Węglowodany

Węglowodany, nazywane inaczej sacharydami lub popularnie cukrami, są bardzo rozpowszechnioną w przyrodzie grupą związków organicznych. Węglowodany to związki składające się z węgla, wodoru i tlenu, w których stosunek wodoru do tlenu jest taki sam jak w wodzie. Węglowodany występują, jako cukry proste oraz ich polimery: oligosacharydy – polisacharydy. Węglowodany mają wartość energetyczną w 1 g 4 kcal [1,2,3,4,5,9].

Podział węglowodanów

• Cukry proste (tzw. monosacharydy) dzielimy na tzw. pentozy w skład których wchodzą arabinoza, ksyloza i ryboza. W układzie fizjologicznym występują tylko 4 heksozy: fruktoza, galaktoza, glukoza, ramnoza, mannoza. W naturze w formie wolnej występuje tylko fruktoza i glukoza. Glukozawystępuje w znacznych ilościach w owocach (szczególnie w winogronach, stąd nazwa – cukier gronowy) i miodzie. W organizmach jest składowana w postaci dwóch polimerów: skrobi u roślin i glikogenu u zwierząt. Stanowi cukier najłatwiej przyswajalny przez człowieka. Galaktoza wchodzi w skład laktozy i rafinozy oraz polisacharydu glukanu. Mannoza zaś w skład polisacharydy manganu [1,2,9].
• Oligosacharydy, czyli dwucukry, są związkami składającymi się z 2 cukrów połączonych wiązaniem glikozydowym. Najbardziej istotne w żywieniu są laktoza(cukier mleczny) oraz sacharoza – (cukier, cukier buraczany, cukier trzcinowy) oraz maltoza. Rafinoza i stachioza występują tylko w roślinach i nie są trawione przez układ enzymatyczny człowieka. Są zawarte m.in. w nasionach roślin strączkowych (fasoli, grochu) i są przyczyną wzdęć będących skutkiem wykorzystywania tych cukrów przez mikroflorę jelitową oraz powstawania gazów [1,2,9].
• Polisacharydy są wielkocząsteczkowymi polimerami cukrów prostych występujących zarówno w świecie roślinnym jak i zwierzęcym. Spełniają one głównie rolę budulcowo-strukturalną lub są formą zmagazynowania energii. Głównymi polimerami zbudowanymi z glukozy są celuloza, glikogen i skrobia. Niestrawnym polimerem fruktozy jest inulina.
• Skrobia jest najczęściej spożywanym polisacharydem. Jest ona polimerem glukozy zawierającym cukry amylozę i amylopektynę. Skrobia ma budowę ziarnistą charakterystyczną dla danej rośliny. W stanie surowym jest bardzo trudnostrawna, ale w wyniku pęcznienia pod wpływem wody rośnie jej podatność na działanie enzymów trawiennych. Glikogen jest zwierzęcym analogiem skrobi o budowie podobnej do amylopektyny [1,2,4,8,9].
• Pochodne cukrów prostych z grupami alkoholowymi – sorbitol i ksylitol – są stosowane jako zamienniki sacharozy, gdyż mają podobną do glukozy siłę słodzenia. W mniejszym stopniu przyczyniają się do wytwarzania w jamie ustnej kwasu przez bakterie próchnicotworcze [1,2,9].

Z żywieniowego punktu widzenia węglowodany dzielimy na węglowodany przyswajalne oraz węglowodany nieprzyswajalne – tj. błonnik pokarmowy lub włókno pokarmowe [1,2, 3,4,5,9].

Zapotrzebowanie na energię

Organizm człowieka preferencyjnie wykorzystuje węglowodany jako źródło energii. Przykładowo jedząc codziennie około 50-100 g węglowodanów przyswajalnych zapobiegamy katabolizmowi białka tkankowego. Zaleca się spożycie węglowodanów na poziomie 50-65% energii ogółem (przyjmując 10-15% energii z białek, 25-30% energii z tłuszczów).

W profilaktyce żywieniowej zaleca się większe spożycie węglowodanów złożonych (nawet do 70% energii ogółem) nawet kosztem energii pochodzącej z tłuszczów. Podkreśla się, iż należy ograniczyć jednocześnie spożycie cukrów wolnych (mono- i disacharydów). Należy spożywać mniej cukru i słodyczy, aby ilość energii pochodzącej od sacharozy nie przekraczała 10% dziennego zapotrzebowania energetycznego.

Nietolerancja laktozy

Jednym z problemów pojawiającym się w kontekście węglowodanów jest zaburzenie zwane nietolerancją oligosacharydów przez niektóre osoby. Jednym z takich przykładów może być nietolerancja laktozy (cukru obecnego w mleku i jego przetworach), która może być wrodzona (gdy organizm dziecka nie ma zdolności wytwarzania laktazy), pierwotna występująca u dorosłych lub nabyta. W przypadku nietolerancji pierwotnej mamy do czynienia z genetycznym defektem syntezy enzymu lub przenośnika (brak enzymu laktazy). Nietolerancja wtórna ma najczęściej charakter przejściowy i może powstać w wyniku choroby, działania czynnika niszczącego błonę śluzową jelita cienkiego (antybiotyki, leki przeciwzapalne) lub zaburzeń pracy układu pokarmowego, celiakii, mukowiscydozy, choroby Whipple’a, choroby Crohna, zespołu Zollinger-Ellisona, enteropatii cukrzycowej, uszkodzenia jelit, alergii przewodu pokarmowego, lambliozy. Bardzo często po zastosowaniu stosownej terapii choroba ustępuje. W przypadku nietolerancji laktozy spożycie produktów zawierających laktozę prowadzi do nadmiernej produkcji gazów trawiennych (wzdęcia i kurczowe bóle brzucha) i często do wodnistej biegunki.

Dopuszczalne oświadczenia zdrowotne na produktach żywnościowych [7]:

dla Laktaza

• Laktaza poprawia trawienie laktozy u osób mających trudności z trawieniem laktozy.

Indeks glikemiczny

Koncepcja IG powstała w 1980 roku, kiedy to zauważono, że różne produkty żywnościowe o takiej samej ilości węglowodanów oddziałują w różny sposób na wzrost stężenia cukru we krwi. Powstało wówczas pojecie Indeks glikemiczny, które niejako ustawia żywność zawierającą węglowodany według mocy, z jaką podnosi ona po jej spożyciu stężenie cukru we krwi. Skala wartości IG mieści się między 0 a 100, gdzie 100 stanowi IG produktu referencyjnego (dla glukozy lub białego chleba). I tak, zawierając taką samą ilość węglowodanów przyswajalnych żywność o wysokim IG powoduje wyraźne wahania stężenia glukozy we krwi, podczas gdy żywność o niskim IG wywołuje mniejszy, za to dłużej utrzymujący się, wzrost glikemii poposiłkowej. Na ostateczną wartość IG żywności wpływ ma wiele czynników: zarówno forma fizyczna żywności, rodzaj i stopień przetworzenia jak i rodzaj błonnika, skrobi i cukrów oraz rodzaj obróbki kulinarnej [1,2,3,9,11,12].

Funkcje w organizmie

Węglowodany pełnią w organizmie najróżniejsze funkcje. Do podstawowych funkcji w organizmie należy wskazać: stanowią źródło energii, źródło błonnika pokarmowego, regulują metabolizm, pełnią rolę biologiczną (strukturalną, fizjologiczną i bakteriostatyczną), wpływają na ochronę białka, syntezę aminokwasów oraz nadają strukturę cech organoleptycznych [1,2,3,9].

Objawy niedoborów

Niskie spożycie węglowodanów złożonych (przetworów zbożowych, ziemniaków), a tym samym obniżenie spożycia błonnika i składników o działaniu regulacyjnym prowadzi do zmian gęstości odżywczej pożywienia i utrudnia zbilansowanie dziennej racji pokarmowej. Niskie spożycie błonnika pokarmowego wpływa na zwolnienie pasażu jelitowego, odgrywa rolę w etiologii chorób jelita grubego (uchyłkowatości, żylakach odbytu, zaparciach), a także kamicy żółciowej (wzrost stężenia cholesterolu w żółci i wytrącenia się kamieni żółciowych) [1,2,3,4,5,9].

Objawy nadmiaru

Spożywanie nadmiernej ilości węglowodanów prostych i dwucukrów (sacharozy i cukrów prostych), żywności wysokoprzetworzonej, bogatej w cukier i tłuszcz sprzyja uzyskaniu dodatniego bilansu energetycznego i jest jednym z czynników mogących sprzyjać otyłości pierwotnej, cukrzycy insulinozależnej i rozwojowi innych chorób cywilizacyjnych (chorób przewlekłych i zwyrodnieniowych), dlatego wskazane jest unikanie produktów, które je zawierają. Spożywanie dużej ilości cukru i produktów słodzonych może sprzyjać próchnicy zębów [1,2,3,4,5].

Źródła w pożywieniu

Najbogatszymi źródłami (80-100%) węglowodanów w pożywieniu są cukier, mączka ziemniaczana i ich przetwory (tj. sztuczny miód, cukierki, syrop ziemniaczany) oraz miód i suszone owoce. Bogate (50-80%) w węglowodany są też produkty zbożowe tj. mąka, kasze, makarony, pieczywo, płatki śniadaniowe.

W produktach tych węglowodany występują w postaci skrobi, ale mogą także zawierać dużą ilość błonnika. Stosunkowo dużo węglowodanów występuje w słodyczach i pieczywie cukierniczym, niektórych przetworach owocowych (tj. dżemy, konfitury, syropy) oraz w suchych nasionach roślin strączkowych. Ziemniaki, warzywa okopowe i korzeniowe oraz owoce zawierają około 10-25% węglowodanów. W mleku i napojach mlecznych zawartość laktozy kształtuje się na poziomie 4-4,5%.

Źródła dotyczące całego działu Węglowodany

1. Żywienie człowieka – Podstawy nauki o żywieniu człowieka pod red. Jana Hasika i Jana Gawęckiego – Wyd. Naukowe PWN 2003.
2. Żywienie człowieka zdrowego i chorego – pod red. Jana Hasika i Jana Gawęckiego – Wyd. Naukowe PWN 2003.
3. Podstawy prawidłowego żywienia człowieka – zalecenia żywieniowe dla ludności w Polsce – pod redakcją Światosława Ziemlańskiego – Fundacja promocji Zdrowego Żywienia.
4. Dietetyka – pod redakcją Jana Hasika PZWL.
5. Żywienie Człowieka; Podstawy nauki o żywieniu – pod redakcją Jana Gawęckiego i Lecha Hryniewieckiego; Wydawnictwo Naukowe PWN; 2003.
6. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) Nr 1169/2011 z dnia 25 października 2011 roku w sprawie przekazywania konsumentom informacji na temat żywności, zmiany rozporządzeń Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) Nr 1924/2006 i (WE) Nr 1925/2006 oraz uchylenia dyrektywy Komisji 87/250/EWG, dyrektywy Rady 90/496/EWG, dyrektywy Komisji 1999/10/WE, dyrektywy 2000/13/WE Parlamentu Europejskiego i Rady, dyrektyw Komisji 2002/67/WE i 2008/5/WE oraz Rozporządzenia Komisji (WE) Nr 608/2004.
7. Rozporządzenie Komisji (UE) Nr 432/2012 z dnia 16 maja 2012 roku ustanawiające wykaz dopuszczonych oświadczeń zdrowotnych dotyczących żywności, innych niż oświadczenia odnoszące się do zmniejszenia ryzyka choroby oraz rozwoju i zdrowia dzieci.
8. Jedzenie to leczenie – dr n. med. Anna Lewitt; Wydawnictwo Rodzinne 2012.
9. Facts about carbohydrates; Przegląd EUFIC 06/2006.
10. Podręczny słownik chemiczny. Romuald Hassa, Janusz Mrzigod, Janusz Nowakowski (redaktorzy). Wyd. I. Katowice: Videograf II, 2004.
11. Meta-analysis of the health effects of using the glycaemic index in meal planning; Opperman AM, Venter C.S., Oosthuizen W. et al British Journal of Nutrition;2004.
12. The Low GI Diet revolution; Brand-Miller J., Foster Powell K. & McMillan P.; New York; 2005.
13. Flint A., Moller B.K., Raben A., et al (2004) The use of glycaemic index tables to predict the glycaemic index of composite breakfast meals. British Journal of Nutrition 2004.
14. "Normy żywienia dla populacji polskiej - nowelizacja"; pod red. prof. dr hab. n.med. Mirosława Jarosza , IZZ ; 2012