Ролята и употребата на въглехидрати. Използването на въглехидрати в медицината

Въглехидратите са неразделна част от клетките и тъканите на всеки жив организъм, било то растение, животно или човек. Те съставят по-голямата част от органичната материя на планетата Земя. Въглехидратите са доста широк клас съединения. Сред тях можете да намерите вещества с различни свойства. Поради тази характеристика, функциите на въглехидратите са много големи. Днес ще анализираме основните свойства, физиологичната роля и приложението на въглехидратите в различни направления на хранителната (и не само) индустрията.

Източници на въглехидрати

Основните източници на въглехидрати са продукти от растителен произход. А именно: хляб, зърнени храни, зеленчуци, плодове, плодове. Що се отнася до продуктите от животински произход, някои от тях също са богати на въглехидрати. Това е преди всичко мляко, което съдържа така наречената млечна захар.

Хранителните продукти могат да съдържат различни въглехидрати. Следователно значението, приложението на въглехидратите и техните функции са много големи. При зърнените култури и картофите има нишесте - комплексен въглехидрат, неразтворим във вода, който се разделя на прости захари чрез действието на храносмилателните сокове. В плодовете, зеленчуците и плодовете тези вещества се представят под формата на прости захари: плодове, цвекло, тръстика, грозде и т.н. Те се разтварят във вода и се абсорбират добре от тялото. Захарите, разтворими във вода, бързо се абсорбират в кръвта.

Използването на въглехидрати

Смята се, че по-голямата част от въглехидратите трябва да се консумират в сложна форма и само 20-25% в простата. Това допринася за постепенното приемане на захари в тъканите. Ако човек получава достатъчно въглехидрати с храна, те се отлагат в черния дроб и мускулите под формата на "животинско нишесте" от гликоген. С недостиг на въглехидрати, гликогенният резерв се разделя на глюкоза и се използва за нуждите на тялото (хранене на клетки и тъкани). Ако тялото получи излишъка си, те стават мастни. Между другото, въглехидратите също включват фибри, което е необходимо за правилното храносмилане.

Въглехидратите са основни компоненти на диетата, поради което не само определят енергийния хоостат на организма, но също така участват в биосинтезата на редица въглеродсъдържащи полимери. За цял живот човек средно използва около 14 тона от тези съединения. От тях около 2,5 тона са в проста форма. Използването на протеини, мазнини, въглехидрати и техните производни в храната не е равномерно разпределено. Въглехидратите са основната част от нашата диета. Те консумират 4 пъти повече от протеини или мазнини. С проста, смесена диета, около 60% от енергията, която човек получава от въглехидратите. Тяхната основна задача в тялото е да даде енергия. Колкото повече физическа активност в живота на човека, толкова повече се нуждае от въглехидрати. При заседнал начин на живот, необходимостта от тези вещества намалява. За тези, които не са ангажирани с ръчен труд, ежедневното изискване за въглехидрати е приблизително 400 грама.

Около 50-65% от въглехидратите влизат в тялото ни с зърнени продукти. 15-25% - със захар и съдържащи захар продукти. Около 10% - с корените и грудките. И около 5-7% - с плодове и зеленчуци.

Въглехидратите са много силен стимулант на външната секреция на панкреаса и най-активния стимулатор на синтеза на инсулин, който играе важна роля в регулирането на въглехидратния метаболизъм и поддържането на оптимална глюкозна хомеостаза. Претоварването с прости въглехидрати през годините води до хиперплазия на β-клетките, след това до отслабване на инсулиновия апарат и до създаване на предпоставки за развитие на захарен диабет.

Класификация на въглехидратите

В зависимост от структурата, способността за разтваряне и скоростта на асимилация, въглехидратите, които се съдържат в хранителните продукти, са разделени на прости и сложни. Проста носят монозахариди (фруктоза, глюкоза, галактоза) и дизахариди (захароза, лактоза). Към комплекс - полизахариди (фибри, нишесте, гликоген). В допълнение към дадените въглехидрати, във всеки клас има и други по-малко известни вещества.

Прости въглехидрати

Моно- и дизахаридите се разтварят добре във вода и бързо се абсорбират от тялото. Те имат подчертан сладък вкус, така че те често се наричат просто захари. Най-често срещаният монозахарид е глюкозата, съдържаща се в различни плодове и плодове, както и синтезирано чрез разцепването на ди- и полизахариди. Глюкозата, веднъж погълната, бързо намира своята употреба. Той образува гликоген, подхранва мозъчната тъкан и мускулите (включително сърцето), както и регулира нивото на захар в кръвта. При физическа активност глюкозата може да се използва директно като източник на енергия.

Фруктозата има подобни свойства. Той може да се счита за много ценен, лесно асимилиран въглехидрат. Но, в сравнение с глюкозата, фруктозата все още се абсорбира бавно от червата и, удряйки кръвта, напуска кръвта по-бързо. До 80% от фруктозата се запазва в черния дроб, предотвратявайки прекомерната кръвна захар. В същото време в черния дроб на фруктозата е по-лесно синтезирането на гликоген, отколкото глюкозата. В сравнение със захарозата, фруктозата се абсорбира по-добре и има по-голяма сладост. Поради последното свойство за необходимото ниво на сладост на продукта може да се използва по-малко фруктоза, като по този начин се намалява общото потребление на захари. Това се осъществява при изграждането на диета с ограничено калорично съдържание. Като се има предвид използването на въглехидрати в живота, трябва да се обърне специално внимание на диетичното хранене. Фруктозата често се използва като подсладител в производството на продукти за хора с диабет.

С излишък от захароза, метаболизмът на мазнините се нарушава и образуването на мазнини се увеличава. В допълнение, отдавна е доказано, че с увеличаването на количеството захар, влизащо в организма, се подобрява синтеза на мазнини от сложни въглехидрати, директно мазнини и дори протеини. Следователно количеството захар, консумирана от човек, може до голяма степен да регулира метаболизма на мазнините.

При изобилна употреба на захар, холестеролният метаболизъм започва да се увеличава и съдържанието му в кръвта се увеличава. В допълнение, излишната захар оказва лошо въздействие върху работата на чревната микрофлора - масата на разлагащи се микроорганизми се увеличава, гнилостните процеси се ускоряват и метеоризмът се развива. Най-слабо от тези странични ефекти се наблюдава при употребата на фруктоза. Основният източник на този въглехидрат са плодовете и плодовете. Много фруктоза и глюкоза се срещат в меда: съответно 37,1% и 36,2%. Цялата захар, която е в динята, е фруктоза, тук е около 8%.

Следващият монозахарид е галактоза. Той не се среща в храната в свободната си форма. Галактозата е продукт на разделянето на лактозата - основния въглехидрат на млякото.

Що се отнася до дизахаридите, основната в нашата диета е захарозата. По време на хидролизата, тя се разделя на фруктоза и глюкоза. Основните източници на захароза са захар от цвекло и тръстика. В захарен пясък съдържанието на този въглехидрат достига 99,75%. В допълнение, захарозата се открива в плодове, зеленчуци и пъпеши.

Комплексни въглехидрати

Полизахаридите се отличават с по-сложна структура на молекулата и изключително слаба разтворимост във вода. Този клас включва: нишесте, фибри, гликоген и пектин. Използването на въглехидрати от този клас се разпространява в различна степен. Основната хранителна стойност е нишесте. Високото съдържание на зърнени култури е основният фактор, който определя тяхната хранителна стойност. В диетата на обикновения човек, нишестето поема до 80% от общото количество консумирани въглехидрати. Веднъж в тялото, тя се превръща в прости въглехидрати и изпълнява функциите си.

Що се отнася до гликоген, в тялото ни играе ролята на енергиен материал, който подхранва работещи мускули и вътрешни органи. Гликогенът се възстановява чрез реосинтеза, дължаща се на глюкоза.

Пектинът е разтворимо вещество, което се абсорбира добре в организма. Както показват съвременните изследвания в областта на здравословното хранене, пектинът може да се използва за превантивни и терапевтични цели при заболявания на стомашно-чревния тракт.

Влакната е много сходна по структура с полизахаридите. Неговото високо съдържание е известно със зърнени продукти. В допълнение към количеството влакна в продукта, голямо значение е качеството му. Колкото по-нежен е този въглехидрат, толкова по-добре се разцепва в червата и колкото по-полезен е човекът. Тези свойства се притежават от влакното от зеленчуци и картофи. Важна характеристика на този полизахарид е способността да се премахва холестерола от човешкото тяло. Сега ще разгледаме по-подробно използването на въглехидрати.

Парентерално хранене

Употребата на въглехидрати в медицината днес се развива бързо. Парентерално хранене - интравенозно инжектиране на хранителни вещества в тялото. Използва се в случаите, когато пациентът няма възможност да се храни самостоятелно. Използването на въглехидрати в парентералното хранене е много често. Те се използват по простата причина, че те са най-достъпният източник на енергия за човешкото тяло. Енергийната стойност на въглехидратите е 4 kcal / g. Ежедневната човешка нужда от енергия варира от 1,5 до 2 хиляди килокалории. Оттук и проблемът с изолираното приложение на въглехидрати за покриване на тази нужда. По отношение на изотоничен разтвор на глюкоза, за да покриете изцяло човешката нужда от калории, изсипете от 7 до 10 литра разтвор. Това може да доведе до развитие на хиперхидратация, белодробен оток и сърдечно-съдови заболявания.

Използването на по-концентрирани разтвори на глюкоза е изпълнено с други неприятни последици - появата на хиперосмоларност на плазмата и дразнене на интимата на вените (развитието на флебит и тромбофлебит). И за да се изключи рискът от осмотична диуреза, е необходимо да се поддържа скоростта на инфузия на глюкозата в границите от 0.4 до 0.5 g / kg / h. Ако преобразувате този индикатор в изотоничен разтвор на глюкоза, ще получите малко над 500 мм на час за пациент с тегло 70 кг. За да се предотврати нарушаването на поносимостта към въглехидратите и последващите усложнения, към глюкозния разтвор се добавя инсулин. Изчислението се основава на формулата: 1 ED за 3-4 грама суха глюкоза. Инсулинът не само оказва положително влияние върху използването на глюкоза, но също така насърчава нормалната адсорбция на аминокиселините.

Използването на въглехидрати в медицината зависи от техния тип. Парентерално хранене се използва широко: фруктоза, глюкоза, сорбитол, декстран, глицерол и етилов алкохол.

Диетична храна

Има много диети, които се основават на пълното или частичното изключване на въглехидратите от диетата, както и на повишената консумация на протеини и мазнини. Американското министерство на земеделието проведе проучване, според което е установено, че хората, които ядат храни, богати на въглехидрати, обикновено имат нормално тегло. Храната, която съдържа много въглехидрати, е по-питателна, но по-малко калорична.

Както е известно, в Америка повече от половината от населението страда от проблема с наднорменото тегло. И броят на такива хора непрекъснато расте. Дълго изследване на населението за консумирана храна показва, че хората с преобладаваща въглехидратна диета получават по-малко калории от тези, които обичат протеини и мазнини със същото количество храна, която ядат. Тази група от хора от всички респонденти, и имаше повече от 10 000 души, най-ниското телесно тегло. Причината е, че за 1000 калории храни, съдържащи въглехидрати, имате много фибри и вода. Тази група хора получиха повече хранителни вещества, а именно: витамини А и С, каротин, калций, желязо и магнезий. Мазнините, холестеролът, цинкът, натрият и витамин В12 в храната им се съдържат в незначителна степен.

Използването на въглехидрати и мазнини в храните е тясно свързано. Въпреки това, като използването на въглехидрати с протеини. Високата ефективност на въглехидратите като източници на енергия е в способността им да пестят протеини. Когато се погълне голямо количество въглехидрати, тялото използва по-малко аминокиселини като свой енергиен материал. По принцип тези вещества не са основни компоненти на храненето, тъй като те могат да бъдат синтезирани от аминокиселини и глицерин, въпреки това тяхната роля не може да бъде подценена. Използването на въглехидрати в храните трябва да бъде най-малко 50 грама на ден. В противен случай може да има смущения в метаболитните процеси.

Въпреки това, прекомерната консумация на въглехидрати води до образуване на подкожна мазнина. При изграждането на диета е важно не само да се задоволят човешките нужди от тези вещества, но и да се балансира потреблението на различните им видове. Важно е да се проследи съотношението на прости и сложни въглехидрати. Когато тялото получава много захари, те не могат да бъдат напълно синтезирани в гликоген и да станат триглицериди, които спомагат за образуването на мастни тъкани. Когато кръвното съдържание на инсулина се повиши, този процес се ускорява.

Комплексните въглехидрати, за разлика от простите, се разделят бавно, така че тяхното съдържание в кръвта се увеличава постепенно. В тази връзка е препоръчително основната част от въглехидратите в хранителните продукти да е точно смилаемите вещества. Техният дял трябва да бъде от 80 до 90 процента. Липсата на сложни въглехидрати е особено забележима за тези, които страдат от диабет, затлъстяване, атеросклероза и заболявания на сърдечно-съдовата система.

Както вече разбрахте, най-вече въглехидратите се използват в храненето и медицината. Но областта на приложение на въглехидратите не свършва там. Къде другаде са използвани?

гликоза

Този въглехидрат се абсорбира добре от организма и може да се използва в състава на някои лекарства. В допълнение, глюкозата се използва широко в сладкарската промишленост. С негова помощ правят мармалад, карамел, меденки и други продукти. В текстилната промишленост той играе ролята на редуктор. И при производството на глицин и аскорбинови киселини, глюкозата е изходният продукт. С негова помощ синтезират и някои промишлени захари.

Главната ферментация е от голямо значение . Това се случва, когато зеле, краставици, мляко и други продукти са кисело, както и при силаж на фураж. При производството на бира се използва алкохолна ферментация на глюкоза.

нишесте

Нишестето е ценно хранително вещество. За да се улесни смилането от тялото, продуктите се подлагат на температурно третиране. При високи температури се наблюдава частична хидролиза на нишестето, както и образуването на водоразтворими декстрини. Декстрините, попаднали в храносмилателния тракт, се хидролизират до глюкоза, която се абсорбира добре от организма. Ако говорим за използването на въглехидрати в промишлеността, не можем да пренебрегнем нишестето. Основните продукти, получени от него, са глюкоза и меласа. Това допълнително разширява областта, в която се осъществява прилагането на въглехидрати. Кратко описание на процеса на получаване на глюкоза и меласа от нишестето може да бъде както следва.

Нишестето се загрява в смес с разредена сярна киселина. Излишната киселина се неутрализира от креда. Утайката от калциев сулфат, която се образува по време на неутрализирането, се филтрира. След това разтворът се изпарява и от него се изолира глюкоза. Ако не донесете процеса на хидролиза до края, получавате смес от глюкоза и декстрини, която се нарича меласа. Използва се в сладкарската промишленост. В допълнение, декстрините, получени от нишесте, се използват широко като лепило и сгъстител за бои. Нишестето доказва колко различни могат да бъдат приложенията на въглехидратите. Химията на процесите, в същото време, изобщо не е сложна.

Използвани преди колосване бельо, което позволява на плата да диша във втори живот и да удължи неговия живот. Нишестени продукти, получени от тях намери приложение в текстилната, фармацевтичната и леярската промишленост.

целулоза

Практическото използване на въглехидрати винаги е бил не по-малко важно от тяхната биологична роля. Използването на въглехидрати може да се намери в много различни посоки на човешката дейност. Целулоза (фибри), използвани от човека още от древността. На първо място, хората започнаха да се използва дървесина като гориво и строителен материал. След това, памук, лен и други влакнести растения са се научили да правят резбата. По-късно, технологията се появи, може да бъде получена от дърво хартия. Хартия, по същество, е тънък слой от целулозни влакна, които се притискат и залепени. Резултатът е траен, гладка повърхност, върху която не се разпространява мастилото.

Първоначално за производство на хартия, използвайки само растителни суровини (памук и ориз стъбла). От тази чисто механично екстрахират влакна. Но тъй като развитието на обществото, тези източници не беше достатъчно, за да покрие търсенето на хартия. Основното количество от него е на хартия. Като се има предвид, че качеството на хартията не е критично, той започна да добавите до 50 на сто земята дърво. Впоследствие има технология, за да се отърве от такива съпътстващи вещества, дървен материал, смоли, лигнин и др. Това е толкова разнообразна, може да бъде практическото прилагане на въглехидрати.

Към днешна дата най-разпространеният метод е разделянето на целулоза сулфит. Той се използва в различни области, където е налице употреба на въглехидрати. Химически процес е съвсем проста. По този метод, дървен материал натрошен и кипят в смес с калциев хидроген сулфат. След това се освобождава от всякакви примеси разделени на целулозни филтри. Полученият разтвор се състои от монозахариди, така че тя се използва като суровина за производство на алкохол. И целулоза се използва в производството на вискоза, ацетат и медно-амонячен влакна.

Понякога погрешно за въглехидрати въглеводороди. Въпреки факта, че тези две категории вещества, посочени в унисон, те нямат връзка помежду си. Използването на наситени въглеводороди в дома и на работното място - това е съвсем друга история.

заключение

Днес вие сте сте се задълбочи познанията си за материали като въглехидрати. Свойства и приложения на въглехидрати и тяхното използване за хората предполагат, че тези вещества са важни биологични компоненти от нашата планета. Те са буквално навсякъде и във всичко. Но това не е важно, но фактът, че животът ни не са въглехидрати би било невъзможно. Прекалено честото използване на въглехидратите в живота.