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Il ruolo e l'utilizzo di carboidrati. L'uso di carboidrati in medicina

I carboidrati sono una componente integrale delle cellule e dei tessuti di qualsiasi organismo vivente, sia essa vegetale, animale o umano. Essi costituiscono la maggior parte della materia organica del pianeta Terra. I carboidrati sono una classe abbastanza estesa di composti. Tra di essi è possibile trovare sostanze con proprietà diverse. A causa di questa caratteristica, le funzioni dei carboidrati sono molto ampia. Oggi analizzeremo le proprietà principali, il ruolo fisiologico e l'applicazione dei carboidrati in diverse direzioni dell'industria alimentare (e non solo).

Fonti di carboidrati

Le principali fonti di carboidrati sono prodotti di origine vegetale. Vale a dire: pane, cereali, verdure, frutta, bacche. Per quanto riguarda i prodotti di origine animale, alcuni di essi sono anche ricchi di carboidrati. Questo è, innanzitutto, il latte, che contiene il cosiddetto zucchero di latte.

I prodotti alimentari possono contenere carboidrati diversi. Pertanto, l'importanza, l'applicazione dei carboidrati e le loro funzioni sono molto estese. Nei cereali e nelle patate c'è amido – un complesso carboidrato insolubile in acqua, che si divide in semplici zuccheri dall'azione di succhi digestivi. Nelle frutta, verdura e bacche queste sostanze sono presentate sotto forma di zuccheri semplici: frutta, barbabietola, canna, uva e così via. Si dissolvono in acqua e sono ben assorbiti dal corpo. Gli zuccheri, solubili in acqua, vengono rapidamente assorbiti nel sangue.

L'uso di carboidrati

Si ritiene che la maggior parte dei carboidrati debba essere consumata in una forma complessa e solo 20-25% in semplice. Ciò contribuisce alla graduale assunzione di zuccheri nel tessuto. Se una persona ottiene carboidrati sufficienti con il cibo, sono depositati nel fegato e nei muscoli sotto forma di "amido animale" di glicogeno. Con una mancanza di carboidrati, la riserva di glicogeno è suddivisa in glucosio e viene utilizzata per le esigenze del corpo (nutrizione di cellule e tessuti). Se l'organismo riceve l'eccesso, diventa grassa. A proposito, i carboidrati includono anche fibre, che è necessario per una corretta digestione.

I carboidrati sono componenti essenziali della dieta, quindi non solo determinano l'energia omeostatico dell'organismo, ma partecipano anche alla biosintesi di un numero di polimeri contenenti carbonio. Per una vita, una persona in media usa circa 14 tonnellate di questi composti. Di questi, circa 2,5 tonnellate sono in forma semplice. L'uso di proteine, grassi, carboidrati e loro derivati nei prodotti alimentari non è distribuito uniformemente. I carboidrati sono la parte principale della nostra dieta. Consumano 4 volte più di proteine o grassi. Con una semplice dieta mista, circa il 60% dell'energia che una persona riceve dai carboidrati. Il loro compito principale nel corpo è dare energia. L'attività fisica più nella vita di una persona, più ha bisogno di carboidrati. Con uno stile di vita sedentario, la necessità di queste sostanze diminuisce. Per coloro che non sono impegnati nel lavoro manuale, il fabbisogno giornaliero per i carboidrati è di circa 400 grammi.

Circa il 50-65% dei carboidrati entra nel nostro corpo con i prodotti di grano. 15-25% – con zucchero e prodotti contenenti zucchero. Circa il 10% – con radici e tuberi. E circa 5-7% – con frutta e verdura.

I carboidrati sono uno stimolante molto forte della secrezione esterna del pancreas e lo stimolatore più attivo della sintesi dell'insulina, che svolge un ruolo importante nella regolazione del metabolismo dei carboidrati e nel mantenimento dell'omeostasi di glucosio ottimale. Sovraccarico con carboidrati semplici nel corso degli anni porta ad una iperplasia delle cellule beta, poi all'indebolimento dell'apparato di insulina e alla creazione di prerequisiti per lo sviluppo del diabete mellito.

Classificazione dei carboidrati

A seconda della struttura, della capacità di sciogliere e del tasso di assimilazione, i carboidrati contenuti nei prodotti alimentari sono divisi in semplici e complessi. Per trasportare semplicemente monosaccharidi (fruttosio, glucosio, galattosio) e disaccharidi (saccarosio, lattosio). A polisaccaridi complessi (fibra, amido, glicogeno). Oltre ai carboidrati forniti ad esempio, in ogni classe esistono altre sostanze meno note.

Carboidrati semplici

I mono e disaccharidi si dissolvono bene in acqua e vengono rapidamente assorbiti dal corpo. Hanno un gusto dolce e pronunciato, per cui sono spesso chiamati semplicemente zuccheri. Il monosaccharide più comune è il glucosio, contenuto in vari frutti e bacche, così come sintetizzato dalla scissione di di- e polisaccaridi. Il glucosio, una volta ingerito, trova rapidamente il suo uso. Forma glicogeno, nutre il tessuto cerebrale ei muscoli (compreso il cuore), e regola anche il livello dello zucchero nel sangue. Con attività fisica, il glucosio può essere utilizzato direttamente come fonte di energia.

Il fruttosio ha proprietà simili. Può essere considerato un carboidrato molto prezioso e facilmente assimilato. Ma, rispetto al glucosio, il fruttosio è ancora lentamente assorbito dall'intestino e, colpendo il sangue, lascia più velocemente il flusso sanguigno. Fino all'80% del fruttosio viene mantenuto nel fegato, prevenendo eccessivo zucchero nel sangue. Allo stesso tempo, nel fegato di fruttosio è più facile sintetizzare il glicogeno rispetto al glucosio. Rispetto al saccarosio, il fruttosio è meglio assorbito e ha una maggiore dolcezza. A causa dell'ultima proprietà per il livello di dolcezza richiesto del prodotto, è possibile utilizzare meno fruttosio, riducendo così il consumo complessivo di zuccheri. Ciò avviene nella costruzione di una dieta a contenuto di calore limitato. Considerando l'uso dei carboidrati nella vita, un'attenzione particolare deve essere prestata all'alimentazione alimentare. Il fruttosio è spesso usato come dolcificante nella produzione di prodotti per le persone con diabete.

Con un eccesso di saccarosio, il metabolismo del grasso è rotto e la formazione di grassi aumenta. Inoltre, è stato a lungo dimostrato che con l'aumento della quantità di zucchero che entra nel corpo, è aumentata la sintesi di grassi di carboidrati complessi, direttamente grassi e anche proteine. Di conseguenza, la quantità di zucchero consumata da una persona può in gran parte regolare il metabolismo dei grassi.

Con abbondante uso dello zucchero, il metabolismo del colesterolo inizia ad aumentare e il suo contenuto nel sangue aumenta. Inoltre, lo zucchero in eccesso ha un cattivo effetto sul lavoro della microflora intestinale: aumenta la massa dei microrganismi putrefattivi, si accelerano i processi putrefattivi e si sviluppa la flatulenza. Il minimo di questi effetti indesiderati viene osservato con l'uso di fruttosio. La principale fonte di questo carboidrato sono frutti e bacche. Molto di fruttosio e glucosio si trova nel miele: rispettivamente il 37,1% e il 36,2%. Tutto lo zucchero che si trova nell'anguria è fruttosio, è qui circa l'8%.

Il prossimo monosaccharide è galattosio. Non si verifica nel cibo nella sua forma libera. Il galattosio è il prodotto della suddivisione del lattosio, il principale carboidrato del latte.

Per quanto riguarda i disacaridi, la principale nella nostra dieta è il saccarosio. Durante l'idrolisi, si divide in fruttosio e glucosio. Le fonti principali del saccarosio sono lo zucchero di barbabietole e di canna. In sabbia di zucchero, il contenuto di questo carboidrato raggiunge il 99,75%. Inoltre, il saccarosio si trova in frutta, verdura e meloni.

Carboidrati complessi

I polisaccaridi si distinguono per una struttura più complessa della molecola e per la solubilità estremamente debole in acqua. Questa classe comprende: sostanze di amido, fibra, glicogeno e pectina. L'utilizzo di carboidrati di questa classe è diffuso in vari gradi. Il valore alimentare principale è l'amido. Il suo contenuto elevato nei cereali è il fattore principale che determina il suo valore nutrizionale. Nella dieta dell'uomo medio, l'amido occupa l'80% della quantità totale di carboidrati consumati. Una volta nel corpo, si trasforma in carboidrati semplici e svolge le proprie funzioni.

Quanto al glicogeno, nel nostro corpo svolge il ruolo di materiale energetico, che alimenta i muscoli funzionanti e gli organi interni. Il glicogeno viene recuperato attraverso la reosintesi dovuta al glucosio.

La pectina è una sostanza solubile ben assorbita nel corpo. Come dimostra una moderna ricerca nel campo della nutrizione sana, la pectina può essere usata per scopi preventivi e terapeutici nelle malattie del tratto gastrointestinale.

La fibra è molto simile in struttura ai polisaccaridi. Il suo alto contenuto è famoso per i prodotti di grano. Oltre alla quantità di fibra nel prodotto, la sua qualità è molto importante. Quanto più dolce questo è il carboidrato, meglio è diviso nell'intestino e più utile che la persona porta. Queste proprietà sono possedute dalla fibra di verdure e patate. Una caratteristica importante di questo polisaccaride è la capacità di rimuovere il colesterolo dal corpo umano. Adesso prenderemo in considerazione più in dettaglio l'utilizzo di carboidrati.

Nutrizione parenterale

L'uso di carboidrati in medicina è in rapida evoluzione. Nutrizione parenterale – iniezione endovenosa di nutrienti nel corpo. Utilizzato nei casi in cui il paziente non ha l'opportunità di mangiare in modo indipendente. L'uso di carboidrati nell'alimentazione parenterale è molto comune. Sono utilizzati per la semplice ragione che sono la fonte di energia più accessibile per il corpo umano. Il valore energetico dei carboidrati è di 4 kcal / g. Il bisogno umano quotidiano di energia varia da 1.5 a 2.000 chilocalorie. Quindi il problema dell'applicazione isolata di carboidrati per coprire questo bisogno. In termini di una soluzione di glucosio isotonica , per coprire completamente il bisogno umano per le calorie, versare da 7 a 10 litri di soluzione. Questo può portare allo sviluppo dell'iperidratazione, dell'edema polmonare e dei disturbi cardiovascolari.

L'uso di soluzioni più concentrate di glucosio è pieno di altre conseguenze spiacevoli: l'emergere di iperosmolarità del plasma e le irritazioni dell'intima delle vene (lo sviluppo di flebite e tromboflebiti). E per escludere il rischio di diuresi osmotica, è necessario mantenere il tasso di infusione di glucosio nell'intervallo da 0,4 a 0,5 g / kg / h. Se si converte questo indicatore in una soluzione di glucosio isotonica, si otterrà un po 'più di 500 mm all'ora per un paziente che pesa 70 kg. Per evitare la violazione della tolleranza ai carboidrati e le conseguenti complicanze, l'insulina viene aggiunta alla soluzione di glucosio. Il calcolo è basato sulla formula: 1 ED per 3-4 grammi di glucosio secco. L'insulina non solo influenza positivamente l'utilizzo del glucosio, ma promuove anche l'adsorbimento normale degli amminoacidi.

L'uso di carboidrati in medicina dipende dal loro tipo. La nutrizione parenterale è ampiamente utilizzata: fruttosio, glucosio, sorbitolo, dextran, glicerolo e alcool etilico.

Alimenti dietetici

Ci sono molte diete che si basano sull'esclusione completa o parziale dei carboidrati dalla dieta, così come l'aumento del consumo di proteine e grassi. Il Dipartimento dell'Agricoltura statunitense ha condotto un sondaggio secondo cui è stato trovato che le persone che mangiano cibi ricchi di carboidrati hanno per lo più peso normale. Il cibo, che contiene molti carboidrati, è più nutriente, ma meno calorico.

Come è noto, in America più della metà della popolazione soffre del problema del sovrappeso. E il numero di tali persone sta crescendo costantemente. Un lungo sondaggio della popolazione per il cibo consumato ha mostrato che le persone con una dieta prevalente di carboidrati ricevono meno calorie rispetto agli amanti delle proteine e dei grassi, con la stessa quantità di cibo consumato. Questo gruppo di persone di tutti gli intervistati, e c'erano più di 10.000 persone, il peso corporeo più basso. La ragione è che per 1000 calorie di alimenti contenenti carboidrati, hai molta fibra e acqua. Questo gruppo di persone ha ricevuto con cibo più nutrienti, vale a dire: vitamine A e C, carotene, calcio, ferro e magnesio. I grassi, il colesterolo, lo zinco, il sodio e la vitamina B12, nella loro dieta erano contenuti in un grado insignificante.

L'uso di carboidrati e grassi negli alimenti è strettamente correlato. Tuttavia, come l'uso di carboidrati con proteine. L'alta efficienza dei carboidrati come fonte di energia sta nella loro capacità di risparmiare proteine. Quando viene ingerita una grande quantità di carboidrati, il corpo usa meno aminoacidi come materiale energetico. In generale, queste sostanze non sono componenti essenziali dell'alimentazione, in quanto possono essere sintetizzate da amminoacidi e glicerina, tuttavia, il loro ruolo non può essere sottovalutato. L'uso di carboidrati negli alimenti deve essere di almeno 50 grammi al giorno. Altrimenti, possono verificarsi disturbi nei processi metabolici.

Tuttavia, il consumo eccessivo di carboidrati porta alla formazione di grassi sottocutanei. Quando si costruisce una dieta, è importante non solo soddisfare il bisogno umano di queste sostanze, ma anche bilanciare il consumo dei loro vari tipi. È importante tracciare il rapporto di carboidrati semplici e complessi. Quando il corpo riceve molti zuccheri, non possono essere completamente sintetizzati nel glicogeno e diventano trigliceridi, che promuovono la formazione di tessuti grassi. Quando il contenuto di sangue dell'insulina è aumentato, questo processo viene accelerato.

Carboidrati complessi, a differenza di semplici, si dividono lentamente, in modo che il loro contenuto nel sangue aumenta gradualmente. A questo proposito è consigliabile che la parte principale dei carboidrati nei prodotti alimentari sia proprio le sostanze digeribili. La loro quota dovrebbe essere compresa tra il 80 e il 90%. La mancanza di carboidrati complessi è particolarmente evidente per coloro che soffrono di diabete, obesità, aterosclerosi e malattie del sistema cardiovascolare.

Come già capito, la maggior parte dei carboidrati sono utilizzati nell'alimentazione e nella medicina. Ma il campo di applicazione dei carboidrati non finisce qui. Dove altro vengono utilizzati?

glucosio

Questo carboidrato è ben assorbito dal corpo e può essere utilizzato nella composizione di alcuni farmaci. Inoltre, il glucosio è ampiamente utilizzato nell'industria della confetteria. Con il suo aiuto fanno la marmellata, il caramello, il pan di zenzero e altri prodotti. Nell'industria tessile svolge il ruolo di un agente riducente. E nella produzione di glicine e acidi ascorbici, il glucosio è il prodotto di partenza. Con il loro aiuto, sintetizzano anche alcuni zuccheri industriali.

La fermentazione glaciale è di grande importanza . Si verifica quando i cavoli, il cetriolo, il latte e altri prodotti sono acidi, nonché quando si sgranano i foraggi. Nella produzione della birra viene utilizzata la fermentazione alcolica del glucosio.

amido

L'amido è un nutriente prezioso. Per facilitare la digestione del corpo, i prodotti vengono sottoposti a un trattamento termico. In condizioni di elevata temperatura, si verifica idrolisi parziale di amido, così come la formazione di dextrine idrosolubili. I dextrini, dopo essere entrati nel tratto digestivo, sono idrolizzati al glucosio, che è ben assorbito dal corpo. Se si parla dell'uso di carboidrati nell'industria, non possiamo ignorare l'amido. I prodotti principali che ne derivano sono glucosio e melassa. Questo espande ulteriormente l'area in cui avviene l'applicazione di carboidrati. Brevemente descrivere il processo di ottenimento di glucosio e melassa da amido può essere come segue.

L'amido viene riscaldato in miscela con acido solforico diluito. L'acido in eccesso viene neutralizzato dal gesso. Il precipitato di solfato di calcio, che si forma durante la neutralizzazione, viene filtrato. Poi la soluzione viene evaporata e il glucosio viene isolato da esso. Se non portate il processo di idrolisi alla fine, ottenete una miscela di glucosio con le dextrine, che si chiama melassa. Viene utilizzato nell'industria della confetteria. Inoltre, le dextrine ottenute da amido sono ampiamente utilizzate come adesivi e addensanti per pitture. L'amido dimostra quanto sia diverso l'applicazione dei carboidrati. La chimica dei processi, allo stesso tempo, non è affatto complicata.

Precedentemente utilizzato biancheria apprettatura, che permette al tessuto di respirare nella seconda vita e prolungarne la durata. prodotti amidacei essi ottenuti trovare applicazioni nel settore tessile, farmaceutica e fonderia.

cellulosa

L'uso pratico di carboidrati è sempre stata non meno importante del loro ruolo biologico. L'uso di carboidrati può essere trovato in molto diverse direzioni di attività umana. Cellulosa (fibra) utilizzata dall'uomo fin dall'antichità. In un primo momento, la gente ha cominciato ad utilizzare il legno come materiale combustibile e la costruzione. Quindi, il cotone, lino e altre piante fibrose hanno imparato a rendere il filo. Più tardi, la tecnologia è apparso, può essere ottenuto da legno carta. Carta, nella sua essenza, è un sottile strato di fibre di cellulosa, che sono premuti e incollati. Il risultato è una superficie resistente, liscia su cui l'inchiostro non si sviluppa.

Inizialmente, per la fabbricazione di carta utilizzando solo materie prime vegetali (cotone e riso steli). Da queste fibre puramente estratti meccanicamente. Ma, come lo sviluppo della società, queste fonti non è stato sufficiente a coprire la domanda di carta. La quantità principale di esso è su carta. Dato che la qualità della carta non è critica, ha cominciato a aggiungere fino a terra in legno del 50 per cento. Successivamente vi tecnologia per liberarsi di tali sostanze accompagnano legno come resine, lignina e altri. Che è così diversi può essere l'applicazione pratica di carboidrati.

Ad oggi, il metodo più comune è la separazione di solfito di cellulosa. E 'utilizzato in diversi settori, in cui v'è un uso di carboidrati. processo chimico è abbastanza semplice. Con questo metodo, il legno schiacciato e bollito in miscela con solfato di calcio idrogeno. È poi liberato da ogni tipo di impurità separate su filtri di cellulosa. Il liquido risultante è composto da monosaccaridi, quindi è usato come materia prima per la produzione di alcol. E cellulosa usata nella fabbricazione di fibre di viscosa, acetato e cuproammoniacale.

A volte scambiato per carboidrati idrocarburi. Nonostante il fatto che queste due classi di sostanze di cui in sintonia, non hanno alcuna relazione con l'altro. L'uso di idrocarburi saturi in casa e sul posto di lavoro – è una storia completamente diversa.

conclusione

Oggi siete che avete approfondito la loro conoscenza dei materiali, come i carboidrati. Proprietà e applicazioni di carboidrati e il loro utilizzo per gli esseri umani suggeriscono che queste sostanze sono importanti componenti biologiche del nostro pianeta. Essi sono letteralmente ovunque e in ogni cosa. Ma questo non è importante, ma il fatto che le nostre vite non sono i carboidrati sarebbe impossibile. Troppo ampio uso di carboidrati nella vita.