Углеводы в чем содержится: Sports Training Camps in Madeira

Продукты, содержащие полезные углеводы Здоровое питание

Перед вами лучшие цельные продукты, богатые углеводами и питательными веществами. Следите за полезными рекомендациями от шеф-поваров.

Батат

Насыщенный оранжевый цвет батата — одна из причин, почему он так полезен. В клубнях содержится много бета-каротина: это провитамин витамина A, важного для зрения и здоровой иммунной системы. Суточную норму этого полезного овоща обеспечит сок из батата с грушей и корицей.

Бобовые

Чечевица и фасоль содержат сложные углеводы, а также клетчатку и белок. Благодаря этому они очень сытные.

Молоко

Молоко и прочие молочные продукты, например йогурт и творог, содержат лактозу — разновидность сахара. В молоке также есть белок и натрий: согласно исследованиям, такое сочетание делает его хорошим напитком после интенсивных физических нагрузок.

Фрукты

Фрукты — лучший способ утолить тягу к сладкому. Сладость фруктов обеспечивает фруктоза, которую дополняют клетчатка, вода, фитохимические вещества, витамины и минералы. Хотя низкоуглеводные диеты ограничивают употребление сладких фруктов, таких как бананы и манго, они будут отличным источником быстрой энергии.

Попкорн

По сути, попкорн — это цельные зерна, к тому же богатые антиоксидантами. Поскольку лопнувшие зерна сильно увеличиваются в размере, 30 гр. попкорна — это целых 3,5 стакана. Если вы готовите его в специальном аппарате, в такой порции будет 110 калорий и 4 гр. клетчатки.

Картофель

Картофель — отличный источник витамина C и калия. В нем также содержатся другие необходимые полезные вещества и много клетчатки: 4 гр. в клубне среднего размера. Хотя у картофеля высокий гликемический индекс, его редко едят без каких-либо добавок. Разминайте его с молоком, посыпайте сыром и ешьте богатые клетчаткой шкурки: в этом случае гликемический индекс будет ниже, что не позволит сахару в крови резко повыситься.

Цельнозерновые

Из таких продуктов вам наверняка знакомы макароны и хлеб из 100% цельной пшеницы. Обратите внимание и на другие необработанные зерновые, например рожь, фарро, овес и киноа. Каждая крупа немного отличается содержанием веществ: в киноа много «полноценного» белка, а овсянка богата растворимой клетчаткой, снижающей холестерин.

В каких продуктах содержатся углеводы: список, характеристика

В каких продуктах содержатся углеводы? Чем они отличаются? Характеристика простых и сложных углеводов. А также многое другое рассматриваем в данной статье.

Организм человека будет нормально функционировать при условии постоянно поступающей разнообразной пищи, содержащей белки, а также жиры и углеводы.

Белок является необходимым строительным материалом, который необходим для роста и формирования новых клеток.

Жир нужен … Углеводов человек потребляет больше всего, они необходимы ему как поставщики энергии.

Что такое углеводы?

fitrain.ru

Углеводы разнообразны по своим свойствам и выполняемым в организме функциям. Это огромный класс органических соединений, содержащихся преимущественно в продуктах растительного происхождения. Все углеводы подразделяются на несколько групп в зависимости от содержания в них сахаридов. Например:

1. Моносахариды (1 единица)
2. Дисахариды (2 единицы)
3. Олигосахариды (2-10 единиц)
4. Полисахариды (более 10)

Эти группы углеводов в свою очередь можно объединить в две большие категории: простых или быстрых углеводов, а также сложных или медленных.

К быстрым углеводам, которые резко повышают содержание сахара в крови, относятся моносахариды и дисахариды. К сложным углеводам, которые постепенно увеличивают уровень глюкозы в крови, относятся олигосахариды и полисахариды.

Быстрые углеводы имеют высокий гликемический индекс, медленные – низкий. Самые распространенные углеводы–моносахариды – глюкоза и фруктоза. К дисахаридам относятся мальтоза, а также сахароза и лактоза. Наиболее необходимые человеку полисахариды – крахмал, целлюлоза (клетчатка), гликоген, хитин, а также пектиновые вещества.

fitrain.ru Пройдя по ссылке, вы узнаете суточную норму белков, жиров, углеводов. Хотите знать больше о творожном варианте диеты Магги? Здесь можно прочитать подробное описание.

Какие углеводы относятся к простым

fitrain.ru

Моносахариды

Глюкоза является быстрым, а также качественным источником энергии. При больших физических нагрузках, либо ослаблении организма назначают препараты глюкозы. Она способствует образованию гликогена, питает ткани мышц и мозга, поддерживает уровень сахара в крови в норме. Глюкоза содержится во многих фруктах с косточками, ягодах, а также мёде. Фруктоза усваивается медленнее, чем глюкоза, а усваивается лучше. По вкусу она более сладкая. Это позволяет потреблять ее в меньших количествах и поддерживать уровень сахара в крови в норме. Она содержится в сладких овощах, фруктах, ягодах, а также в мёде.

Дисахариды

Сахароза – это сахар в чистом виде. В натуральном виде содержится в арбузах и дынях.

Именно неумеренное употребление сахарозы зачастую является причиной избыточного веса. Повышенное количество сахара провоцирует жирообразование, увеличение холестерина в крови, а также нарушает микрофлору кишечника.

Лактоза (молочный сахар) – углевод, содержащийся в молочных продуктах. Многие люди страдают непереносимостью молока. Это связано с тем, что в организме отсутствуют ферменты. Которые расщепляют лактозу до глюкозы и галактозы.

Какие углеводы относятся к сложным

fitrain.ru

Полисахариды

Крахмал занимает около 80% углеводов в рационе человека. В организме он частично превращается в мальтозу. Большое количество крахмала содержится в хлебе, макаронных изделиях, рисе, а также в крупах. Гликоген образуется в организме в процессе ресинтеза глюкозы. Он используется главным образом для питания мышц и органов. Мальтоза (солодовый сахар) содержится в проросших зернах, меде, патоке, а также в пиве. Еще она образуется в организме в процессе расщепления крахмала. Клетчатка не имеет значения, как источник энергии, но способствует нормальному функционированию кишечника. Она содержится в моркови, свекле, зерновом хлебе, крупах, а также в отрубях.

У нас есть интересная статья о полезных свойствах рыбьего жира. Знаете ли вы, как похудеть с белковой диетой Пьера Дюкана? Тут мы расскажем об этом.

Калорийность белков жиров и углеводов

fitrain.ru

Белки, жиры и углеводы имеют разную калорийность. Можно назвать средние значения калорийности для каждого вида этих необходимых нам компонентов.

• 1 г белка содержит 4 ккал
• углеводов 1 г – также 4 ккал
• 1 г жира – 9 ккал

Эти показатели усредненные, так как весьма сложно с уверенностью сказать, что в данном виде продуктов содержится именно такое количество калорий. Например, яблоки, выращенные в разных регионах, могут иметь разный энергетический вес. Однако и этих данных достаточно, чтобы убедиться в том, что продукты, содержащие преимущественно углеводы – не самые калорийные.

Главное, помнить, что простые углеводы хорошо усваиваются, в связи с этим мы зачастую употребляем их больше, чем нужно.

С ними в организм поступает больше калорий, чем со сложными углеводами. Они требуют от организма затратить усилия на переваривание, в результате чего он тратит энергию, то есть калории. Простой пример: любой свежевыжатый сок является простым углеводом, так как из него удалили клетчатку, которая не усваивается организмом. Но заставляет его тратить энергию на переваривание. Гораздо полезнее есть свежие фрукты, в которых клетчатки как раз в избытке. Организм получит достаточное количество естественного сахара и энергии, а также научится работать. При этом не потребляя уже готовые калории.

Польза углеводов

fitrain.ru

1. Главная причина, по которой мы должны употреблять достаточное количество углеводов – они обеспечивают нас энергией.
2. В нашем рационе в равной степени должны присутствовать все составляющие: белки, жиры, а также углеводы. Например последние являются неотъемлемой частью здорового питания.
3. Умеренное употребление углеводов поддерживает нормальный уровень сахара в крови.
4. Сложные углеводы, способствуют поддержанию нормального функционирования кишечника. Например: клетчатка.
5. Углеводы играют роль запаса питательных веществ. Они накапливаются в печени, а также ЖКТ в виде гликогена.

Суточная потребность в углеводах зависят от объема физических нагрузок.  Она составляет 50-60% от калорийности суточного рациона. Например норма для обычного человека, не перегруженного тренировками или тяжелым физическим трудом – 400-500 г. в сутки.

В каких продуктах содержатся углеводы

fitrain.ru

Вредные углеводы – это углеводы, которые повышают уровень сахара в крови. Они не приносят нам никакой пользы, в  результате появляются только лишние килограммы. Больше всего их содержится в продуктах, которые мы так любим. Например: сладости, кондитерские изделия, изделия из теста, а также сладкая газировка и т.п. Простые углеводы, можно употреблять только в том случае, если у вас нет проблем с лишним весом. Но при этом делать это нужно очень умеренно, иначе проблемы не заставят себя долго ждать. Полезные углеводы (сложные) содержатся в крупах, фруктах и овощах, а также в молочных продуктах. Если говорить о продуктах, содержащих наименьшее количество углеводов, то к ним можно отнести:

1. несладкие фрукты (например, цитрусовые)
2. овощи (зелень, редис, огурцы, морковь)
3. обезжиренные молочные продукты
4. мясо и мясные продукты (сосиски, колбасы)
5. рыба и морепродукты
6. растительные масла
7. соленья, маринады, а также соусы

Вода совсем не содержит углеводов. Также как чай и кофе, но их нужно пить без сахара. Чтобы похудеть или поддерживать себя в хорошей форме, нам не обойтись без углеводов. Особенно актуально это для женщин, у которых все неправильные углеводы сразу откладываются в жир. Или для от мужчин, имеющих более внушительную мышечную массу. Нужно научиться выбирать правильные продукты. А также употреблять в пищу только те углеводы, которые зарядят нас необходимой энергией. При этом активизируют обменные процессы в организме.

В каких продуктах содержатся белки жиры углеводы

Познавательное видео о том, чем отличаются углеводы, что происходит с углеводами в организме, а также какие продукты выбрать.

Мне нравится2Не нравится

Сохранить Сохранить

для чего нужны + 10 лучших продуктов

Одно из правил на похудении и правильном питании – исключение из дневного рационов сахара и сахаросодержащих продуктов. На замену требуется взять крупы и злаки, а также добавить больше фруктов, ягод и овощей. Тем самым удастся сместить акцент к сложным углеводам, которые дольше усваиваются и дают больше энергии. На ограничениях калорийности, диетах это становится настоящим спасением – тяга к перееданию уменьшается, поддерживается длительное чувство насыщения.

Все о сложных (медленных) углеводах

Углеводы – один из трех основных нутриентов в рационе, который поставляет в организм энергию. По химической структуре углевода представляет собой органическое вещество с углеродом и водой в формуле. В классификации выделяют сложные и простые углеводы, отличающиеся типом строения и легкостью усвоения. При этом у них разное влияние на уровень сахара в крови и выброс инсулина.

Что такое простые (быстрые) углеводы?

Под «простыми» углеводами понимают вещества, которые расщепляются легко и быстро после попадания в организм. Уже через несколько минут они распадаются до мелких частиц, перемещающихся в кровь и выделяющих энергию. У данных нутриентов высокий гликемический индекс, значит, на их переработку времени уходит мало. При  употреблении быстрых углеводов происходит резкий скачок инсулина, быстро наступает голод.

Разновидности простых углеводов:

1. Моносахариды. Самая простая форма сахаров, состоящая из одного звена и легко расщепляющаяся в организме. Содержится нутриент во фруктах и ягодах, меде. Виды: глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, манноза. После употребления резко поднимается сахар, быстро возвращается голод.
2. Дисахариды. Более сложная форма, состоящая из двух моносахаридов. Из всех видов особенно выделяют сахарозу, мальтозу, лактозу. Присутствует эта группа нутриентов в патоке, меде, солоде и молочных продуктах.

К простым углеводам относят также кондитерские и мучные изделия, джем и варенье, сиропы, газированные напитки и алкоголь, сахар. Такой пище не место на правильном питании, а тем более на похудении. Из быстрых углеводов на правильном питании можно оставить ягоды, мед, фрукты, сухофрукты, а также полезные низкокалорийные сладости.

Что такое сложные (медленные) углеводы?

Среди сложных углеводов выделяют только один класс – полисахариды. Форма представлена цепочкой из множества моносахаридов. По сравнению с быстрыми углеводами, сложные углеводы усваиваются дольше, но и считаются не такими сладкими на вкус. Уходит на переработку полисахаридов до 4 часов, все это время длится чувство сытости. Поэтому удается отсрочить голод, контролировать аппетит.

Разновидности медленных углеводов:

• Крахмал – картофель, кукуруза, злаки, мука.
• Гликоген – в животных тканях, печени, мышцах.
• Клетчатка – крупы, семена, овощи, отруби.
• Целлюлоза – овощи, зелень и фрукты.
• Пектин – морковь, капуста, цитрусы, ягоды.
• Инулин – цикорий, лук с чесноком, бананы.

Именно на медленные углеводы рекомендуют делать акцент при составлении и корректировке рациона. Благодаря сложным углеводам даже при похудении и ограниченном питании они помогут ощутить заряд сил, энергии и бодрости, почувствовать длительное насыщение. Что касается быстрых углеводов, совсем их удалять необязательно – можно оставить 10-15% от общей калорийности рациона. Это поможет избежать срывов.

Зачем нужны медленные углеводы?

1. Главная задача углеводов – восполнить энергетический запас организма. Таким свойством нутриент делится только в комплексе с белками и жиров. На всей длине ЖКТ, от ротовой полости до тонкой кишки, происходит переваривание, а также усвоение соединений. Участие принимает множество ферментов. Организм получает заряды энергии и от медленных, и от быстрых углеводов в рационе.
2. Поддержка работы ЦНС. Головной мозг требует глюкозу для нормальной и бесперебойной деятельности клеток. Если глюкозы попадает мало, то появляется вялость, упадок сил, снижение концентрации, сонливость.
3. Влияние на рост мышц. Главный строительный материал – белок. Однако нутриент не будет выполнять функции без участия углеводов. Когда мало глюкозы, начинается разрушение клеток, замедление метаболизма.
4. Регуляция деятельности ЖКТ. В медленных углеводах много клетчатки, а также усваиваемых пищевых волокон. Они чистят кишечник, улучшают и обогащают микрофлору, стимулируют моторику ЖКТ.
5. Восполнение запасов полезных веществ. В состав углеводистой пищи, без самих полисахаридов с волокнами, входят также витамины группы B, йод и цинк, железо, магний, фосфор. Много флавоноидов, кислот.

К дополнительным функциям относится нейтрализация радикалов, торможение процессов старения и защита клеток от разрушительных действий. Углеводы из полезной пищи регулируют осмотическое давление крови, что улучшает работу эритроцитов. Вещества помогают также наладить связь между клетками.

Какие продукты содержат сложные углеводы?

Выдержать норму углеводов в рационе достаточно просто, так как нутриент есть в большинстве продуктов, да и большинство гарниров в классическом дневном меню – это углеводная пища. По стандартным меркам, на углеводы должно приходиться 50-55% от дневной калорийности. Нормой можно варьировать. Например, на похудении рекомендуется 40-45%.

Группы продуктов со сложными углеводами:

• Крупы, зерна, злаки
• Бобовые культуры
• Овощи, зелень, грибы
• Цельнозерновой хлеб
• Цельнозерновые мучные изделия
• Фрукты, ягоды, сухофрукты с низким ГИ
• Семена, орехи

В перечисленных группах продуктов с углеводами содержится масса других полезных и питательных  веществ. Например, бобы лидируют по содержанию белков. Из овощей, фруктов, орехов, ягод организм получает антиоксиданты с минералами и витаминами. В семечках много жирных кислот, полезных для сердца, сосудов с ЦНС, иммунитетом. Поэтому важен комплекс из углеводов в рационе, нельзя исключать ни одну группу продуктов из рациона (если нет индивидуальной непереносимости или противопоказаний)

Принято считать, что продукт можно отнести к сложным углеводам, если его гликемический индекс (ГИ) ниже 50. Другое дело, что гликемический индекс даже одного и того же продукта будет разным в зависимости от сорта, степени зрелости, состава, степени обработки, технологии производства и прочее. Поэтому в таблицах с гликемическим индексом в Интернете предлагается усредненные данные и иногда только приблизительно верные. Если вы хотите знать точный гликемический индекс продукта, то можно приобрести глюкометр (прибор для измерения уровня глюкозы в крови) и замерять изменения сахара в крови после употребления отдельных продуктов.

Важно помнить, что при воздействии высоких температур (варка, тушение, запекание, жарка) увеличивается гликемический индекс продуктов и сложные углеводы могут превратиться в простые. Кроме того, гликемический индекс у каши, приготовленной на воде, ниже, чем у каши на молоке. Если вы хотите повысить пользу круп и снизить их гликемический индекс, то лучше всего замачивать их в воде на ночь вместо традиционной варки.

Отказываться ли от углеводов на похудении?

Независимо от углеводов для борьбы с лишним весом рекомендуется перейти на дефицит калорий. В первую очередь убирается сахар и продукты, его содержащие, а также мучные изделия и фастфуд, то есть весь «пищевой мусор». Это значительно понижает калорийность рациона и в целом оздоравливает организм, положительно влияет на внешний вид.

На похудении можно сократить свою норму углеводов, но не допускается опускать их ниже 30% от суточной нормы калорийности (на регулярной основе). В рационе должны преобладать медленные  углеводы. Если вы хотите ускорить процесс похудения, то минимизируйте потребление быстрых углеводов. Совсем убирать углеводы нельзя, так как нехватка отразится на обмене веществ, печени с почками и ЦНС с ЖКТ. Не будет энергии на активность, и усилится тяга к сладкому.

Что происходит при низкоуглеводном питании:

• Падает настроение, появляется вялость и усталость.
• Снижается продуктивность и работоспособность.
• Замедляются умственные и мыслительные процессы.
• Повышается аппетит, возникает плохо контролируемая тяга к сладкому.
• Появляется нервозность и агрессия.
• Нарушается работа ЖКТ, работа печени и почек.
• Нарушаются метаболические процессы, разрушаются мышцы.

При активном сбрасывании лишних килограммов можно вписать в КБЖУ часть быстроусвояемых углеводов. В среднем, доля быстрых углеводов не должна быть больше 10-15% от суточной нормы калорийности.  Например, если ваша норма калорий составляет 1800 ккал, то быстрых углеводов можно съесть на 180-270 ккал.

Быстрые углеводы – это все продукты с ГИ больше 60-70. В эту группу входят как полезные фрукты, так и ПП-сладости: темный шоколад, мед, зефир, пастила, мармелад, цукаты.

Что делать с углеводами на похудении:

• Общее количество углеводов должно составлять 40-45% от суточной нормы калорий.
• Преобладать в рационе должны медленные углеводы (ГИ меньше 50).
• Быстрые углеводы (ГИ больше 60-70) должны составлять максимум 15% от суточной нормы калорий.
• Быстрые углеводы – это не только сахар, конфеты и пончики, но и некоторые полезные продукты, например, арбузы, мед, финики, картофель. Их тоже нужно ограничить.
• Если вы хотите ускорить похудение, минимизируйте потребление быстрых углеводов.

Обязательно посмотрите: Калькуляторы калорий и БЖУ.

Сколько сложных углеводов нужно употреблять?

Доля сложных и простых углеводов в рационе зависит от ряда факторов: уровня активности, возраста, веса и пола. Среднестатистическая ежедневная норма для женщин – 150-200 г, а для мужчин – 200-250 г. Показатели могут меняться в зависимости от индивидуальных параметров.

Норма углеводов для разных групп людей:

• Малоактивный, сидячий образ жизни – 80-150 г.
• Спортсмены, работники физического труда – до 370 г.
• Пожилые люди, дети или беременные – 200-300 г.
• Люди с ускоренным метаболизмом – до 300-350 г.

Избыток провоцирует набор лишних килограммов, а недостаток ведет к апатии, усталости, слабости, головокружениям. В некоторых же случаях дефицит могут назначить врачи. Например, при сильном ожирении или сахарном диабете.

Топ-10 продуктов со сложными углеводами

Преимущество сложных углеводов – длительное насыщение после приема. Уже в первую минуту начинается равномерное расщепление нутриента, организму достается энергия. Продолжается процесс переваривания около 2-3 часов. Если в такой пище много пищевых волокон, то общее время может увеличиться. При этом в ЖКТ попадают и витамины, минералы, растительные белки.

Если у вас постоянная тяга к перекусам или чувство голода, возможно, в вашем рационе не хватает медленных углеводов. Давайте разберемся, какие продукты с медленными углеводами можно на правильном питании.

1. Гречневая крупа

В чем польза продукта: Поддержка энергетического заряда организма. Уходит усталость, появляется надолго чувство сытости. Ускоряется обменный процесс, усиливается работа иммунной системы, улучшается липидный профиль. Гречка участвует в росте силы, объема мышц. Лидирует среди продуктов со сложными углеводами. Много белка, магния, цинка, железа и марганца, витаминов группы B. По клетчатке: 100 граммов крупы восполняют на 63% суточную норму.

КБЖУ на 100 г: Белки – 12,6 г; жиры – 3,3 г; углеводы – 62,1 г. Калорийность – 313 ккал.

2. Бурый (коричневый) рис

В чем польза продукта: Снижение тяги к перееданию и ослабление аппетита, восполнение энергетического запаса, избавление от усталости. Поддерживается работа ЖКТ, ЦНС, сердца с сосудами, печени. Нормализуется уровень глюкозы и холестерина в крови, нейтрализуются свободные радикалы. В рисовых зернах много витаминов B1, B5, B6 и B9, PP, марганца, фосфора, магния и селена.

КБЖУ на 100 г: Белки – 6-7 г; жиры – 4-4,5 г; углеводы – 65 г. Калорийность – 331 ккал.

3. Ячневая крупа

В чем польза продукта: Улучшение функциональности ЖКТ, поддержка ЦНС и иммунной системы, налаживание сна, устранение бессонницы. Обеспечивают зерна энергией, появляется длительное чувство сытости. Укрепляются сосуды и мышечные волокна сердца, регулируется холестерин, нормализуется выработка гормонов. Действует противовоспалительно, мочегонно, общеукрепляюще. Для организма нужны белки, витамины B, E, PP и калий, фосфор, магний, селен.

КБЖУ на 100 г: Белки – 10,4 г; жиры – 1,3 г; углеводы – 66,3 г. Калорийность – 324 ккал.

4. Овсяная крупа

В чем польза продукта: Обеспечение длительной сытости, восстановление сил и энергии после физической или умственной нагрузки, снятие напряжения. Участие в синтезе серотонина, избавление ЦНС от влияния стрессовых факторов, уменьшение тревожности. Нормализуется работа кишечника и ЦНС, укрепляются кости, поддерживается сердечная мышца. Идут из состава в организм витамины B, PP, фосфор, кальций и калий.

КБЖУ на 100 г: Белки – 12 г; жиры – 7,2 г; углеводы – 70 г. Калорийность – 366 ккал.

5. Кускус

В чем польза продукта: Стимуляция метаболизма, улучшение функций ЖКТ и стабилизация водно-солевого обмена. Уменьшается в сосудах уровень вредного холестерина, поднимается гемоглобин. Иммунная система укрепляется, ЖКТ от токсинов и остатков пищи очищается, мозг стремительнее функционирует. При этом организм подпитывается энергией, сон налаживается, а плохое настроение рассеивается. Содержит кускус витамины B, селен, железо и марганец.

КБЖУ на 100 г: Белки – 12-13 г; жиры – 1 г; углеводы – 72-73 г. Калорийность – 376 ккал.

6. Киноа (крупа)

В чем польза продукта: Регуляция липидного обмена, уменьшение отложений жировой ткани, поддержка функций кишечника. Ускоряется работа мозга, зубы становятся прочнее, поднимается уровень гемоглобина.  Одна из лучших круп на ПП и похудении. Киноа показано и тем, кто страдает диабетом, заболеваниями сердца и гипертонией. Содержит много железа, кремния, калия, кальция, магния, фосфора и йода, витаминов A, C, E и B.

КБЖУ на 100 г: Белки – 14 г; жиры – 6 г; углеводы – 57 г. Калорийность – 368 ккал.

7. Перловая крупа

В чем польза продукта: Поддержка здоровья опорно-двигательного аппарата с суставами, очистка кишечных стенок и выведение токсинов. Снижается в крови доля вредного холестерина и сахара, повышается уровень гемоглобина. Ногти и волосы быстрее растут, обновляется кожа. Организм насыщает энергия. Входит в состав лизин, гордецин, железо, селен и цинк, витамины B, D, PP и E, A. Этот вид крупы полезен для ЦНС, обмена веществ, иммунитета, сердца, сосудов.

КБЖУ на 100 г: Белки – 9-10 г; жиры – 1,1 г; углеводы – 73-74 г. Калорийность – 324 ккал.

8. Нут

В чем польза продукта: Мягкое очищение кишечника с замедлением перехода сахара из пищи в кровь, выведение вредных веществ. Появляется сытость, силы и энергия, снижается тяга к перееданию. Полезен нут для сердечной мышцы, из бобов организм получает необходимые жирные кислоты. Много в составе йода, цинка, кальция и калия, железа, витаминов A, E, K, C и группы B, протеина.

КБЖУ на 100 г: Белки – 19 г; жиры – 6 г; углеводы – 61 г. Калорийность – 360-365 ккал.

9. Фасоль

В чем польза продукта: Длительная сытость, нормализация состава липидов, а также помощь в борьбе с лишними килограммами, стабилизация в крови сахара и холестерина. Стимулируется пищеварительный процесс, выводятся токсины с загрязняющими веществами. Мышечная ткань насыщается аминокислотами: от лизина с триптофаном до метионина, аргинина. В составе одного из важнейших продуктов со сложными углеводами калий, кальций, йод, витамины B, K и C.

КБЖУ на 100 г: Белки – 21 г; жиры – 1-2 г; углеводы – 50-63 г. Калорийность – 290-325 ккал.

10. Цельнозерновой хлеб

В чем польза продукта: Утоление чувства голода, налаживание функций ЖКТ и обогащение микрофлоры кишечника, регуляция глюкозы с холестерином. Эту разновидность хлеба рекомендуют включать в рацион из-за содержания грубых волокон клетчатки, витаминов A, E и B, кальция, калия и фосфора. Благотворно продукт влияет на ЦНС, зрение, сосуды с сердцем, иммунитет, метаболизм.

КБЖУ на 100 г: Белки – 12,5 г; жиры – 3,5 г; углеводы – 42,7 г. Калорийность – 252 ккал.

На составлении дневного рациона важно обращать внимание не только на БЖУ с калорийностью, но и на качество продуктов, богатых углеводами. Белый рис с хлебом и пшеничной мукой высшего сорта, например, не принесут никакой для организма пользы. В них мало полезных веществ и много пустых калорий.

Ключевые выводы:

• Для организма полезнее сложные углеводы, чем простые.
• Сложные углеводы избавляют от чувства голода и тяги к перекусам.
• Источники сложных углеводов – крупы, зерна, бобовые, овощи и фрукты.
• Для похудения в рационе нужно минимизировать быстрые углеводы.
• Без сложных углеводов невозможен нормальный обмен веществ и поддержка мышц.

Энергия, бодрость и настроение зависят от баланса углеводов в организме. Чем их меньше, тем сильнее усталость, апатия или сонливость. Даже при похудении углеводы должны остаться в рационе, убирать их полностью нельзя. Медленные углеводы способствуют похудению, поддерживают организм в здоровом весе, подавляют тягу к сладкому.

Читайте и другие наши статьи о правильном питании:

Углеводы

Углеводы в основном содержатся в продуктах растительного происхождения.

При окислении 1 г усвояемых углеводов в организме выделяется 3,75 ккал (15,7 кДж). В среднем взрослому человеку требуется в сутки 400—500 г углеводов.

Из углеводов почти целиком состоят сахар, крахмал, в меде их до 75%, в крупах — около 77%. Содержание углеводов в продуктах (в %): хлеб — 40—50; сухари — 71; сахар-песок — 99,8; мед — 80; крупа — 54—78; картофель — 14—25; макаронные изделия — 74; мясо — 1; рыба — 1; яйца — 1; молоко — 4,7. Большинство углеводов сравнительно легко и быстро усваиваются в организме.

При избыточном потреблении углеводов, они в организме человека превращаются в жир. Углеводы делят на моносахариды (простые сахара), олигосахариды (сложные сахара), полисахариды (несахароподобные).

Моносахариды — это глюкоза (виноградный сахар) и фруктоза (фруктовый сахар). Они имеют общую формулу С6Н₁₂0₆.

Глюкоза (виноградный сахар) — самый распространенный сахарид. Особенно много ее в ягодах, плодах, меде. В промышленности глюкозу получают из картофельного или кукурузного крахмала. Для нормальной деятельности человеку необходимо содержание глюкозы в крови в количестве 80—120% . Повышенное содержание глюкозы в крови приводит к нарушению обмена веществ и является признаком такого заболевания, как сахарный диабет.

Фруктоза (фруктовый сахар) — находится во всех плодах и овощах, а также в меде.

Глюкоза и фруктоза обладают высокой гигроскопичностью, особенно фруктоза, легко сбраживаются дрожжами и превращаются в спирт и углекислый газ. Это их свойство используется при производстве спирта, виноградных и плодово-ягодных вин.

Олигосахариды — сахароза (свекловичный или тростниковый сахар), мальтоза (солодовый сахар), лактоза (молочный сахар).

Сахароза входит в состав плодов и овощей вместе с глюкозой и фруктозой. Олигосахариды в процессе обмена превращаются в моносахариды. Они хорошо растворяются в воде, легко усваиваются, под действием ферментов гидролизуются, при нагревании карамелизуются, кристаллизуются, т.е. засахариваются.

Полисахариды — крахмал, гликоген, клетчатка, инсулин и др. — не обладают сладким вкусом, их еще называют несахароподобными углеводами.

Крахмал образуется в растениях в виде крахмальных зерен. Наибольшее количество крахмала содержат зерно, крупа, хлеб, макаронные изделия (60—70%), меньшее — картофель, батат (10—20%). Крахмал является основным поставщиком углеводов в наш организм.

В холодной воде крахмал не растворяется, а с горячей водой образует клейстер — вязкую, густую массу. При соединении с йодом крахмал синеет. По реакции с йодом определяют наличие крахмала в продуктах. Процесс расщепления крахмала называют осахариванием и применяют в пищевой промышленности при производстве пива, спирта, патоки.

Гликоген (животный крахмал) образуется из глюкозы. Содержится в печени, мясе, рыбе. Гликоген играет важную роль в процессе созревания мяса после убоя животного.

Инсулин встречается в растениях реже, чем крахмал, содержится в чесноке, корнях цикория, в топинамбуре. При гидролизе превращается во фруктозу. Сырье, содержащее инсулин используется в пищевой промышленности для получения фруктового сахара.

Фруктовый сахар рекомендуется для питания диабетиков, страдающих кариесом зубов и склонных к ожирению.

Клетчатка (целлюлоза) содержится в стенках клеток растений. Организмом человека почти не усваивается, но усиливает перистальтику кишечника, способствует передвижению пищи, выводит из организма вредные вещества (холестерин, соли тяжелых металлов и др.).

низкоуглеводных диет | Источник питания

Есть некоторые свидетельства того, что низкоуглеводная диета может помочь людям похудеть быстрее, чем диета с низким содержанием жиров (31,32), и может помочь им сохранить потерю веса.

• Например, POUNDS LOST (Предотвращение избыточного веса с помощью новых диетических стратегий), двухлетнее непосредственное испытание, сравнивающее различные стратегии потери веса, показало, что здоровые диеты, которые различаются по пропорциям различных макроэлементов (углеводов, белков и жиров ) одинаково хорошо работал в долгосрочной перспективе, и что не было преимущества в скорости у одной диеты над другой.(33)
• В исследовании DIRECT сравнивали низкоуглеводные, обезжиренные и средиземноморские диеты и выяснили, что через 2 года снижение веса и поддержание веса были лучше для низкоуглеводных и средиземноморских диет по сравнению с диетами с низким содержанием жиров.
• Диеты также по-разному влияли на факторы риска сердечных заболеваний.

Низкоуглеводная диета была наиболее полезной для снижения уровня триглицеридов, основной частицы, несущей жир в кровотоке, а также обеспечивала наибольший прирост защитного холестерина ЛПВП.

Если вы хотите попробовать низкоуглеводную диету, попробуйте включить в нее фрукты, овощи и цельнозерновые продукты, которые содержат необходимые витамины, минералы и фитонутриенты. (1) Узнайте больше о здоровом питании для похудения.

Низкоуглеводные диеты и болезни сердца

Исследования показывают, что умеренно низкоуглеводная диета может помочь сердцу, если белки и жиры поступают из здоровых источников.

• В 20-летнем проспективном исследовании с участием 82 802 женщин изучалась взаимосвязь между низкоуглеводной диетой и сердечными заболеваниями; в последующем исследовании изучались низкоуглеводные диеты и риск диабета.Женщины, которые придерживались низкоуглеводной диеты с высоким содержанием растительных источников жира или белка, имели на 30 процентов более низкий риск сердечных заболеваний (4) и примерно на 20 процентов более низкий риск диабета 2 типа (34) по сравнению с женщинами, которые употребляли большое количество жира или белка. -углеводные, нежирные диеты. Но женщины, которые придерживались низкоуглеводной диеты с высоким содержанием животных жиров или белков, не видели таких преимуществ. (4,34)

• Еще одно доказательство пользы для сердца от низкоуглеводного подхода получено в рандомизированном исследовании, известном как «Исследование оптимального потребления макроэлементов для здоровья сердца» (OmniHeart).(35) Здоровая диета, в которой некоторые углеводы были заменены белками или жирами, лучше справлялась с понижением артериального давления и «плохим» холестерином ЛПНП, чем здоровая диета с более высоким содержанием углеводов.
• Аналогичным образом, небольшое исследование по снижению веса «EcoAtkins» сравнивало вегетарианскую диету с низким содержанием жиров и высоким содержанием углеводов с веганской диетой с низким содержанием углеводов, которая была богата растительными белками и жирами. В то время как потеря веса на двух диетах была одинаковой, участники исследования, соблюдающие низкоуглеводную диету «EcoAtkins», отметили улучшение липидов в крови и артериального давления.(36)

Список литературы

1. Mozaffarian D, Hao T., Rimm EB, Willett WC, Hu FB. Изменения в диете и образе жизни и длительное увеличение веса у женщин и мужчин. N Engl J Med . 2011; 364: 2392-404.

4. Halton TL, Willett WC, Liu S, et al. Оценка низкоуглеводной диеты и риск ишемической болезни сердца у женщин. N Engl J Med . 2006; 355: 1991-2002.

31. Foster GD, Wyatt HR, Hill JO, et al. Рандомизированное исследование низкоуглеводной диеты при ожирении. N Engl J Med . 2003; 348: 2082-90.

32. Самаха Ф.Ф., Икбал Н., Сешадри П. и др. Низкоуглеводная по сравнению с обезжиренной диетой при тяжелом ожирении. N Engl J Med . 2003; 348: 2074-81.

33. Сакс Ф.М., Брей Г.А., Кэри В.Дж. и др. Сравнение диет для похудения с различным составом жиров, белков и углеводов. N Engl J Med . 2009; 360: 859-73.

34. Халтон Т.Л., Лю С., Мэнсон Дж. Э., Ху Ф. Б..Оценка низкоуглеводной диеты и риск диабета 2 типа у женщин. Ам Дж. Клин Нутр . 2008; 87: 339-46.

35. Аппель Л.Дж., Сакс Ф.М., Кэри В.Дж. и др. Влияние потребления белков, мононенасыщенных жиров и углеводов на артериальное давление и липиды сыворотки: результаты рандомизированного исследования OmniHeart. ЯМА . 2005; 294: 2455-64.

36. Дженкинс Д. Д., Вонг Дж. М., Кендалл К. В. и др. Влияние низкоуглеводной («Эко-Аткинса») диеты на основе растений на массу тела и концентрацию липидов в крови у субъектов с гиперлипидемией. Арк Интерн Мед. . 2009; 169: 1046-54.

Условия использования

Содержание этого веб-сайта предназначено для образовательных целей и не предназначено для предоставления личных медицинских консультаций. Вам следует обратиться за советом к своему врачу или другому квалифицированному поставщику медицинских услуг с любыми вопросами, которые могут у вас возникнуть относительно состояния здоровья. Никогда не пренебрегайте профессиональным медицинским советом и не откладывайте его обращение из-за того, что вы прочитали на этом веб-сайте. Nutrition Source не рекомендует и не поддерживает какие-либо продукты.

Углеводы | Микробиология

Цели обучения

• Приведите примеры моносахаридов и полисахаридов
• Опишите функцию моносахаридов и полисахаридов в клетке

Самые распространенные биомолекулы на Земле — это углеводов . С химической точки зрения углеводы в первую очередь представляют собой комбинацию углерода и воды, и многие из них имеют эмпирическую формулу (CH ₂ O) _n , где n — количество повторяющихся единиц.Эта точка зрения представляет эти молекулы просто как цепочки «гидратированных» атомов углерода, в которых молекулы воды присоединяются к каждому атому углерода, что приводит к термину «углеводы». Хотя все углеводы содержат углерод, водород и кислород, некоторые из них также содержат азот, фосфор и / или серу. Углеводы выполняют множество различных функций. Они изобилуют наземными экосистемами, многие формы которых мы используем в качестве источников пищи. Эти молекулы также являются жизненно важными частями макромолекулярных структур, которые хранят и передают генетическую информацию (т.е., ДНК и РНК). Они являются основой биологических полимеров, которые придают прочность различным структурным компонентам организмов (например, целлюлозе и хитину), и они являются основным источником хранения энергии в виде крахмала и гликогена.

Моносахариды: сладкие

В биохимии углеводы часто называют сахаридами , от греческого sakcharon , что означает сахар, хотя не все сахариды сладкие. Простейшие углеводы называются моносахаридами, или простыми сахарами.Они являются строительными блоками (мономерами) для синтеза полимеров или сложных углеводов, как будет обсуждаться далее в этом разделе. Моносахариды классифицируются по количеству атомов углерода в молекуле. Общие категории идентифицируются с помощью префикса, который указывает количество атомов углерода, и суффикса — ose , который указывает сахарид; например, триоза (три атома углерода), тетроза (четыре атома углерода), пентоза (пять атомов углерода) и гексоза (шесть атомов углерода) (рис. 1). Гексоза D-глюкоза является наиболее распространенным моносахаридом в природе.Другими очень распространенными и распространенными моносахаридами гексозы являются галактоза , используемая для производства дисахарида молочного сахара , лактозы и фруктового сахара , фруктозы .

Рис. 1. Моносахариды классифицируются на основе положения карбонильной группы и количества атомов углерода в основной цепи.

Моносахариды с четырьмя или более атомами углерода обычно более стабильны, если они имеют циклическую или кольцевую структуру. Эти кольцевые структуры являются результатом химической реакции между функциональными группами на противоположных концах гибкой углеродной цепи сахара, а именно карбонильной группой и относительно удаленной гидроксильной группой.Глюкоза, например, образует шестичленное кольцо (рис. 2).

Рис. 2. (a) Линейный моносахарид (в данном случае глюкоза) образует циклическую структуру. (b) Эта иллюстрация показывает более реалистичное изображение структуры циклического моносахарида. Обратите внимание, что на этих циклических структурных диаграммах атомы углерода, составляющие кольцо, явно не показаны.

Подумай об этом

• Почему моносахариды образуют кольцевые структуры?

Дисахариды

Две молекулы моносахарида могут химически связываться с образованием дисахарида .Ковалентная связь между двумя моносахаридами называется гликозидной связи . Гликозидные связи образуются между гидроксильными группами двух молекул сахарида , пример дегидратационного синтеза , описанного в предыдущем разделе этой главы:

[латекс] \ text {моносахарид} — \ text {OH} + \ text {HO} — \ text {monosaccharide} \ longrightarrow \ underset {\ text {disaccharide}} {{\ text {моносахарид} — \ text {O } — \ text {monosaccharide}}} [/ latex]

Обычные дисахариды — это зерновой сахар , мальтоза , состоящий из двух молекул глюкозы; молочный сахар , лактоза , состоящий из молекулы галактозы и молекулы глюкозы ; и столовый сахар сахароза , состоящий из молекулы глюкозы и фруктозы (рис. 3).

Рис. 3. Обычные дисахариды включают мальтозу, лактозу и сахарозу.

Полисахариды

Полисахариды, также называемые гликанами , представляют собой большие полимеры, состоящие из сотен моносахаридных мономеров. В отличие от моно- и дисахаридов, полисахариды не сладкие и, как правило, не растворяются в воде. Подобно дисахаридам, мономерные звенья полисахаридов связаны между собой гликозидными связями .

Полисахариды очень разнообразны по своей структуре.Три наиболее биологически важных полисахарида — крахмал , гликоген и целлюлоза — все состоят из повторяющихся единиц глюкозы, хотя они различаются по своей структуре (рис. 4). Целлюлоза состоит из линейной цепи молекул глюкозы и является обычным структурным компонентом клеточных стенок растений и других организмов. Гликоген и крахмал — разветвленные полимеры; гликоген является основной молекулой-хранителем энергии у животных и бактерий, тогда как растения в основном хранят энергию в крахмале.Ориентация гликозидных связей в этих трех полимерах также различается, и, как следствие, линейные и разветвленные макромолекулы имеют разные свойства.

Модифицированные молекулы глюкозы могут быть фундаментальными компонентами других структурных полисахаридов . Примерами структурных полисахаридов этих типов являются N-ацетилглюкозамин (NAG) и N-ацетилмурамовая кислота (NAM), обнаруженные в пептидогликане клеточной стенки бактерий. Полимеры NAG образуют хитин , который содержится в клеточных стенках грибов и в экзоскелете насекомых.

Рис. 4. Крахмал, гликоген и целлюлоза — три наиболее важных полисахарида. В верхнем ряду шестиугольники представляют собой отдельные молекулы глюкозы. На микрофотографиях (нижний ряд) показаны гранулы пшеничного крахмала, окрашенные йодом (слева), гранулы гликогена (G) внутри клетки цианобактерии (в центре) и волокна бактериальной целлюлозы (справа). (кредит «гранулы йода»: модификация работы Киселова Юрия; кредит «гранулы гликогена»: модификация работы Штёкеля Дж., Элвитигала Т.Р., Либертон М., Пакраси HB; кредит «целлюлоза»: модификация работы Американского общества микробиологов)

Подумай об этом

• Какие полисахариды являются наиболее биологически важными и почему они так важны?

Основные понятия и краткое изложение

• Углеводы , самые распространенные биомолекулы на Земле, широко используются организмами для структурных целей и для хранения энергии.
• Углеводы включают отдельные молекулы сахара ( моносахаридов ), а также две или более молекул, химически связанных гликозидными связями . Моносахариды классифицируются по количеству атомов углерода в молекуле как триозы (3 C), тетрозы (4 C), пентозы (5 C) и гексозы (6 C). Они являются строительными блоками для синтеза полимеров или сложных углеводов.
• Дисахариды , такие как сахароза, лактоза и мальтоза, представляют собой молекулы, состоящие из двух моносахаридов, связанных вместе гликозидной связью.
• Полисахариды или гликанов — это полимеры, состоящие из сотен моносахаридных мономеров, связанных вместе гликозидными связями. Полимеры-аккумуляторы энергии , крахмал, и гликоген , являются примерами полисахаридов, и все они состоят из разветвленных цепей молекул глюкозы.
• Полисахарид , целлюлоза является обычным структурным компонентом клеточных стенок организмов. Другие структурные полисахариды, такие как N-ацетилглюкозамин (NAG) и N-ацетилмурамовая кислота (NAM), включают модифицированные молекулы глюкозы и используются при создании пептидогликана или хитина.

Множественный выбор

Какие элементы содержат углеводы по определению?

1. углерод и водород
2. углерод, водород и азот
3. углерод, водород и кислород
4. углерод и кислород

Показать ответ

Ответ c. Углеводы содержат углерод, водород и кислород.

Моносахариды могут соединяться вместе с образованием полисахаридов, образуя какой тип связи?

1. водород
2. пептид
3. ионный
4. гликозидная

Показать ответ

Ответ d.Моносахариды могут соединяться вместе, образуя полисахариды, образуя гликозидные связи.

Соответствие

Сопоставьте каждый полисахарид с его описанием.

___ Читин	A. Полимер для хранения энергии в установках
___ гликоген	B. структурный полимер, обнаруженный в растениях
___ крахмал	C. Структурный полимер, обнаруженный в клеточных стенках грибов и экзоскелетах некоторых животных
___ целлюлоза	Д.полимер для хранения энергии, обнаруженный в клетках животных и бактериях

Показать ответ

Хитин — это структурный полимер, который содержится в клеточных стенках грибов и экзоскелете некоторых животных. (С)

Гликоген — это полимер, аккумулирующий энергию, который содержится в клетках животных и бактериях. (D)

Крахмал — это полимер для хранения энергии в растениях. (А)

Целлюлоза — это структурный полимер, содержащийся в растениях. (В)

Подумай об этом

1. Что такое моносахариды, дисахариды и полисахариды?
2. На рисунке изображены структурные формулы глюкозы, галактозы и фруктозы.
   
   1. Обведите функциональные группы, которые классифицируют сахара как альдозу или кетозу, и идентифицируйте каждый сахар как один или другой.
   2. Химическая формула этих соединений одинакова, но структурная формула разная. Как называются такие соединения?
3. Показаны структурные схемы линейной и циклической форм моносахарида.
   
   1. Какова молекулярная формула этого моносахарида? (Подсчитайте атомы C, H и O в каждой, чтобы убедиться, что эти две молекулы имеют одинаковую формулу, и запишите эту формулу.)
   2. Укажите, какая гидроксильная группа в линейной структуре вступает в реакцию образования кольца с карбонильной группой.
4. Термин «декстроза» обычно используется в медицинских учреждениях по отношению к биологически значимому изомеру моносахарида глюкозы. Объясните логику этого альтернативного имени.

углеводов — обзор | ScienceDirect Topics

Abstract

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 — это альдогексоза и самый 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 реагируют 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 эфиры фосфорной кислоты, 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: гомо — 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.

Структура и характеристики углеводов в рационах свиней: обзор | Journal of Animal Science and Biotechnology

Классификация углеводов по размеру молекулы или DP группирует на моносахариды, дисахариды, олигосахариды и полисахариды [1].Моносахариды — это хиральные полигидроксилированные альдозы или кетозы, которые не могут быть гидролизованы до более мелких углеводных единиц [11]. Их можно классифицировать по количеству атомов углерода в их структуре, которое составляет от трех до девяти атомов углерода (т.е. триоза, тетроза, пентоза, гексоза, гептоза, октоза и ноноза), по типу карбонильной группы, которую они содержат. (т.е. альдоза или кетоза), и по их стереохимии (т.е. d или ʟ ), и они имеют общую химическую формулу (CH ₂ O) _n [12].Альдозы называют восстанавливающими сахарами из-за их восстанавливающего действия на определенные ионы или соединения, окисляя их альдегидную группу до карбонильной группы [11]. Простейшим альдозным сахаром с хиральным атомом является глицеральдегид, вторая молекула которого C присоединена к четырем различным группам, что дает возможность этому C иметь две пространственные конфигурации, поэтому глицеральдегид существует как в d , так и в ʟ . — формы [2]. Каждая из четырех тетраэдрических связей хиральных атомов углерода связана с другой группой [13].Хиральность сахаров и АК обычно обозначается системой d / ʟ и названа в соответствии со структурой глицеральдегида [2].

Моносахариды

Наиболее распространенными моносахаридами являются 6-C альдогексозы, которые включают альдогексозу d -глюкозу и обычно присутствуют в их кольцевых структурах, называемых пиранозным кольцом, а не в структурах с открытой цепью (рис. 1) [11]. В олиго- и полисахаридах альдопентозы могут встречаться в виде 5-C кольцевой структуры, известной как фуранозное кольцо [11]. d -Глюкоза, учитывая все ее комбинированные формы, является наиболее распространенным моносахаридом, который встречается в природе в природе [13]. Наиболее распространенной кетозой является d-арабино-гексулоза, более известная под своим тривиальным названием d -фруктоза [2]. Три триозы включают кетозодигидроксиацетон и обе энантиомерные формы глицеральдегида [14]. Эритроза и треоза являются примерами тетроз, а пентозы включают рибозу, арабинозу, ксилозу и апиозу [2].

Рис. 1

Химическая структура моносахаридов, которые обычно связаны с легкоусвояемыми углеводами и клетчаткой.По материалам Albersheim et al. [40]

Сахара, такие как глюкоза, галактоза, манноза и фруктоза, которые имеют разные структуры, но имеют одинаковую химическую формулу, C ₆ H ₁₂ O ₆ , называются изомерами [3]. Сахара, которые различаются по конфигурации только вокруг одного атома углерода, называются эпимерами, например, d -глюкоза и d -манноза, которые различаются по своей структуре вокруг C-2 [2]. Пара энантиомеров представляет собой особый тип изомерии, где два члена пары являются зеркальными отображениями друг друга и обозначены как находящиеся в структуре d или ʟ (т.е., d -глюкоза или ʟ -глюкоза), в зависимости от положения -OH-группы, связанной с асимметричным углеродом, наиболее удаленным от карбонильной группы [3].

Другие типы моносахаридов включают альдиты или полиолы, которые представляют собой альдозы или кетозы, карбонильные группы которых восстановлены до спирта [13]. Примером встречающегося в природе альдита в растениях и других организмах является d -глюцит, широко известный как сорбит, который является продуктом восстановления d -глюкозы [13].Поглощение и метаболизм полиолов различаются в зависимости от типа, но большинство из них ферментируются в толстой кишке [15].

В дезоксисахарах отсутствует одна или несколько гидроксильных групп, присоединенных к их атомам углерода, например, 6-дезокси- ʟ -манноза ( ʟ -рамноза), которая обычно связана с пектином, 2-дезокси- d -рибоза, сахарный компонент ДНК, и 6-дезокси- ʟ -галактоза ( ʟ -фукоза), компонент гликопротеинов и гликолипидов в клеточных стенках и клетках млекопитающих [13, 14, 16].

Уроновые кислоты — это сахарные кислоты, в которых концевая группа –CH ₂ OH подвергается окислению с образованием карбоновой кислоты [14]. Уроновые кислоты, которые вносят вклад в пищевые волокна, включают компоненты неперевариваемых полисахаридов растений и водорослей, такие как d -глюкуроновая кислота, d -галактуроновая кислота, d -маннуроновая кислота и -гулуроновая кислота [ 2]. Сахар из активированной формы глюкуроновой кислоты используется в синтезе гликозаминогликанов у млекопитающих, а ʟ -идуроновая кислота синтезируется из d -глюкуроновой кислоты после того, как она была включена в углеводную цепь [3].

Дисахариды

Две моносахаридные единицы, соединенные ацетальной или кетальной связью, называются дисахаридом [14]. Гликозидная связь соединяет 2 моносахаридных звена и может быть либо α-гликозидной связью, если аномерная гидроксильная группа сахара находится в α-конфигурации, либо β-гликозидной связью, если она находится в β-конфигурации [3]. Гликозидная связь называется в соответствии с положением связанного атома углерода, например, α-гликозидная связь, соединяющая C-1 молекулы глюкозы и C-4 другой молекулы глюкозы в мальтозе, называется α- (1, 4) гликозидная связь (рис.2) [17]. Три наиболее распространенных дисахарида — это мальтоза, лактоза и сахароза [11]. Мальтоза — редуцирующий сахар, который является продуктом гидролиза крахмала ферментом α-амилазой [13]. Лактоза представляет собой редуцирующий сахар, который состоит из d -глюкозильного звена и α- d -галактопиранозильного звена, связанных β- (1,4) гликозидной связью, и присутствует в молоке и молочных продуктах, таких как обезжиренное молоко и сыворотка [17]. Сахароза состоит из глюкозы и фруктозы, связанных α- (1,2) гликозидной связью [17].В отличие от общей связи голова-хвост (аномерный атом углерода к атому углерода, содержащему гидроксильную группу) в структуре олиго- и полисахаридов, в сахарозе гликозидная связь, соединяющая α- d -глюкопиранозил и β- d -фруктофуранозильное звено находится в прямом соотношении (аномерный атом углерода к аномальному атому углерода), что делает его невосстанавливающим сахаром [13]. Сахароза синтезируется в процессе фотосинтеза, чтобы обеспечить энергию и атомы углерода для синтеза других соединений в растении [13].

Рис. 2

Химическая структура ди- и олигосахаридов. По материалам Bach Knudsen et al. [1]

Мальтоза, лактоза и сахароза гидролизуются до составляющих их моносахаридных единиц ферментами мальтаза, лактаза и сахароза соответственно [17]. Комплексы α-глюкозидазы мальтаза-глюкоамилаза и сахараза-изомальтаза, которые присутствуют в щеточной кайме тонкого кишечника, расщепляют гликозидные связи в мальтозе и сахарозе, соответственно, при этом большая часть активности мальтазы обеспечивается комплексом сахараза-изомальтаза [2, 13, 17].Моносахариды, образующиеся в результате переваривания этих дисахаридов, легко всасываются в тонком кишечнике [18]. Лактаза, β-галактозидаза, также экспрессируется молодыми млекопитающими, которые переваривают лактозу до составляющих ее моносахаридов, которые впоследствии всасываются в тонком кишечнике [1, 13].

Другие дисахариды, присутствующие в природе, включают трегалозу, целлобиозу и гентиобиозу [17]. Трегалоза представляет собой невосстанавливающий дисахарид, состоящий из двух α- d -глюкопиранозильных единиц, связанных вместе α- (1,1) гликозидной связью [2].В небольших количествах трегалоза содержится в грибах, дрожжах, меде, некоторых морских водорослях и беспозвоночных, таких как насекомые, креветки и омары [13]. Трегалоза переваривается ферментом альфа-глюкозидазой треалазой, который экспрессируется в тонком кишечнике человека и большинства животных [2]. Две молекулы глюкозы связаны вместе β- (1,4) и β- (1,6) гликозидными связями с образованием целлобиозы и гентиобиозы соответственно, и эти дисахариды могут использоваться только после микробной ферментации, поскольку у свиней отсутствуют ферменты, способные переваривания этих связей [17].Целлобиоза является продуктом разложения целлюлозы, тогда как гентиобиоза, как полагают, играет роль в инициации созревания плодов томатов [19].

Олигосахариды

Олигосахариды состоят из галактоолигосахаридов, фруктоолигосахаридов и маннанолигосахаридов, которые не перевариваются ферментами поджелудочной железы или кишечника, но растворимы в 80% этаноле [15, 20]. Галактоолигосахариды или α-галактозиды, которые присутствуют в больших количествах в бобовых, состоят из рафинозы, стахиозы и вербаскозы, которые имеют структуру, состоящую из единицы сахарозы, связанной с одной, двумя или тремя единицами d- галактоза соответственно (рис.2) [2]. Эти олигосахариды вызывают метеоризм у свиней и людей из-за отсутствия фермента α-галактозидазы, который гидролизует гликозидные связи, связывающие моносахариды, составляющие эти α-галактозиды, и, следовательно, утилизируются бактериями в толстой кишке [12, 21 ]. В раффинозе d -галактоза связана с сахарозой посредством α- (1,6) связи, тогда как две единицы и три единицы d -галактозы связаны с сахарозой, также через α- (1,6) гликозидную связь. связями в стахиозе и вербаскозе соответственно [17].Трансгалактоолигосахариды — это еще один тип галактоолигосахаридов, которые могут оказывать пребиотическое действие на молодых свиней и коммерчески синтезируются из действия трансгликозилирования β-гликозидаз на лактозу, создавая β- (1,6) полимеры галактозы, связанные с конечной единицей глюкозы. через α- (1,4) гликозидную связь [17, 22]. Однако трансгалактоолигосахариды не синтезируются в природе [17].

Фруктоолигосахариды, или фруктаны, представляют собой цепи моносахаридов фруктозы с концевым звеном глюкозы и классифицируются как инулины или леваны [17, 23].Инулин в основном содержится в двудольных, тогда как леваны — в однодольных [24]. Фруктоолигосахариды не гидролизуются в тонком кишечнике из-за β-связей между их мономерами, но могут ферментироваться до молочной кислоты и SCFA в толстом кишечнике [2, 20, 25]. Инулин естественным образом содержится в луке, чесноке, спарже, бананах, топинамбурах, пшенице и цикории как запасной углевод [13, 15, 20]. Инулин состоит из β- d -фруктофуранозильных звеньев, связанных β- (2,1) гликозидными связями, и имеет DP от 2 до 60 [13, 17].Полимер состоит из остатков фруктозы, присутствующих в форме фуранозного кольца, и часто имеет концевое звено сахарозы на восстанавливающем конце [2, 13]. Леваны — это фруктаны, которые имеют среднюю длину от 10 до 12 единиц фруктозы, связанных β- (2,6) связями, но могут иметь DP более 100 000 единиц фруктозы и обнаружены в бактериальных фруктанах и во многих однодольных [24, 26]. ]. Леваны получают в результате реакций трансгликозилирования, катализируемых ферментом левансахаразой, который секретируется некоторыми бактериями и грибами, которые предпочтительно используют гликозильную единицу d сахарозы, тем самым превращая сахарозу в леваны с боковыми цепями, связанными с β- (2,1). [13, 17].Полисахариды, содержащие значительное количество связей β- (2,1), также можно назвать «леваном» [14]. Третий тип фруктанов, называемый фруктанами граминанового типа, содержит комбинацию как β- (2,1), так и β- (2,6) связей и присутствует в пшенице и ячмене [27].

Маннанолигосахариды состоят из полимеров маннозы, происходящих из стенок дрожжевых клеток, и расположены на внешней поверхности стенок дрожжевых клеток, прикрепленных к β-глюканам внутреннего матрикса через β- (1,6) и β- (1,3) гликозидные связи [17].Маннанолигосахариды и фруктоолигосахариды могут вести себя как пребиотики из-за их благотворного воздействия на здоровье хозяина, стимулируя рост или активность определенных бактерий в толстой кишке [28]. Было высказано предположение, что маннан-олигосахариды регулируют реакцию свиней на иммунологические проблемы и могут предотвращать чрезмерную стимуляцию иммунной системы животного-хозяина после инфекции [29].

Полисахариды

Полисахариды — высокомолекулярные углеводы, являющиеся полимерами моносахаридов [13].Полисахариды состоят из полимеров сахаров, которые различаются по размеру и могут быть линейными или разветвленными [2]. DP варьируется в зависимости от типа полисахарида и может составлять от 7000 до 15000 в целлюлозе и до более 90 000 в амилопектине [13]. Полисахариды можно классифицировать как гомополисахариды, если они содержат только один тип остатков сахара (например, крахмал, гликоген и целлюлозу), или как гетерополисахариды, если они содержат в своей структуре два или более различных типа остатков сахара (например,g., арабиноксиланы, глюкоманнаны и гиалуроновая кислота; 2). Полисахариды в больших количествах присутствуют в рационах свиней и делятся на крахмальные и гликогеновые и некрахмальные полисахариды (NSP) [17, 30].

Крахмал может быть линейным или разветвленным и является формой хранения углеводов в растениях, тогда как гликоген сильно разветвлен и присутствует только в тканях животных, прежде всего в мышцах и печени [2, 31]. Крахмал — один из самых распространенных в природе углеводов [2]. Он синтезируется для хранения энергии для роста растений и хранится в семенах, клубнях, корнях, стеблях, листьях и некоторых фруктах [32].Крахмал представляет собой полимер d -глюкозы, который состоит из двух типов молекул, амилозы и амилопектина (рис. 3) [12]. Амилоза представляет собой короткий линейный полимер глюкозы со средней DP 1000 единиц глюкозы, связанных через α- (1,4) связи. Амилопектин содержит более крупные цепи глюкозы с DP от 10 000 до 100 000 с точками ветвления в α- (1,6) связях на каждые 20-25 единиц глюкозы [15, 30]. Общее количество связей α- (1,6) составляет всего около четырех-пяти% от общего количества гликозидных связей в амилопектине [33].Нативный крахмал содержит обе формы в виде полукристаллических гранул с различными пропорциями амилозы и амилопектина, в зависимости от растительного источника [30, 31]. Гранулы крахмала имеют различный структурный и химический состав в зависимости от вида растения и части растения, где он находится [18]. Размер гранул крахмала влияет на соотношение поверхности к объему, и чем меньше размер гранулы, тем больше отношение поверхности к объему, что приводит к большей площади поверхности для гидролиза ферментов в пищеварительном тракте [30].Переваривание крахмала начинается во рту, где слюнной секретируется α-амилаза, которая действует только на α- (1,4) связанные линейные цепи амилозы и амилопектина, пока этот фермент не деактивируется низким pH в желудке [31] . Большие количества панкреатической α-амилазы, специфичной только для α- (1,4) связей, секретируются в просвет двенадцатиперстной кишки, продуцируя мальтозу и мальтотриозу как продукты переваривания амилозы и амилопектина в просвете, а также разветвленный олигосахарид α-декстрин, образующийся в результате частичный гидролиз амилопектина из-за неспособности α-амилазы расщеплять α- (1,6) связи [18].Переваривание крахмала завершается олигосахаридазами (т.е. α-глюкозидазами), экспрессируемыми железами тонкого кишечника. Эти α-глюкозидазы включают комплексы сахароза-изомальтаза и мальтаза-глюкоамилаза [34]. Оба комплекса имеют различия в степени специфичности в отношении продуктов расщепления α-амилазы и расщепляют α- (1,4) и α- (1,6) связи в α-декстринах комплементарным образом, образуя свободную глюкозу, которая является транспортируется в энтероциты [18].

Рис. 3

Химическая структура амилозы, амилопектина и целлюлозы.По материалам Bach Knudsen et al. [1]

Крахмал можно разделить на три типа: крахмал типа А имеет открытую структуру и присутствует в злаках; Крахмал типа B присутствует в клубнях и кажется более компактным; а крахмал типа C представляет собой комбинацию крахмала типов A и B и присутствует в бобовых [30]. Гранулы крахмала в сыром картофеле и зеленых бананах, которые имеют высокое содержание амилозы, приводят к более плотно упакованным гранулам, которые более нерастворимы и устойчивы к перевариванию по сравнению с амилопектинсодержащими гранулами, которые более разветвлены и менее плотно упакованы [2].В кукурузе, пшенице и картофеле крахмал может содержать примерно 20% амилозы и 80% амилопектина [31]. Однако кукуруза восковой спелости может содержать крахмал, содержащий почти 100% амилопектина, тогда как кукуруза с высоким содержанием амилозы может содержать до 75% амилозы [35]. Следовательно, крахмал не всегда может перевариваться α-амилазой, если зерна злаков не изменены физической обработкой (например, измельчением или вальцовой мельницей) и нагреванием (например, гранулированием, расширением или экструзией) [30].

Часть крахмала не переваривается α-амилазой или ферментами щеточной каймы и может подвергаться микробной ферментации в толстой кишке; это называется резистентным крахмалом (RS) [13, 31].Крахмал может сопротивляться перевариванию, поскольку он физически недоступен из-за того, что находится внутри целых растительных клеток или матриц (например, RS-1). Природный или сырой крахмал (RS-2) также сопротивляется перевариванию из-за нежелатинизированной кристаллической структуры гранулы, а ретроградный крахмал (RS-3) сопротивляется перевариванию, поскольку он быстро охлаждается после того, как он желатинизируется посредством нагревания. Если крахмал химически модифицирован, он также может сопротивляться перевариванию и обозначается как RS-4 [13, 30, 31]. Устойчивый крахмал служит субстратом для ферментации толстой кишки, но независимо от количества, попадающего в задний кишечник, крахмал обычно полностью ферментируется в заднем кишечнике [25].Ингредиенты, содержащие крахмал, естественно, будут содержать RS, но количество и тип крахмала будут влиять на долю общего крахмала, который составляет RS [36]. Обработка может влиять на долю крахмала, устойчивого к перевариванию, и значения RS обычно колеблются от 0 до 19% для большинства зерновых культур и от 10% до 20% для бобовых (Таблица 1) [15, 37]. Варка или созревание снижает количество RS в сырых или незрелых фруктах или овощах, таких как зеленые бананы и картофель [38].

Таблица 1 Углеводы и лигнин в зернах злаков (г / кг сухого вещества) ^{a, b}

Гликоген, α- (1,4) — d -глюкан с α- (1,6) связанными ветвями, имеет более высокую степень разветвления по сравнению с амилопектином и присутствует в тканях животных, в основном в скелетных мышцах и печени [2].Как следствие, гликоген будут потреблять только свиньи, которых кормят рационами, содержащими продукты животного происхождения. Точки ветвления гликогена располагаются в среднем после 8-10 гликозильных единиц [3]. Полимер гликогена может содержать до 100 000 единиц глюкозы [39]. Переваривание гликогена аналогично перевариванию амилопектина, что приводит к всасыванию глюкозы в тонком кишечнике [17]. Обширное разветвление гликогена увеличивает его растворимость, что позволяет более легко мобилизовать глюкозу [34].

Некрахмальные полисахариды

Некрахмальные полисахариды в основном присутствуют в первичных или вторичных стенках растительных клеток и состоят как из растворимых, так и из нерастворимых полисахаридов, которые, в отличие от крахмала, не содержат α- (1,4) -связанных гликозильных единиц [15, 30].Первичные клеточные стенки, окружающие растущие клетки, в основном состоят из полисахаридов и некоторых структурных белков, тогда как зрелые клетки, которые уже дифференцировались, окружены вторичными клеточными стенками, которые также содержат полисахариды и белки, наряду с лигнином и большим количеством целлюлозы [40]. Полисахариды клеточной стенки состоят из пентоз (то есть арабинозы и ксилозы), гексоз (то есть глюкозы, галактозы и маннозы), 6-дезоксигексоз (то есть рамнозы и фукозы) и уроновых кислот (т.е.э., глюкуроновая и галактуроновая кислоты) [41]. Эти компоненты могут существовать в формах пиранозы и фуранозы и образовывать α- или β-связи в любой из своих доступных гидроксильных групп, что приводит к широкому диапазону функциональных поверхностей за счет адаптации многочисленных трехмерных форм [42]. Фенольные остатки лигнина или его гидроксильных боковых цепей также могут связываться с гликозидными связями NSP [40]. Некрахмальные полисахариды могут приобретать гидрофобные свойства, связываясь с лигнином и суберином, тогда как степень этерификации уроновых кислот может влиять на их ионные свойства [30].Суберин, гидрофобная комплексная смесь гидроксилированных жирных кислот и жирных эфиров, присутствует в тканях сосудов, которые обеспечивают нерастворимый барьер во время нормального развития и в ответ на раневые или грибковые инфекции [40]. Некрахмальные полисахариды также могут быть классифицированы как растворимые и нерастворимые, где термин «растворимые» относится к растворимости NSP в воде или слабых щелочных растворах [41].

Наиболее распространенными NSP в клеточных стенках являются целлюлоза и нецеллюлозные полисахариды (NCP) [17].В среднем содержание целлюлозы в первичных клеточных стенках составляет от 20% до 30%, тогда как вторичные клеточные стенки могут содержать до 50% целлюлозы [40]. Первичные клеточные стенки откладываются между средней пластинкой и плазматической мембраной во время роста клеток, тогда как некоторые специализированные клетки откладывают более толстый внутренний слой, называемый вторичной клеточной стенкой, в начале дифференцировки [43]. Целлюлоза состоит из линейных β- (1,4) -связанных d -глюкопиранозильных единиц с DP, которая варьируется от 500 до 14000. Линейные единицы целлюлозы стабилизируются водородными связями между соседними остатками глюкозы, образуя организованное расположение молекул целлюлозы внутри микрофибрилл (рис.3) [42, 44]. Кристаллические области образуются, когда высокоорганизованные микрофибриллы целлюлозы выстраиваются параллельно друг другу, чтобы обеспечить максимальную водородную связь, тогда как паракристаллические или аморфные участки образуются в областях, которые менее организованы [45]. Трехмерная решетка, образованная плотноупакованной линейной и неразветвленной структурой целлюлозы, образует микрофибриллы, которые определяют структуру стенок растительных клеток [46]. Менее организованные аморфные области целлюлозы гидролизуются эндоглюканазами, образуя концы цепей, которые гидролизуются экзоглюканазами (т.е.э., целлобиогидролазы) [45]. Полученный дисахарид, целлобиоза, гидролизуется β-глюкозидазой с образованием двух мономеров глюкозы [44].

Сильноразветвленные NCP состоят из гетерополимеров пентоз и гексоз, наиболее распространенный из которых называется ксиланом, или цепью β- (1,4) связанных звеньев d-ксилопиранозила с боковыми цепями, которые обычно состоят из ʟ -арабинофуранозил, d, -галактопиранозил, d -глюкуронопиранозил и / или 4-O-метил- d -глюкуронопиранозил-звенья [13].Нецеллюлозные полисахариды могут также содержать уроновые кислоты, полученные из глюкозы и галактозы, что дает способность образовывать соли с Ca и Zn [46]. Нецеллюлозные полисахариды часто служат структурными полисахаридами в тканях растений и тесно связаны с целлюлозой и лигнином [45].

Лигнин не является углеводом, но связан с полисахаридами клеточной стенки [1]. Он состоит из полимеризованных фенилпропановых звеньев (т. Е. Кониферилового, п-кумарилового и синапилового спиртов), связанных эфирными и углерод-углеродными связями в нерегулярной трехмерной структуре [42].Одревесневшая клеточная стенка может состоять из тонкого первичного слоя, за которым следует толстый многослойный вторичный слой с высоким содержанием целлюлозы и, возможно, третий слой [47]. Лигнин может связываться с полисахаридами, образуя ковалентные связи с остатками сахара или феруловыми кислотами, которые этерифицированы с этими полисахаридами [1]. Лигнификация происходит только после того, как деление клеток, разрастание клеток и удлинение клеток прекращается, и, следовательно, составляет терминальную дифференцировку, которая обычно сопровождается запрограммированной гибелью клеток [40].Лигнин предотвращает биохимическую деградацию и физическое повреждение клеточных стенок, цементируя и закрепляя микрофибриллы целлюлозы и другие полисахариды матрикса, тем самым усиливая структурную целостность клеточной стенки [48]. Лигнин также служит барьером для патогенов и вредителей [40]. Ткани растений одревесневают или одревесневают при высокой концентрации лигнина [49]. Лигнин больше сконцентрирован во внешнем слое шелухи зерен по сравнению со стенками эндосперма, что видно по повышенным концентрациям в побочных продуктах ингредиентов (Таблица 2).

Таблица 2 Углеводы и лигнин в побочных продуктах зерна злаков (г / кг сухого вещества) ^{a, b}

Примеры углеводов | Биологический словарь

Углеводы считаются наиболее распространенными органическими веществами в природе. Их можно условно разделить на две основные группы; простые углеводы (или сахара, ) и сложные углеводы (также известные как крахмалы ).

Общие примеры простых углеводов включают глюкозу, фруктозу, галактозу, сахарозу, лактозу и мальтозу.Примеры сложных углеводов включают крахмал, гликоген и целлюлозу.

Продукты, содержащие углеводы

Что такое углеводы?

Углеводы — это класс органических соединений, в основном состоящих из атомов углерода (C), кислорода (O) и водорода (H). Они производятся путем фотосинтеза , процесса, в котором зеленые растения используют энергию солнечного света для превращения углекислого газа и воды в глюкозу (простой сахар).

Углеводы можно условно разделить на две основные группы.Это простые углеводы ( сахара, ) и сложные углеводы ( крахмала, ).

Простые углеводы (сахара)

Продукты, содержащие простые сахара

Простые углеводы также известны как сахара. Они используются организмом в качестве источника энергии с быстрым высвобождением и естественным образом содержатся в таких продуктах, как фрукты, и молоко. Рафинированный сахар представляет собой обработанный сахар, который содержится в таких пищевых продуктах, как столовый сахар, конфеты и газированные напитки.

Простейшие типы углеводов называются моносахаридами (буквально означает один сахар ). Моносахариды представляют собой мономеры углеводов и могут быть связаны вместе, чтобы образовать более сложные углеводы.

Примеры моносахаридов

Глюкоза, фруктоза и галактоза являются моносахаридами

Глюкоза

Глюкоза является наиболее распространенным типом моносахаридов в природе и содержится в хлебе, рисе, макаронах, картофеле, фруктах, овощах и рафинированном сахаре.

Фруктоза

Фруктоза — это «фруктовый сахар», который содержится во фруктах, овощах, меде и столовом сахаре.

Фруктоза содержится во фруктах

Галактоза

В природе галактоза обычно связана с другими сахарами, например, с лактозой (молочный сахар ).

Дисахариды — это еще один тип простых углеводов. Дисахарид означает два сахара; , следовательно, они состоят из двух моносахаридов, соединенных гликозидной связью . Гликозидные связи образуются между сахарами в результате химической реакции, называемой реакцией конденсации (также известной как реакция дегидратации ).

Примеры дисахаридов

Дисахариды образуются в результате реакций конденсации

Лактоза

Лактоза содержится в молоке и состоит из одной молекулы глюкозы, связанной с одной молекулой галактозы.

Сахароза

Сахароза используется в качестве молекулы хранения энергии зелеными растениями и состоит из одной молекулы фруктозы, связанной с одной молекулой глюкозы.Он извлекается из растений для использования в качестве столового сахара и содержится в конфетах, пирожных и других подслащенных продуктах.

Мальтоза

Мальтоза (или солодовый сахар ) естественным образом содержится в пшенице, ячмене, кукурузной муке и других зерновых. Он также содержится в некоторых фруктах, таких как персики и груши. Мальтоза состоит из двух соединенных вместе молекул глюкозы.

Мальтоза содержится в зернах

Сложные углеводы (крахмалы)

Сложные углеводы также известны как крахмалы. Это полисахариды (что означает много сахаров ) и состоят из множества молекул глюкозы, которые соединены в длинные цепи гликозидными связями. Есть три основных типа полисахаридов; это крахмал, гликоген и целлюлоза.

Примеры полисахаридов

Крахмал

Крахмал вырабатывается зелеными растениями и состоит из избыточной глюкозы, образующейся во время фотосинтеза. Он используется растениями в качестве молекулы для хранения пищевых продуктов и содержится в хлоропластах (где он хранится в виде гранул) или в клубнях (например.грамм. картофель) или корни некоторых растений (например, маниока).

Крахмал содержится во многих продуктах питания, включая зерно и зерновые продукты (например, хлеб, макаронные изделия, пшеницу и овес), определенные овощи (например, картофель, тыкву и кукурузу) и бобовые (например, горох, фасоль и чечевица). .

Продукты с высоким содержанием крахмала

Гликоген

В то время как крахмал используется для хранения энергии в растениях, гликоген используется для хранения энергии у высших животных (включая людей) и различных микроорганизмов (таких как бактерии и грибы).У людей он в основном находится в печени и мышцах.

Целлюлоза

Целлюлоза (также известная как волокна ) — это структурный материал, содержащийся в стенках растительных клеток. Он очень жесткий и используется для сохранения формы растительных клеток и защиты их содержимого.

Целлюлоза содержится в клеточных стенках

Множество животных (например, коровы, лошади и коалы) могут переваривать целлюлозу, но человеку не хватает фермента, необходимого для этого. Однако целлюлоза необходима для здорового пищеварения у людей, поскольку она помогает пище перемещаться по пищеварительному тракту.Целлюлоза в рационе называется клетчаткой ).

Как организм использует углеводы?

Как простые, так и сложные углеводы используются организмом как источник энергии. Во время пищеварения гликозидные связи, удерживающие вместе моносахариды, разрываются в результате реакций гидролиза . Молекулы глюкозы (также известные как «сахар в крови») высвобождаются и превращаются в энергию, которая затем используется для питания реакций во всех клетках тела.Любой избыток глюкозы хранится в печени или мышцах в виде гликогена.

Углеводы

Углеводы

Сахар и крахмал важны углеводы, которые мы часто употребляем. Углеводы составляют большую часть энергия в нашем рационе. Продукты, богатые углеводами, в том числе картофель, хлеб, и кукуруза, как правило, являются наиболее распространенными и дешевыми по сравнению с продуктами питания с высоким содержанием белков и жиров.Углеводы сжигаются во время процессов в организме производить энергию, выделяя углекислый газ и воду.

Крахмал содержится в основном в зернах, бобовые, клубни и сахар содержатся в растениях и фрукты. Сахар — это мельчайшие единицы углеводов, и когда они присоединяются вместе они образуют крахмал.

Роль Углеводы

Основная роль углеводов в нашем рационе это производить энергию. Каждый грамм углеводов дает нам около четырех калории.Углеводы также действуют как продовольственный магазин. Наши тела также хранят углеводы в нерастворимой форме, такие как гликоген или крахмал. Это потому, что эти два углевода компактны. Углеводы также сочетаются с азотом, чтобы образуют заменимые аминокислоты.

В растениях углеводы составляют часть целлюлоза, придающая растениям силу и структуру.

Как поживают Сделаны углеводы?

Растения могут сами готовить себе еду, потому что у них есть хлорофилл в их зеленых листьях.Они делают пищу известным способом как фотосинтез. Процесс фотосинтеза важен для всего живого. вещи в мире, и растения являются единственными производителями продуктов питания, в то время как другие животные питаются либо растениями, либо другими животными.

Углерод для фотосинтеза диоксид и солнечный свет должны присутствовать. Также в растении обязательно должна быть вода. Только тогда растения могут фотосинтезировать и производить глюкозу и кислород из углерода диоксид, вода и солнечный свет.Уравнение фотосинтеза следующее:

 6 CO  2  + 6 H  2  O ---> C  6  H  12  O  6  + 6 O  2 
  Двуокись углерода + вода ---> глюкоза + кислород 

Произведенная глюкоза затем хранится в листья как крахмал.

Трава для еды

Когда вы видите бродящих коров или овец в поле, пасущий траву, вы когда-нибудь задумывались, почему люди не едят трава? Отчасти потому, что он невкусный; но что более важно, мы не могут получать питательные вещества из травы.В нашей пищеварительной системе нет способность расщеплять целлюлозу травы и, даже если мы едим траву, трава выйдет непереваренной. Травоядные животные, такие как овцы, коровы и кролики, В их теле есть особые бактерии, которые делают свое дело. Бактерии расщепляет целлюлозу растительных клеток. Таким образом, они могут получать питание от травы.

Если вы действительно хотите жить на траве, попробуйте приготовление травы перед едой.При приготовлении растительная клетчатка разрушается. Но вы можете обнаружить, что вам все-таки не нравится вкус.

Пустые калории

пустых калорий относятся к пище, обеспечивающей у вас нет ничего, кроме калорий. Например, безалкогольные напитки содержат только сахар, и вы не сможете получить из него много питательных веществ. Следовательно, мы говорим, что безалкогольные напитки загружены пустыми калориями. Есть много других продуктов, богатых калориями, но в то же время содержат много других питательных веществ, необходимых организму.An Примером может служить картофель, который не только богат углеводами, но и содержит белки, витамины и минералы.

Искусственный Подсластители

Ты пытаешься сократить сладкое, внимательно следите за своим весом? Не скучаете по сладкому вкусу сахара? К счастью, есть несколько заменителей, которые можно использовать для желаемый сладкий вкус. Один из них — сахарин, а другой — аспартам. Они почти не содержат калорий и обычно содержатся в безалкогольных напитках.Хотя сахарин в 500 раз слаще сахара, оставляет горький привкус во рту спустя некоторое время.

Как сладко ваш сахар?

Здесь мы сравните сладость некоторых сахаров с сахарозой: Сахароза = 100%

Меньше сладкого Глюкоза 75% Кукурузный сироп 60% Сорбитол 60% Маннитол 50% Галактоза 32% Мальтоза 32% Лактоза 16%

Еще сладкое Сахарин 50 000% Аспартам 18 000% Фруктоза 170% Мед 120–170% Меласса 110%

Углеводы и ваше Талия

Можно крахмалистые продукты, такие как хлеб, рис, картошка и спагетти толстеют? Да! Углеводы по-прежнему будут превращаются в жиры, если они не используются.Но углеводы содержат меньше калорий, чем жиры, и приносят сытость. Ты можете наполнить себя миской риса и почувствовать себя сытым, вместо того, чтобы калорийные конфеты и все еще чувствуете голод. Итак, ешьте больше углеводов и меньше жиров.

Углеводы Загрузка

Возможно, вам захочется бежать быстрее в ближайшее время. гонка по пересеченной местности. Попробуйте загрузку углеводами. Это тебе поможет. Изменяя сумму вы занимаетесь спортом и употребляете дополнительные углеводы за несколько дней до мероприятия, ваши мышцы накапливают дополнительный гликоген.Этот дополнительный запас топлива сохранит ваше мышцы будут длиннее, и у вас будет лучшая производительность.

углеводов | Encyclopedia.com

КОНЦЕПЦИЯ

Углеводы — это питательные вещества, наряду с белками и другими типами химических соединений, но это гораздо больше. Помимо сахаров, разновидностей которых намного больше, чем обычная сахароза или столовый сахар, углеводы появляются в виде крахмалов и целлюлозы. По сути, они являются конструкционными материалами, из которых сделаны растения.Углеводы производятся одним из самых сложных, жизненно важных и удивительных процессов в физическом мире: фотосинтезом. Поскольку они являются неотъемлемой частью жизни растений, неудивительно, что углеводы содержатся в большинстве фруктов и овощей. И хотя они не являются диетической потребностью в отличие от витаминов или незаменимых аминокислот, их трудно есть, не потребляя углеводов, которые являются отличными источниками быстро сжигаемой энергии. Однако не все углеводы имеют одинаковую питательную ценность: в целом те, которые созданы природой, полезны для организма, в то время как углеводы, произведенные человеческим вмешательством, — некоторые формы макарон и большинство сортов хлеба, белого риса, крекеров, печенья и т. Д. и так далее — гораздо менее полезны.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

Что такое углеводы

Углеводы — это природные соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода, которые вырабатываются зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Проще говоря, фотосинтез — это биологическое преобразование световой энергии (то есть электромагнитной энергии) Солнца в химическую энергию растений. Это чрезвычайно сложный процесс, и его тщательное рассмотрение требует большого количества технической терминологии.Хотя мы обсудим основы фотосинтеза позже в этом эссе, мы сделаем это лишь очень поверхностно.

Фотосинтез включает превращение углекислого газа и воды в сахара, которые, наряду с крахмалом и целлюлозой, являются одними из наиболее известных разновидностей углеводов. Сахар можно определить как любое из ряда водорастворимых соединений различной сладости. (То, что мы считаем сахаром, то есть столовым сахаром, на самом деле является сахарозой, о чем будет сказано ниже.) Крахмалы — это сложные углеводы без вкуса и запаха, которые в физической форме являются гранулированными или порошкообразными.Целлюлоза — это полисахарид, состоящий из единиц глюкозы, который составляет основную часть клеточных стенок растений и естественным образом содержится в волокнистых материалах, таких как хлопок. В коммерческом плане это сырье для таких промышленных товаров, как бумага, целлофан и вискоза.

МОНОСАХАРИДЫ.

Предыдущие определения содержат несколько слов, которые также должны быть определены. Углеводы состоят из строительных блоков, называемых моносахаридами, самого простого типа углеводов.Содержащиеся в винограде и других фруктах, а также в меде, они могут быть химически расщеплены на составляющие их элементы, но нет углеводов более простых в химическом отношении, чем моносахариды. Следовательно, они также известны как простые сахара или простые углеводы.

Примеры простых сахаров включают глюкозу, которая является сладкой, бесцветной и водорастворимой, широко распространенной в природе. Глюкоза, также известная как декстроза, виноградный сахар и кукурузный сахар, является основной формой, в которой углеводы усваиваются или поглощаются животными.Другие моносахариды включают фруктозу или фруктовый сахар и галактозу, которая менее растворима и сладка, чем глюкоза, и обычно появляется в сочетании с другими простыми сахарами, а не сама по себе. Глюкоза, фруктоза и галактоза являются изомерами, что означает, что они имеют одинаковую химическую формулу (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), но разные химические структуры и, следовательно, разные химические свойства.

ДИСАХАРИДЫ.

Когда две молекулы моносахарида химически связываются друг с другом, в результате получается один из трех основных типов сложного сахара: дисахарид, олигосахарид или полисахарид.Дисахариды или двойные сахара состоят из двух моносахаридов. Безусловно, наиболее известным примером дисахарида является сахароза или столовый сахар, который образуется в результате связывания молекулы глюкозы с молекулой фруктозы. Сахарная свекла и тростниковый сахар являются основными естественными источниками сахарозы, с которой средний американец, скорее всего, столкнется в очищенной форме, такой как белый, коричневый или сахарная пудра.

Другой дисахарид — это лактоза или молочный сахар, единственный вид сахара, производимый животным (т.е., млекопитающее), а не растительные источники. Мальтоза, сбраживаемый сахар, обычно образующийся из крахмала под действием фермента амилазы, также является дисахаридом. Сахароза, лактоза и мальтоза являются изомерами с формулой C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ .

ОЛИГОСАХАРИДЫ И ПОЛИСАХАРИДЫ.

Определения олигосахарида и полисахарида настолько близки, что могут ввести в заблуждение. Олигосахарид иногда определяется как углевод, содержащий известное небольшое количество моносахаридных единиц, в то время как полисахарид представляет собой углевод, состоящий из двух или более моносахаридов.Теоретически это означает практически то же самое, но на практике олигосахарид содержит 3-6 моносахаридных единиц, тогда как полисахарид состоит из более чем шести.

Олигосахариды редко встречаются в природе, хотя было обнаружено несколько форм растений. Гораздо более распространены полисахариды («многие сахара»), которые составляют подавляющее большинство типов углеводов, встречающихся в природе. (См. Раздел «Где узнать больше» на веб-сайте «Номенклатура углеводов», управляемом кафедрой химии Колледжа королевы Марии Лондонского университета.Взглянув на сайт, вы кое-что подскажете о многих, многих разновидностях углеводов.)

Полисахариды могут быть очень большими, состоящими из 10 000 моносахаридных единиц, соединенных вместе. Учитывая такой широкий диапазон размеров, неудивительно, что существуют сотни типов полисахаридов, которые отличаются друг от друга размером, сложностью и химическим составом. Сама целлюлоза представляет собой полисахарид, наиболее распространенную из известных разновидностей, состоящий из многочисленных единиц глюкозы, соединенных друг с другом.Крахмал и гликоген также являются полисахаридами глюкозы. Первый из этих полисахаридов содержится в основном в стеблях, корнях и семенах растений. Что касается гликогена, это наиболее распространенная форма, в которой углеводы хранятся в тканях животных, особенно в тканях мышц и печени.

Фотосинтез

Фотосинтез, как мы отметили ранее, представляет собой биологическое преобразование света или электромагнитной энергии Солнца в химическую энергию. Встречается в зеленых растениях, водорослях и некоторых типах бактерий. и требует ряда биохимических реакций.У высших растений есть структуры, называемые хлоропластами, которые содержат темно-зеленый или сине-черный химический элемент, известный как хлорофилл. Поглощение света хлорофиллом катализирует или ускоряет процесс фотосинтеза. (Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, не участвуя в ней.)

При фотосинтезе углекислый газ и вода реагируют друг с другом в присутствии света и хлорофилла с образованием простых углеводов и кислорода. Это одно из тех утверждений в области науки, которые на первый взгляд кажутся немного сухими и скучными, но на самом деле заключают в себе одну из величайших загадок жизни — концепцию, гораздо более увлекательную, чем любое количество воображаемых, фантастических или псевдонаучных идей. можно было придумать.Фотосинтез — один из важнейших процессов поддержания жизни, который делает возможным питание всех вещей и дыхание животных и других организмов, дышащих кислородом.

При фотосинтезе растения поглощают продукты жизнедеятельности человека и животных и в результате ряда химических реакций производят как пищу, так и кислород. Пища питает растение, которое, в отличие от животного, способно производить собственное питание из собственного тела с помощью только солнечного света и нескольких химических соединений.Позже, когда растение будет съедено животным или когда оно умрет и будет съедено бактериями и другими разрушителями, оно передаст свои углеводы другим существам. (См. «Пищевые сети», чтобы узнать больше о растениях как автотрофах и отношениях между первичными продуцентами, потребителями и деструкторами.)

Углеводы — не единственный полезный продукт фотосинтетической реакции. В результате реакции образуется чрезвычайно важный побочный продукт — отходы, то есть с точки зрения предприятия, которому кислород не нужен.Тем не менее, кислород, который он генерирует в процессе фотосинтеза, делает возможной жизнь животных и многих одноклеточных форм жизни, дыхание которых зависит от кислорода.

УРАВНЕНИЕ ФОТОСИНТЕЗА.

Реакцию фотосинтеза можно представить в виде химического уравнения:

Обратите внимание, что стрелка указывает, что химическая реакция произошла с помощью света и хлорофилла. Таким же образом может потребоваться тепло от горелки Бунзена для инициирования какой-либо другой химической реакции, которая фактически не является частью реагентов слева от стрелки.В данном уравнении ни добавленная энергия, ни катализатор не отображаются слева, потому что они не являются физическими участниками, потребляемыми в реакции, как диоксид углерода и вода. Катализатор не участвует в реакции, тогда как энергия, потребляемая в реакции, не является материальным или физическим участником, то есть это энергия, а не материя.

Можно также задаться вопросом, почему уравнение показывает шесть молекул углекислого газа и шесть молекул воды. Почему не по одному для простоты? Чтобы составить сбалансированное химическое уравнение, в котором одинаковое количество атомов появляется по обе стороны от стрелки, необходимо показать шесть молекул углекислого газа, реагирующих с шестью молекулами воды с образованием шести молекул кислорода и одной молекулы глюкозы.Таким образом, обе стороны содержат шесть атомов углерода, 12 атомов водорода и 18 атомов кислорода.

Уравнение создает впечатление, что фотосинтез — это простой одноэтапный процесс, но ничто не может быть дальше от истины. Фактически, процесс происходит по одному маленькому шагу за раз. Он также включает в себя множество тонкостей и аспектов, требующих введения множества новых терминов и идей. Такое обсуждение выходит за рамки настоящего эссе, и поэтому читателю рекомендуется обратиться к надежному учебнику для получения дополнительной информации о деталях фотосинтеза.

ПРИМЕНЕНИЕ В РЕАЛЬНОЙ ЖИЗНИ

Фрукты и овощи

Один из основных способов, которыми люди получают углеводы из своего рациона, — это фрукты и овощи. Различия между ними основаны не на науке, а на обычае. Традиционно овощи — это растительные ткани (которые могут быть сладкими, но обычно не сладкими), которые едят как существенную часть основного блюда. Напротив, фрукты почти всегда сладкие и их едят как десерты или закуски.Бывает также, что люди гораздо чаще готовят овощи, чем фрукты, хотя овощи лучше всего питаются, когда их едят в сыром виде.

Фрукты и овощи содержат много углеводов в виде пищевых сахаров и крахмалов, а также несъедобной целлюлозы, роль которой в рационе питания будет рассмотрена позже. В свежем овоще, например, вода может составлять около 70% объема, а белки, жиры, витамины и минералы могут составлять немногим более 5%, причем почти 25% приходится на пищевой сахар и крахмал или непищевые целлюлозные волокна .

ПРИМЕР АРТИШОКА.

Каждый фрукт или овощ, который можно было бы съесть — а их сотни — содержат как съедобные углеводы, которые являются хорошим источником энергии, так и несъедобные, которые содержат клетчатку. Прекрасным примером этой съедобно-несъедобной смеси является земной шар или французский артишок — Cynara scolymus, член семейства сложноцветных, в которое входит подсолнечник. Шаровидный артишок (не путать с топинамбуром, или Helianthus tuberosus , ) появляется в виде соцветия или грозди цветов.Этот овощ обычно готовят на пару, а прицветники или листья обмакивают в сливочном масле или другом соусе.

Однако не все прицветники съедобны; Чтобы съесть крахмалистое «мясо» артишока, которое имеет характерный ореховый вкус, нужно протянуть листья между зубцами. Таким образом, большая часть лучших частей артишока скрыта, а лучшая часть всего — нежное и полностью съедобное «сердце» — заключено под устрашающим щитом из тонкого чертополоха. Тот, кто первым обнаружил, что артишок можно есть, должен был быть действительно храбрым человеком, и тот, кто установил , как его можно есть, был мудр.Благодаря этим душам, любящим приключения, кухня мира стала незабываемым деликатесом.

СОДЕРЖАНИЕ УГЛЕВОДОВ В ОВОЩАХ.

По содержанию пищевых углеводов артишок имеет низкий процент. Некоторые овощи содержат меньший процент углеводов, в то время как другие имеют гораздо более высокий процент, как показывает приведенный здесь список. В целом кажется, что содержание углеводов в овощах (и в каждом из этих случаев мы говорим о съедобных углеводах , а не о целлюлозе) находится в диапазоне примерно 5-10%, примерно 20% или очень высоком уровне. 60-80%.Кажется, что в этих диапазонах нет большого разброса.

Содержание воды, белка и углеводов в отобранных овощах:

• Артишок: 85% воды, 2,9% белка, 10,6% углеводов
• Свекла красная: 87,3% воды, 1,6% белка, 9,9% углеводов
• Сельдерей: 94,1% воды, 0,9% белка, 3,9% углеводов
• Кукуруза: 13,8% воды, 8,9% белка, 72,2% углеводов
• Фасоль лима: 10,3% воды, 20,4% белка, 64% углеводов
• Картофель: 79.8% воды, 2,1% белка, 17,1% углеводов
• Красный перец: 74,3% воды, 3,7% белка, 18,8% углеводов
• Летний сквош: 94% воды, 1,1% белка, 4,2% углеводов

Крахмалы

Не все углеводы в этих овощах одинаковы. Некоторые углеводы представлены в виде сахара, а другие — в виде несъедобной целлюлозы, что обсуждается в следующем разделе. Кроме того, некоторые овощи содержат много крахмала. Как мы отмечали ранее, крахмал белый и гранулированный, и, в отличие от сахаров, крахмал не может быть растворен в холодной воде, спирте или других жидкостях, которые обычно действуют как растворители.

Крахмал, производимый из листьев растений, является продуктом избытка глюкозы, образующейся во время фотосинтеза, и обеспечивает растение запасом продовольствия, хранящимся в хлоропластах. Овощи с высоким содержанием крахмала — это продукты растений, содержащие крахмал в тех порциях, которые мы едим. Например, есть клубень или подземная луковица картофеля, а также семена кукурузы, пшеницы и риса. Таким образом, все эти овощи и продукты, полученные из них, содержат много углеводов в форме крахмала.

Помимо своей роли в рационе человека, кукурузный, пшеничный, тапиоковый и картофельный крахмалы находят множество коммерческих применений. Благодаря своей способности загущать жидкости и отверждать твердые вещества, крахмал применяется в продуктах (например, кукурузном крахмале), которые действуют как загустители, как для пищевых, так и для непищевых продуктов. Крахмал также широко используется на различных этапах производства одежды и в производстве одежды для придания жесткости тканям. При производстве бумаги крахмал используется для увеличения прочности бумаги.Он также используется в производстве картонных и бумажных пакетов.

Целлюлоза

Одним из аспектов фруктов и овощей, о котором мы упоминали несколько раз, является высокое содержание несъедобного материала или целлюлозы. (На самом деле, это съедобно, но не усваивается.) Целлюлоза, содержащаяся в клеточных стенках растений, химически похожа на крахмал, но еще более жесткая, и это свойство делает ее отличным веществом для придания силы растительным телам. У животных нет жестких клеток с стенками, но у растений они есть.Высокое содержание целлюлозы в клеточных стенках растений придает им прямостоячую жесткую форму; другими словами, без целлюлозы растения могут быть вялыми и частично бесформенными. Как и человеческая кость, стенки растительных клеток состоят из фибрилл (мелких нитей или волокон), которые включают многочисленные полисахариды и белки. Одним из этих полисахаридов в клеточных стенках является пектин, вещество, которое при нагревании образует гель и используется поварами для приготовления желе и джемов. У некоторых деревьев есть вторичная клеточная стенка над первичной, содержащая еще один полисахарид, называемый лигнином . Лигнин делает дерево еще более жестким, проницаемым только острыми топорами.

ЦЕЛЛЮЛОЗА В ПИЩЕВАРЕНИИ.

Как мы уже отмечали, целлюлоза изобилует фруктами и овощами, но у людей отсутствует фермент, необходимый для ее переваривания. Термиты, коровы, коалы и лошади переваривают целлюлозу, но даже эти животные а у насекомых нет фермента, который переваривает этот материал. Вместо этого они скрывают в своем кишечнике микробы, которые могут за них переваривать пищу. (Это пример симбиотического мутуализма, взаимовыгодных отношений между организмами, обсуждаемого в «Симбиозе».)

Коровы — это жвачные животные, или животные, которые жуют жвачку, то есть отрыгивают пищу для повторного пережевывания. У жвачных животных есть несколько желудков или несколько отделов желудка, которые расщепляют растительный материал с помощью ферментов и бактерий. Затем частично переваренный материал срыгивает в рот, где его пережевывают, чтобы еще больше разложить материал. (Если вы когда-либо наблюдали за коровами на пастбище, вы, вероятно, наблюдали, как они спокойно жуют жвачку.) Переваривание клетчатки бактериями в желудках жвачных животных является анаэробным, то есть для этого процесса не требуется кислород.Одним из побочных продуктов этого анаэробного процесса является газ метан, который имеет неприятный запах, легко воспламеняется и токсичен. Жвачные животные ежедневно выделяют большое количество метана, что обеспокоило некоторых экологов, поскольку метан, переносимый коровами, может вносить свой вклад. к разрушению озона высоко в стратосфере Земли.

Целлюлоза Alhough не переваривается людьми, она является важным диетическим компонентом, так как способствует пищеварению. Целлюлоза, которую иногда называют клетчаткой или грубыми кормами, способствует увеличению объема пищи по мере ее прохождения через пищеварительную систему и помогает организму вытеснять продукты и отходы.Это особенно важно, поскольку помогает сделать возможной регулярную дефекацию, тем самым избавляя организм от шлаков и снижая риск рака толстой кишки. (См. «Пищеварение» для получения дополнительной информации о пищеварительных и выделительных процессах.)

Общее углеводное питание

Диета с высоким содержанием целлюлозы может быть полезной по причинам, которые мы указали. Точно так же здоровая диета включает питательные углеводы, но только при определенных условиях. Прежде всего, это должно быть поняли, что человеческий организм не имеет необходимой потребности в углеводах сами по себе — другими словами, нет «незаменимых» углеводов, поскольку есть незаменимые аминокислоты или жирные кислоты.

С другой стороны, очень важно есть свежие фрукты и овощи, которые, как мы видели, богаты углеводами. Их значение имеет мало общего с содержанием углеводов в питательных веществах, а скорее с витаминами, минералами, белками и пищевыми волокнами, которые они содержат. Эти полезные углеводы лучше всего есть в максимально естественной форме: например, есть апельсин целиком, а не просто выжать сок и выбросить мякоть.Кроме того, сырой шпинат и другие овощи содержат гораздо больше витаминов и минералов, чем приготовленные.

САХАР ВЫСОКОГО ХРАНЕНИЯ ЖИРА.

Углеводы могут короткий прилив энергии, поэтому спортсмены могут «набрать углеводы» прямо перед соревнованиями. Но если углеводы не сжигаются быстро, они в конечном итоге откладываются в виде жира. Так обстоит дело даже со здоровыми углеводами, но гораздо хуже обстоит дело с углеводами нездоровой пищи, которые содержат только пустые калории, лишенные содержания витаминов и минералов.Одним из примеров является особый бренд шоколадных батончиков, который на протяжении многих лет рекламировался в рекламе как средство получения быстрого прилива энергии. Фактически, эта и все другие леденцы на основе белого сахара дают только быстрый «высокий уровень сахара», за которым почти сразу следует гораздо более низкий «минимум» энергии — и, в конечном итоге, происходит накопление жира.

Жир — единственная форма, в которой организм может хранить углеводы в течение длительного времени, а это означает, что «обезжиренные» наклейки на многих упаковках печенья или тортов в супермаркете так же бессмысленны, как и сами калории.Потребление углеводов — одна из основных причин, по которой средний американец имеет такой избыточный вес. При активном образе жизни, который типичен для большинства взрослых в современной жизни, все эти картофель фри, печенье, булочки и т. Д. Не имеют места, кроме центров накопления жира в области живота, ягодиц и бедер. Из всех продуктов, содержащих углеводы, наименее жирными, конечно, являются натуральные некрахмалистые продукты, такие как фрукты и овощи (при условии, что они не приготовлены с жиром). Следующим в списке наименее калорийных продуктов являются крахмалистые натуральные продукты, такие как картофель, а наиболее жирными из всех являются обработанные крахмалы, независимо от того, поступают ли они в форме риса, пшеницы или картофельных продуктов.

ПОЧЕМУ МОЖНО ЕСТЬ БОЛЬШЕ УГЛЕВОДОВ, ЧЕМ БЕЛКОВ.

Одна из самых больших проблем, связанных с крахмалом, заключается в том, что организм может потреблять их так много по сравнению с белками и жирами. Сколько раз вы ели огромную тарелку картофельного или рисового пюре, горы картошки фри или кусок за куском хлеба? Все мы сделали это: углеводы и особенно крахмалы, кажется, никогда не смогут насытиться. Но сколько раз вы ели огромную тарелку только курицы, стейка или яиц? Вероятно, не очень часто, и если вы пытались съесть слишком много этих продуктов с высоким содержанием белка за один раз, вы, скорее всего, начали болеть.

Причина в том, что когда вы едите белок или жир, он вызывает высвобождение гормона под названием холецистокинин (CCK) в тонком кишечнике. По сути, CCK сообщает мозгу о том, что тело получает питание, и, если выделяется достаточное количество CCK, он сигнализирует мозгу о том, что организм получил достаточно пищи. Если человек продолжит потреблять белки или жиры после этого, скорее всего, последует тошнота. Углеводы, с другой стороны, не вызывают высвобождения ХЦК; только когда они попадают в кровоток, они наконец посылают в мозг сигнал о том, что тело удовлетворено.К тому времени большинство из нас накопило больше картофельного пюре, которому суждено занять свое место в организме в качестве жировых отложений.

ГДЕ ПОДРОБНЕЕ

Углеводы. Hardy Research Group, факультет химии, Университет Акрона (веб-сайт). .

Дей П. М. и Р. А. Диксон. Биохимия запасных углеводов в зеленых растениях. Орландо, Флорида: Academic Press, 1985.

Carpi, Anthony.«Пищевая химия: углеводы». Visionlearning.com (веб-сайт). .

Food Resource, Государственный университет Орегона (веб-сайт). .

Кеннеди, Рон. «Углеводы в питании». Медицинская библиотека врачей (веб-сайт). .

«Номенклатура углеводов». Колледж Королевы Марии Лондонского университета, факультет химии (веб-сайт)..

Снайдер, Карл Х. Необычная химия обычных вещей. New York: John Wiley and Sons, 1998.

Spallholz, Julian E. Nutrition, Chemistry, and Biology. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1989.

Wiley, T. S., and Bent Formby. Отключение света: сон, сахар и выживание. New York: Pocket Books, 2000.

КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ

УГЛЕВОДЫ:

Встречающиеся в природе кольцевые соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода, основная функция которых в организме — обеспечение энергией.В группу углеводов входят сахара, крахмалы, целлюлоза и различные другие вещества. Большинство углеводов вырабатываются зелеными растениями в процессе фотосинтеза.

КАТАЛИЗАТОР:

Вещество, которое ускоряет химическую реакцию, не участвуя в ней. Таким образом, катализаторы, хорошим примером которых являются ферменты, не расходуются в реакции.

ЦЕЛЛЮЛОЗА:

Полисахарид, состоящий из единиц глюкозы, которая является основным материалом в клеточных стенках растений.Целлюлоза также содержится в натуральных волокнах, таких как хлопок, и используется в качестве сырья при производстве таких продуктов, как бумага.

КОМПЛЕКСНЫЙ УГЛЕВОДНЫЙ:

Дисахарид, полисахарид или олигосахарид. Также называется сложным сахаром .

DEXTROSE:

Другое название глюкозы.

ДИСАХАРИД:

Двойной сахар, состоящий из двух моносахаридов. Примеры дисахаридов включают изомеры сахарозы, мальтозы и лактозы.

ФЕРМЕНТ:

Белковый материал, ускоряющий химические реакции в организме растений и животных.

ФРУКТОЗА:

Фруктовый сахар, моносахарид, являющийся изомером глюкозы.

ГАЛАКТОЗА:

Моносахарид и изомер глюкозы. Менее растворимая и сладкая, чем глюкоза, галактоза обычно появляется в сочетании с другими простыми сахарами, а не сама по себе.

ГЛЮКОЗА:

Моносахарид, который широко встречается в природе и представляет собой форму, в которой животные обычно получают углеводы.Также известен как декстроза, виноградный сахар и кукурузный сахар.

ГЛИКОГЕН:

Белый полисахарид, который является наиболее распространенной формой хранения углеводов в тканях животных, особенно в тканях мышц и печени.

GUT:

Термин, который относится ко всему пищеварительному каналу или его части, по которому пища проходит изо рта в кишечник, а отходы — из кишечника в задний проход. Хотя в повседневной жизни это слово считается несколько грубым, врачи и ученые-биологи, занимающиеся этой частью анатомии, используют его регулярно.

ИЗОМЕРЫ:

Два вещества, которые имеют одинаковую химическую формулу, но различаются по химической структуре и, следовательно, по химическим свойствам.

ЛАКТОЗА:

Молочный сахар. Дисахаридный изомер сахарозы и мальтозы, лактоза является единственным основным типом сахара, который производится из животных (т. Е. Из млекопитающих), а не из растительных источников.

МАЛЬТОЗА:

Ферментируемый сахар, обычно образующийся из крахмала под действием фермента амилазы. Мальтоза представляет собой дисахаридный изомер сахарозы и лактозы.

МОНОСАХАРИД:

Самый простой вид углеводов. Моносахариды, которые не могут быть химически расщеплены на более простые углеводы, также известны как простые сахара. Примеры моносахаридов включают изомеры глюкозы, фруктозы и галактозы.

ОЛИГОСАХАРИД:

Углевод, содержащий известное небольшое количество моносахаридных единиц, обычно от трех до шести. Сравните с полисахаридом .

ФОТОСИНТЕЗ:

Биологическое преобразование световой энергии (то есть электромагнитной энергии) Солнца в химическую энергию в растениях.В этом процессе углекислый газ и вода превращаются в углеводы и кислород.

ПОЛИСАХАРИД:

Углевод, состоящий из более чем шести моносахаридов. Иногда полисахарид определяется как содержащий два или более моносахаридов, но это определение мало чем отличается от олигосахарида .

САХАРИД:

Сахар.

ПРОСТОЙ САХАР:

Моносахарид или простой углевод.

КРАХМАЛЫ:

Сложные углеводы без вкуса и запаха, гранулированные или порошкообразные в физической форме.

СУКРОЗА:

Обычный столовый сахар (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ), дисахарид, образованный в результате связывания молекулы глюкозы с молекулой фруктозы.