1.5. Биологическая роль углеводов и их важнейшие источники
1.5. Биологическая роль углеводов и их важнейшие источники
Углеводы – одна из основных групп пищевых веществ, играющих немаловажную роль в питании человека. Их основное значение в питании – обеспечение энергетических потребностей организма, то есть снабжение организма энергией. Энергия освобождается в результате непрерывно протекающих процессов биологического окисления, конечные продукты которого – углекислота и вода – выделяются из организма. Таким образом, основная часть углеводов, поступающих с пищей, в процессе жизнедеятельности быстро используется как источник энергии. Незначительная часть углеводов откладывается (депонируется) в виде запасов (гликогена) в печени, мышцах и других тканях, но эти запасы невелики.
Углеводы также служат пластическим материалом. Они входят в состав многих гормонов, ферментов, протромбина и других биологически активных веществ.
По своей энергетической ценности углеводы равноценны белкам (1 г углеводов при окислении в организме дает 4 ккал). Они используются в качестве энергетического материала для любой деятельности человека, связанной с физической работой, поэтому при всех видах физической нагрузки отмечается повышенная потребность в них.
Углеводы подразделяются на моно-, олиго– и полисахариды. Моносахариды представлены в питании глюкозой (виноградный сахар), фруктозой, галактозой. В свободном виде глюкоза постоянно содержится в крови в определенной концентрации, обеспечивая энергетическим материалом различные клетки, органы и системы организма. Источником моносахаридов являются многие фрукты, ягоды, мед.
Олигосахариды делятся на дисахариды, трисахариды и т. д. Наиболее важны для человека дисахариды – сахароза, лактоза, мальтоза. Так, сахароза состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы, на которые она распадается под влиянием ферментов пищеварительного тракта. Сахарный песок представляет собой кристаллы сахарозы.
Основными источниками сахарозы служат сахар, кондитерские изделия, варенье, мороженое, сладкие напитки. Лактоза (молочный сахар) состоит из соединенных молекул глюкозы и галактозы, на которые она расщепляется перед всасыванием в кишечнике ферментом лактазой. Лактоза содержится в молочных продуктах. Мальтоза, или солодовый сахар, состоит из двух молекул глюкозы, содержится в меде, экстракте из солода (патоке мальтозной), пиве.
Моно– и дисахариды обладают сладким вкусом, в связи с чем их называют также простыми углеводами.
Третья важнейшая группа углеводов – полисахариды (греч. «поли» – «много»), или сложные углеводы, состоящие из большого числа соединенных молекул глюкозы. Они делятся на перевариваемые и не перевариваемые в желудочно-кишечном тракте человека. В первую группу входят крахмал растений и животный крахмал (гликоген), которые сравнительно легко расщепляются ферментами пищеварительной системы с образованием глюкозы.
Переваривание крахмала начинается в ротовой полости под действием фермента слюны – амилазы, завершается в кишечнике под действием его пищеварительных соков и сока поджелудочной железы. Крахмалами, составляющими около 80-90 % всех углеводов в питании человека, богаты зерновые продукты, мука пшеничная и ржаная, хлеб и хлебобулочные изделия, крупы, макаронные изделия, бобовые, картофель.
Ко второй группе относятся полисахариды и лигнин, основным свойством которых является устойчивость к гидролизу ферментами тонкого кишечника человека с полной или частичной ферментацией в толстом кишечнике. Эту группу веществ называют пищевыми волокнами, и они включают в себя целлюлозу (клетчатку), гемицеллюлозу, пектиновые вещества и др. Роль пищевых волокон в организме велика: они участвуют в формировании объема съеденной пищи, способствуют возникновению во время еды чувства сытости, необходимы для нормального функционирования кишечника, предупреждения запоров, обеспечивают удаление из организма конечных продуктов обмена, снижают уровень общего холестерина и глюкозы в крови.
Недостаток пищевых волокон в питании сопровождается ростом функциональных нарушений желудочно-кишечного тракта и ассоциируется с развитием заболеваний обмена веществ, таких как сахарный диабет 2 типа, желчекаменная болезнь, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца и др. Пищевые волокна принято подразделять на растворимые и нерастворимые. Растворимые волокна (пектины, гемицеллюлозы, камеди и др.) содержатся преимущественно в овсе, ячмене, овощах, фруктах, подорожнике, семенах льна; нерастворимые волокна (целлюлоза и др.) – в зерновых продуктах, орехах, отрубях, бобовых и овощах.
Избыточное потребление рафинированных легкоусвояемых углеводов (сахаров) является одной из ведущих причин появления избыточной массы тела и ожирения. Оптимальным считается потребление углеводов для взрослого человека в количестве 55-65 % от суточной калорийности рациона, что в среднем составляет 300-500 г в сутки. Потребность в углеводах для девушек составляет в среднем 360 г, для юношей – 400 г в сутки.
Потребность взрослого человека в углеводах зависит от физической активности, характера выполняемой работы, температуры внешней среды, возраста. Хотя углеводы не принадлежат к числу незаменимых факторов питания и могут образоваться в организме из аминокислот и глицерина, минимальное количество углеводов в пищевом рационе не должно быть ниже 50-60 г. Дальнейшее снижение количества углеводов ведет к нарушению обменных процессов в организме, в том числе к использованию в качестве энергетического материала тканевых белков (в первую очередь мышечных).
В современных условиях в связи с повсеместным сокращением объема мышечной работы снизились энергозатраты, соответственно, уменьшилась и средняя потребность в углеводах. При увеличении физической нагрузки подростков, например при активных занятиях физкультурой и спортом, во время спортивных соревнований, потребность в углеводах заметно возрастает, и, напротив, при ее уменьшении, при малоподвижном образе жизни она снижается. В частности, потребление углеводов спортсменами в дни напряженных соревнований может возрасти до 600-700 г в сутки.
На долю сложных, медленно всасывающихся углеводов (крахмал, гликоген) должно приходиться 80-90 % от общего количества потребляемых углеводов, то есть в среднем 300-400 г в сутки для взрослых здоровых людей, 290-360 г – для подростков. Доля рафинированных легкоусвояемых углеводов (сахаров) должна составлять не более 50-100 г в сутки. Их источником служат рафинированный сахар, продукты и блюда, содержащие сахар (варенье, джемы, повидло, компоты, различные виды конфет, пирожные, торты, фруктовые воды), а также мед. Из плодов и овощей наиболее богаты сахарами бананы, ананасы, виноград, хурма, инжир, персики, абрикосы, слива, вишня, яблоки, груши, арбузы, дыни, свекла, морковь. Пищевой рацион должен также содержать достаточное количество пищевых волокон (в среднем не менее 25 г в сутки), источником которых, как отмечалось выше, являются растительные продукты.
Химический состав продуктов, используемых в качестве основных источников углеводов и пищевых волокон, представлен в таблице 3.
Химический состав продуктов, используемых в качестве основных источников углеводов и пищевых волокон (в 100 г продукта), и их энергетическая ценность[3]
Потребление продуктов, богатых крахмалом (крупы, хлеб грубого помола и др.), имеет несомненное преимущество перед потреблением рафинированных продуктов, таких как сахар, конфеты и другие кондитерские изделия, поскольку с первой группой продуктов человек получает не только углеводы, но и витамины группы В, минеральные соли, микроэлементы, пищевые волокна, в то время как сахар характеризуется лишь высокой энергетической ценностью, является носителем «пустых» калорий и не содержит каких-либо полезных пищевых веществ.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Источник
Биологическая роль углеводов
Углеводы являются основной составной частью пищевого рациона. За счет углеводов обеспечивается не менее 55 % суточной калорийности. (Вспомним соотношение основных питательных веществ по калорийности в сбалансированном рационе – белки, жиры и углеводы – 120 ккал : 333 ккал : 548 ккал – 12 % : 33 % : 55 % – 1 : 2,7 : 4,6). Основное назначение углеводов – компенсация энергозатрат. Углеводы являются источником энергии при всех видах физической работы. При сгорании 1 г углеводов образуется 4 ккал. Это меньше, чем у жиров (9 ккал). Однако в сбалансированном питании наблюдается преобладание углеводов: 1 : 1,2 : 4,6; 30 г : 37 г : 137 г. При этом среднесуточная потребность в углеводах составляет 400—500 г. Углеводы как источник энергии обладают способностью окисляться в организме как аэробным, так и анаэробным путем.
Углеводы входят в состав клеток и тканей организма, и таким образом в какой-то мере участвуют в пластических процессах. Несмотря на постоянное расходование клетками и тканями своих углеводов на энергетические цели, содержание в них этих веществ поддерживается на постоянном уровне при условии достаточного их поступления с пищей.
Углеводы тесно связаны с обменом жира. При больших физических нагрузках, когда расход энергии не покрывается углеводами пищи и углеводными запасами организма, происходит образование сахара из жира, который находится в жировом депо. Однако чаще наблюдается обратное влияние, т. е. образование новых количеств жира и пополнение ими жировых депо организма за счет избыточного поступления углеводов с пищей. При этом превращение углеводов идет не по пути полного окисления до воды и углекислого газа, а по пути превращения в жир. Избыток потребления углеводов – широко распространенное явление, лежащее в основе формирования избыточной массы тела.
Обмен углеводов тесно связан и с обменом белка. Так, недостаточное поступление углеводов с пищей при интенсивной физической нагрузке вызывают усиленный расход белка. Наоборот, при ограниченных белковых нормах введением достаточного количества углеводов можно добиться минимального расходования белка в организме.
Некоторые углеводы обладают и выраженной биологической активностью, выполняя специализированные функции. Это гетерополисахариды крови, определяющие группы крови, гепарин, предотвращающий образование тромбов, аскорбиновая кислота, обладающая С-витаминными свойствами, маркерная специфичность за счет углеводсодержащих компонентов в ферментах, гормонах и др.
Основным источником углеводов в питании являются растительные продукты, в которых углеводы составляют не менее 75 % сухого вещества. Значение животных продуктов как источников углеводов невелико. Основной животный углевод – гликоген, обладающий свойствами крахмала, содержится в животных тканях в небольших количествах. Другой животный углевод – лактоза (молочный сахар) – содержится в молоке в количестве 5 г на 100 г продукта (5 %).
В целом усвояемость углеводов достаточно высока и составляет 85—98 %. Так, коэффициент усвояемости углеводов овощей составляет 85 %, хлеба и круп – 95 %, молока – 98 %, сахара – 99 %.
Источник
Роль белков, жиров и углеводов в организме человека
Питание это основа нашей жизни. Именно из пищи мы ежедневно получаем самые разнообразные и необходимые нам вещества. Питание обеспечивает развитие человека, процессы роста, физическую и умственную активность, настроение, и, в конечном счете, качество всей нашей жизни. Для обеспечения внутреннего баланса организма в нашем распоряжении есть три компонента: белки, жиры и углеводы.
Суточная потребность человека в этих компонентах может разниться в зависимости от многих факторов, например пол, вес, возраст, уровень физической активности и др.
Белки.
Белки представляют собой важнейшую составляющую часть пищи. Это своего рода строительный материал, обеспечивающий создание и обмен клеток и тканей организма, обмена веществ.
При недостаточности белков в пище появляется повышенная восприимчивость организма к инфекционным заболеваниям, также может нарушаться деятельность нервной системы, печени и других органов.
Физиологическая потребность в белке для взрослого населения — от 65 до 117 г/сутки 
для мужчин и от 58 до 87 г/сутки для женщин.
Физиологическая потребность в белке детей до 1 года — 2,2 — 2,9 г/кг массы тела, детей старше 1 года от 36 до 87 г/сутки.
1 грамм белка при окислении в организме даёт 4 ккал.
Белки подразделяются на белки животного и растительного происхождения.
Белки животного происхождения имеют очень высокую биологическую ценность, так как именно животные белки являются основными перевозчиками незаменимых аминокислот. Белки животного происхождения содержатся в молочных продуктах, во всех видах мяса, морепродуктах, яйцах.
Для взрослого человека рекомендуемая в суточном рационе доля белков животного происхождения от общего количества белков составляет 50 %, для детей 60 %.
Белки растительного происхождения, в отличие от животных содержат такой тип жира, который не позволяет увеличить уровень холестерина, и небольшое его количество помогает сократить каллорийность.
Белки растительного происхождения содержатся в овощах, фруктах, злаковых культурах.
Жиры.
Жиры это ещё одна важная составляющая нашего питания. Жиры это источник энергии. Они придают блюдам высокие вкусовые качества, тем самым способствуют возбуждению аппетита.
Физиологическая потребность в жирах — от 70 до 154 г/сутки для мужчин и от 60 до 102 г/сутки для женщин.
Физиологическая потребность в жирах — для детей до года 6 — 6,5 г/кг массы тела, для детей старше года — от 40 до 97 г/сутки.
Жиры подразделяются на два основных класса насыщенные и ненасыщенные.
Насыщенные жиры это жиры животного происхождения. К таким жирам относятся 
бараний, говяжий, свиной и ряд других. Насыщенные жиры участвуют в строении клеток. Поэтому избыточное потребление насыщенных жиров является важнейшим фактором риска развития диабета, ожирения, сердечно-сосудистых и других заболеваний.
Ненасыщенные жирные кислоты в основном содержатся в растительной пище, а также встречаются в морепродуктах.
Эти кислоты подразделяются на мононенасыщенные и полиненасыщенные. К мононенасыщенным кислотам относятся жиры рыб, морских млекопитающих, оливковое, кунжутное масла.
Физиологическая потребность в мононенасыщенных жирных кислотах для взрослых должно составлять 10% от калорийности суточного рациона.
1 грамм жира при окислении в организме даёт 9 ккал.
Полиненасыщенные жиры содержатся в подсолнечном, кукурузных маслах, в масле градских орехов, льняном, конопляном маслах, жирной морской рыбе.
Углеводы
Большую часть энергии, которая необходима для нормальной жизнедеятельности организма организм человека получает с углеводами.
Углеводы делятся на два основных класса: простые и сложные. Простые состоят из моносахаридов и олигосахаридов, сложные из полисахаридов и пищевых волокон.
К моносахаридам относятся глюкоза, фруктоза и галактоза. При снижении уровня глюкозы и наоборот высокой её концентрации наступает сонливость, потеря сознания. Моносахариды содержатся в чистом виде в овощах, фруктах, винограде, вишне, землянике, сливе, арбузе также в мёде.
Основными представителями олигосахаридов в питании человека являются сахароза и лактоза.
Самый распространённый вид сахарозы это сахар. Лактоза это так называемый молочный сахар. Она содержится в молочных и кисломолочный продуктах.
Полисахариды подразделяются на крахмальные полисахариды (крахмал и гликоген) и неусвояемые полисахариды пищевые волокна (клетчатка, пектины).
Физиологическая потребность в усвояемых углеводах для взрослого человека составляет 50 — 60% от энергетической суточной потребности (от 257 до 586 г/сутки).
Физиологическая потребность в углеводах — для детей до года 13 г/кг массы тела, для детей старше года от 170 до 420 г/сутки.
1 грамм углеводов при окислении в организме даёт 4 ккал.
Белки, жиры, углеводы играют очень важную роль, поэтому нельзя обеспечить полноценное существование и развитие организма без достаточного поступления питательных веществ, так как каждое из них выполняет свою функцию.
Тем, насколько правильно мы будем питаться, обусловлено состояние нашего здоровья, долголетие, счастливая жизнь.
Источник