Cukry proste i złożone – co warto wiedzieć, startując w Olimpiadzie Wiedzy o Żywieniu?

Cukry proste i złożone, czyli inaczej węglowodany, to związki chemiczne składające się z węgla, wodoru i tlenu. Stanowią one ponad połowę spożywanych przez nas codziennie kalorii. Są głównym źródłem energii dla naszych organizmów, a dla niektórych narządów, np. mózgu – prawie wyłącznym.

Jednak nie jest to jedyna rola węglowodanów. Pełnią one też funkcję zapasową, gromadząc się w formie glikogenu w wątrobie i mięśniach oraz tworząc rezerwę organizmu. Cukry wchodzą w skład DNA i RNA, więc bez nich niemożliwe byłoby istnienie organizmu. Do tego pełnią też funkcję transportową i budulcową, a węglowodany nieprzyswajalne lub częściowo przyswajalne wchodzą w skład błonnika pokarmowego.

Za najważniejszy cukier w naszym organizmie uznaje się glukozę. Jest to sześciowęglowy cukier prosty, biały i drobnokrystaliczny. Glukoza bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie i ma słodki smak. Jest on nieco mniej intensywny niż smak sacharozy, czyli cukru spożywczego, wykorzystywanego przez nas na co dzień. Występuje ona w znacznych ilościach w owocach, zwłaszcza w winogronach, dlatego nazywana jest czasami cukrem gronowym. Dla prawidłowego funkcjonowania organizmu konieczne jest utrzymanie stężenia glukozy w granicach 70-99 mg/dl na czczo.

Chcesz poznać i zrozumieć również inne zagadnienia Olimpiady Wiedzy o Żywieniu? Nie czekaj ani chwili dłużej – odwiedź naszą stronę i zapoznaj się z ofertą przygotowaną przez Indeks w Kieszeni!

www.unsplash.com

Podział cukrów

Węglowodany dzielą się na cukry proste i złożone. Cukry proste to inaczej monosacharydy, składają się one z jednej cząsteczki cukru. Węglowodany złożone natomiast składają się z co najmniej dwóch, połączonych ze sobą wiązaniem glikozydowym cząsteczek cukru. Najmniejsze węglowodany złożone określa się mianem disacharydów. Jeśli cząsteczek jest kilka, mamy do czynienia z oligosacharydami, a kiedy podjednostek jest jeszcze więcej (może ich być nawet wiele tysięcy), mówimy o polisacharydach.

Cukry proste i złożone mają bardzo różne funkcje i właściwości. Ich znajomość na pewno przyda się w Olimpiadzie Wiedzy o Żywieniu.

Najważniejsze cukry proste

Wśród cukrów prostych możemy dokonać dodatkowego podziału w zależności od ilości atomów węgla, które wchodzą w skład cząsteczki cukru. Wyróżniamy zatem cukry trzy-, cztero-, pięcio- i sześciowęglowe (kolejno: triozy, tetrozy, pentozy oraz heksozy). Z żywieniowego punktu widzenia największe znaczenie dla naszego organizmu mają heksozy, natomiast warto wspomnieć też o pentozach. Stanowią one składnik materiału genetycznego.

Pentozy

Deoksyryboza – stanowi składnik DNA kwasu deoksyrybonukleinowego, czyli chemicznego zapisu informacji genetycznej.

Ryboza – stanowi składnik RNA kwasu rybonukleinowego, koniecznego do odczytania informacji zawartej w DNA i zastosowania tej informacji do syntezy białek.

Heksozy

Glukoza – najpowszechniej występujący w przyrodzie cukier prosty. Jest wykorzystywana przede wszystkim do wytwarzania energii w trakcie tlenowego oddychania komórkowego. Najwięcej glukozy w naszym organizmie zużywa mózg – ok. 120 gramów dziennie. Mózg jest jednocześnie narządem najbardziej wrażliwym na niedobór tego cukru. Nadmiar glukozy może być przechowywany w organizmie w postaci substancji zapasowych – synteza tych substancji zachodzi pod wpływem insuliny.

Fruktoza – cukier owocowy, występuje w owocach, miodzie, nektarze kwiatów i spermie ssaków (jest źródłem energii dla plemników). Jest ona białą, krystaliczną, słodką substancją, nieco słodszą od sacharozy i znacznie słodszą od glukozy, najsłodszej spośród węglowodanów najczęściej używanych do słodzenia. Dobrze rozpuszcza się w wodzie, a w wyniku fermentacji ulega przemianie do etanolu. Fruktoza to źródło łatwo przyswajalnych węglowodanów, a jej przemiany zachodzą bez udziału insuliny. Cukier ten nie przydaje się organizmowi w czasie wysiłku fizycznego, ponieważ jest znacznie wolniej wchłaniany z krwi niż glukoza. Zbyt duże ilości fruktozy mogą powodować biegunkę i bóle żołądkowo-jelitowe.

Galaktoza – jest obecna przede wszystkim w mleku ssaków, może być przekształcana w glukozę i w tej postaci brać udział w wielu reakcjach chemicznych. Czasami, z powodu choroby genetycznej – galaktozemii, galaktoza nie może być rozkładana w organizmie, przez co gromadzi się w nim i ulega przemianom w szkodliwe związki.

www.unsplash.com

Najważniejsze cukry złożone

Disacharydy

Sacharoza – składa się ona z jednej cząsteczki glukozy i jednej cząsteczki fruktozy. Potocznie nazywana jest po prostu cukrem, ponieważ to właśnie ona jest używanym przez nas na co dzień cukrem spożywczym. Jest bezbarwną, krystaliczną, słodką substancją, która bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie. W kwaśnym środowisku pod wpływem inwertazy ulega rozpadowi do fruktozy i glukozy – mieszanina tych dwóch cukrów znana jest jako cukier inwertowany. Sacharozę otrzymuje się z buraków cukrowych i trzciny cukrowej.

Laktoza – czyli tzw. cukier mleczny, składa się z jednej cząsteczki glukozy i jednej cząsteczki galaktozy. Jest bezbarwna, mniej słodka niż glukoza i sacharoza, rozpuszcza się w wodzie. W jelicie cienkim laktoza jest rozkładana przez laktazę na cukry proste (glukozę i galaktozę). Najwyższa aktywność laktazy występuje u noworodków i niemowląt w okresie karmienia piersią. Później aktywność enzymu stopniowo się zmniejsza osiągając u większości dorosłych 10% pierwotnej aktywności. Dość częstym schorzeniem jest wynikający z różnych przyczyn niedobór laktazy, który sprawia, że niemożliwe jest trawienie laktozy. Mamy wtedy do czynienia z nietolerancją laktozy. Laktozę otrzymuje się z serwatki powstającej przy produkcji sera.

Maltoza – czyli cukier słodowy, jest zbudowana z dwóch cząsteczek glukozy. Jest to biała substancja w formie kryształków, bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie. Jest słodka, jednak mniej niż sacharoza – przyjmuje się, że poziom jej słodkości wynosi ok. 60% słodkości sacharozy. Jest wykorzystywana jako środek słodzący oraz jako składnik pożywek dla bakterii. Występuje w ziarnach, owocach i warzywach. Otrzymuje się ją poprzez hydrolizę (rozpad) skrobi.

Polisacharydy

Skrobia

Jest t0 biała, półkrystaliczna substancja bez smaku i zapachu. Jest nierozpuszczalna w zimnej wodzie, natomiast z gorącą wodą tworzy kleik skrobiowy. Stanowi ona główny magazyn energii u roślin, dlatego jest obecna w wielu spożywanych przez nas produktach – ziarnach zbóż, ziemniakach, kukurydzy. Skrobia może stanowić nawet 80% spożywanych w ciągu dnia węglowodanów. Składa się z dwóch frakcji:

1. amylozy – prostych, nierozgałęzionych łańcuchów złożonych z 250 – 300 cząsteczek glukozy, połączonych wiązaniem α-1,4-glikozydowym. Znajduje się ona wewnątrz ziarna skrobi, stanowi ok. 10 – 35% jej zawartości. Amyloza nie rozpuszcza się w zimnej wodzie, za to rozpuszcza się w gorącej;
2. amylopektyny – mocno rozgałęzionych łańcuchów, zbudowanych z ok. 1000 reszt glukozy. Występują w niej, tak samo jak w amylozie, wiązania α-1,4-glikozydowe, jednak oprócz nich, w miejscach rozgałęzień łańcucha są obecne wiązania α-1,6-glikozydowe. Amylopektyna stanowi otoczkę ziaren skrobi, stanowi ok. 80% jej masy. Odpowiada za efekt pęcznienia skrobi i jej zdolność do tworzenia zoli. Rozpuszcza się w zimnej wodzie, natomiast w wodzie gorącej rozpuszcza się gorzej niż amyloza.

Glikogen

Jest to główny wielocukier będący materiałem zapasowym u zwierząt. Glikogen składa się z ok. 100 tys. cząsteczek glukozy połączonych wiązaniem α-1,4-glikozydowym, z występującymi rozgałęzieniami, przy których obecne jest wiązanie α-1,6-glikozydowe. Gromadzony jest w wątrobie, a w ok. siedmiokrotnie mniejszej ilości także w mięśniach szkieletowych. Ze względu na dużą masę mięśni w całym organizmie, zgromadzone w nich zapasy glikogenu stanowią około trzy czwarte jego zawartości w naszym ciele. Struktura glikogenu jest podobna do amylopektyny, jednak jego cząsteczki są mniej rozgałęzione, a łańcuchy boczne krótsze. Kiedy stężenie glukozy we krwi spada, glikogen może być szybko rozkładany przez glukagon (produkowany przez komórki α trzustki) do glukozy, wyrównując jej stężenie. Analogicznie, przy wzroście stężenia glukozy insulina (produkowana przez komórki β trzustki) zapoczątkowuje proces syntezy glikogenu z glukozy, tym samym zmniejszając jej stężenie we krwi.

Celuloza

Składa się ona z ok. 14 tys. cząsteczek glukozy, jej podstawową jednostką jest dwucukier celobioza. Celuloza nie jest trawiona w organizmie człowieka – nie posiadamy celulaz, czyli enzymów, które są w stanie zhydrolizować specyficzne wiązania β-1,4-glikozydowe występujące w celulozie. Z tego powodu jest ona składnikiem błonnika pokarmowego. Celuloza odgrywa bardzo ważną rolę w świecie roślin – jest głównym składnikiem ich ścian komórkowych.

Cukry proste i złożone w diecie – warto poznać różnice, jeśli myślisz o Olimpiadzie Wiedzy o Żywieniu

Cukry proste, ze względu na swoją jednocząsteczkową budowę, są łatwo przyswajalne. Czasami przynosi to korzyści, np. kiedy przed lub w trakcie treningu potrzebujemy zastrzyku energii. Jednak łatwa przyswajalność tych węglowodanów sprawia, że po złożonym z nich posiłku nie pozostaniemy najedzeni na długo – powodują one szybki wzrost stężenia glukozy we krwi, co stymuluje działanie insuliny i szybki spadek stężenia glukozy, przez co ponownie jesteśmy głodni i sięgamy po dodatkowe przekąski, spożywając dodatkowe kalorie.

Z czym wiąże się nadmiar glukozy?

Nie należy zapominać, że nadmiar glukozy przekształcany jest w tłuszcz. Zatem spożywanie zbyt dużej ilości cukrów prostych podwyższa ryzyko nadwagi i otyłości, a w konsekwencji cukrzycy, problemów z krążeniem i chorób serca. Dlatego ważne jest, by pośród węglowodanów przez nas spożywanych przeważały cukry złożone – po ich spożyciu energia jest uwalniana stopniowo, nie występują nagłe skoki stężenia glukozy we krwi, dzięki czemu pozostajemy najedzeni dłużej.

Spożywanie odpowiednich węglowodanów ma szczególnie duże znaczenie przy cukrzycy. Dieta cukrzyków powinna składać się z produktów o niskim indeksie glikemicznym (IG). Są to produkty, po spożyciu których stężenie glukozy rośnie stopniowo, bez gwałtownych skoków. Nagły wzrost stężenia glukozy powoduje wyrzut insuliny. Powtarzające się sytuacje tego typu mogą powodować wyczerpanie rezerw tego hormonu lub wzrost oporności tkanek na niego. Konieczne będzie wtedy przyjmowanie zastrzyków insuliny. Produkty o niskim indeksie glikemicznym, czyli IG < 50, to produkty mięsne, ryby i owoce morza, jajka, mleko i jego przetwory, tłuszcze, niektóre warzywa i owoce. Cukrzykom zaleca się także spożywanie węglowodanów złożonych, czyli np. pełnoziarnistych produktów złożonych bądź kasz.

www.unsplash.com

Węglowodany jako źródło energii

Przyjmowane węglowodany, czyli cukry proste i złożone, w odpowiedniej ilości to bardzo ważna kwestia dla odpowiedniego funkcjonowania organizmu. Są one niemal wyłącznym źródłem energii dla mózgu czy czerwonych krwinek. Dlatego ich niedobór może powodować problemy zdrowotne, np. osłabienie czy zawroty głowy. Niedobór węglowodanów skutkuje też zużywaniem białek jako materiału energetycznego, co jest niekorzystne, ponieważ te ostatnie są naszym głównym materiałem budulcowym. Zużywanie białka zamiast cukrów do celów energetycznych może powodować też dodatkowe obciążenie nerek.

Węglowodany nie są dla nas jedynie źródłem energii. Duże znaczenie ma również dostarczanie organizmowi odpowiednich ilości węglowodanów nieprzyswajalnych, czyli błonnika. Spożywanie go przynosi nam wiele korzyści. Po pierwsze powoduje on zmniejszenie wchłaniania cholesterolu i trójglicerydów, spowalnia rozkład węglowodanów, czy przyspiesza perystaltykę jelit. Reguluje tym samym rytm wypróżnień, absorbując wodę pęcznieje w żołądku, zmniejsza uczucie głodu oraz sprzyja rozwojowi korzystnych bakterii jelitowych. Dobrym źródłem błonnika pokarmowego są owoce, warzywa, produkty zbożowe i nasiona roślin strączkowych.

Zaciekawiły Cię informacje związane z cukrami prostymi i złożonymi? Chcesz poznać również inne zagadnienia Olimpiady Wiedzy o Żywieniu? Zapraszamy na dedykowaną podstronę Indeksu w Kieszeni.