Carboidratos são um componente essencial das células e tecidos de qualquer organismo vivo, seja uma planta, animal ou ser humano. Eles compõem a maior parte da matéria orgânica do planeta Terra. Os carboidratos são uma classe bastante ampla de compostos. Entre eles, você pode encontrar substâncias com propriedades diferentes. Devido a esse recurso, as funções dos carboidratos são muito amplas. Hoje vamos analisar as principais propriedades, papel fisiológico e uso dos carboidratos em diferentes áreas da indústria de alimentos (e não só).
Fontes de carboidratos
As principais fontes de carboidratos são os produtos vegetais. A saber: pão, cereais, legumes, frutas, bagas. Quanto aos produtos de origem animal, alguns deles também são ricos em carboidratos. Este é, em primeiro lugar, o leite, que contém o chamado açúcar do leite.
Os produtos alimentares podem conter diferentes hidratos de carbono. Portanto, o significado, a aplicação dos carboidratos e suas funções são muito extensos. Cereais e batatas contêm amido - um carboidrato complexo insolúvel em água, que é decomposto em açúcares simples pela ação dos sucos digestivos. Em frutas, vegetais e bagas, essas substânciasapresentado na forma de açúcares simples: frutas, beterraba, cana, uva e assim por diante. Dissolvem-se na água e são perfeitamente absorvidos pelo organismo. Açúcares solúveis em água são rapidamente absorvidos pela corrente sanguínea.
Consumo de carboidratos
Acredita-se que a maior parte dos carboidratos deve ser consumida na forma complexa, e apenas 20-25% na forma simples. Isso contribui para a entrada gradual de açúcares nos tecidos. Se uma pessoa recebe carboidratos suficientes dos alimentos, eles são depositados no fígado e nos músculos na forma de glicogênio "amido animal". Com a f alta de carboidratos, o estoque de glicogênio é decomposto em glicose e usado para as necessidades do corpo (nutrição de células e tecidos). Se o corpo recebe um excesso deles, eles se transformam em gordura corporal. A propósito, os carboidratos também incluem fibras, que são necessárias para a digestão adequada.
Carboidratos são componentes essenciais da dieta, então eles não apenas determinam o homeostato energético do corpo, mas também participam da biossíntese de vários polímeros contendo carbono. Ao longo da vida, uma pessoa média consome cerca de 14 toneladas desses compostos. Destes, aproximadamente 2,5 toneladas - de forma simples. A utilização de proteínas, gorduras, carboidratos e seus derivados na alimentação não é uniforme. Os carboidratos são a parte principal da nossa dieta. Eles consomem 4 vezes mais do que proteínas ou gorduras. Com uma dieta simples e mista, cerca de 60% da energia de uma pessoa vem de carboidratos. Sua principal tarefa no corpo é fornecer energia. Quanto mais atividade física na vida de uma pessoa, maisele precisa de carboidratos. Com um estilo de vida sedentário, a necessidade dessas substâncias diminui. Para aqueles que não realizam trabalho físico, a necessidade diária de carboidratos é de aproximadamente 400 gramas.
Cerca de 50-65% dos carboidratos entram em nosso corpo com produtos de grãos. 15-25% - com açúcar e produtos contendo açúcar. Cerca de 10% - com culturas de raízes e tubérculos. E cerca de 5-7% - com frutas e legumes.
Os carboidratos são um irritante muito forte da secreção externa do pâncreas e o estimulador mais ativo da síntese de insulina, que desempenha um papel importante na regulação do metabolismo dos carboidratos e na manutenção da homeostase ideal da glicose. Ao longo dos anos, a sobrecarga de carboidratos simples leva à hiperplasia das células β, depois ao enfraquecimento do aparelho insular e à criação de pré-requisitos para o desenvolvimento do diabetes.
Classificação dos carboidratos
Dependendo da estrutura, da capacidade de dissolução e da taxa de assimilação, os carboidratos que fazem parte dos alimentos são divididos em simples e complexos. Simples incluem monossacarídeos (frutose, glicose, galactose) e dissacarídeos (sacarose, lactose). Para complexar - polissacarídeos (fibra, amido, glicogênio). Além dos exemplos de carboidratos, existem outras substâncias menos conhecidas em cada classe.
Carboidratos simples
Mono- e dissacarídeos dissolvem-se bem em água e são rapidamente absorvidos pelo organismo. Eles têm um sabor adocicado pronunciado, e é por isso que muitas vezes são chamados simplesmente de açúcares. O monossacarídeo mais abundante églicose contida em várias frutas e bagas, bem como sintetizada durante a quebra de di e polissacarídeos. A glicose, uma vez no corpo, rapidamente encontra um uso para si mesma. Forma glicogênio, nutre o tecido cerebral e os músculos (incluindo o coração) e regula os níveis de açúcar no sangue. Durante o exercício, a glicose pode ser usada diretamente como fonte de energia.
Fructose tem propriedades semelhantes. Pode ser considerado como um carboidrato muito valioso e de fácil digestão. Mas, em comparação com a glicose, a frutose ainda é absorvida mais lentamente pelos intestinos e, uma vez no sangue, deixa a corrente sanguínea mais rapidamente. Até 80% da frutose é retida no fígado, impedindo a saturação de açúcar no sangue. No entanto, no fígado, a frutose sintetiza o glicogênio mais facilmente do que a glicose. Comparada à sacarose, a frutose é mais digerível e tem mais doçura. Devido a esta última propriedade, menos frutose pode ser usada para o nível desejado de doçura do produto, reduzindo assim o consumo geral de açúcares. Isso ocorre na construção de uma dieta com restrição calórica. Considerando o uso de carboidratos na vida, atenção especial deve ser dada à nutrição dietética. A frutose é frequentemente usada como adoçante em alimentos para pessoas com diabetes.
Com um excesso de sacarose, o metabolismo da gordura é perturbado e a formação de gordura aumenta. Além disso, há muito está comprovado que, com o aumento da quantidade de açúcar que entra no corpo, aumenta a síntese de gorduras a partir de carboidratos complexos, diretamente da gordura e até da proteína. Conseqüentemente,A quantidade de açúcar que uma pessoa consome pode regular bastante o metabolismo da gordura.
Com o uso abundante de açúcar, começam os distúrbios do metabolismo do colesterol e o aumento de seu conteúdo no sangue. Além disso, o excesso de açúcar tem um efeito ruim no trabalho da microflora intestinal - a massa de microorganismos putrefativos aumenta, os processos putrefativos aceleram e a flatulência se desenvolve. Menos ainda, esses efeitos colaterais são observados com o uso de frutose. Frutas e bagas são a principal fonte deste carboidrato. Muita frutose e glicose são encontradas no mel: 37,1 e 36,2%, respectivamente. Todo o açúcar que está na melancia é frutose, é cerca de 8% aqui.
O próximo monossacarídeo é a galactose. Não é encontrado em alimentos em sua forma livre. A galactose é um produto da degradação da lactose, o principal carboidrato do leite.
Quanto aos dissacarídeos, o principal de nossa dieta é a sacarose. Após a hidrólise, ele se decompõe em frutose e glicose. As principais fontes de sacarose são a beterraba e o açúcar de cana. No açúcar granulado, o teor desse carboidrato chega a 99,75%. Além disso, a sacarose é encontrada em frutas, legumes e cabaças.
Carboidratos complexos
Os polissacarídeos possuem estrutura molecular mais complexa e solubilidade em água extremamente baixa. Esta classe inclui: amido, fibra, glicogênio e pectina. O uso de carboidratos desta classe é difundido em vários graus. O amido é de valor nutricional primário. Seu alto teor nas lavouras de grãos é o principal fator que determina suavalor nutricional. Na dieta de uma pessoa comum, o amido é responsável por até 80% da quantidade total de carboidratos consumidos. Uma vez no corpo, transforma-se em carboidratos simples e desempenha suas funções.
Quanto ao glicogênio, em nosso corpo ele desempenha o papel de um material energético que alimenta os músculos e órgãos internos que trabalham. O glicogênio é restaurado através da ressíntese às custas da glicose.
Pectina é uma substância solúvel que é bem absorvida pelo organismo. Como mostram estudos modernos no campo da nutrição saudável, a pectina pode ser usada para fins preventivos e terapêuticos em doenças do trato gastrointestinal.
A fibra é muito semelhante em estrutura aos polissacarídeos. Os produtos de grãos são famosos por seu alto teor. Além da quantidade de fibra no produto, sua qualidade é de grande importância. Quanto mais macio esse carboidrato, melhor ele se decompõe no intestino e mais benefícios ele traz para uma pessoa. A fibra de vegetais e batatas tem essas propriedades. Uma característica importante deste polissacarídeo é a capacidade de remover o colesterol do corpo humano. Agora vamos dar uma olhada no uso de carboidratos.
Nutrição Parenteral
O uso de carboidratos na medicina hoje está se desenvolvendo rapidamente. A nutrição parenteral é a administração intravenosa de nutrientes no corpo. É usado nos casos em que o paciente não consegue se alimentar sozinho. O uso de carboidratos na nutrição parenteral é muito comum. Eles são usados de acordo coma razão simples é que eles são a fonte de energia mais acessível para o corpo humano. O valor energético dos carboidratos é de 4 kcal/g. A necessidade humana diária de energia varia de 1,5 a 2 mil quilocalorias. Daí o problema do uso isolado de carboidratos para suprir essa necessidade. Em termos de uma solução isotônica de glicose, para cobrir totalmente a necessidade de calorias de uma pessoa, é necessário derramar de 7 a 10 litros da solução. Isso pode levar ao desenvolvimento de hiperidratação, edema pulmonar e distúrbios cardiovasculares.
O uso de soluções de glicose mais concentradas está repleto de outras consequências desagradáveis - a ocorrência de hiperosmolaridade plasmática e irritação da íntima das veias (desenvolvimento de flebite e tromboflebite). E para eliminar o risco de diurese osmótica, é necessário manter a taxa de infusão de glicose na faixa de 0,4 a 0,5 g/kg/h. Se você traduzir esse número em uma solução isotônica de glicose, obterá um pouco mais de 500 mm por hora para um paciente pesando 70 kg. A insulina é adicionada à solução de glicose para evitar a tolerância prejudicada aos carboidratos e as complicações resultantes. O cálculo é realizado de acordo com a fórmula: 1 unidade por 3-4 gramas de glicose seca. A insulina não só tem um efeito positivo na utilização da glicose, mas também contribui para a absorção normal de aminoácidos.
O uso de carboidratos na medicina depende do seu tipo. Na nutrição parenteral são amplamente utilizados: frutose, glicose, sorbitol, dextrano, glicerol e etil.álcool.
Comida dietética
Existem muitas dietas que se baseiam na exclusão total ou parcial de carboidratos da dieta, bem como no aumento da ingestão de proteínas e gorduras. O Departamento de Agricultura dos EUA realizou uma pesquisa, segundo a qual foi revelado que as pessoas que comem alimentos ricos em carboidratos são predominantemente de peso normal. Alimentos ricos em carboidratos são mais nutritivos, mas com menos calorias.
Como você sabe, na América, mais da metade da população está acima do peso. E o número dessas pessoas está crescendo constantemente. Uma pesquisa de longo prazo da população sobre os alimentos consumidos mostrou que as pessoas cuja dieta é dominada por carboidratos recebem menos calorias do que os amantes de proteínas e gorduras, com a mesma quantidade de alimentos ingeridos. Este grupo de pessoas de todos os pesquisados, e havia mais de 10.000 pessoas, teve o menor peso corporal. A razão é que para cada 1.000 calorias de alimentos contendo carboidratos, há muita fibra e água. Esse grupo de pessoas recebeu mais nutrientes com a alimentação, a saber: vitaminas A e C, caroteno, cálcio, ferro e magnésio. Gorduras, colesterol, zinco, sódio e vitamina B12 foram encontrados em pequenas quantidades em suas dietas.
O uso de carboidratos e gorduras nos alimentos está intimamente relacionado. No entanto, assim como o uso de carboidratos com proteínas. A alta eficiência dos carboidratos como fontes de energia está em sua capacidade de conservar proteínas. Quando uma grande quantidade de carboidratos é ingerida, o corpo utiliza como energiamaterial é menor que aminoácidos. Em geral, essas substâncias não são componentes indispensáveis da nutrição, pois podem ser sintetizadas a partir de aminoácidos e glicerol, porém, seu papel não deve ser subestimado. O uso de carboidratos na alimentação deve ser de pelo menos 50 gramas por dia. Caso contrário, podem ocorrer distúrbios metabólicos.
No entanto, o consumo excessivo de carboidratos leva à formação de gordura subcutânea. Ao construir uma dieta, é importante não apenas satisfazer a necessidade de uma pessoa por essas substâncias, mas também equilibrar o consumo de seus diferentes tipos. É importante monitorar a proporção de carboidratos simples e complexos. Quando muitos açúcares entram no corpo, eles não podem ser totalmente sintetizados em glicogênio e se transformam em triglicerídeos, que contribuem para a formação de tecidos adiposos. Quando a insulina está elevada no sangue, esse processo se acelera.
Carboidratos complexos, ao contrário dos simples, se decompõem lentamente, de modo que seu conteúdo no sangue aumenta gradualmente. A este respeito, é aconselhável que a principal parte dos hidratos de carbono nos géneros alimentícios seja constituída por substâncias precisamente digeríveis. Sua participação deve ser de 80 a 90 por cento. A f alta de carboidratos complexos é especialmente perceptível para quem sofre de diabetes, obesidade, aterosclerose e doenças do sistema cardiovascular.
Como você já entendeu, a maioria dos carboidratos é usada na nutrição e na medicina. Mas o escopo dos carboidratos não termina aí. Onde mais eles são usados?
Glicose
Esse carboidrato é bem absorvido pelo organismo e pode ser usado como parte de alguns medicamentos. Além disso, a glicose é amplamente utilizada na indústria de confeitaria. Com sua ajuda, são feitos marmelada, caramelo, pão de gengibre e outros produtos. Na indústria têxtil, desempenha o papel de agente redutor. E na produção de ácidos glicônico e ascórbico, a glicose é o produto inicial. Com sua ajuda, também realizam a síntese de alguns açúcares industriais.
A fermentação da glicose é de grande importância. Ocorre ao conservar repolho, pepino, leite e outros produtos, bem como ao ensilar forragem. A fermentação alcoólica da glicose é usada na produção de cerveja.
Amido
O amido é um nutriente valioso. Para facilitar a digestão do corpo, os produtos são submetidos a tratamento térmico. Sob condições de alta temperatura, ocorre a hidrólise parcial do amido, bem como a formação de dextrinas solúveis em água. As dextrinas, uma vez no trato digestivo, são hidrolisadas em glicose, que é bem absorvida pelo organismo. Se falamos sobre o uso de carboidratos na indústria, o amido não pode ser ignorado. Os principais produtos obtidos a partir dele são a glicose e o melaço. Isso expande ainda mais a área em que o uso de carboidratos ocorre. Descreva brevemente o processo de obtenção de glicose e melaço a partir do amido como segue.
O amido é aquecido em uma mistura com ácido sulfúrico diluído. O excesso de ácido é neutralizado com giz. O precipitado de sulfato de cálcio, que se forma duranteneutralização, filtrada. Em seguida, a solução é evaporada e a glicose é isolada dela. Se você não levar o processo de hidrólise até o fim, obtém uma mistura de glicose com dextrinas, que é chamada de melaço. É usado na indústria de confeitaria. Além disso, as dextrinas derivadas do amido encontraram amplo uso como adesivos e espessantes de tintas. O amido prova o quão variado pode ser o uso de carboidratos. A química dos processos, no entanto, não é nada complicada.
Anteriormente, a engomagem era usada, o que permite dar uma segunda vida ao tecido e prolongar sua vida útil. O amido e os produtos dele derivados também têm sido usados nas indústrias têxtil, farmacêutica e de fundição.
Pulpe
Os benefícios práticos dos carboidratos sempre foram tão importantes quanto seu papel biológico. O uso de carboidratos pode ser encontrado em áreas completamente diferentes da atividade humana. A celulose (fibra) é utilizada pelo homem desde os tempos antigos. No início, as pessoas começaram a usar a madeira como combustível e material de construção. Depois aprenderam a fazer fios de algodão, linho e outras plantas fibrosas. Mais tarde, surgiram tecnologias que possibilitaram a obtenção de papel a partir da madeira. O papel, em sua essência, é uma fina camada de fibras de celulose que são prensadas e coladas. O resultado é uma superfície durável e lisa que não sangra.
Inicialmente, apenas matérias-primas vegetais (algodão e talos de arroz) eram usadas para fazer papel. As fibras foram extraídas dele puramente mecanicamente. Mas comodesenvolvimento da sociedade, as fontes listadas não foram suficientes para cobrir a necessidade de papel. A maior parte vai para os jornais. Dado que a qualidade do papel não desempenha um papel especial aqui, eles começaram a adicionar até 50% de madeira moída a ele. Mais tarde, surgiram tecnologias que tornaram possível livrar-se de substâncias de madeira como resinas, lignina e assim por diante. É assim que o uso prático dos carboidratos pode ser variado.
Até o momento, o método mais comum para isolar a celulose é o sulfito. É usado em várias áreas onde os carboidratos são usados. A química do processo é bastante simples. De acordo com este método, a madeira é triturada e fervida em uma mistura com hidrossulfato de cálcio. Em seguida, a celulose livre de todo tipo de impurezas é separada em filtros. A lixívia resultante contém monossacarídeos, por isso é usada como matéria-prima para a produção de álcool. E a celulose também é utilizada na fabricação de fibras de viscose, acetato e cobre-amônia.
Às vezes os carboidratos são confundidos com carboidratos. Apesar de essas duas classes de substâncias terem nomes consonantes, elas não têm nada a ver uma com a outra. O uso de hidrocarbonetos saturados na vida cotidiana e no trabalho é uma história completamente diferente.
Conclusão
Hoje você aprofundou seus conhecimentos sobre substâncias como os carboidratos. As propriedades, o uso dos carboidratos e seus benefícios para o ser humano confirmam que essas substâncias são os componentes biológicos mais importantes do nosso planeta. Eles estãoliteralmente em todos os lugares e em tudo. Mas isso não é o principal, mas o fato de que sem carboidratos nossa vida seria impossível. O uso de carboidratos na vida é muito extenso.
