Углеводы
Углеводы - это органические вещества, в структуре которых выделяют одну карбонильную группу и несколько гидроксильных групп. Углеводы всегда состоят из трех элементов – углерода, кислорода и водорода. Так сложилось, что первые исследованные углеводы имели брутто-формулу вида Сх(Н2О)у, что послужило причиной присвоения этому классу соединений названия «углеводы», т.е. буквально состоящие из углерода и воды. Сейчас известно, что не все углеводы соответствуют указанной брутто-формуле, однако название закрепилось и используется повсеместно.
Если рассматривать вещества в порядке их распространенности в живом мире, то углеводы будут занимать первое место - около 75% всего живого мира состоит из углеводов (в пересчете на сухую массу). Конечно, основной вклад в такую распространенность углеводов играют растения - их биомасса на планете больше, чем биомасса животных, и в пересчете на сухой вес содержание углеводов в них составляет до 90% (в животных не более 2-3%).
Такая же ситуация наблюдается и в пищевых продуктах. По массе, содержание углеводов в продуктах питания не столь велико, но в энергетической ценности рациона человека, по среднемировым оценкам, их доля составляет не менее 70-80%.
Углеводы классифицируют по степени полимеризации.
Наиболее простые - моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза, арабиноза, ксилоза и др.) и дисахариды, состоящие из двух молекул моносахаридов (сахароза, лактоза, мальтоза др.). Из моносахаридов часто встречаются фруктоза (в т.ч. как более безопасная замена сахару) и глюкоза (как и фруктоза в виде сиропов широко используется в пищевой промышленности). Из дисахаридов наиболее распространенным является сахароза (обычный сахар), а также лактоза (другое название – молочный сахар, содержится в молоке).
Следующей группой идут олигосахариды, чьи молекулы состоят из нескольких (немногих) молекул моносахаридов. Самыми известными олигосахаридами являются мальтодекстрин, фрукто- и галактоолигосахариды (например, популярный сейчас инулин, обеспечивающий защиту от сахарного диабета, является фруктоолигосахаридом).
Углеводами с наибольшей молекулярной массой являются полисахариды: крахмал (запасное вещество растений), целлюлоза (структурный компонент растений), гликоген (запасное вещество животных).
Наиболее распространенным в биосфере углеводом является целлюлоза, однако организм человека ее не усваивает. Для человека главным пищевым углеводом является крахмал. Моно- и дисахариды в природе встречаются достаточно редко, хотя в современном рационе человека их доля весьма высока.
Источником углеводов в живом мире являются только растения - именно они благодаря фотосинтезу способны под воздействием солнечного света из углекислого газа и воды синтезировать углеводы. Все остальные организмы являются потребителями углеводов и могут их лишь дополнительно перерабатывать в другие углеводы, но не получать их заново.
Биологические функции углеводов многообразны:
- прежде всего, углеводы являются источником энергии: калорийность углеводов (4,1 ккал/г) хотя и уступает жирам (9,3 ккал/г), но в связи с объемом потребления они составляют основу энергетической ценности рациона человека (70-80%);
- углеводы выполняют структурную функцию: являются каркасным элементом многих структур (мембран, сложных молекул с включением белков, и пр.);
- углеводы обеспечивают необходимое осмотическое давление биологических жидкостей (в частности, крови);
- углеводы входят в состав многих сложных веществ, жизненно необходимых организму (например, нуклеотидов), а также рецепторов.
Содержание углеводов в продуктах питания
Достаточно высоко содержание углеводов в продуктах питания только растительного происхождения. Основными источниками углеводов являются следующие пищевые продукты: хлеб и хлебобулочные изделия, кондитерские изделия, сахар, сладкие напитки, картофель, макароны, крупы, мед (содержит 70-80 % глюкозы и фруктозы в свободном виде), фрукты.
К сожалению, углеводы являются тем компонентом, фактическое потребление которого значительно превышает физиологические потребности человека (50-60% от суточной потребности в энергии, от 257 до 586 г/сутки). Это связано, прежде всего, с органолептическими свойствами углеводов: они сладкие на вкус, что стимулирует потребителя к их употреблению без необходимой потребности (т.е. даже когда человек сыт).
Другим фактором, приводящим к чрезмерному употреблению углеводов, является неадекватное восприятие некоторых сложных пищевых продуктов, которые содержат моно- и дисахариды. Так в обычном безалкогольном напитке содержание углевода сахарозы (обычного сахара) достигает 10%. Что это означает? Возьмем для примера чай. Типовая кружка рассчитана на 200-250 мл этого напитка. В среднем люди на такой объем добавляют 2 чайные ложки сахара (эквивалентно 10-15 г сахара), что составляет 5-6% в чае. То есть, чтобы сделать концентрацию такой же, как в безалкогольном напитке, необходимо добавить в типовую кружку 4 (!) ложки сахара. Попробуйте выпить такой чай. Тем не менее, человек способен выпить не только 200 мл напитка, но и, как правило, гораздо больший объем 0,5-1,0 л (что эквивалентно 50-100 г сахара). Вот почему употребление безалкогольных напитков с сахарозаменителями, имеющими нулевую калорийность, сразу положительно сказывается на рационе.
Еще одним примером являются продукты, где значительного содержания сахара потребитель не ожидает. Это майонезы, соусы, йогурты и т.д. Сахар также вводится в эти продукты в значительном количестве для улучшения их органолептических свойств.
Помимо калорийности, с диетологической точки зрения очень важна скорость усвоения того или иного вида углеводов. Чем быстрее происходит усвоение, тем выше риск ожирения, диабета и т.д. Показателем усвояемости является гликемический индекс (GI), при расчете которого глюкоза, основной и, практически, самый «быстрый» сахар, принята за 100%, а остальные сахара, как правило, имеют более низкий показатель. Законы здорового питания гласят, что следует обращать внимание не только на общее содержание углеводов в продуктах питания, но и на гликемический индекс того или иного вида пищевых продуктов. У большинства круп (особенно гречневой) этот индекс лежит в районе 40-70%, что говорит об их относительной пищевой безопасности по сравнению, скажем, с кондитерскими изделиями, в которых много сахарозы. Следует избегать продуктов с очень высоким гликемическим индексом, список которых возглавляют картофель и пиво.
Обратно в Состав продуктов