3.Функції вуглеводів у харчових продуктах

Гідрофільність – здатність зв'язувати воду і контролювати активність води в харчових продуктах – одна з головних властивостей вуглеводів, корисних для харчування. Гідрофільність обумовлена наявністю значної кількості гідроксильних груп. Ці групи взаємодіють з молекулами води, що приводить до сольватації та розчинення вуглеводів та інших їх полімерів. Ця властивість обумовлює необхідність у контролі надходження вологи до продукту, що містить вуглеводи. Наприклад, заморожені пекарські продукти не повинні містити значної кількості вологи, тому доцільно замість сахарози використовувати мальтозу, лактозу. В інших випадках потрібний контроль активності води, щоб запобігти втрати вологи під час зберігання (це застосування гігроскопічних вуглеводів, фруктових сиропів, інвертного цукру).

Вуглеводи мають властивість зв'язувати ароматичні речовини. Для більшості харчових речовин, під час одержання яких використовуються різні види сушіння, вуглеводи є важливими компонентом, вміст яких сприяє збереженню кольору та летких ароматичних речовин. Це обумовлено заміною взаємодії сахароза-вода на взаємодію сахароза-ароматична речовина.

Леткі ароматичні речовини – велика група карбонільних сполук, похідних карбонових кислот. Здатність зв'язувати ароматичних речовин більш виявляють дисахариди. Ефективними фіксаторами аромату є великі вуглеводневі молекули гуміарабіку. Утворюючи плівку навколо ароматичних речовин він запобігає витрачанню вологи за рахунок випарування та хімічного окиснення. Вуглеводи надають солодкий присмак продуктам.

Вуглеводи не належать до незамінних чинників харчового раціону, однак зниження їх споживання може спричинити порушення метаболічних процесів: посилення окислення ендогенних ліпідів, що пов'язане з накопиченням кетонових тіл, збільшення розщеплення м'язових білків, що витрачаються на глюконеогенез; зниження детоксикаційної функції печінки. Необхідно враховувати, що використання у харчовому раціоні рафі­нованих моно- і дисахаридів приводить до надходження «порожніх» калорій, які не збагачують раціон вітамінами, мінеральними елементами та іншими біологічно активними речовинами, гіперхолестеринемії, розвитку карієсу внаслідок зменшення рН слини та ін.

4.Обмін вуглеводів

Вуглеводи надходять до нас в організм у вигляді складних полісахаридів, дисахаридів і моносахаридів. Основна кількість вуглеводів надходить у вигляді крохмалю. Розщеплюючись до глюкози, вуглеводи всмоктуються і через ряд проміжних реакцій розпадаються на вуглекислий газ і воду. Ці перетворення вуглеводів і остаточне окиснення супроводжуються вивільненням енергії, яка використовується організмом. Розщеплення складних вуглеводів – крохмалю й солодового цукру, починається вже в порожнині рота, де під впливом амілази й мальтази крохмаль розщеплюється до глюкози. У тонких кишках всі вуглеводи розщеплюються до моносахаридів.

В результаті розщеплювання різних дисахаридів утворюються три основні моносахариди – глюкоза, фруктоза і галактоза, які і всмоктуються в шлунково-кишковому тракті. Ці моносахариди поступають до печінки, де фруктоза і галактоза перетворюються на глюкозу, яка накопичується у вигляді глікогену.

Роль печінки у накопиченні вуглеводів встановив французький фізіолог Клод Бернар. Він визначив вміст глюкози в крові, що надходить до печінки і виходить з неї після їжі, і знайшов, що концентрація цукру в крові, яка надходить, набагато вища, ніж у тій, яка виходить. Було виявлено, що одночасно з цим з'являється новий глікоген. Пізніше печінка знову перетворює глікоген на глюкозу, і тоді концентрація глюкози в крові, що виходить з печінки, стає вищою, ніж у крові, що надходить до печінки. Таким чином, Клод Бернар встановив, що печінка підтримує концентрацію глюко­зи в крові на більш менш постійному рівні у будь-який час доби.

Печінка може містити достатній запас глікогену для постачання крові глюкозою протягом 12 – 24 годин. Після цього печінка для підтримки нормального рівня глюкози в крові повинна перетворювати на глюкозу інші речовини, головним чином амінокислоти. При достатньому надходженні в організм білків печінка здатна перетворювати на глюкозу до 60% амінокислот їжі.

Оскільки глюкоза служить основним джерелом енергії для всіх клітин, її вміст у крові повинен підтримуватися вище певного мінімального рівня, який становить близько 60 міліграмів на 100 мл крові. При падінні вмісту глюкози нижче за цей рівень першим починає страждати головний мозок, оскільки його клітини на відміну від більшості інших клітин організму не здатні запасати глюкозу і не можуть використовувати як джерела енергії жири і амінокислоти. Коли рівень глюкози у крові низький, дифузія цієї речовини з крові в клітини, де вона піддається окисненню, відбувається недостатньо швидко* щоб забезпечити мозок необхідним «паливом». Це приводить до симптомів, схожих на ті, які спостерігаються при недостатності кисню – до запаморочення свідомості, судом, втрати свідомості і смерті. Кожен раз, коли клітини головного мозку або будь-які інші клітини виявляються позбавленими глюкози або кисню, вони не можуть здійснювати процеси обміну, що забезпечують енергію для нормального функціонування цих клітин. Решта тканин зазвичай теж отримує для цього глюкозу з крові, але вони здатні у разі потреби використовувати і інші речовини.

М'язові клітини, подібно до клітин печінки, також можуть перетворювати глюкозу на резервний глікоген, але глікоген м'язів служить тільки місцевим запасом «палива». Глікоген витрачається на м'язову роботу, але не може бути використаний для регулювання рівня глюкози в крові. У печінці міститься фермент – глюкозо-6-фосфатаза, який перетворює глюкозо-6-фосфат на вільну глюкозу, що поступає в кров. У м'язових клітинах цей фермент відсутній. Глюкоза не тільки накопичується у вигляді глікогену або окиснюється для отримання енергії, але і може перетворюватися на резервний жир. Коли надходження глюкози перевищує безпосередню потребу в цій речовині, печінка перетворює глюкозу на жир, який може бути використаний як джерело енергії коли-небудь потім.

Відомо, що споживання значних кількостей крохмалю або дисахаридів сприяє відкладенню жиру. Наприклад, згодовувавши великій рогатій худобі і свиням крохмаль у вигляді кукурудзи і пшениці, людина отримує жири – вершкове масло і сало. Але лише недавно завдяки використанню радіоактивних або стабільних ізотопів вдалося точно показати, що певний вуглецевий або атом гідрогену, введений в організм у складі вуглеводу, може бути виявлений у складі жирів адипозної (жирової) тканини і печінці. Як гліцерин, так і жирні кислоти, що входять до складу молекул ліпідів, можуть синтезуватися з вуглецевого ланцюга глюкози.

Функція печінки у вуглеводному обміні регулюється складною взаємодією чотирьох гормонів, що виробляються відповідно підшлунковою залозою, гіпофізом, мозковою речовиною і корою надниркових залоз.