Көмірсулар өсімдік, жануар немесе адам болсын, кез келген тірі ағзаның жасушалары мен тіндерінің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Олар Жер планетасының органикалық заттарының негізгі бөлігін құрайды. Көмірсулар - қосылыстардың жеткілікті кең класы. Олардың ішінде әртүрлі қасиеттері бар заттарды табуға болады. Осы қасиетіне байланысты көмірсулардың атқаратын қызметі өте кең. Бүгін біз көмірсулардың негізгі қасиеттерін, физиологиялық рөлін және тамақ өнеркәсібінің (тек қана емес) әртүрлі салаларында қолданылуын талдаймыз.
Көмірсу көздері
Көмірсулардың негізгі көзі - өсімдік өнімдері. Атап айтқанда: нан, жарма, көкөністер, жемістер, жидектер. Мал өнімдеріне келетін болсақ, олардың кейбіреулері көмірсуларға да бай. Бұл, ең алдымен, құрамында сүт қанты деп аталатын сүт.
Тағам өнімдерінде әртүрлі көмірсулар болуы мүмкін. Сондықтан көмірсулардың мағынасы, қолданылуы және атқаратын қызметі өте кең. Дәнді дақылдар мен картопта крахмал – суда ерімейтін күрделі көмірсу бар, ол ас қорыту сөлінің әсерінен қарапайым қантқа ыдырайды. Жемістер, көкөністер мен жидектерде бұл заттар барқарапайым қант түрінде ұсынылған: жеміс, қызылша, қамыс, жүзім және т.б. Олар суда ериді және денеге тамаша сіңеді. Суда еритін қанттар қанға тез сіңеді.
Көмірсуларды тұтыну
Көмірсулардың негізгі бөлігін күрделі түрде, ал қарапайым түрінде 20-25% ғана тұтыну керек деп есептеледі. Бұл қанттың тіндерге біртіндеп енуіне ықпал етеді. Егер адам тамақтан жеткілікті мөлшерде көмірсулар алса, олар бауыр мен бұлшықеттерде «жануар крахмалы» гликогені түрінде сақталады. Көмірсулардың жетіспеушілігімен гликоген қоймасы глюкозаға ыдырайды және дененің қажеттіліктеріне (жасушалар мен тіндердің тамақтануы) пайдаланылады. Егер дене олардың артық мөлшерін қабылдаса, олар дене майына айналады. Айтпақшы, көмірсулардың құрамында дұрыс ас қорытуға қажетті талшықтар да бар.
Көмірсулар диетаның маңызды құрамдас бөлігі болып табылады, сондықтан олар дененің энергетикалық гомеостатын анықтап қана қоймайды, сонымен қатар құрамында көміртегі бар бірқатар полимерлердің биосинтезіне қатысады. Өмір бойы орташа адам осы қосылыстардың шамамен 14 тоннасын тұтынады. Оның ішінде шамамен 2,5 тонна - қарапайым түрде. Белоктарды, майларды, көмірсуларды және олардың туындыларын тағамда пайдалану біркелкі емес. Көмірсулар біздің диетамыздың негізгі бөлігі болып табылады. Олар ақуыздар мен майларға қарағанда 4 есе көп тұтынады. Қарапайым, аралас диета кезінде адам энергиясының шамамен 60% көмірсулардан алынады. Олардың ағзадағы негізгі міндеті - энергиямен қамтамасыз ету. Адам өмірінде физикалық белсенділік неғұрлым көп болса, соғұрлым көпоған көмірсулар қажет. Отырықшы өмір салтымен бұл заттарға деген қажеттілік азаяды. Дене еңбегімен айналыспайтындар үшін көмірсуларға күнделікті қажеттілік шамамен 400 граммды құрайды.
Көмірсулардың шамамен 50-65% біздің ағзамызға астық өнімдерімен бірге түседі. 15-25% - қант және құрамында қант бар өнімдермен. Шамамен 10% - тамыр және түйнек дақылдарымен. Ал шамамен 5-7% - жемістер мен көкөністермен.
Көмірсулар ұйқы безінің сыртқы секрециясының өте күшті тітіркендіргіші және көмірсулар алмасуын реттеуде және глюкозаның оңтайлы гомеостазын сақтауда маңызды рөл атқаратын инсулин синтезінің ең белсенді стимуляторы болып табылады. Көптеген жылдар бойы қарапайым көмірсулардың шамадан тыс жүктелуі β-жасушалардың гиперплазиясына, содан кейін инсулярлық аппараттың әлсіреуіне және қант диабетінің дамуына алғышарттардың жасалуына әкеледі.
Көмірсулардың классификациясы
Құрылысына, еріу қабілетіне және ассимиляция жылдамдығына қарай тағам құрамына кіретін көмірсулар қарапайым және күрделі болып бөлінеді. Қарапайымдарға моносахаридтер (фруктоза, глюкоза, галактоза) және дисахаридтер (сахароза, лактоза) жатады. Кешенге – полисахаридтер (талшық, крахмал, гликоген). Көмірсулардың мысалдарынан басқа, әр сыныпта азырақ белгілі басқа заттар бар.
Қарапайым көмірсулар
Моно- және дисахаридтер суда жақсы ериді және ағзаға тез сіңеді. Олардың айқын тәтті дәмі бар, сондықтан оларды жиі қант деп атайды. Ең көп таралған моносахаридәр түрлі жемістер мен жидектердің құрамындағы глюкоза, сонымен қатар ди- және полисахаридтердің ыдырауы кезінде синтезделеді. Глюкоза ағзаға енгеннен кейін тез арада өз орнын табады. Ол гликоген түзеді, ми тіндері мен бұлшықеттерін (соның ішінде жүректі) қоректендіреді және қандағы қант деңгейін реттейді. Жаттығу кезінде глюкозаны тікелей қуат көзі ретінде пайдалануға болады.
Фруктозаның ұқсас қасиеттері бар. Оны өте құнды, оңай сіңетін көмірсулар деп санауға болады. Бірақ глюкозамен салыстырғанда, фруктоза ішекте әлі де баяу сіңеді және қанға енгеннен кейін ол қан ағымынан тезірек кетеді. Фруктозаның 80% дейін бауырда сақталады, бұл қандағы қанттың қанығуына жол бермейді. Алайда бауырда фруктоза глюкозаға қарағанда гликогенді оңай синтездейді. Сахарозамен салыстырғанда фруктоза сіңімді және тәтті. Соңғы қасиетінің арқасында өнімнің тәттілігінің қажетті деңгейіне аз фруктозаны қолдануға болады, осылайша қанттың жалпы тұтынуын азайтады. Бұл калориямен шектелген диетаның құрылысында орын алады. Көмірсулардың өмірде қолданылуын ескере отырып, диеталық тамақтануға ерекше назар аудару керек. Фруктоза қант диабетімен ауыратын адамдарға арналған тағамдарда тәттілендіргіш ретінде жиі қолданылады.
Сахарозаның артық мөлшерімен май алмасуы бұзылып, май түзілуі артады. Сонымен қатар, ағзаға түсетін қант мөлшерінің ұлғаюымен күрделі көмірсулардан, тікелей майдан және тіпті ақуыздан алынған майлардың синтезі жоғарылайтыны бұрыннан дәлелденген. Демек,Адам тұтынатын қант мөлшері май алмасуын айтарлықтай реттей алады.
Қантты көп қолданғанда холестерин алмасуының бұзылуы және оның қандағы мөлшерінің жоғарылауы басталады. Сонымен қатар, артық қант ішек микрофлорасының жұмысына нашар әсер етеді - шіріткіш микроорганизмдердің массасы артады, шіру процестері жеделдейді, метеоризм дамиды. Ең азы, бұл жанама әсерлер фруктозаны қолданғанда байқалады. Жемістер мен жидектер осы көмірсулардың негізгі көзі болып табылады. Балда фруктоза мен глюкозаның көп мөлшері бар: сәйкесінше 37,1 және 36,2%. Қарбыздағы қанттың барлығы фруктоза, мұнда ол шамамен 8% құрайды.
Келесі моносахарид - галактоза. Азық-түліктерде бос күйінде кездеспейді. Галактоза – сүттің негізгі көмірсуы болып табылатын лактозаның ыдырау өнімі.
Дисахаридтерге келетін болсақ, біздің диетадағы ең бастысы сахароза. Гидролизден кейін ол фруктозаға және глюкозаға ыдырайды. Сахарозаның негізгі көздері қызылша және қамыс қанттары болып табылады. Түйіршіктелген қантта бұл көмірсудың мөлшері 99,75% жетеді. Сонымен қатар, сахароза жемістерде, көкөністерде және асқабақтарда кездеседі.
Күрделі көмірсулар
Полисахаридтердің молекулалық құрылымы күрделірек және суда өте төмен ерігіштігі бар. Бұл класқа: крахмал, талшық, гликоген және пектин кіреді. Бұл сыныптың көмірсуларын пайдалану әртүрлі дәрежеде кең таралған. Крахмалдың негізгі тағамдық құндылығы бар. Дәнді дақылдардағы оның жоғары мөлшері олардың мөлшерін анықтайтын негізгі фактор болып табыладытағамдық құндылығы. Орташа адамның диетасында крахмал тұтынылатын көмірсулардың жалпы мөлшерінің 80% құрайды. Ағзаға түскеннен кейін ол қарапайым көмірсуларға айналады және өз функцияларын орындайды.
Гликогенге келетін болсақ, ол біздің денемізде жұмыс істейтін бұлшықеттер мен ішкі мүшелерді қоректендіретін энергетикалық материал рөлін атқарады. Гликоген глюкоза есебінен реосинтез арқылы қалпына келеді.
Пектин – организмде жақсы сіңетін еритін зат. Салауатты тамақтану саласындағы заманауи зерттеулер көрсеткендей, пектинді асқазан-ішек жолдарының ауруларында профилактикалық және емдік мақсатта қолдануға болады.
Клетчатка құрылымы жағынан полисахаридтерге өте ұқсас. Астық өнімдері жоғары мазмұнымен танымал. Өнімдегі талшықтың мөлшерінен басқа оның сапасы да үлкен маңызға ие. Бұл көмірсулар неғұрлым нәзік болса, соғұрлым ол ішекте жақсы ыдырайды және ол адамға көбірек пайда әкеледі. Көкөністер мен картоптың талшықтары осындай қасиеттерге ие. Бұл полисахаридтің маңызды ерекшелігі - холестеринді адам ағзасынан шығару мүмкіндігі. Енді көмірсулардың қолданылуын толығырақ қарастырайық.
Парентеральды тамақтану
Көмірсуларды медицинада қолдану бүгінде қарқынды дамып келеді. Парентеральді тамақтану – бұл қоректік заттарды ағзаға көктамыр ішіне енгізу. Науқас өзін тамақтандыруға қабілетсіз болған жағдайда қолданылады. Көмірсуларды парентеральді тамақтануда қолдану өте кең таралған. Олар сәйкес пайдаланыладықарапайым себебі, олар адам ағзасы үшін энергияның ең қолжетімді көзі болып табылады. Көмірсулардың энергетикалық құндылығы 4 ккал/г. Адамның энергияға күнделікті қажеттілігі 1,5-тен 2 мың килокалорияға дейін жетеді. Осы қажеттілікті өтеу үшін көмірсуларды оқшаулау мәселесі осыдан туындайды. Глюкозаның изотоникалық ерітіндісіне келетін болсақ, адамның калорияға деген қажеттілігін толығымен жабу үшін ерітіндінің 7-ден 10 литріне дейін құйып алу керек. Бұл шамадан тыс гидратация, өкпе ісінуі және жүрек-қан тамырлары ауруларының дамуына әкелуі мүмкін.
Концентрленген глюкоза ерітінділерін қолдану басқа да жағымсыз салдарға әкелуі мүмкін - плазмалық гиперосмолярлықтың пайда болуы және тамырлардың интимасының тітіркенуі (флебит пен тромбофлебиттің дамуы). Ал осмостық диурез қаупін жою үшін глюкоза инфузиясының жылдамдығын 0,4-0,5 г/кг/сағ аралығында сақтау қажет. Егер сіз бұл көрсеткішті глюкозаның изотоникалық ерітіндісіне аударсаңыз, салмағы 70 кг болатын науқас үшін сағатына 500 мм-ден сәл артық аласыз. Көмірсуларға төзімділіктің бұзылуын және одан туындайтын асқынуларды болдырмау үшін глюкоза ерітіндісіне инсулин қосылады. Есептеу мына формула бойынша жүзеге асырылады: 3-4 грамм құрғақ глюкозаға 1 бірлік. Инсулин глюкозаның кәдеге жаратылуына оң әсер етіп қана қоймайды, сонымен қатар аминқышқылдарының қалыпты сіңуіне ықпал етеді.
Көмірсулардың медицинада қолданылуы олардың түріне байланысты. Парентеральді тамақтануда кеңінен қолданылады: фруктоза, глюкоза, сорбит, декстран, глицерин және этил.алкоголь.
Диеталық тағам
Тамақтан көмірсуларды толық немесе ішінара алып тастауға, сондай-ақ ақуыздар мен майларды тұтынуды арттыруға негізделген көптеген диеталар бар. АҚШ-тың Ауыл шаруашылығы министрлігі сауалнама жүргізіп, оған сәйкес көмірсуларға бай тағамдарды жейтін адамдардың салмағы қалыпты екені анықталды. Көмірсулары жоғары тағамдар қоректік, бірақ калориялары төмен.
Өздеріңіз білетіндей, Америкада халықтың жартысынан көбі артық салмақтан зардап шегеді. Ал ондай адамдардың саны күн санап артып келеді. Тұтынылатын азық-түлік мәселесі бойынша халық арасында ұзақ мерзімді сауалнама, диета көмірсулар басым адамдар бірдей мөлшерде тамақ ішетін белоктар мен майларды жақсы көретіндерге қарағанда аз калория алатынын көрсетті. Сауалнамаға қатысқандардың ішінде 10 000-нан астам адам бар адамдардың бұл тобы ең төмен дене салмағына ие болды. Себебі, құрамында көмірсуы бар тағамның әрбір 1000 калориясында клетчатка мен су көп болады. Бұл топтағы адамдар тағаммен көбірек қоректік заттарды алды, атап айтқанда: А және С дәрумендері, каротин, кальций, темір және магний. Майлар, холестерин, мырыш, натрий және В12 дәрумені олардың рационында аз мөлшерде табылған.
Тағамдардағы көмірсулар мен майларды пайдалану тығыз байланысты. Дегенмен, сондай-ақ ақуыздар бар көмірсуларды пайдалану. Көмірсулардың энергия көзі ретіндегі жоғары тиімділігі олардың ақуызды сақтау қабілетінде. Көмірсулардың көп мөлшері жұтылған кезде дене энергия ретінде пайдаланадыматериал аминқышқылдарынан аз. Жалпы алғанда, бұл заттар тамақтанудың таптырмас құрамдас бөлігі емес, өйткені оларды аминқышқылдары мен глицериннен синтездеуге болады, бірақ олардың рөлін елемеуге болмайды. Азық-түлікте көмірсулардың қолданылуы күніне кемінде 50 грамм болуы керек. Әйтпесе, метаболикалық бұзылулар болуы мүмкін.
Алайда көмірсуларды шамадан тыс тұтыну тері астындағы майдың түзілуіне әкеледі. Диетаны құру кезінде адамның осы заттарға деген қажеттілігін қанағаттандыру ғана емес, сонымен қатар олардың әртүрлі түрлерін тұтынуды теңестіру маңызды. Қарапайым және күрделі көмірсулардың арақатынасын бақылау маңызды. Қанттардың көп мөлшері ағзаға түскенде, олар толық гликогенге синтезделе алмайды және майлы тіндердің пайда болуына ықпал ететін триглицеридтерге айналады. Қандағы инсулин деңгейі жоғарылағанда бұл процесс жылдамдайды.
Күрделі көмірсулар, қарапайымдардан айырмашылығы, баяу ыдырайды, сондықтан олардың қандағы мөлшері біртіндеп артады. Осыған байланысты азық-түлік өнімдеріндегі көмірсулардың негізгі бөлігі дәл сіңетін заттардан тұратыны жөн. Олардың үлесі 80-ден 90 пайызға дейін болуы керек. Күрделі көмірсулардың жетіспеушілігі әсіресе қант диабеті, семіздік, атеросклероз және жүрек-тамыр жүйесі ауруларымен ауыратындар үшін байқалады.
Сіз бұрын түсінгеніңіздей, көмірсулардың көпшілігі тамақтану мен медицинада қолданылады. Бірақ көмірсулардың ауқымы мұнымен бітпейді. Олар тағы қайда қолданылады?
Глюкоза
Бұл көмірсулар ағзаға жақсы сіңеді және оны кейбір дәрілердің бөлігі ретінде пайдалануға болады. Сонымен қатар, глюкоза кондитерлік өнеркәсіпте кеңінен қолданылады. Оның көмегімен мармелад, карамель, пряник және басқа да өнімдер жасалады. Тоқыма өнеркәсібінде ол қалпына келтіретін агент рөлін атқарады. Ал гликон және аскорбин қышқылдарын өндіруде глюкоза бастапқы өнім болып табылады. Оның көмегімен олар кейбір өнеркәсіптік қанттардың синтезін де жүзеге асырады.
Глюкоза ашытуының маңызы зор. Қырыққабатты, қиярды, сүтті және басқа да өнімдерді маринадтау кезінде, сондай-ақ мал азығын силостау кезінде болады. Сыра өндірісінде глюкозаның алкогольдік ашытуы қолданылады.
Крахмал
Крахмал – құнды қоректік зат. Ағзаның ас қорытуын жеңілдету үшін өнімдер термиялық өңдеуден өтеді. Жоғары температура жағдайында крахмалдың ішінара гидролизі, сонымен қатар суда еритін декстриндердің түзілуі жүреді. Декстриндер ас қорыту жолында бір рет глюкозаға дейін гидролизденеді, ол организмге жақсы сіңеді. Көмірсуларды өнеркәсіпте пайдалану туралы айтатын болсақ, крахмалды елемеуге болмайды. Одан алынатын негізгі өнімдер - глюкоза мен меласса. Бұл көмірсулардың қолданылу аймағын одан әрі кеңейтеді. Крахмалдан глюкоза мен меласса алу процесін төмендегідей қысқаша сипаттаңыз.
Крахмал сұйылтылған күкірт қышқылы қосылған қоспада қыздырылады. Артық қышқыл бормен бейтараптандырылады. кезінде түзілетін кальций сульфатының тұнбасыбейтараптандыру, сүзгілеу. Содан кейін ерітінді буланып, одан глюкоза бөлініп алынады. Гидролиз процесін аяғына дейін жеткізбесеңіз, глюкозаның декстриндермен қоспасы алынады, оны меласса деп атайды. Ол кондитерлік өнеркәсіпте қолданылады. Сонымен қатар, крахмалдан алынған декстриндер желім және бояу қоюландырғыш ретінде кеңінен қолданылды. Крахмал көмірсуларды пайдаланудың қаншалықты әртүрлі екенін дәлелдейді. Алайда процестердің химиясы мүлде күрделі емес.
Бұған дейін крахмалдау қолданылған, ол матаға екінші тыныс беріп, оның қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді. Крахмал және одан алынатын өнімдер тоқыма, фармацевтика және құю өнеркәсібінде де қолданылған.
Целлюлоза
Көмірсулардың практикалық пайдасы әрқашан олардың биологиялық рөлінен кем емес. Көмірсуларды пайдалану адам қызметінің мүлдем басқа салаларында кездеседі. Целлюлозаны (талшықты) адам ерте заманнан бері пайдаланып келеді. Алдымен адамдар ағашты отын және құрылыс материалы ретінде пайдалана бастады. Содан кейін мақта, зығыр және басқа да талшықты өсімдіктерден жіп жасауды үйренді. Кейінірек ағаштан қағаз алуға мүмкіндік беретін технологиялар пайда болды. Қағаз, оның негізінде, престеу және желімделген целлюлоза талшықтарының жұқа қабаты болып табылады. Нәтиже - қан кетпейтін берік, тегіс бет.
Алғашында қағаз жасау үшін тек өсімдік шикізаты (мақта және күріш сабақтары) пайдаланылды. Одан талшықтар таза механикалық жолмен алынған. Бірақ ретіндеқоғамның дамуына байланысты аталған дереккөздер қағаз қажеттілігін өтеуге жеткіліксіз болды. Оның басым бөлігі газеттерге түседі. Бұл жерде қағаздың сапасы ерекше рөл атқармайтынын ескеріп, оған 50 пайызға дейін ұнтақталған ағаш қоса бастады. Кейінірек шайырлар, лигнин және т.б. сияқты ілеспе ағаш заттарынан құтылуға мүмкіндік беретін технологиялар пайда болды. Көмірсулардың практикалық қолданылуы осылайша әртүрлі болуы мүмкін.
Бүгінгі күні целлюлозаны оқшаулаудың ең көп тараған әдісі сульфит болып табылады. Ол көмірсулар қолданылатын әртүрлі салаларда қолданылады. Процестің химиясы өте қарапайым. Бұл әдіс бойынша ағашты ұсақтап, кальций гидросульфаты қосылған қоспада қайнатады. Содан кейін барлық қоспалардан тазартылған целлюлоза сүзгілерде бөлінеді. Алынған сілті құрамында моносахаридтер бар, сондықтан ол спиртті өндіру үшін шикізат ретінде пайдаланылады. Ал целлюлоза вискоза, ацетат және мыс-аммиак талшықтарын өндіруде де қолданылады.
Кейде көмірсулар көмірсулармен шатастырылады. Заттардың бұл екі класы дауыссыз аталса да, олардың бір-біріне еш қатысы жоқ. Қаныққан көмірсутектерді күнделікті өмірде және жұмыста пайдалану - бұл мүлдем басқа әңгіме.
Қорытынды
Бүгін сіз көмірсулар сияқты заттар туралы біліміңізді тереңдеттіңіз. Көмірсулардың қасиеттері, қолданылуы және олардың адам үшін пайдасы бұл заттардың біздің планетамыздағы ең маңызды биологиялық компоненттер екенін растайды. Оларсөзбе-сөз барлық жерде және барлық жерде. Бірақ бұл ең бастысы емес, бірақ көмірсуларсыз біздің өміріміз мүмкін емес еді. Көмірсулардың өмірде қолданылуы тым кең.
