Углеводы — энергетические компоненты пищи. По химическому составу они обычно классифицируются на простые сахара и полисахариды. К простым сахарам относятся моносахариды (глюкоза, фруктоза, ксилоза, арабиноза), дисахариды (сахароза, мальтоза и лактоза). Трисахарид (рафиноза), тетрасахарид (стахиоза). К полисахаридам относят гемицеллюлозы, крахмал, инулин, гликоген, целлюлозу, пектиновые вещества, камеди, декстраны и декстрины. Они состоят из тех или иных моносахаров.

С точки зрения усвояемости в человеческом организме углеводы разделяют условно на две группы — усвояемые в пищеварительном тракте и неусвояемые.

Усвояемость углеводов

Усвояемость углеводов зависти от наличия определенных ферментов в желудочно-кишечном тракте человека. Легче всего усваиваются фруктоза, глюкоза, сахароза, а также мальтоза и лактоза. Несколько медленнее крахмал и декстрины, так как они должны предварительно расщепиться до простых сахаров.

Углеводы находятся главным образом в растительных продуктах. Животный полисахарид гликоген содержится в печени (до 10%) и в мышцах (до 1%).

Из простых сахаров основное значение в питании имеет сахароза. Это, по существу, тот самый сахар, который продается в магазинах. В нем содержится 99,8% сахарозы. Сахароза является основным углеводным компонентом конфет, пирожных, тортов. В меде (75%) и винограде (16%) — смесь глюкозы и фруктозы.

Простые сахара с кулинарной точки зрения ценятся за их сладость. Однако сладость сахаров бывает различной. Если сладость сахарозы условно принять за 100 единиц, то относительная сладость фруктозы будет равна 173 единицы, глюкозы — 74, сорбита — 48, ксилозы — 40, мальтозы — 32, галактозы — 32, рафинозы — 23, лактозы — 16 единицам.

Полезность усвояемых углеводов 

Усвояемые углеводы являются основными поставщиками энергии. Хотя их энергетический коэффициент меньше, чем у жиров. Человек потребляет много углеводов и получает с ними 50-60% требуемых калорий. Оптимальное количество энергии от углеводов — 58% калорийности. Усвояемые углеводы как поставщики энергии могут в значительной мере меняться жирами и белками, но полностью исключить их из питания нельзя. В противном случае в крови появляются продукты неполного окисления жиров, так называемые кетоновые дела, нарушаются функции центральной нервной системы и мышц, происходит ослабление умственной и физической деятельности. Сокращается продолжительность жизни. Такие явления встречаются довольно редко, иногда они наблюдаются у интенсивно тренирующихся спортсменов или девушек, любой ценой стремящихся сохранить тонкую фигуру.

Считается, что взрослый человек при умеренных физических нагрузках должен потреблять 320-410 г усвояемых углеводов в день, в том числе 50-100 г (не более) простых сахаров.

Систематический избыток усвояемых углеводов в питании может способствовать возникновению ряда болезней, прежде всего — ожирения. Оно, в свою очередь, способствует возникновению диабета и атеросклероза. Роковую роль играет при этом чрезмерное потребление сахарозы и крахмала типа картофельного. Поэтому, ограничивая потребление углеводов, надо прежде всего ограничить потребление сахара, кондитерских изделий, каш и картофельных блюд.

Определенное содержание сахара в крови (натощак 80-100 г (в 100 мл) совершенно необходимо для нормальной жизнедеятельности человека. Сахар крови — необходимый энергетический материал, доступный любой клетке организма. Избыток сахара превращается в первую очередь в животный полисахарид — гликоген. Он содержится главным образом в печени, а также в мышцах. При недостатке усвояемых углеводов в пище глюкоза в крови образуется их этих запасов.

Глюкоза

Важная роль в регулировании обмена глюкозы в крови принадлежит гормону поджелудочной железы — инсулину. Если организм вырабатывает его в недостаточном количестве, то замедляются процессы использования глюкозы. Уровень глюкозы в крови повышается до 200-400 мг в 100 мл. Почки перестают задерживать такие высокие концентрации сахара в крови, и появляется сахар в моче. Возникает болезнь, названная сахарным диабетом. Раньше считали, что самые опасные углеводы, вызывающие наибольшее повышение уровня глюкозы в крови — это глюкоза и сахароза, а крахмал, требующий время на расщепление, менее опасен. Например, крахмал картофеля, хлеба грубого помола, моркови, риса, проса, брюквы примерно так же увеличивает уровень глюкозы в крови, как и сама глюкоза. Тогда как макароны и горох повышают его на 30-50% меньше. Самые безобидные в этом отношении фасоль, бобы и чечевица. 

Интересно, что сахароза относится к продуктам со средним действием, а мед и изюм приближаются к глюкозе. Ксилит и сорбит не повышают вообще уровень глюкозы в крови. Таким образом, наш обычный сахар (сахароза по-научному) дает значительно меньший эффект повышения уровня глюкозы в крови, чем такие широко распространенные продукты питания, как хлеб, картофель, рис. Впрочем, весьма важны не столько природа продукта, сколько объем и частота его потребления. Надо, чтобы пища поступала только небольшими порциями и многократно. Такое питание не позволяет повышаться уровню глюкозы в крови выше опасного предела, который расшатывает систему углеводного обмена. Обильное одно-двухразовое питание больных диабетом недопустимо, так как резко повышает уровень глюкозы в крови. Оптимальное питание — шестиразовое, мелкими порциями. При этом можно съесть даже кусочек вкусного белого хлеба. Мы уже отмечали, что на нормализацию углеводного обмена (диабет — нарушение углеводного обмена) положительное влияние оказывают пищевые волокна. Поэтому диабетикам рекомендуется употреблять больше овощей.

Фруктоза

У фруктозы, в отличие от глюкозы, несколько иной путь превращений в организме. Она в большей степени задерживается печенью и поэтому меньше проникает в кровь, а уж поступив в кровь, скорее включается в различные обменные реакции. 

Фруктоза, правда, переходит в глюкозу в процессах обмена веществ, но увеличение концентрации глюкозы в крови происходит при этом более плавно и постепенно, не вызывая обострения диабета. Установлено также, что фруктоза в значительно меньшей степени, чем сахароза и глюкоза, вызывает кариес зубов. Много фруктозы содержится в меде (около 37%), винограде (7,7%), грушах и яблоках (5-6%), арбузе, крыжовнике, малине, черной смородине (около 4%).

Из других простых сахаров выделим лактозу, которой много в женском грудном молоке (7,7%), а также в коровьем (4,7%). Однако у довольно большого количества взрослых людей в желудочно-кишечном тракте нет фермента лактазы, расщепляющей лактозу (молочный сахар). Поэтому они не переносят коровье молоко, но часто благополучно употребляют кефир, где этот вид сахара частично уже потреблен кефирными дрожжами. Кроме того, молочнокислые бактерии и дрожжи подавляют деятельность кишечной микрофлоры и благодаря этому снижают неблагоприятное действие лактозы.

Не все переносят и бобовые, черный хлеб, содержащие относительно много рафинозы и стахиозы. В этих случаях, как и при непереносимости молока, появляется повышенное газообразование и т. д.

Иногда новорожденные не усваивают галактозу, образующуюся из лактозы женского молока. У этих детей отсутствует фермент галактозидаза, и материнское молоко (как и коровье) становится их ядом. Их спасение в искусственных смесях, где лактоза заменена глюкозой.

Из усвояемых полисахаридов основное значение в питании имеет крахмал, на долю которого приходится обычно 80% потребленных углеводов. Больше всего его содержится в крупах и макаронах (55-70%), бобовых (40-45%), хлебе (30-40%), картофеле (16%).

В животных продуктах содержится небольшое количество другого полисахарида — гликогена (в печени — до 10%), в мышечной ткани — (0,3-1%).

Неусвояемые углеводы

И наконец, о неусвояемых углеводах. К ним относят гемицеллюлозы, целлюлозу, пектиновые вещества, камеди, декстраны. Прежде всего, остановимся на целлюлозе.

Заметные количества ее содержатся в бобовых (3,7-5%) зерне (2,3%), хлебе грубого помола (в пшеничном из цельного зерна — 2%, ржаном — 1,1%) капусте, картофеле, моркови (1%).

Химическое определение чистой целлюлозы весьма сложно. Поэтому обычно используют упрощенные методы, определяющие, помимо целлюлозы, лигнин и гемицеллюлозы. Эти вещества называют клетчаткой. Она, так же как и целлюлоза, почти не усваивается организмом.

Очень мало клетчатки содержится в пшеничном хлебе тонкого помола, например, в батонах из муки 1-го сорта — всего 0,15%.

Целлюлоза в качестве основного компонента входит в состав грубых (нерастворимых) пищевых волокон. Хотя грубые волокна в тонком кишечнике почти не усваиваются, нормальное пищеварение без них практически невозможно. Недостаток этих волокон в диете вызывает развитие ожирения, желчно-каменной болезни, сердечно-сосудистых заболеваний, пака толстого кишечника и других болезней.

Грубые пищевые волокна способствуют продвижению пищи по желудочно-кишечному тракту. Они нормализуют деятельность полезной кишечной микрофлоры, способствуют (особенно вместе с пектином, содержащимся в овощах и фруктах) выведению из организма холестерина. Они же снижают аппетит и создают чувство насыщения.

Однако при чрезмерном потреблении грубых волокон усвояемость почти всех основных пищевых веществ — белков, жиров, витаминов и особенно минеральных веществ — снижается на 5-15%. Больше того, появится желудочно-кишечное расстройство, понос. Чаще всего это происходит летом при беспорядочном употреблении свежих фруктов, ягод.

При запорах (длительной задержке каловых масс) в толстом кишечнике происходит накопление и всасывание различных аминов, в том числе канцерогенных. Еще Гиппократ рекомендовал для борьбы с ними употреблять зерновые отруби. Помогут в этом и сырая морковь, капуста, яблоки. Они же используются для лечения дивертикулита кишечника и профилактики желчно-каменной болезни (когда образование камней еще не началось), диабета, кариеса зубов. 

Вместе с тем у людей, страдающих язвенной болезнью, гастритом и некоторыми другими заболеваниями желудочно-кишечного тракта, грубые волокна могут вызывать болезненное раздражение — в таких случаях потребление этих продуктов нужно ограничивать.

Клетчатка

Мягкие пищевые волокна, содержащие главным образом пектин, тоже не усваиваются организмом человека. Но имеются данные, свидетельствующие о благоприятной роли пектина. Например, при отравлениях токсическими металлами, в подавлении деятельности гнилостных микроорганизмов. Это вещество более эффективно, чем грубые волокна. Способствует снижению холестерина в крови и удалению желчных кислот.

Основной представитель грубых волокон и пектина — клетчатка. Много пищевых волокон содержится в сушеных овощах и фруктах. В большинстве свежих ягод, в которых мякоть не отделяют от семян, некоторых свежих овощах. 

В овощах, фруктах и ягодах вместе с углеводами присутствуют органические кислоты. Как правило, это яблочная и лимонная кислоты (в сумме от 0,3 до 1%). В винограде много винной (0,4%). В продуктах животного происхождения основными являются лимонная и молочная (до 1% в кефире) кислоты.

Органические кислоты обладают определенной энергетической ценностью (в среднем 3 ккал на 1 г), за исключением винной. Она не участвует в энергетическом обмене. Они способствуют лучшему усвоению ряда микроэлементов. Например, железа и цинка. У людей, страдающих пониженной кислотностью, снижают рН среды. Тем самым изменяя состав микрофлоры в благоприятную среду. 

Вместе с тем щавелевая кислота, накапливающаяся в некоторых листовых овощах, обладает способностью связывать кальций. В больших количествах может оказать токсическое действие.