Węglowodany

Węglowodany, czyli inaczej sacharydy lub cukry, to organiczne związki chemiczne składające się z węgla, wodoru i tlenu. Węglowodany występują zarówno w organizmach roślinnych, jak i zwierzęcych. Cukry dzielą się na węglowodany przyswajalne i nieprzyswajalne (błonnik pokarmowy). Syntetyzowane są głównie przez rośliny z dwutlenku węgla i wody w procesie fotosyntezy (zwierzęta mogą syntetyzować niektóre węglowodany z tłuszczu i białka). Wyróżnia się cukry proste i cukry złożone, z których te drugie są bardziej pożądanym składnikiem diety.

Rola węglowodanów w organizmie

Węglowodany są niezbędnym składnikiem pokarmu, obok lipidów stanowią główne źródło energii - 1 gram to 4 kcal. Węglowodany są konieczne do utleniania kwasów tłuszczowych, do dwutlenku węgla i wody. W przypadku niedostatecznej ilości węglowodanów przyswajalnych w pożywieniu (poniżej 100g/dobę) następuje niecałkowite ich spalanie i powstają ciała ketonowe, które zakwaszają organizm. Dlatego słuszne jest powiedzenie: "tłuszcze spalają się w ogniu węglowodanów". Ponadto, węglowodany w organizmie są wykorzystywane do syntezy aminokwasów glukogennych. Nadają pożądane cechy organoleptyczne produktom spożywczym i potrawom, jak smak, konsystencja i barwa.

Węglowodany w organizmie człowieka są magazynowane w niewielkich ilościach, tj. 350-450 g. Zapas ten wystarcza na 12 godzin przy zapotrzebowaniu energetycznym 2800 kcal. Występuje w postaci glikogenu w wątrobie, w mięśniach, nerkach, w niewielkich ilościach (20g) w surowicy krwi. Glukoza ta jest wyłącznym źródłem energii dla układu nerwowego (mózgu) oraz krwinek czerwonych. Mózg dorosłego człowieka zużywa około 140 g glukozy na dobę, natomiast krwinki czerwone około 40g/dobę. Przy niedostatecznej ilości węglowodanów w pożywieniu organizm syntetyzuje glukozę z białek – aminokwasów glukogennych oraz częściowo z tłuszczów (glicerolu i glicerydów). Aby uchronić białko przed spalaniem, należy dostarczyć odpowiednią ilość węglowodanów i tłuszczów.

Spożywanie węglowodanów w nadmiarze jest przekształcane w tłuszcze – tróglicerydy i w tej postaci odkładają się w organizmie człowieka, prowadząc do otyłości.

Dzienne zapotrzebowanie na węglowodany

Węglowodany powinny dostarczać w codziennym pożywieniu 50-60% wartości energetycznej dziennej racji pokarmowej energii.

Zalecane dzienne spożycie węglowodanów dla różnych grup wiekowych wynosi:

Grupy ludności	Węglowodany ogółem w g	% energii z węglowodanów
Dzieci 1-3 lat	165	51
Dzieci 4-6 lat	235	55
Dzieci 7-9 lat	290	55
Chłopcy 10-12 lat	370	57
Dziewczęta 10-12 lat	320	56
Młodzież męska 13-15 lat	420-470	56-57
Młodzież męska 16-20 lat	450-545	56-59
Młodzież żeńska 13-15 lat	365-400	56-57
Młodzież żeńska 16-20 lat	355-390	57-58
Mężczyźni 21-64 lat praca lekka	345-385	58-59
Mężczyźni 21-64 lat praca umiarkowana	400-480	57-60
Mężczyźni 21-64 lat praca ciężka	500-600	57-60
Mężczyźni 21-64 lat praca bardzo ciężka	575-605	57-60
Kobiety 21-59 lat praca lekka	300-335	57-58
Kobiety 21-59 lat praca umiarkowana	330-405	57-58
Kobiety 21-59 lat praca ciężka	400-460	55-57
Kobiety ciężarne (II połowa ciąży)	400	57
Kobiety karmiące	490	58
Mężczyźni 65-75 lat	335	58
Mężczyźni powyżej 75 lat	315	60
Kobiety 60-75 lat	320	58
Kobiety powyżej 75 lat	300	60

Podział węglowodanów

Węglowodany dzieli się na:

• cukry proste (monosacharydy),
• cukry złożone małocząsteczkowe (oligosacharydy),
• cukry złożone wielkocząsteczkowe (polisacharydy),
• pochodne węglowodanów (związki składające się z węglowodanów).

Cukry proste

Monosacharydy dzielą się na pentozy i heksozy. Pentozy zazwyczaj występują w wielocukrach oraz w połączeniu z aglikonami. Do pentoz należą:

• arabinoza – stanowi składnik żywic i gum roślinnych,
• ksyloza – występuje w gumie drzewnej,
• ryboza – w naturze nie występuje w stanie wolnym,
• ksyluloza,
• rybuloza.

Heksozy to cukry zawierające 6 atomów węgla w cząsteczce. Dobrze rozpuszczają się w wodzie, a trudno w metanolu i etanolu. Należą do nich:

• glukoza – czyli inaczej cukier gronowy, jest szeroko rozpowszechniony w naturze. Można go znaleźć w sokach roślinnych, a zwłaszcza owocowych. Glukoza jest również cukrem fizjologicznym – znajduje się w płynach ustrojowych;
• galaktoza – w stanie wolnym występuje rzadko. W przypadku roślin występuje przede wszystkim w postaci galaktanów (agar), a u zwierząt jest składnikiem cukru mlecznego i cerebrozydów;
• mannoza – w odżywianiu człowieka cukier ten nie odgrywa większej roli. U zwierząt stanowi składnik wielocukrów złożonych, wchodzących w skład sympleksów białkowych. Występuje również w niektórych gatunkach orzechów i fasoli jako trudnostrawny węglowodan;
• fruktoza – jest cukrem owocowym, występującym w owocach, sokach owocowych i miodzie.

Cukry złożone małocząsteczkowe

Oligosacharydy, czyli cukry złożone małocząsteczkowe dzielą się na dwucukrowce, trójcukrowce i czterocukrowce.

Dwucukrowce to:

• sacharoza – cukier ten składa się z glukozy i fruktozy. Stosowana jest do konserwowania mleka i dżemów, gdyż hamuje wzrost pleśni;
• laktoza – składa się z glukozy i galaktozy. Laktoza występuje w mleku i produktach mlecznych. Niektóry ludzie nie tolerują tego cukru, gdyż występuje u nich upośledzenie wytwarzania laktazy, czyli enzymu odpowiadającego za trawienie laktozy;
• maltoza – cukier składający się z z dwóch cząsteczek glukozy. Maltozę można znaleźć w piwie i produktach piekarniczych. Wytwarza się ją w procesie fermentacji ziarna zbóż.

Trójcukrowcem jest z kolei rafinoza, składająca się z galaktozy, glukozy i fruktozy, natomiast czterocukrowiec to stachioza, czyli połączenie dwóch cząsteczek galaktozy, glukozy i fruktozy.

Cukry złożone wielkocząsteczkowe

Polisacharydy dzielą się na grupę skrobi i grupę celulozy. Do grupy skrobi należy:

• skrobia – jest źródłem 25% całkowitej dziennej energii. Zawierają ją rośliny, u których stanowi materiał zapasowy. Produkty zawierające skrobię są bardzo sycące i szybko zaspokajają głód;
• glikogen – znajduje się w organizmach zwierzęcych (w mięśniach i wątrobie) oraz w drożdżach;
• chityna – jest wielocukrem złożonym z N-acetyloglukozoaminy. Nie poddaje się działaniu enzymów roślinnych i zwierzęcych. Chityna tworzy różne struktury niektórych bakterii, grzybów, owadów i skorupiaków;
• dekstryny.

Grupa celulozy określana jest również jako błonnik pokarmowy (włókno pokarmowe). Włókno pokarmowe nierozpuszczalne w wodzie (celuloza, hemiceluloza, ligniny) jest nieprzyswajalne przez organizm, jednak jest mu potrzebne do szybkiego transportowania treści pokarmowych przez jelita. Celuloza zapobiega zaparciom, nowotworom przewodu pokarmowego, obniża poziom glukozy we krwi i hamuje przyrost masy ciała. Z kolei ligniny usuwają nadmiar kwasów żółciowych i cholesterolu z przewodu pokarmowego i zapobiegają powstawaniu kamieni żółciowych.

Istnieją również włókna pokarmowe rozpuszczalne w wodzie. Należą do nich śluzy, gumy i pektyny. Śluzy wiążą duże ilości wody, dlatego też działają przeczyszczająco. Gumy wykorzystuje się w produkcji żywności jako środki zagęszczające, a pektyny w produkcji dżemu. Nierozpuszczalne w wodzie włókno pokarmowe spowalnia transport pożywienia z żołądka do jelita cienkiego, przedłużając w ten sposób uczucie sytości i pozwalając na lepsze wchłanianie niektórych składników pokarmowych.

Pochodne węglowodanów

Wśród pochodnych węglowodanów można wyróżnić glikozydy, saponiny, taniny i kwasy organiczne.

• Glikozydy to pochodne cukrowców. Zazwyczaj są bezbarwne i gorzkie w smaku, rozpuszczają się w wodzie i alkoholu. Niektóre z nich są groźne dla człowieka ze względu na zawarty w nich cyjanowodór. Zawarte są w makuchach lnianych, niektórych paszach, pestkach gorzkich migdałów, śliwek, moreli i brzoskwiń.
• Saponiny – znajdują się w roślinach strączkowych. Ze względu na to, że stabilizują tłuszcze, stosuje się je do produkcji napojów chłodzących i chałwy.
• Taniny – jest to połączenie polifenoli z glukozą. Można je znaleźć w herbacie, kawie i grzybach.
• Kwasy organiczne – to między innymi kwas jabłkowy, kwas cytrynowy, kwas mlekowy i kwas bursztynowy.

Spożywanie węglowodanów jest niezbędne dla utrzymania prawidłowego zdrowia. Jeśli chcesz być długo aktywnym i sprawnym fizycznie, twój sposób żywienia powinien być oparty na diecie dobrze zbilansowanej i dostarczać odpowiedniej ilości węglowodanów.