Kolhydrater är en viktig komponent i celler och vävnader i alla levande organismer, oavsett om det är en växt, ett djur eller en människa. De utgör huvuddelen av det organiska materialet på planeten jorden. Kolhydrater är en ganska bred klass av föreningar. Bland dem kan du hitta ämnen med olika egenskaper. På grund av denna funktion är kolhydraternas funktioner mycket breda. Idag kommer vi att analysera kolhydraternas huvudsakliga egenskaper, fysiologiska roll och användning inom olika områden av livsmedelsindustrin (och inte bara).
Kolhydratkällor
De huvudsakliga källorna till kolhydrater är växtprodukter. Nämligen: bröd, flingor, grönsaker, frukt, bär. När det gäller animaliska produkter är vissa av dem också rika på kolhydrater. Det här är först och främst mjölk, som innehåller det så kallade mjölksockret.
Matprodukter kan innehålla olika kolhydrater. Därför är betydelsen, tillämpningen av kolhydrater och deras funktioner mycket omfattande. Spannmål och potatis innehåller stärkelse - en komplex kolhydrat som är olöslig i vatten, som bryts ner till enkla sockerarter genom inverkan av matsmältningsjuicer. I frukt, grönsaker och bär dessa ämnenpresenteras i form av enkla sockerarter: frukt, rödbetor, sockerrör, vindruvor och så vidare. De löses upp i vatten och absorberas perfekt av kroppen. Vattenlösliga sockerarter absorberas snabbt i blodomloppet.
konsumtion av kolhydrater
Man tror att huvuddelen av kolhydrater bör konsumeras i en komplex form, och endast 20-25% i en enkel. Detta bidrar till att sockerarter gradvis kommer in i vävnaderna. Om en person får tillräckligt med kolhydrater från mat, deponeras de i levern och musklerna i form av "animalisk stärkelse" glykogen. Vid brist på kolhydrater bryts glykogenförrådet ner till glukos och används för kroppens behov (näring av celler och vävnader). Om kroppen får ett överskott av dem förvandlas de till kroppsfett. Förresten, kolhydrater innehåller också fibrer, vilket är nödvändigt för korrekt matsmältning.
Kolhydrater är viktiga komponenter i kosten, så de bestämmer inte bara kroppens energihomeostat, utan deltar också i biosyntesen av ett antal kolh altiga polymerer. Under en livstid konsumerar en genomsnittlig person cirka 14 ton av dessa föreningar. Av dessa cirka 2,5 ton - i enkel form. Användningen av proteiner, fetter, kolhydrater och deras derivat i mat är inte enhetlig. Kolhydrater är huvuddelen av vår kost. De konsumerar 4 gånger mer än proteiner eller fetter. Med en enkel, blandad kost kommer cirka 60 % av en persons energi från kolhydrater. Deras huvudsakliga uppgift i kroppen är att ge energi. Ju mer fysisk aktivitet i en persons liv, desto merhan behöver kolhydrater. Med en stillasittande livsstil minskar behovet av dessa ämnen. För dem som inte ägnar sig åt fysiskt arbete är det dagliga behovet av kolhydrater cirka 400 gram.
Omkring 50-65 % av kolhydraterna kommer in i vår kropp med spannmålsprodukter. 15-25% - med socker och sockerh altiga produkter. Cirka 10% - med rot- och knölgrödor. Och cirka 5-7 % - med frukt och grönsaker.
Kolhydrater är ett mycket starkt irriterande ämne för den externa utsöndringen av bukspottkörteln och den mest aktiva stimulatorn för insulinsyntes, som spelar en viktig roll i regleringen av kolhydratmetabolism och upprätthållande av optimal glukoshomeostas. Under årens lopp leder enkel kolhydratöverbelastning till hyperplasi av β-celler, sedan till försvagning av den isolerade apparaten och skapandet av förutsättningar för utveckling av diabetes.
Klassificering av kolhydrater
Beroende på strukturen, upplösningsförmågan och assimileringshastigheten delas kolhydrater som ingår i maten in i enkla och komplexa. Enkla inkluderar monosackarider (fruktos, glukos, galaktos) och disackarider (sackaros, laktos). Till komplexa - polysackarider (fiber, stärkelse, glykogen). Förutom exemplen på kolhydrater finns det andra, mindre kända ämnen i varje klass.
Enkla kolhydrater
Mono- och disackarider löser sig väl i vatten och tas snabbt upp av kroppen. De har en uttalad söt smak, varför de ofta kallas för sockerarter. Den vanligaste monosackariden ärglukos som finns i olika frukter och bär, samt syntetiseras under nedbrytningen av di- och polysackarider. Glukos, en gång i kroppen, hittar snabbt en användning för sig själv. Det bildar glykogen, ger näring till hjärnvävnad och muskler (inklusive hjärtat) och reglerar blodsockernivåerna. Under träning kan glukos användas direkt som energikälla.
Fructose har liknande egenskaper. Det kan betraktas som en mycket värdefull, lättsmält kolhydrat. Men jämfört med glukos absorberas fruktos fortfarande långsammare av tarmarna, och väl i blodet lämnar det blodomloppet snabbare. Upp till 80 % av fruktosen hålls kvar i levern, vilket förhindrar blodsockermättnad. Men i levern syntetiserar fruktos glykogen lättare än glukos. Jämfört med sackaros är fruktos mer smältbart och har mer sötma. På grund av den senare egenskapen kan mindre fruktos användas för produktens önskade sötmanivå, vilket minskar den totala konsumtionen av sockerarter. Detta sker i konstruktionen av en kaloribegränsad diet. Med tanke på användningen av kolhydrater i livet bör särskild uppmärksamhet ägnas åt kostnäring. Fruktos används ofta som sötningsmedel i livsmedel för personer med diabetes.
Med ett överskott av sackaros störs fettomsättningen och fettbildningen ökar. Dessutom har det länge bevisats att med en ökning av mängden socker som kommer in i kroppen, ökar syntesen av fetter från komplexa kolhydrater, direkt från fett och till och med protein. Därav,Mängden socker en person konsumerar kan i hög grad reglera fettomsättningen.
Med den rikliga användningen av socker börjar störningar i kolesterolmetabolismen och en ökning av dess innehåll i blodet. Dessutom har överskott av socker en dålig effekt på tarmmikroflorans arbete - massan av förruttnande mikroorganismer ökar, förruttnelseprocesser accelererar och flatulens utvecklas. Minst av allt observeras dessa biverkningar med användning av fruktos. Frukt och bär är huvudkällan till denna kolhydrat. Mycket fruktos och glukos finns i honung: 37,1 respektive 36,2 %. Allt socker som finns i vattenmelon är fruktos, det är cirka 8 % här.
Nästa monosackarid är galaktos. Det finns inte i livsmedel i sin fria form. Galaktos är en nedbrytningsprodukt av laktos, den huvudsakliga kolhydraten i mjölk.
När det gäller disackarider är den viktigaste i vår kost sackaros. Vid hydrolys bryts det ner till fruktos och glukos. De huvudsakliga källorna till sackaros är betor och rörsocker. I strösocker når innehållet av denna kolhydrat 99,75%. Dessutom finns sackaros i frukt, grönsaker och kalebasser.
Komplexa kolhydrater
Polysackarider har en mer komplex molekylstruktur och extremt låg löslighet i vatten. Denna klass inkluderar: stärkelse, fiber, glykogen och pektin. Användningen av kolhydrater av denna klass är utbredd i varierande grad. Stärkelse är av primärt näringsvärde. Dess höga innehåll i spannmålsgrödor är den viktigaste faktorn som bestämmer derasnäringsvärde. I den genomsnittliga personens kost står stärkelse för upp till 80 % av den totala mängden kolhydrater som konsumeras. Väl i kroppen förvandlas den till enkla kolhydrater och utför sina funktioner.
När det gäller glykogen spelar det i vår kropp rollen som ett energimaterial som matar arbetande muskler och inre organ. Glykogen återställs genom reosyntes på bekostnad av glukos.
Pektin är ett lösligt ämne som tas upp väl i kroppen. Som moderna studier inom området hälsosam kost visar kan pektin användas i förebyggande och terapeutiska syften vid sjukdomar i mag-tarmkanalen.
Fiber är mycket lik polysackarider till sin struktur. Spannmålsprodukter är kända för sitt höga innehåll. Förutom mängden fiber i produkten är dess kvalitet av stor betydelse. Ju mjukare denna kolhydrat är, desto bättre bryts den ner i tarmarna, och desto fler fördelar ger det en person. Fibern i grönsaker och potatis har dessa egenskaper. En viktig egenskap hos denna polysackarid är förmågan att ta bort kolesterol från människokroppen. Låt oss nu titta närmare på användningen av kolhydrater.
Parenteral nutrition
Användningen av kolhydrater inom medicin idag utvecklas snabbt. Parenteral näring är intravenös administrering av näringsämnen i kroppen. Det används i fall där patienten inte kan äta sig själv. Användning av kolhydrater i parenteral näring är mycket vanligt. De används enlden enkla anledningen är att de är den mest prisvärda energikällan för människokroppen. Energivärdet för kolhydrater är 4 kcal/g. Det dagliga mänskliga behovet av energi varierar från 1,5 till 2 tusen kilokalorier. Därav problemet med den isolerade användningen av kolhydrater för att täcka detta behov. När det gäller en isotonisk glukoslösning, för att helt täcka en persons behov av kalorier, är det nödvändigt att hälla från 7 till 10 liter av lösningen. Detta kan leda till utveckling av överhydrering, lungödem och kardiovaskulära störningar.
Användningen av mer koncentrerade glukoslösningar är fylld med andra obehagliga konsekvenser - förekomsten av plasmahyperosmolaritet och irritation av venernas intima (utveckling av flebit och tromboflebit). Och för att eliminera risken för osmotisk diures är det nödvändigt att upprätthålla hastigheten för glukosinfusion i intervallet från 0,4 till 0,5 g / kg / h. Om man översätter denna siffra till en isotonisk glukoslösning får man lite mer än 500 mm per timme för en patient som väger 70 kg. Insulin tillsätts till glukoslösningen för att förhindra försämrad kolhydrattolerans och de resulterande komplikationerna. Beräkningen utförs enligt formeln: 1 enhet per 3-4 gram torr glukos. Insulin har inte bara en positiv effekt på glukosutnyttjandet, utan bidrar också till normal absorption av aminosyror.
Användningen av kolhydrater i medicin beror på deras typ. Inom parenteral näring används ofta: fruktos, glukos, sorbitol, dextran, glycerol och etylalkohol.
Dietmat
Det finns många dieter som bygger på helt eller delvis uteslutning av kolhydrater från kosten, samt ett ökat intag av proteiner och fetter. Det amerikanska jordbruksdepartementet genomförde en undersökning, enligt vilken det avslöjades att människor som äter kolhydratrik mat till övervägande del är normalviktiga. Mat som innehåller mycket kolhydrater är mer näringsrik men har mindre kalorier.
Som ni vet är mer än hälften av befolkningen överviktig i Amerika. Och antalet sådana människor växer stadigt. En långtidsundersökning av befolkningen i ämnet mat som konsumeras visade att människor vars kost domineras av kolhydrater får färre kalorier än älskare av proteiner och fetter, med samma mängd mat som äts. Denna grupp människor av alla de tillfrågade, och det fanns mer än 10 000 personer, hade den lägsta kroppsvikten. Anledningen är att för varje 1 000 kalorier av kolhydrath altig mat finns det mycket fibrer och vatten. Denna grupp människor fick mer näringsämnen med maten, nämligen: vitamin A och C, karoten, kalcium, järn och magnesium. Fetter, kolesterol, zink, natrium och vitamin B12 fanns i deras dieter i liten utsträckning.
Användningen av kolhydrater och fetter i mat är nära relaterad. Men, liksom användningen av kolhydrater med proteiner. Den höga effektiviteten hos kolhydrater som energikällor ligger i deras förmåga att spara protein. När en stor mängd kolhydrater intas använder kroppen som energimaterial är mindre än aminosyror. I allmänhet är dessa ämnen inte oumbärliga komponenter i näring, eftersom de kan syntetiseras från aminosyror och glycerol, men deras roll bör inte underskattas. Användningen av kolhydrater i mat bör vara minst 50 gram per dag. Annars kan metabola störningar uppstå.
Men överdriven konsumtion av kolhydrater leder till bildandet av subkutant fett. När man bygger en diet är det viktigt att inte bara tillfredsställa en persons behov av dessa ämnen, utan också att balansera konsumtionen av deras olika typer. Det är viktigt att övervaka förhållandet mellan enkla och komplexa kolhydrater. När mycket socker kommer in i kroppen kan de inte syntetiseras helt till glykogen och omvandlas till triglycerider, som bidrar till bildningen av fettvävnader. När insulinet är förhöjt i blodet påskyndar denna process.
Komplexa kolhydrater, till skillnad från enkla, bryts ner långsamt, så deras innehåll i blodet ökar gradvis. I detta avseende är det tillrådligt att den huvudsakliga kolhydratdelen i livsmedel består av exakt smältbara ämnen. Deras andel bör vara från 80 till 90 procent. Bristen på komplexa kolhydrater är särskilt märkbar för dem som lider av diabetes, fetma, åderförkalkning och sjukdomar i det kardiovaskulära systemet.
Som du redan förstått används de flesta kolhydrater i näring och medicin. Men omfattningen av kolhydrater slutar inte där. Var annars används de?
Glucose
Denna kolhydrat absorberas väl av kroppen och kan användas som en del av vissa mediciner. Dessutom används glukos flitigt i konfektyrindustrin. Med dess hjälp tillverkas marmelad, kola, pepparkakor och andra produkter. I textilindustrin spelar den rollen som ett reduktionsmedel. Och vid produktionen av glykon- och askorbinsyror är glukos startprodukten. Med dess hjälp utför de också syntesen av vissa industriella sockerarter.
Glukosjäsning är av stor betydelse. Det uppstår vid inläggning av kål, gurka, mjölk och andra produkter, samt vid ensilering av foder. Alkoholjäsning av glukos används i ölproduktion.
Stärkelse
Stärkelse är ett värdefullt näringsämne. För att göra det lättare för kroppen att smälta utsätts produkterna för värmebehandling. Under höga temperaturförhållanden sker partiell hydrolys av stärkelse, liksom bildandet av vattenlösliga dextriner. Dextriner, en gång i matsmältningskanalen, hydrolyseras till glukos, som absorberas väl av kroppen. Om vi talar om användningen av kolhydrater i industrin kan stärkelse inte ignoreras. De viktigaste produkterna som erhålls från det är glukos och melass. Detta utökar ytterligare området där användningen av kolhydrater sker. Beskriv kortfattat processen för att erhålla glukos och melass från stärkelse enligt följande.
Stärkelse värms upp i en blandning med utspädd svavelsyra. Överskott av syra neutraliseras med krita. Fällningen av kalciumsulfat, som bildas underneutralisering, filtrerad. Sedan avdunstas lösningen och glukos isoleras från den. Får man inte till slutet av hydrolysprocessen får man en blandning av glukos med dextriner, som kallas melass. Det används i konfektyrindustrin. Dessutom har stärkelsehärledda dextriner funnit utbredd användning som lim och färgförtjockningsmedel. Stärkelse bevisar hur varierande användningen av kolhydrater kan vara. Kemin i processerna är dock inte alls komplicerad.
Tidigare användes stärkelse, vilket gör att du kan blåsa ett andra liv i tyget och förlänga dess livslängd. Stärkelse och produkter som härrör från den har också använts inom textil-, läkemedels- och gjuteriindustrin.
Pulp
De praktiska fördelarna med kolhydrater har alltid varit inte mindre viktiga än deras biologiska roll. Användningen av kolhydrater kan hittas inom helt olika områden av mänsklig aktivitet. Cellulosa (fiber) har använts av människan sedan urminnes tider. Till en början började man använda trä som bränsle och byggmaterial. Sedan lärde de sig att göra tråd av bomull, lin och andra fiberväxter. Senare dök det upp teknologier som gjorde det möjligt att få papper från trä. Papper, i sin kärna, är ett tunt lager av cellulosafibrer som pressas och limmas. Resultatet är en hållbar, slät yta som inte blöder.
Initi alt användes endast vegetabiliska råvaror (bomull och risstjälkar) för att göra papper. Fibrer utvanns från det rent mekaniskt. Men somsamhällsutvecklingen räckte de uppräknade källorna inte för att täcka behovet av papper. Det mesta går till tidningar. Med tanke på att kvaliteten på papperet inte spelar någon speciell roll här började man lägga upp till 50 procent av slipat trä till det. Senare dök det upp teknologier som gjorde det möjligt att bli av med sådana medföljande träämnen som hartser, lignin och så vidare. Så varierande kan den praktiska användningen av kolhydrater vara.
Hintills är den vanligaste metoden för att isolera cellulosa sulfit. Det används inom olika områden där kolhydrater används. Kemin i processen är ganska enkel. Enligt denna metod krossas träet och kokas i en blandning med kalciumhydrosulfat. Sedan separeras cellulosan som frigjorts från alla typer av föroreningar på filter. Den resulterande luten innehåller monosackarider, så den används som råvara för framställning av alkohol. Och cellulosa används också vid tillverkning av viskos, acetat och koppar-ammoniakfibrer.
Ibland förväxlas kolhydrater med kolhydrater. Trots att dessa två klasser av ämnen är konsonanta namngivna har de ingenting med varandra att göra. Användningen av mättade kolväten i vardagen och på jobbet är en helt annan historia.
Slutsats
Idag har du fördjupat dina kunskaper om ämnen som kolhydrater. Egenskaperna, användningen av kolhydrater och deras fördelar för människor bekräftar att dessa ämnen är de viktigaste biologiska komponenterna på vår planet. Dom ärbokstavligen överallt och i allt. Men detta är inte huvudsaken, utan det faktum att utan kolhydrater skulle vårt liv vara omöjligt. Användningen av kolhydrater i livet är för omfattande.
