Glavni izvor energije za tijelo. Koji je jedini izvor energije za ljudsko tijelo i zašto

kemijski rad

+ Q 2

Električni radovi

+ Q 2

aktivni transport

+ Q 2

Shema 1. Izvori energije u tijelu, rezultati potpune oksidacije hranjivih tvari i vrste topline koja se oslobađa u tijelu.

Treba dodati da količina hranjivih tvari koja se oslobađa tijekom oksidacije ne ovisi o broju međureakcija, već ovisi o početnom i konačnom stanju kemijskog sustava. Ovu odredbu prvi je formulirao Hess (Hessov zakon).

Ove procese detaljnije ćete razmotriti na predavanjima i satima koje će s Vama voditi nastavnici Zavoda za biokemiju.

Energetska vrijednost prehrambenih tvari.

Energetska vrijednost hranjivih tvari procjenjuje se pomoću posebnih uređaja - oksikalirimetara. Utvrđeno je da se potpunom oksidacijom 1 g ugljikohidrata oslobađa 4,1 kcal (1 kcal = 4187 J.), 1 g masti - 9,45 kcal, 1 g bjelančevina - 5,65 kcal. Treba dodati da se dio hranjivih tvari koje ulaze u tijelo ne apsorbira. Na primjer, u prosjeku se ne probavlja oko 2% ugljikohidrata, 5% masti i do 8% bjelančevina. Osim toga, ne razlažu se sve hranjive tvari u tijelu na konačne produkte – ugljični dioksid (ugljični dioksid) i vodu. Na primjer, dio produkata nepotpune razgradnje bjelančevina u obliku uree izlučuje se urinom.

S obzirom na navedeno, može se primijetiti da je stvarna energetska vrijednost hranjivih tvari nešto niža od one utvrđene u eksperimentalnim uvjetima. Prava energetska vrijednost 1 g ugljikohidrata je 4,0 kcal, 1 g masti - 9,0 kcal, 1 g bjelančevina - 4,0 kcal.

Osnovni pojmovi i definicije fiziologije metabolizma i energije.

Integralna (opća) karakteristika energetskog metabolizma ljudskog tijela je ukupni utrošak energije ili bruto utrošak energije.

Bruto utrošak energije organizam- ukupni energetski utrošak tijela tijekom dana u uvjetima njegovog normalnog (prirodnog) postojanja. Bruto utrošak energije uključuje tri komponente: bazalni metabolizam, specifično dinamičko djelovanje hrane i radni dobitak. Bruto potrošnja energije procjenjuje se u kJ/kg/dan ili kcal/kg/dan (1 kJ=0,239 kcal).

BX.

Proučavanje bazalnog metabolizma započelo je radom Biddera i Schmidta, znanstvenika sa Sveučilišta u Tartuu (Bidder i Schmidt, 1852.).

BX- minimalna razina potrošnje energije potrebna za održavanje vitalne aktivnosti tijela.

Koncept bazalnog metabolizma kao minimalne razine tjelesne potrošnje energije također nameće niz zahtjeva za uvjete pod kojima treba procijeniti ovaj pokazatelj.

Uvjeti pod kojima treba procijeniti bazalni metabolizam:

stanje potpunog tjelesnog i mentalnog odmora (po mogućnosti u sklonom položaju);

ugodna temperatura okoline (18-20 stupnjeva Celzija);

10 do 12 sati nakon zadnjeg obroka kako bi se izbjegao porast metabolizma energije povezan s obrokom.

Čimbenici koji utječu na bazalni metabolizam.

Bazalni metabolizam ovisi o dobi, visini, tjelesnoj težini i spolu.

Utjecaj dob za glavnu mjenjačnicu.

Najveća osnovna razmjena u odnosu na 1 kg. Tjelesna težina u novorođenčadi (50-54 kcal / kg / dan), najmanja u starijih (nakon 70 godina, glavni metabolizam u prosjeku 30 kcal / kg / dan). Bazalni metabolizam doseže konstantnu razinu do puberteta u dobi od 12-14 godina i ostaje stabilan do dobi od 30-35 godina (oko 40 kcal / kg / dan).

Utjecaj visina i težina tijelo za bazalni metabolizam.

Postoji gotovo linearan, izravan odnos između tjelesne težine i bazalnog metabolizma – što je veća tjelesna težina, to je veća razina bazalnog metabolizma. Međutim, ova ovisnost nije apsolutna. S povećanjem tjelesne težine zbog mišićnog tkiva ta je ovisnost gotovo linearna, no ako je povećanje tjelesne težine povezano s povećanjem količine masnog tkiva, ta ovisnost postaje nelinearna.

Budući da tjelesna težina, ceteris paribus, ovisi o visini (što je veći rast, to je veća tjelesna težina), postoji izravna veza između rasta i bazalnog metabolizma - što je rast veći, to je bazalni metabolizam veći.

S obzirom na to da visina i tjelesna težina utječu na ukupnu tjelesnu površinu, M. Rubner je formulirao zakon prema kojem bazalni metabolizam ovisi o tjelesnoj površini: što je veća tjelesna površina, to je veći bazalni metabolizam. Međutim, ovaj zakon praktički prestaje djelovati u uvjetima kada je temperatura okoline jednaka temperaturi tijela. Osim toga, neravnomjerna dlakavost kože značajno mijenja izmjenu topline između tijela i okoline, pa Rubnerov zakon također ima ograničenja u ovim uvjetima.

Utjecaj spol do bazalne razine.

U muškaraca bazalni metabolizam je 5-6% veći nego u žena. To je zbog različitog omjera masnog i mišićnog tkiva na 1 kg tjelesne težine, kao i različite razine metabolizma zbog razlika u kemijskoj strukturi spolnih hormona i njihovog fiziološkog djelovanja.

Specifično dinamičko djelovanje hrane.

Pojam specifično dinamičko djelovanje hrane prvi je u znanstvenu upotrebu uveo M. Rubner 1902. godine.

Specifični dinamički učinak hrane je povećanje energetskog metabolizma ljudskog tijela povezano s unosom hrane. Specifičan dinamički učinak hrane je energetski utrošak organizma na mehanizme iskorištavanja uzete hrane. Ovaj učinak u promjeni energetskog metabolizma opaža se od trenutka pripreme za obrok, tijekom obroka i traje 10-12 sati nakon obroka. Maksimalno povećanje energetskog metabolizma nakon obroka bilježi se nakon 3-3,5 sata. Posebna istraživanja su pokazala da se od 6 do 10% svoje energetske vrijednosti troši na iskorištavanje hrane.

Radni porast.

Radni porast treća je komponenta ukupne potrošnje energije tijela. Radni porast je dio potrošnje energije tijela za mišićnu aktivnost u okolini. Tijekom teškog fizičkog rada, potrošnja energije tijela može se povećati 2 puta u usporedbi s razinom bazalnog metabolizma.

Metode proučavanja energetskog metabolizma kod ljudi.

Za proučavanje energetskog metabolizma kod ljudi razvijene su brojne metode pod zajedničkim nazivom – kalorimetrija.

Sljedeća klasa osnovnih kemijskih spojeva u našem tijelu je ugljikohidrata. Ugljikohidrati su nam svima dobro poznati u obliku običnog prehrambenog šećera (kemijski to jest saharoza) ili škroba.
Ugljikohidrati se dijele na jednostavne i složene. Od jednostavnih ugljikohidrata (monosaharida) za čovjeka su najvažniji glukoze, fruktoze i galaktoze.
Složeni ugljikohidrati su oligosaharidi(disaharidi: saharoza, laktoza itd.) i ugljikohidrati koji nisu slični šećeru - polisaharidi(škrob, glikogen, vlakna itd.).
Monosaharidi i polisaharidi razlikuju se po svom fiziološkom djelovanju na organizam. Upotreba viška lako probavljivih mono- i disaharida u prehrani pridonosi brzom porastu razine šećera u krvi, što može biti negativno za bolesnike s dijabetes melitusom (DM) i pretilošću.
Polisaharidi se mnogo sporije razgrađuju u tankom crijevu. Stoga se povećanje koncentracije šećera u krvi događa postupno. U tom pogledu korisnija je konzumacija namirnica bogatih škrobom (kruh, žitarice, krumpir, tjestenina).
Zajedno sa škrobom u tijelo ulaze vitamini, minerali i neprobavljiva prehrambena vlakna. Potonji uključuju vlakna i pektin.
Celuloza(celuloza) ima povoljan regulatorni učinak na rad crijeva, žučnih putova, sprječava stagnaciju hrane u probavnom traktu, pospješuje izlučivanje kolesterola. Namirnice bogate vlaknima uključuju kupus, ciklu, grah, raženo brašno itd.
pektinske tvari dio su pulpe voća, lišća, zelenih dijelova stabljika. Sposobni su adsorbirati različite toksine (uključujući teške metale). Mnogo pektina ima u marmeladi, marmeladi, džemovima, marshmallowu, ali najviše tih tvari ima u pulpi bundeve, koja je također bogata karotenom (prekursorom vitamina A).
Većina ugljikohidrata za ljudsko tijelo su brzo probavljiv izvor energije. Međutim, ugljikohidrati nisu apsolutno esencijalne hranjive tvari. Neki od njih, kao što je najvažnije gorivo za naše stanice - glukoza, mogu se vrlo lako sintetizirati iz drugih kemijskih spojeva, posebice aminokiselina ili lipida.
Ipak, ulogu ugljikohidrata ne treba podcijeniti. Činjenica je da oni ne samo da su u stanju, brzo sagorijevajući u tijelu, osigurati mu dovoljnu količinu energije, već i biti pohranjeni u rezervi u obliku glikogen- tvar vrlo slična dobro poznatom biljnom škrobu. Naše glavne zalihe glikogena koncentrirane su u jetri ili mišićima. Ako tjelesne potrebe za energijom porastu, na primjer, pri značajnom tjelesnom naporu, tada se lako mobiliziraju zalihe glikogena, glikogen se pretvara u glukozu, a nju stanice i tkiva našeg tijela već koriste kao prijenosnik energije.

Opasnost od jednostavnih ugljikohidrata!

Do takvih su zaključaka došli znanstvenici sa sveučilišta Jeruzalem (Izrael) i Yale (SAD) nakon niza eksperimenata.

Skakavci vrste Melanoplus femurrubrum smješteni su u dva kaveza, od kojih su u jednom bili i pauci Pisaurina mira, njihovi prirodni neprijatelji. Zadatak je bio samo prestrašiti skakavce kako bi se pratila njihova reakcija na grabežljivce, pa su pauci dobili "brnjice" lijepljenjem mandibula. Skakavci su doživjeli jak stres, kao rezultat toga, metabolizam u njihovim tijelima se znatno povećao i pojavio se "brutalni" apetit - po analogiji s ljudima koji jedu puno slatkiša kada su zabrinuti. Skakavci su u kratkom vremenu apsorbirali veliku količinu ugljikohidrata, čiji je ugljikovodik tijelo savršeno apsorbiralo.

Osim toga, "prejedanje" skakavaca, kako se pokazalo, nakon smrti može naštetiti ekosustavu. Znanstvenici su to otkrili stavljajući ostatke njihovih tijela u uzorke tla gdje se odvijao proces humusa. Mikrobna aktivnost tla pala je 62% u laboratoriju i 19% na terenu, navodi se u studiji.

Kako bi testirali rezultate eksperimenta, znanstvenici su izradili kemijski model u "stvarnom vremenu", zamjenjujući kosture pravih skakavaca organskim "krizalijama" koje se, poput prirodnih prototipova, sastoje od ugljikohidrata, proteina i hitina u različitim omjerima. Rezultati pokusa pokazali su da što je veći postotak dušika (sadržanog u proteinima) u ostacima skakavaca, to su procesi razgradnje organske tvari bili bolji u tlu.

Organski ugljikohidrati

Ugljikohidrati

Organski spojevi čine prosječno 20-30% stanične mase živog organizma. Tu spadaju biološki polimeri: proteini, nukleinske kiseline, ugljikohidrati, kao i masti i niz malih molekula hormona, pigmenti, ATP itd. Različite vrste stanica sadrže nejednaku količinu organskih spojeva. U biljnim stanicama prevladavaju složeni ugljikohidrati-polisaharidi, dok u životinjskim ima više bjelančevina i masti. Ipak, svaka od skupina organskih tvari u bilo kojoj vrsti stanica obavlja slične funkcije: daje energiju, građevni je materijal.

1. KRATAK SAŽETAK UGLJIKOHIDRATA

Ugljikohidrati su organski spojevi koji se sastoje od jedne ili više molekula jednostavnih šećera. Molarna masa ugljikohidrata kreće se od 100 do 1.000.000 Da (Daltonova masa, približno jednaka masi jednog atoma vodika). Njihova opća formula obično se piše kao Cn(H2O)n (gdje je n najmanje tri). Po prvi put 1844. godine ovaj je pojam uveo domaći znanstvenik K. Schmid (1822.-1894.).

Naziv "ugljikohidrati" nastao je na temelju analize prvih poznatih predstavnika ove skupine spojeva. Pokazalo se da se te tvari sastoje od ugljika, vodika i kisika, a omjer broja atoma vodika i kisika u njima je isti kao u vodi: dva atoma vodika - jedan atom kisika. Stoga su ih smatrali kombinacijom ugljika i vode. U budućnosti su postali poznati mnogi ugljikohidrati koji nisu zadovoljili ovaj uvjet, ali naziv "ugljikohidrati" i dalje ostaje općeprihvaćen. U životinjskoj stanici ugljikohidrati se nalaze u količini koja ne prelazi 2-5%. Biljne stanice su najbogatije ugljikohidratima, gdje njihov sadržaj u nekim slučajevima doseže 90% suhe mase (na primjer, u gomoljima krumpira, sjemenkama).

2. KLASIFIKACIJA UGLJIKOHIDRATA

Tri su skupine ugljikohidrata: monosaharidi, odnosno jednostavni šećeri (glukoza, fruktoza); oligosaharidi - spojevi koji se sastoje od 2-10 uzastopno povezanih molekula jednostavnih šećera (saharoza, maltoza); polisaharidi koji sadrže više od 10 molekula šećera (škrob, celuloza).

3. STRUKTURNE I FUNKCIONALNE ZNAČAJKE ORGANIZACIJE MONO- I DISAHARIDA: STRUKTURA; NALAZ U PRIRODI; PRIMANJE. KARAKTERISTIKE POJEDINIH PREDSTAVNIKA

Monosaharidi su ketonski ili aldehidni derivati ​​polihidričnih alkohola. Atomi ugljika, vodika i kisika koji čine njihov sastav u omjeru su 1:2:1. Opća formula za jednostavne šećere je (CH2O)n. Ovisno o duljini ugljikovog skeleta (broju atoma ugljika) dijele se na: trioze-C3, tetroze-C4, pentoze-C5, heksoze-C6 i dr. Osim toga, šećeri se dijele na:

Aldoze koje sadrže aldehidnu skupinu su C=O. To uključuje | | H glukoza:

H H H H H
CH2OH - C - C - C - C - C
| | | | \\
OH OH OH OH OH

Ketoza koja sadrži ketonsku skupinu - C-. Njima npr. || odnosi se na fruktozu.

U otopinama svi šećeri, počevši od pentoza, imaju ciklički oblik; u linearnom obliku prisutne su samo trioze i tetroze. Kada se formira ciklički oblik, atom kisika aldehidne skupine je kovalentno vezan za pretposljednji atom ugljika u lancu, što rezultira stvaranjem poluacetala (u slučaju aldoza) i poluketala (u slučaju ketoza).

KARAKTERISTIKE MONOSAHARIDA, POJEDINAČNI PREDSTAVNICI

Od tetroza, eritroza je najvažnija u metaboličkim procesima. Ovaj šećer je jedan od međuproizvoda fotosinteze. Pentoze se u prirodnim uvjetima nalaze uglavnom kao sastavni dijelovi molekula složenijih tvari, poput složenih polisaharida zvanih pentozani, kao i biljnih guma. Pentoze se u značajnoj količini (10-15%) nalaze u drvu i slami. U prirodi se uglavnom nalazi arabinoza. Nalazi se u ljepilu od trešanja, cikli i arapskoj gumi, odakle se i dobiva. Riboza i deoksiriboza su široko zastupljene u životinjskom i biljnom svijetu, to su šećeri koji čine monomere nukleinskih kiselina RNA i DNA. Riboza se dobiva epimerizacijom arabinoze.

Ksiloza nastaje hidrolizom polisaharida ksilosana koji se nalazi u slami, mekinjama, drvu i suncokretovoj ljusci. Produkti raznih vrsta vrenja ksiloze su mliječna, octena, limunska, jantarna i druge kiseline. Ksilozu ljudsko tijelo slabo apsorbira. Hidrolizati koji sadrže ksilozu koriste se za uzgoj nekih vrsta kvasca, koriste se kao izvor proteina za ishranu domaćih životinja. Kada se ksiloza reducira, dobiva se ksilitol alkohol, koristi se kao zamjena za šećer za dijabetičare. Ksilitol se široko koristi kao stabilizator vlage i plastifikator (u papirnoj industriji, parfumeriji, proizvodnji celofana). Jedna je od glavnih komponenti u proizvodnji niza tenzida, lakova, ljepila.

Od heksoza najrasprostranjenije su glukoza, fruktoza i galaktoza, čija je opća formula C6H12O6.

Glukoza (grožđani šećer, dekstroza) se nalazi u soku od grožđa i drugog slatkog voća, au manjim količinama kod životinja i ljudi. Glukoza je dio najvažnijih disaharida – šećera trske i grožđa. Visokomolekularni polisaharidi, odnosno škrob, glikogen (životinjski škrob) i celuloza, izgrađeni su u potpunosti od ostataka molekula glukoze međusobno povezanih na različite načine. Glukoza je primarni izvor energije za stanice.

Glukoza u ljudskoj krvi sadrži 0,1-0,12%, smanjenje pokazatelja uzrokuje kršenje vitalne aktivnosti živčanih i mišićnih stanica, ponekad popraćeno konvulzijama ili nesvjesticom. Razina glukoze u krvi regulirana je složenim mehanizmom živčanog sustava i endokrinih žlijezda. Jedna od masivnih teških endokrinih bolesti - dijabetes melitus - povezana je s hipofunkcijom zona otočića gušterače. Prati ga značajno smanjenje propusnosti membrane mišićnih i masnih stanica za glukozu, što dovodi do povećanja sadržaja glukoze u krvi, kao iu mokraći.

Glukoza za medicinske potrebe dobiva se pročišćavanjem - rekristalizacijom - tehničke glukoze iz vodenih ili vodeno-alkoholnih otopina. Glukoza se koristi u tekstilnoj proizvodnji iu nekim drugim industrijama kao redukcijsko sredstvo. U medicini se čista glukoza koristi u obliku otopina za injekcije u krv za niz bolesti i u obliku tableta. Iz njega se dobiva vitamin C.

Galaktoza zajedno s glukozom ulazi u sastav nekih glikozida i polisaharida. Ostaci molekula galaktoze dio su najsloženijih biopolimera - gangliozida, odnosno glikosfingolipida. Nalaze se u živčanim čvorovima (ganglijima) ljudi i životinja, a nalaze se i u tkivu mozga, u slezeni u eritrocitima. Galaktoza se dobiva uglavnom hidrolizom mliječnog šećera.

Fruktoza (voćni šećer) u slobodnom stanju nalazi se u voću, medu. Uključen je u mnoge složene šećere, kao što je šećer od trske, iz kojeg se može dobiti hidrolizom. Tvori kompleksno strukturirani visokomolekularni polisaharid inulin, sadržan u nekim biljkama. Fruktoza se također dobiva iz inulina. Fruktoza je vrijedan prehrambeni šećer; 1,5 puta je slađi od saharoze i 3 puta od glukoze. Tijelo ga dobro apsorbira. Kada se fruktoza reducira, nastaju sorbitol i manitol. Sorbitol se koristi kao zamjena za šećer u prehrani dijabetičara; osim toga, koristi se za proizvodnju askorbinske kiseline (vitamin C). Oksidacijom fruktoza daje vinsku i oksalnu kiselinu.

Disaharidi su tipični polisaharidi slični šećeru. To su krutine, ili nekristalizirajući sirupi, vrlo topljivi u vodi. I amorfni i kristalni disaharidi obično se tale u rasponu temperatura i obično se raspadaju. Disaharidi nastaju reakcijom kondenzacije između dva monosaharida, obično heksoza. Veza između dva monosaharida naziva se glikozidna veza. Obično nastaje između prvog i četvrtog atoma ugljika susjednih monosaharidnih jedinica (1,4-glikozidna veza). Taj se proces može ponoviti bezbroj puta, što rezultira stvaranjem golemih polisaharidnih molekula. Jednom kad se monosaharidne jedinice međusobno povežu, nazivaju se ostacima. Dakle, maltoza se sastoji od dva ostatka glukoze.

Najčešći disaharidi su maltoza (glukoza + glukoza), laktoza (glukoza + galaktoza) i saharoza (glukoza + fruktoza).

POJEDINI PREDSTAVNICI DISAHARIDA

Maltoza (sladni šećer) ima formulu C12H22O11. Naziv je nastao u vezi s metodom dobivanja maltoze: dobiva se iz škroba kada je izložen sladu (latinski maltum - slad). Kao rezultat hidrolize, maltoza se dijeli na dvije molekule glukoze:

S12N22O11 + N2O = 2S6N12O6

Sladni šećer je međuprodukt u hidrolizi škroba, široko je rasprostranjen u biljnim i životinjskim organizmima. Sladni šećer je mnogo manje sladak od šećerne trske (za 0,6 puta pri istim koncentracijama).

Laktoza (mliječni šećer). Naziv ovog disaharida nastao je u vezi s njegovom pripravom iz mlijeka (od latinskog lactum - mlijeko). Nakon hidrolize, laktoza se razgrađuje na glukozu i galaktozu:

Laktoza se dobiva iz mlijeka: u kravljem mlijeku sadrži 4-5,5%, u ženskom mlijeku - 5,5-8,4%. Laktoza se razlikuje od ostalih šećera u odsutnosti higroskopnosti: ne postaje vlažna. Mliječni šećer koristi se kao farmaceutski pripravak i hrana za dojenčad. Laktoza je 4 ili 5 puta manje slatka od saharoze.

Saharoza (šećer od trske ili repe). Naziv je nastao u vezi s proizvodnjom od šećerne repe ili šećerne trske. Šećer od trske poznat je stoljećima prije Krista. Tek sredinom XVIII stoljeća. ovaj disaharid otkriven je u šećernoj repi i to tek početkom 19.st. dobiveno je u proizvodnom okruženju. Saharoza je vrlo česta u biljnom svijetu. Listovi i sjemenke uvijek sadrže malu količinu saharoze. Ima ga i u voću (marelice, breskve, kruške, ananas). Ima ga dosta u sokovima javora i palme, kukuruzu. Ovo je najpoznatiji i najkorišteniji šećer. Kada se hidrolizira, iz njega nastaju glukoza i fruktoza:

S12N22O11 + N2O = S6N12O6 + S6N12O6

Mješavina jednakih količina glukoze i fruktoze, koja nastaje inverzijom šećerne trske (zbog promjene u procesu hidrolize desne rotacije otopine u lijevu), naziva se invertni šećer (rotacijska inverzija). Prirodni invertni šećer je med koji se uglavnom sastoji od glukoze i fruktoze.

Saharoza se dobiva u velikim količinama. Šećerna repa sadrži 16-20% saharoze, šećerna trska - 14-26%. Oprana repa se drobi i saharoza se više puta ekstrahira u aparatima s vodom temperature oko 80 stupnjeva. Dobivena tekućina, koja osim saharoze sadrži i veliki broj raznih nečistoća, tretira se vapnom. Vapno taloži niz organskih kiselina u obliku kalcijevih soli, kao i bjelančevine i neke druge tvari. Dio vapna sa šećerom od trske stvara u hladnoj vodi topive kalcijeve saharate, koji se uništavaju obradom ugljičnim dioksidom.

Talog kalcijevog karbonata se odvoji filtracijom, filtrat se nakon daljnjeg pročišćavanja upari u vakuumu dok se ne dobije kašasta masa. Izdvojeni kristali saharoze odvajaju se centrifugama. Tako se dobiva sirovi granulirani šećer žućkaste boje, smeđe matične tekućine, nekristalizirajućeg sirupa (repina melasa ili melasa). Šećer se čisti (rafinira) i dobiva gotov proizvod.

4. BIOLOŠKA ULOGA BIOPOLIMERA – POLISAHARIDA

Polisaharidi su polimerni spojevi velike molekulske mase (do 1.000.000 Da) koji se sastoje od velikog broja monomera – šećera, opća formula im je Cx (H2O) y. Najčešći monomer polisaharida je glukoza, manoza, galaktoza, a nalaze se i drugi šećeri. Polisaharide dijelimo na:
- homopolisaharidi, koji se sastoje od molekula monosaharida iste vrste (na primjer, škrob i celuloza sastoje se samo od glukoze);
- heteropolisaharidi, koji mogu sadržavati više različitih šećera (heparin) kao monomere.

Ako su u polisaharidima prisutne samo 1,4= glikozidne veze, dobit ćemo linearni, nerazgranati polimer (celuloza); ako su prisutne i 1,4= i 1,6= veze, polimer će biti razgranat (glikogen). Među najvažnijim polisaharidima su: celuloza, škrob, glikogen, hitin.

Celuloza, odnosno vlakno (od latinskog cellula - stanica), glavni je sastojak stanične stijenke biljnih stanica. To je linearni polisaharid sastavljen od glukoze povezane 1,4= vezama. Vlakna čine 50 do 70% drva. Pamuk je gotovo čisto vlakno. Vlakna lana i konoplje uglavnom se sastoje od vlakana. Najčišći primjeri vlakana su pročišćena pamučna vuna i filter papir.

Škrob je razgranati polisaharid biljnog podrijetla koji se sastoji od glukoze. U polisaharidima su ostaci glukoze povezani 1,4= i 1,6= glikozidnim vezama. Kada se razgrade, biljke dobivaju glukozu koja im je neophodna u životu. Škrob nastaje tijekom fotosinteze u zelenom lišću u obliku zrna. Ta se zrnca posebno lako otkrivaju pod mikroskopom pomoću reakcije vapna s jodom: zrnca škroba postaju plava ili plavo-crna.

Po nakupljanju škrobnih zrnaca može se suditi o intenzitetu fotosinteze. Škrob u lišću se razgrađuje na monosaharide ili oligosaharide i prenosi na druge dijelove biljke, poput gomolja krumpira ili zrna žitarica. Ovdje opet dolazi do taloženja škroba u obliku zrnaca. Najveći sadržaj škroba u sljedećim usjevima:

Riža (zrno) - 62-82%;
- kukuruz (zrno) - 65-75%;
- pšenica (zrno) - 57-75%;
- krumpir (gomolji) - 12-24%.

U tekstilnoj industriji škrob se koristi za izradu zgušnjivača boja. Koristi se u industriji šibica, papira, tiskarstvu, u uvezivanju knjiga. U medicini i farmakologiji škrob se koristi za pripremu praškova, pasta (gustih masti), a neophodan je i u proizvodnji tableta. Podvrgavanjem škroba kiseloj hidrolizi glukoza se može dobiti u obliku čistog kristalnog pripravka ili u obliku melase – obojenog sirupa koji ne kristalizira.

Utvrđena je proizvodnja modificiranih škrobova podvrgnutih posebnoj obradi ili s dodacima koji poboljšavaju njihova svojstva. Modificirani škrobovi imaju široku primjenu u raznim industrijama.

Glikogen je polisaharid životinjskog podrijetla, razgranatiji od škroba, sastoji se od glukoze. U životinjskim organizmima ima iznimno važnu ulogu kao rezervni polisaharid: svi vitalni procesi, prvenstveno rad mišića, praćeni su razgradnjom glikogena, pri čemu se oslobađa energija koncentrirana u njemu. U tjelesnim tkivima mliječna kiselina može nastati iz glikogena kao rezultat niza složenih transformacija.

Glikogen se nalazi u svim životinjskim tkivima. Posebno ga ima u jetri (do 20%) i mišićima (do 4%). Također je prisutan u nekim nižim biljkama, kvascima i gljivama, a može se izolirati tretiranjem životinjskih tkiva s 5-10% trikloroctene kiseline, nakon čega slijedi taloženje ekstrahiranog glikogena alkoholom. Uz jod, otopine glikogena daju vinskocrvenu do crvenkastosmeđu boju, ovisno o podrijetlu glikogena, vrsti životinje i drugim uvjetima. Boja joda nestaje kuhanjem, a ponovno se javlja hlađenjem.

Hitin je po svojoj strukturi i funkciji vrlo blizak celulozi - također je strukturni polisaharid. Hitin se nalazi u nekim gljivama, gdje ima potpornu ulogu u staničnoj stjenki zbog svoje vlaknaste strukture, kao iu nekim skupinama životinja (osobito člankonožaca) kao važna komponenta njihovog vanjskog kostura. Struktura hitina slična je strukturi celuloze; njegovi dugi paralelni lanci također su povezani u snopove.

5. KEMIJSKA SVOJSTVA UGLJIKOHIDRATA

Svi monosaharidi i neki disaharidi, uključujući maltozu i laktozu, pripadaju skupini reducirajućih (obnavljajućih) šećera. Saharoza je nereducirajući šećer. Reducirajuća sposobnost šećera u aldozama ovisi o aktivnosti aldehidne skupine, dok u ketozama ovisi o aktivnosti i keto skupine i primarnih alkoholnih skupina. U nereducirajućim šećerima te skupine ne mogu stupati u nikakve reakcije, jer ovdje sudjeluju u stvaranju glikozidne veze. Dvije uobičajene reakcije na reducirajuće šećere, Benedictova reakcija i Fehlingova reakcija, temelje se na sposobnosti ovih šećera da reduciraju dvovalentni ion bakra u jednovalentni. Obje reakcije koriste alkalnu otopinu bakrovog(2) sulfata (CuSO4) koji se reducira u netopljivi bakrov(1) oksid (Cu2O). Ionska jednadžba: Cu2+ + e = Cu+ daje plavu otopinu, ciglastocrveni talog. Svi polisaharidi su nereducirajući.

ZAKLJUČAK

Glavna uloga ugljikohidrata povezana je s njihovom energetskom funkcijom. Tijekom njihovog enzimskog cijepanja i oksidacije oslobađa se energija koju koristi stanica. Polisaharidi imaju uglavnom ulogu rezervnih proizvoda i lako mobiliziranih izvora energije (na primjer, škrob i glikogen), a također se koriste kao građevni materijali (celuloza i hitin).

Polisaharidi su prikladni kao rezervne tvari iz više razloga: budući da su netopljivi u vodi, nemaju ni osmotski ni kemijski učinak na stanicu, što je vrlo važno kada se dugo čuvaju u živoj stanici: kruti , dehidrirano stanje polisaharida povećava korisnu masu rezervnih proizvoda zbog njihove uštede. Istodobno se značajno smanjuje vjerojatnost konzumiranja ovih proizvoda od strane patogenih bakterija, gljivica i drugih mikroorganizama koji, kao što znate, ne mogu progutati hranu, već apsorbiraju hranjive tvari s cijele površine tijela. Ako je potrebno, skladišni polisaharidi mogu se hidrolizom lako pretvoriti u jednostavne šećere. Osim toga, u kombinaciji s lipidima i proteinima, ugljikohidrati tvore glikolipide i glikoproteine-dva.

Nekoliko je razloga zašto bismo trebali obratiti posebnu pozornost na prehranu. Prvo, sve stanice i tkiva našeg tijela nastaju iz hrane koju jedemo. Drugo, hrana je izvor energije nužne za funkcioniranje organizma. Treće, hrana je glavni dio okoliša s kojim komuniciramo. Na kraju, hrana je stvorena da u njoj uživamo, da bude sastavni dio životne radosti, a naša osjetila nam omogućuju da cijenimo kvalitetu, okus i samu teksturu hrane koju jedemo.

Danas vas pozivamo da razgovaramo o energetskim nutrijentima koji se nalaze u našoj hrani. To uključuje ugljikohidrate, masti i bjelančevine. Općenito govoreći, ugljikohidrate smatramo izravnim izvorom energije, bjelančevine građevnim elementima našeg cijelog tijela, a masti zalihama energije.

U povrću i voću glavne hranjive tvari su ugljikohidrati. Proizvodi za vrt i vrt sadrže jednostavne (glukoza, fruktoza, saharoza) i složene (škrob, pektini, vlakna) ugljikohidrate. U povrću su ugljikohidrati zastupljeni škrobom, s izuzetkom cikle i mrkve, gdje prevladavaju šećeri. Voće sadrži najviše šećera.

Škrob je najvažniji ugljikohidrat u biljkama. Sastoji se od velikog broja molekula glukoze. Krompir je bogat škrobom. Nešto ga je manje u mahunarkama i kasnim sortama jabuka. U jabukama se, primjerice, tijekom zrenja količina škroba povećava, a tijekom skladištenja smanjuje. To je zbog činjenice da se prilikom zrenja tijekom skladištenja škrob u proizvodu pretvara u šećer. U zelenim bananama ima ga puno, au zrelim ga ima i 10 puta manje jer se pretvara u šećer. Škrob je organizmu potreban uglavnom kako bi zadovoljio svoje potrebe za šećerom. U probavnom traktu, pod utjecajem enzima i kiselina, škrob se razgrađuje na molekule glukoze, koje se zatim koriste za potrebe organizma.

Fruktoza se nalazi u mnogo voća i povrća. Što su plodovi bogatiji, to su slađi. Dokazana je izravna ovisnost izdržljivosti i performansi osobe o sadržaju ove tvari u mišićima i jetri. Uz nisku ljudsku pokretljivost, živčani stres, procese truljenja u crijevima, pretilost, fruktoza je najpovoljnija od ostalih ugljikohidrata.

Glukoza se nalazi u slobodnom obliku u voću. Dio je škroba, vlakana, saharoze i drugih ugljikohidrata. Glukoza, koju naše tijelo koristi kao energiju, visoko je kvalitetno gorivo. Kružeći krvotokom, glukoza ispunjava stalne potrebe tjelesnih stanica. Organizam ga najbrže i najlakše koristi za stvaranje glikogena, prehranu moždanih tkiva i rad mišića, uključujući i srce.

Saharoza se nalazi u velikim količinama u šećernoj repi i šećernoj trsci. Bez obzira na izvore sirovina, šećer je gotovo čista saharoza. Njegov sadržaj u granuliranom šećeru je 99,75%, au rafiniranom šećeru - 99,9%.

Probava nije potrebna za apsorpciju jednostavnih ugljikohidrata (glukoza, fruktoza i galaktoza). Konzumni šećer i maltoza probavljaju se u jednostavne šećere za nekoliko minuta. Kako bismo opskrbili krv ovom brzo probavljivom energijom, naša prehrana zahtijeva vrlo malo šećera. U slučaju prezasićenosti, gušterača je prisiljena raditi prekovremeno, proizvodeći višak inzulina kako bi pretvorio višak šećera u mast. U bilo kojem trenutku, naše tijelo može ispravno podnijeti samo ograničenu količinu jednostavnih šećera.

Višak šećera zaustavlja ljudski automobil, baš kao što pun karburator zaustavlja automobilski motor, to je samo jedna od opasnosti zlouporabe šećera. Postoje i drugi štetni učinci. Oni su:

• iscrpljivanje rezervi vitamina B1;
• bolesti zuba, jer šećer stvara idealno okruženje za mikroorganizme koji uništavaju zube;
• potiskivanje imunološkog sustava zbog činjenice da šećer inhibira sposobnost bijelih krvnih stanica da ubijaju klice;
• povećana količina masti u krvi (od pretvaranja glukoze u trigliceride);
• poticanje hipoglikemije i mogući početak dijabetesa;
• iritacija želuca koja se javlja kada želudac sadrži više od 10% šećera (koncentrirana otopina šećera je jak iritant sluznice);
• zatvor (hrana bogata šećerom obično ima malo vlakana);
• povećanje razine kolesterola u krvi.

Ove komplikacije možemo izbjeći ako u prehrani rafinirani šećer zamijenimo voćem (jedna zrela banana sadrži šest žličica šećera), a unosimo složene ugljikohidrate kojih ima u pšenici, riži, krumpiru, mahunarkama i drugim namirnicama koje sadrže škrob.

Većina složenih ugljikohidrata probavlja se nekoliko sati i postupno otpušta jednostavne šećere. To omogućuje gušterači, jetri, nadbubrežnoj žlijezdi, bubrezima i drugim organima da pravilno koriste ovu energiju. Štoviše, zbog visokog udjela vlakana u hrani koja sadrži ugljikohidrate, obično se ne prejedamo na takvoj dijeti.

Još jedna prednost složenih ugljikohidrata je to što sadrže minerale potrebne za pravilnu apsorpciju ostalih nutrijenata. Rafinirani šećer nema minerala, nema vitamina niti sadrži vlakna.

Idealna prehrana trebala bi uključivati, ako uopće, minimalnu količinu šećera (med, saharoza, maltoza, slatki sirupi), a umjesto toga obilje složenih ugljikohidrata, kojima su bogati krumpir, žitarice, kruh i drugi proizvodi od integralnog brašna. Složeni ugljikohidrati trebali bi činiti većinu vašeg dnevnog unosa kalorija.

„I reče Bog: „Evo, dajem vam sve bilje koje nosi sjeme po svoj zemlji, i svako stablo koje nosi plod od stabla koje nosi sjeme, to će vam biti za hranu“ (Postanak 1,29).

Priredila A. Konakova

Izvori energije za ljudsko tijelo su bjelančevine, masti, ugljikohidrati, koji čine 90% suhe mase svih namirnica i daju 100% energije. Sva tri hranjiva daju energiju (mjereno u kalorijama), ali je količina energije u 1 gramu tvari različita:

• 4 kilokalorije po gramu ugljikohidrata ili proteina;
• 9 kilokalorija po gramu masti.

Gram masti ima 2 puta više energije za tijelo nego gram ugljikohidrata i proteina.

Ove hranjive tvari također se razlikuju po tome koliko brzo isporučuju energiju. Ugljikohidrati se isporučuju brže, a masti sporije.

Proteini, masti, ugljikohidrati probavljaju se u crijevima, gdje se razgrađuju na osnovne jedinice:

• ugljikohidrata u šećeru
• proteini u aminokiselinama
• masti u masnim kiselinama i glicerol.

Tijelo koristi te osnovne jedinice za stvaranje tvari koje su mu potrebne za obavljanje osnovnih životnih funkcija (uključujući druge ugljikohidrate, bjelančevine, masti).

Vrste ugljikohidrata

Ovisno o veličini molekula ugljikohidrata mogu biti jednostavni i složeni.

• Jednostavan Ugljikohidrati: razne vrste šećera, kao što su glukoza i saharoza (stolni šećer), jednostavni su ugljikohidrati. To su male molekule, pa ih tijelo brzo apsorbira i brz su izvor energije. Oni brzo povećavaju glukozu u krvi (razinu šećera u krvi). Voće, mliječni proizvodi, med i javorov sirup bogati su jednostavnim ugljikohidratima koji daju slatki okus većini slatkiša i kolača.
• Kompleks Ugljikohidrati: Ovi se ugljikohidrati sastoje od dugih nizova jednostavnih ugljikohidrata. Budući da su složeni ugljikohidrati velike molekule, moraju se razgraditi na jednostavne molekule prije nego što se mogu apsorbirati. Dakle, oni obično daju energiju tijelu sporije od jednostavnih, ali ipak brže od proteina ili masti. To je zato što se probavljaju sporije od jednostavnih ugljikohidrata i manje je vjerojatno da će se pretvoriti u masti. Također podižu razinu šećera u krvi sporije i na nižim razinama od uobičajenih, ali dulje vrijeme. Složeni ugljikohidrati uključuju škrob i proteine ​​koji se nalaze u proizvodima od pšenice (kruh i tjestenina), drugim žitaricama (raž i kukuruz), grahu i korjenastom povrću (krumpiru).

Ugljikohidrati mogu biti:

• profinjen
• nerafiniran

profinjen– obrađeno , vlakna i mekinje, kao i mnogi vitamini i minerali koje sadrže, uklanjaju se. Dakle, metabolizam brzo obrađuje te ugljikohidrate i daje malo hranjivih tvari, iako sadrže otprilike isti broj kalorija. Rafinirana hrana često je obogaćena, što znači da se umjetno dodaju vitamini i minerali kako bi se povećala nutritivna vrijednost. Prehrana bogata jednostavnim ili rafiniranim ugljikohidratima povećava rizik od pretilosti i dijabetesa.

nerafiniran ugljikohidrata iz biljne hrane. Sadrže ugljikohidrate u obliku škroba i vlakana. To su namirnice poput krumpira, cjelovitih žitarica, povrća, voća.

Ako ljudi konzumiraju više ugljikohidrata nego što im je potrebno, tijelo pohranjuje dio tih ugljikohidrata u stanice (kao glikogen), a ostatak pretvara u mast. Glikogen je složeni ugljikohidrat koji se pretvara u energiju i pohranjuje se u jetri i mišićima. Mišići koriste glikogen za energiju tijekom razdoblja intenzivnog vježbanja. Količina ugljikohidrata pohranjenih kao glikogen može osigurati kalorije po danu. Nekoliko drugih tjelesnih tkiva pohranjuje složene ugljikohidrate koji se ne mogu koristiti kao izvor energije za tijelo.

Glikemijski indeks ugljikohidrata

Glikemijski indeks ugljikohidrata pokazuje koliko brzo njihova konzumacija podiže razinu šećera u krvi. Raspon vrijednosti je od 1 (najsporija apsorpcija) do 100 (brzi, čisti indeks glukoze). Međutim, koliko brzo razine zapravo rastu ovisi o unesenoj hrani.

Glikemijski indeks općenito je niži za složene ugljikohidrate nego za jednostavne ugljikohidrate, no postoje iznimke. Na primjer, fruktoza (šećer u voću) malo utječe na razinu šećera u krvi.

Na glikemijski indeks utječu tehnologija obrade i sastav hrane:

• obrada: prerađena, nasjeckana ili fino mljevena hrana obično ima visok glikemijski indeks
• vrsta škroba: različite vrste škroba različito se apsorbiraju. Krumpirov škrob se probavlja i relativno brzo apsorbira u krv. Ječam se probavlja i apsorbira puno sporije.
• sadržaj vlakana: što hrana ima više vlakana, to ju je teže probaviti. Zbog toga se šećer sporije apsorbira u krv.
• zrelost ploda: zrelo voće, više šećera u njemu i veći mu je glikemijski indeks
• sadržaj masnoće ili kiseline: sadrži više masnoće ili kisele hrane, sporo se probavlja i njezini se šećeri polako apsorbiraju u krv
• Kuhanje: Način na koji se hrana priprema može utjecati na to koliko se brzo apsorbira u krvotok. Općenito, kuhanje ili sjeckanje hrane povećava njezin glikemijski indeks jer se lakše probavlja i apsorbira nakon procesa kuhanja.
• drugi faktori : Prehrambeni procesi u tijelu razlikuju se od osobe do osobe, koliko brzo ugljikohidrati podliježu pretvorbi u šećer i apsorpciji. Važno je koliko dobro se hrana sažvače i koliko brzo se proguta.

Glikemijski indeks nekih namirnica

Glikemijski indeks je važan parametar, jer ugljikohidrati povećavaju šećer u krvi, ako se brzo (s visokim glikemijskim indeksom) povećava razina inzulina. Povećanje inzulina može dovesti do niske razine šećera u krvi (hipoglikemije) i gladi, što dovodi do konzumiranja viška kalorija i debljanja.

Ugljikohidrati s niskim glikemijskim indeksom ne povećavaju mnogo razinu inzulina. Kao rezultat toga, ljudi se dulje osjećaju sitima nakon jela. Konzumacija ugljikohidrata s niskim glikemijskim indeksom također dovodi do zdravije razine kolesterola i smanjuje rizik od pretilosti i dijabetesa kod osoba s dijabetesom, rizik od komplikacija uzrokovanih dijabetesom.

Unatoč povezanosti hrane s niskim glikemijskim indeksom i poboljšanog zdravlja, korištenje indeksa za odabir hrane ne dovodi automatski do zdrave prehrane.

Na primjer, čips s visokim glikemijskim indeksom i neki slatkiši nisu zdrav izbor, ali neke namirnice s visokim glikemijskim indeksom sadrže vrijedne vitamine i minerale.

Stoga se glikemijski indeks treba koristiti samo kao opći vodič za odabir hrane.

Glikemijsko opterećenje namirnica

Glikemijski indeks mjeri koliko se brzo ugljikohidrati iz hrane apsorbiraju u krv. Ne uključuje količinu ugljikohidrata u hrani, koji su važni.

Glikemijsko opterećenje, relativno novi pojam, uključuje glikemijski indeks i količinu ugljikohidrata u hrani.

Namirnice poput mrkve, banane, lubenice ili kruha od cjelovitog brašna mogu imati visok glikemijski indeks, ali imaju relativno nizak udio ugljikohidrata i stoga imaju nisko glikemijsko opterećenje hrane. Ove namirnice slabo utječu na razinu šećera u krvi.

Proteini u hrani

Proteini se sastoje od strukture koja se naziva aminokiseline i čine složene formacije. Budući da su proteini složene molekule, tijelu je potrebno više vremena da ih apsorbira. Zbog toga su puno sporiji i dulji izvor energije za ljudsko tijelo od ugljikohidrata.

Postoji 20 aminokiselina. Ljudsko tijelo sintetizira neke komponente u tijelu, ali ne može sintetizirati 9 aminokiselina - koje se nazivaju esencijalne aminokiseline. Moraju biti uključeni u prehranu. Svatko treba 8 od ovih aminokiselina: izoleucin, leucin, lizin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan i valin. Bebe također trebaju devetu aminokiselinu, histidin.

Postotak proteina koji tijelo može koristiti za sintetiziranje esencijalnih aminokiselina varira. Tijelo može iskoristiti 100% proteina iz jajeta i visok postotak proteina iz mlijeka i mesa, ali može iskoristiti nešto manje od polovine proteina iz većine povrća i žitarica.

Tijelo svakog sisavca treba proteine ​​za održavanje i nadomještanje rasta tkiva. Protein se obično ne koristi kao izvor energije za ljudsko tijelo. Međutim, ako tijelo ne dobiva dovoljno kalorija iz drugih hranjivih tvari ili pohranjene tjelesne masti, protein se koristi za energiju. Ako ima više proteina nego što je potrebno, tijelo pretvara proteine ​​i pohranjuje njihove komponente kao mast.

Živo tijelo sadrži veliku količinu bjelančevina. Protein, glavni građevni element u tijelu i glavna je komponenta većine stanica. Na primjer, mišići, vezivno tkivo i koža izgrađeni su od proteina.

Odrasli bi trebali unositi oko 60 grama proteina dnevno (1,5 grama po kilogramu tjelesne težine ili 10-15% ukupnih kalorija).

Odrasli koji pokušavaju izgraditi mišiće trebaju malo više. Djeca također trebaju više proteina kako rastu.

masti

Masti su složene molekule sastavljene od masnih kiselina i glicerola. Masti su tijelu potrebne za rast i kao izvor energije za tijelo. Masti se također koriste za sintezu hormona i drugih tvari potrebnih za funkcioniranje tijela (na primjer, prostaglandina).

Masti su spori izvor energije, ali energetski najučinkovitija vrsta hrane. Svaki gram masti tijelu daje oko 9 kalorija, više nego dvostruko više od unosa proteina ili ugljikohidrata. Masti su učinkovit oblik energije i tijelo skladišti višak energije kao mast. Tijelo skladišti višak masnoće u trbuhu (omentalno masno tkivo) i ispod kože (potkožno masno tkivo) koje koristi kada je potrebno više energije. Tijelo također može ukloniti višak masnoće iz krvnih žila i organa, gdje može blokirati protok krvi, te iz oštećenih organa, što često uzrokuje ozbiljne probleme.

Masna kiselina

Kada tijelo treba masne kiseline, ono može napraviti (sintetizirati) neke od njih. Neke kiseline, zvane esencijalne masne kiseline, ne mogu se sintetizirati i moraju se unositi prehranom.

Esencijalne masne kiseline čine oko 7% masti konzumirane normalnom prehranom i oko 3% ukupnih kalorija (oko 8 grama). Uključuju linolnu i linolensku kiselinu, koje su prisutne u nekim biljnim uljima. Eikosapentaenska i dokozaheksaenska kiselina, koje su esencijalne masne kiseline za razvoj mozga, mogu se sintetizirati iz linolne kiseline. Međutim, prisutni su iu nekim proizvodima od morske ribe, koji su učinkovitiji izvor.

Gdje se nalazi mast?

Linolna i arahidonska kiselina su omega-6 masne kiseline.

Linolenska kiselina, eikosapentaenska kiselina i dokozaheksaenska kiselina su omega-3 masne kiseline.

Prehrana bogata omega-3 masnim kiselinama može smanjiti rizik od ateroskleroze (uključujući bolest koronarnih arterija). Jezerska pastrva i neke dubokomorske ribe bogate su omega-3 masnim kiselinama.

Morate unositi dovoljno omega-6 masnih kiselina

Vrste masti

Postoje različite vrste masti

• mononezasićeni
• višestruko nezasićeni
• bogati

Konzumiranje zasićenih masti povećava razinu kolesterola i rizik od ateroskleroze. Proizvodi dobiveni od životinja obično sadrže zasićene masti, koje su obično krute na sobnoj temperaturi. Masti dobivene iz biljaka obično sadrže mononezasićene ili polinezasićene masne kiseline, koje su obično tekuće na sobnoj temperaturi. Izuzetak su palmino i kokosovo ulje. Sadrže više zasićenih masti od ostalih biljnih ulja.

Trans masti (trans masne kiseline) su druga kategorija masti. Umjetni su i nastaju adicijom vodikovih atoma (hidrogenacijom) mononezasićenih ili višestruko nezasićenih masnih kiselina. Masti mogu biti potpuno ili djelomično hidrogenizirane (zasićene atomima vode). Glavni nutritivni izvor transmasti su djelomično hidrogenizirana biljna ulja u komercijalno pripremljenoj hrani. Konzumacija transmasti može negativno utjecati na razinu kolesterola u tijelu i može doprinijeti riziku od ateroskleroze.

Masti u prehrani

• masnoća mora biti ograničena i činiti manje od 30% ukupnih dnevnih kalorija (ili manje od 90 grama dnevno)
• Zasićene masti treba ograničiti na 10%.

Kada se unos masti smanji na 10% ili manje od ukupnih dnevnih kalorija, razina kolesterola dramatično pada.

Ugljikohidrati, bjelančevine i masti glavni su izvori energije potrebne za život čovjeka i njihova je kvaliteta važna za zdravlje.

Primarni izvor energije za žive organizme je energija sunčeve svjetlosti. Fototrofi - biljke i fotosintetski mikroorganizmi - izravno koriste svjetlosnu energiju za sintezu složenih organskih tvari (masti, bjelančevine, ugljikohidrati itd.), koje su sekundarni izvori energije. Heterotrofi, koji uključuju životinje, koriste kemijsku energiju koja se oslobađa tijekom oksidacije organskih tvari koje sintetiziraju biljke.

Bioenergetske procese možemo podijeliti na procese proizvodnje i akumulacije energije i procese u kojima se zahvaljujući pohranjenoj energiji obavlja koristan rad (slika 1.1). Fotosinteza je glavni bioenergetski proces na Zemlji. Riječ je o složenom višestupanjskom sustavu fotofizičkih, fotokemijskih i tamnobiokemijskih procesa u kojima se energija sunčeve svjetlosti pretvara u kemijske ili elektrokemijske oblike energije. U prvom slučaju, to je energija sadržana u složenim organskim molekulama, au drugom, energija protonskog gradijenta na membranama, koja se također pretvara u kemijski oblik. U fotosintetskim organizmima kvante sunčeve svjetlosti apsorbiraju molekule klorofila i prenose svoje elektrone u pobuđeno stanje s povećanom energijom. Upravo zahvaljujući energiji pobuđenih elektrona u molekulama klorofila fotosintetski sustav fototrofa iz jednostavnih molekula ugljičnog dioksida i vode sintetizira glukozu i druge organske molekule (aminokiseline, masne kiseline, nukleotide itd.), iz kojih nastaju ugljikohidrati, proteini , masti se naknadno ugrađuju u tijelo i nukleinske kiseline. Produkt ovih reakcija također je molekularni kisik.

Ukupna jednadžba glavnih reakcija fotosinteze:

6 CO 2 + 6 H 2 O C 6 H 12 O 6 (glukoza) + 6 O 2,

gdje hn - energija fotona.

Globalna uloga fotosinteze iznimno je velika. Snaga sunčevog zračenja je oko 10 26 W. Iz njega do Zemljine površine dospijeva oko 2 10 17 W, a od te vrijednosti približno 4 10 13 W koriste fotosintetski organizmi za sintezu organskih tvari (Samoilov, 2004). Ova energija održava život na Zemlji. Zbog njega se sintetizira oko 7.510 10 tona biomase godišnje (u smislu ugljika). U isto vrijeme, oko 4 10 10 tona ugljika fiksira fitoplankton u oceanu, a 3 510 10 tona biljke i fotosintetski mikroorganizmi na kopnu.

Čovječanstvo konzumira produkte fotosinteze u obliku hrane, hraneći se organskim tvarima koje primarno proizvode biljke ili sekundarno proizvode životinje koje se hrane biljkama, te u obliku goriva, koje se 90% koristi prethodno uskladištenim produktima fotosinteze - naftom i ugljenom ( ostatak energije daju nuklearne i hidroelektrane).

Ekstrakcija energije koju akumuliraju fototrofni organizmi i njezino naknadno korištenje provodi se u procesima prehrane i disanja. Pri prolasku kroz probavni trakt hrana se usitnjava, stanice se uništavaju, a biopolimeri (proteini, nukleinske kiseline, masti i ugljikohidrati) se razgrađuju na monomere niske molekulske mase (aminokiseline, nukleotide, masne kiseline i šećere), koji se apsorbiraju u krvi u crijevima i prenosi se cijelim tijelom. Iz njih stanice izvlače atome vodika koji nose elektrone visoke energije, čija energija može biti djelomično pohranjena u obliku molekula adenozin trifosfata (ATP). ATP je univerzalni izvor energije, koristi se kao baterija, gdje i kada je potreban koristan rad.