Угљени хидрат

Лактоза је дисахарид који је присутан у млеку. Он се састоји од молекула D-галактозе и D-глукозе везаних бета-1-4 гликозидном везом. Њена формула је C₁₂H₂₂O₁₁.

Ланац D-глукозе

D-рибоза

Угљени хидрaти или шећери су најраспрострањенија једињења у живом свету. Угљени хидрати су биолошки молекули који се састоје од атома угљеника (C), водоника (H) и кисеоника (O), обично са односом атома водоника и кисеоника од 2:1 (као у води); другим речима, са емпиријском формулом C_m(H₂O)_n (где се m може разликовати од n). Постоје извесни изузеци; на пример, дезоксирибоза, шећерна компонента ДНК, има емпиријску формулу C₅H₁₀O₄. Угљени хидрати су технички хидрати угљеника; мада са структурне тачке гледишта је прецизније да се на њих гледа као на полихидроксидне алдехиде и кетоне.

Термин је најзаступљенији у биохемији, где је синониман са сахаридима (од старогрчки σάκχαρον (sákkharon), са значењем „sugar”), групом која обухвата шећере, скроб, и целулозу. Сахариди се деле у четири хемијске групе: моносахариде, дисахариде, олигосахариде, и полисахариде. Генерално се, моносахариди и дисахариди, који су мањи угљени хидрати (имају нижу молекулску масу), називају шећерима. Реч сахарид потиче од грчке речи σάκχαρον (sákkharon), са значењем "шећер". Док је научна номенклатура угљених хидрата комплексна, имена моносахарида и дисахарида се веома често завршавају са суфиксом -оза. На пример, грожђани шећер је моносахарид глукоза, тршћани шећер је дисахарид сахароза, а млечни шећер је дисахарид лактоза (погледајте илустрацију).

Угљени хидрати врше бројне функције у живим организмима. Полисахариди служе као складишта енергије (нпр. скроб и гликоген) и као структурне компоненте (нпр. целулоза у биљкама и хитин код артропода). Петоугљенични моносахарид рибоза је важна компонента коензима (нпр. АТП, ФАД и НАД) и компонента је основе генетичког молекула познатог као РНК. Сродни молекул дезоксирибоза је компонента ДНК. Сахариди и њихови деривати обухватају многе друге важне биомолекуле који имају улогу у имунском систему, фертилизацији, спречавању патогенезе, згрушавању крви, и развићу.

Угљени хидрати су централни за исхрану и налазе се у широком спектру природне и прерађене хране. У науци о храни и многим неформалним контекстима, термин угљени хидрат често означава било коју храну која је посебно богата у комплексном угљеном хидрату скробу (као што су житарице, хлеб и тесто), или се термин користи за једноставне угљене хидрате, као што је шећер (присутан у бомбонама, џемовима, и слаткишима). Starch is a polysaccharide and is abundant in cereals (wheat, maize, rice), potatoes, and processed food based on cereal flour, such as bread, pizza or pasta. Sugars appear in human diet mainly as table sugar (sucrose, extracted from sugarcane or sugar beets), lactose (abundant in milk), glucose and fructose, both of which occur naturally in honey, many fruits, and some vegetables. Table sugar, milk, or honey are often added to drinks and many prepared foods such as jam, biscuits and cakes.

Често се на списковима нутриционог садржаја, као што је УСДА Национална база података нутријената, термин "угљени хидрат" користи за све осим воде, протеина, масти, пепела и етанола. Тиме се обухватају хемијска једињења као што су сирћетна или млечна киселина, која се нормално не сматрају угљеним хидратима. Тиме се исто тако обухватају "дијетарна влакна" која су угљени хидрати, али имају незнатан допринос у погледу прехрамбене енергије (калорија), мада се често уврштавају у прорачуне тоталне енергије хране, као да су шећери.

Cellulose, a polysaccharide found in the cell walls of all plants, is one of the main components of insoluble dietary fiber. Although it is not digestible by humans, cellulose and insoluble dietary fiber generally help maintain a healthy digestive system by facilitating bowel movements. Other polysaccharides contained in dietary fiber include resistant starch and inulin, which feed some bacteria in the microbiota of the large intestine, and are metabolized by these bacteria to yield short-chain fatty acids.

Терминологија

In scientific literature, the term "carbohydrate" has many synonyms, like "sugar" (in the broad sense), "saccharide", "ose", "glucide", "hydrate of carbon" or "polyhydroxy compounds with aldehyde or ketone". Some of these terms, especially "carbohydrate" and "sugar", are also used with other meanings.

In food science and in many informal contexts, the term "carbohydrate" often means any food that is particularly rich in the complex carbohydrate starch (such as cereals, bread and pasta) or simple carbohydrates, such as sugar (found in candy, jams, and desserts). This informality is sometimes confusing since it confounds chemical structure and digestibility in humans.

Often in lists of nutritional information, such as the USDA National Nutrient Database, the term "carbohydrate" (or "carbohydrate by difference") is used for everything other than water, protein, fat, ash, and ethanol. This includes chemical compounds such as acetic or lactic acid, which are not normally considered carbohydrates. It also includes dietary fiber which is a carbohydrate but which does not contribute food energy in humans, even though it is often included in the calculation of total food energy just as though it did (i.e., as if it were a digestible and absorbable carbohydrate such as a sugar). In the strict sense, "sugar" is applied for sweet, soluble carbohydrates, many of which are used in human food.

Историја

The history of the discovery regarding carbohydrates dates back around 10,000 years ago in Papua New Guinea during the cultivation of Sugarcane during the Neolithic agricultural revolution. The term "carbohydrate" was first proposed by German chemist Carl Schmidt (chemist) in 1844. In 1856, glycogen, a form of carbohydrate storage in animal livers, was discovered by French physiologist Claude Bernard.

Структура

Раније се име „угљени хидрат“ користило у хемији за свако једињење са формулом C_m (H₂O)_n. По тој дефиницији су неки хемичари сматрали формалдехид (CH₂O) најједноставнијим угљеним хидратом, док су други давали то звање гликолалдехиду. Данас се овај термин генерално схвата у биохемијском смислу, чиме се искључују једињења са само једним или два угљеника и укључује мноштво биолошких угљених хидрата који одступају од те формуле. На пример, мада изгледа да горња формула обухвата широко заступљене угљене хидрате, постоји низ свеприсутних и изобилних угљених хидрата који одступају од ње. На пример, угљени хидрати често често садрже хемијске групе попут: N-ацетил (нпр. хитин), сулфат (итд. гликозаминогликани), карбоксилне киселине (итд. сијалинска киселина) и дезокси модификације (итд. фукоза и сијалинска киселина).

Природни сахариди су генерално изграђени од једноставних угљених хидрата званих моносахариди са општом формулом (CH₂O)_n, где је n три или више. Типични моносахарид има структуру H–(CHOH)_x(C=O)–(CHOH)_y–H, другим речима, алдехид или кетон са мноштвом хидроксилних група, обично једном на сваком атому угљеника који није део алдехидне или кетонске функционалне групе. Примери моносахарида су глукоза, фруктоза, и глицералдехиди. Међутим, неке биолошке супстанце које се обично називају моносахаридима не подлежу овој формули (нпр. уронске киселине и дезокси-шећери као што је фукоза), а постоје и многе хемикалије које су обухваћене овом формулом али се не сматрају моносахаридима (нпр. формалдехид CH₂O и инозитол (CH₂O)₆).

Форма моносахарида отвореног ланца обично коегзистира са формом затвореног ланца, у којој угљеник алдехидне/кетонске карбонилне групе (C=O) и хидроксилна група (–OH) реагују формирајући хемиацетал са новим C–O–C мостом.

Моносахариди могу да буду повезани у полисахариде (или олигосахариде) на велики број различитих начина. Многи угљени хидрати садрже један или више модификованих моносахаридних јединица које имају једну или више замењених или уклоњених група. На пример, дезоксирибоза, компонента ДНК, је модификована верзија рибозе; хитин се састоји од понављајућих јединица N-ацетилглукозамина, форме глукозе која садржи азот.

Подела

Угљени хидрати су полихидрокси алдехиди, кетони, алкохоли, киселине, њихови једноставни деривати и њихови полимери са везама ацеталног типа. Они се могу класификовати по степену полимеризације и могу се иницијално поделити у три главне групе, наиме шећере, олигосахариде и полисахариде.

Главни прехрамбени угљени хидрати

Класа (СП*)	Подгрупа	Компоненте
Шећери (1–2)	Моносахариди	Глукоза, галактоза, фруктоза, ксилоза
	Дисахариди	Сахароза, лактоза, малтоза, трехалоза
	Полиоли	Сорбитол, манитол
Олигосахариди (3–9)	Малто-олигосахариди	Малтодекстрини
	Други олигосахариди	Рафиноза, стахиоза, фрукто-олигосахариди
Полисахариди (>9)	Скроб	Амилоза, амилопектин, модификовани скроб
	Нескробни полисахариди	Целулоза, хемицелулоза, пектини, хидроколоиди

СП * = Степен полимеризације

Моносахариди

Главни чланак: Моносахарид

D-глукоза је алдохексоза са формулом (C·H₂O)₆. Црвени атоми означавају алдехидну групу, а плави асиметрични центар који је најудаљенији од алдехида. Пошто је та -OH група на десној страни Фишерове пројекције, то је D шећер.

Моносахариди су најједноставнији угљени хидрати у смислу да се они не могу хидролизовати у мање угљене хидрате. Они су алдехиди или кетони са две или више хидроксилних група. Општа хемијска формула немодификованог моносахарида је (C•H₂O)_n, буквално „угљени хидрат“. Моносахариди су важни горивни молекули, као и градивни блокови нуклеинских киселина. Најмањи моносахариди, са n=3, су дихидроксиацетон и D- и L-глицералдехиди.

Класификација моносахарида

α и β аномери глукозе. Значајна је позиција хидроксилне групе (црвено или зелено) на аномерном угљенику релативно на CH₂OH групу вазану за угљеник 5. Аномери могу да имају идентичне апсолутне конфигурације (R,R или S,S) (α), или супротне апсолутне конфигурације (R,S или S,R) (β).

Моносахариди се класификују на основу три карактеристике: позиције карбонилне групе, броја атома угљеника, и хиралности. Ако је карбонилна група алдехид, моносахарид је алдоза; ако је карбонилна група кетон, моносахарид је кетоза. Моносахариди са три атома угљеника су триозе, они са четири су тетрозе, са пет пентозе, са шест хексозе, и тако даље. Ова два класификациона система се обично комбинују. На пример, глукоза је алдохексоза (шестоугљенични алдехид), рибоза је алдопентоза (петоугљенични алдехид), и фруктоза је кетохексоза (шестоугљенични кетон).

Сваки атом угљеника са хидроксилном групом (-OH), изузев првог и задњег угљеника, је асиметричан, и стога је стереоцентар са две могуће конфигурације (R или S). Због те асиметрије, знатан борј изомера постоји за сваку дату моносахаридну формулу. Користећи Ле Бел–вант Хофово правило, алдохексоза D-глукоза, на пример, има формулу (C·H₂O)₆, у којој су четири од шест атом угљеника стереогени, те је D-глукоја један од 2⁴=16 могућих стереоизомера. У случају глицералдехида, алдотриозе, постоји само један пар могућих стереоизомера, који су енантиомери и епимери. 1, 3-дихидроксиацетон, кетоза која кореспондира алдози глицералдехиду, је симетричан молекул без стереоцентара. Ознаке D или L се дају на основу оријентације асиметричног угљеника који је најдаље од карбонилне групе: у стандардној Фишеровој пројекцији, ако је хидроксилна група на десној стани молекула, то је D шећер, у супротном случају је L шећер. „D-“ и „L-“ префиксе не треба мешати са „d-“ или „l-“, који означавају смер у коме шећер ротира раван поларизоване светлости. Индикатори „d-“ и „l-“ се више не користи у хемији угљених хидрата.

Изомеризам прстен - отворени ланац

Глукоза може да постоји у облику отвореног ланца и прстена.

Алдехидна или кетонска група моносахарида отвореног ланца реверзибилно реагује са хидроксилном групом на другом атому угљеника и формира се хемиацетал или хемикетал, чиме настаје хетероциклични прстен са кисеоничним мостом између два атома угљеника. Прстени са пет и шест атома се називају фуранозе и пиранозе, респективно, и постоје у равнотежи са формом отвореног ланца.

Током конверзије из форме отвореног ланца у цикличну форму, атом угљеника који садржи карбонилни кисеоник, који се назива аномерни угљеник, постаје стереогени центер са две могуће конфигурације. Атом кисеоника може да заузме позицију која је било изнад или испод равни прстена. Резултирајућа два стереоизомера се називају аномерима. У α аномеру, -OH субституент на аномерном угљенику почива на супротној страни (trans) прстена од CH₂OH бочног ланца. Алтернативна форма, у којој су CH₂OH супституент и аномерни хидроксил на истој страни (cis) равни прстена, се назива β аномер.

Употреба у живим организмима

Моносахариди су главни извор горива за метаболизам, који се користи као извор енергије (глукоза је најважнији извор енергије у природи) и у биосинтези. Кад моносахариди нису непосредно неопходни многе ћелије их обично конвертују у облике који су просторно ефикаснији, као што су полисахариди. Код многих животиња, укључујући људе, складишна форма је гликоген, посебно у јетри и мишићним ћелијама. У биљкама, се користи скроб у исте сврхе. Најизобилнији угљени хидрат, целулоза, структурна је компонента ћелијског зида биљки и многих форми алги. Рибоза је компонента РНК. Дезоксирибоза је компонента ДНК. Ликсоза је компонента лискофлавина присутног у људском срцу. Рибулоза и ксилулоза се јављају у пентозно фосфатном путу. Галактоза, компонента млечног шећера лактозе, је присутна у галактолипидима у биљним ћелијским мембранама и у гликопротеинима у многим ткивима. Маноза се јавља у људском метаболизму, посебно у гликозилацији појединих протеина. Фруктоза, или воћни шећер, је присутна у многим биљкама и човеку, она се метаболизује у јетри, директно апсорбује у цревима током варења, и присутна је у сперми. Трехалоза, главни шећер инсеката, се брзо хидролизује у два молекула глукозе у подршци континуираног лета.

Disaccharides

Sucrose, also known as table sugar, is a common disaccharide. It is composed of two monosaccharides: D-glucose (left) and D-fructose (right).

Главни чланак: Disaccharide

Two joined monosaccharides are called a disaccharide, the simplest kind of polysaccharide. Examples include sucrose and lactose. They are composed of two monosaccharide units bound together by a covalent bond known as a glycosidic linkage formed via a dehydration reaction, resulting in the loss of a hydrogen atom from one monosaccharide and a hydroxyl group from the other. The formula of unmodified disaccharides is C₁₂H₂₂O₁₁. Although there are numerous kinds of disaccharides, a handful of disaccharides are particularly notable.

Sucrose, pictured to the right, is the most abundant disaccharide, and the main form in which carbohydrates are transported in plants. It is composed of one D-glucose molecule and one D-fructose molecule. The systematic name for sucrose, O-α-D-glucopyranosyl-(1→2)-D-fructofuranoside, indicates four things:

• Its monosaccharides: glucose and fructose
• Their ring types: glucose is a pyranose and fructose is a furanose
• How they are linked together: the oxygen on carbon number 1 (C1) of α-D-glucose is linked to the C2 of D-fructose.
• The -oside suffix indicates that the anomeric carbon of both monosaccharides participates in the glycosidic bond.

Lactose, a disaccharide composed of one D-galactose molecule and one D-glucose molecule, occurs naturally in mammalian milk. The systematic name for lactose is O-β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucopyranose. Other notable disaccharides include maltose (two D-glucoses linked α-1,4) and cellobiose (two D-glucoses linked β-1,4). Disaccharides can be classified into two types: reducing and non-reducing disaccharides. If the functional group is present in bonding with another sugar unit, it is called a reducing disaccharide or biose.

Олигосахариди

'Олигосахариди' (грч. oligos = мало по броју, сиромашно) су изграђени од 2-10 моносахарида. Најзначајнији су дисахариди (од 2 моносахарида) којима припадају: малтоза, лактоза и сахароза. Дисахариди, као нпр. сахароза служе као транспортни шећери код биљака. Полисахариди' су макромолекули настали повезивањем великог броја моносахарида у дугачке ланце (могу да садрже на стотине и хиљаде моносахарида).

Према биолошкој функцији се деле на:

• резервне и
• структурне полисахариде.

Резервни полисахариди представљају молекуле у којима се чува (складишти) хемијска енергија. Најраспрострањенији резервни полисахариди су:

• скроб, код биљака и
• гликоген, код животиња.

Скроб и гликоген се састоје од већег броја молекула глукозе.

Структурни полисахариди учествују у изградњи ћелијских делова. Међу њима су најраспрострањенији:

• целулоза, која је главни састојак ћелијског зида биљака,
• хитин, који изграђује скелет зглавкара и
• агар, кога садрже алге.

Енергетска улога угљених хидрата и инсулин

Гликоген се код кичмењака (тиме и код човека) складишти у јетри и мишићима. Када се у крвотоку појави вишак глукозе, јетра од глукозе синтетише гликоген (то је под контролом инсулина). Када ниво глукозе у крви падне, у јетри долази до разградње гликогена у глукозу, која затим прелази у крвоток. Из крвотока глукоза прелази у ћелије, што је под контролом хормона инсулина (лучи га панкреас). У ћелијама се разлагањем глукозе ослобађа енергија неопходна за њихов нормалан рад. Када оболи панкреас па се инсулин недовољно излучује, долази до нагомилавања шећера у крви, док истовремено ћелије гладују, тј. немају довољно глукозе. Обољење настало услед тога је дијабетес (шећерна болест) – смртоносна болест, ако се не лечи. Дијабетичари инсулин не узимају орално (преко уста), пошто би, као протеин, био разложен у цревима.

Угљени хидрати у исхрани

Угљени хидрати представљају примарни извор енергије за све функције које обавља животињско тело. Основна улога угљених хидрата састоји се у томе да пружи енергију мишићном ткиву, а посебно мозгу и нервном систему. Поред ове најважније улоге, угљени хидрати врше важну функцију чишћења црева јер су богати биљним влакнима. Једина храна животињског порекла која садржи извесну количину угљених хидрата јесу млечни производи. 1г угљених хидрата садржи 3,75 калорија.

Carbohydrate consumed in food yields 3.87 kilocalories of energy per gram for simple sugars, and 3.57 to 4.12 kilocalories per gram for complex carbohydrate in most other foods. Relatively high levels of carbohydrate are associated with processed foods or refined foods made from plants, including sweets, cookies and candy, table sugar, honey, soft drinks, breads and crackers, jams and fruit products, pastas and breakfast cereals. Lower amounts of digestible carbohydrate are usually associated with unrefined foods as these foods have more fiber, including beans, tubers, rice, and unrefined fruit. Animal-based foods generally have the lowest carbohydrate levels, although milk does contain a high proportion of lactose.

Organisms typically cannot metabolize all types of carbohydrate to yield energy. Glucose is a nearly universal and accessible source of energy. Many organisms also have the ability to metabolize other monosaccharides and disaccharides but glucose is often metabolized first. In Escherichia coli, for example, the lac operon will express enzymes for the digestion of lactose when it is present, but if both lactose and glucose are present the lac operon is repressed, resulting in the glucose being used first (see: Diauxie). Polysaccharides are also common sources of energy. Many organisms can easily break down starches into glucose; most organisms, however, cannot metabolize cellulose or other polysaccharides like chitin and arabinoxylans. These carbohydrate types can be metabolized by some bacteria and protists. Ruminants and termites, for example, use microorganisms to process cellulose. Even though these complex carbohydrates are not very digestible, they represent an important dietary element for humans, called dietary fiber. Fiber enhances digestion, among other benefits.

The Institute of Medicine recommends that American and Canadian adults get between 45 and 65% of dietary energy from whole-grain carbohydrates. The Food and Agriculture Organization and World Health Organization jointly recommend that national dietary guidelines set a goal of 55–75% of total energy from carbohydrates, but only 10% directly from sugars (their term for simple carbohydrates). A 2017 Cochrane Systematic Review concluded that there was insufficient evidence to support the claim that whole grain diets can affect cardiovascular disease.

Подела угљених хидрата

Nutritionists often refer to carbohydrates as either simple or complex. However, the exact distinction between these groups can be ambiguous. The term complex carbohydrate was first used in the U.S. Senate Select Committee on Nutrition and Human Needs publication Dietary Goals for the United States (1977) where it was intended to distinguish sugars from other carbohydrates (which were perceived to be nutritionally superior). However, the report put "fruit, vegetables and whole-grains" in the complex carbohydrate column, despite the fact that these may contain sugars as well as polysaccharides. This confusion persists as today some nutritionists use the term complex carbohydrate to refer to any sort of digestible saccharide present in a whole food, where fiber, vitamins and minerals are also found (as opposed to processed carbohydrates, which provide energy but few other nutrients). The standard usage, however, is to classify carbohydrates chemically: simple if they are sugars (monosaccharides and disaccharides) and complex if they are polysaccharides (or oligosaccharides).

In any case, the simple vs. complex chemical distinction has little value for determining the nutritional quality of carbohydrates. Some simple carbohydrates (e.g. fructose) raise blood glucose rapidly, while some complex carbohydrates (starches), raise blood sugar slowly. The speed of digestion is determined by a variety of factors including which other nutrients are consumed with the carbohydrate, how the food is prepared, individual differences in metabolism, and the chemistry of the carbohydrate. Carbohydrates are sometimes divided into "available carbohydrates", which are absorbed in the small intestine and "unavailable carbohydrates", which pass to the large intestine, where they are subject to fermentation by the gastrointestinal microbiota.

The USDA's Dietary Guidelines for Americans 2010 call for moderate- to high-carbohydrate consumption from a balanced diet that includes six one-ounce servings of grain foods each day, at least half from whole grain sources and the rest are from enriched.

The glycemic index (GI) and glycemic load concepts have been developed to characterize food behavior during human digestion. They rank carbohydrate-rich foods based on the rapidity and magnitude of their effect on blood glucose levels. Glycemic index is a measure of how quickly food glucose is absorbed, while glycemic load is a measure of the total absorbable glucose in foods. The insulin index is a similar, more recent classification method that ranks foods based on their effects on blood insulin levels, which are caused by glucose (or starch) and some amino acids in food.

Прости угљени хидрати- једноставни шећери

Постоје у природном облику (воће) и у облику рафинисаних шећера (вештачки додати) - додатих шећера приликом прераде хране (слаткиши, кекс, колачи, безалкохолна пића, џемови итд.). Разликују се по томе што угљени хидрати у облику рафинисаног шећера имају врло мало квалитетних својстава. Прости угљени хидрати садрже мале молекулске ланце, који се врло брзо разлажу приликом уношења у наше тело, и врло брзо се апсорбују како би се искористили за енергију. Они брзо повећавају нивое глукозе у крви, енергија нагло расте, али много значајније – нагло и опада. То значи, да уколико унесемо прости угљени хидрат када организам нема потребу за енергијом они се врло брзо сагоре и складиште се у мастима јер се вишак шећера у организму претвара у маст. Треба их узимати само после физичке активности када је инсулинска осетљивост природно висока и када ће вам послужити као добар и брз прилив енергије. Претеране количине могу да утичу на појаву гојазности, затим каријеса зуба, високог крвног притиска, доводе до уништавања калцијума, инвалидности и деформитета и осталих болести. Најздравије је просте угљене хидрате узимати из воћа.

Сложени угљени хидрати - скроб

У исхрани их можемо пронаћи у природном облику (банане, јечам, пасуљ, браон пиринач, грашак, сочиво, овас, кромпир, житарице од целог зрна, интегралне тестенине итд.) али и у облику рафинисаног скроба (вештачки додатог) - кекс, пецива, производи од белог брашна, бели пиринач, паст итд. Производи са рафинисаним скробом (бели пиринач, бело брашно) значи да су обрађени вештачким путем и уклоњени су им храњиве материје и влакна. Влакна помажу осећају ситости, спречавају преједање и помажу систему за варење. Сложени угљени хидрати се спорије разлажу од простих угљених хидрата и омогућавају вам ситост током дужег периода времена (мање су шансе да добијете масне наслаге јер имају мањи утицај на повећање глукозе у крви. Њихов гликемијски индекс (ГИ)* је низак. Највећи проценат уноса УХ треба управо да буде из сложених угљених хидрата јер они обезбеђују енергију за свакодневне активности. Уношењем квалитетних сложених УХ не долази до наглих промена енергије чиме се избегава глад и жеља за слаткишима. Као и код простих треба се оријентисати на унос ујутру до после подне. Увече је мања грешка узети њих него просте али и даље код неактивних особа УХ ће прећи у масти уколико се увече узимају у великим количинама.

Health effects of dietary carbohydrate restriction

Главни чланак: Low-carbohydrate diet

Low-carbohydrate diets may miss the health advantages – such as increased intake of dietary fiber – afforded by high-quality carbohydrates found in legumes and pulses, whole grains, fruits, and vegetables. A "meta-analysis, of moderate quality," included as adverse effects of the diet halitosis, headache and constipation.Шаблон:Better source needed

Carbohydrate-restricted diets can be as effective as low-fat diets in helping achieve weight loss over the short term when overall calorie intake is reduced. An Endocrine Society scientific statement said that "when calorie intake is held constant [...] body-fat accumulation does not appear to be affected by even very pronounced changes in the amount of fat vs carbohydrate in the diet." In the long term, effective weight loss or maintenance depends on calorie restriction, not the ratio of macronutrients in a diet. The reasoning of diet advocates that carbohydrates cause undue fat accumulation by increasing blood insulin levels, and that low-carbohydrate diets have a "metabolic advantage", is not supported by clinical evidence. Further, it is not clear how low-carbohydrate dieting affects cardiovascular health, although two reviews showed that carbohydrate restriction may improve lipid markers of cardiovascular disease risk.

Carbohydrate-restricted diets are no more effective than a conventional healthy diet in preventing the onset of type 2 diabetes, but for people with type 2 diabetes, they are a viable option for losing weight or helping with glycemic control. There is limited evidence to support routine use of low-carbohydrate dieting in managing type 1 diabetes. The American Diabetes Association recommends that people with diabetes should adopt a generally healthy diet, rather than a diet focused on carbohydrate or other macronutrients.

An extreme form of low-carbohydrate diet – the ketogenic diet – is established as a medical diet for treating epilepsy. Through celebrity endorsement during the early 21st century, it became a fad diet as a means of weight loss, but with risks of undesirable side effects, such as low energy levels and increased hunger, insomnia, nausea, and gastrointestinal discomfort.Шаблон:Scientific citation needed The British Dietetic Association named it one of the "top 5 worst celeb diets to avoid in 2018".

Source

Glucose tablets

Most dietary carbohydrates contain glucose, either as their only building block (as in the polysaccharides starch and glycogen), or together with another monosaccharide (as in the hetero-polysaccharides sucrose and lactose). Unbound glucose is one of the main ingredients of honey. Glucose is extremely abundant and has been isolated from a variety of natural sources across the world, including male cones of the coniferous tree Wollemia nobilis in Rome, the roots of Ilex asprella plants in China, and straws from rice in California.

Sugar content of selected common plant foods (in grams per 100 g)

Food item	Carbohydrate, total, including dietary fiber	Total sugars	Free fructose	Free glucose	Sucrose	Ratio of fructose/ glucose	Sucrose as proportion of total sugars (%)
Fruits
Apple	13.8	10.4	5.9	2.4	2.1	2.0	19.9
Apricot	11.1	9.2	0.9	2.4	5.9	0.7	63.5
Banana	22.8	12.2	4.9	5.0	2.4	1.0	20.0
Fig, dried	63.9	47.9	22.9	24.8	0.9	0.93	0.15
Grapes	18.1	15.5	8.1	7.2	0.2	1.1	1
Navel orange	12.5	8.5	2.25	2.0	4.3	1.1	50.4
Peach	9.5	8.4	1.5	2.0	4.8	0.9	56.7
Pear	15.5	9.8	6.2	2.8	0.8	2.1	8.0
Pineapple	13.1	9.9	2.1	1.7	6.0	1.1	60.8
Plum	11.4	9.9	3.1	5.1	1.6	0.66	16.2
Vegetables
Beet, red	9.6	6.8	0.1	0.1	6.5	1.0	96.2
Carrot	9.6	4.7	0.6	0.6	3.6	1.0	77
Red pepper, sweet	6.0	4.2	2.3	1.9	0.0	1.2	0.0
Onion, sweet	7.6	5.0	2.0	2.3	0.7	0.9	14.3
Sweet potato	20.1	4.2	0.7	1.0	2.5	0.9	60.3
Yam	27.9	0.5	Traces	Traces	Traces	Н/Д	Traces
Sugar cane		13–18	0.2–1.0	0.2–1.0	11–16	1.0	high
Sugar beet		17–18	0.1–0.5	0.1–0.5	16–17	1.0	high
Grains
Corn, sweet	19.0	6.2	1.9	3.4	0.9	0.61	15.0

^A The carbohydrate value is calculated in the USDA database and does not always correspond to the sum of the sugars, the starch, and the "dietary fiber".

Намирнице богате угљеним хидратима

Храна богата угљеним хидратима

Хлеб

Најважнији извор угљених хидрата је хлеб од пшеничног брашна. Хлеб може бити одлична и здрава храна али само у умереним количинама. Добар хлеб мора бити добро умешен и печен. Недовољно печен хлеб изазива код деце превирања и поремећај варења. Хлеб од брашна добијеног млевењем целог пшеничног зрна садржи поред скроба, беланчевине, масти и минералне соли и витамине, од којих је нарочито важан витамин Б (Бе). Витамин Б (Бе) налази се углавном у омотачу зрна, зато је полубели хлеб хранљивији од белог. Сем хлеба, од пшеничног брашна справљамо и разна теста. Кувана теста се лако варе само ако су добро скувана, али треба их избегавати у великим количинама и често.

Пиринач

Од осталих житарица у исхрани школске деце радо се употребљава пиринач (у јелу, колачима, сутлијашу). Пиринач, слично пшеничном зрну, богат је угљеним хидратима, и у свом омотачу такође има много витамина Б (Бе).

Грашак и пасуљ

Од зрнастог поврћа грашак и пасуљ имају велику хранљиву вредност. Пошто имају чврсту целулозну опну, морају се добро скувати или дати у виду пиреа. Додатком масти употпуњује се њихова хранљивост, јер имају угљених хидрата и мало беланчевина, али немају масти.

Кромпир

Кромпир има мању хранљиву вредност, јер садржи доста воде, али је врло укусан и деца га радо једу у сваком облику: куван, пржен, као салату. Кромпир има око 20% угљених хидрата, а остало је вода, али поред тога има минералних соли и витамина Ц(Це), који се налази нарочито у слоју уз саму љуску. Сличан састав има и питом кестен. Остало поврће, као што су шаргарепа, цвекла, репа, важни су за дечју исхрану јер садрже обиље минералних соли и витамина.

Зелено поврће

Зелено поврће је важно због витамина, нарочито ако се једе свеже, као зелена салата, паприка, парадајз. Деца добро подносе боранију, млад грашак, међутим, купус и карфиол теже варе. Спанаћ, због велике количине гвожђа, треба давати кад год га има, јер је гвожђе потребно за правилан састав крви, али се не препоручује свакодневно пошто садржи много оксалата. Парадајз је веома важан у исхрани због витамина Ц (Це). Зелене слатке паприке, млад лук, као и салата такође су извори витамина Ц(Це). Пре справљања, салату треба добро опрати, а тако исто и све поврће које се једе пресно. Краставци, бундеве и тиквице теже се варе због велике количине целулозе, која је несварљива. Треба их давати само повремено.

Поврће

Поврће треба да је свеже, да није нагњечено. При дуготрајном кувању и подгрејавању губе се витамини, а сувишним цеђењем губе се минералне соли. Поврће својом чврстом масом, целулозом, испуњује празнине у цревима, подстиче цревне мишиће на рад и тако служи за одржавање уредне столице.

Зрело воће

Зрело воће је веома пријатна и здрава храна која садржи доста шећера и витамина. Незрело и прљаво воће може да изазове проливе. Деци треба давати првенствено свеже воће, а затим кувано као компот и пекмез или печено.

Намирнице са угљеним хидратима – које су нарочито здраве:

• кукуруз
• банане
• интегралне житарице
• бели кромпир
• грашак
• пасуљ
• парадајз
• боровнице
• купине
• орашасти плодови

Угљени хидрати и здравље

Угљени хидрати су уобичајен извор енергије код живих бића. Ипак, ни један угљени хидрат није есенцијална храњива материја за људе. Људи могу сву потребну енергију да добију из масти и протеина. Не постоји ни једна болест која би била проузрокована мањком угљених хидрата.

Угљени хидрати пружају енергију која је неопходна за обављање свих процеса у телу. Угљени хидрати су нарочито битни за здравље мозга, јер мождане ћелије троше много више енергије од осталих ћелија у телу.

Влакнаста храна је нарочито Генерално, храна богата угљеним хидратима (воће и поврће) је богата и свим неопходним витаминима и минералима, тако да је унос овакве хране од пресудног значаја за наше здравље. Кад год се говори о здравој исхрани, прво што се спомене јесу: воће, поврће и интегралне житарице – а управо су то намирнице које су богате угљеним хидратима!

Међутим, уколико се претера са уносом угљених хидрата, јавља се гојазност, висок притисак, дијабетес, кардиоваскуларни проблема и др.

Понављамо, треба бити умерен када је унос угљених хидрата у питању, сходно дневним потребама вашег организма, у зависности од бројних фактора (пол, узраст, тежина, психичка и физичка активност и др.)

Угљени хидрати и њихова функција

Угљени хидрати представљају најважнији енергијски извор, нарочито током интензивних физичких активности. Имају пластичну функцију и суделују у формацији нуклеинских киселина и структуре нерава.

Након што су трансформисани у глукозу, угљени хидрати учествују у 3 метаболичка процеса, па тако:

• могу да их користе ћелије за стварање енергије
• могу да се складиште у јетри и мишићима у облику гликогена
• могу се трансформисати у масти и тако складиштени ако су залихе гликогена засићене.

Улога угљених хидрата у нашем организму је фундаментална. Централни нервни систем захтева око 180 грама глукозе дневно како би обављао своје функције ваљано. Такође, неке крвне ћелије (црвена крвна зрнца) и ћелије надбубрежне жлезде користе искључиво глукозу као примарни извор енергије. У околностима недостатка глукозе (што може бити последица дугог поста) јављају се токсичне супстанце, кетонска тела која снижавају пх вредност јетре, што оставља озбиљне последице на организам.

Угљени хидрати и спортска активности

Угљени хидрати су неопходни за преживљавање људског бића. Проценат/количина њихове употребе директно утиче на опште здравље појединца. У неким случајевима угљени хидрати имају још важнију улогу – приликом физичких активности, тачније аеробика.

Процена количине потребних угљених хидрата је често емпиријска.

Стручњаци саветују избегавање великих порција богатих угљеним хидратима пре вежбања. Важно је обратити пажњу на време које је потребно за варење и апсорпцију намирница.

Препоручљиво је да се пре спортске активности конзумирају угљени хидрати са средње-ниским гликемијским индексом. Не треба претеривати са фруктозом која се налази у воћу.

Током физичких активности (аеробика) ваљало би уносити угљене хидрате средње-високог гликемијског индекса, како би се остварило брзо апсорбовање.

Након аеробика саветује се конзумација угљених хидрата високог гликемијског индекса (али само уколико се уносе одмах након вежбања, у првих 15 минута или највише сат времена). Уколико прође више од сат времена након вежбања, препоручују се угљени хидрати средњег гликемијског индекса.

Metabolism

Главни чланак: Carbohydrate metabolism

Carbohydrate metabolism is the series of biochemical processes responsible for the formation, breakdown and interconversion of carbohydrates in living organisms.

The most important carbohydrate is glucose, a simple sugar (monosaccharide) that is metabolized by nearly all known organisms. Glucose and other carbohydrates are part of a wide variety of metabolic pathways across species: plants synthesize carbohydrates from carbon dioxide and water by photosynthesis storing the absorbed energy internally, often in the form of starch or lipids. Plant components are consumed by animals and fungi, and used as fuel for cellular respiration. Oxidation of one gram of carbohydrate yields approximately 16 kJ (4 kcal) of energy, while the oxidation of one gram of lipids yields about 38 kJ (9 kcal). The human body stores between 300 and 500 g of carbohydrates depending on body weight, with the skeletal muscle contributing to a large portion of the storage. Energy obtained from metabolism (e.g., oxidation of glucose) is usually stored temporarily within cells in the form of ATP. Organisms capable of anaerobic and aerobic respiration metabolize glucose and oxygen (aerobic) to release energy, with carbon dioxide and water as byproducts.

Catabolism

Catabolism is the metabolic reaction which cells undergo to break down larger molecules, extracting energy. There are two major metabolic pathways of monosaccharide catabolism: glycolysis and the citric acid cycle.

In glycolysis, oligo- and polysaccharides are cleaved first to smaller monosaccharides by enzymes called glycoside hydrolases. The monosaccharide units can then enter into monosaccharide catabolism. A 2 ATP investment is required in the early steps of glycolysis to phosphorylate Glucose to Glucose 6-Phosphate (G6P) and Fructose 6-Phosphate (F6P) to Fructose 1,6-biphosphate (FBP), thereby pushing the reaction forward irreversibly. In some cases, as with humans, not all carbohydrate types are usable as the digestive and metabolic enzymes necessary are not present.

Литература

• Pigman, Ward; Anet, E.F.L.J. (1972). „Chapter 4: Mutarotations and Actions of Acids and Bases”. Ур.: Pigman and Horton. The Carbohydrates: Chemistry and Biochemistry Vol 1A (2nd изд.). San Diego: Academic Press. стр. 165—194. 
• Pigman, Ward; Horton, D. (1972). „Chapter 1: Stereochemistry of the Monosaccharides”. Ур.: Pigman and Horton. The Carbohydrates: Chemistry and Biochemistry Vol 1A (2nd изд.). San Diego: Academic Press. стр. 1—67. 
• Campbell, Neil A.; Williamson, Brad; Heyden, Robin J. (2006). Biology: Exploring Life. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-250882-7. 
• Ahern, K. G.; K. E. Van Holde; Matthews, C. E. (1999). Biochemistry (3rd изд.). Benjamin Cummings. ISBN 978-0-8053-3066-3. 
• Burtis, Carl A.; Ashwood, Edward R.; (PhD.), Barbara Border; Tietz, Norbert W. (2001). Tietz Fundamentals of Clinical Chemistry. Palme yayıncılık. ISBN 978-0-7216-8634-9. 
• Coulter, John Merle; Barnes, Charler Reid; Cowles, Henry Chandler (2009). A Textbook of Botany for Colleges and Universities. BiblioBazaar. стр. 375. ISBN 978-1-113-90995-4. 
• Maton, Anthea; Hopkins, Jean; McLaughlin, Charles William; Johnson, Susan; Warner, Maryanna Quon; LaHart, David; Wright, Jill D. (1993). Human Biology and Health. Englewood Cliffs, New Jersey, USA: Prentice Hall. стр. 52-59. ISBN 978-0-13-981176-0. 
• Solomon, Eldra Pearl; Berg, Linda R.; Martin, Diana W. (2004). Biology. Cengage Learning. стр. 52. ISBN 978-0534278281 — преко google.books.com. 
• „Compolition of foods raw, processed, prepared” (PDF). www.ars.usda.giv. 2015. Приступљено 30. 10. 2016. 

Спољашње везе

• Bioskolos
• IUPAC-IUBMB Joint Commission on Biochemical Nomenclature (JCBN): Carbohydrate Nomenclature
• Carbohydrates Information
• Carbohydrates detailed
• Carbohydrates Overview
• Carbohydrates and Glycosylation - The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology
• Consortium for Functional Glycomics