Süsivesikud on iga elusorganismi, olgu selleks siis taim, loom või inimene, rakkude ja kudede oluline komponent. Need moodustavad suurema osa planeedi Maa orgaanilisest ainest. Süsivesikud on üsna lai ühendite klass. Nende hulgast leiab erinevate omadustega aineid. Tänu sellele omadusele on süsivesikute funktsioonid väga laiad. Täna analüüsime süsivesikute peamisi omadusi, füsioloogilist rolli ja kasutamist toiduainetööstuse (ja mitte ainult) erinevates valdkondades.
Süsivesikute allikad
Peamised süsivesikute allikad on taimsed saadused. Nimelt: leib, teraviljad, köögiviljad, puuviljad, marjad. Mis puutub loomsetesse saadustesse, siis mõned neist on ka süsivesikurikkad. See on ennekõike piim, mis sisaldab niinimetatud piimasuhkrut.
Toidutooted võivad sisaldada erinevaid süsivesikuid. Seetõttu on süsivesikute tähendus, kasutusala ja nende funktsioonid väga ulatuslikud. Teravili ja kartul sisaldavad tärklist – vees lahustumatut komplekssüsivesikut, mis laguneb seedemahlade toimel lihtsuhkruteks. Puu-, juur- ja marjades leidub neid aineidesitatakse lihtsate suhkrute kujul: puuviljad, punapeet, suhkruroog, viinamarjad ja nii edasi. Need lahustuvad vees ja imenduvad kehas suurepäraselt. Vees lahustuvad suhkrud imenduvad kiiresti vereringesse.
Süsivesikute tarbimine
Arvatakse, et suurem osa süsivesikutest tuleks tarbida keerulisel kujul ja ainult 20–25% lihtsal kujul. See aitab kaasa suhkrute järkjärgulisele sisenemisele kudedesse. Kui inimene saab toiduga piisav alt süsivesikuid, ladestuvad need maksa ja lihastesse "loomse tärklise" glükogeeni kujul. Süsivesikute puudumisel laguneb glükogeenivaru glükoosiks ja kasutatakse keha vajadusteks (rakkude ja kudede toitumine). Kui keha saab neid liigselt, muutuvad need keharasvaks. Muide, süsivesikute hulka kuuluvad ka kiudained, mis on vajalikud korralikuks seedimiseks.
Süsivesikud on dieedi olulised komponendid, mistõttu nad mitte ainult ei määra keha energiahomöostaati, vaid osalevad ka mitmete süsinikku sisaldavate polümeeride biosünteesis. Elu jooksul tarbib keskmine inimene neid ühendeid umbes 14 tonni. Neist ligikaudu 2,5 tonni - lihtsal kujul. Valkude, rasvade, süsivesikute ja nende derivaatide kasutamine toidus ei ole ühtlane. Süsivesikud on meie dieedi põhiosa. Nad tarbivad 4 korda rohkem kui valke või rasvu. Lihtsa segatoidu puhul tuleb umbes 60% inimese energiast süsivesikutest. Nende peamine ülesanne kehas on varustada energiat. Mida rohkem füüsilist tegevust inimese elus, seda rohkemta vajab süsivesikuid. Istuva eluviisiga vajadus nende ainete järele väheneb. Neile, kes füüsilise tööga ei tegele, on päevane süsivesikute vajadus ligikaudu 400 grammi.
Umbes 50-65% süsivesikutest satub meie kehasse koos teraviljatoodetega. 15-25% - suhkru ja suhkrut sisaldavate toodetega. Umbes 10% - juur- ja mugulkultuuridega. Ja umbes 5-7% - puu- ja köögiviljadega.
Süsivesikud on väga tugev kõhunäärme välissekretsiooni ärritaja ja kõige aktiivsem insuliini sünteesi stimulaator, millel on oluline roll süsivesikute ainevahetuse reguleerimisel ja optimaalse glükoosi homöostaasi säilitamisel. Lihtne süsivesikute ülekoormus viib aastate jooksul β-rakkude hüperplaasiani, seejärel saarestiku aparatuuri nõrgenemiseni ja eelduste loomiseni diabeedi tekkeks.
Süsivesikute klassifikatsioon
Sõltuv alt struktuurist, lahustumisvõimest ja assimilatsioonikiirusest jagunevad toidu osaks olevad süsivesikud lihtsateks ja keerukateks. Lihtsate hulka kuuluvad monosahhariidid (fruktoos, glükoos, galaktoos) ja disahhariidid (sahharoos, laktoos). Kompleksiks - polüsahhariidid (kiudained, tärklis, glükogeen). Lisaks süsivesikute näidetele on igas klassis ka teisi vähemtuntud aineid.
Lihtsad süsivesikud
Mono- ja disahhariidid lahustuvad vees hästi ning imenduvad organismis kiiresti. Neil on selgelt magus maitse, mistõttu neid sageli nimetatakse lihts alt suhkruteks. Kõige rikkalikum monosahhariid onglükoos, mis sisaldub erinevates puuviljades ja marjades, samuti sünteesitakse di- ja polüsahhariidide lagunemisel. Kehasse sattunud glükoos leiab endale kiiresti kasutuse. See moodustab glükogeeni, toidab ajukudet ja lihaseid (sh südant) ning reguleerib veresuhkru taset. Treeningu ajal saab glükoosi kasutada otse energiaallikana.
Fruktoosil on sarnased omadused. Seda võib pidada väga väärtuslikuks, kergesti seeditavaks süsivesikuks. Võrreldes glükoosiga imendub fruktoos soolestikku siiski aeglasem alt ja verre sattudes väljub see vereringest kiiremini. Kuni 80% fruktoosist säilib maksas, takistades veresuhkru küllastumist. Samas sünteesib fruktoos maksas glükogeeni kergemini kui glükoos. Võrreldes sahharoosiga on fruktoos paremini seeditav ja magusam. Viimase omaduse tõttu saab toote soovitud magususe saavutamiseks kasutada vähem fruktoosi, vähendades seeläbi üldist suhkrute tarbimist. See toimub piiratud kalorisisaldusega dieedi koostamisel. Arvestades süsivesikute kasutamist elus, tuleks erilist tähelepanu pöörata dieettoitumisele. Fruktoosi kasutatakse sageli diabeetikutele mõeldud toitudes magusainena.
Liigse sahharoosi korral on rasvade ainevahetus häiritud ja rasva moodustumine suureneb. Lisaks on juba ammu tõestatud, et kehasse siseneva suhkru koguse suurenemisega suureneb rasvade süntees komplekssüsivesikutest, otse rasvast ja isegi valkudest. SeegaInimese tarbitav suhkrukogus võib oluliselt reguleerida rasvade ainevahetust.
Suhkru rohke kasutamisega algavad kolesterooli ainevahetushäired ja selle sisalduse tõus veres. Lisaks mõjub liigne suhkur halvasti soolestiku mikrofloora tööle - suureneb mädanevate mikroorganismide mass, kiirenevad mädanemisprotsessid, tekivad kõhugaasid. Kõige vähem on neid kõrv altoimeid täheldatud fruktoosi kasutamisel. Puuviljad ja marjad on selle süsivesikute peamine allikas. Mees on palju fruktoosi ja glükoosi: vastav alt 37,1 ja 36,2%. Kogu arbuusis olev suhkur on fruktoos, siin on seda umbes 8%.
Järgmine monosahhariid on galaktoos. Toidus seda vabal kujul ei leidu. Galaktoos on piima peamise süsivesiku laktoosi lagunemissaadus.
Mis puudutab disahhariide, siis põhiline meie toidus on sahharoos. Hüdrolüüsil laguneb see fruktoosiks ja glükoosiks. Peamised sahharoosi allikad on peedi- ja roosuhkur. Granuleeritud suhkrus ulatub selle süsivesiku sisaldus 99,75% -ni. Lisaks leidub sahharoosi puuviljades, köögiviljades ja kõrvitsates.
Komplekssed süsivesikud
Polüsahhariididel on keerulisem molekulaarne struktuur ja äärmiselt madal lahustuvus vees. Sellesse klassi kuuluvad: tärklis, kiudained, glükogeen ja pektiin. Selle klassi süsivesikute kasutamine on erineval määral lai alt levinud. Tärklisel on esmane toiteväärtus. Selle kõrge sisaldus teraviljakultuurides on peamine tegur, mis määrab nende viljadtoiteväärtus. Keskmise inimese toidulaual moodustab tärklis kuni 80% kogu tarbitud süsivesikute kogusest. Organismis olles muutub see lihtsateks süsivesikuteks ja täidab oma ülesandeid.
Mis puudutab glükogeeni, siis meie kehas täidab see energiamaterjali rolli, mis toidab töötavaid lihaseid ja siseorganeid. Glükogeen taastatakse reosünteesi teel glükoosi arvelt.
Pektiin on lahustuv aine, mis imendub organismis hästi. Nagu näitavad kaasaegsed uuringud tervisliku toitumise vallas, võib pektiini kasutada ennetus- ja ravieesmärkidel seedetrakti haiguste korral.
Kiudained on oma struktuurilt väga sarnased polüsahhariididega. Teraviljatooted on kuulsad oma kõrge sisalduse poolest. Lisaks kiu hulgale tootes on suur tähtsus selle kvaliteedil. Mida õrnem on see süsivesik, seda paremini see soolestikus laguneb ja seda rohkem kasu see inimesele toob. Köögiviljade ja kartulite kiudainetel on need omadused. Selle polüsahhariidi oluline omadus on võime kolesterooli inimkehast eemaldada. Nüüd vaatame lähem alt süsivesikute kasutamist.
Parenteraalne toitumine
Süsivesikute kasutamine meditsiinis areneb tänapäeval kiiresti. Parenteraalne toitmine on toitainete intravenoosne manustamine organismi. Seda kasutatakse juhtudel, kui patsient ei saa ise toita. Süsivesikute kasutamine parenteraalses toitumises on väga levinud. Neid kasutatakse vastav altlihtne põhjus on selles, et need on inimorganismile kõige taskukohasemad energiaallikad. Süsivesikute energeetiline väärtus on 4 kcal/g. Inimese päevane energiavajadus jääb vahemikku 1,5–2 tuhat kilokalorit. Sellest tuleneb süsivesikute isoleeritud kasutamise probleem selle vajaduse katmiseks. Isotoonilise glükoosilahuse puhul on inimese kalorivajaduse täielikuks katmiseks vaja valada 7–10 liitrit lahust. See võib põhjustada ülehüdratsiooni, kopsuturse ja südame-veresoonkonna häireid.
Kontsentreeritud glükoosilahuste kasutamine on täis muid ebameeldivaid tagajärgi - plasma hüperosmolaarsuse ilmnemine ja veenide intima ärritus (flebiidi ja tromboflebiidi areng). Ja osmootse diureesi ohu kõrvaldamiseks on vaja säilitada glükoosi infusiooni kiirus vahemikus 0,4–0,5 g / kg / h. Kui tõlkida see arv isotooniliseks glükoosilahuseks, saate 70 kg kaaluva patsiendi kohta veidi rohkem kui 500 mm tunnis. Glükoosilahusele lisatakse insuliini, et vältida süsivesikute taluvuse halvenemist ja sellest tulenevaid tüsistusi. Arvutamine toimub vastav alt valemile: 1 ühik 3-4 grammi kuiva glükoosi kohta. Insuliin mitte ainult ei mõjuta positiivselt glükoosi kasutamist, vaid aitab kaasa ka aminohapete normaalsele imendumisele.
Süsivesikute kasutamine meditsiinis sõltub nende tüübist. Parenteraalses toitumises kasutatakse laialdaselt: fruktoosi, glükoosi, sorbitooli, dekstraani, glütserooli ja etüüli.alkohol.
Dieettoit
On palju dieete, mille aluseks on süsivesikute täielik või osaline väljajätmine toidust, samuti valkude ja rasvade tarbimise suurendamine. USA põllumajandusministeerium viis läbi küsitluse, mille järgi selgus, et süsivesikuterikkaid toite söövad inimesed on valdav alt normaalkaalus. Kõrge süsivesikute sisaldusega toidud on toitvamad, kuid vähem kaloreid.
Nagu teate, on Ameerikas üle poole elanikkonnast ülekaalulised. Ja selliste inimeste arv kasvab pidev alt. Elanikkonna pikaajaline küsitlus tarbitud toidu teemal näitas, et inimesed, kelle toidus domineerivad süsivesikud, saavad sama koguse toidu juures vähem kaloreid kui valkude ja rasvade armastajad. See inimeste rühm kõigist küsitletutest ja seal oli üle 10 000 inimese, oli väikseima kehakaaluga. Põhjus on selles, et iga 1000 süsivesikuid sisaldava toidu kalori kohta on palju kiudaineid ja vett. See inimrühm sai toiduga rohkem toitaineid, nimelt: A- ja C-vitamiini, karotiini, k altsiumi, rauda ja magneesiumi. Nende toidus leidus vähesel määral rasvu, kolesterooli, tsinki, naatriumi ja vitamiini B12.
Süsivesikute ja rasvade kasutamine toiduainetes on tihed alt seotud. Samas, nagu ka süsivesikute kasutamine koos valkudega. Süsivesikute kui energiaallikate kõrge efektiivsus seisneb nende võimes säilitada valke. Suure koguse süsivesikute neelamisel kasutab keha energiatmaterjali on vähem kui aminohappeid. Üldiselt ei ole need ained toitumise asendamatud komponendid, kuna neid saab sünteesida aminohapetest ja glütseroolist, kuid nende rolli ei tohiks alahinnata. Süsivesikute tarbimine toidus peaks olema vähem alt 50 grammi päevas. Vastasel juhul võivad tekkida ainevahetushäired.
Liigne süsivesikute tarbimine viib aga nahaaluse rasva moodustumiseni. Dieedi koostamisel ei ole oluline mitte ainult rahuldada inimese vajadust nende ainete järele, vaid ka tasakaalustada nende erinevate liikide tarbimist. Oluline on jälgida liht- ja liitsüsivesikute vahekorda. Kui kehasse satub palju suhkruid, ei saa neid täielikult sünteesida glükogeeniks ja muutuda triglütseriidideks, mis aitavad kaasa rasvkudede moodustumisele. Kui insuliini tase veres on tõusnud, kiireneb see protsess.
Keerulised süsivesikud lagunevad erinev alt lihtsüsivesikutest aeglaselt, mistõttu nende sisaldus veres suureneb järk-järgult. Sellega seoses on soovitav, et põhiline süsivesikute osa toiduainetes koosneks täpselt seeditavatest ainetest. Nende osakaal peaks olema 80–90 protsenti. Liitsüsivesikute puudus on eriti märgatav neile, kes põevad diabeeti, rasvumist, ateroskleroosi ja kardiovaskulaarsüsteemi haigusi.
Nagu juba aru saite, kasutatakse enamikku süsivesikuid toitumises ja meditsiinis. Kuid süsivesikute hulk sellega ei lõpe. Kus neid veel kasutatakse?
Glükoos
See süsivesik imendub organismis hästi ja seda saab kasutada osana mõnedest ravimitest. Lisaks kasutatakse glükoosi laialdaselt kondiitritööstuses. Tema abiga valmivad marmelaad, karamell, piparkoogid ja muud tooted. Tekstiilitööstuses täidab see redutseerija rolli. Glükoon- ja askorbiinhapete tootmisel on lähteproduktiks glükoos. Selle abiga teostavad nad ka mõningate tööstuslike suhkrute sünteesi.
Glükoosi kääritamisel on suur tähtsus. Tekib kapsa, kurgi, piima ja muude saaduste marineerimisel, aga ka sööda sileerimisel. Õlletootmisel kasutatakse glükoosi alkohoolset kääritamist.
Tärklis
Tärklis on väärtuslik toitaine. Keha seedimise hõlbustamiseks töödeldakse tooteid kuumtöötlusega. Kõrge temperatuuri tingimustes toimub tärklise osaline hüdrolüüs, samuti vees lahustuvate dekstriinide moodustumine. Seedetrakti sattunud dekstriinid hüdrolüüsitakse glükoosiks, mis imendub organismis hästi. Kui rääkida süsivesikute kasutamisest tööstuses, ei saa tähelepanuta jätta ka tärklist. Peamised tooted, mida sellest saadakse, on glükoos ja melass. See laiendab veelgi süsivesikute kasutamise piirkonda. Kirjeldage lühid alt tärklisest glükoosi ja melassi saamise protsessi järgmiselt.
Tärklist kuumutatakse segus lahjendatud väävelhappega. Liigne hape neutraliseeritakse kriidiga. K altsiumsulfaadi sade, mis tekib ajalneutraliseerimine, filtreeritud. Seejärel lahus aurustatakse ja sellest eraldatakse glükoos. Kui te ei vii hüdrolüüsiprotsessi lõpuni, saate glükoosi ja dekstriinide segu, mida nimetatakse melassiks. Seda kasutatakse kondiitritööstuses. Lisaks on tärklisest saadud dekstriine leidnud laialdast kasutust liimide ja värvipaksendajatena. Tärklis tõestab, kui mitmekülgne võib olla süsivesikute kasutamine. Protsesside keemia pole aga sugugi keeruline.
Varem kasutati tärklist, mis võimaldab kangale uue elu sisse puhuda ja selle kasutusiga pikendada. Tärklist ja sellest saadud tooteid on kasutatud ka tekstiili-, farmaatsia- ja valutööstuses.
Tselluloosi
Süsivesikute praktiline kasu pole alati olnud vähem oluline kui nende bioloogiline roll. Süsivesikute kasutamist võib leida täiesti erinevatest inimtegevuse valdkondadest. Tselluloosi (kiudaineid) on inimene kasutanud juba iidsetest aegadest. Algul hakati puitu kasutama kütusena ja ehitusmaterjalina. Seejärel õpiti puuvillast, linast ja muudest kiudtaimedest niiti tegema. Hiljem ilmusid tehnoloogiad, mis võimaldasid saada puidust paberit. Paber on oma tuumas õhuke kiht tsellulooskiude, mis on pressitud ja liimitud. Tulemuseks on vastupidav ja sile pind, mis ei voola.
Paberi valmistamiseks kasutati algselt ainult taimseid tooraineid (puuvill ja riisivarred). Kiud ekstraheeriti sellest puht alt mehaaniliselt. Agaühiskonna arengut, ei piisanud loetletud allikatest paberivajaduse katmiseks. Suurem osa sellest läheb ajalehtedele. Arvestades, et paberi kvaliteet siin erilist rolli ei mängi, hakati sellele lisama kuni 50 protsenti jahvatatud puitu. Hiljem ilmusid tehnoloogiad, mis võimaldasid vabaneda sellistest puiduga kaasnevatest ainetest nagu vaigud, ligniin jne. Nii mitmekülgne võib olla süsivesikute praktiline kasutamine.
Seni on kõige levinum tselluloosi eraldamise meetod sulfit. Seda kasutatakse erinevates valdkondades, kus kasutatakse süsivesikuid. Protsessi keemia on üsna lihtne. Selle meetodi kohaselt puit purustatakse ja keedetakse segus k altsiumhüdrosulfaadiga. Seejärel eraldatakse igasugustest lisanditest vabastatud tselluloos filtritel. Saadud leelis sisaldab monosahhariide, mistõttu kasutatakse seda alkoholi tootmise toorainena. Ja tselluloosi kasutatakse ka viskoosi, atsetaadi ja vask-ammoniaagikiudude valmistamisel.
Mõnikord aetakse süsivesikud segamini süsivesikutega. Hoolimata asjaolust, et neid kahte aineklassi nimetatakse kaashääliku järgi, pole neil üksteisega mingit pistmist. Küllastunud süsivesinike kasutamine igapäevaelus ja tööl on hoopis teine lugu.
Järeldus
Täna olete süvendanud oma teadmisi sellistest ainetest nagu süsivesikud. Süsivesikute omadused, kasutamine ja kasu inimesele kinnitavad, et need ained on meie planeedi kõige olulisemad bioloogilised komponendid. Nemad onsõna otseses mõttes kõikjal ja kõiges. Kuid see pole peamine, vaid tõsiasi, et ilma süsivesikuteta oleks meie elu võimatu. Süsivesikute kasutamine elus on liiga ulatuslik.
