Значение углеводов в жизни человека

Введение

     Плоды и овощи имеют большое значение в питании человека. Плодоовощная продукция является источником поступления в организм человека биологически активных и минеральных веществ, ферментов, углеводов, органических кислот. 

     В отличие от других групп продовольственных товаров свежие плоды и овощи после их уборки остаются живыми организмами и в них протекают процессы, свойственные живой растительной клетке. За счет высокого содержания влаги плоды и овощи недостаточно устойчивы в хранении, и на сохраняемость их оказывает влияние ряд факторов, таких, как условия выращивания, качество уборки, степень зрелости, вид и степень поврежденности, режим хранения. Основными процессами, влияющими на сохраняемость плодов и овощей, являются испарение влаги, выделение тепла, дыхание, изменение химического состава. В качестве критерия сохраняемости плодов и овощей можно принять сроки хранения и величину товарных потерь. В связи с этим для сохранения полезных свойств плодоовощного сырья и увеличения сроков хранения используются разнообразные методы консервирования. Таким образом, задача консервирования плодов и овощей - увеличение сроков хранения при условии максимального сохранения первоначальных потребительских свойств.

     Консервированные  плоды и овощи являются незаменимыми продуктами питания населения северных районов, для снабжения предприятий общественного питания, экспедиций, армии и флота, питания детей и людей с различными заболеваниями и нуждающихся в диетическом питании.

     Целью данной курсовой работы является закрепить, углубить, расширить теоретические знания об углеводах, их классификации, значении в питании человека, а так же их свойствах и изменениях в процессе переработки плодоовощных товаров.

     Задачей курсовой работы является проанализировать учебные материалы по данной тематике и закрепить теоретические знания о содержании, изменении и значении углеводов в свежих и переработанных плодоовощных товарах. 
 
 

1 Значение углеводов в питании человека 

     Углеводы - это органические соединения, имеющие  в составе альдегидную или кетонную и спиртовую группы.  
Все углеводы можно разделить на 3 группы: быстроусваиваемые углеводы - глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, сахароза, лактоза, мальтоза; медленноусваиваемые полисахариды - крахмал, гликоген; и неусваиваемые (неперевариваемые) - клетчатка (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) и пектиновые вещества¹.

     Основная  функция углеводов - энергетическая. Именно углеводы обеспечивают организм 55-60% всей утилизированной энергии.  
Энергетическую функцию несут прежде всего глюкоза, фруктоза, сахароза, а также крахмал и гликоген. Так называемые неперевариваемые углеводы - целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества также играют очень важную роль в питании. Пищевые волокна стимулируют перистальтику желудочно-кишечного тракта, адсорбируют токсические вещества и холестерин, обеспечивают оптимальные условия для жизнедеятельности нормальной микрофлоры кишечника².

     Основными источниками углеводов являются продукты растительного происхождения: сладкие овощи и фрукты, (глюкоза, фруктоза, сахароза), а также крупы, все овощи и фрукты, хлеб из муки грубого помола (медленно усваиваемые и неперевариваемые углеводы, т.е. пищевые волокна).

     Средняя потребность в углеводах составляет 400(300) - 500 г. в сутки в зависимости  от степени физической активности. Из них 70-75% должно приходиться на долю медленно усваиваемых углеводов - крахмала, около 10% (30-40 г) на долю пищевых волокон и 15-20% (60-100 г) могут составлять простые сахара.

     Учитывая  малую биологическую ценность рафинированных углеводов, следует стремиться к максимальному ограничению в рационе продуктов, в которых они содержатся (кондитерские изделия, хлеб из белой муки, сахар). Кроме того, быстрое всасывание простых углеводов в желудочно-кишечном тракте приводит к резкому повышению уровня глюкозы в крови и перенапряжению функции поджелудочной железы, что может способствовать развитию диабета.

     Недостаток  углеводов в питании приводит к снижению массы тела. В качестве источников энергии организм начинает использовать жиры и белки. В результате нарушаются обменные процессы (в норме "жиры сгорают в пламени углеводов"). Недостаточное потребление пищевых волокон приводит к развитию запоров. Увеличивается риск возникновения полипов и рака толстой кишки.

     При избыточном потреблении углеводов повышается уровень сахара в крови (избыточная нагрузка на поджелудочную железу), часть их не может быть использована организмом и используется для образования жира. Избыток жира в организме приводит к развитию атеросклероза и связанных с ним сердечно-сосудистых заболеваний. Повышается аллергическая настроенность организма. Избыточное потребление пищевых волокон у здоровых людей может вызывать метеоризм и снижение усвоения белков, жиров и минеральных веществ³.

     Углеводный  обмен

     Углеводный  обмен представляет собой совокупность процессов превращений углеводов в организме человека и животных.

     Процесс превращений углеводов начинается с переваривания их в ротовой полости, где происходит частичное расщепление крахмала под действием фермента слюны - амилазы. В основном углеводы перевариваются и всасываются в  тонком кишечнике и затем с током крови разносятся в ткани и органы, а основная часть их, главным образом глюкоза, накапливается в печени в виде гликогена. Глюкоза с кровью поступает в те органы и ткани, где возникает потребность в ней, причем скорость проникновения глюкозы в клетки определяется проницаемостью клеточных оболочек.  В клетки печени глюкоза проникает свободно, в клетки мышечной ткани проникновение глюкозы связано с затратой энергии; во время мышечной работы проницаемость клеточной стенки значительно возрастает. В клетках глюкоза претерпевает процесс превращений на молекулярном уровне в процессе биологического окисления с накоплением энергии.

     При окислении глюкозы в пентозном (аэробном) цикле образуется восстановленный никотинамид-адениннуклеотидфосфат, необходимый для восстановительных синтезов. Кроме того промежуточные продукты этого цикла являются материалом для синтеза многих важных соединений.

     Регуляция углеводного обмена в основном осуществляется гормонами и центральной нервной системой. О состоянии углеводного обмена  можно судить по содержанию сахара в крови (в норме 75-110 мг%). При сахарной нагрузке эта величина возрастает, но затем быстро достигает нормы. Нарушения углеводного обмена возникают при различных заболеваниях. Так, при недостатке инсулина наступает сахарный диабет, а понижение активности одного из ферментов углеводного обмена - мышечной фосфорилазы - ведет к мышечной дистрофии⁴.

     Таким образом, углеводы играют огромную роль в жизнедеятельности организма человека. С их помощью протекают очень важные биохимические процессы в крови и тканях. Углеводы - неотъемлемая часть рациона питания человека, они являются основным источником обеспечения энергетических затрат организма. 
 
 

     2 Классификация углеводов 

     Углеводы  по своей химической структуре можно  разделить на простые (моно- и дисахариды) и сложные (полисахариды). Простые  углеводы состоят из замкнутых в  кольцо молекул с пятью (пентозы) или шестью (гексозы) атомами углерода. На каждый из атомов углерода в такой молекуле приходится два атома водорода и один атом кислорода. Отсюда и происходит их общее название (уголь + вода). Конечным продуктом обмена углеводов является вода и углекислый газ. Моносахариды различаются по своим свойствам (и названиям) в зависимости от того, сколько атомов углерода входит в молекулу, каким образом она свернута в кольцо, и от того, как при этом изгибаются углы получившегося пяти- или шестиугольника. 
При соединении двух молекул моносахаридов образуются дисахариды; полисахариды состоят из прямых или разветвленных цепочек молекул моносахаридов различной длины. В молекуле животных углеводов гликогене может быть до 1 миллиона моносахаридов.

     Эксперты  Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ, 2002) предложили упрощенную классификацию углеводов:

   Таблица 1    Классификация углеводов

Примечание: литературный источник [ Медицинский центр "Эстетик-Сервис". Статьи. Функции углеводов. Классификация углеводов. Основные виды углеводов. Сложные углеводы (полисахариды).Выпуск № 19, 21 апреля 2004 г.

     2.1 Моносахариды 

     Глюкоза – наиболее важный из всех моносахаридов, так как она является структурной единицей (кирпичиком) для построения большинства пищевых ди- и полисахаридов. С пищей к нам поступают моно–, ди– и полисахариды. Всасываются в кишечнике моносахариды. Полисахариды в процессе движения по ЖКТ расщепляются на отдельные молекулы моносахаридов и всасываются в кровь в тонком кишечнике. С кровью воротной вены большая часть глюкозы (около половины) из кишечника поступает в печень, остальная глюкоза через общий кровоток транспортируется в другие ткани. Концентрация глюкозы в крови в норме поддерживается на постоянном уровне и составляет 3,33–5,55 мкмоль/л, что соответствует 75–110 мг в 100 мл крови. 
Транспорт глюкозы в клетки регулируется во многих тканях гормоном поджелудочной железы – инсулином. В клетке в ходе многостадийных химических реакций (Цикл Кребса) глюкоза превращаются в другие вещества, которые в конечном итоге окисляются до углекислого газа и воды, при этом выделяется энергия, используемая организмом для обеспечения жизнедеятельности. При снижении уровня глюкозы в крови или ее высокой концентрации и невозможности использования, как это происходит при диабете, наступает сонливость, может наступить потеря сознания (гипогликемическая кома).

     Без присутствия инсулина глюкоза не поступит в клетку и не будет использована в качестве топлива. В этом случае в качестве топлива обычно используются жиры. Это характерно для людей с сахарным диабетом. Кстати, в некоторых теориях снижения веса активно используется этот факт. Хотя при этом могут возникать очень серьезные проблемы со здоровьем. Позже мы коснемся этой темы более основательно. Скорость поступления глюкозы в ткани мозга и печени не зависит от инсулина и определяется только концентрацией ее в крови. Эти ткани называются инсулинонезависимыми.

     Фруктоза является одним из самых распространенных углеводов фруктов. В отличие от глюкозы она может без участия инсулина проникать из крови в клетки тканей. По этой причине фруктоза рекомендуется в качестве наиболее безопасного источника углеводов для больных диабетом. Часть фруктозы попадает в клетки печени, которые превращают ее в более универсальное "топливо" – глюкозу, поэтому фруктоза тоже способна повышать уровень сахара в крови, хотя и в значительно меньшей степени, чем другие простые сахара. Фруктоза легче, чем глюкоза, способна превращаться в жиры. Основным преимуществом фруктозы является то, что она в 2,5 раза слаще глюкозы и в 1,7 – сахарозы. Ее применение вместо сахара позволяет снизить общее потребление углеводов.

     Галактоза в продуктах в свободном виде не встречается. Она образует дисахарид с глюкозой – лактозу (молочный сахар) – основной углевод молока и молочных продуктов.

     Лактоза расщепляется в желудочно-кишечном тракте до глюкозы и галактозы под действием фермента лактазы. Дефицит этого фермента у некоторых людей приводит к непереносимости молока. Дефицит этого фермента наблюдается примерно у 40% взрослого населения. Нерасщепленная лактоза служит хорошим питательным веществом для кишечной микрофлоры. При этом возможно обильное газообразование, живот "пучит". В кисломолочных продуктах большая часть лактозы сброжена до молочной кислоты, поэтому люди с лактазной недостаточностью могут переносить кисломолочные продукты без неприятных последствий. Кроме того, молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах подавляют деятельность кишечной микрофлоры и снижают неблагоприятные действия лактозы.

     Дисахарид, образованный молекулами глюкозы и фруктозы, – это сахароза. Содержание сахарозы в сахаре песке составляет 99,7%, а в сахаре рафинаде – 99,9%. Сахар быстро расщепляется в желудочно–кишечном тракте, глюкоза и фруктоза всасываются в кровь и служат источником энергии и наиболее важным предшественником гликогена и жиров. Его часто называют "носителем пустых калорий", так как сахар – это чистый углевод, он не содержит других питательных веществ, таких как, например, витамины, минеральные соли.