WĘGLOWODANY

Definicja i ogólne informacje

• Węglowodany to zbiór związków organicznych

• Składają się z węgla (C), wodoru (H) i tlenu (O)

• Podstawowe źródło energii niezbędnej do podtrzymywania procesów życiowych

• Większość węglowodanów ulega rozkładowi do glukozy, która stanowi źródło energii

• Węglowodany mogą być przekształcane również w tłuszcz jako forma zmagazynowanej energii

• Błonnik pokarmowy nie dostarcza energii bezpośrednio, ale wspiera zdrowie układu pokarmowego, odżywiając dobrą florę bakteryjną, która wytwarza kwasy tłuszczowe do wykorzystania przez organizm

• Alkohole cukrowe są klasyfikowane jako węglowodany, mają słodki smak, ale niską kaloryczność

• Chemiczna formuła węglowodanów: $Cm(H<em>2O)</em>n$

• Przykładowa formuła glukozy: $C<em>6H</em>{12}O_6$

Rodzaje węglowodanów

• Węglowodany proste (cukry proste)

• Węglowodany złożone (nazwa ta odnosi się do skrobi i błonnika pokarmowego)

Cukry proste

• Składają się z dwóch klas:

  • Monosacharydy: cukry zawierające jedną cząsteczkę

  • Disacharydy: cukry złożone z dwóch monosacharydów

Monosacharydy

• Glukoza (dekstroza)

  • Główny monosacharyd w organizmie, pochodzi od greckiego słowa oznaczającego "słodki"

• Fruktoza (lewuloza)

  • Obecna w owocach, miodzie (około 50% składu), syropie kukurydzianym o wysokiej zawartości fruktozy

• Galaktoza

  • Rzadko występuje samodzielnie, łączy się z glukozą, tworząc laktozę (cukier mleczny); galaktoza przekształca się w glukozę lub gromadzi jako glikogen w wątrobie i mięśniach

Disacharydy

• Powstają przez połączenie dwóch monosacharydów:

  • Maltoza

  • Tworzy się z dwóch cząsteczek glukozy; zachodzi podczas rozkładu skrobi w ziarnach

  • Sacharoza

  • Złożona z glukozy i fruktozy; źródła: trzcina cukrowa, buraki, miód, syrop klonowy

  • Laktoza

  • Glukoza i galaktoza; występuje w produktach mlecznych

Oligosacharydy

• Zawierają od 3 do 10 monosacharydów;

• Przykłady: rafinoza, stachioza

• Znaczenie żywieniowe: nie są rozkładane przez ludzkie enzymy trawienne, przez co pozostają niestrawione w jelicie grubym, gdzie są rozkładane przez bakterie

Polisacharydy

• Składają się z długich łańcuchów monosacharydów (głównie glukozy)

• Skrobia

  • Główny źródło węglowodanów w diecie; źródła: ziemniaki, makaron, ryż

• Glikogen

  • Magazynuje węglowodany w organizmie; w sytuacji zapotrzebowania, przekształca się w glukozę

• Większość polisacharydów nie jest słodka i nie rozpuszcza się w wodzie

Włókna Pokarmowe (Błonnik)

• Składający się głównie z glukozy; dzieli się na:

  • Nierozpuszczalny w wodzie (np. celuloza)

  • Rozpuszczalny w wodzie

• Włókna wspierają zdrowie układu pokarmowego; przykłady źródeł:

  • Nierozpuszczalne: owoce, warzywa, zboża, popcorn, brązowy ryż

  • Rozpuszczalne: owsiane otręby, owoce (jabłka, pomarańcze), warzywa

Trawienie węglowodanów

• Proces rozpoczyna się w jamie ustnej:

  • Ślina z amylazą poddaje pokarm wstępnemu rozkładowi

• Kolejne etapy zachodzą w żołądku, trzustce i jelicie cienkim

Źródła węglowodanów w diecie

• Bogate w węglowodany produkty: zboża, rośliny okopowe, warzywa, owoce

  • Przykłady: ryż, pszenica, kukurydza, ziemniaki, orzechy

• Włókna są częścią większości z tych produktów

• Błonnik pokarmowy: pektyny, hemicelulozy, celuloza

Indeks Glikemiczny (IG)

• Określa prędkość trawienia węglowodanów do glukozy:

  • Niski IG: Wolne trawienie

  • Wysoki IG: Szybkie trawienie; może powodować nagły wzrost poziomu glukozy we krwi

• Ważne, aby ocenić ogólną wartość odżywczą pokarmów, a nie tylko IG

Węglowodany w diecie

• Główne źródło energii w organizmie;

• Preferowane w porównaniu do białek i tłuszczy

• Uczestniczą w metabolizmie tłuszczy oraz tworzeniu aminokwasów

• Wpływają na zdrowie stawów, kości, skóry oraz prawidłowe funkcjonowanie błon komórkowych

Kaloryczność węglowodanów

• 1 g węglowodanów dostarcza 4 kalorie

Włókno pokarmowe i jego rola w diecie

• Reguluje czas pasażu jelitowego

• Zmniejsza ciśnienie w jamie brzusznej, co może zmniejszać ryzyko hemoroidów

• Zmniejsza ryzyko raka okrężnicy i odbytnicy

Zapotrzebowanie na węglowodany (WHO)

• 55% do 75% energii powinno pochodzić z węglowodanów

• Dzienna ilość warzyw i owoców: minimum 400g

Dzienna ilość węglowodanów

• Na diecie 2000 kcal: $ 250-350 g $

• Spożycie węglowodanów głównie przed południem

Dieta niskowęglowodanowa

• Wskazania: zmniejszenie spożycia węglowodanów poniżej 55%

• Minimalizacja insuliny oraz zwiększenie glukagonu

• Należy unikać ketozy

• Dozwolone produkty: mięso, ryby, jaja, warzywa, produkty mleczne, orzechy

Problemy związane z węglowodanami

• Nadmiar: odkładanie tkanki tłuszczowej, ryzyko miażdżycy, cukrzycy typu 2

• Niedobór: hipoglikemia, zmęczenie, problemy z koncentracją

Glikacja

• Proces agregacji glukozy z białkami

• Negatywne skutki: otyłość, starzenie się skóry

Zastosowanie w kosmetykach

• Surowce aktywne: celuloza, skrobia

• Surowce funkcjonalne: glukoza, kwas hialuronowy

Metody oznaczania sacharydów

• Metody fizyczne: densymetryczne, refraktometryczne, polarymetryczne

• Metody chemiczne: metoda Fehlinga, Lane-Eynona, Bertranda

• Metody chromatograficzne: chromatografia cienkowarstwowa, gazowa, HPLC

• Metody enzymatyczne: na glukozę, fruktozę; wykorzystują oksydazy glukozowe oraz dehydrogenazy

Oznaczanie zawartości sacharydów w roślinach

• Metody oparte na: właściwościach redukcyjnych sacharydów, hydrolizie w kwaśnym środowisku, oznaczeniu przez miedź

• Metoda Fehlinga i inne metody chemiczne, aktywnie redukujące sacharydy