Węglowodany - podział, rola w organizmie, zapotrzebowanie

Węglowodany występują w różnych produktach spożywczych – pieczywie, mleku, popcornie, ziemniakach, ciasteczkach, spaghetti, napojach, marchewce i wielu innych. Nasuwają się pytania - jakie źródła węglowodanów mają najkorzystniejszy wpływ na zdrowie, a które źródła powinno się unikać?

1. Czym są węglowodany?

Węglowodany to inaczej cukry. Wyróżnia się dwie grupy węglowodanów – węglowodany proste i węglowodany złożone. Podstawowymi składnikami budulcowymi węglowodanów są: węgiel, wodór i tlen.

Czy każde cząsteczki węglowodanów są takie same i mają taki sam wpływ na nasz organizm? Odpowiedź brzmi: nie. Węglowodany proste to na przykład fruktoza, czyli między innymi cukier zawarty w owocach oraz cukier, którym słodzimy herbatę. Węglowodany złożone to te, które składają się z co najmniej trzech cząsteczek cukru. Udowodniono, że ten drugi rodzaj węglowodanów jest znacznie zdrowszy.

Zobacz film: "Węglowodany na kolację"

Układ trawienny w podobny sposobi radzi sobie z węglowodanami prostymi i złożonymi – cząsteczki są rozbijane na pojedyncze, gdyż tylko w takiej formie są w stanie dostać się do układu krążenia. Różnica jest taka, że węglowodany złożone są znacznie dłużej trawione i wolniej absorbowane, co jest korzystne dla naszego organizmu.

2. Rola węglowodanów w organizmie

Węglowodany są niezbędnym składnikiem pokarmowym do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Warto jednak wiedzieć, po które produkty należy częściej sięgać, by jak najdłużej zachować zdrowie i witalność. Pomocne w tym będą wyżej wymienione listy produktów.

Węglowodany syntetyzowane są głównie przez rośliny z dwutlenku węgla i wody w procesie fotosyntezy (zwierzęta mogą syntetyzować niektóre węglowodany z tłuszczu i białka). Wyróżnia się cukry proste i cukry złożone, z których te drugie są bardziej pożądanym składnikiem diety.

Węglowodany są niezbędnym składnikiem pokarmu, obok lipidów stanowią główne źródło energii - 1 gram to 4 kcal. Węglowodany są konieczne do utleniania kwasów tłuszczowych, do dwutlenku węgla i wody. W przypadku niedostatecznej ilości węglowodanów przyswajalnych w pożywieniu (poniżej 100 g/dobę) następuje niecałkowite ich spalanie i powstają ciała ketonowe, które zakwaszają organizm.

Dlatego słuszne jest powiedzenie: "tłuszcze spalają się w ogniu węglowodanów". Ponadto, węglowodany w organizmie są wykorzystywane do syntezy aminokwasów glukogennych. Węglowodany nadają pożądane cechy organoleptyczne produktom spożywczym i potrawom, jak smak, konsystencja i barwa.

Węglowodany w organizmie człowieka są magazynowane w niewielkich ilościach, tj. 350-450 g. Zapas ten wystarcza na 12 godzin przy zapotrzebowaniu energetycznym 2800 kcal. Występuje w postaci glikogenu w wątrobie, w mięśniach, nerkach, w niewielkich ilościach (20 g) w surowicy krwi. Glukoza ta jest wyłącznym źródłem energii dla układu nerwowego (mózgu) oraz krwinek czerwonych.

Mózg dorosłego człowieka zużywa około 140 g glukozy na dobę, natomiast krwinki czerwone około 40g/dobę. Przy niedostatecznej ilości węglowodanów w pożywieniu organizm syntetyzuje glukozę z białek – aminokwasów glukogennych oraz częściowo z tłuszczów (glicerolu i glicerydów). Aby uchronić białko przed spalaniem, organizm powinien przyjąć węglowodany w odpowiednich ilościach.

Spożywanie węglowodanów w nadmiarze jest przekształcane w tłuszcze – trójglicerydy i w tej postaci odkładają się w organizmie człowieka, prowadząc do otyłości.

3. Dzienne zapotrzebowanie na węglowodany

Węglowodany powinny dostarczać w codziennym pożywieniu 50-60% wartości energetycznej dziennej racji pokarmowej energii.

Ostatnio bardzo ogromna popularność zdobyły diety niskowęglowodanowe. Są to na przykład dieta Atkinsa, South Beach czy dieta Dukana. Niestety dzięki nim często powstaje błędne przekonanie, że węglowodany są niezdrowe i przyczyniają się do powiększania tkanki tłuszczowej. Jednak węglowodany same w sobie nie są szkodliwe. Problem mogą jedynie stanowić węglowodany proste (np. zawarte w białym pieczywie, białym ryżu), które rzeczywiście nie służą zgrabnej sylwetce, jak i zdrowiu. Podobnie jest z tłuszczami – nie każde kwasy tłuszczowe są szkodliwe.

Zalecane dzienne spożycie węglowodanów dla różnych grup wiekowych wynosi:

Grupy ludności	Węglowodany ogółem w g	% energii z węglowodanów
Dzieci 1-3 lat	165	51
Dzieci 4-6 lat	235	55
Dzieci 7-9 lat	290	55
Chłopcy 10-12 lat	370	57
Dziewczęta 10-12 lat	320	56
Młodzież męska 13-15 lat	420-470	56-57
Młodzież męska 16-20 lat	450-545	56-59
Młodzież żeńska 13-15 lat	365-400	56-57
Młodzież żeńska 16-20 lat	355-390	57-58
Mężczyźni 21-64 lat praca lekka	345-385	58-59
Mężczyźni 21-64 lat praca umiarkowana	400-480	57-60
Mężczyźni 21-64 lat praca ciężka	500-600	57-60
Mężczyźni 21-64 lat praca bardzo ciężka	575-605	57-60
Kobiety 21-59 lat praca lekka	300-335	57-58
Kobiety 21-59 lat praca umiarkowana	330-405	57-58
Kobiety 21-59 lat praca ciężka	400-460	55-57
Kobiety ciężarne (II połowa ciąży)	400	57
Kobiety karmiące	490	58
Mężczyźni 65-75 lat	335	58
Mężczyźni powyżej 75 lat	315	60
Kobiety 60-75 lat	320	58
Kobiety powyżej 75 lat	300	60

4. Szczegółowy podział węglowodanów

Węglowodany dzieli się na:

• cukry proste (monosacharydy),
• cukry złożone małocząsteczkowe (oligosacharydy),
• cukry złożone wielkocząsteczkowe (polisacharydy),
• pochodne węglowodanów (związki składające się z węglowodanów).

4.1. Cukry proste

Monosacharydy, czyli węglowodany proste, dzielą się na pentozy i heksozy. Pentozy zazwyczaj występują w wielocukrach oraz w połączeniu z aglikonami. Do pentoz należą:

• arabinoza – stanowi składnik żywic i gum roślinnych,
• ksyloza – występuje w gumie drzewnej,
• ryboza – w naturze nie występuje w stanie wolnym,
• ksyluloza,
• rybuloza.

Heksozy to cukry zawierające 6 atomów węgla w cząsteczce. Dobrze rozpuszczają się w wodzie, a trudno w metanolu i etanolu. Należą do nich:

• glukoza – czyli inaczej cukier gronowy, jest szeroko rozpowszechniony w naturze. Można go znaleźć w sokach roślinnych, a zwłaszcza sokach owocowych. Glukoza jest również cukrem fizjologicznym – znajduje się w płynach ustrojowych;
• galaktoza – w stanie wolnym występuje rzadko. W przypadku roślin występuje przede wszystkim w postaci galaktanów (agar), a u zwierząt jest składnikiem cukru mlecznego i cerebrozydów;

• mannoza – w odżywianiu człowieka cukier ten nie odgrywa większej roli. U zwierząt stanowi składnik wielocukrów złożonych, wchodzących w skład sympleksów białkowych. Występuje również w niektórych gatunkach orzechów i fasoli jako trudnostrawny węglowodan;
• fruktoza – jest cukrem owocowym, występującym w owocach, sokach owocowych i miodzie.

4.2. Cukry złożone małocząsteczkowe

Oligosacharydy, czyli cukry złożone małocząsteczkowe dzielą się na dwucukrowce, trójcukrowce i czterocukrowce.

Dwucukrowce to:

• sacharoza – cukier ten składa się z glukozy i fruktozy. Stosowana jest do konserwowania mleka i dżemów, gdyż hamuje wzrost pleśni;
• laktoza – składa się z glukozy i galaktozy. Laktoza występuje w mleku i produktach mlecznych. Niektóry ludzie nie tolerują tego cukru, gdyż występuje u nich upośledzenie wytwarzania laktazy, czyli enzymu odpowiadającego za trawienie laktozy;
• maltoza – cukier składający się z z dwóch cząsteczek glukozy. Maltozę można znaleźć w piwie i produktach piekarniczych. Wytwarza się ją w procesie fermentacji ziarna zbóż.

Trójcukrowcem jest z kolei rafinoza, składająca się z galaktozy, glukozy i fruktozy, natomiast czterocukrowiec to stachioza, czyli połączenie dwóch cząsteczek galaktozy, glukozy i fruktozy.

4.3. Cukry złożone wielkocząsteczkowe

Polisacharydy dzielą się na grupę skrobi i grupę celulozy. Do grupy skrobii należy:

• skrobia – jest źródłem 25% całkowitej dziennej energii. Zawierają ją rośliny, u których stanowi materiał zapasowy. Produkty zawierające skrobię są bardzo sycące i szybko zaspokajają głód;
• glikogen – znajduje się w organizmach zwierzęcych (w mięśniach i wątrobie) oraz w drożdżach;
• chityna – jest wielocukrem złożonym z N-acetyloglukozoaminy. Nie poddaje się działaniu enzymów roślinnych i zwierzęcych. Chityna tworzy różne struktury niektórych bakterii, grzybów, owadów i skorupiaków;
• dekstryny.

Grupa celulozy określana jest również jako błonnik pokarmowy (włókno pokarmowe). Włókno pokarmowe nierozpuszczalne w wodzie (celuloza, hemiceluloza, ligniny) jest nieprzyswajalne przez organizm, jednak jest mu potrzebne do szybkiego transportowania treści pokarmowych przez jelita. Celuloza zapobiega zaparciom, nowotworom przewodu pokarmowego, obniża poziom glukozy we krwi i hamuje przyrost masy ciała. Z kolei ligniny usuwają nadmiar kwasów żółciowych i cholesterolu z przewodu pokarmowego i zapobiegają powstawaniu kamieni żółciowych.

Istnieją również włókna pokarmowe rozpuszczalne w wodzie. Należą do nich śluzy, gumy i pektyny. Śluzy wiążą duże ilości wody, dlatego też działają przeczyszczająco. Gumy wykorzystuje się w produkcji żywności jako środki zagęszczające, a pektyny w produkcji dżemu. Nierozpuszczalne w wodzie włókno pokarmowe spowalnia transport pożywienia z żołądkado jelita cienkiego, przedłużając w ten sposób uczucie sytości i pozwalając na lepsze wchłanianie niektórych składników pokarmowych.

4.4. Pochodne węglowodanów

Wśród pochodnych węglowodanów można wyróżnić glikozydy, saponiny, taniny i kwasy organiczne.

• Glikozydy to pochodne cukrowców. Zazwyczaj są bezbarwne i gorzkie w smaku, rozpuszczają się w wodzie i alkoholu. Niektóre z nich są groźne dla człowieka ze względu na zawarty w nich cyjanowodór. Zawarte są w makuchach lnianych, niektórych paszach, pestkach gorzkich migdałów, śliwek, moreli i brzoskwiń.
• Saponiny – znajdują się w roślinach strączkowych. Ze względu na to, że stabilizują tłuszcze, stosuje się je do produkcji napojów chłodzących i chałwy.

• Taniny – jest to połączenie polifenoli z glukozą. Można je znaleźć w herbacie, kawie i grzybach.
• Kwasy organiczne – to między innymi kwas jabłkowy, kwas cytrynowy, kwas mlekowy i kwas bursztynowy.

Węglowodany są niezbędne dla utrzymania prawidłowego zdrowia. Jeśli chcesz być długo aktywnym i sprawnym fizycznie, twój sposób żywienia powinien być oparty na diecie dobrze zbilansowanej i dostarczać odpowiedniej ilości węglowodanów.

5. Kiedy najlepiej jeść węglowodany

Węglowodany są dobrym źródłem energii, dlatego powinny być dostarczane organizmowi rano, zaraz po przebudzeniu. Węglowodany powinny znaleźć się w śniadaniu, drugim śniadaniu i obiedzie. Rano organizm potrzebuje dawki energii, żeby przyspieszyć tempo metabolizmu, które zwolniło w nocy.

W porze obiadowej również warto sięgnąć po węglowoadny (kaszę, ryż, makaron, ziemniaki), żeby dostarczyć organizmowi energię na drugą połowę dnia. Węglowodanów lepiej unikać wieczorem. Nasz organizm nie wykorzysta energii, którą dostarczymy i przekształci jej nadmiar w tkankę tłuszczową.

Po węglowodany mogą też bez obaw sięgać sportowcy. Posiłek zawierający węglowodany powinni zjeść na trzy godziny przed planowanym treningiem. Węglowodany stanowią niezbędne źródło energii podczas treningu. Po zakończonych ćwiczeniach, gdy metabolizm jest przyśpieszony, można bez obaw sięgnąć po skrobiową lub owocową przekąskę.

6. Źródła węglowodanów w diecie

Głównym źródłem węglowodanów są produkty zbożowe i suche nasiona strączkowe. W mniejszych ilościach znajdziemy je w owocach i warzywach. Węglowodany znajdują się również w wyrobach cukierniczych, słodyczach, słodkich napojach gazowanych i wysoko przetworzonej żywności. Tych źródeł należy unikać, ponieważ nie mają żadnych wartościowych składników odżywczych. To tzw. puste kalorie.

Źródła węglowodanów złożonych:

• pieczywo pełnoziarniste (uwaga na pieczywo zabarwione karmelem lub zawierające barwinki),
• brązowy ryż,
• kasze (gryczana, jęczmienna, jaglana)
• płatki owsiane,
• otręby,
• makarony pełnoziarniste,
• pełnoziarniste przekąski, bez dodatku cukru,
• warzywa bogate w skrobię (np. kukurydza),
• warzywa strączkowe (np. groch, fasola, soczewica).

Źródła węglowodanów prostych

• słodzone napoje,
• białe pieczywo,
• biały ryż,
• makarony,
• słodycze,
• cukier,
• dżemy,
• miód.

7. Węglowodany a dieta odchudzająca

Większość diet odchudzających zakłada ograniczenie podaży węglowodanów, a zwiększenie ilości białka. W dietach odchudzających zaleca się, żeby węglowodany ograniczyć poniżej 55 proc. całkowitej kaloryczności jadłospisu. W ten sposób minimalizujemy ilość insuliny i zwiększamy wydzielanie glukagonu, który jest odpowiedzialny za rozpad tłuszczów. Gdy dostarczamy do organizmy zbyt mało węglowodanów, wywołujemy tzw. ketozę - w krwioobiegu znajduje się za dużo ciał ketonowych, czyli produktów spalania tłuszczu. Gdy jest ich dużo odczuwamy sytość.

7.1. Dieta niskowęglowodanowa

Na diecie niskowęglowodanowej podaż węglowodanów jest drastycznie ograniczona i zwykle nie przekracza nawet 10 proc. całkowitej kaloryczności jadłospisu. Różne diety niskowęglowodanowe zawierają różne proporcje spożycia białek, węglowodanów i tłuszczów. Można je podzielić na:

• diety średniowęglowodanowe - 130=225 g węglowodanów dziennie
• diety niskowęglowodanowe - 50-130 g węglowodanów dziennie
• niskowęglowodanowe diety ketogeniczne - poniżej 50 g węglowodanów dziennie.

Dieta niskowęglowodanowa powinna być skonsultowana ze specjalistą, ponieważ jej długotrwałe stosowanie może być szkodliwe dla zdrowia. Oparcie diety na produktach tłuszczowych i białkowych, w większości pochodzenia zwierzęcego może przyczyniać się do wzrostu poziomu cholesterolu we krwi, a tym samym zwiększać ryzyko chorób układ sercowo-naczyniowego.

Długie przebywanie na diecie niskowęglowodanowej może też powodować problemy z koncentracją i procesami myślowymi. Ze względu na niewystarczającą ilość błonnika w diecie osoby na niej przebywające mogą też skarżyć się na uporczywe zaparcia.