Carbohydrate là một thành phần thiết yếu của tế bào và mô của bất kỳ cơ thể sống nào, có thể là thực vật, động vật hay con người. Chúng tạo nên phần lớn chất hữu cơ của hành tinh Trái đất. Carbohydrate là một loại hợp chất khá rộng. Trong số đó, bạn có thể tìm thấy các chất với các đặc tính khác nhau. Do đặc điểm này, các chức năng của cacbohydrat rất rộng. Hôm nay chúng ta sẽ phân tích các đặc tính chính, vai trò sinh lý và việc sử dụng cacbohydrat trong các lĩnh vực khác nhau của ngành công nghiệp thực phẩm (và không chỉ).
Nguồn carbohydrate
Các nguồn chính của carbohydrate là các sản phẩm thực vật. Cụ thể: bánh mì, ngũ cốc, rau, trái cây, quả mọng. Đối với các sản phẩm động vật, một số chúng cũng rất giàu carbohydrate. Trước hết, đây là sữa, có chứa cái gọi là đường sữa.
Sản phẩm thực phẩm có thể chứa các loại carbohydrate khác nhau. Vì vậy, ý nghĩa, ứng dụng của cacbohydrat và chức năng của chúng rất rộng rãi. Ngũ cốc và khoai tây chứa tinh bột - một loại carbohydrate phức tạp không hòa tan trong nước, được phân hủy thành đường đơn do tác động của dịch tiêu hóa. Trong trái cây, rau và quả mọng các chất nàyđược trình bày dưới dạng đường đơn: trái cây, củ dền, mía, nho, v.v. Chúng hòa tan trong nước và được cơ thể hấp thụ một cách hoàn hảo. Đường hòa tan trong nước được hấp thụ nhanh chóng vào máu.
Tiêu thụ carbohydrate
Người ta tin rằng phần lớn carbohydrate nên được tiêu thụ ở dạng phức tạp và chỉ 20-25% ở dạng đơn giản. Điều này góp phần vào sự xâm nhập dần dần của đường vào các mô. Nếu một người nhận đủ carbohydrate từ thức ăn, chúng sẽ được tích tụ trong gan và cơ dưới dạng glycogen "tinh bột động vật". Khi thiếu carbohydrate, dự trữ glycogen được chia thành glucose và được sử dụng cho các nhu cầu của cơ thể (dinh dưỡng của tế bào và mô). Nếu cơ thể nhận được một lượng dư thừa, chúng sẽ chuyển thành mỡ trong cơ thể. Nhân tiện, carbohydrate cũng bao gồm chất xơ, cần thiết cho quá trình tiêu hóa thích hợp.
Carbohydrate là thành phần thiết yếu của chế độ ăn uống, vì vậy chúng không chỉ quyết định cân bằng nội môi năng lượng của cơ thể mà còn tham gia vào quá trình sinh tổng hợp một số polyme chứa carbon. Trong suốt cuộc đời, trung bình một người tiêu thụ khoảng 14 tấn các hợp chất này. Trong số này, khoảng 2,5 tấn - ở dạng đơn giản. Việc sử dụng protein, chất béo, carbohydrate và các dẫn xuất của chúng trong thực phẩm không đồng đều. Carbohydrate là thành phần chính trong chế độ ăn uống của chúng ta. Chúng tiêu thụ nhiều hơn 4 lần so với protein hoặc chất béo. Với một chế độ ăn đơn giản, hỗn hợp, khoảng 60% năng lượng của một người đến từ carbohydrate. Nhiệm vụ chính của chúng trong cơ thể là cung cấp năng lượng. Càng nhiều hoạt động thể chất trong cuộc sống của một người, thì cànganh ấy cần carbohydrate. Với lối sống ít vận động, nhu cầu về các chất này càng giảm. Đối với những người không tham gia lao động thể chất, nhu cầu hàng ngày đối với carbohydrate là khoảng 400 gram.
Khoảng 50-65% carbohydrate đi vào cơ thể chúng ta bằng các sản phẩm ngũ cốc. 15-25% - với đường và các sản phẩm chứa đường. Khoảng 10% - với cây lấy củ và lấy củ. Và khoảng 5-7% - với trái cây và rau quả.
Carbohydrate là một chất kích thích rất mạnh đối với sự bài tiết bên ngoài của tuyến tụy và là chất kích thích tích cực nhất của quá trình tổng hợp insulin, đóng một vai trò quan trọng trong việc điều hòa chuyển hóa carbohydrate và duy trì cân bằng nội môi glucose tối ưu. Trong những năm qua, tình trạng quá tải carbohydrate đơn giản dẫn đến tăng sản tế bào β, sau đó dẫn đến sự suy yếu của bộ máy tế bào và tạo ra tiền đề cho sự phát triển của bệnh tiểu đường.
Phân loại carbohydrate
Tùy thuộc vào cấu trúc, khả năng hòa tan và tốc độ đồng hóa, carbohydrate là một phần của thực phẩm được chia thành đơn giản và phức tạp. Đơn giản bao gồm monosaccharid (fructose, glucose, galactose) và disaccharid (sucrose, lactose). Để phức tạp - polysaccharid (chất xơ, tinh bột, glycogen). Ngoài các ví dụ về cacbohydrat, có những chất khác ít được biết đến hơn trong mỗi lớp.
Carbohydrate đơn giản
Mono- và disaccharides hòa tan tốt trong nước và được cơ thể hấp thụ nhanh chóng. Chúng có vị ngọt rõ rệt, đó là lý do tại sao chúng thường được gọi đơn giản là đường. Monosaccharide phong phú nhất làglucose chứa trong các loại trái cây và quả mọng khác nhau, cũng như được tổng hợp trong quá trình phân hủy di- và polysaccharid. Glucose, một khi vào cơ thể, nhanh chóng tìm thấy công dụng cho chính nó. Nó tạo thành glycogen, nuôi dưỡng mô não và cơ (bao gồm cả tim), và điều chỉnh lượng đường trong máu. Trong quá trình tập luyện, glucose có thể được sử dụng trực tiếp như một nguồn năng lượng.
Fructose có tính chất tương tự. Có thể coi đây là một loại carbohydrate rất quý, dễ tiêu hóa. Tuy nhiên, so với glucose, fructose vẫn được ruột hấp thụ chậm hơn, và khi đã vào máu, nó sẽ đi vào máu nhanh hơn. Có đến 80% lượng đường fructose được giữ lại trong gan, ngăn cản sự bão hòa đường huyết. Tuy nhiên, ở gan, fructose tổng hợp glycogen dễ dàng hơn glucose. So với sucrose, fructose dễ tiêu hóa hơn và có vị ngọt hơn. Do đặc tính sau, ít fructose hơn có thể được sử dụng để đạt được mức độ ngọt mong muốn của sản phẩm, do đó làm giảm lượng đường tiêu thụ tổng thể. Điều này diễn ra trong quá trình xây dựng một chế độ ăn kiêng hạn chế calo. Khi xem xét việc sử dụng chất bột đường trong cuộc sống, cần đặc biệt chú ý đến chế độ dinh dưỡng trong khẩu phần ăn. Fructose thường được sử dụng làm chất tạo ngọt trong thực phẩm cho người bị bệnh tiểu đường.
Khi dư thừa đường sucrose, quá trình chuyển hóa chất béo bị rối loạn và sự hình thành chất béo tăng lên. Ngoài ra, từ lâu, người ta đã chứng minh rằng với sự gia tăng lượng đường vào cơ thể, sự tổng hợp chất béo từ carbohydrate phức tạp, trực tiếp từ chất béo và thậm chí cả protein, sẽ tăng lên. Vì thế,Lượng đường một người tiêu thụ có thể điều chỉnh đáng kể quá trình chuyển hóa chất béo.
Với việc sử dụng nhiều đường, rối loạn chuyển hóa cholesterol và tăng hàm lượng của nó trong máu. Ngoài ra, lượng đường dư thừa có ảnh hưởng xấu đến hoạt động của hệ vi sinh đường ruột - khối lượng vi sinh vật phản ứng tăng lên, quá trình phản ứng đẩy nhanh và đầy hơi phát triển. Ít nhất, những tác dụng phụ này được quan sát thấy khi sử dụng đường fructose. Trái cây và quả mọng là nguồn chính của loại carbohydrate này. Trong mật ong có nhiều fructozơ và glucozơ lần lượt là: 37,1% và 36,2%. Tất cả đường trong dưa hấu là fructose, ở đây là khoảng 8%.
Monosaccharide tiếp theo là galactose. Nó không được tìm thấy trong thực phẩm ở dạng tự do. Galactose là một sản phẩm phân hủy của lactose, carbohydrate chính trong sữa.
Đối với disaccharide, thành phần chính trong chế độ ăn uống của chúng ta là sucrose. Khi thủy phân, nó bị phân hủy thành fructose và glucose. Các nguồn chính của sucrose là củ cải đường và đường mía. Trong đường cát, hàm lượng carbohydrate này lên tới 99,75%. Ngoài ra, sucrose được tìm thấy trong trái cây, rau và bầu bí.
Carbohydrate phức hợp
Polysaccharides có cấu trúc phân tử phức tạp hơn và khả năng hòa tan cực kỳ thấp trong nước. Nhóm này bao gồm: tinh bột, chất xơ, glycogen và pectin. Việc sử dụng cacbohydrat thuộc nhóm này phổ biến ở các mức độ khác nhau. Tinh bột có giá trị dinh dưỡng chủ yếu. Hàm lượng cao của nó trong cây ngũ cốc là yếu tố chính quyết địnhgiá trị dinh dưỡng. Trong khẩu phần ăn của người bình thường, tinh bột chiếm tới 80% tổng lượng carbohydrate tiêu thụ. Khi vào cơ thể, nó sẽ biến thành cacbohydrat đơn giản và thực hiện các chức năng của chúng.
Đối với glycogen, trong cơ thể chúng ta, nó đóng vai trò là nguyên liệu năng lượng nuôi các cơ đang hoạt động và các cơ quan nội tạng. Glycogen được phục hồi thông qua quá trình tái tổng hợp với chi phí là glucose.
Pectin là chất hòa tan được hấp thu tốt vào cơ thể. Như các nghiên cứu hiện đại trong lĩnh vực dinh dưỡng lành mạnh cho thấy, pectin có thể được sử dụng cho mục đích phòng ngừa và điều trị các bệnh về đường tiêu hóa.
Chất xơ có cấu trúc rất giống với polysaccharid. Các sản phẩm từ ngũ cốc nổi tiếng với hàm lượng cao. Ngoài số lượng chất xơ trong sản phẩm, chất lượng của nó là rất quan trọng. Carbohydrate này càng mềm, nó càng dễ phân hủy trong ruột và càng mang lại nhiều lợi ích cho con người. Chất xơ của rau và khoai tây có những đặc tính này. Một tính năng quan trọng của polysaccharide này là khả năng loại bỏ cholesterol khỏi cơ thể con người. Bây giờ chúng ta hãy xem xét kỹ hơn việc sử dụng carbohydrate.
Dinh dưỡng qua đường tiêm
Việc sử dụng carbohydrate trong y học ngày nay đang phát triển nhanh chóng. Dinh dưỡng qua đường tĩnh mạch là việc đưa các chất dinh dưỡng vào cơ thể bằng đường tĩnh mạch. Nó được sử dụng trong trường hợp bệnh nhân không thể tự ăn được. Việc sử dụng carbohydrate trong chế độ dinh dưỡng qua đường tĩnh mạch là rất phổ biến. Chúng được sử dụng theolý do đơn giản là chúng là nguồn năng lượng hợp lý nhất cho cơ thể con người. Giá trị năng lượng của cacbohydrat là 4 kcal / g. Nhu cầu năng lượng hàng ngày của con người dao động từ 1,5 đến 2 nghìn kilocalories. Do đó, vấn đề của việc sử dụng tách biệt cacbohydrat để đáp ứng nhu cầu này. Đối với một dung dịch glucose đẳng trương, để đáp ứng đầy đủ nhu cầu calo của một người, cần phải đổ từ 7 đến 10 lít dung dịch. Điều này có thể dẫn đến tình trạng thừa nước, phù phổi và rối loạn tim mạch.
Việc sử dụng các dung dịch glucose đậm đặc hơn sẽ dẫn đến những hậu quả khó chịu khác - sự xuất hiện của hiện tượng siêu phân cực huyết tương và kích thích nội tĩnh mạch (phát triển thành viêm tĩnh mạch và viêm tắc tĩnh mạch). Và để loại trừ nguy cơ bài niệu thẩm thấu, cần duy trì tốc độ truyền glucose trong khoảng 0,4 - 0,5 g / kg / h. Nếu bạn dịch con số này thành một dung dịch glucose đẳng trương, bạn sẽ nhận được nhiều hơn một chút 500 mm mỗi giờ cho một bệnh nhân nặng 70 kg. Insulin được thêm vào dung dịch glucose để ngăn ngừa rối loạn dung nạp carbohydrate và các biến chứng gây ra. Việc tính toán được thực hiện theo công thức: 1 đơn vị trên 3-4 gam glucozơ khô. Insulin không chỉ có tác động tích cực đến việc sử dụng glucose mà còn góp phần vào việc hấp thụ bình thường các axit amin.
Việc sử dụng carbohydrate trong y học tùy thuộc vào loại của chúng. Trong dinh dưỡng đường tiêu hóa được sử dụng rộng rãi: fructose, glucose, sorbitol, dextran, glycerol và ethylrượu.
Thực phẩm ăn kiêng
Có nhiều chế độ ăn kiêng dựa trên việc loại trừ hoàn toàn hoặc một phần carbohydrate khỏi chế độ ăn, cũng như tăng lượng protein và chất béo. Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ đã tiến hành một cuộc khảo sát, theo đó, những người ăn thực phẩm giàu carbohydrate chủ yếu có trọng lượng bình thường. Thực phẩm giàu carbohydrate bổ dưỡng hơn nhưng ít calo hơn.
Như bạn đã biết, ở Mỹ, hơn một nửa dân số bị thừa cân. Và số lượng những người như vậy đang tăng lên đều đặn. Một cuộc khảo sát dài hạn về dân số về đối tượng tiêu thụ thực phẩm cho thấy rằng những người có chế độ ăn uống chủ yếu là carbohydrate nhận được ít calo hơn những người yêu thích protein và chất béo, với cùng một lượng thức ăn. Nhóm người này trong số tất cả những người được khảo sát, và có hơn 10.000 người, có trọng lượng cơ thể thấp nhất. Nguyên nhân là vì cứ 1.000 calo thực phẩm chứa carbohydrate thì có rất nhiều chất xơ và nước. Nhóm người này nhận được nhiều chất dinh dưỡng hơn từ thực phẩm, cụ thể là: vitamin A và C, caroten, canxi, sắt và magiê. Chất béo, cholesterol, kẽm, natri và vitamin B12 được tìm thấy trong chế độ ăn của họ ở một mức độ nhỏ.
Việc sử dụng carbohydrate và chất béo trong thực phẩm có quan hệ mật thiết với nhau. Tuy nhiên, cũng như việc sử dụng carbohydrate với protein. Hiệu quả cao của carbohydrate làm nguồn năng lượng nằm ở khả năng bảo tồn protein của chúng. Khi tiêu thụ một lượng lớn carbohydrate, cơ thể sẽ sử dụng làm năng lượngnguyên liệu ít hơn axit amin. Nhìn chung, các chất này không phải là thành phần không thể thiếu của dinh dưỡng, vì chúng có thể được tổng hợp từ các axit amin và glycerol, tuy nhiên, không nên coi thường vai trò của chúng. Việc sử dụng carbohydrate trong thực phẩm nên ít nhất 50 gam mỗi ngày. Nếu không, rối loạn chuyển hóa có thể xảy ra.
Tuy nhiên, việc tiêu thụ quá nhiều carbohydrate sẽ dẫn đến việc hình thành lớp mỡ dưới da. Khi xây dựng một chế độ ăn, điều quan trọng không chỉ là đáp ứng nhu cầu của một người về những chất này, mà còn phải cân bằng việc tiêu thụ các loại khác nhau của họ. Điều quan trọng là phải theo dõi tỷ lệ của carbohydrate đơn giản và phức tạp. Khi nhiều đường vào cơ thể, chúng không thể được tổng hợp đầy đủ thành glycogen và chuyển thành chất béo trung tính, góp phần hình thành các mô mỡ. Khi insulin tăng cao trong máu, quá trình này sẽ tăng tốc.
Carbohydrate phức tạp, không giống như những loại đơn giản, phân hủy từ từ, vì vậy hàm lượng của chúng trong máu tăng dần. Về vấn đề này, chúng tôi khuyến khích rằng phần carbohydrate chính trong thực phẩm được tạo thành từ các chất có thể tiêu hóa chính xác. Thị phần của họ nên từ 80 đến 90 phần trăm. Sự thiếu hụt carbohydrate phức hợp đặc biệt đáng chú ý đối với những người mắc bệnh tiểu đường, béo phì, xơ vữa động mạch và các bệnh về hệ tim mạch.
Như bạn đã hiểu, hầu hết carbohydrate được sử dụng trong dinh dưỡng và y học. Nhưng phạm vi của carbohydrate không kết thúc ở đó. Chúng được sử dụng ở đâu khác?
Glucose
Loại carbohydrate này được cơ thể hấp thụ tốt và có thể được sử dụng như một phần của một số loại thuốc. Ngoài ra, glucose còn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất bánh kẹo. Với sự giúp đỡ của nó, mứt cam, caramen, bánh gừng và các sản phẩm khác được tạo ra. Trong công nghiệp dệt, nó đóng vai trò là chất khử. Và trong quá trình sản xuất axit glyconic và axit ascorbic, glucose là sản phẩm khởi đầu. Với sự giúp đỡ của nó, họ cũng thực hiện tổng hợp một số loại đường công nghiệp.
Lên men glucoza có tầm quan trọng lớn. Nó xảy ra khi ngâm bắp cải, dưa chuột, sữa và các sản phẩm khác, cũng như khi ủ thức ăn gia súc. Quá trình lên men cồn của glucose được sử dụng trong sản xuất bia.
Tinh bột
Tinh bột là một chất dinh dưỡng quý giá. Để cơ thể dễ tiêu hóa, các sản phẩm được xử lý nhiệt. Trong điều kiện nhiệt độ cao, xảy ra quá trình thủy phân một phần tinh bột, cũng như hình thành các dextrin hòa tan trong nước. Dextrin khi vào đường tiêu hóa sẽ được thủy phân thành glucose, được cơ thể hấp thu tốt. Nếu nói đến việc sử dụng cacbohydrat trong công nghiệp thì không thể không kể đến tinh bột. Các sản phẩm chính thu được từ nó là glucozơ và mật đường. Điều này tiếp tục mở rộng khu vực mà việc sử dụng carbohydrate diễn ra. Mô tả ngắn gọn quy trình thu được glucozơ và rỉ đường từ tinh bột như sau.
Tinh bột được đun nóng trong hỗn hợp với axit sunfuric loãng. Axit dư được trung hòa bằng phấn. Kết tủa canxi sunfat, được hình thành trong quá trìnhtrung hòa, lọc. Sau đó, dung dịch được làm bay hơi và glucose được phân lập từ nó. Nếu bạn không đưa quá trình thủy phân kết thúc, bạn sẽ có một hỗn hợp glucozơ với dextrin, được gọi là mật đường. Nó được sử dụng trong ngành công nghiệp bánh kẹo. Ngoài ra, dextrin có nguồn gốc từ tinh bột đã được sử dụng rộng rãi như chất kết dính và chất làm đặc sơn. Tinh bột chứng minh việc sử dụng cacbohydrat có thể đa dạng như thế nào. Tuy nhiên, tính chất hóa học của các quá trình không hề phức tạp.
Trước đây, tinh bột nghệ đã được sử dụng, cho phép bạn hít thở sự sống thứ hai vào vải và kéo dài tuổi thọ của vải. Tinh bột và các sản phẩm có nguồn gốc từ nó cũng được sử dụng trong ngành dệt may, dược phẩm và xưởng đúc.
Bột giấy
Lợi ích thiết thực của carbohydrate luôn không kém phần quan trọng so với vai trò sinh học của chúng. Việc sử dụng carbohydrate có thể được tìm thấy trong các lĩnh vực hoạt động hoàn toàn khác nhau của con người. Xenlulo (chất xơ) đã được con người sử dụng từ thời cổ đại. Lúc đầu, con người bắt đầu sử dụng gỗ làm chất đốt và vật liệu xây dựng. Sau đó, họ học cách làm chỉ từ bông, lanh và các loại cây có sợi khác. Sau đó, các công nghệ đã xuất hiện cho phép lấy giấy từ gỗ. Giấy, ở cốt lõi của nó, là một lớp sợi xenlulo mỏng được ép và dán. Kết quả là một bề mặt bền, mịn và không chảy máu.
Ban đầu, chỉ dùng nguyên liệu thực vật (bông và thân cây gạo) để làm giấy. Các sợi được chiết xuất từ nó hoàn toàn bằng máy móc. Nhưng nhưsự phát triển của xã hội, các nguồn được liệt kê không đủ để trang trải nhu cầu về giấy. Hầu hết nó được đưa lên báo. Cho rằng chất lượng của giấy không đóng một vai trò đặc biệt ở đây, họ bắt đầu thêm tới 50% gỗ xay vào đó. Sau đó, các công nghệ xuất hiện giúp loại bỏ các chất gỗ đi kèm như nhựa, lignin, v.v. Đây là cách sử dụng thực tế của carbohydrate có thể đa dạng như thế nào.
Cho đến nay, phương pháp phổ biến nhất để phân lập cellulose là sulfit. Nó được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau, nơi sử dụng carbohydrate. Hóa học của quá trình này là khá đơn giản. Theo phương pháp này, gỗ được nghiền nhỏ và đun sôi trong hỗn hợp với canxi hydrosunfat. Sau đó, cellulose giải phóng khỏi tất cả các loại tạp chất được tách ra trên các bộ lọc. Dung dịch kiềm tạo thành có chứa monosaccharid nên nó được dùng làm nguyên liệu sản xuất rượu. Và xenlulo cũng được sử dụng trong sản xuất sợi visco, axetat và đồng-amoniac.
Đôi khi carbohydrate bị nhầm lẫn với carbohydrate. Mặc dù thực tế là hai nhóm chất này được đặt tên phụ âm, chúng không liên quan gì đến nhau. Việc sử dụng các hydrocacbon bão hòa trong cuộc sống hàng ngày và tại nơi làm việc là một câu chuyện hoàn toàn khác.
Kết
Hôm nay bạn đã nâng cao kiến thức của mình về các chất như cacbohydrat. Các đặc tính, công dụng của cacbohydrat và lợi ích của chúng đối với con người khẳng định rằng những chất này là thành phần sinh học quan trọng nhất trên hành tinh của chúng ta. họ đangtheo nghĩa đen ở mọi nơi và mọi thứ. Nhưng đây không phải là điều chính, mà thực tế là nếu không có carbohydrate, cuộc sống của chúng ta sẽ không thể thực hiện được. Việc sử dụng carbohydrate trong cuộc sống là quá rộng rãi.
