Role a aplikace sacharidů. Používání 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 úlohu a aplikaci sacharidů v různých směrech v potravinářském (a nejen) průmyslu.

Zdroje sacharidů

Hlavními zdroji sacharidů jsou rostlinné produkty. 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.

Potraviny 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. U ovoce, zeleniny a bobulí jsou tyto látky prezentovány ve formě jednoduchých cukrů: ovoce, červená řepa, rákos, hroznové víno a podobně. Oni se rozpustí ve vodě a jsou dokonale vstřebáváni tělem. Cukry rozpustné ve vodě se rychle vstřebávají do krve.

Používání sacharidů

Předpokládá se, že většina sacharidů by měla být použita 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. Pokud 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 nich je přibližně 2,5 tuny 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 dát 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, denní požadavky na uhlohydráty jsou přibližně 400 gramů.

Asi 50-65% sacharidů vstoupí do našeho těla s 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 silné dráždivé exokrinní pankreas a nejaktivnější stimulátor syntézy inzulínu, který hraje důležitou roli v regulaci metabolismu sacharidů a udržovat optimální homeostázu glukózy. Přetížení jednoduchými sacharidy v průběhu let vede k hyperplazii beta - buněk, pak - ke zhoršení insulárního aparátu a vytvoření předpokladů pro vznik diabetu mellitus.

Klasifikace sacharidů

V závislosti na struktuře, schopnosti rozpouštění a rychlosti asimilace jsou sacharidy, které jsou ve složení potravin, rozděleny na jednoduché a složité. Jednoduché nesoucí monosacharidy (fruktosa, 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 a také syntetizovaná během štěpení 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. S fyzickou aktivitou 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 nasycení krve cukrem. Současně je v játrech fruktosy snazší syntetizovat glykogen, spíše než glukózu. Ve srovnání se sacharózou je fruktóza lépe absorbována a má větší sladkost. Kvůli poslední vlastnosti pro potřebnou 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 diabetiky.

S přebytkem sacharózy se metabolismus tuku rozpadá a tvorba tuku se zvyšuje. 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 dochází k porušení metabolismu cholesterolu a ke zvýšení jeho obsahu v krvi. Kromě toho má nadbytek cukru špatný účinek na práci střevní mikroflóry - zvyšuje se houževnatost mikroorganismů, hnilobných procesů se zrychluje a meteorit 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. Když je hydrolyzován, rozdělí se na fruktózu a glukózu. Hlavními zdroji sacharózy jsou řepné a třtinové cukry. V cukrovém písku dosahuje obsah tohoto sacharidu 99,75%. Kromě toho se cukr nachází v ovoci, zelenině a melounech.

Komplexní sacharidy

Polysacharidy se vyznačují složitější strukturou molekuly a extrémně slabou rozpustností ve vodě. Tato třída zahrnuje: škrob, vlákninu, glykogen a pektinových látek. Používání sacharidů této třídy se rozšiřuje do různých stupňů. Hlavní hodnotou jídla je škrob. Jeho vysoký obsah obilovin je hlavním faktorem, který určuje jejich nutriční hodnotu. V průměrné stravě 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, pektin může být použit pro preventivní a léčebné 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 má velký význam jeho kvalita. Čím je tento sacharid tenčí, tím lépe se rozdělí do střeva 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 podávání 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 bylo možné zcela pokrýt lidskou potřebu kalorií, je třeba nalít 7 až 10 litrů roztoku. To může vést k rozvoji hyperhydratace, plicního edému a kardiovaskulárních poruch.

Použití více koncentrovaných roztoků glukózy s sebou nese jiné nepříjemné důsledky - vzejití plazmatické hyperosmolaritu a stimulací intimy žíly (flebitida a tromboflebitidy). Abyste vyloučili riziko osmotické diurézy, musíte udržovat rychlost infuze glukózy v rozmezí od 0,4 do 0,5 g / kg / h. Převedete-li 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. Americké ministerstvo zemědělství provedlo průzkum, podle něhož bylo zjištěno, že lidé, kteří konzumují potravu bohatou na sacharidy, mají převážně normální hmotnost. Potraviny, které obsahují mnoho sacharidů, jsou výživnější, ale méně kalorické.

Jak víte, v Americe trpí více než polovina obyvatelstva nadváhou. A počet takových lidí se neustále zvyšuje. Dlouhodobý průzkum populace za konzumované potraviny ukázal, že lidé s převládající sacharidovou dietou dostávají méně kalorií než ti, kteří mají rádi bílkoviny a tuky, a to vzhledem k tomu, že jedli stejné množství jídla. 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 dostávala 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 méně energie jako svůj energetický materiál. 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 metabolických procesů.

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 dostane mnoho cukrů, nemohou být plně syntetizovány do glykogenu a stávají se triglyceridy, které podporují tvorbu tukových tkání. Po zvýšení obsahu inzulinu v krvi se tento proces zrychluje.

Komplexní sacharidy, na rozdíl od jednoduchých, se pomalu rozpadají, takže jejich obsah v krvi se postupně zvyšuje. V tomto ohledu je vhodné, aby hlavní uhlohydrátová 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 onemocněními kardiovaskulárního systému.

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

Glukóza

Tento sacharid je dobře vstřebáván tělem a může být použit jako součást některých léků. Kromě toho je v cukrárně široce používán glukóza. S pomocí pomáhá vyrábět marmeládu, karamel, perník a další výrobky. 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.

Velmi důležitý je fermentace glukózy. K tomu dochází, když jsou zelí, okurky, mléko a další produkty kyselé, stejně jako silážování krmiv. Při výrobě piva využívá alkoholové kvašení glukózy.

Škrob

Škrob je cennou živinou. Pro usnadnění trávení tělem se produkty vystavují teplotní úpravě. Při vysokých teplotách je částečný hydrolýza škrobu, stejně jako tvorbu ve vodě rozpustných dextrinů. Dextriny, zachycené v zažívacím traktu, se hydrolyzují na glukózu, která je tělem dobře absorbována. 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 dochází k aplikaci sacharidů. Stručně popište tento proces získání glukózy a melasy ze škrobu mohou 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 z něj se izoluje glukóza. Pokud neuvedete proces hydrolýzy do konce, 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.

Předtím bylo použito škrobování, které vám umožní dýchat druhý život do tkaniny a prodloužit její životnost. Škrob a výrobky z něj vyráběné se rovněž používají v textilním, farmaceutickém a slévárenském průmyslu.

Celulóza

Praktické výhody sacharidů byly vždycky méně důležité než jejich biologická role. Používání sacharidů lze nalézt v zcela odlišných směrech lidské činnosti. Celulóza (celulóza) je používána člověkem od starověku. Nejprve začal používat dřevo jako palivo a stavební materiál. Pak se z bavlny, lnu a dalších vláknitých rostlin naučili dělat vlákno. Později existovaly technologie, které umožňují získat papír z dřeva. Papír ve své podstatě je tenká vrstva vláknitých vláken, která jsou lisovaná a lepená. Výsledkem je robustní, hladký povrch, nad kterým se inkoust nerozšíří.

Zpočátku byly pro výrobu papíru použity pouze rostlinné materiály (stonky z bavlny a rýže). Z toho mechanicky vybíraly vlákna. Ale jak se společnost rozvíjela, uvedené zdroje nestačily na pokrytí potřeby papíru. Většina z nich jde do novin. Vzhledem k tomu, že kvalitní papír zde nezahrnuje zvláštní roli, bylo do něj přidáno až 50 procent dřeva. Později existovaly technologie, které umožňují zbavit se takových doprovodných dřevěných látek, jako je dehet, lignin a tak dále. Zde může být taková různorodá praktická aplikace sacharidů.

K dnešnímu dni je nejběžnějším způsobem izolace celulózy sulfit. Používá se v různých oblastech, kde se používají uhlohydráty. Chimie procesu je velmi jednoduchá. Podle této metody se dřevo mletí a vaří ve směsi s hydrogensíranem vápenatým. Poté je celulóza zbavená všech nečistot oddělena na filtrech. Výsledná louha obsahuje monosacharidy, takže se používá jako surovina pro výrobu alkoholu. Celulóza se používá při výrobě viskózních, acetátových a měděně amoniakových vláken.

Někdy jsou uhlohydráty zmatené s uhlovodíky. Navzdory skutečnosti, že tyto dvě skupiny látek jsou souzene nazývány, nemají s sebou nic společného. Použití mezních uhlovodíků v každodenním životě a v práci je zcela odlišné.

Závěr

Dnes a vy jsme prohloubili naše znalosti o takových látkách, jako jsou sacharidy. Vlastnosti, použití sacharidů a jejich přínos pro lidi potvrzují, že tyto látky jsou nejdůležitějšími biologickými složkami na naší planetě. Jsou doslova všude a ve všem. Ale to není hlavní věc, ale skutečnost, že bez sacharidů by náš život nebyl možný. Příliš mnoho použití sacharidů v životě.