его происходит в тонком кишечнике. Пищеварение начинается во рту, продолжается в желудке, тонкой кишке и даже частично в толстой кишке. Иногда пищеварение может даже идти из желудка и тонкого кишечника обратно в рот и обратно в желудок — как при расщеплении нитратов.Кроме того, это намного сложнее, чем сказать, что белок требует кислой среды для пищеварения, а углеводы требуют более основных и, следовательно, в сочетании друг с другом нейтрализуют.

Пищеварительная система человека очень грамотно обрабатывает все пищевые комбинации, и это потому, что наша диета была основана на цельных продуктах. Смесь содержится в нежирном мясе, которое содержит белок, но также и немного жира. Овощи обычно считаются углеводными продуктами, но также содержат белок. Фактически, витамины и минералы могут улучшить усвоение в сочетании.Например, потребление мяса, рыбы и птицы может увеличить абсорбцию железа из растительной пищи, потребляемой одновременно.

В заключение, «комбинирование продуктов питания» не подтверждено доказательствами, однако, если человек выбирает эту диету, это не должно быть плохой новостью. Выбор диеты, которая способствует более глубокому пониманию, может заставить человека сосредоточиться на своих пищевых привычках. Он создает структуру, к которой нужно прилипать, и, если она выполняется без каких-либо ограничений, может побудить их придерживаться здоровой диеты.В конечном счете, когда дело доходит до нашей диеты, употребление разнообразных здоровых продуктов из каждой из пяти пищевых групп (зерновые (злаковые) продукты — в основном цельнозерновые; овощи и бобовые / бобы; фрукты; молочные продукты с пониженным содержанием жира; нежирное мясо и птица. , рыба, яйца, тофу, орехи и семена) в рекомендуемых количествах способствует хорошему здоровью и снижает риск заболеваний (см. NHMRC, 2013).

АВТОР: Ник МакМахон — кандидат наук в Школе гуманитарных наук и питания UQ.Его исследование направлено на понимание того, как лучше всего использовать диетические нитратные добавки безопасным и эффективным образом для повышения работоспособности.

атомов и молекул — введение белков, углеводов и жиров в продукты питания

Что вы увидите, когда увеличите масштаб изображения еды? Первое, что вы заметите, — это детали во всех сложных структурах пищи. Приближаясь, вы, вероятно, наткнетесь на какие-то клетки. Если вы «присмотритесь» еще ближе, то увидите, что эти клетки снова состоят из множества разных молекул.И эти молекулы снова состоят из атомов.

Эти молекулы и атомы образуют нашу пищу, они определяют структуру вашей пищи, питательную ценность и тип реакций, которые могут возникнуть во время приготовления или обработки. Понимание этих атомов и молекул в определенной степени наверняка поможет вам понять вашу пищу и более подробные сообщения в нашем блоге, в которых мы иногда склонны предполагать определенные знания.

Если слова, молекулы и атомы пугают вас, продолжайте читать, мы объясним, что это такое и как они работают, и познакомим вас с тремя очень важными группами молекул: углеводами, белками и жирами.В конце этого поста химия уже не должна звучать так страшно :-).

Хотите узнать больше об этих фундаментальных концепциях науки о продуктах питания? Взгляните на наш курс «Основы пищевой химии», мы собрали все основы вместе с тестами и слайд-шоу, чтобы помочь вам понять основы еще лучше!

Представляем: Атомы в продуктах питания

Пищевая химия часто начинается с атомов, атомы образуют молекулы, и именно эти молекулы мы изучаем в пищевой химии.Итак, мы начнем эту серию «Основы пищевой химии» с атомов.

Атомы — это строительные блоки молекул, все в этом мире построено из атомов. Атомы нельзя увидеть в световой микроскоп, они очень-очень маленькие, обычно 1 миллиардная метра!

Существуют разные типы атомов (мы вернемся к этому позже), но каждый тип атома построен одинаково. Основными строительными блоками всех атомов являются три основных элемента: протоны, нейтроны и электроны.У разных типов атомов будет разное количество этих строительных блоков, но они будут содержать один и тот же тип строительных блоков.

Протоны, нейтроны и электроны

Важной концепцией этих трех строительных блоков является то, что каждый из них имеет электрический заряд. Протоны имеют положительный заряд, электроны отрицательно заряжены, а нейтроны не имеют заряда, как говорит их название, они нейтральны.

Протоны и нейтрон атома образуют центр (ядро) атома, отрицательно заряжающие электроны плавают вокруг этого центра на немного большем расстоянии.Электроны малы по сравнению с протонами и нейтронами. Поскольку они уплывают от ядра, их легче обменивать между атомами. Они играют важную роль в химических реакциях и при создании молекул.

Роль протонов: определить элемент

Число протонов в атоме определяет, какой тип атома мы рассматриваем. Эти типы атомов также называются «элементами». В мире ограниченное количество элементов (или типов атомов), всего 118.Все они сгруппированы в так называемой таблице периодов элементов, о которой вы, возможно, слышали на уроках химии. Самый простой элемент имеет только один протон, каждый последующий элемент имеет один дополнительный протон, вплоть до этого 118.

В то время как электроны можно обменять довольно легко, это не относится к протонам и нейтронам. Есть реакции, в которых они обмениваются, но в большинстве случаев пищевой химии этого не происходит (подумайте: ядерная химия).

Мы рассмотрим элементы, наиболее часто встречающиеся в продуктах питания (к счастью, это не все 118), в дальнейшем в этом посте, но в качестве введения полезно получить представление о том, какие элементы вообще существуют. Что может быть лучше, чем через песню?

Нейтроны определяют изотоп

Итак, электроны «кружатся» вокруг ядра протонов и нейтронов и играют важную роль в химических реакциях. Число протонов определяет элемент, так что же делают нейтроны? Количество нейтронов определяет изотоп элемента. Для продуктов питания это не очень актуально, но для ядерной химии это очень важное понятие. По этой причине мы не будем больше обсуждать это здесь.

Наиболее распространенные элементы (типы атомов) в продуктах питания

Поскольку существует 118 элементов, химики должны были найти удобный способ дать им имена. Постоянное использование их полных имен могло бы сбить с толку, особенно когда мы начинаем описывать молекулы, которые снова состоят из атомов. Следовательно, каждый элемент имеет собственное сокращение из одной, двух или трех букв (как вы могли видеть в фильме о периодической системе).

В пище есть относительно небольшое количество обычных атомов. Четыре из них особенно распространены: углерод, кислород, азот и водород.Обсудим самые важные из них:

Углерод (C): это строительный блок большинства молекул, которые встречаются в пище. Это важно для жиров, углеводов и белков. Без углерода не может образоваться большинство молекул в пище.
Кислород (O): кислород особенно хорошо участвует во всех видах химических реакций. Кислород имеет довольно много доступных электронов, которые часто используются для присоединения двух молекул друг к другу или разделения молекул на части.
Азот (N): этот атом необходим для создания белков. Без азота белки не могли бы образоваться. Группа азота также является обычным местом для протекания реакций.
Водород (H): вероятно, наиболее распространенный атом, однако не так интересен в большинстве систем. Водород часто «заполняет» пустоты в молекулах. Вы увидите, что если мы обсудим кислоты и основания, это действительно очень важный атом!

После четырех «больших» атомов стоит обсудить еще несколько:

Фосфор (P) и сера (S): часто играют интересную роль в химии белков.
Натрий (Na) и хлорид (Cl): вы слышали о соли, которая по сути представляет собой комбинацию этих двух, то есть натрия и хлорида!
Кальций (Ca): важный минерал для ваших костей.

Молекулы

Молекулы — это более крупные структуры атомов, которые вступили в реакцию друг с другом с образованием стабильного компонента. Большинство атомов нестабильны сами по себе, вы не найдете чистый атом кислорода в воздухе, вместо этого два атома кислорода прореагируют с образованием одной молекулы кислорода (O ₂).То же самое и с водородом (H ₂).

Мы используем только что выученные сокращения атомов, чтобы указать, какие из этих атомов все присутствуют в молекуле. Каждая молекула представляет собой разную комбинацию этих атомов. Атомы будут прикреплены друг к другу по-разному и в разном порядке.

Молекулы представлены буквами атомов, из которых они построены, и маленьким нижним индексом, указывающим, сколько таких атомов присутствует в молекуле (как я сделал для молекул кислорода и водорода).Для химиков эти молекулярные формулы необходимы для описания процессов, которые они изучают.

В отдельном посте мы обсудим эти формулы более подробно.

Строение молекул

Очень полезно знать, какие атомы присутствуют в молекуле. Однако это не дает химикам полную картину. Вместо этого вам также необходимо знать, как эти атомы связаны друг с другом. То, как атомы прикреплены друг к другу, сильно влияет на то, как они будут реагировать.

Существуют молекулы, которые могут иметь одинаковую химическую формулу (то есть состоят из одного и того же типа и числа атомов), но иметь совершенно другую структуру и, следовательно, структурную формулу! На самом деле они могут реагировать и вести себя по-разному, даже если сначала они могут выглядеть одинаково.

Пример из пищи — глюкоза и фруктоза. Оба они состоят из одних и тех же атомов: C ₆ H ₁₂ O ₆. Однако их химическая структура и поведение совершенно разные (подробнее о подсластителях читайте здесь).

На данный момент мы не будем углубляться в то, как эти молекулы построены, нарисованы и показаны. Вместо этого давайте начнем применять то, что мы узнали до сих пор, с рассмотрения наиболее распространенных групп молекул в пище: углеводов, белков и жиров. Эти молекулы также называются «макроэлементами» и необходимы нам с точки зрения питания. Эти три группы молекул обладают очень разными характеристиками, которые будут влиять на приготовление пищи. Например, они играют важную роль в реакции потемнения, а также в развитии аромата и вкуса.

Углеводы

Углеводы состоят из атомов углерода (C), кислорода (O) и водорода (H). Большинство углеводов можно описать следующей химической формулой: C _x H _2y O _y. Другими словами, количество атомов водорода в два раза больше, чем кислорода. Число атомов углерода не обязательно должно быть связано с числом атомов кислорода и водорода. (Обратите внимание, из этого правила есть несколько исключений!)

Углеводы также можно назвать сахаридами.Говоря о сахаридах, обычно делят на четыре группы: моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды. Разделение производится по размеру молекул.

Моносахариды — это самые маленькие углеводы, они не могут расщепляться с образованием еще более мелких сахаридов. Глюкоза и фруктоза, вероятно, являются наиболее известными моносахаридами. Оба имеют одинаковую химическую формулу: C ₆ H ₁₂ O ₆. Тем не менее, они устроены несколько иначе, что заставляет их совершенно по-разному реагировать в вашем теле.

Молекула глюкозы, см. Кольцо из черных атомов углерода с одним красным атомом кислорода.

Дисахариды — это следующие по величине сахариды. Они всегда строятся из 2-х моносахархидов. Например, лактоза производится из глюкозы и галактозы. Сахароза (обычный столовый сахар) состоит из фруктозы и глюкозы.

Молекула сахарозы (источник: Википедия). Обратите внимание, что левая сторона — это глюкоза, а правая — молекула фруктозы. Это дисахарид.

Следующим шагом являются олигосахариды, они состоят из более чем 2 моносахаридов, обычно от 3 до 10.Эти молекулы часто можно найти в растениях, придавая им структуру. Олигосахариды часто образуют волокнистую часть растения.

И последнее, но не менее важное — полисахариды. Это огромные молекулы, состоящие из более чем 10 моносахаридов. Они могут образовывать сложные структуры, моносахариды не обязательно образуют одну длинную цепочку, вместо этого они могут образовывать сложные сети. Хотя все полисахариды состоят из моносахаридов, они могут вести себя по-разному. Типичным примером полисахарида в пище является крахмал (опять же состоящий из двух разных полисахаридов: амилозы и амилопектина).

Белки

Белки — еще одно основное питательное вещество для людей с особой молекулярной структурой. Белки, по сути, представляют собой очень длинные цепочки молекул, с некоторыми боковыми цепями, которые складываются очень сложным образом. Белков намного больше, чем углеводов. Большинство белков невозможно описать по молекулярной формуле, они очень сложные, со слишком большим количеством разных атомов.

Тем не менее, эта длинная цепочка имеет постоянно повторяющийся узор.Это длинная цепь так называемых аминокислот, которые в результате реакции образовали эту длинную цепь. В настоящее время известно 23 различных аминокислоты (каждая с другой R-группой на рисунке ниже), которые в сочетании могут создавать все белки. Аминокислоты образуют белки, образуя одну длинную цепь. ОН-группа будет реагировать с группой NH ₂ (высвобождая молекулу воды) с образованием связи между двумя аминокислотами.

Основная структура аминокислоты. R зависит от типа аминокислоты.

В отличие от углеводов, здесь нет различия по размеру белков. Существует множество различных белков, и все они имеют тенденцию быть огромными и очень сложными. Поскольку это такая длинная цепочка аминокислот, внутри цепочки может происходить множество взаимодействий. Различные боковые группы (R- на рисунке выше) могут взаимодействовать. Они не «связываются», как молекулы в цепях, но могут отталкивать или притягивать друг друга. Может произойти множество различных взаимодействий. Эти взаимодействия могут привести к тому, что длинные нити будут складываться или закручиваться во всевозможные трехмерные структуры, и они снова организуются определенным образом.

Общая форма белковых молекул очень важна для его активности. Эта форма определяется тем, как эта длинная цепочка аминокислот складывается и поворачивается. Как только трехмерная структура разрушена, белки будут вести себя совсем по-другому, мы видим это при приготовлении яиц, нагревании ферментов (которые представляют собой определенный тип белков), приготовлении мяса или производстве сыра!

Жиры

И последнее, но не менее важное: жиры. Несмотря на то, что продукты с низким содержанием жира можно встретить повсюду, нельзя обойтись без жиров. Жиры так же важны для нас, людей, как белки и углеводы.

Жиры относятся к большей группе молекул, которые называются липидами, жиры представляют собой особую подгруппу липидов. Все липиды — гидрофобные молекулы (они не любят воду). Примером липида, не являющегося жиром, является холестерин.

Химически правильное описание жиров: триглицериды. Когда жиры находятся в жидком состоянии при комнатной температуре, их обычно называют маслами. Название триглицерид описывает основную структуру жиров: одна молекула глицерина с присоединенными к ней тремя жирными кислотами (см. Ниже).

Как и в случае с белками и углеводами, здесь много разных жиров. Есть много разных жирных кислот, и их снова можно комбинировать множеством разных способов для образования разных триглицеридов!

На структурном чертеже жирной кислоты выше вы можете видеть букву А. Эта буква А означает тот факт, что с этой точки может начинаться множество различных цепей. А всегда будет состоять из длинной цепочки атомов углерода. Число атомов углерода в этой цепочке может варьироваться от 4 до более 20 атомов углерода.

Другой очень важной характеристикой является наличие так называемых двойных связей между атомами углерода. Как вы можете видеть на изображении ниже, эти двойные связи могут вызывать изменение направления молекул вместо образования прямой линии. Жирные кислоты без двойной связи называются насыщенными, с двойной связью — ненасыщенными.

Обратите внимание, что изгиб пальмитолеиновой кислоты должен идти вниз, а не снова горизонтально, для ясности он был сделан горизонтальным.

Типы жирных кислот, присутствующих в триглицериде, будут определять свойства фактического жира или масла.Один из них — температура плавления.

Чем длиннее цепочка жирных кислот, тем выше будет температура плавления жира. Более мелкие молекулы могут легче перемещаться, поэтому им требуется более низкая температура, чтобы они стали жидкими. То же самое касается молекул, которые имеют двойные связи: если двойная связь относится к тому типу, который вызывает изгиб жирной кислоты в своей структуре, это снижает температуру плавления. Причина в том, что из-за этих перегибов жирам сложнее структурировать себя рядом друг с другом.

Применяем наши знания

Все это было довольно теоретическим, к сожалению, если вы новичок в этой теме, это то, что вам нужно, чтобы понять явления, которые вы видите в своей еде. Но теперь пришло время увидеть, как некоторые знания оживают!

Вам понравилось то, что вы узнали, и вы хотите узнать больше об основах науки о питании? Подумайте о том, чтобы записаться на наш курс по основам пищевой химии, где мы немного углубимся и дадим вам возможность проверить свои знания в наших викторинах!

Посмотрите, как оживают белки:
Жиры оживают в:
Сахар оживает в:

You Are Here

Когда есть белки углеводы и жиры: Распределение белков, жиров и углеводов в течение дня.

Распределение белков, жиров и углеводов в течение дня.

Когда есть углеводы?

Когда есть жиры?

Когда есть белки?

Время фруктов

Подводим итог

Когда есть белки жиры и углеводы | fitline-sport

Когда и сколько нужно есть белков, жиров и углеводов

как правильно питаться женщине после 40 лет?

Белковые продукты

Продукты, богатые кальцием

Достаточное количество жиров

Правильные углеводы

Усвоение белков, жиров, углеводов. Гликемическая нагрузка.: fat_is_dead — LiveJournal

Усвоение углеводов

Гликемический индекс продуктов и похудение

Усвоение белков

Усвоение жиров

Какой основной компонент белка отличается от углеводов и жиров?

Сравнение компонентов

Строительные блоки макроэлементов

Аминокислоты выполняют самые разные роли

Рекомендации по белку

2.3: Биологические молекулы — Биология LibreTexts

Углерод

Углеродное соединение

Углеводы

Липиды

Стероиды и воски

Белки

Структура белка

Нуклеиновые кислоты

Двойная спиральная структура ДНК

Сводка

Глоссарий

Авторы и авторство

Что за здоровье: плохо ли сочетать углеводы, жиры и белки в каждом приеме пищи? — Факультет здоровья и поведенческих наук

атомов и молекул — введение белков, углеводов и жиров в продукты питания

Представляем: Атомы в продуктах питания

Протоны, нейтроны и электроны

Роль протонов: определить элемент

Нейтроны определяют изотоп

Наиболее распространенные элементы (типы атомов) в продуктах питания

Молекулы

Строение молекул

Углеводы

Белки

Жиры

Применяем наши знания

Добавить комментарий Отменить ответ