Вуглеводи — невід’ємний компонент клітин і тканин усіх живих організмів, представників рослинного і живої природи. В силу своєї різноманітності, вуглеводи класифікуються як по складності хімічної структури (прості і складні), так і за впливом на метаболізм людини.
Наприклад, при вживанні в їжу швидкі вуглеводи починає засвоюватися практично відразу і різко підвищують рівень цукру в крові, тоді як полісахариди і крохмаль вимагають часу для перетравлення. Крім цього, шлунок людини не здатний перетравлювати клітковину — вона також є вуглеводом.
// Вуглеводи — що це і хто придумав?
З точки зору хімії, вуглеводи — це молекули, що складаються з атомів вуглецю, водню і кисню. У природі синтезуються вуглеводи зеленими рослинами з вуглекислого газу і води в процесі фотосинтезу — фактично, вони утворюються при зростанні рослини під впливом сонячного світла.
Назва “вуглеводи” відсилає до того, що на кожний атом вуглецю припадає два атома водню — як у води. Термін був запропонований 22-річним доктором медицини Карлом Шмідтом в 1844 році. По суті, саме він придумав вуглеводи, коли виявив, що виноградний цукор є компонентом крові тварин.
Вуглеводи — найпоширеніша органічна речовина в природі і важливий компонент живих організмів. Вони є частиною структури нуклеїнових кислот — молекул, що містить генетичну інформацію. В рослинах вуглеводи складають до 80% сухої маси, у людей і тварин — 2-3%.
Чим вуглеводи відрізняються від білків?
Якщо білки складаються з амінокислот (аміногруп залишків), то вуглеводи — з карбонільної і декількох гідроксильних груп. Крім цього, у білків вище відносна молекулярна маса, оскільки вони мають кілька структур (первинних, вторинних і так далі), тоді як структура вуглеводів більш проста.
З точки зору обміну речовин людини, вуглеводи (у вигляді глюкози, крохмалю і глікогену) є джерелами енергії, тоді як білки — ферменти і засобом для транспортування важливих елементів (наприклад, залізовмісний білок гемоглобін переносить кисень).
Види та класифікація
Традиційно вуглеводи класифікують за кількістю структурних елементів. Наприклад, кожна молекула моносахариду містить лише одну карбонильную (альдегидную або кетонную) групу, молекула дисахарида — дві, олисахарида — від двох до десяти, полісахариду — десятки, сотні і тисячі груп.
1. Прості вуглеводи і цукор
Найпростіші представники цього класу вуглеводів — глюкоза і фруктоза, що відрізняються лише розташуванням атомів в молекулі. Сполучені разом, моносахариди глюкоза і фруктоза утворюють звичайний цукор. Крім цього, до простих вуглеводів належить лактоза і ряд продуктів харчування (наприклад, мед).
2. Складні вуглеводи і крохмаль
Складні вуглеводи — це ланцюжки з сотень і тисяч молекул моносахаридів. Різні види крохмалю — приклад полісахаридів овочів і злакових культур. З допомогою травних ферментів шлунка ці вуглеводи, в кінцевому підсумку, також розщеплюється на глюкозу — однак це вимагає часу.
3. Клітковина
Рослинні харчові волокна (клітковина) — також вид складних вуглеводів. Відмінністю клітковини є те, що вона не перетравлюється шлунком людини, хоча важлива для різних функцій травлення та обміну речовин. Зокрема, розчинна клітковина служить їжею для корисної мікрофлори кишечника.
4. Альдіти
Альдіти (або цукрові спирти) — рослинні речовини, що використовуються як цукрозамінників та підсолоджувачів. Найбільш популярними є ксиліт і сорбіт — елементи, виділені з манного ясена. Вони володіють солодким смаком, проте засвоюються організмом лише частково.
Глікемічний індекс вуглеводів
З точки зору правильного харчування роль відіграє не структурний склад молекули вуглеводу, а те, наскільки швидко вона засвоюється. Швидкі вуглеводи (моносахариди і дисахариди з простою структурою) різко підвищують рівень цукру в крові, тоді як складні вуглеводи (полісахариди) найчастіше засвоюються повільно.
У цьому випадку говорять про глікемічному індексі вуглеводу — точніше, конкретного продукту харчування, що містить цей вуглевод. Нагадаємо, що швидкість засвоєння залежить не лише від поєднання з білками і жирами, але і від ступеня термічної обробки і величини порції продукту.
Крім цього, не всі складні вуглеводи засвоюються повільно. Наприклад, мальтодекстрин, що часто використовується в харчовій індустрії, фактично будучи полісахаридом, по своїй дії на організм подібний до глюкози. Міститься в рисі крохмаль також володіє швидкою швидкістю засвоєння.
***
Вуглеводи — клас органічних речовин, що синтезується зеленими рослинами з вуглекислого газу і води в процесі фотосинтезу. Класифікація вуглеводів будується на кількості структурних елементів (моносахариди, дисахариди і полісахариди), а також на швидкості засвоєння вуглеводних продуктів (швидкі і повільні).