Rolul și aplicarea carbohidraților. Utilizarea carbohidraților în medicină

Carbohidrații sunt o componentă integrală a celulelor și țesuturilor oricărui organism viu, fie o plantă, un animal sau un om. Ele formează cea mai mare parte a materiei organice a planetei Pământ. Carbohidrații sunt o clasă destul de extinsă de compuși. Dintre acestea, puteți găsi substanțe cu proprietăți diferite. Datorită acestei caracteristici, funcțiile de carbohidrați sunt foarte largi. Astăzi vom analiza proprietățile principale, rolul fiziologic și aplicarea carbohidraților în diferite direcții ale industriei alimentare (și nu numai).

Surse de carbohidrați

Principalele surse de carbohidrați sunt produsele pe bază de plante. Anume: pâine, cereale, legume, fructe, fructe de pădure. În ceea ce privește produsele de origine animală, unele dintre ele sunt, de asemenea, bogate în carbohidrați. Acesta este, în primul rând, laptele, care conține așa-numitul zahăr din lapte.

Alimentele pot conține carbohidrați diferiți. Prin urmare, importanța, aplicarea de carbohidrați și funcțiile lor sunt foarte extinse. În cereale și cartofi există un amidon - un carbohidrat complex insolubil în apă, care este împărțit în zaharuri simple sub acțiunea sucurilor digestive. În fructe, legume și fructe de pădure aceste substanțe sunt prezentate sub formă de zaharuri simple: fructe, sfeclă roșie, stuf, struguri și așa mai departe. Se dizolvă în apă și sunt perfect absorbiți de corp. Zaharurile, solubile în apă, se absorb rapid în sânge.

Utilizarea carbohidraților

Se crede că cea mai mare parte a carbohidraților ar trebui să fie folosită în formă complexă, și numai 20-25% într-o simplă. Acest lucru contribuie la aportul treptat de zaharuri în țesut. Dacă o persoană primește suficientă cantitate de carbohidrați cu alimente, acestea sunt depozitate în ficat și mușchi sub formă de "amidon animal" de glicogen. Atunci când există un deficit de carbohidrați, rezerva de glicogen este împărțită în glucoză și utilizată pentru nevoile organismului (nutriția celulelor și a țesuturilor). Dacă organismul primește excesul, ele devin grase. Apropo, carbohidrații includ și fibre, care sunt necesare pentru o digestie corectă.

Carbohidratii - componentele esențiale ale dietei, astfel încât acestea nu provoacă doar corpul homeostat de energie, dar, de asemenea, implicate în biosinteza unui număr de polimeri care conțin carbon. Pentru o viață, o persoană utilizează în medie aproximativ 14 tone din acești compuși. Dintre acestea, aproximativ 2,5 tone sunt în formă simplă. Utilizarea proteinelor, a grăsimilor, a carbohidraților și a derivaților acestora în produsele alimentare nu este distribuită uniform. Carbohidrații reprezintă principala parte a dietei noastre. Ei consumă de 4 ori mai mult decât proteinele sau grăsimile. Cu o dietă simplă, mixtă, aproximativ 60% din energia pe care o persoană o primește de la carbohidrați. Principala lor sarcină în organism este de a da energie. Cu cât activitatea fizică este mai activă în viața unei persoane, cu atât mai mult are nevoie de carbohidrați. Cu un stil de viață sedentar, nevoia acestor substanțe scade. Pentru cei care nu sunt angajați în muncă manuală, cerința zilnică pentru carbohidrați este de aproximativ 400 de grame.

Aproximativ 50-65% din carbohidrați intră în corpul nostru cu produse din cereale. 15-25% - cu zahăr și produse care conțin zahăr. Aproximativ 10% - cu rădăcini și tuberculi. Și aproximativ 5-7% - cu fructe și legume.

Carbohidratii sunt foarte puternice pancreasului exocrin iritante și stimulator mai activ al sintezei de insulină, care joacă un rol important în reglarea metabolismului glucidic și menținerea homeostaziei glucozei optimă. Supraîncărcarea cu carbohidrați simpli în decursul anilor duce la hiperplazie celulele beta, apoi - la slăbirea aparatului insular și crearea premiselor pentru dezvoltarea diabetului zaharat.

Clasificarea carbohidraților

În funcție de structură, capacitatea de dizolvare și rata de asimilare, carbohidrații, care se află în compoziția alimentelor, sunt împărțiți în simple și complexe. Pentru purtarea monosaharidelor simple (fructoză, glucoză, galactoză) și dizaharide (zaharoză, lactoză). Pentru complexe - polizaharide (fibre, amidon, glicogen). Pe lângă carbohidrații menționați, de exemplu, în fiecare clasă există și alte substanțe mai puțin cunoscute.

Carbohidrați simpli

Mono- și dizaharidele se dizolvă bine în apă și sunt absorbite rapid de organism. Acestea au un gust dulce pronunțat, așa că ele sunt adesea numite pur și simplu zaharuri. Cea mai obișnuită monozaharidă este glucoza, conținută în diferite fructe și fructe de pădure, și sintetizată și în timpul scindării di- și polizaharidelor. Glucoza, odată ingerată, își găsește rapid utilizarea. Formează glicogen, hrănește țesutul cerebral și mușchiul (inclusiv inima) și reglează, de asemenea, nivelurile de zahăr din sânge. Cu activitate fizică, glucoza poate fi utilizată direct ca sursă de energie.

Fructoza are proprietăți similare. Acesta poate fi considerat un carbohidrat foarte valoros, ușor de asimilat. Dar, în comparație cu glucoza, fructoza este încă absorbită lent de intestin și, lovind sângele, părăsește fluxul sanguin mai rapid. Până la 80% din fructoză este reținută în ficat, împiedicând sângele să fie saturat cu zahăr. În același timp, în ficatul de fructoză este mai ușor să se sintetizeze glicogenul, decât glucoza. În comparație cu sucroza, fructoza este mai bine absorbită și are o dulce mai mare. Datorită ultimei proprietăți pentru nivelul de dulcețire necesar al produsului, se poate folosi mai puțin fructoză, reducând astfel consumul global de zaharuri. Acest lucru are loc în construirea unei diete cu conținut caloric limitat. Având în vedere utilizarea carbohidraților în viață, o atenție deosebită ar trebui acordată alimentației alimentare. Fructoza este adesea utilizată ca îndulcitor în producția de produse pentru persoanele cu diabet zaharat.

Cu un exces de zaharoză, metabolismul grăsimilor este rupt și crește formarea grăsimilor. În plus, sa dovedit mult timp că, odată cu creșterea cantității de zahăr care intră în organism, sinteza grăsimilor din carbohidrații complexi, direct grăsimi și chiar proteine, este sporită. În consecință, cantitatea de zahăr consumată de o persoană poate reglementa în mare măsură metabolismul grăsimilor.

Cu o utilizare abundentă a zahărului, există încălcări ale metabolismului colesterolului și o creștere a conținutului acestuia în sânge. În plus, excesul de zahăr are un efect negativ asupra activității microflorei intestinale - masa microorganismelor putrefactive crește, procesele putrefactive sunt accelerate și se dezvoltă meteorismul. Cel mai mic dintre aceste efecte secundare se observă prin utilizarea de fructoză. Principala sursă a acestui carbohidrat sunt fructele și boabele. O mulțime de fructoză și glucoză se găsesc în miere: 37,1% și, respectiv, 36,2%. Tot zahărul din pepene verde este fructoza, este aici de aproximativ 8%.

Următoarea monozaharidă este galactoza. Nu apare în produsele alimentare în forma liberă. Galactoza este produsul despicării lactozei, principalul carbohidrat al laptelui.

În ceea ce privește dizaharidele, principala din dieta noastră este zaharoza. Când este hidrolizat, se împarte în fructoză și glucoză. Principalele surse de zaharoză sunt zahărul din sfeclă și de trestie. În nisip zahăr, conținutul acestui carbohidrat atinge 99,75%. În plus, sucroza se găsește în fructe, legume și pepeni.

Carbohidrați complexi

Polizaharidele se disting printr-o structură mai complexă a moleculei și o solubilitate extrem de slabă în apă. Această clasă include: amidon, fibre, glicogen și substanțe pectină. Utilizarea carbohidraților din această clasă este răspândită în grade diferite. Principala valoare a alimentelor este amidonul. Conținutul ridicat de cereale este principalul factor care determină valoarea lor nutritivă. În dieta medie a omului, amidonul preia până la 80% din cantitatea totală de carbohidrați consumate. Odată ajuns în organism, se transformă în carbohidrați simpli și își îndeplinește funcțiile.

În ceea ce privește glicogenul, în corpul nostru joacă rolul de material energetic, care alimentează mușchii de lucru și organele interne. Glicogenul este recuperat prin reosinteză din cauza glucozei.

Pectina este o substanță solubilă care este bine absorbită în organism. După cum arată cercetările moderne din domeniul nutriției sănătoase, pectina poate fi utilizată în scopuri preventive și terapeutice pentru afecțiunile tractului gastro-intestinal.

Fibrele sunt foarte asemănătoare cu polizaharidele. Conținutul său ridicat este renumit pentru produsele din cereale. În plus față de cantitatea de fibră din produs, o importanță deosebită o are calitatea sa. Cu cât acest carbohidrat este mai delicat, cu atât mai bine este împărțit în intestine și cu cât beneficiul aduce mai mult. Aceste proprietăți sunt posedate de fibre de legume și cartofi. O caracteristică importantă a acestei polizaharide este capacitatea de a elimina colesterolul din corpul uman. Acum vom analiza în detaliu utilizarea carbohidraților.

Nutriție parenterală

Utilizarea carbohidraților în medicină astăzi se dezvoltă rapid. Nutriție parenterală - introducerea intravenoasă a nutrienților în organism. Se utilizează în cazurile în care pacientul nu are ocazia să mănânce independent. Utilizarea carbohidraților în alimentația parenterală este foarte frecventă. Acestea sunt folosite pentru simplul motiv că ele sunt cea mai accesibilă sursă de energie pentru corpul uman. Valoarea energetică a carbohidraților este de 4 kcal / g. Nevoia de energie umană zilnică variază de la 1,5 la 2 mii de kilocalorii. Prin urmare, problema aplicării izolate a carbohidraților pentru a acoperi această necesitate. În ceea ce privește o soluție de glucoză izotonică, pentru a acoperi în totalitate nevoia umană de calorii, este necesar să se toarnă între 7 și 10 litri de soluție. Acest lucru poate duce la apariția hiperhidratării, edemului pulmonar și tulburărilor cardiovasculare.

Utilizarea unor soluții mai concentrate de glucoza plină cu alte consecințe neplăcute - hiperosmolaritatea plasmei răsărire și stimulări vena intimei (flebită și tromboflebită). Și în scopul de a elimina riscul de diureză osmotică, necesitatea de a menține rata de infuzie de glucoză în intervalul de 0,4 până la 0,5 g / kg / h. Dacă transformăm această cifră într-o soluție izotonă de glucoză pentru a da un pic mai mult de 500 mm pe oră pentru un pacient cu o greutate de 70 kg. Pentru a preveni încălcarea toleranței la glucide și complicațiile care au urmat, s-a adăugat glucoză la o soluție de insulină. Calculul se bazează pe formula: 1 ED pentru 3-4 grame de glucoză uscată. Insulina afectează nu numai pozitiv utilizarea glucozei, dar promovează și adsorbția normală a aminoacizilor.

Utilizarea carbohidraților în medicină depinde de tipul lor. Administrarea pe cale parenterală este larg utilizată: fructoză, glucoză, sorbitol, dextran, glicerol și alcool etilic.

Alimente dietetice

Există multe diete care se bazează pe excluderea completă sau parțială a carbohidraților din dietă, precum și pe creșterea consumului de proteine ​​și grăsimi. Departamentul Agriculturii al Statelor Unite a realizat un studiu conform căruia sa arătat că persoanele care mănâncă alimente bogate în carbohidrați au în mod predominant o greutate normală. Alimentele, care conțin o mulțime de carbohidrați, sunt mai nutritive, dar mai puțin calorice.

După cum știți, în America, mai mult de jumătate din populație suferă de supraponderali. Și numărul de astfel de oameni este în continuă creștere. sondaj a populației pe termen lung pentru produsele comestibile, a arătat că oamenii din dieta dominata de carbohidrati, primesc mai putine calorii decat iubitori de proteine ​​și grăsimi, cu aceeași cantitate de alimente consumate. Acest grup de persoane de la toți respondenții, și au fost mai mult de 10.000 de persoane, cea mai mică greutate corporală. Motivul este că pentru 1000 de calorii de alimente conținând carbohidrați, aveți o mulțime de fibre și apă. Acest grup de oameni a primit cu alimente mai multe substanțe nutritive, și anume: vitaminele A și C, carotenul, calciul, fierul și magneziul. Grăsimi, colesterol, zinc, sodiu și vitamina B12, în dieta lor au fost conținute într-un grad nesemnificativ.

Utilizarea carbohidraților și a grăsimilor în produsele alimentare este strâns legată. Cu toate acestea, ca și utilizarea carbohidraților cu proteine. Eficiența ridicată a carbohidraților ca surse de energie constă în capacitatea lor de a economisi proteine. Atunci când o cantitate mare de carbohidrați este ingerată, organismul utilizează mai puțin aminoacizi ca material energetic. În general, aceste substanțe nu sunt componente esențiale ale nutriției, deoarece acestea pot fi sintetizate din aminoacizi și glicerină, cu toate acestea, rolul lor nu poate fi subestimat. Utilizarea carbohidraților în alimente ar trebui să fie de cel puțin 50 de grame pe zi. În caz contrar, pot exista tulburări în procesele metabolice.

Cu toate acestea, consumul excesiv de carbohidrați duce la formarea de grăsimi subcutanate. Atunci când construim o dietă, este importantă nu numai satisfacerea nevoii umane pentru aceste substanțe, ci și echilibrarea consumului diverselor lor tipuri. Este important să se urmărească raportul dintre carbohidrații simpli și complexi. Atunci când organismul primește o mulțime de zaharuri, ele nu pot fi sintetizate complet în glicogen și devin trigliceride, care promovează formarea țesuturilor grase. Atunci când conținutul de sânge al insulinei este crescut, acest proces este accelerat.

Carbohidrații complexi, spre deosebire de cei simpli, se împart încet, astfel încât conținutul lor în sânge crește treptat. În acest sens, este recomandabil ca principala parte a carbohidraților din produsele alimentare să fie exact substanțele digerabile. Cota lor ar trebui să fie între 80 și 90%. Lipsa de glucide complexe deosebit de evidente pentru cei care suferă de diabet, obezitate, ateroscleroza si boli ale sistemului cardiovascular.

După cum ați înțeles deja, carbohidrații sunt utilizați în cea mai mare parte în nutriție și medicamente. Dar domeniul de aplicare al carbohidraților nu se termină acolo. Unde sunt folosite altfel?

glucoză

Acest carbohidrat este bine absorbit de organism și poate fi utilizat ca parte a unor medicamente. În plus, glucoza este utilizată pe scară largă în industria de cofetărie. Cu ajutorul ei face marmeladă, caramel, turtă dulce și alte produse. În industria textilă, ea joacă rolul de agent reducător. Și în producerea de acizi glicină și ascorbic, glucoza este produsul inițial. Cu ajutorul ei, ele sintetizează și unele zaharuri industriale.

O mare importanță este fermentarea glucozei. Se întâmplă atunci când varză, castraveți, lapte și alte produse sunt acru, precum și însilozarea furajelor. În producția de bere se utilizează fermentarea alcoolică a glucozei.

amidon

Amidonul este un nutrient de valoare. Pentru a facilita digerarea corpului, produsele sunt supuse unui tratament termic. În condiții de temperatură înaltă, un parțial hidroliza amidonului, precum și formarea de dextrine solubile în apă. Dextrinele, prinse în tractul digestiv, sunt hidrolizate în glucoză, care este bine absorbită de organism. Dacă vorbim despre utilizarea carbohidraților în industrie, nu putem ignora amidonul. Principalele produse derivate din acesta sunt glucoza și melasa. Aceasta extinde în continuare zona în care are loc utilizarea carbohidraților. Descrieți pe scurt procesul obținerea de glucoză și melasa din amidon poate fi după cum urmează.

Amidonul este încălzit într-un amestec cu acid sulfuric diluat. Excesul de acid este neutralizat de cretă. Precipitatul de sulfat de calciu, care se formează în timpul neutralizării, se filtrează. Apoi soluția este evaporată și se izolează glucoza din ea. Dacă nu aduceți până la capăt procesul de hidroliză, obțineți un amestec de glucoză cu dextrine, care se numește melasă. Se folosește în industria de cofetărie. În plus, dextrinele obținute din amidon sunt utilizate pe scară largă ca adeziv și ca agenți de îngroșare pentru vopsele. Amidonul demonstrează cât de diversă poate fi utilizarea de carbohidrați. Chimia proceselor, în același timp, nu este deloc complicată.

Anterior, a fost folosit amidon, ceea ce vă permite să respirați oa doua viață în țesătură și să-i extindeți viața. Amidonul și produsele derivate din acesta sunt de asemenea utilizate în industria textilă, farmaceutică și industria turnătoriei.

celuloză

Beneficiile practice ale carbohidraților au fost întotdeauna nu mai puțin importante decât rolul lor biologic. Utilizarea carbohidraților se găsește în direcții complet diferite ale activității umane. Celuloza (celuloza) este folosita de om inca din antichitate. La început, omul a început să folosească lemnul drept combustibil și material de construcție. Apoi, din bumbac, in și alte plante fibroase au învățat să facă un fir. Mai târziu, au existat tehnologii care fac posibilă obținerea hârtiei din lemn. Hârtia, în esența sa, este un strat subțire de fibre de fibre, care sunt presate și lipite. Rezultatul este o suprafață robustă, netedă, peste care nu se răspândește cerneala.

Inițial, numai materiale vegetale (tulpini de bumbac și orez) au fost folosite pentru fabricarea hârtiei. Din aceasta, din punct de vedere mecanic, au extras fibre. Dar, pe măsură ce societatea sa dezvoltat, sursele enumerate nu erau suficiente pentru a acoperi nevoia de hârtie. Cea mai mare parte a acesteia se referă la ziare. Având în vedere că calitatea hârtiei nu joacă un rol special aici, până la 50% din lemnul de sol a fost adăugat. Mai târziu, au existat tehnologii care permit eliminarea unor astfel de substanțe de lemn, cum ar fi gudron, lignină și așa mai departe. Aici, o astfel de varietate poate fi aplicarea practică a carbohidraților.

Până în prezent, cea mai comună modalitate de a izola celuloza este sulfitul. Se folosește în diferite zone în care se folosesc carbohidrați. Chimia procesului este foarte simplă. Conform acestei metode, lemnul este măcinat și gătit într-un amestec cu sulfat acid de calciu. Apoi, celuloza eliberată de toate impuritățile este separată pe filtre. Lichitatea rezultată conține monozaharide, deci este utilizată ca materie primă pentru producerea alcoolului. Și celuloza este utilizată la fabricarea fibrelor de viscoză, acetat și cupru-amoniac.

Uneori, carbohidrații sunt confuzi cu hidrocarburile. În ciuda faptului că aceste două clase de substanțe sunt numite în mod consonant, ele nu au nimic de-a face cu ele. Utilizarea limitelor de hidrocarburi în viața de zi cu zi și la locul de muncă este o poveste complet diferită.

concluzie

Astăzi, noi și cu mine ne-am aprofundat cunoștințele despre astfel de substanțe ca carbohidrații. Proprietățile, utilizarea carbohidraților și beneficiile lor pentru oameni confirmă faptul că aceste substanțe sunt cele mai importante componente biologice de pe planeta noastră. Ele sunt literalmente peste tot și în tot. Dar acest lucru nu este cel mai important, dar faptul că, fără carbohidrați, viața noastră ar fi imposibilă. Prea multă aplicare a carbohidraților în viață.