Значение углеводов кратко: Роль белков, жиров и углеводов в организме человека

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

© Кайла Саслоу, любезно предоставлено Университетом Висконсин-Мэдисон

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

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

Определение углеводов по Merriam-Webster

автомобиль · бо · гидросистема

| \ Kär-bō-ˈhī-drāt

, -drət \

: любое из различных нейтральных соединений углерода, водорода и кислорода (например, сахара, крахмалы и целлюлозы), большая часть которых образуется зелеными растениями и составляет основной класс продуктов животного происхождения.

Углеводы: MedlinePlus

Что такое углеводы?

Углеводы, или углеводы, представляют собой молекулы сахара. Наряду с белками и жирами углеводы являются одним из трех основных питательных веществ, содержащихся в продуктах питания и напитках.

Ваше тело расщепляет углеводы до глюкозы. Глюкоза, или сахар в крови, является основным источником энергии для клеток, тканей и органов вашего тела. Глюкозу можно использовать немедленно или хранить в печени и мышцах для дальнейшего использования.

Какие бывают углеводы?

Есть три основных типа углеводов:

• Сахар. Их также называют простыми углеводами, потому что они находятся в самой простой форме. Их можно добавлять в такие продукты, как сахар в конфеты, десерты, полуфабрикаты и обычные газированные напитки. Они также включают виды сахара, которые естественным образом содержатся во фруктах, овощах и молоке.
• Крахмалы. Это сложные углеводы, состоящие из множества простых сахаров, соединенных вместе. Вашему организму необходимо расщеплять крахмал на сахар, чтобы использовать его для получения энергии. Крахмалы включают хлеб, крупы и макароны.В их состав также входят некоторые овощи, такие как картофель, горох и кукуруза.
• Волокно. Это также сложный углевод. Ваше тело не может расщеплять большинство волокон, поэтому употребление продуктов с клетчаткой может помочь вам почувствовать себя сытым и снизить вероятность переедания. Диеты с высоким содержанием клетчатки имеют и другие преимущества для здоровья. Они могут помочь предотвратить проблемы с желудком или кишечником, такие как запор. Они также могут помочь снизить уровень холестерина и сахара в крови. Клетчатка содержится во многих продуктах растительного происхождения, в том числе во фруктах, овощах, орехах, семенах, бобах и цельнозерновых.

Какие продукты содержат углеводы?

Общие продукты, содержащие углеводы, включают

• Зерновые, такие как хлеб, лапша, макаронные изделия, крекеры, крупы и рис
• Фрукты, такие как яблоки, бананы, ягоды, манго, дыни и апельсины
• Молочные продукты, такие как молоко и йогурт
• Бобовые, включая сушеную фасоль, чечевицу и горох
• Закуски и сладости, такие как торты, печенье, конфеты и другие десерты
• Соки, газированные напитки, морсы, спортивные и энергетические напитки, содержащие сахар
• Крахмалистые овощи, такие как картофель, кукуруза и горох

Некоторые продукты не содержат много углеводов, например, мясо, рыба, птица, некоторые виды сыра, орехи и масла.

Какие углеводы мне следует есть?

Вам действительно нужно съесть немного углеводов, чтобы дать вашему телу энергию. Но для вашего здоровья важно употреблять правильные углеводы:

• При употреблении зерен выбирайте в основном цельнозерновые, а не очищенные зерна:
  • Цельные зерна — это такие продукты, как цельнозерновой хлеб, коричневый рис, цельнозерновая мука и овсянка. Они содержат множество необходимых организму питательных веществ, таких как витамины, минералы и клетчатка. Чтобы выяснить, много ли в продукте цельного зерна, проверьте список ингредиентов на упаковке и посмотрите, является ли цельное зерно одним из первых нескольких перечисленных продуктов.
  • Очищенные зерна — это продукты, из которых удалена часть зерен. Это также удаляет некоторые полезные для вашего здоровья питательные вещества.
• Ешьте продукты, богатые клетчаткой. Этикетка с информацией о пищевой ценности на обратной стороне пищевых пакетов сообщает вам, сколько клетчатки содержится в продукте.
• Старайтесь избегать продуктов с большим содержанием сахара. Эти продукты могут содержать много калорий, но не очень питательны. Употребление слишком большого количества добавленного сахара повышает уровень сахара в крови и может привести к увеличению веса.Вы можете узнать, добавлен ли сахар в еде или напитке, посмотрев на этикетку с информацией о пищевой ценности на обратной стороне упаковки с едой. Он сообщает вам, сколько всего сахара и добавленного сахара содержится в этой еде или напитке.

Сколько углеводов мне нужно есть?

Не существует универсального количества углеводов, которое люди должны есть. Это количество может варьироваться в зависимости от таких факторов, как ваш возраст, пол, состояние здоровья, а также от того, пытаетесь ли вы сбросить или набрать вес. В среднем люди должны получать от 45 до 65 процентов калорий из углеводов каждый день.На этикетках Nutrition Facts дневная норма углеводов составляет 275 г в день. Это основано на ежедневной диете в 2000 калорий. Ваша дневная норма может быть выше или ниже в зависимости от ваших потребностей в калориях и состояния здоровья.

Безопасно ли придерживаться низкоуглеводной диеты?

Некоторые люди переходят на низкоуглеводную диету, чтобы попытаться похудеть. Обычно это означает ежедневное употребление 25-150 г углеводов. Такая диета может быть безопасной, но вам следует поговорить со своим врачом, прежде чем начинать ее. Одна из проблем низкоуглеводных диет заключается в том, что они могут ограничивать количество клетчатки, которую вы получаете каждый день.Их также может быть трудно удерживать в течение длительного времени.

Использование, польза для здоровья, питание и риски

Углеводы являются основным источником энергии для организма. Это сахар, крахмал и пищевые волокна, содержащиеся в растительной пище и молочных продуктах.

Углеводы в основном содержатся в растительной пище. Они также содержатся в молочных продуктах в виде молочного сахара, называемого лактозой. К продуктам с высоким содержанием углеводов относятся хлеб, макаронные изделия, бобы, картофель, рис и крупы.

Углеводы играют в живых организмах несколько функций, в том числе обеспечивают энергию.

Побочные продукты углеводов участвуют в иммунной системе, развитии болезней, свертывании крови и размножении.

В этой статье рассматриваются типы углеводов, питание и их влияние на здоровье. Мы также смотрим на взаимосвязь между углеводами и диабетом.

Углеводы, также известные как сахариды или углеводы, обеспечивают организм энергией. Каждый грамм углеводов обеспечивает 4 калории.

Организм расщепляет углеводы на глюкозу, которая является основным источником энергии для мозга и мышц.

Углеводы — одно из трех макроэлементов, которые являются питательными веществами, которые необходимы организму в больших количествах.

Другие макроэлементы — это белки и жиры. Белки содержат 4 калории на грамм, а жиры — 9 калорий на грамм.

Обычно рекомендуется, чтобы люди потребляли от 45 до 65% от общего количества калорий в виде углеводов в день. Однако потребность в углеводах зависит от многих факторов, включая размер тела, уровень активности и контроль сахара в крови.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) рекомендует, чтобы люди получали 275 г углеводов каждый день при диете в 2000 калорий. Сюда входят пищевые волокна, общий сахар и добавленные сахара, которые указаны на этикетках продуктов питания.

Углеводы в пищевых продуктах встречаются в различных формах, включая следующие:

• Пищевые волокна , тип углеводов, которые организм не может легко усвоить. Он естественным образом содержится во фруктах, овощах, орехах, семенах, бобах и цельнозерновых.
• Всего сахаров , которые включают сахара, встречающиеся в естественных условиях в пищевых продуктах, таких как молочные продукты, а также добавленные сахара, которые обычно используются в выпечке, сладостях и десертах. Организм очень легко переваривает и усваивает сахар.
• Сахарные спирты , тип углеводов, которые организм не полностью усваивает. У них сладкий вкус и меньше калорий, чем в сахаре. Сахарные спирты добавляют в пищу в качестве подсластителей с пониженной калорийностью, например, в жевательную резинку, выпечку и сладости.

Пищевая клетчатка способствует регулярному опорожнению кишечника, снижает уровень сахара и холестерина в крови и может помочь снизить потребление калорий. FDA рекомендует, чтобы люди получали 28 граммов (г) пищевых волокон в день при диете, состоящей из 2000 калорий.

Большинство людей в Соединенных Штатах превышают рекомендуемые дневные пределы добавленного сахара. Это может увеличить риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и кариеса.

В Рекомендациях по питанию для американцев на 2015–2020 гг. Рекомендуется, чтобы люди получали менее 10% от общей суточной калорийности добавленных сахаров, что означает менее 50 г добавленных сахаров каждый день.

Однако максимальное ограничение добавления сахара лучше всего для здоровья в целом. Американская кардиологическая ассоциация рекомендует женщинам ограничивать количество добавляемого сахара до менее 6 чайных ложек (25 г) в день, а мужчин — до менее 9 чайных ложек (36 г) в день.

Химическая структура углеводов содержит атомы углерода, водорода и кислорода. Два основных соединения составляют углеводы: альдегиды, которые представляют собой атомы углерода и кислорода с двойной связью, плюс атом водорода, и кетоны, которые представляют собой атомы углерода и кислорода с двойной связью, плюс два дополнительных атома углерода.

Углеводы могут объединяться, образуя полимеры или цепи, чтобы создавать различные типы углеводов. Углеводы могут быть моносахаридами, дисахаридами или полисахаридами.

Моносахариды

Моносахариды представляют собой отдельные единицы сахара. Примеры включают:

• глюкоза, основной источник энергии тела
• галактоза, которая наиболее легко доступна в молоке и молочных продуктах
• фруктоза, которая в основном содержится во фруктах и ​​овощах

Дисахариды

Дисахариды — это две молекулы сахара. объединились.Примеры включают:

• лактоза, содержащаяся в молоке, состоящая из глюкозы и галактозы,
• сахароза или столовый сахар, состоящий из глюкозы и фруктозы

Полисахариды

Полисахариды представляют собой цепочки многих сахаров. Они могут состоять из сотен или тысяч моносахаридов. Полисахариды служат хранилищами пищи для растений и животных. Примеры включают:

• гликоген, который накапливает энергию в печени и мышцах
• крахмалы, которых много в картофеле, рисе и пшенице
• целлюлоза, один из основных структурных компонентов растений

Моносахариды и дисахариды просты углеводы и полисахариды — сложные углеводы.

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

Сложные углеводы состоят из длинных цепочек молекул сахара. Это включает цельнозерновые и продукты, содержащие клетчатку. Примеры включают фрукты, овощи, бобы и цельнозерновые макаронные изделия.

Сложные углеводы заставляют человека дольше чувствовать себя сытым и приносят больше пользы для здоровья, чем простые углеводы, поскольку они содержат больше витаминов, минералов и клетчатки.

В типичной диете углеводы являются основным источником энергии для организма. Организм использует их в качестве топлива для клеток.

Многие люди обратились к низкоуглеводным диетам, таким как кето-диета, из-за их потенциальной пользы для здоровья и потери веса. Однако некоторые виды углеводов, в том числе цельнозерновые и пищевые волокна, имеют существенную пользу для здоровья.

Фактически, согласно Комитету врачей по ответственной медицине, те, кто ест больше всего углеводов, особенно из натуральных источников, таких как бобы, цельнозерновые и овощи, имеют более низкий риск ожирения, диабета 2 типа и сердечных заболеваний.

Другие виды углеводов, включая простые углеводы, такие как белый хлеб, имеют гораздо более низкую пищевую ценность.

Добавленный сахар — это тип углеводов, который может иметь неблагоприятные последствия для здоровья. Употребление в пищу большого количества продуктов, содержащих добавленный сахар, может способствовать ожирению, диабету 2 типа и сердечно-сосудистым заболеваниям.

При изменении диеты важно стремиться к здоровой диете, которая содержит ряд питательных веществ, необходимых организму.

Углеводы и ожирение

Некоторые утверждают, что глобальный рост ожирения связан с высоким потреблением углеводов.Тем не менее, ряд факторов способствует росту показателей ожирения, в том числе:

• более низкий уровень физической активности
• более высокая доступность ультрапереработанной пищи или «нездоровой пищи»
• отсутствие доступа к недорогим свежим продуктам
• негабаритных порций, которые увеличиваются калорийность человека
• меньше часов сна
• генетические факторы
• стресс и эмоциональные факторы

А как насчет диетических продуктов?

Многие производители продвигают низкоуглеводные диеты для продажи продуктов для похудения, включая пищевые батончики и порошки.

Эти продукты не всегда полезны для здоровья, поскольку многие из них содержат красители, искусственные подсластители, эмульгаторы и другие добавки и, как правило, с низким содержанием витаминов, минералов и антиоксидантов, что делает их похожими на нездоровую пищу.

После еды организм расщепляет углеводы на глюкозу, вызывая повышение уровня сахара в крови. Это заставляет поджелудочную железу вырабатывать инсулин — гормон, который позволяет клеткам организма использовать этот сахар для получения энергии или хранения.

Со временем повторяющиеся скачки уровня сахара в крови могут повредить клетки, вырабатывающие инсулин, изнашивая их.В конце концов, организм может перестать вырабатывать инсулин или не сможет использовать его должным образом. Это называется инсулинорезистентностью.

Употребление в пищу только углеводов или сахаров не вызывает диабета. Углеводы — важный источник питательных веществ в большинстве диет.

Однако у людей с большей вероятностью будет инсулинорезистентность и развитие диабета 2 типа, если они имеют избыточный вес или ожирение, что может быть связано с диетой с высоким содержанием сахара.

Инсулинорезистентность увеличивает риск развития метаболического синдрома, который относится к группе факторов риска, повышающих риск сердечных заболеваний, инсульта и других заболеваний.

Если у человека повышен уровень сахара в крови, снижение потребления добавленного сахара и рафинированных углеводов может помочь снизить уровень сахара в крови, улучшить инсулинорезистентность и, при необходимости, способствовать здоровой потере веса.

Снижение риска

Люди могут снизить риск инсулинорезистентности, употребляя полезные углеводы, поддерживая хороший сон и регулярно занимаясь физическими упражнениями.

К полезным углеводам относятся фрукты, овощи, бобовые, цельнозерновые и некоторые злаки.Эти продукты содержат необходимые витамины, минералы, клетчатку и ключевые фитонутриенты.

Средиземноморская диета включает умеренное количество углеводов из естественных источников, а также немного животного или рыбного белка.

Эта диета меньше влияет на потребность в инсулине и последующие проблемы со здоровьем по сравнению со стандартной американской диетой.

Гликемический индекс (ГИ) оценивает, насколько быстро пища повышает уровень сахара в крови по шкале от 0 до 100.

Продукты с высоким ГИ вызывают быстрые скачки сахара в крови.Пища с низким ГИ переваривается дольше, что приводит к более сбалансированному уровню сахара в крови.

Употребление большого количества продуктов с высоким ГИ может увеличить риск развития диабета 2 типа и других проблем со здоровьем, включая сердечные заболевания и избыточный вес.

Диета с большим количеством продуктов с низким ГИ, наряду с физическими упражнениями и регулярным сном, может помочь человеку сохранить здоровье и умеренный вес.

Диета с низким ГИ

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

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

Чтобы придерживаться диеты с низким ГИ, человек может есть больше нерафинированных продуктов, таких как:

• овес, ячмень или отруби
• цельнозерновой хлеб
• коричневый рис
• много свежих фруктов и овощей
• свежие , цельные фрукты вместо сока
• цельнозерновые макароны
• салаты и сырые овощи

Углеводы являются важным источником энергии для организма.Некоторые типы более здоровы, чем другие. Например, пищевая клетчатка — это углевод, который защищает здоровье сердца и кишечника, тогда как добавленный сахар может привести к повышенному риску диабета 2 типа, сердечных заболеваний и избыточного веса.

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

Что буквально означает углеводы? | Здоровое питание

Углеводы, как один из трех основных макроэлементов, наряду с жирами и белками, вероятно, составляют довольно большую часть вашего рациона.Даже если вы придерживаетесь низкоуглеводных диет, в меню обычно есть некоторые углеводы в виде зеленых листовых овощей. Углеводы получили свое название от двух содержащихся в них элементов: углерода и водорода. Наряду с кислородом эти элементы включают все углеводы, включая сахара, крахмалы, клетчатку и неперевариваемую целлюлозу.

Структура углеводов

Углеводы содержат углерод, водород и кислород в фиксированном соотношении. На каждый атом углерода углевод содержит один атом кислорода и два атома водорода.Несмотря на простую химическую формулу, углеводы могут иметь длинную и сложную структуру. Многие из них образуют кольца из атомов углерода, особенно из простых сахаров, которые ваше тело использует для получения энергии. Ученые называют небольшие молекулы углеводов моносахаридами, что означает отдельный сахар. Дисахариды состоят из двух простых моносахаридов, соединенных вместе, а полисахариды — это длинные сложные углеводы, которые наиболее известны как крахмалы.

Простые углеводы

Моносахариды и дисахариды, также известные как сахара, представляют собой простые углеводы.Ваше тело тратит мало энергии на преобразование этих простых углеводов в глюкозу, сахар, который поддерживает клеточную активность. Когда вы едите больше сахара, чем нужно, ваше тело превращает часть избыточной энергии в жир. Самый распространенный сахар, сахароза, представляет собой дисахарид; другой распространенный дисахарид, лактоза, содержится в молоке. Галактоза и глюкоза вместе образуют лактозу; Если у вас непереносимость лактозы, это связано с тем, что ваше тело не производит достаточного количества фермента, необходимого для расщепления дисахарида на два моносахарида.

Сложные углеводы

Полисахариды, сложные углеводы, состоят из сотен или тысяч моносахаридных единиц, связанных вместе в длинные цепи с образованием крахмалов. Растения используют эти длинноцепочечные молекулы углеводов для хранения энергии, поэтому углеводы чаще всего концентрируются в корнях и клубнях или в головках зерен. Крахмал в зернах предназначен для подпитки роста новых саженцев. Пищеварительная система человека может перерабатывать большинство крахмалов, но волокна и целлюлоза, один из структурных компонентов древесины, не перевариваются.

Углеводы в продуктах питания

Столовый сахар и сложные углеводы в форме крахмала распадаются на составляющие их простые сахара, но с некоторыми углеводами процесс занимает больше времени, чем с другими. Сахар естественным образом содержится в сладких продуктах, таких как фрукты, мед и сахарный тростник. Большинство сахаров имеют сладкий вкус, в отличие от длинноцепочечных сложных углеводов, которые обычно имеют мягкий нейтральный вкус. Продукты с высоким содержанием крахмала включают зерна, бобовые и корнеплоды. Клетчатка — это особый случай среди сложных углеводов; Хотя ваше тело не может переваривать клетчатку, она необходима ему для поддержания нормальной работы пищеварительной системы.Увеличьте потребление клетчатки, выбирая цельнозерновые, ешьте цельные фрукты с кожурой и добавляя в свой рацион больше бобовых, таких как бобы и чечевица.

Ссылки

Биография писателя

Лорен Уитни занимается наукой, здоровьем, фитнесом, модой, едой и потерей веса. Она профессионально пишет с 2009 года и преподает хатха-йогу в домашней студии. Уитни имеет степень бакалавра английского языка и биологии Университета Нового Орлеана.

Углеводы — обзор | ScienceDirect Topics

Реферат

Углеводы — это полигидроксиальдегиды (альдозы) или полигидроксикетоны (кетозы), состоящие из C, H и O.Они подразделяются на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Моносахариды могут быть триозами, тетрозами, пентозами и т.д. в зависимости от количества атомов углерода в молекуле. Они представляют оптическую изомерию из-за наличия асимметричного или хирального C. У животных большинство углеводов в организме человека являются d-изомерами. Глюкоза представляет собой альдогексозу и наиболее важный моносахарид в организме человека, используемый клетками в качестве топлива. Другие альдогексозы — это галактоза и манноза, которые входят в состав сложных молекул.Фруктоза — это кетогексоза, а рибоза — наиболее важная альдопентоза и компонент РНК. Эти молекулы обычно образуют циклическую структуру, которая может быть пираном или фураном, и они представляют собой изомеры α и β. Существуют производные моносахаридов, которые включают следующее: (1) гликозиды, в которых альдегид или кетонная группа реагирует с другой молекулой; (2) полиспирты, которые получают восстановлением альдегидной или кетонной группы; (3) дезоксисахары, которые образуются в результате потери кислорода из спиртовой группы моносахарида; (4) альдоновая, альдаровая и уроновая кислоты , которые возникают в результате окисления C1 или C6 альдоз; (5) сложные фосфатные эфиры, которые образуются путем фосфорилирования и обычно встречаются как продукты метаболизма моносахаридов; (6) аминосахара, которые обычно имеют аминогруппу, присоединенную к C2 (глюкозамин и галактозамин).Другими азотистыми производными являются нейраминовая и мурамовая кислоты. Дисахариды включают мальтозу, состоящую из двух d-глюкоз, связанных α-гликозидной связью от C1 одного до OH на C4 другой глюкозы (α-1 → 4 гликозидная связь). Лактоза — это молочный сахар, образованный d-галактозой и d-глюкозой, связанными через β-гликозидную связь от C1 галактозы до C4 d-глюкозы (β-1 → 4 гликозидная связь). Сахароза, обычный подсластитель, образована d-фруктозой и α-d-глюкозой, связанными двойной гликозидной связью между C1 α-глюкозы и C2 β-фруктозы Полисахариды или гликаны представляют собой полимерные макромолекулы, классифицируемые на: — и гетерополисахариды. Гомополисахариды включают крахмал, являющийся запасом питательных веществ растений, состоящий из амилозы и амилопектина. Амилоза имеет 1000–5000 d-глюкозных единиц, линейно связанных α-1 → 4 гликозидными связями. Амилопектин — это полимер, содержащий более 600 000 единиц глюкозы. Он содержит основную структуру амилозных плюс разветвлений, образованных примерно 25 остатками глюкозы, вставленными в основную цепь посредством α-1 → 6 связей. Гликоген — это полимер, который служит полимером запаса энергии у животных. Он структурно похож на амилопектин, но с большим количеством ответвлений.Декстрины являются конечными продуктами частичного гидролиза амилопектина амилазой. Декстраны представляют собой разветвленные полимеры d-глюкозы, такие как амилопептин и гликоген, с различными гликозидными связями. Инулин — это полимер молекул фруктозы, связанных через α-2 → 1. Целлюлоза играет важную структурную роль в растениях; это линейный полимер глюкозы со связями β-1 → 4. Хитин составляет экзоскелет насекомых и ракообразных и представляет собой полимер из N -ацетил-d-глюкозаминовых единиц, связанных связями β-1 → 4. Гетерополисахариды включают гликозаминогликаны (гиалуроновую кислоту, хондроитинсульфат, дерматан, гепаран и кератансульфаты и гепарин).Гетерополисахариды, связанные с другими типами молекул, составляют протеогликаны, пептидогликаны, гликолипиды (ганглиозиды) и гликопротеины. Протеогликаны являются результатом ассоциации гликановых цепей (хондроитинсульфат, дерматансульфат, кератан), связанных через гликозидные связи с гидроксилом сериновых или треониновых остатков (O-гликозидная связь) или с N остатков аспарагина (N-гликозидная связь) белков. Пептидогликаны — основной компонент клеточных стенок бактерий. Они состоят из N, -ацетил-d-глюкозамина и N, -ацетилмурамовой кислоты.Гликопротеины — это углеводы, конъюгированные с белками посредством O- или N -гликозидных связей. Ганглиозиды и гликопротеины отличаются от протеогликанов тем, что они имеют более короткие углеводные цепи. Они играют важную роль в распознавании антигенов / антител на поверхности клеток.

Терминология и классификация углеводов | European Journal of Clinical Nutrition

Всего углеводов

Хотя отдельные компоненты пищевых углеводов легко идентифицировать, существует некоторая путаница в отношении того, что включает в себя общие углеводы, как указано в таблицах продуктов питания.Используются два основных подхода к общему количеству углеводов: первый — «по разнице», а второй — прямое измерение отдельных компонентов, которые затем объединяются для получения общего количества. Расчет углеводов «по разнице» используется с начала 20 века и до сих пор широко используется во всем мире (Atwater and Woods, 1986; Министерство сельского хозяйства США, 2007). Содержание влаги, белка, жира, золы и алкоголя в пище определяется, вычитается из общего веса продукта, а остаток, или «разница», считается углеводным.Однако существует ряд проблем с этим подходом, поскольку показатель «по разнице» включает неуглеводные компоненты, такие как лигнин, органические кислоты, дубильные вещества, воски и некоторые продукты Майяра. Помимо этой ошибки, он объединяет все аналитические ошибки из других анализов. Кроме того, единый глобальный показатель углеводов в пище неинформативен, потому что он не позволяет идентифицировать многие типы углеводов и, таким образом, дает некоторое представление о потенциальной пользе этих продуктов для здоровья.

Прямой анализ углеводных компонентов и суммирование для получения общего количества углеводов было основой анализа углеводов в Великобритании с 1929 года, когда первые значения были опубликованы Маккансом и Лоуренсом (1929). Те страны, которые используют McCance and Widdowson, The Composition of Foods (Food Standards Agency / Institute of Food Research, 2002), также выражают углеводы, используя этот подход. Полученная общая цифра относится к тому, что МакКанс и Лоуренс назвали «доступным углеводом», и поэтому отличается от углеводов тем, что не содержит полисахаридов клеточной стенки растений (клетчатки).Кроме того, это не осложняется аналитическими трудностями с другими компонентами пищи. Потребление с пищей общих углеводов и их компонентов с использованием прямого анализа позволяет изучить географические вариации и изменения в потреблении отдельных типов углеводов с течением времени и их взаимосвязь с результатами для здоровья. Общее количество углеводов путем прямого измерения является предпочтительным, и для этого следует разработать упрощенные методы.

Цифры, полученные для углеводов путем различий и углеводов, проанализированных напрямую, не всегда одинаковы, особенно для сложных смесей и пищевых продуктов, содержащих клетчатку или определенные типы крахмала, таких как макаронные изделия (Stephen, 2006).Это приводит к явно разному потреблению углеводов для одного и того же списка потребляемых продуктов, как показано в Таблице 2. Пятьдесят две диетические записи из исследования, проведенного в Канаде, где использовались углеводы по разнице (Health Canada, 2005), были впоследствии проанализированы в Великобритания использует значения, основанные на Маккэнсе и Уиддоусоне «Состав продуктов питания» (Holland et al., 1991b, 1992). В этом исследовании потребление энергии было на 12% выше, а потребление углеводов на 14% выше, если измерять «по разнице» (Stephen, 2006).Поэтому сравнение потребления углеводов в разных странах следует рассматривать с осторожностью, если методы определения углеводов не совпадают. Различия в потреблении углеводов во всем мире, которые, как предполагается, обусловлены различиями в типах потребляемых продуктов, также частично связаны с методологией.

Таблица 2 Потребление энергии и макроэлементов для 52 взвешенных записей, проанализированных с использованием таблиц пищевых продуктов Канады и Великобритании

Сахара

Термин «сахара» обычно используется для описания моно- и дисахаридов в пище.

Три основных моносахарида — это глюкоза, фруктоза и галактоза, которые являются строительными блоками для встречающихся в природе ди-, олиго- и полисахаридов. Свободная глюкоза и фруктоза содержатся в меде и вареных или сушеных фруктах (инвертный сахар), в небольших количествах и в больших количествах во фруктах и ​​ягодах, где они являются основным источником энергии (Holland et al., 1992). Кукурузный сироп, сироп глюкозы, полученный путем гидролиза кукурузного крахмала, и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, содержащий глюкозу и фруктозу, все чаще используются в пищевой промышленности во многих странах.Фруктоза — самый сладкий из всех пищевых углеводов. Сахар используется в качестве подсластителя для улучшения вкусовых качеств многих продуктов и напитков, а также используется для консервирования продуктов, а также в джемах и желе. Сахар придает пищевым продуктам такие функциональные характеристики, как вязкость, текстура, консистенция и способность к потемнению. Они увеличивают выход теста для выпечки, влияют на расщепление крахмала и белков и регулируют влажность, предотвращая высыхание (Институт медицины, 2001).

Полиолы, такие как сорбит, представляют собой спирты глюкозы и других сахаров.Они естественным образом содержатся в некоторых фруктах и ​​коммерчески производятся с использованием альдозоредуктазы для преобразования альдегидной группы молекулы глюкозы в спирт. Сорбитол используется в качестве замены сахарозы в рационе людей с диабетом.

Основными дисахаридами являются сахароза (α-Glc (1 → 2) β-Fru) и лактоза (β-Gal (1 → 4) Glc). Сахароза очень широко содержится во фруктах, ягодах и овощах и может быть извлечена из сахарного тростника или свеклы. Лактоза — это основной сахар в молоке. Из менее распространенных дисахаридов мальтоза, полученная из крахмала, содержится в проросших пшенице и ячмене.Трегалоза (α-Glc (1 → 4) α-Glc) содержится в дрожжах, грибах (грибах) и в небольших количествах в хлебе и меде. Он используется в пищевой промышленности в качестве замены сахарозы, где желателен менее сладкий вкус, но с аналогичными технологическими свойствами.

Из-за предполагаемого негативного воздействия сахаров на здоровье, был использован ряд терминов для их более конкретной категоризации, в основном, чтобы выделить их происхождение и идентифицировать их для целей маркировки, например, общий сахар, добавленный сахар, свободный сахар (ВОЗ , 2003), рафинированный сахар (Nordic Council, 2004), произвольный сахар (New Zealand Nutrition Foundation, 2004) и собственные сахара, молочные сахара и немолочные внешние сахара (Department of Health, 1989).

Всего сахаров

Для целей маркировки предложена категория общих сахаров. Это включает в себя все сахара из любого источника в пище и определяется как «все моносахариды и дисахариды, кроме полиолов» (European Communities, 1990). Этот термин сейчас принят Европейским Союзом, Австралией и Новой Зеландией и вполне может быть принят другими странами. Вероятно, это наиболее удобный способ описания, измерения и маркировки сахаров.

Свободные сахара

Традиционно под «свободными сахарами» понимались любые сахара в пище, которые были свободными и несвязанными (Holland et al., 1992), и включали все моно- и дисахариды, присутствующие в пище, включая лактозу (Southgate, 1978). Этот термин также использовался аналитически для описания гидролиза углеводов в пище и определения компонентов с помощью хроматографических или колориметрических методов (Саутгейт, 1978). В последние годы использование термина «свободный сахар» изменилось для обозначения всех «моносахаридов и дисахаридов, добавляемых в пищевые продукты производителем, поварами и потребителями, а также сахара, естественным образом присутствующие в меде, сиропах и фруктовых соках». предпочтительный термин для консультации экспертов ВОЗ / ФАО «Диета, питание и профилактика хронических заболеваний» (ВОЗ, 2003).Это новое значение термина отражает те же источники, что и использованные в термине «немолочные внешние сахара», описанном ниже. Однако это полностью отличается от традиционного использования этого термина аналитиком, что может привести к путанице.

Добавленные сахара

В США широко используется термин «добавленные сахара», который включает сахара и сиропы, которые добавляют в пищевые продукты во время обработки или приготовления (Институт медицины, 2001). В новых таблицах состава пищевых продуктов Министерства сельского хозяйства США добавленные сахара определяются как те сахара, которые добавляются в пищевые продукты и напитки во время обработки или домашнего приготовления (Pehrsson et al., 2005). Сюда входят сахара, перечисленные в списке ингредиентов пищевого продукта, включая мед, патоку, концентрат фруктового сока, коричневый сахар, кукурузный подсластитель, сахарозу, лактозу, глюкозу, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и солодовый сироп.

Внешний и внутренний сахар

Эти термины появились в отчете Комитета здравоохранения Соединенного Королевства (Великобритания) от 1989 года (Department of Health, 1989), в котором исследовалась роль сахаров в рационе питания. Эти термины были разработаны «для того, чтобы различать сахар, естественно интегрированный в клеточную структуру пищи (внутренний), от сахара, который содержится в пище или добавлен в нее (внешний)».В отчете они были определены как:

Внутренние сахара

Сахара, составляющие неотъемлемую часть некоторых необработанных пищевых продуктов, заключенных в клетке, наиболее важными из которых являются цельные фрукты и овощи (содержащие в основном фруктозу, глюкозу и сахарозу). Таким образом, внутренние сахара являются естественными и всегда сопровождаются другими питательными веществами.

Внешние сахара

Сахара, не входящие в клеточную структуру пищевого продукта. Внешние сахара в основном содержатся во фруктовых соках и добавляются в обработанные пищевые продукты.Лактоза в молоке является внешней в том смысле, что она не обнаруживается в клеточной структуре пищи и имеет важные питательные преимущества, поэтому термин немолочные внешние сахара был введен для обозначения группы сахаров, кроме внутреннего и молочного сахаров, которые должны быть ограничены в диете.

Немолочные посторонние сахара

Все посторонние сахара, не полученные из молока, за исключением лактозы. Сюда входят фруктовые соки и мед, а также те сахара, которые добавляют в пищу в качестве подсластителя при приготовлении пищи или за столом, например, в горячих напитках и хлопьях для завтрака или во время обработки.Эта терминология остается популярной среди диетологов в Великобритании и используется в исследованиях питания и других отчетах, где описывается потребление (Гибсон, 2000; Келли и др., 2005). Однако он не очень хорошо понимается общественностью и не используется в публичных сообщениях о сахаре.

Разделение сахаров на внутренний и внешний создает проблемы для аналитиков и, следовательно, для маркировки пищевых продуктов. Хотя списки ингредиентов могут использоваться для определения источника сахаров в пищевых продуктах, аналитически невозможно определить их происхождение в обработанных пищевых продуктах.

Другие используемые термины включают «сахар», «сахар», «произвольный сахар», «рафинированный сахар», «рафинированный сахар», «натуральный сахар» и «общий доступный сахар» (Stephen and Thane, 2007). Некоторые из них, по-видимому, приравниваются только к сахарозе, а в ЕС «сахароза» может обозначаться на этикетках пищевых продуктов как «сахар» (European Communities, 2000). Многие термины используются в публикациях о потреблении, часто без упоминания того, какие компоненты они включают. Это очень затрудняет сравнение поступления и указывает на необходимость единой терминологии.Для большинства этих терминов нет никакого оправдания, кроме общих сахаров и их подразделения на моно- и дисахариды. Отношение сахаров к здоровью в большей степени определяется пищевой матрицей, в которой они содержатся, и следует больше подумать над ее характеристикой, поскольку она также влияет на другие питательные вещества в пище, и эти многочисленные альтернативные термины на самом деле не описывают свойство сахара как таковые .

Олигосахариды, короткоцепочечные углеводы

«Олигосахариды — это соединения, в которых моносахаридные звенья соединены гликозидными связями».Их DP по-разному определяется как включающий от 2 до 19 моносахаридных единиц (http://www.britannica.com/eb/article-9057022/oligosaccharide; British Nutrition Foundation, 1990; Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, 1993). Однако диетологи считают дисахариды (DP2) сахарами (Roberfroid et al., 1993; Asp, 1995; Cummings and Englyst, 1995; Southgate, 1995), хотя дисахарид, состоящий из двух остатков фруктозы, например инулобиоза, считается фруктаном (Роберфроид, 2005).

Граница между олиго- и полисахаридами также произвольна, поскольку существует континуум размеров молекул от простых сахаров до сложных полимеров с DP 100 000 или более в пищевых продуктах. Большинство авторитетных источников рекомендует DP 10 в качестве точки разделения между олиго- и полисахаридами (IUB – IUPAC и Объединенная комиссия по биохимической номенклатуре, 1982), хотя в самой последней Рекомендации Международного союза чистой и прикладной химии – Международного союза номенклатуры биохимии этот вопрос на самом деле не рассматривается, и полисахарид просто считается «макромолекулой, состоящей из большого количества остатков моносахарида (глюкозы), соединенных друг с другом гликозидными связями» (Совместная комиссия IUPAC – IUB по биохимической номенклатуре, 1996).

На практике осаждение из водных растворов 80% об. Этанола является этапом, используемым во многих процедурах анализа углеводов для разделения этих двух групп (Southgate, 1991; Prosky et al., 1992; Englyst et al., 1994). Однако некоторые углеводы с разветвленной цепью DP от 10 до 100 остаются в растворе в 80% об. Этанола, поэтому нет четкого и абсолютного разделения. Кроме того, углеводы, такие как инулин и полидекстроза, содержат смеси полимеров с разной длиной цепи, которые пересекают границу олигосахарид / полисахарид.При классификации олигосахаридов, обычно содержащихся в пище, осаждение спиртом представляется наиболее практичным способом отделения их от полисахаридов. Для новых олигосахаридов, таких как те, которые в настоящее время разрабатываются в пищевой промышленности в качестве ингредиентов, средняя DP для этого конкретного вещества, определяемая производителем, должна обеспечивать основу для включения его в соответствующий класс углеводов. В свете отсутствия ясности в определении олигосахаридов, группа углеводов Парижа предложила назвать эту группу «короткоцепочечными углеводами» (Cummings et al., 1997).

Пищевые олигосахариды делятся на две группы: (i) мальтодекстрины, которые в основном являются производными крахмала и включают мальтотриозу и α-предельные декстрины, которые имеют как α1–4, так и α1–6 связи и средний DP8. Мальтодекстрины широко используются в пищевой промышленности в качестве подсластителей, заменителей жира и для изменения текстуры пищевых продуктов. Они перевариваются и абсорбируются, как и другие α-глюканы и (ii) олигосахариды, которые не являются α-глюканами. Эти олигосахариды включают рафинозу (α-Gal (1 → 6) α-Glc (1 → 2) β-Fru), стахиозу ((Gal) ₂ 1: 6 Glu 1: 2 Fru) и вербаскозу ((Gal) ₃ 1: 6 Glu 1: 2 Fru).По сути, они представляют собой сахарозу, соединенную с различным количеством молекул галактозы, и содержатся в семенах различных растений, например гороха, фасоли и чечевицы. В этой группе также важны инулин и фруктоолигосахариды (α-Glc (1 → 2) β-Fru (2 → 1) β-Fru _(N) или β-Fru (2 → 1) β-Fru _{(N )} ). Они представляют собой фруктаны и являются запасными углеводами артишоков и цикория с небольшими количествами низкой молекулярной массы, обнаруженными в пшенице, ржи, спарже и представителях семейства лука, лука-порея и чеснока.Их можно производить в промышленных масштабах. Химические связи, связывающие эти олигосахариды, не являются α-1,4- или 1,6-глюканами, и, следовательно, они не подвержены разрушению ферментов поджелудочной железы или щеточной каймы (Oku et al., 1984; Hidaka et al., 1986; Cummings et al. др., 2001). Они стали известны как «неперевариваемые олигосахариды» (Roberfroid et al., 1993). Некоторые из них, в основном фруктаны и галактаны, обладают уникальными свойствами в кишечнике и известны как пребиотики (см. Ниже).

Молочные олигосахариды

Молоко, особенно грудное молоко, содержит олигосахариды, преимущественно содержащие галактозу, хотя обнаружено большое разнообразие структур (Kunz et al., 2000). Почти все они несут лактозу на их восстанавливающем конце и удлиняются за счет добавления N -ацетилглюкозамин-связанных β1–3 или β1–6 к остатку галактозы с последующей галактозой со связями β1–3 или β1–4. Другие мономеры включают L-фукозу и сиаловую кислоту. Основным олигосахаридом в молоке является лакто- N -тетраоза. Общие олигосахариды в материнском молоке находятся в диапазоне 5,0–8,0 г / л, но в коровьем молоке присутствуют только следовые количества (Ward et al., 2006).

Олигосахариды грудного молока долгое время считались основным фактором роста бифидобактерий в кишечнике младенцев и, таким образом, в первую очередь ответственны за эти бактерии, доминирующие в микробиоте младенцев, находящихся на грудном вскармливании.В этом контексте олигосахариды молока действуют как пребиотики. Бифидобактерии могут расти на олигосахаридах молока в качестве единственного источника углерода, в то время как лактобациллы могут этого не делать (Ward et al., 2006). Сходство между структурой олигосахаридов молока и углеводами на поверхности эпителиальных клеток кишечника позволяет предположить, что олигосахариды молока могут действовать как растворимые рецепторы для кишечных патогенов и, таким образом, формировать существенную часть устойчивости к колонизации. Они также могут быть иммуномодулирующими.

Крахмал и модифицированный крахмал

Крахмал, основной углевод в большинстве диет, является запасным углеводом растений, таких как злаки, корнеплоды и бобовые, и состоит только из молекул глюкозы.Он находится в частично кристаллической форме в гранулах и состоит из двух полимеров: амилозы (DP∼10 ³ ) и амилопектина (DP∼10 ⁴ –10 ⁵ ). Наиболее распространенные зерновые крахмалы содержат 15–30% амилозы, которая представляет собой неразветвленную спиральную цепь остатков глюкозы, связанных α-1,4-глюкозидными связями. Амилопектин представляет собой высокомолекулярный, сильно разветвленный полимер, содержащий как α-1,4, так и α-1,6 связи. Некоторые крахмалы из кукурузы, риса, сорго и ячменя содержат в основном амилопектин и известны как «восковые».Кристаллическая форма амилозы и амилопектина в гранулах крахмала придает им четкие картины дифракции рентгеновских лучей, A, B и C. Тип A характерен для злаков (рис, пшеница и кукуруза), тип B — для картофеля, банана. и крахмалы с высоким содержанием амилозы, в то время как тип C занимает промежуточное положение между A и B и содержится в бобовых. В своей нативной (сырой) форме крахмалы B устойчивы к перевариванию амилазой поджелудочной железы. Кристаллическая структура теряется, когда крахмал нагревается в воде (желатинизация), что позволяет осуществлять пищеварение.Рекристаллизация (ретроградация) происходит в различной степени после варки и имеет форму B (Galliard, 1987; Hoover and Sosulski, 1991).

Модифицированный крахмал

Доли амилозы и амилопектина в крахмалистых продуктах питания изменчивы и могут быть изменены селекцией растений. Различные сорта обычных видов, таких как рис, имеют широкий диапазон соотношений амилозы к амилопектину (Kennedy and Burlingame, 2003). Быстро появляются методы, позволяющие производить крахмалы для конкретных целей путем генетической модификации сельскохозяйственных культур, используемых для их производства (Regina et al., 2006). Кукурузный крахмал с высоким содержанием амилозы и кукурузный крахмал с высоким содержанием амилопектина (восковидной) были доступны в течение некоторого времени и обладают совершенно разными функциональными и питательными свойствами. Крахмалы с высоким содержанием амилозы требуют более высоких температур для желатинизации и более склонны к ретроградному развитию и образованию амилозно-липидных комплексов. Такие свойства можно использовать при приготовлении пищевых продуктов с содержанием высокоустойчивого крахмала (RS).

Крахмалы также можно модифицировать химически для придания функциональных свойств, необходимых для придания пищевых продуктов определенным качествам, таких как снижение вязкости и улучшение стабильности геля, ощущения во рту, внешнего вида и текстуры, а также устойчивости к термообработке.Для модификации крахмала используются различные процессы, двумя наиболее важными из которых являются замещение и сшивание. Замещение включает этерификацию или этерификацию относительно небольшого числа гидроксильных групп на глюкозных единицах амилозы и амилопектина.