Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
Wykład 1
Węglowodany:
a)monosacharydy i ich proste pochodne: cukry proste, cukry zredukowane, alkohole cukrowe, aminocukry, kwasy cukrowe
b)oligosacharydy (2-10 cząst. Monosacharydów): sacharoza, laktoza, rafinoza, cyklodekstryny
c)polisacharydy: heksozany, skrobia, glikogen, fruktany, celuloza, mieszane-pektyny, hemicelulozy
Polisacharydy-Zróżnicowanie pod względem:
-Kolejności monosacharydów
-Kolejności wiązań cukrów
-Typu wiązań
-Występowanie nie sacharydowych podstawników
-Struktury przestrzennej
Wśród polisacharydów wyróżniamy:
-Zapasowe- skrobie, glikogen ,fruktozany
-Strukturalne- celuloza, mukopolisacharydy
-Egzopolisacharydy mikrobiologiczne- lewan, pululan, kurdlan
Redukcja do alkoholi sacharydowych (przeprowadzana wodorem a katalizatorze niklowym)
-D-glukozy-D- sorbitol E420
-D-mannozy-D-mannitol E421
-D-glukoza - Sorbitol i mannitol
Utlenianie I i II rzędowych grup hydroksylowych- przebiega w zależności od utleniacza:
-II -rzędowe ketony
-I- grupy karboksylowe (uronowe) wykorzystywane w analityce do oznaczania cukrów (metody chemiczne) utlenianie jonami Cu2+ w środowisku zasadowym
Addycja grupy karbonylowej - reakcja ze związkami o strukturze NH2X w produktach dochodzi do przegrupowania :
-Aldozy p. Amadori
-ketozy p. Heynsa
-I etap reakcji Maillarda
Reakcje grup hydroksylowych:
a)Estryfikacji
-Z resztami wyższych kwasów tłuszczowych- zamienniki tłuszczu
-z wyższymi fruktozoalkanami- biodegradowalne dekstryny
b)tworzenie kompleksów z jonami metali
Trawienie-decyduje o znaczeniu żywieniowym węglowodanów
Zawartość węglowodanów :
-80-100%- cukier rafinowany, mąka ziemniaczana, miód pszczeli, miód sztuczny
-50-80% - produkty zbożowe
-40-70%- słodycze, cukier, przetwory owocowe
-10-25%- ziemniaki, warzywa okopowe, korzenne, owoce
-4-4,5%- mleko, produkty mleczne (laktoza)
Przyswajalność:
Rola węglowodanów związana z podatnością na trawienie i wchłanianiew przewodzie pokarmowym
Enzymy trawiące sacharydy w p.p. są α-galaktozydazami ( z wyjątkiem lakatzy, β-galaktozydazy, sacharazy, β-D- galaktofuranozydazy
Trawienie:
-amylazy ślinowe- wstępne trawienie (glikogenu i skrobi)
-amylazy trzustkowe- glikogenu i skrobi do maltozy, maltotriozy, oligosacharydów, i trochę glukozy
-hydrolazy jelitowe- maltoza, laktoza, sacharoza (odłączanie pojedynczych grup cukrowych, glukozy, fruktozy, mannozy, galaktozy)
-enzymy bakteryjne - fermentacja
-nie trawione polisacharydy- celuloza, chemicelulazy, ligniny
Brak β-galaktozydaz*- nie trawione cukry polisacharydy i oligosacharydy zwierające wiązania β. Mogą być trawione przez enzymy mikroflory w jelitach (Enteriobakterie, Bifidobakterie, drożdże, Streptokoki)
Przyswajalność kryterium podziału:
-węglowodany przyswajalne- trawione przez enzymy człowieka
-węglowodany częściowo przyswajalne- trawione w jelicie grubym
-węglowodany nie przyswajalne- nie trawione przez enzymy człowieka
Kierunki przemiany glukozy:
-glukoza → laktoza ( w czasie laktacji)
-glukoza↔ inne związki ważne dla organizmu
-glukoza ↔ aminokwasy gkukogenne
-glukoza ↔ glikogen funkcja zapasowa w mięśniach i wątrobie
-glukoza→ energia dla procesów życiowych, w komórkach
Ilość węglowodanów a konsekwencje w organizmie:
-zbyt mały podaż:
a)glikogenoliza
b)glukoneogeneza
c)niepełne spasanie tłuszczu
-zbyt wysoki podaż
a)glukogenogeneza
Wątroba glikogen: mięsnie glikogen:
a)100g a)Około 150g
b)regulacja insulinowa, glikogen, wykorzystywany do b)Paliwo energetyczne
regulacji poziomu glukozy we krwi
Rodzaj węglowodanów a dieta:
-dostarczające głownie cukrów prostych i sacharozy ( łatwo wchłaniane)
-zawierające głownie polisacharydy
Ten prosty podział wykorzystywany był do ustalenia diety dla chorych na cukrzycę:
-założenie cukry proste szybko się wchłaniane i szybko podnoszą poziom cukru we krwi.
1981-David Jenkins na grupie ochotników przepadał wpływ 62 produktów na poziom glukozy we krwi. Na tej podstawie powstał alternatywny system charakteryzowania żywności zawierającej węglowodany, opis jej
wpływu na glikemię po posiłkową, który nazywamy indeksem glikemicznym
IG- indeks glikemiczny - określa procentową szybkość wzrostu poziomu glukozy po spożyciu produktu w porównaniu do tego jaki następuje po spożyciu takiej samej ilości glukozy. Jako pole pod krzywą glikemii po spożyciu 50 g węglowodanów posiłku testowego w porównaniu do efektu posiłku standardowego (glukozy/ białego pieczywa) WHO/FAO 1998.
Wysoki IG:
-spożycie produktu o wysokim IG=gwałtowny wzrost stężenia insuliny we krwi=duży wyrzut
insuliny.
-Poziom glukozy we krwi spada, często nie tylko do wartości wyjściowej lecz niższej co prowadzi do hipoglikemii
-Objawem hipoglikemii- uczucie głodu=zaspokajanie=otyłość
Ładunek glikemiczny
-1997 ŁG- całkowita odpowiedź glikemiczna na produktu lub posiłek uwzględniając nie tylko jakości
ale ilość węglowodanów
-ŁG=IG * ilość węglowodanów w porcji (g)/100g
-W praktyce oznacza to ze można bezpiecznie porównywać odpowiedź glikemiczną organizmu na spożycie 2 różnych produktów.
IG a ŁG !!!!
Podział produktów ze względu na IG:
-O niskim IG mniejsze równe 55%
-O średnim IG 56 = 69%
-O wysokim IG większe równe 70%
Uwzględniając glukozę jako standard ( dla pieczywa pszennego wyniki przelicza się x 1,43)
Podział ze względu na ŁG:
-niskim ŁG 10 lub mniej
-średni ŁG 11-19
-wysoki ŁG 20 lub więcej
Zmierzone sumy wartości ŁG w zakresie wartości:
-niski 80 lub mniej
-średni 81-119
-wysoki 120 lub więcej
Czynniki wpływające na wartość IG produktów spożywczych:
Zależą od rodzaju węglowodanów
1. rodzaj węglowodanów
Zawartość monosacharydów
Glukoza, fruktoza, galaktoza(wzrost)
2. cechy skrobi
Typ krystaliczności, amylaza/amylopektyna stosunek
Nie zależy od rodzaju węglowodanów:
1. proces technologiczny
Stopień przetworzenia
Stopień skleikowania skrobi
2. obecność innych składników pokarmowych
Tłuszcz, białka, błonnik, składniki antyodżywczeIG a choroby:
-niska IG diety obniżenie ryzyka
-cukrzycy
-otyłości
-rak jelita grubego i macicy
Patogeneza cukrzycy typu II
Cukrzyca typu II wiąże się z:
-otyłością
-Nadciśnieniem
-Zaburzenia regulacji hormonalnej
Pojawia się o osób starszych teraz w coraz młodszym wieku skutek nieprawidłowego sposobu odżywiania.
Zalecenia żywieniowe a IG:
-WHO 2004 strategia globalna dotycząca diety aktywności fizycznej, zdrowia.
-Dieta zaleca się by była ona oparta na produktach bogato-węglowodanowych z dużą zawartością błonnika
-W raporcie FAO/WHO -rekomendowane podawanie wartości IG na etykiecie produktów spożywczych (1998) Polska 1710 tyś. Świadomych chorych,459 tyś z nie wykrytą cukrzycą
Świat 135 mln(1995)300 mln(2028) Kraje rozwijające się 84 i 228 mln Kraje rozwinięte 51 i 72 mln
WĘGLOWODANY WŁAŚCIWOŚCI FUNKCJONALNE:
Związane z budowa chemiczną:
-Źródło energii dla komórek
a)Podstawowa funkcja węglowodanów przyswajalnych
b)Chronią białko , które zamiast na cele energetyczne wykorzystywane jako składnik budulcowy
-Składniki regulujące:
a)Ryboza i deoskyryboza, RNA i DNA przenoszenie informacji genetycznej
b)Prawidłowe spalanie tłuszczów może zachodzić tylko przy udziale węglowodanów
-Pobudzanie zmysłów kontroli pobierania pokarmu
-Budulcowe
a)mukopolisacharydy w tkance łącznej
b)w połączeniu z białkami jako glukoproteidy , skł. Błon komórkowych
-Funkcje specjalne
a)Heparyna -krzepniecie krwi
b)Streptomycyna - antybiotyk
Zaburzenia metabolizmu węglowodanów:
-Cukrzyca
-nietolerancja laktozy
-galaktozemia
-fruktozemia
Nietolerancja laktozy:
-brak lub niedostateczne wydzielanie laktazy
-objawami są bule jamy brzusznej, biegunki
-oznaczanie poziomu glukozy we krwi po spożyciu laktozy
-leczenie polega na podawaniu produktów ubogich w laktozę, zwierających < 2g w posiłku, no jogurty z bakteriami.
Galaktozemia
-zaburzenie w przemianie galaktozy- kumulacja we krwi co prowadzi uszkodzenia tkanek narządów , opóźnienia rozwojowe, katarakty
-schorzenie dotyczy głównie dzieci 1/40 000 tyś.
-Choroba jednogenowa
-Dotyczy produktów mlecznych stąd ważne jest ich ograniczanie podczas choroby.
WĘGLOWODANY WŁAŚCIWOŚCI FUNKCJONALNE W ŻYWNOŚCI:
-Kreowanie cech sensorycznych :
-Smak słodki
-Aromaty
-Barwniki
-Konserwanty
-Teksturotwórcze-hydrokoloidy
Właściwości prozdrowotne:
-Błonnik pokarmowy (skrobia oporna, prebiotyki)
-Węglowodany o niskim indeksie glikemicznym
Słodkość:
-Wzorzec smaku słodkiego 100% sacharozy
-Słodkość maleje ze wzrostem liczby cząsteczek monosacharydów (oddziaływania wewnątrz cząsteczkowe, oddziaływania receptorowe)
-Naturalne: D-glukoza, fruktoza, laktoza, sacharoza, maltoza, syropy skrobiowe
Przemiany mono- i oligo- sacharydów w procesach technologicznych:
-Ogrzewanie monosacharydów w środowisku słabo kwaśnym , reakcje powstawania furfuralu z pentoz, i 5-hydroksymetylofurfuralu z odłączaniem 3 cz. wody.
-Reakcje Maillarda, nieenzymatycznego brunatnienia, reakcje grupy hemiacetylowej cukrów
redukujących z grupą aminową aminokwasów i peptydów aromaty, brunatne związki
Aromaty pochodzenia sacharydowego:
-Poddane termolizie - karmel
-Reakcje z różnymi aminokwasami lub w podwyższonej temperaturze.
Barwniki pochodzenia sacharydowego:
-Barwniki o charakterze micelarnym
-Surowiec najczęściej syropy glukozofruktozowe
-Największy wpływ na właściwości ma rodzaj katalizatora (pI i siła barwiąca)
Zastosowanie w zależności od pI i siły barwiącej
-Karmele dodatnie pI 5-7,0
-Karmele ujemne 4,0-6,0
-Spirytusowe <3,0
Typy karmeli:
-Naturalny - napoje alkoholowe, ciasta leki, E150a
-siarczanowy (IV)- alkohole E150b
-amoniakalny - chleb , sosy, mięso, konserwy E150c
-amoniakalno-siarczanowy- coca-cola wermut E150d
Regulacje:
ADI dla E150 brak
Pozostałe 0-200 mg/kg m.c./dzień
Obecnie 0-300 mg/kg m.c./dzień oprócz E150c 100 mg/kg Trzeba sprawdzać:
-4-metyloimidazol (wszystkie)
-2-acetylo-4tetrahydroksy-butyloimidazolu (E150c)
-Rozp. Komisji UE Nr 231/2013
Hydrokoloidy:
-Zagęstniki, substancje żelujące, stabilizowane. · Naturalne:
-Wydzieliny roślin- gum arabska guma guar , tragantowa
-Z wodorostów- agar karagen
-Z nasion, bulw- guar, mączka chleba świętojańskiego skrobie · Z roślin- pektyny, skrobie celulozowe
-Pochodzenia mikrobiologicznego- ksantan
Oligosacharydy probiotyczne:
Prebiotyk
Wymagania dla prebiotyków:
-Nie wchłaniane i nietrawione w jelicie cienkim
-Selektywny substrat dla jednego lub ograniczonej grupy gatunków bakterii
-Stymulowanie wzrostu korzystnej mikroflory
-Ulegają fermentacji pod wpływem enzymów mikroflory okrężnicy z wytworzeniem kwasu mlekowego, octowego , masłowego, propionowego, CH4 CO2 (Bifidobacterium , Lactobacillus sp.)
-Obniżanie wykorzystanie energii z pożywienia (leczenie otyłości)
-Nie powodują próchnicy
-Wspomagają absorpcję Ca
-Obniżają stężenie lipidów we krwi
-Podniesienie tolerancji na laktozę
-Zmniejszenie ryzyka raka jelita
Prebiotyki:
-Fruktozany (inulina, FOS)
-Galaktopolisacharydy GOS
-Laktuloza
-Xylozopolisacharydy XOS
-IOS- izomaltoza
-SOS- polisacharydy sojowe
-Niskocukrowe alkohole
-Polisacharydy skrobia oporna
Wskaźnik jakości probiotycznej wg. Gibsona 2004:
-Sacharoza -0,6
-Guma guar -0,4
-Błonnik słonecznikowy -0,2
-SOS 0,1
-FOS 0,3
-GOS 0,4
-FOS+GOS 1:1 1,4
Wykład 2
Fruktany-cukry zapasowe roślin, oraz wytwarzane przez bakterie; Składają się z łańcucha fruktozy i sacharozy, fruktoolichosacharydy - FOS- zbudowane z fruktozy i glukozy; najsilniejsze dzialanie prebiotyczne; rola ochronna roślin; Inulina - 1,5 kcal/g, bialy proszek, ulega hydrolizie w niskim pH i wysok temp. wystepuje w bulwach topinamburu i cykorii, zastos: zamiennik tłuszczu i cukru, teksturotworczy. otrzymywanie FOS enzym. hydroliza inuliny lub enzym. trangglikozylacja sacharozy. Zastosowanie fruktonow w zywnosci: prod. mleczarskie, niskotluszczowe, cukiernicze, piekarnicze, napoje owocowe.fruktany bakteryjne: pseudomonas. streptococcus, bacillus, xanthomonas. Galaktoolicgosacharydy GOS - 7 czast galaktozy dolaczpnych do laktozy, na skale przem - enzymatyczni. Mieszaniny FOS i GOS - immunofortis, laktuloza - galaktoza i fruktoza - synteza enzym, naturalnie w temp 70-100 w srod zasad, olichosacharydy sojowe - cukry z rodziny rafinozy, sacharoza + galaktoza. SKROBIA - zapasowa subst roslin, ziarenka, w wielu organach, powstaje w procesie fotosyntesy jako skrobia asymilacyjna, właściwości skrobii natywnej: 4kcal/1g, blonnik pokarmwy czesc skrobii, tekstorotworczy w H2O budowa skrobii - L D glukoza, amyloza i amylopektyna. amyloza - czesciowo rozp w H2O, sztywne zele, rerogradacja, amyolpektyna, nie rozp w wodzie, slabe zele. DSC - roznicowa kalorymetria skaningowa
Wykład 3
Skrobia utleniona (E1404)
-Utlenianie grup OH – ilość grup COOH nie więcej niż 1 na 25 reszt glukozowych
-Otrzymywanie obróbka chloranem (I) sodu z niewielkim dodatkiem NaOH
-Cechy: Odporna na niskie pH; Mniejsza lepkość; Mniejsza retrogradacja; Acetylacja skrobi (1451)- żele klarowne, żelka
wodna zawiesina skrobi
38% w v pH 9-10
30-35C 3% NaOH
↓
rekcja utleniania ← NaClO 3-5g/ kg s.m.
↓
przerwanie reakcji\
Na2SO3
↓
zobojętnianie HCl pH ok. 6
↓
przemywanie wodą
↓
odwadnianie, suszenie
↓
skrobia utleniona
Sieciowanie skrobi: Podstawniki połączone równocześnie z 2 resztami glukozowymi 2 różnych łańcuchów skrobi; Łańcuchy skrobi dodatkowo połączone poprzecznymi wiązaniami – bardziej odporne na działanie
różnych czynników
Stabilizacja skrobi: Wprowadzone podstawniki uniemożliwiają równoległe i bliskie ustawienia łańcuchów skrobi; Trwałość przechowalnicza produktów o dużej zawartości wody
Estryfikacja skrobi:
-Za pomocą kwasów organicznych i nieorganicznych
-Pochodne skrobiowe otrzymywane z reakcji: Acetylowane (octan skrobiowy) E1420; Fosforany (Monoskrobiowe E1410; Diskrobiowe E1412); Acetylowany adypinian diskrobiowy E1422; Karabiniany skrobiowe (mocznik); Nitroskrobie (azotan); Siarczanowe skrobie
Acetylowana skrobia:
-Reakcje skrobi z bezwodnikiem kwasu octowego w pH >7
-Lub: transestryfikacja z octanem winylu kat. Alkaliami , stopień podstawienia maksymalnie 1 na 10
reszt glukozy
-Właściwości zależą od stopnia podstawienia:
-Duża stabilność
-Odporna na niskie pH i temperaturę pasteryzacji
-Obniżenie temperatury kleikowania mogą się rozpuszczać w zimnej wodzie
Fosforany skrobiowe: Otrzymywanie:
-Wyprażenie w 120-170C difosforanem →fosforan 1-skrobiowz E1410 (skrobia stabilizowana)
podstawnik 1 na 25 reszt glukozowych- Większa rozpuszczalność, zdolność do pęcznienia, wiązania wody, (zamrażane i rozmrażane produkty)
-W reakcji z tlenochlorkiem fosforu lub trimetafosforanem→ fosforan dwuskrobiowy- Silne żele, odporna na niskie pH i wysokie temperatury
Estryfikacja fosforanów dwuskrobiowych:
-Grupami fosforanowymi (stopie} podstawienia 1na 50 reszt→ fosforylowanz fosforan dwuskrobiowy (właściwości podobne do fosforanów dwuskrobiowych ) E1413
...