Los carbohidratos son un componente esencial de las células y tejidos de cualquier organismo vivo, ya sea una planta, un animal o un ser humano. Constituyen la mayor parte de la materia orgánica del planeta Tierra. Los carbohidratos son una clase bastante amplia de compuestos. Entre ellos, puedes encontrar sustancias con diferentes propiedades. Debido a esta característica, las funciones de los carbohidratos son muy amplias. Hoy analizaremos las principales propiedades, el papel fisiológico y el uso de los carbohidratos en diferentes áreas de la industria alimentaria (y no solo).
Fuentes de carbohidratos
Las principales fuentes de carbohidratos son los productos vegetales. A saber: pan, cereales, verduras, frutas, bayas. En cuanto a los productos de origen animal, algunos de ellos también son ricos en hidratos de carbono. Esto es, en primer lugar, leche, que contiene el llamado azúcar de leche.
Los productos alimenticios pueden contener diferentes carbohidratos. Por tanto, el significado, la aplicación de los hidratos de carbono y sus funciones son muy extensos. Los cereales y las patatas contienen almidón, un carbohidrato complejo insoluble en agua, que se descompone en azúcares simples por la acción de los jugos digestivos. En frutas, verduras y bayas estas sustanciaspresentados en forma de azúcares simples: fruta, remolacha, caña, uva, etc. Se disuelven en agua y son perfectamente absorbidos por el cuerpo. Los azúcares solubles en agua se absorben rápidamente en el torrente sanguíneo.
Consumo de carbohidratos
Se cree que la mayor parte de los carbohidratos deben consumirse en forma compleja, y solo el 20-25% en forma simple. Esto contribuye a la entrada gradual de azúcares en los tejidos. Si una persona recibe suficientes carbohidratos de los alimentos, estos se depositan en el hígado y los músculos en forma de glucógeno de "almidón animal". Con la f alta de carbohidratos, la reserva de glucógeno se descompone en glucosa y se usa para las necesidades del cuerpo (nutrición de células y tejidos). Si el cuerpo recibe un exceso de ellos, se convierten en grasa corporal. Por cierto, los carbohidratos también incluyen fibra, que es necesaria para una buena digestión.
Los carbohidratos son componentes esenciales de la dieta, por lo que no solo determinan el homeostato energético del cuerpo, sino que también participan en la biosíntesis de varios polímeros que contienen carbono. A lo largo de su vida, una persona promedio consume alrededor de 14 toneladas de estos compuestos. De estos, aproximadamente 2,5 toneladas, en forma simple. El uso de proteínas, grasas, carbohidratos y sus derivados en los alimentos no es uniforme. Los carbohidratos son la parte principal de nuestra dieta. Consumen 4 veces más que proteínas o grasas. Con una dieta simple y mixta, alrededor del 60% de la energía de una persona proviene de los carbohidratos. Su principal tarea en el cuerpo es proporcionar energía. Cuanta más actividad física hay en la vida de una persona, másnecesita carbohidratos. Con un estilo de vida sedentario, la necesidad de estas sustancias disminuye. Para aquellos que no realizan trabajo físico, el requerimiento diario de carbohidratos es de aproximadamente 400 gramos.
Alrededor del 50-65% de los carbohidratos ingresan a nuestro cuerpo con productos de granos. 15-25% - con azúcar y productos que contienen azúcar. Alrededor del 10% - con cultivos de raíces y tubérculos. Y alrededor del 5-7% - con frutas y verduras.
Los carbohidratos son un irritante muy fuerte de la secreción externa del páncreas y el estimulador más activo de la síntesis de insulina, que desempeña un papel importante en la regulación del metabolismo de los carbohidratos y en el mantenimiento de la homeostasis óptima de la glucosa. A lo largo de los años, la sobrecarga de carbohidratos simples conduce a la hiperplasia de las células β, luego al debilitamiento del aparato insular y la creación de requisitos previos para el desarrollo de la diabetes.
Clasificación de carbohidratos
Dependiendo de la estructura, la capacidad de disolución y la velocidad de asimilación, los carbohidratos que forman parte de los alimentos se dividen en simples y complejos. Los simples incluyen monosacáridos (fructosa, glucosa, galactosa) y disacáridos (sacarosa, lactosa). Al complejo - polisacáridos (fibra, almidón, glucógeno). Además de los ejemplos de carbohidratos, hay otras sustancias menos conocidas en cada clase.
Carbohidratos simples
Los monosacáridos y los disacáridos se disuelven bien en agua y el cuerpo los absorbe rápidamente. Tienen un sabor dulce pronunciado, por lo que a menudo se les llama simplemente azúcares. El monosacárido más abundante esglucosa contenida en varias frutas y bayas, así como sintetizada durante la descomposición de di y polisacáridos. La glucosa, una vez en el cuerpo, encuentra rápidamente un uso por sí misma. Forma glucógeno, nutre el tejido cerebral y los músculos (incluido el corazón) y regula los niveles de azúcar en la sangre. Durante el ejercicio, la glucosa se puede utilizar directamente como fuente de energía.
La fructosa tiene propiedades similares. Se puede considerar como un carbohidrato muy valioso y de fácil digestión. Pero, en comparación con la glucosa, la fructosa aún se absorbe más lentamente en los intestinos y, una vez en la sangre, abandona el torrente sanguíneo más rápido. Hasta el 80% de la fructosa se retiene en el hígado, evitando la saturación de azúcar en la sangre. Sin embargo, en el hígado, la fructosa sintetiza glucógeno más fácilmente que la glucosa. En comparación con la sacarosa, la fructosa es más digerible y tiene más dulzura. Debido a esta última propiedad, se puede utilizar menos fructosa para el nivel deseado de dulzura del producto, reduciendo así el consumo total de azúcares. Esto tiene lugar en la construcción de una dieta restringida en calorías. Teniendo en cuenta el uso de carbohidratos en la vida, se debe prestar especial atención a la nutrición dietética. La fructosa se usa a menudo como edulcorante en alimentos para personas con diabetes.
Con un exceso de sacarosa, se altera el metabolismo de las grasas y aumenta la formación de grasas. Además, durante mucho tiempo se ha demostrado que con un aumento en la cantidad de azúcar que ingresa al cuerpo, aumenta la síntesis de grasas a partir de carbohidratos complejos, directamente de grasas e incluso proteínas. Por lo tanto,La cantidad de azúcar que consume una persona puede regular en gran medida el metabolismo de las grasas.
Con el uso abundante de azúcar, comienzan los trastornos del metabolismo del colesterol y un aumento de su contenido en la sangre. Además, el exceso de azúcar tiene un efecto negativo en el trabajo de la microflora intestinal: aumenta la masa de microorganismos putrefactos, se aceleran los procesos putrefactos y se desarrolla flatulencia. Menos aún, estos efectos secundarios se observan con el uso de fructosa. Las frutas y bayas son la principal fuente de este carbohidrato. En la miel se encuentra mucha fructosa y glucosa: 37,1 y 36,2%, respectivamente. Todo el azúcar que hay en la sandía es fructosa, aquí es alrededor del 8 %.
El siguiente monosacárido es la galactosa. No se encuentra en los alimentos en su forma libre. La galactosa es un producto de descomposición de la lactosa, el principal carbohidrato de la leche.
En cuanto a los disacáridos, el principal de nuestra dieta es la sacarosa. Tras la hidrólisis, se descompone en fructosa y glucosa. Las principales fuentes de sacarosa son la remolacha y el azúcar de caña. En azúcar granulada, el contenido de este carbohidrato alcanza el 99,75%. Además, la sacarosa se encuentra en frutas, verduras y calabazas.
Carbohidratos complejos
Los polisacáridos tienen una estructura molecular más compleja y una solubilidad en agua extremadamente baja. Esta clase incluye: almidón, fibra, glucógeno y pectina. El uso de carbohidratos de esta clase está muy extendido en diversos grados. El almidón es de valor nutricional primario. Su alto contenido en cereales es el principal factor que determina suvalor nutricional. En la dieta de una persona promedio, el almidón representa hasta el 80% de la cantidad total de carbohidratos consumidos. Una vez en el cuerpo, se convierte en carbohidratos simples y realiza sus funciones.
En cuanto al glucógeno, en nuestro cuerpo desempeña el papel de un material energético que alimenta los músculos y órganos internos en funcionamiento. El glucógeno se restaura a través de la reosíntesis a expensas de la glucosa.
La pectina es una sustancia soluble que se absorbe bien en el cuerpo. Como muestran los estudios modernos en el campo de la nutrición saludable, la pectina se puede utilizar con fines preventivos y terapéuticos en enfermedades del tracto gastrointestinal.
La fibra tiene una estructura muy similar a los polisacáridos. Los productos de cereales son famosos por su alto contenido. Además de la cantidad de fibra en el producto, su calidad es de gran importancia. Cuanto más tierno es este carbohidrato, mejor se descompone en los intestinos y más beneficios aporta a una persona. La fibra de las verduras y las patatas tiene estas propiedades. Una característica importante de este polisacárido es la capacidad de eliminar el colesterol del cuerpo humano. Ahora echemos un vistazo más de cerca al uso de carbohidratos.
Nutrición parenteral
El uso de carbohidratos en la medicina actual se está desarrollando rápidamente. La nutrición parenteral es la administración intravenosa de nutrientes al cuerpo. Se utiliza en los casos en que el paciente no puede alimentarse por sí mismo. El uso de carbohidratos en nutrición parenteral es muy común. Se utilizan segúnla simple razón es que son la fuente de energía más asequible para el cuerpo humano. El valor energético de los hidratos de carbono es de 4 kcal/g. La necesidad humana diaria de energía oscila entre 1,5 y 2 mil kilocalorías. De ahí el problema del uso aislado de hidratos de carbono para cubrir esta necesidad. En términos de una solución de glucosa isotónica, para cubrir completamente la necesidad de calorías de una persona, es necesario verter de 7 a 10 litros de la solución. Esto puede conducir al desarrollo de sobrehidratación, edema pulmonar y trastornos cardiovasculares.
El uso de soluciones de glucosa más concentradas conlleva otras consecuencias desagradables: la aparición de hiperosmolaridad plasmática e irritación de la íntima de las venas (desarrollo de flebitis y tromboflebitis). Y para eliminar el riesgo de diuresis osmótica, es necesario mantener la tasa de infusión de glucosa en el rango de 0,4 a 0,5 g/kg/h. Si traduce esta cifra a una solución de glucosa isotónica, obtiene un poco más de 500 mm por hora para un paciente que pesa 70 kg. Se agrega insulina a la solución de glucosa para prevenir la intolerancia a los carbohidratos y las complicaciones resultantes. El cálculo se realiza según la fórmula: 1 unidad por 3-4 gramos de glucosa seca. La insulina no solo tiene un efecto positivo en la utilización de la glucosa, sino que también contribuye a la absorción normal de aminoácidos.
El uso de carbohidratos en medicina depende de su tipo. En nutrición parenteral son muy utilizados: fructosa, glucosa, sorbitol, dextrano, glicerol y etilo.alcohol.
Comida dietética
Hay muchas dietas que se basan en la exclusión total o parcial de los hidratos de carbono de la dieta, así como en el aumento de la ingesta de proteínas y grasas. El Departamento de Agricultura de EE. UU. realizó una encuesta, según la cual se reveló que las personas que comen alimentos ricos en carbohidratos tienen predominantemente un peso normal. Los alimentos ricos en carbohidratos son más nutritivos pero tienen menos calorías.
Como saben, en Estados Unidos, más de la mitad de la población tiene sobrepeso. Y el número de esas personas está creciendo constantemente. Una encuesta a largo plazo de la población sobre el tema de los alimentos consumidos mostró que las personas cuya dieta está dominada por los carbohidratos reciben menos calorías que los amantes de las proteínas y las grasas, con la misma cantidad de alimentos ingeridos. Este grupo de personas de todos los encuestados, y eran más de 10.000 personas, tenían el peso corporal más bajo. La razón es que por cada 1000 calorías de alimentos que contienen carbohidratos, hay mucha fibra y agua. Este grupo de personas recibió más nutrientes con los alimentos, a saber: vitaminas A y C, caroteno, calcio, hierro y magnesio. Grasas, colesterol, zinc, sodio y vitamina B12 se encontraron en sus dietas en pequeña medida.
El uso de carbohidratos y grasas en los alimentos está estrechamente relacionado. Sin embargo, así como el uso de carbohidratos con proteínas. La alta eficiencia de los carbohidratos como fuentes de energía radica en su capacidad para conservar proteínas. Cuando se ingiere una gran cantidad de carbohidratos, el cuerpo los utiliza como energíaEl material es menor que los aminoácidos. En general, estas sustancias no son componentes indispensables de la nutrición, ya que pueden sintetizarse a partir de aminoácidos y glicerol, sin embargo, su papel no debe subestimarse. El uso de carbohidratos en los alimentos debe ser de al menos 50 gramos por día. De lo contrario, pueden producirse alteraciones metabólicas.
Sin embargo, el consumo excesivo de carbohidratos conduce a la formación de grasa subcutánea. Al construir una dieta, es importante no solo satisfacer la necesidad de una persona de estas sustancias, sino también equilibrar el consumo de sus diferentes tipos. Es importante controlar la proporción de carbohidratos simples y complejos. Cuando una gran cantidad de azúcares ingresan al cuerpo, no pueden sintetizarse completamente en glucógeno y se convierten en triglicéridos, que contribuyen a la formación de tejidos grasos. Cuando la insulina está elevada en la sangre, este proceso se acelera.
Los carbohidratos complejos, a diferencia de los simples, se descomponen lentamente, por lo que su contenido en la sangre aumenta gradualmente. En este sentido, es aconsejable que la mayor parte de los hidratos de carbono de los alimentos esté formada por sustancias precisamente digeribles. Su participación debe ser del 80 al 90 por ciento. La f alta de carbohidratos complejos es especialmente notable para quienes padecen diabetes, obesidad, aterosclerosis y enfermedades del sistema cardiovascular.
Como ya entendiste, la mayoría de los carbohidratos se usan en nutrición y medicina. Pero el alcance de los carbohidratos no termina ahí. ¿Dónde más se usan?
Glucosa
Este carbohidrato es bien absorbido por el cuerpo y puede usarse como parte de algunos medicamentos. Además, la glucosa se usa ampliamente en la industria de la confitería. Con su ayuda, se hacen mermelada, caramelo, pan de jengibre y otros productos. En la industria textil, desempeña el papel de agente reductor. Y en la producción de ácidos glicónico y ascórbico, la glucosa es el producto de partida. Con su ayuda, también llevan a cabo la síntesis de algunos azúcares industriales.
La fermentación de glucosa es de gran importancia. Ocurre al encurtir coles, pepinos, leche y otros productos, así como al ensilar forrajes. La fermentación alcohólica de la glucosa se utiliza en la producción de cerveza.
Almidón
El almidón es un nutriente valioso. Para facilitar la digestión del cuerpo, los productos se someten a un tratamiento térmico. En condiciones de alta temperatura, se produce una hidrólisis parcial del almidón, así como la formación de dextrinas solubles en agua. Las dextrinas, una vez en el tracto digestivo, se hidrolizan a glucosa, que es bien absorbida por el cuerpo. Si hablamos del uso de carbohidratos en la industria, no se puede ignorar el almidón. Los principales productos que se obtienen de ella son la glucosa y la melaza. Esto amplía aún más el área en la que se lleva a cabo el uso de carbohidratos. Describa brevemente el proceso de obtención de glucosa y melaza a partir del almidón de la siguiente manera.
El almidón se calienta en una mezcla con ácido sulfúrico diluido. El exceso de ácido se neutraliza con tiza. El precipitado de sulfato de calcio, que se forma duranteneutralización, filtrado. Luego, la solución se evapora y la glucosa se aísla de ella. Si no lleva el proceso de hidrólisis hasta el final, obtiene una mezcla de glucosa con dextrinas, que se llama melaza. Se utiliza en la industria de la confitería. Además, las dextrinas derivadas del almidón han encontrado un uso generalizado como adhesivos y espesantes de pintura. El almidón demuestra cuán variado puede ser el uso de carbohidratos. La química de los procesos, sin embargo, no es nada complicada.
Anteriormente, se usaba almidón, lo que le permite dar una segunda vida a la tela y prolongar su vida útil. El almidón y los productos derivados del mismo también se han utilizado en las industrias textil, farmacéutica y de fundición.
Pulpa
Los beneficios prácticos de los carbohidratos siempre han sido tan importantes como su función biológica. El uso de carbohidratos se puede encontrar en áreas completamente diferentes de la actividad humana. La celulosa (fibra) ha sido utilizada por el hombre desde la antigüedad. Al principio, la gente comenzó a utilizar la madera como combustible y material de construcción. Luego aprendieron a hacer hilos de algodón, lino y otras plantas fibrosas. Posteriormente aparecieron tecnologías que permitieron obtener papel a partir de la madera. El papel, en esencia, es una fina capa de fibras de celulosa que se prensan y pegan. El resultado es una superficie suave y duradera que no sangra.
Al principio, solo se usaban materias primas vegetales (algodón y tallos de arroz) para hacer papel. Las fibras se extraían de él de forma puramente mecánica. Pero comodesarrollo de la sociedad, las fuentes enumeradas no eran suficientes para cubrir la necesidad de papel. La mayor parte va a los periódicos. Dado que aquí la calidad del papel no juega un papel especial, se le empezó a añadir hasta un 50 por ciento de madera molida. Más tarde, aparecieron tecnologías que permitieron deshacerse de las sustancias de la madera que la acompañaban, como resinas, lignina, etc. Así de variado puede ser el uso práctico de los carbohidratos.
Hasta la fecha, el método más común para aislar celulosa es el sulfito. Se utiliza en diversas áreas donde se utilizan carbohidratos. La química del proceso es bastante simple. Según este método, la madera se tritura y se hierve en una mezcla con hidrosulfato de calcio. Luego, la celulosa liberada de todo tipo de impurezas se separa en filtros. La lejía resultante contiene monosacáridos, por lo que se utiliza como materia prima para la producción de alcohol. Y la celulosa también se utiliza en la fabricación de fibras de viscosa, acetato y cobre-amoníaco.
A veces los carbohidratos se confunden con carbohidratos. A pesar de que estas dos clases de sustancias se nombran en consonancia, no tienen nada que ver entre sí. El uso de hidrocarburos saturados en la vida cotidiana y en el trabajo es una historia completamente diferente.
Conclusión
Hoy has profundizado tus conocimientos sobre sustancias como los hidratos de carbono. Las propiedades, el aprovechamiento de los hidratos de carbono y sus beneficios para el ser humano confirman que estas sustancias son los componentes biológicos más importantes de nuestro planeta. Ellos sonliteralmente en todas partes y en todo. Pero esto no es lo principal, sino el hecho de que sin carbohidratos nuestra vida sería imposible. El uso de carbohidratos en la vida es demasiado extenso.
