Úloha a využití sacharidů. Využití sacharidů v medicíně

Sacharidy jsou nedílnou součástí buněk a tkání každého živého organismu, ať už je to rostlina, zvíře nebo člověk. Oni tvoří většinu organické hmoty planety Země. Sacharidy jsou poměrně rozsáhlá třída sloučenin. Mezi nimi jsou látky s různými vlastnostmi. Díky této funkci jsou funkce sacharidů velmi široké. Dnes budeme analyzovat hlavní vlastnosti, fyziologickou roli a aplikaci sacharidů v různých směrech potravinářského (a nejen) průmyslu.

Zdroje sacharidů

Hlavními zdroji sacharidů jsou produkty rostlinného původu. Jmenovitě: chléb, obiloviny, zelenina, ovoce, bobule. Pokud jde o produkty živočišného původu, některé z nich jsou také bohaté na sacharidy. Jedná se především o mléko, které obsahuje takzvaný mléčný cukr.

Potravinové produkty mohou obsahovat různé sacharidy. Proto je důležitost, použití sacharidů a jejich funkcí velmi rozsáhlé. U obilovin a brambor je škrob - komplexní uhlohydrát nerozpustný ve vodě, který je rozdělen na jednoduché cukry působením trávicích šťáv. V ovoci, zelenině a bobulích jsou tyto látky prezentovány ve formě jednoduchých cukrů: ovoce, červená řepa, rákos, hroznové víno a podobně. Oni se rozpouštějí ve vodě a jsou dobře absorbovány tělem. Cukry rozpustné ve vodě se rychle vstřebávají do krve.

Používání sacharidů

Předpokládá se, že většina sacharidů by měla být konzumována v komplexní formě a pouze 20-25% v jednoduché. To přispívá k postupnému příjmu cukrů v tkáni. Pokud člověk dostává dostatek sacharidů s jídlem, jsou ukládány do jater a svalů ve formě "zvířecího škrobu" glykogenu. Když je nedostatek sacharidů, glykogenová rezerva je rozdělena na glukózu a používána pro potřeby těla (výživa buněk a tkání). Pokud tělo dostane svůj přebytek, stávají se mastnými. Mimochodem, sacharidy také obsahují vlákninu, která je nezbytná pro správné trávení.

Sacharidy jsou základními složkami stravy, proto nejen určují energetický homeostat organismu, ale také se podílejí na biosyntéze řady polymerů obsahujících uhlík. Po celou dobu života člověk v průměru používá asi 14 tun těchto sloučenin. Z toho přibližně 2,5 tuny jsou v jednoduché podobě. Používání bílkovin, tuků, uhlohydrátů a jejich derivátů v potravinách není rovnoměrně rozloženo. Sacharidy jsou hlavní součástí naší stravy. Konzumují 4krát více než bílkoviny nebo tuky. S jednoduchou smíšenou stravou asi 60% energie, kterou člověk obdrží od sacharidů. Jejich hlavním úkolem v těle je poskytnout energii. Čím více fyzické aktivity v životě člověka, tím více potřebuje sacharidy. Se sedavým životním stylem se potřeba těchto látek snižuje. Pro ty, kteří se nezabývají ruční práce, je denní požadavek na sacharidy přibližně 400 gramů.

Asi 50-65% sacharidů vstupuje do našeho těla obilnými výrobky. 15-25% - s cukrem a produkty obsahujícími cukr. Asi 10% - s kořeny a hlízy. A asi 5-7% - s ovocem a zeleninou.

Sacharidy jsou velmi silným stimulátorem vnější sekrece pankreatu a nejaktivnějším stimulátorem syntézy inzulínu, který hraje důležitou roli při regulaci metabolismu uhlohydrátů a udržování optimální glukózové homeostázy. Přetížení jednoduchými sacharidy v průběhu let vede k hyperplasii β-buněk, pak k oslabení inzulínového aparátu a k vytváření předpokladů pro vznik diabetu.

Klasifikace sacharidů

V závislosti na struktuře, schopnosti rozpouštění a rychlosti asimilace jsou sacharidy obsažené v potravinách rozděleny na jednoduché a složité. Jednoduché nesoucí monosacharidy (fruktóza, glukóza, galaktóza) a disacharidy (sacharóza, laktóza). Komplexní - polysacharidy (vlákno, škrob, glykogen). Kromě sacharidů, které jsou uvedeny například v každé třídě, existují i jiné méně známé látky.

Jednoduché sacharidy

Mono- a disacharidy se dobře rozpouštějí ve vodě a jsou rychle absorbovány tělem. Mají výraznou sladkou chuť, takže se často nazývají jednoduše cukry. Nejběžnějším monosacharidem je glukóza, obsažená v různých plodech a bobulích, stejně jako syntetizovaná štěpením di- a polysacharidů. Jakmile je glukóza požita, rychle zjistí její použití. Vytváří glykogen, vyživuje mozkovou tkáň a svaly (včetně srdce) a také reguluje hladinu cukru v krvi. Při fyzické aktivitě může být glukóza použita přímo jako zdroj energie.

Fruktóza má podobné vlastnosti. To může být považováno za velmi cenný, snadno asimilovaný sacharid. Ovšem ve srovnání s glukózou je fruktóza stále vstřebávána střevem a naráží na krev rychleji. Až 80% fruktózy je uchováno v játrech, což zabraňuje nadměrné hladině cukru v krvi. Současně je v játrech fruktosy snazší syntetizovat glykogen než glukóza. Ve srovnání se sacharózou je fruktóza lépe absorbována a má větší sladkost. Kvůli poslední vlastnosti pro požadovanou úroveň sladkosti produktu lze použít méně fruktózy, což snižuje celkovou spotřebu cukrů. Toto se děje při konstrukci stravy s omezeným obsahem kalorií. Vzhledem k užívání sacharidů v životě je třeba věnovat zvláštní pozornost dietní výživě. Fruktóza se často používá jako sladidlo při výrobě produktů pro osoby s diabetem.

S přebytkem sacharózy se metabolismus tuku rozpadá a vzrůstá tvorba tuku. Navíc je již dlouho prokázáno, že s nárůstem množství cukru vstupujícího do těla se zvyšuje syntéza tuků z komplexních sacharidů, přímo tuků a dokonce i bílkovin. Množství cukru spotřebovaného člověkem může do značné míry regulovat metabolismus tuků.

Při bohatém užívání cukru se začíná zvyšovat metabolismus cholesterolu a jeho obsah v krvi se zvyšuje. Kromě toho má nadbytek cukru špatný účinek na práci střevní mikroflóry - zvyšuje se houževnatost mikroorganismů, hnilobných procesů se zrychluje a plynatost se vyvíjí. Nejméně těchto vedlejších účinků se objevuje při použití fruktózy. Hlavním zdrojem tohoto sacharidu jsou ovoce a bobule. Mnoho fruktózy a glukózy se nachází v medu: 37,1% a 36,2%. Veškerý cukr, který je v melounu, je fruktóza, je zde asi 8%.

Dalším monosacharidem je galaktóza. Nedochází k jídlu ve volné formě. Galaktóza je produktem štěpení laktózy, hlavního sacharidu mléka.

Pokud jde o disacharidy, hlavní v naší stravě je sacharóza. Během hydrolýzy je rozdělena na fruktózu a glukózu. Hlavními zdroji sacharózy jsou řepné a třtinové cukry. V cukrovém písku dosahuje obsah tohoto sacharidu 99,75%. Kromě toho se sacharóza vyskytuje u ovoce, zeleniny a melounů.

Komplexní sacharidy

Polysacharidy se vyznačují složitější strukturou molekuly a extrémně nízkou rozpustností ve vodě. Tato třída zahrnuje: škrob, vlákninu, glykogen a pektinové látky. Používání sacharidů této třídy se rozšiřuje do různých stupňů. Hlavní hodnotou potravy je škrob. Jeho vysoký obsah obilovin je hlavním faktorem, který určuje jejich nutriční hodnotu. V stravě průměrného člověka obsahuje škrob až 80% celkového množství spotřebovaných sacharidů. Jakmile se v těle změní na jednoduché uhlohydráty a vykoná své funkce.

Pokud jde o glykogen, v našem těle hraje roli energetického materiálu, který napájí pracovní svaly a vnitřní orgány. Glykogen se regeneruje reosyntézou v důsledku glukózy.

Pektin je rozpustná látka, která se dobře vstřebává v těle. Jak ukazuje moderní výzkum v oblasti zdravé výživy, může být pektin použit pro preventivní a terapeutické účely při onemocněních gastrointestinálního traktu.

Vlákno má velmi podobnou strukturu jako polysacharidy. Jeho vysoký obsah je známý pro obilné výrobky. Kromě množství vlákniny ve výrobku je velkou důležitostí jeho kvalita. Čím jemnější je tento sacharid, tím lépe se rozdělí do střev a tím více přínosu člověka přinese. Tyto vlastnosti jsou vlastněny vlákninou zeleniny a brambor. Důležitým rysem tohoto polysacharidu je schopnost odstranit cholesterol z lidského těla. Nyní budeme podrobněji zvažovat použití sacharidů.

Parenterální výživa

Používání sacharidů v medicíně se rychle rozvíjí. Parenterální výživa - intravenózní injekce živin do těla. Používá se v případech, kdy pacient nemá možnost jíst nezávisle. Používání sacharidů v parenterální výživě je velmi běžné. Používají se z jednoduchého důvodu, že jsou nejdostupnějším zdrojem energie pro lidské tělo. Energetická hodnota sacharidů je 4 kcal / g. Denní potřeba energie po energii se pohybuje od 1,5 do 2 tisíc kilokalor. Proto problém izolované aplikace sacharidů pokrýt tuto potřebu. Pokud jde o izotonický roztok glukózy, aby plně pokryl lidskou potřebu kalorií, nalijte od 7 do 10 litrů roztoku. To může vést k rozvoji hyperhydratace, plicního edému a kardiovaskulárních poruch.

Použití koncentrovanějších roztoků glukózy je plné dalších nepříjemných následků - vznik hyperosmolarity plazmy a podráždění intimy žil (výskyt flebitidy a tromboflebitidy). Aby se vyloučilo riziko osmotické diurézy, je nutné udržovat rychlost infuze glukózy v rozmezí od 0,4 do 0,5 g / kg / h. Pokud převedete tento indikátor na izotonický roztok glukózy, dostanete o něco více než 500 mm za hodinu u pacienta o hmotnosti 70 kg. Aby se zabránilo porušení tolerance k sacharidům a následným komplikacím, do roztoku glukózy se přidá inzulin. Výpočet je založen na vzorci: 1 ED pro 3-4 gramy suché glukózy. Inzulin nejen pozitivně ovlivňuje využití glukózy, ale také podporuje normální adsorpci aminokyselin.

Používání sacharidů v medicíně závisí na jejich typu. Parenterální výživa se široce používá: fruktóza, glukóza, sorbitol, dextran, glycerol a ethylalkohol.

Dietní výživa

Existuje mnoho diet, které jsou založeny na úplném nebo částečném vyloučení sacharidů z stravy, stejně jako na zvýšení konzumace bílkovin a tuků. Ministerstvo zemědělství USA provedlo průzkum, podle něhož bylo zjištěno, že lidé, kteří jedí potravu bohatou na sacharidy, mají většinou normální hmotnost. Potraviny, které obsahují mnoho sacharidů, jsou výživnější, ale méně kalorické.

Jak je známo, v Americe trpí problém nadváhy více než polovina obyvatelstva. A počet těchto lidí se neustále zvyšuje. Dlouhý průzkum populace za konzumované potraviny ukázal, že lidé s převážnou sacharidovou stravou dostávají méně kalorií než milovníci bílkovin a tuků, přičemž se jedná o stejné množství stravy. Tato skupina lidí ze všech respondentů a bylo zde více než 10 000 lidí s nejnižší tělesnou hmotností. Důvodem je, že na 1000 kalorií potravin obsahujících sacharidy máte spoustu vlákniny a vody. Tato skupina lidí obdržela s potravinami více živin, a to: vitamíny A a C, karoten, vápník, železo a hořčík. Tuky, cholesterol, zinek, sodík a vitamin B12 byly ve stravě obsaženy v nevýznamném rozsahu.

Používání sacharidů a tuků v potravinách je úzce spojeno. Nicméně, stejně jako použití sacharidů s bílkovinami. Vysoká účinnost sacharidů jako zdrojů energie spočívá v jejich schopnosti šetřit bílkoviny. Když se pohltí velké množství sacharidů, tělo používá jako energetický materiál méně aminokyselin. Obecně platí, že tyto látky nejsou zásadními složkami výživy, protože mohou být syntetizovány z aminokyselin a glycerinu, nicméně jejich role nelze podceňovat. Používání sacharidů v potravinách by mělo být nejméně 50 gramů denně. Jinak může dojít k poruchám v metabolických procesech.

Nadměrná spotřeba sacharidů však vede k tvorbě podkožního tuku. Při budování stravy je důležité nejen uspokojit lidskou potřebu těchto látek, ale také vyvážit spotřebu různých druhů. Je důležité sledovat poměr jednoduchých a komplexních sacharidů. Když tělo přijímá mnoho cukrů, nemohou být plně syntetizovány do glykogenu a stanou se triglyceridy, které podporují tvorbu tukových tkání. Při zvýšení obsahu inzulinu v krvi se tento proces zrychluje.

Komplexní sacharidy, na rozdíl od jednoduchých, pomalu rozdělují, takže jejich obsah v krvi se postupně zvyšuje. V tomto ohledu je vhodné, aby hlavní sacharidová část v potravinách byla přesně strávitelná. Jejich podíl by měl být od 80 do 90 procent. Nedostatek složitých sacharidů je zvláště patrný u těch, kteří trpí cukrovkou, obezitou, aterosklerózou a nemocemi kardiovaskulárního systému.

Jak jste již pochopili, většinou se používají sacharidy ve výživě a medicíně. Ale oblast použití sacharidů zde nekončí. Kde jinde se používají?

Glukóza

Tento sacharid je dobře absorbován tělem a může být použit v složení některých léků. Kromě toho je v cukrářském průmyslu široce používán glukóza. S jeho pomocí se vyrábí marmeláda, karamel, perník a další produkty. V textilním průmyslu hraje roli redukčního činidla. Při výrobě glycinu a kyseliny askorbové je výchozím produktem glukosa. S jeho pomocí také syntetizují některé průmyslové cukry.

Ledová fermentace má velký význam . K tomu dochází, když jsou zelí, okurka, mléko a další produkty kyselé, stejně jako při silážování krmiv. Při výrobě piva se používá alkoholová fermentace glukózy.

Škrob

Škrob je cennou živinou. Aby bylo tělo snadné trávit, jsou produkty vystaveny tepelné úpravě. Za vysokých teplot dochází k částečné hydrolýze škrobu, stejně jako k tvorbě ve vodě rozpustných dextrinů. Dextriny, které se dostaly do trávicího traktu, jsou hydrolyzovány na glukózu, která je dobře absorbována tělem. Pokud hovoříme o použití sacharidů v průmyslu, nemůžeme ignorovat škrob. Hlavní produkty, které z něj pocházejí, jsou glukóza a melasa. To dále rozšiřuje oblast, ve které probíhá aplikace sacharidů. Stručně popisuje proces získání glukózy a melasy ze škrobu, který může být následující.

Škrob se zahřívá ve směsi se zředěnou kyselinou sírovou. Nadbytečná kyselina se neutralizuje křídou. Sraženina síranu vápenatého, která se vytvoří během neutralizace, se odfiltruje. Poté se roztok odpaří a od něj se izoluje glukóza. Pokud neuvedete proces hydrolýzy na konec, dostanete směs glukózy s dextrinem, což se nazývá melasa. Používá se v cukrářském průmyslu. Kromě toho se dextriny získané ze škrobu široce používají jako lepidlo a zahušťovadlo pro barvy. Škrob dokazuje, jak různorodá může být použití sacharidů. Chemie procesů zároveň není vůbec komplikovaná.

Dříve používané škrobení prádla, která umožňuje tkanině dýchat druhého života a prodloužit jeho životnost. Škrobové produkty získané z těchto nacházejí uplatnění v textilním, farmaceutickém a slévárenství.

celulóza

Praktické využití sacharidů byl vždy neméně důležitá než jejich biologickou roli. Použití sacharidů lze nalézt ve velmi různých směrech lidské činnosti. Celulóza (vláknina), používaný člověkem již od starověku. Zpočátku, lidé začali používat dřevo jako palivo nebo stavební materiál. Potom, bavlna, len a další vláknité rostliny se naučili, aby se nit. Později se objevila technologie, mohou být získány ze dřeva papíru. Papír, ve své podstatě, je tenká vrstva z celulózových vláken, která jsou lisované a slepeny. Výsledkem je odolný, hladký povrch, na kterém je inkoust nešíří.

Zpočátku, pro výrobu papíru, za použití pouze rostlinným surový materiál (bavlna a rýže stonků). Z těchto čistě mechanicky získaných vláken. Ale jak rozvoj společnosti, tyto zdroje nestačila k pokrytí poptávky po papíru. Hlavní množství z nich je na papíře. Vzhledem k tomu, že kvalita papíru není kritická, to začalo přidat až 50 procent broušené dřevo. Následně there technologie, jak se zbavit těchto doprovodných látek dřeva jako pryskyřice, lignin a další. To je tak rozmanitá může být praktické využití sacharidů.

K dnešnímu dni, nejběžnější způsob je oddělení celulózy siřičitanu. Používá se v různých oblastech, kde je využití sacharidů. Chemický proces je poměrně jednoduchý. Podle tohoto způsobu se dřevo drcené a vaří se ve směsi s hydrogensíranem vápenatého. Je uvolňují ze všech druhů nečistot, oddělených na celulózových filtrů. Výsledná kapalina se skládá z monosacharidů, proto se používá jako surovina pro výrobu alkoholu. A celulóza používá při výrobě viskózy, acetátu a měďnatoamoniakálním vláken.

Někdy mylný pro sacharidy uhlovodíků. Navzdory tomu, že tyto dva druhy látek uvedených v melodii, nemají žádný vztah k sobě navzájem. Použití nasycených uhlovodíků v domácnosti a při práci - to je úplně jiný příběh.

závěr

Dnes jste si prohloubil své znalosti materiálů, jako jsou sacharidy. Vlastnosti a použití sacharidů a jejich použití u člověka naznačují, že tyto látky jsou důležité biologické složky naší planety. Jsou doslova všude a ve všem. Ale to není důležité, ale skutečnost, že naše životy nejsou sacharidy by bylo nemožné. Příliš rozsáhlé využití sacharidů v životě.