Что такое углеводы? Простые и сложные углеводы. Помогают ли углеводы наращивать мышцы? Необходимые человеку углеводы

Одну из наиболее важных функций в живых организмах выполняют углеводы. Они являются источником энергии и участвуют в метаболизме.

Общее описание

Другое название углеводов - сахара. Углеводы имеют два определения:

• с точки зрения биологии - биологически активные вещества, являющиеся источником энергии для живых организмов, в том числе человека;
• с точки зрения химии - органические соединения, состоящие из нескольких карбонильных (-СО) и гидроксильных (-ОН) групп.

Элементы, образующие углевод:

• углерод;
• водород;
• кислород.

Общая формула углеводов - C n (H 2 O) m . Минимальное количество атомов углерода и кислорода - три. Соотношение водорода и кислорода всегда 2:1, как в молекуле воды.

Источником углеводов является процесс фотосинтеза. Углеводы составляют 80 % сухой растительной массы и 2-3 % - животной. Углеводы входят в состав АТФ - универсального источника энергии.

Виды

Углеводы - многочисленная группа органических веществ. Они классифицируются по двум признакам:

• количеству атомов углерода;
• количеству структурных единиц.

В зависимости от количества атомов углерода в одной молекуле (структурной единице) выделяют:

• триозы;
• тетрозы;

• пентозы;
• гексозы;
• гептозы.

Молекула может включать до девяти атомов углерода. Наиболее значимыми являются пентозы (C 5 H 10 O 5) и гексозы (C 6 H 12 O 6). Пентозы являются компонентами нуклеиновых кислот. Гексозы входят в состав полисахаридов.

Рис. 1. Структура моносахарида.

По второму признаку классификации углеводы бывают:

• простыми , состоящими из одной молекулы или структурной единицы (моносахариды);
• сложными , включающими множество молекул (олигосахариды, полисахариды).

Особенности сложных структур описаны в таблице углеводов.

Рис. 2. Структура полисахарида.

Одна из наиболее значимых разновидностей олигосахаридов - дисахариды, состоящие из двух моносахаридов. Они служат источником глюкозы и выполняют строительную функцию в растениях.

Физические свойства

Моносахариды и олигосахариды имеют схожие физические свойства:

• кристаллическое строение;
• сладкий вкус;
• растворимость в воде;
• прозрачность;
• нейтральная pH в растворе;
• низкие температуры плавления и кипения.

Полисахариды - более сложные вещества. Они нерастворимы и не имеют сладкого привкуса. Целлюлоза - разновидность полисахарида, входящая в состав клеточных стенок растений. Аналогичный целлюлозе хитин входит в состав грибов и панцирей членистоногих. Крахмал накапливается в растениях и распадается на простые углеводы, которые являются источником энергии. В животных клетках резервную функцию выполняет гликоген.

Химические свойства

В зависимости от структуры каждому углеводу характерны особые химические свойства. Моносахариды, в частности глюкоза, подвергаются многоступенчатому окислению (в отсутствии и присутствии кислорода). В результате полного окисления образуется углекислый газ и вода:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 +6H 2 O.

В отсутствии кислорода под действием ферментов происходит брожение:

• спиртовое -

  C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH (этанол) + 2CO 2 ;

• молочнокислое -

  C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 -CH(OH)-COOH (молочная кислота).

Иначе с кислородом взаимодействуют полисахариды, сгорая до углекислого газа и воды:

(C 6 H 10 O 5)n + 6O 2 → 6nCO 2 + 5nH 2 O.

Олигосахариды и полисахариды разлагаются до моносахаридов при гидролизе:

• C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 ;
• (C 6 H 10 O 5)n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6 .

Глюкоза реагирует с гидроксидом меди (II) и аммиачным раствором оксида серебра (реакция серебряного зеркала):

• CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH=O + 2Cu(OH) 2 → CH 2 OH-(CHOH) 4 -COOH + Cu 2 O↓ + 2H 2 O;
• CH 2 OH-(CHOH) 4 -CH=O + 2OH → CH 2 OH-(CHOH) 4 -COONH 4 + 2Ag↓ +3NH 3 + H 2 O.

Рис. 3. Реакция серебряного зеркала.

Что мы узнали?

Из темы химии 10 класса узнали об углеводах. Это биоорганические соединения, состоящие из одной или нескольких структурных единиц. Одна единица или молекула состоит из карбонильных и гидроксильных групп. Различают моносахариды, состоящие из одной молекулы, олигосахариды, включающие 2-10 молекул, и полисахариды - длинные цепочки из множества моносахаридов. Углеводы сладкие на вкус и хорошо растворимы в воде (исключение - полисахариды). Моносахариды растворяются в воде, окисляются, взаимодействуют с гидроксидом меди и аммиачным оксидом серебра. Полисахариды и олигосахариды подвергаются гидролизу. Полисахариды горят.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 239.

В данном материале нам предстоит полностью разобраться с такой информацией, как:

• Что же такое углеводы?
• Какие источники углеводов «правильные» и как их включать в свой рацион?
• Что такое гликемический индекс?
• Каким образом происходит расщепление углеводов?
• Действительно ли они после переработки превращаются в жировую прослойку на теле?

Начинаем с теории

Углеводы (их еще называют сахаридами) представляют собой органические соединения природного происхождения, которые в большинстве своем встречаются в мире растительном. Образуются они в растениях в процессе фотосинтеза и встречаются практически в любой растительной пище. В состав углеводов входит углерод, кислород и водород. В человеческий организм углеводы поступают в основном с пищей (содержатся в крупах, фруктах, овощах, бобовых и прочих продуктах), также вырабатываются из некоторых кислот и жиров.

Углеводы являются не только главным источником энергии человека, но выполняют и ряд других функций:

Конечно, если рассматривать углеводы исключительно с точки зрения наращивания мышечной массы, то они выступают в качестве доступного источника энергии. В целом же, в организме энергетический запас содержится в жировых депо (порядка 80%), в белковых - 18%, а на углеводы приходится только 2%.

Важно : углеводы накапливаются в организме человека в соединении с водой (1г углеводов требует 4г воды). А вот жировым отложениям вода не требуется, поэтому накапливать их проще, а после - использовать в качестве резервного источника энергии.

Все углеводы можно разделить на два вида (см. изображение): простые (моносахариды и дисахариды) и сложные (олигосахариды, полисахариды, клетчатка).

Моносахариды (простые углеводы)

В них содержится одна сахарная группа, например: глюкоза, фруктора, галактоза. А теперь о каждой более подробно.

Глюкоза - является основным «топливом» человеческого организма и поставляет энергию к головному мозгу. Также она принимает участие в процессе образования гликогена, а для нормального функционирования эритроцитов необходимо порядка 40г глюкозы в сутки. Вместе с пищей человек потребляет около 18г, а суточная доза составляет 140г (необходимо для правильной работы центральной нервной системы).

Возникает закономерный вопрос, откуда тогда организм черпает необходимое количество глюкозы для своей работы? Обо всем по порядку. В человеческом организме все продумано до мелочей, а запасы глюкозы хранятся в виде соединений гликогена. И как только тело требует «дозаправки», часть молекул расщепляется и используется.

Уровень глюкозы в крови - величина относительно постоянная и регулируется специальным гормоном (инсулином). Как только человек потребляет много углеводов, а уровень глюкозы резко возрастает, принимает за работу инсулин, который понижает количество до необходимого уровня. И можете не переживать о порции съеденных углеводов, в кровь будет поступать ровно столько, сколько требует организм (за счет работы инсулина).

Богаты глюкозой такие продукты, как:

• Виноград - 7.8%;
• Вишня и черешня - 5.5%;
• Малина - 3.9%;
• Тыква - 2.6%;
• Морковь - 2.5%.

Важно : сладость глюкозы достигает отметки в 74 единицы, а сахарозы - 100 единиц.

Фруктоза представляет собой сахар природного происхождения, который содержится в овощах и фруктах. Но важно помнить, что употребление фруктозы в больших количествах не только не приносит пользы, но также наносит вред. Огромные порции фруктозы попадают в кишечник и вызывают повышенную секрецию инсулина. А если сейчас вы не занимаетесь активными физическими нагрузками, то вся глюкоза сохраняется в виде жировых отложений. Главными источниками фруктозы являются такие продукты, как:

• Виноград и яблоки;
• Дыни и груши;

Фруктоза намного слаще глюкозы (в 2.5 раза), но несмотря на это, она не разрушает зубы и не вызывает кариес. Галактоза в свободном виде практически нигде не встречается, а чаще всего является компонентом молочного сахара, именуемого лактозой.

Дисахариды (простые углеводы)

В состав дисахаридов всегда входят простые сахара (в количестве 2х молекул) и одна молекула глюкозы (сахароза, мальтоза, лактоза). Давайте рассмотрим более подробно каждую из них.

Сахароза состоит из молекул фруктозы и глюкозы. Чаще всего она встречается в быту в виде обычного сахара, который мы используем во время готовки и просто кладем в чай. Так вот именно этот сахар и откладывается в прослойку подкожного жира, поэтому не стоит увлекаться с потребляемым количеством, даже в чае. Основными источниками сахарозы является сахар и свекла, сливы и варенье, мороженое и мед.

Мальтоза представляет собой соединение 2х молекул глюкозы, которые в большом количестве содержатся в таких продуктах, как: пиво, молод, мед, патока, любые кондитерские изделия. Лактоза же в основном содержится в продуктах молочных, а в кишечнике расщепляется и превращается в галактозу и глюкозу. Больше всего лактозы содержится в молоке, твороге, кефире.

Вот мы и разобрались с простыми углеводами, самое время переходить к сложным.

Сложные углеводы

Все сложные углеводы можно разделить на две категории:

• Те, что усваиваются (крахмал);
• Те, что не усваиваются (клетчатка).

Крахмал представляет собой основной источник углеводов, что лежит в основе пирамиды питания. Больше всего его содержится в зерновых культурах, в бобовых и картофеле. Главные источники крахмала - это гречневая, овсяная, перловая крупа, а также чечевица и горох.

Важно : используйте в своем рационе запеченный картофель, в котором содержится большое количество калия и других минералов. Это особенно важно, поскольку во время варки молекулы крахмала разбухают и уменьшают полезную ценность продукта. То есть вначале продукт может содержать 70%, а после варки может и 20% не остаться.

Клетчатка играет очень важную роль в работе человеческого организма. С ее помощью нормализируется работа кишечника и всего желудочно-кишечного тракта в целом. Также она создает необходимую питательную среду для развития важных микроорганизмов в кишечнике. Организм практически не переваривает клетчатку, зато обеспечивает ощущение быстрого насыщения. Овощи, фрукты и хлеб грубого помола (в которых большое содержание клетчатки) используются для профилактики ожирения (поскольку быстро вызывают чувство сытости).

А теперь перейдем к другим процессам, связанным с углеводами.

Как организм накапливает углеводы

Запасы углеводов в человеческом организме расположены в мышцах (находится 2/3 от общего количества), а остальное - в печени. Всего запаса хватает всего на 12-18 часов. И если не пополнить запасы, то организм начинает испытывать нехватку, и синтезирует необходимые ему вещества из белков и промежуточных продуктов обмена. В результате запасы гликогена в печени могут существенно истощиться, что станет причиной отложения жиров в ее клетках.

По ошибке многие худеющие для более «эффективного» результата существенно урезают количество потребляемых углеводов, надеясь, что организм будет расходовать запасы жира. На самом же деле, первыми «в расход» идут белки, и только потом жировые отложения. Важно помнить о том, что большое количество углеводов приведет к быстрому набору массы только в том случае, если они поступают в организм большими порциями (а также они должны быть быстро усваиваемыми).

Метаболизм углеводов

Метаболизм углеводов зависит от того, сколько глюкозы находится в кровеносной системе и делится на три типа процессов:

• Гликолиз - расщепляется глюкоза, а также другие сахара, после чего вырабатывается необходимое количество энергии;
• Гликогенез - синтезируется гликоген и глюкоза;
• Гликонеогенез - в процесс расщепления глицерина, аминокислот и молочной кислоты в печени и почках образуется необходимая глюкоза.

Раним утром (после пробуждения) запасы глюкозы в крови резко падают по простой причине - отсутствие подпитки в виде фруктов, овощей и прочих продуктов, что содержат глюкозу. Организм подпитывается и собственными силами, 75% которых осуществляется в процессе гликолиза, а 25% приходится на гликонеогенез. То есть получается, что утреннее время считается оптимальным для того, чтобы использовать в качестве источника энергии имеющиеся запасы жира. А еще прибавить к этому легкие кардионагрузки, то можно избавиться от нескольких лишних килограммов.

Теперь мы наконец-то переходим к практической части вопроса, а именно: какие углеводы полезны для атлетов, а также в каких оптимальных количествах их нужно потреблять.

Углеводы и бодибилдинг: кто, что, сколько

Пару слов о гликемическом индексе

Если вести речь об углеводах, нельзя не упомянуть такой термин, как «гликемический индекс» - то есть скорость, с которой усваиваются углеводы. Он является показателем того, с какой скоростью тот или иной продукт способен увеличить количество глюкозы в крови. Самый большой гликемический индекс равен 100 и относится к самой глюкозе. Организм же после потребления пищи с большим гликемическим индексом, начинает запасать калории и откладывает жировые отложения под кожей. Так что все продукты с высокими показателями ГИ - верные спутники того, чтобы стремительно набирать лишние килограммы.

Продукты же с низким показателем ГИ - источник углеводов, который длительное время, постоянно и равномерно подпитывает организм и обеспечивает планомерное поступление глюкозы в кровь. С их помощью можно максимально правильно настроить организм на длительное ощущение сытости, а также подготовить тело к активным физическим нагрузкам в зале. Существуют даже специальные таблицы для продуктов питания, в которых указан гликемический индекс (см. изображение).

Потребность организма в углеводах и правильные источники

Вот и наступил момент, когда мы разберемся, сколько же углеводов нужно потреблять в граммах. Логично предположить, что занятия бодибилдингом - весьма затратный в плане энергии процесс. Поэтому если вы хотите, чтобы качество тренировок не страдало, нужно обеспечивать свой организм достаточным количеством «медленных» углеводов (порядка 60-65%).

• Продолжительности тренировки;
• Интенсивности нагрузки;
• Скорости метаболизма в организме.

Важно помнить, что опускаться ниже планки в 100г в сутки не нужно, а также иметь еще в запасе 25-30г, которые приходятся на клетчатку.

Помните и о том, что обычный человек в сутки потребляет порядка 250-300г углеводов. Для тех же, кто занимается в зале с отягощениями, суточная норма увеличивается и доходит до 450-550г. Но их еще нужно правильно употребить, да и в нужное время (в первой половине дня). Почему нужно делать именно так? Схема проста: в первой половине дня (после сна) организм накапливает углеводы для того, чтобы «подпитать» ими свое тело (что нужно для мышечного гликогена). Оставшееся время (после 12 часов) углеводы спокойно откладываются в виде жировой прослойки. Так что придерживайтесь правила: утром больше, вечером - меньше. После тренировок важно придерживаться правил белково-углеводного окна.

Важно : белково-углеводное окно - непродолжительный отрезок времени, в течение которого человеческий организм становится способным усвоить повышенное количество нутриентов (расходуются на восстановление запасов энергии и мышц).

Уже стало понятно, что организму необходимо постоянно получать подпитку в виде «правильных» углеводов. А чтобы разобраться с количественными значениями, рассмотрим приведенную ниже таблицу.

В понятие «правильных» углеводов входят те вещества, что имеют высокую биологическую ценность (количество углеводов/100 гр. продукта) и низкий гликемический индекс. В их число входят такие продукты, как:

• Печеный или отварной в кожуре картофель;
• Разные каши (овсяная, перловая, гречневая, пшеничная);
• Хлебобулочные изделия из муки грубого помола и с отрубями;
• Макаронные изделия (из твердых сортов пшеницы);
• Фрукты, у которых низкое содержание фруктозы и глюкозы (грейпфруты, яблоки, помело);
• Овощи волокнистые и крахмалистые (репа и морковь, тыква и кабачки).

Именно такие продукты должны в обязательном порядке присутствовать в вашем рационе.

Идеальное время, чтобы потреблять углеводы

Самое подходящее время, чтобы употребить дозу углеводов является:

• Время после утреннего сна;
• До тренировки;
• После тренировки;
• Во время тренировки.

Причем, каждый из периодов важен и среди них нет более или менее подходящего. Также утром, кроме полезных и медленных углеводов можно съесть что-нибудь сладкое (небольшое количество быстрых углеводов).

Перед тем, как отправиться на тренировку (за 2-3 часа), нужно подпитать организм углеводами со средними показателями гликемического индекса. Например, съесть макароны или кукурузную/рисовую кашу. Это обеспечит необходимый запас энергии для мышц и мозга.

Во время занятий в зале можно использовать промежуточное питание, то есть употреблять напитки с содержанием углеводов (каждый 20 минут по 200мл). От этого будет двойная польза:

• Восполнение запасов жидкости в организме;
• Пополнение мышечного депо гликогена.

После тренировки лучше всего принять насыщенный белково-углеводный коктейль, а спустя 1-1.5 часа после завершения тренинга плотно поесть. Лучше всего для этого подойдет гречневая или перловая каша или же картофель.

Теперь самое время поговорить о том, какую роль играют углеводы в процессе наращивания мышечной массы.

Помогают ли углеводы наращивать мышцы?

Принято считать, что только белки являются строительным материалом для мышц и лишь их нужно потреблять для того, чтобы наращивать мышечную массу. На самом же деле, это не совсем так. Более того, углеводы не только помогают в наращивании мышц, они могут помочь в борьбе с лишними килограммами. Но все это возможно только в том случае, если их правильно потреблять.

Важно : для того, чтобы в теле появилось 0.5 кг мышц, нужно сжечь 2500 калорий. Естественно, что белки такого количества обеспечить не могут, поэтому на помощь как раз и приходят углеводы. Они предоставляют необходимую энергию организму и защищают белки от разрушений, позволяя им выступать в качестве строительного материала для мышц. Также углеводы способствуют быстрому сжиганию жира. Получается это за счет того, что достаточное количество углеводов способствует расходу жировых клеток, которые постоянно сжигаются в процессе нагрузки.

Нужно помнить и о том, что в зависимости от уровня натренированности атлета, его мышцы могут хранить больший запас гликогена. Чтобы наращивать мышечную массу, нужно принимать по 7г углеводов на каждый килограмм тела. Не забывайте и о том, если вы стали принимать большее количество углеводов, то интенсивность нагрузки нужно также увеличивать.

Чтобы вы уже полностью разобрались со всеми характеристиками нутриентов и поняли, чего и сколько нужно потреблять (в зависимости от возраста, физической активности и пола), внимательно изучите приведенную ниже таблицу.

• Группа 1 - преимущественно умственная/сидячая работа.
• Группа 2 - сфера обслуживания/активная сидячая работа.
• Группа 3 - работа средней тяжести - слесари, станочники.
• Группа 4 - тяжелая работа - строители, нефтяники, металлурги.
• Группа 5 - очень тяжелая работа - шахтеры, сталевары, грузчики, спортсмены в соревновательный период.

А теперь итоги

Чтобы эффективность тренировок всегда была на высоте, а у вас было много сил и энергии для этого, важно придерживаться определенных правил:

• Рацион на 65-70% должен состоять из углеводов, причем они должны быть «правильными» с низким показателем гликемического индекса;
• Перед тренировкой нужно потреблять продукты со средними показателями ГИ, после занятий - с низким ГИ;
• Завтрак должен быть максимально плотным, а в первой половине дня нужно съедать большую часть суточной дозы углеводов;
• Покупая продукты, сверяйтесь с таблицей гликемического индекса и выбирайте те, что имеют средние и низкие показатели ГИ;
• Если хочется съесть продукты с высокими показателями ГИ (мед, варенье, сахар), лучше это делать утром;
• Включите в свой рацион больше каш и регулярно их употребляйте;
• Запомните, углеводы - помощники белков в процессе наращивания мышечной массы, поэтому если ощутимого результата долго нет, то нужно пересматривать свой рацион и количество потребляемых углеводов;
• Ешьте не сладкие фрукты и клетчатку;
• Помните о хлебе из муки грубого помола, а также о запеченном в кожуре картофеле;
• Постоянно пополняйте запас знаний о здоровье и бодибилдинге.

Если придерживаться этих простых правил, то энергии у вас заметно прибавится, а результативность тренировок возрастет.

Вместо заключения

В качестве итога хочется сказать, что подходить к тренировкам нужно осмысленно и со знанием дела. То есть нужно запоминать не только, какие упражнения, как их делать и по сколько подходов. Но также уделять внимание питанию, помнить о белках, жирах, углеводах и воде. Ведь именно совокупность правильных тренировок и качественное питание позволит быстрее достичь намеченной цели - красивое атлетичное тело. Продукты должны быть не просто набором, а средством достижения необходимого результата. Так что думайте не только в зале, но и во время питания.

Понравилось? - Расскажи друзьям!

Азотосодержащие небелковые вещества

В мышечной ткани наряду с белковыми веществами присутствуют и нерастворимые в воде небелковые азотистые вещества. Это в основном продукты распада белка, образующиеся как в процессах обмена веществ в живом организме, так и в процессах посмертных изменений, главным образом при автолизе и гниении.

В эти продукты хорошо растворяются в воде, в связи с чем носят название экстрактивных веществ. Они в большей степени, чем белки подвержены действию микроорганизмов, поэтому от их содержания зависит стойкость сырья при хранении.

К экстрактивным веществам относятся аммиак, свободные аминокислоты, производные гуанидина, пурина, имидазола, а также аминокислоты, амиды кислот и азотистые основания.

Экстрактивные вещества участвуют в образовании вкуса продукта, вступая в реакции с другими продуктами распада углеводов и жиров, поэтому в процессе обработки стремятся, по возможности их сохранить, за исключением карбамида, который перед обработкой экстрагируют из тканей.

Углеводы - широко распространенные в природе органические вещества. Они составляют значительную часть тканей растительного происхождения (80- 90% сухого вещества) и содержатся в тканях животного происхождения (не более 2%).

Зеленые растения обладают способностью синтезировать углеводы из углекислоты и воды при поглощении световой энергии, создавая высокомолекулярные вещества с большим содержанием химической энергии. Таким образом, растения накапливают огромные запасы органической материи на земле.

Углеводы преобладают в пище человека. Они являются основным источником необходимой организму энергии (при окислении в организме 1 г углеводов выделяется 3,75 ккал тепла). Кроме того, углеводы участвуют в построении липоидов, сложных белков-ферментов и т.п.

Источником углеводов служат главным образом продукты растительного происхождения - хлеб, крупа, картофель, овощи, фрукты, ягоды.

Углеводы подразделяют на три основных класса:

1) моносахариды, или простые сахара, представляющие собой основные структурные единицы - мономеры;

2) олигосахариды, содержащие относительно небольшое количество моносахаридных единиц;

3) полисахариды - высокомолекулярные вещества, состоящие из сотен и тысяч моносахаридов.

Представителями наиболее распространенных моносахаридов являются глюкоза, фруктоза, галактоза; олигосахаридов - дисахарид сахароза (свекловичный или тростниковый сахар), лактоза (молочный сахар) и трисахарид - рафиноза. К полисахаридам относятся крахмал, клетчатка, гликоген, пектиновые вещества и др.

Моносахариды сладки на вкус и растворимы в воде. Сладость сахаров различна. Если сладость сахарозы принять за 100, то сладость фруктозы составит 173, инвертного сахара 130, глюкозы 74, галактозы 32, рафинозы 23, лактозы 16. Полисахариды труднорастворимы или нерастворимы в холодной воде и не обладают сладким вкусом.

Глюкоза, фруктоза и сахароза . Эти сахара легко усваиваются организмом. Первые два содержатся в свободном виде в плодах и овощах.

Сахароза под действием ферментов и кислот распадается на равные количества глюкозы и фруктозы. Смесь вращает плоскость поляризации не вправо, как сахароза, а влево. Поэтому такое преобразование носит название инверсии, а полученная смесь - инвертного сахара.

Сахароза в растворе может гидролизоваться, образуя инвертный сахар:

С 12 Н 22 О 11 + Н 2 О → С 6 Н 12 О 6 + С 6 Н 12 О 6

Сахароза Глюкоза Фруктоза (инвертный сахар)

Инверсия сахарозы протекает в живых растительных клетках под действием фермента инвертазы. В растениях наблюдается и обратный процесс - синтез сахарозы и) инвертного сахара.

Инвертный сахар образуется при варке киселей, компотов, запекании яблок с сахаром и т.д., он содержится в меде, а также в карамели и других кондитерских изделиях. Продукты, содержащие инвертный сахар, обладают высокой гигроскопичностью, т. е. способностью поглощать воду из воздуха и быстро отсыревать.

При значительном нагревании происходит карамелизация (неполный распад) сахаров. Продукты карамелизации носят название “кулера”. На первых стадиях распада сахаров образуются вещества, которые обусловливают приятный вкус (например, вкус обжаренных овощей). Однако при более высоких температурах богатые сахаром продукты темнеют и приобретают горький вкус.

Карамелизация сахарозы происходит следующим путем:

С 12 Н 22 О 11 - Н 2 О → С 6 Н 10 О 5 + С 6 Н 10 О 5

Сахароза Глюкозан Левулезан

С 6 Н 10 О 5 + С 6 Н 10 О 5 → С 12 Н 20 О 10

Глюкозан Левулезан Изосахарозан

2С 12 Н 20 О 10 - 2Н 2 О → С 24 Н 36 О 18

Изосахарозан Карамелан

С 12 Н 20 О 10 + С 24 Н 36 О 18 - 3Н 2 О → С 36 Н 50 О 25

Изосахарозан Карамелан Карамелен

При более высокой температуре нагревания среди продуктов распада сахарозы появляется карамелин - С 24 Н 26 О 13 .

Потемнение и ухудшение аромата продуктов, содержащих сахара, нередко вызывается происходящим при нагревании взаимодействием сахаров и аминокислот с образованием меланоидинов.

Интенсивную меланоидиновую реакцию дают сахара, имеющие свободную карбонильную группу (ксилоза, фруктоза, глюкоза, мальтоза). Из аминокислот наиболее сильно реагируют глицин и другие растворимые аминокислоты (аланин, аспарагин). Менее активно действуют слаборастворимые аминокислоты (цистин, тирозин). Меланоидиновая реакция идет наиболее энергично при молярном соотношении между аминокислотами и сахарами 1:2.

Сахар реагирует с аминокислотой по следующей схеме:

Меланоидиновая реакция сопровождается образованием ряда промежуточных соединений: альдегидов, циклических группировок фурфурольного, а затем и пиррольного характера. В частности, может образоваться ядовитый оксиметилфурфурол

Меланоидиновые реакции активируются при повышенных температурах, особенно в случае многократного подогрева. Меланоидины могут образоваться не сразу после подогрева, а в процессе хранения консервов.

Гликоген. Из сложных углеводов животного происхождения наибольшее значение имеет гликоген. Он откладывается в основном в печени (в пределах 2-10%) и служит запасным питательным веществом. Из гликогена постепенно освобождается и поступает в кровь глюкоза, которая служит источником углеводов для всех тканей.

Углеводы являются основным источником энергии нашего организма. Спим мы или нет, работаем мы или отдыхаем, болеем или здоровы — наш организм продолжает функционировать.

Львиная доля энергии, необходимой для его работы, поступает к нам из углеводов (50-60%). Энергообмен мозга почти исключительно осуществляется глюкозой (виноградный сахар). Причем именно углеводы способствуют наиболее полному окислению жиров в процессе пищеварения.

Усвоившиеся углеводы поддерживают постоянный уровень глюкозы в крови. Глюкоза откладывается в виде гликогена (животный крахмал) в клетках печени и мышц.

Гликоген (животный крахмал) — основной запасной углевод, содержащийся в клетках организма человека. Этот резервный запас углеводов расходуется организмом по мере необходимости. Гликоген обеспечивает нормальную работу печени, а глюкоза, вырабатывающаяся при его расщеплении, поступает в кровь и расходуется тканями организма.

Химический состав углеводов

Если вспомнить курс химии, то можно дать определение углеводам: это органические соединения углерода, водорода и кислорода. Делятся они на полисахариды, дисахариды и моносахариды. Дисахариды и моносахариды имеют сладкий вкус и растворяются в воде.

Моносахаридами являются:

• фруктоза;
• глюкоза — виноградный сахар (или декстроза);
• галактоза;
• манноза.

Две молекулы моносахаридов образуют дисахариды:

• лактоза — соединение глюкозы и галактозы, содержится в молоке и молочных продуктах;
• сахароза — соединение фруктозы и глюкозы, содержится в свекле или сахарном тростнике;
• мальтоза — солодовый сахар, вырабатывается в проросшем зерне.

Полисахариды, в отличие от моносахаридов и дисахаридов, не растворяется в воде. Это:

• крахмал, состоящий из сложных цепочек молекул глюкозы, содержится в крупах, хлебе, макаронах, картофеле, бобовых;
• гликоген, откладывающийся в живых клетках печени и мышц животных;
• клетчатка или целлюлоза, усиливающая желчеотделение и секреторную деятельность кишечных желез, стимулирует выведение холестерина из организма, активизирует двигательную активность кишок и способствует быстрому опорожнению желудка. При расщеплении клетки кишечными бактериями вырабатываются вещества, нейтрализующие гнилостные процессы, неизбежно возникающие при употреблении белков. Содержится в капусте, хлебе из муки грубого помола, свекле, редиске, пшеничной и овсяной крупе, редьке, бобовых, отрубях;
• пектиновые вещества, выполняющие в организме защитную функцию. Благодаря их желеобразной консистенции, они обволакивают стенки кишечника и препятствуют их механическому и химическому повреждению, а также связывают гнилостную микрофлору и вредные химические соединения, попавшие в кишечник (соли различных металлов, свинец, мышьяк) и выводят все это из организма. Содержатся в свекле, яблоках, крыжовнике;
• инулин, образованный из цепочек молекул фруктозы. Используется как заменитель сахара при диабете.

Для чего нужны углеводы нашему организму

Если человек получает достаточное количество углеводов с пищей, он чувствует себя бодрым и энергичным. Помимо того, что все углеводы — это главный источник энергии для организма, они используются для синтеза нуклеиновых кислот, липидов (холестерина) и других важных органических соединений.
Особенно необходимы углеводы детям. В детском возрасте питание ребенка должно содержать достаточное количество углеводов, чтобы у малыша была энергия для активных игр.

Необходимо учитывать, что в организме процессы обмена углеводов, жиров и белков взаимосвязаны, и могут преобразовываться в определенных границах.

При недостаточном потреблении углеводов с пищей организм использует свои энергетические резервы: жиры, а затем и белки. Если в пище мало клетчатки, затрудняется выведение отходов пищеварения, возникают запоры, что приводит к самоотравлению организма. При резко выраженном дефиците углеводов усиливается расход белка, затрудняется жировой обмен, появляются кетоновые тела — недоокисленные продукты жирового обмена (ведь углеводы способствуют полному окислению жиров), может развиться ацидоз.

При избыточном потреблении углеводов, особенно легкоусвояемых моносахаридов и дисахаридов, неиспользованные запасы энергии превращаются в жир. Увеличивается синтез холестерина, из-за перенапряжения выходит из строя механизм выработки гормона инсулина, нарушается обмен веществ. Нарушается работа сердечно-сосудистой системы. Развиваются ожирение, диабет, атеросклероз и другие заболевания.

Для нормальной жизнедеятельности организма требуется энергия, которую человек получает через углеводы и жиры. Чем активнее человек, тем больше он затрачивает энергии.

Например, спортсмену из-за интенсивных физических нагрузок требуется большее их количество, чем среднестатистическому человеку.

Где содержатся углеводы и из чего они состоят?

Немного меньше в ржаном и пшеничном хлебе, фасоли, шоколаде, пирожных.

При наименьшей термообработке, как приготовление слабо проваренной каши или выпечка хлеба из цельных зерен, углеводы сохраняют свои полезные свойства.

В состав углеводов входит углерод, кислород и водород. Употребление большого их количества, из которого образуется глюкоза, приводит к образованию жира.

Сжигание организмом топлива, приводит к обратному процессу: жир преобразуется в глюкозу.

Виды углеводов

Делятся на простые (моносахариды, дисахариды) и сложные (полисахариды).

Простые углеводы

Моносахариды (глюкоза, фруктоза, рибоза, галактоза, дезоксирибоза) не расщепляются в воде: Моносахариды являются источником энергии для всех процессов внутри клетки. Глюкоза и фруктоза содержатся в сладких овощах, фруктах, меде.

• Глюкоза быстро всасывается организмом и поступает через кровь в клетки, превращаясь в гликоген. Она легко усваивается при помощи инсулина, является основным источником окисления.

• Фруктоза встречается меньше, но также быстро поддается окислению, а всасывается медленнее. Фруктоза трансформируется в глюкозу без помощи инсулина. Показана больным сахарным диабетом, так как нагружает поджелудочную железу в более щадящем режиме, чем сахар.

• Галактоза содержится в лактозе. В организме часть ее переходит в глюкозу, другая часть участвует в процессе построения гемицеллюлозы.

Дисахариды - соединения молекул нескольких моносахаридов: сахароза, лактоза, мальтоза.

• Сахароза является основным источником сахара. В организме она разлагается на множество моносахаридов. Имеется в виду сахароза, находящаяся в свекольном и тростниковом соку. Сахар, который мы употребляем, имеет более сложный процесс усвоения.

• Лактоза или молочный сахар содержится в молоке и молочных продуктах. Она важна для детского возраста, когда молоко является основным пищевым продуктом. Встречается непереносимость молока, когда уменьшен или сведен до нуля фермент лактозы, расщепляющий ее до образования глюкозы и галактозы.

• Мальтоза или солодовый сахар образуется в результате распада крахмала и гликогена. Мальтоза содержится в солоде, меде, пиве, проросшем зерне и патоке.

Сложные углеводы

Сложные углеводы являются полезными элементами для здоровья и фигуры. Это происходит из-за медленного их расщепления в организме, за чет чего уровень инсулина остается в норме. В состав сложных углеводов входят:

Полисахариды - полимеры, состоящие из множества моносахаридов (крахмал, гликоген, целлюлоза); плохо растворяются в воде.

Крахмал является основным полисахаридом, который переваривается организмом. 80% всех потребляемых углеводов – это крахмал. Он поступает через растительные продукты: крупы, муку, хлеб.

Гречневая крупа особенно богата крахмалом (60%), меньше всего его находится в овсянке (толокно, овсяные хлопья). Крахмал содержится в макаронах - 68%, в бобовых - 40%.

Продукты зернобобовые, это те, что содержат крахмал: горох, чечевица, фасоль. В сое находится всего 3,5% крахмала.

Зато его очень много в картофеле (до 18%), из-за чего диетологи не приписывают картофель к овощам, а приравнивают его к злаковым и зернобобовым.

Гликоген или животный крахмал содержится в продуктах животного происхождения: в печени, в мясе. Состоит из молекул глюкозы.

Целлюлоза - вид клетчатки; состоит из нескольких молекул глюкозы. В человеческом организме не переваривается.

Функции углеводов

Несомненно организм наш нуждается в поступление и сложных и простых углеводов.

Когда углеводы поступают с пищей в организм человека, часть аминокислот используется в качестве энергетического материала, остальная часть идет в основном на пластические нужды.

Неизрасходованная большая часть оседает в печени в виде гликогена, и совсем мизерная часть запасается в мышечных тканях.

Углеводам мы обязаны возможностью противостоять инфекции и ликвидировать «чужака» долой из организма, например, слизистая носа и гортани обладает способностью задерживать пыль.
Значение углеводов для человека чрезвычайно важное - это:

• Источник энергии
• Осуществление пластических функций
• Регуляция нервной системы
• Единственный источник энергии для мозга
• Противостояние вредным бактериям и микробам
• Взаимообмен между клетками
• Передача сигналов от клетки к клетке.

Дефицит углеводов в организме

Когда углеводов катастрофически не хватает, происходит истощение запасов в печени гликогена, что приводит к отложению жиров в клетках печени и она плохо функционирует.

Углеводный дефицит органы компенсируют за счет белков и жиров. Жиры начинают распадаться в усиленном режиме, что ведет к нарушению процессов обмена, а следовательно, интенсивному образованию кетонов.

Избыточное количество кетонов ведет к закисанию внутренней микрофлоры и отравлению тканей мозга с возможной комой.

Избыток углеводов в организме

Углеводный избыток вызывает повышенный уровень инсулина в крови, и ведет к образованию жира и нарушению белкового обмена.

Когда человек решил за один присест съесть и обед и ужин сразу, организм отвечает резким скачком выработки глюкозы.

Она попадает из крови в ткани посредством инсулина, который способствует синтезу жиров. Происходит быстрое превращение углеводов в жир.

Регулирует углеводный обмен инсулин и другие гормоны: глюкокортикоиды, усиливающие синтез глюкозы из аминокислот в печени.

Благодаря этому синтезу происходит вырабатывание поджелудочной железой гормона глюкагона. Эти гормоны действуют противоположно инсулину.

Суточная норма углеводов

Идеальное количество поступления углеводов считается почти 60% калорий суточного рациона питания. 1 грамм содержит 4 калории. Считается, что суточная потребность человека в углеводах - 50 г.

Нужны ли углеводы для похудения?

Если вы хотите избавиться от лишнего веса, то вы должны четко понимать какие углеводы вам нужно включать в рацион питания.

Пищеварительная система человека устроена так, чтобы переваривать не только углеводы, но и пищевые волокна, и питательные вещества. К таким продуктам относятся: фрукты, овощи, крупы, бобовые, коричневый рис и цельное зерно, которые образуют сложные углеводы.

Продукты, которые прошли обработку (сахар, выпечка из белой муки, хлопья и т. д.) являются простыми углеводами и имеют низкий процент питательных веществ.

В результате их потребления организм получает большое количество ненужных калорий, которые не возможно все переработать. Их избыток превращается в жир. Кроме того в организме образуется дефицит витаминов, минералов и клетчатки.

Вывод из вышесказанного напрашивается сам собой. Старайтесь включать в питание больше продуктов со сложным углеводам.

К примеру, на завтрак, сладкий кофе со сдобой лучше заменить на кашу, из цельнозерновых культур, которая способна поддерживать энергию в течение дня, принося пользу организму.