В каких продуктах питания содержится углерод
Описание
Содержимое в человеческом организме
Биологическая роль
Источники
Суточная потребность
Недостаток и избыток
Токсичность
Описание
(вернуться к оглавлению)
Соединения углерода являются основой растительных и животных организмов. Также он входит в состав веществ, имеющих неживотное происхождение – угля, нефти, природных газов, а также многих минералов, например, мела, мрамора, известняка.
Углерод образует четыре простых вещества – алмаз, графит, карбины и фуллерены, которые резко отличаются между собой по своим свойствам.
Алмаз является бесцветным кристаллом и самым твердым из минералов. Он имеет высокий коэффициент преломления и обладает свойствами диэлектрика. Благодаря этим свойствам алмаз широко применяется в промышленности.
Графит встречается в природе гораздо чаще, чем алмаз. Графит – это такая форма углерода, в которой каждый атом углерода связан с тремя соседями, образуя плоскую сетку. В результате он имеет слоистую структуру, причем связь между слоями осуществляется в основном за счет относительно слабых межмолекулярных сил. Все это определяет свойства графита – он мягок, легко расслаивается, хорошо проводит тепло, имеет серый цвет и металлический блеск, заметно электропроводен. Сажа, древесный уголь и другие угли, получаемые из органического и неорганического сырья, представляют собой мелкокристаллический графит, так что обычно термином «углерод» обозначают именно графит той или иной степени дисперсности. При стандартных условиях графит весьма инертен, но значительно более активен, чем алмаз. Он не реагирует с кислородом, водородом, галогенами. На него не действуют растворы кислот и щелочей. При нагревании графит сгорает в кислороде или на воздухе с образованием СО2. С другими неметаллами, кроме фтора и серы, он непосредственно не реагирует. Взаимодействие с металлами возможно только при высоких (1000-2000°С) температурах, а с водородом – еще и при высоких давлениях. Низкая реакционная способность графита позволяет использовать его как материал для тиглей, электродов, как замедлитель нейтронов в ядерных реакторах.
Резкое различие в свойствах алмаза и графита обусловлено различным строением их кристаллов.
Третья форма существования углерода – карбин – черный мелкокристаллический порошок, имеющий полупроводниковые свойства. Карбины более активны, чем графит.
Четвертая форма – фуллерены. В них атомы углерода связаны многоцентровыми связями. При этом образуются правильные многогранники, в вершинах которых располагаются атомы. Наиболее характерны системы, содержащие 60 или 70 атомов, представляющие собой практически сферические частицы.
Наиболее известны два оксида углерода.
Оксид углерода СО – монооксид, угарный газ. При нормальных условиях не имеет цвета и запаха. Достаточно инертен при нормальных условиях. Он практически не растворяется в воде и с ней не реагирует. Молекула СО имеет самую высокую энергию связи среди двухатомных молекул, состоящих из разных атомов. Несмотря на высокую прочность СО легко сгорает, образуя СО2. Реакция протекает самопроизвольно с выделением большого количества тепла.
Оксид углерода СО2 – диоксид углерода, углекислый газ – получается при сгорании любых углеродсодержащих веществ в присутствии воздуха. Является продуктом дыхания живых существ. Диоксид углерода проявляет отчетливые кислотные свойства. Он легко реагирует со щелочами и основными оксидами, образуя соли угольной кислоты – карбонаты. Диоксид углерода плохо растворим в воде.
В природе углерод сосредоточен в карбонатных породах – известняках (СаСО3), образующих громадные залежи, и некоторых других карбонатах (MgСО3). Количество соединений углерода столь велико, что для их описания потребовалось выделить самостоятельное направление в химии – органическую химию. Число известных органических соединений углерода превышает 10 миллионов, тогда как число соединений всех остальных элементов составляет примерно 120 тысяч.
Содержание в человеческом организме
(вернуться к оглавлению)
Так как углерод является основой всех соединений органической химии, то в человеческом организме он присутствует повсеместно. Он входит в состав аминокислот, составных частей белков, представляющих основу жизнедеятельности. Помимо этого, углерод является компонентом жиров и углеводов, веществ, обеспечивающих процесс жизнедеятельности живых организмов.
Содержание в человеческом организме в процентном отношении к массе тела составляет 21 % от массы тела. Из них костная ткань – 36 %, мышечная ткань – 67 %.
Биологическая роль
(вернуться к оглавлению)
Как уже было сказано выше, углерод является основной составляющей всех органических форм жизни. Он входит в состав белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот, гормонов, ферментов, витаминов, то есть можно сказать, что углерод в той или иной степени важен для всех органов и систем живого организма, и всех, протекающих в них процессов, поддерживающих его жизнедеятельности.
Углекислота (СО2), содержащаяся в крови, возбуждает дыхательный центр, расширяет мозговые сосуды, повышает возбудимость сердечной мышцы. Гидрокарбонаты калия (KHСО3) и натрия (NaHCO3) входят в состав буферных систем крови и тканей, поддерживающих рН организма. Уксусная кислота (СH3COОН) принимает участие в синтезе холестерина.
Источники
(вернуться к оглавлению)
Основным источником углерода является пища, состоящая все из тех же углеродсодержащих веществ – белков, жиров, углеводов и других. При попадании в организм эти вещества под действие пищеварительной системы распадаются до мономеров, которые в дальнейшем используются нашим организмом для собственных нужд. В основе этого процесса лежат соединения, в состав которых входит углерод.
Суточная потребность
(вернуться к оглавлению)
Суточная потребность углерода не нормируется, но существуют нормы потребления вышеперечисленных органических веществ с пищей, в состав которых входит углерод.
Недостаток и избыток
(вернуться к оглавлению)
Вряд ли, представляется возможным оценить, как на организм влияет недостаток углерода, поскольку он входит в состав почти всех необходимых человеку веществ. Поэтому можно оценивать влияние нехватки лишь конкретных его соединений. То же относится и к избытку углерода. Например, при избытке углекислого газа СО2 в окружающей атмосфере наступает кислородное голодание.
Токсичность
(вернуться к оглавлению)
Свободный углерод в виде сажи токсичен для человека. Длительный контакт с сажей или угольной пылью вызывает рак. Мельчайшая пыль угля вызывает изменение структуры легких, и как следствие нарушение их функций.
Крайне токсичным является угарный газ СО. Его предельно допустимая концентрация составляет 3 мг/м3. Отравляющее действие этого вещества вызвано тем, что СО связывается с гемоглобином крови почти в 1000 раз легче, чем кислород. В результате чего препятствует связыванию гемоглобина и кислорода, что приводит к быстро развивающемуся кислородному голоданию, удушью и, как следствию, смерти.
Источник
Что такое простые (быстрые) углеводы? Таблица и список продуктов
Под «быстрыми» понимают простые углеводы, легко перерабатываемые организмом. Им необходимо всего несколько минут, чтобы разложиться до простых молекул, попасть в кровь, снабдить организм зарядом сил, энергии. Скорость протекания таких процессов определяется гликемическим индексом: чем он выше, тем меньше времени организм тратит на переработку.
Найти значение гликемического индекса можно в соответствующих таблицах, на основании которых также может быть составлен рацион на день для похудения или поддержания текущего веса. Но прежде, чем переходить к разбору конкретных продуктов, важно разобрать вопросы о том, что такое гликемический индекс, какое воздействие оказывают быстрые углеводы и стоит ли в принципе добавлять их к рациону.
Быстрые и медленные углеводы – в чём разница?
Углеводы – сложные химические соединения, важные составляющие клеток. По структуре и строению они делятся на две большие группы:
- Быстрые (или простые). Скорость расщепления, усвоения таких углеводов гораздо выше, чем медленных. Они легко поступают в кровь, но чувство насыщения быстро сменяется чувством голода из-за резкого скачка инсулина. К ним относят продукты, содержащие глюкозу, фруктозу, лактозу, сахарозу или мальтозу. Это мучные, кондитерские изделия, сахар, газированные напитки, алкоголь.
- Медленные (или сложные). Отличаются низкой скоростью усвоения: на переваривание пищи, содержащий такие углеводы, у организма может уйти до четырёх часов. На всём протяжении этого времени человек ощущает насыщение. За это их ещё называют «длинные» или «долгие». К данной группе относятся продукты, содержащие крахмал, клетчатку или пектин, гликоген. Это цельнозерновые крупы, хлеб, макароны, овощи, несладкие фрукты, зелень, мясные продукты.
При составлении рациона рекомендуется делать акцент на медленные углеводы. Они обеспечивают длительное чувство насыщения, хорошее самочувствие, заряд бодрости, энергии. Но не стоит отказываться от быстрых углеводов совсем, поскольку это может привести к срывам. Диетологи допускают добавление к рациону любимых, но «вредных» продуктов при условии, что 85-90% будет приходиться на полезную пищу.
Гликемический индекс
Под гликемическим индексом (ГИ) понимают скорость усвоения организмом человека углеводов, поступающих из продуктов питания. Данное определение пришло из медицины ещё в конце прошло века. Оно было введено диетологом из Канадского университета Дэвидом Дж. А. Дженкинсом. Он пытался понять, какое питание наиболее подходит людям, больным сахарным диабетом. С этой целью он разработал собственную классификацию продуктов, ориентируясь на то, как изменяется уровень глюкозы крови после их употребления. Результаты проделанной работы были изложены в статье «Гликемический индекс продуктов питания: физиологический базис углеводного обмена».
В своей работе доктор Дэвид Дженкинс объяснил, как связано количество углеводов в еде и самочувствие человека. Нормальный уровень глюкозы крови способствует увеличению энергии: человек чувствует себя бодрым, повышается работоспособность и концентрация внимания. Резкий скачок сахара, как и его снижение — может стать причиной упадка сил.
Получается, что организму человека необходимо постоянно поддерживать уровень инсулина в крови – это залог хорошего самочувствия, заряда сил, энергии. Кроме того, необходимо избегать резких скачков сахара. В связи с этим и была разработана 100-балльная шкала гликемического индекса, согласно которой все продукты условно делятся на три категории:
- с низким гликемическим индексом – ниже 55 единиц;
- со средним – от 55 до 70;
- с высоким – свыше 70.
При составлении рациона желательно отдавать предпочтение в большей степени продуктам с низким гликемическим индексом. Они обеспечивают длительное чувство насыщения, хорошее самочувствие.
Как понять без таблиц, что продукт относится к категории с низким гликемическим индексом? Существует три правила:
- Клетчатка. Чем больше пищевых, растительных волокон – тем ниже ГИ.
- Белки и жиры: чем их больше, тем ниже значение ГИ.
- Отсутствие термической обработки: высокие температуры разрушают растительные волокна, поэтому фрукты и овощи лучше есть в свежем виде.
Но не стоит бояться быстрых углеводов с высоким ГИ, полностью исключать их из рациона. Они также могут принести определённую пользу, главное – умеренность и строгий контроль порций.
Значение быстрых углеводов в питании
Углеводы – основной источник энергии для человека. Но продукты с высоким гликемическим индексом дают лишь временный эффект, который сменяется упадком сил, ухудшением концентрации внимания. Тем не менее, быстрые углеводы могут понадобиться организму в ряде случаев для скорейшего восстановления энергии. Так, например, еда со значением ГИ свыше 70:
- помогает справиться с различной умственной работой, активизировать работу мозга;
- способствует восполнению запасов гликогена;
- участвует в клеточном метаболизме;
- повышает настроение, борется с депрессивным настроем;
- контролирует синтез гормонов, способствует выработке дофамина и серотонина, оказывающих влияние на настроение;
- блокируют токсины и вредные вещества, поступающие из окружающей среды.
Кроме того, быстрые углеводы с высоким гликемическим индексом необходимы людям, которые регулярно посещают спортзал, предпочитают тренировки высокой интенсивности. Они снабжают организм «быстрой» энергией, повышают выносливость.
Польза и вред углеводов
Основная польза поступает всё же от сложных, медленных углеводов. Продукты, их содержащие, как правило, богаты ещё и витаминами, минералами, антиоксидантами и аминокислотами. Всё это необходимо организму человека для осуществления различных метаболических процессов, функций:
- Восполнение энергетических запасов. Следует знать, что углеводы выполняют данную функцию лишь при совместной работе с белками и жирами. Именно поэтому важно соблюдать «правило тарелки», следить за тем, чтобы продукты сочетались между собой. Для этого необходимо придерживаться принципов правильного, здорового питания. Ни одна диета не способна обеспечить организм питательными компонентами в должной степени.
- Улучшение работы центральной нервной системы. Функционирование клеток головного мозга во многом зависит от количества глюкозы. Если её достаточно, человек чувствует себя хорошо, а при резком её снижении наблюдается упадок, появляются рассеянность, недомогания в виде головокружения, сонливости.
- Увеличение мышечных тканей. Рост мышц происходит за счёт протеина при участии углеводов. Если уровень глюкозы в крови недостаточен, происходит разрушение клеток, замедление метаболических процессов.
- Регуляция деятельности желудочно-кишечного тракта. Медленные углеводы, в большинстве своём, богаты клетчаткой и растительными волокнами, которые не перевариваются, не разлагаются под действием ферментов. Они способствуют очищению кишечника, создают благоприятные условия для размножения полезных бактерий.
Углеводы играют очень важную роль в работе организма. Поэтому ни в коем случае нельзя исключать их из рациона, как того требуют различные диеты.
Сколько углеводов нам необходимо?
Норма углеводов в рационе зависит от пола, возраста, уровня активности и прочих индивидуальных особенностей человека. Так, например, мужчине, ведущему обычный образ жизни, без тренировок, необходимо порядка 200-250 грамм в день, а женщине — всего 150-200. Недостаток их может стать причиной слабости, апатии, усталости, а избыток – привести к набору лишних килограммов. Приблизительная норма на день приведена в таблице.
| Вес 50-55 кг | Вес 60-65 кг | Вес 70-75 кг | Вес 80-85 кг | |
|---|---|---|---|---|
| Мужчины | ||||
| Похудение | 165 | 170 | 175 | 185 |
| Поддержание веса | 220 | 235 | 245 | 265 |
| Набор массы | 280 | 295 | 310 | 320 |
| Женщины | ||||
| Похудение | 110 | 140 | 160 | 170 |
| Поддержание веса | 140 | 160 | 190 | 210 |
| Набор массы | 190 | 240 | 250 | 260 |
Определить без весов и прочих устройств, какое количество углеводов необходимо съесть, можно, воспользовавшись «правилом тарелки»:
- половина блюда должна приходиться на зелень и некрахмалистые овощи;
- четверть – на белок;
- оставшаяся часть – на крахмалистые овощи.
Такая порция обеспечит чувство сытости на длительное время, обеспечит организм необходимой энергией, при этом не вызовет скачок инсулина в крови. Этот принцип распространяется на все основные приёмы пищи: завтрак, обед, ужин.
Какие продукты относятся к быстрым углеводам: перечень продуктов
Быстроусвояемые углеводы могут входить в рацион в небольших порциях. Рассмотрим полный перечень продуктов, где они содержатся:
- выпечка, хлебобулочные и кондитерские изделия: белый хлеб, пирожные, печенье, тосты и гренки, крекеры, сухари;
- крупы: рис белый, овсянка быстрого приготовления, пшено, кукурузная крупа, манная каша;
- шоколад, мармелад, зефир, конфеты, леденцы, вафли, мороженое;
- глазированные творожные сырки;
- макароны из мягких сортов пшеницы;
- мука пшеничная, рисовая, кукурузная;
- хлопья для быстрых завтраков;
- сладкие мюсли с орехами и изюмом;
- овощи: отварная морковь, репа, сельдерей, пастернак, отварная кукуруза, кабачки, патиссоны, тыква;
- кабачковая икра;
- сахар, крахмал, мёд;
- сгущённое молоко;
- лапша рисовая или пшеничная;
- картофель: жареный, запечённый, фри;
- консервированные фрукты: абрикосы, персики, ананасы;
- сухофрукты: финики, изюм, курага, сушёные персики, абрикосы и груши;
- алкоголь, в том числе пиво;
- кукурузный сироп;
- сладкие фрукты: банан, арбуз спелый, виноград;
- газированные напитки с сахаром;
- компот;
- сладкие соки.
Но ориентироваться рекомендуется не только на данный список, но и на показатель гликемического индекса.
Таблица быстрых углеводов в продуктах с высоким гликемическим индексом (выше 70 единиц)
| Продукт | Показатель гликемического индекса | Количество углеводов на 100 грамм продукта |
|---|---|---|
| Алкоголь (в среднем) | 116 | 0-50 |
| Арбуз | 102 | 8 |
| Абрикос консервированный | 90 | 67 |
| Батон или белый хлеб | 135 | 52 |
| Булочки для гамбургеров | 87 | 50 |
| Брюква | 88 | 8 |
| Бобовые | 79 | 9 |
| Выпечка, кондитерские изделия, торты (в среднем) | 102 | 70 |
| Кукурузный сироп | 114 | 77 |
| Кола, прочие газированные сладкие напитки | 100 | 12 |
| Картофель: жареный, вареный, фри | 94 | 27 |
| Крахмал | 94 | 84 |
| Крекер | 81 | 68 |
| Кукуруза вареная | 76 | 23 |
| Кабачок | 74 | 5 |
| Кабачковая икра | 74 | 9 |
| Крупа манная | 74 | 74 |
| Компот | 71 | 15 |
| Коричневый сахар | 70 | 97 |
| Консервированные фрукты | 70 | 68-75 |
| Лапша рисовая | 90 | 84 |
| Леденцы | 79 | 98 |
| Мед | 89 | 81 |
| Макароны | 89 | 74 |
| Мука пшеничная | 87 | 72 |
| Мука рисовая | 78 | 81 |
| Мука кукурузная | 70 | 74 |
| Морковь вареная | 84 | 5 |
| Мюсли сладкие | 79 | 65 |
| Молоко сгущенное | 79 | 56 |
| Мороженное | 70 | 23 |
| Пиво | 115 | 0-53 |
| Пастернак | 97 | 9 |
| Персики консервированные | 92 | 67 |
| Патиссон | 75 | 5 |
| Пирожное | 75 | 76 |
| Пшено | 71 | 76 |
| Рис белый | 90 | 77 |
| Репа | 84 | 6 |
| Сырок творожный глазированный | 70 | 10 |
| Сок | 74 | 8 |
| Сухари | 74 | 72 |
| Сельдерей | 86 | 3 |
| Сахар | 100 | 100 |
| Тосты | 100 | 45 |
| Тыква | 75 | 5 |
| Финики | 145 | 73 |
| Шоколад молочный | 70 | 67-83 |
| Шоколадные конфеты | 70 | 73 |
Таблица быстрых углеводов в продуктах со средним гликемическим индексом ( 55 – 70 единиц)
| Продукт | Показатель гликемического индекса | Количество углеводов на 100 грамм продукта |
|---|---|---|
| Ананас | 67 | 13 |
| Банан | 60 | 23 |
| Виноград | 41 | 17 |
| Горошек | 65 | 7 |
| Дыня | 65 | 8 |
| Изюм | 64 | 72 |
| Инжир | 64 | 14 |
| Йогурт с добавлением сахара и фруктов | 58 | 9 |
| Кукуруза | 66 | 23 |
| Курага | 65 | 66 |
| Картофель | 63 | 16 |
| Кофе с сахаром или чай | 60 | 7 |
| Компот с небольшим количеством сахара | 59 | 15 |
| Морковь сырая | 64 | 8 |
| Манго | 51 | 15 |
| Майонез | 61 | 3 |
| Папайя | 59 | 13 |
| Пророщенная пшеница | 63 | 42 |
| Рис нешлифованный | 65 | 73 |
| Сметана | 56 | 4 |
| Сыр | 59 | 14 |
| Свекла | 64 | 9 |
| Хлеб цельнозерновой | 66 | 50 |
| Хлопья геркулесовые | 67 | 68 |
Быстрые углеводы и спорт
Как уже было сказано, существуют трудноусваиваемые и легкоусваиваемые углеводы, получившие свои названия по скорости переработки организмом. В области спортивного питания имеются свои правила, касающиеся того, как и когда употреблять данные виды продуктов при физической активности различной интенсивности.
Медленные углеводы рекомендуют употреблять за два-три часа до тренировки. Они обеспечат стабильный, равномерный поток энергии, которого хватит до конца занятия в зале.
Быстрые углеводы рекомендуется употреблять в течение получаса после тренировки, пока длится так называемое «углеводное окно». Для чего это нужно? Всё дело в том, что организму после интенсивных нагрузок необходимы силы для восстановления, восполнения количества гликогена в мышечной ткани, который разрушается во время тренировочного процесса.
Размер порции должен быть небольшим, порядка 100 грамм. Необязательно есть условно «плохие», «вредные» продукты, вроде фаст-фуда или кондитерских изделий. Несколько сухофруктов, небольшой банан или другие сладкие фрукты, порция белого риса или макарон – вот что действительно пойдёт на пользу.
Мнение специалиста
Не стоит воспринимать быстрые углеводы, как что-то страшное, влекущее за собой лишние килограммы и проблемы со здоровьем. Избыточный вес может появиться из-за разных причин, и, в большинстве своём, они — психологические, решить которые изменением рациона нельзя потому, что это он — их следствие, а не наоборот. Сначала человек получает стресс, потом на него болезненно реагирует, а потом — в утешение — много ест. От неприятностей не застрахован никто и никогда, избавиться от них невозможно. Поэтому коррекции подлежит именно среднее звено этой «цепочки переедания»: реакция на них, приводящая человека на кухню к холодильнику, в бигмачную или шаурмячную. Это — поле деятельности психотерапевта, специалиста по снижению веса. Именно он со своими доводами и вопросами первым встаёт на пути прибавки вами лишних килограммов. Ну, а далее, в целом — конечно, для здоровья, радости и красоты важна комплексная работа психолога, диетолога, фитнес-инструктора, а иногда и косметолога.
Источник