Zaharurile (glucidele)

Denumirea de glucide provine de la grec.glikys - dulce. Zaharurile sânt reprezentate prin monozaharide, dizaharide şi polizaharide.

Monozaharidele.
Sânt reprezentate, în principal, prin pentoze şi hexoze. Ele sânt solubile în apă(când sânt concentrate, dau soluţii siropoase), au gust dulce, sânt cristalizate(proprietate pe care se bazează cristalizarea mierii de albine şi a prunelor deshidratate ). Mierea în care predomină glucoza cristalizează(se zahariseşte) mai repede decât cea în care predomină este levuloza.

Pentozele sânt monozaharide cu formula generală C5H10O5. Principalele pentoze sunt: riboza, dezoxiriboza, xiloza şi arabinoza. Riboza intră în alcătuirea acizilor nucleici şi a unor enzime respiratorii. Dezoxiriboza participă la formarea acidului dezoxiribonucleic(ADN) fiind un component al acestuia. Xiloza rezultă din hidrolizarea hemicelulozelor care acoperă unele seminţe; ea participă la formarea pereţilor celulari; se găseşte în gumele(scurgerile de clei) ce apar din rănile şi crăpăturile scoarţei pomilor sau ale pieliţei fructelor, îndeosebi la speciile pomicole sâmburoase(cireş, vişin, cais, piersic, migdal, prun). De asemenea, arabinoza se mai găseşte în substanţele mucilaginoase(la seminţe de gutui) şi în substanţele pectice din fructe.

Hexozele sânt monozaharide cu formula chimică C6 H12O6. principalele hexoze sânt: glucoza, fructoza(levuloza), galactoza, manoza şi sorboza.

Glucoza mai este denumită dextroză sau glucoză dextrogiră(de la lat. dexter=dreapta şi gyrus=rotire), deoarece are proprietatea de a se roti spre dreapta(în sensul mersului acelor unui ceasornic) planul de polarizare al luminii polarizate, pentru un observator către care se propagă lumina. Glucoza se obţine prin hidroza acidă a zahărului, amidonului şi celulozei. În natură glucoza se găseşte în multe specii de fructe, în miere, etc. Glucoza este solubilă în apă şi uşor asimilabilă de organism. Ea este componentă a mai multor dizaharide(zaharoză, maltoză) şi polizaharide(amidon, celuloză). Glucoza se găseşte în sângele omului şi al animalelor în proporţie constantă(0,1%); scăderea(hipoglicemie) sau creşterea(hiperglicemie) conţinutul de glucoză în raport cu această limită poate duce la tulburări grave, ca în cazul bolnavilor de diabet. Sub influenţa microorganismelor, în procesul de fermentare a fructelor, glucoza se descompune uşor în alcool etilic şi bioxid de carbon.

Fructoza mai este denumită levuloză sau glucoză levogiră(de la lat. laevus=stâng şi gyros=cerc), deoarece are proprietatea de a roti spre stâng(în sens invers mersului acelor de ceasornic) planul de polarizare al luminii polarizate, pentru un observator către care se propagă lumina. Ea se găseşte alături de glucoză, în fructele dulci, flori, miere, etc. Fructoza este mai dulce de 1,5 ori decât zaharoza şi de 2,2 ori decât glucoza. Ea este o structură foarte asemănătoare cu a glucoze, deoarece aceeaşi valoare energetică, dar metabolizarea ei în ficat este diferită. Prin participarea enzimei fructokinază, fructoza se fosforilează în fructoză-1-fosfat. Activitatea enzimei menţionate, spre deosebire de cea a hexokinazei, care catalizează fosforilarea glucozei, nu depinde de insulină. În plus, viteza relativă de absorbţie la nivel intestinal este mai mică la fructoză decât la glucoză, iar indicele glicemic(procentul de creştere a glicemiei, comparativ cu o cantitate de glucoză) mai redus.

Prin metabolismul său mai activ decât al glucozei, fructoza contribuie la o vindecare mai rapidă a traumatismelor produse de copii străini; ea are nu numai valenţe nutriţionale, ci şi terapeutice. Prin arderea unui gram de fructoză se obţin 3,76 kcal, faţă de 3,75 kcal la glucoză, 3,95 kcal la zaharoză şi 4,15 kcal la amidon. Spre deosebire de glucoză, fructoza cristalizează foarte greu sau incomplet. Fructoza, împreună cu ionii de magneziu şi de potasiu, au acţiune laxativă.

Galactoza este un monozaharit(hexoză) cu funcţie aldehidică. Ea se găseşte în toate fructele, ca zahărul rezidual, în numeroase polizaharide care conţin pectine, precum şi în unii derivaţi flavonici şi antocianici, cu care formează glucozide(glucoziziz,glicozizi).

Sorboza se găseşte în scoruşe, cireşe, mere şi alte fructe; serveşte ca materie primă la prepararea acidului ascorbic(vitaminaC). Este izomeră cu fructoza.

Dizaharidele.
Sânt compuşi hidrocarbonaţi formaţi din două molecule de monozaharide(în general hexoze), prin eliminarea unei molecule de apă. Ele au formula chimică generală C12H 22O11. În fructe, dizaharidele sânt reprezentate, în principal, în zaharoză şi maltoză.

Zaharoza rezultă din combinarea unei molecule de glucoză cu alta de fructoză, este solubilă în apă şi, prin hidroliză, se descompune în cele două monozaharide componente(glucoză şi fructoză). Ea are cea mai mare răspândire în fructe, în nectarul florilor(deci şi în mierea albinelor), în frunze, precum din două molecule de glucoză. Ea se găseşte, ca produs intermediar, în toate ţesuturile unde se formează sau se hidrolizează amidonul. Prin hidroliză, dintr-o moleculă de maltoză rezultă două molecule de glucoză.

Gentiobioza, dizaharid format din două molecule de glucoză, este componenta zahăr a amigdalinei din seminţele fructelor sâmburoase; nu este direct fermentabilă.

Polizaharidele.
Sânt produşi macromoleculari naturali insolubili în apă, formaţi prin condensarea unui număr variabil de molecule de monozaharide, de obicei de glucoză.au formula chimică generală(C6H10O5). Polizaharidele se pot descompune(hidroliza) până la monozaharidele de bază, fie pe cale biochimică(hidroliza enzimatică), fie pe cale chimică(hidroliza acidă). Principalele polizaharide sânt: amidonul, substanţele pectice, celuloza, hemicelulozele şi lignina. Din aceste polizaharide, valoarea energetică au numai amidonul şi substanţele pectice.

Amidonul se găseşte sub formă de granule de diferite forme şi mărimi(9-200 microni), în frunze şi fructe. Foarte bogat în amidon este miezul castanelor comestibile. Amidonul este format din amilopectină(un amestec de substanţe pectice, acizi graşi, acid salicilic, celuloză, etc.) şi amiloză(o polihexoză). Amiloza este componentul solubil al granulei de amidon; se colorează cu iodul în albastru-închis; este un polizaharid liniar, format din 200-300 molecule de glucoză. Amidonul se sintetizează în cloroplastele frunzelor, de unde este descompus prin hidroză, atât ziua, cât şi noaptea, şi transportat în plantă, spre locurile de utilizare sau de depozitare. El constituie principala substanţă de rezervă a pomilor şi arbuştilor fructiferi. Amidonul se găseşte în cantitate mare în fructele verzi(până la intrarea în pârgă). Pe măsură ce fructele avansează în coacere, amidonul se transformă în zaharuri mai simple(glucoză), care imprimă fructelor un gust din ce în ce mai dulce.

Substanţele pectice(pectinele) sânt polizaharide prezente în toate ţesuturile vegetale, inclusiv în fructe. Ele au rolul de a cimenta(lega) celulele ţesuturilor între ele. În prezenţa unui acid şi a zahărului, substanţele pectice au proprietatea de a forma un gel, însuşire pe care se bazează fabricarea jeleurilor de fructe, a gemurilor şi marmeladei.

Substanţele pectice au acţiune bactericidă specifică, contribuie la scăderea nivelului colesterolului plasmatic, favorizează absorbţia vitaminei A şi a vitaminelor din complexul B, influenţează mai puternic şi mai benefic metabolismul lipidic, decât alte fibre.

Se cunoaşte de mult timp influenţa favorabilă a dietei bogată în pectine(mere, caise, banane) în afecţiunile gastro-intestinale. S-a constatat că după dieta de mere a bolnavilor cu diaree, acestora li s-au normalizat scaunele, le-au încetat vărsăturile, iar starea generală a pacienţilor(copii şi adulţii) s-a ameliorat rapid. Acţiunea antidiareică, detoxifiantă şi antivomitivă a pectinelor se datorează(ca şi în cazul fibrelor) formării în tractul gastro-intestinal, a unor geluri care înglobează o cantitate mare de apă şi care înaintând de-a lungul intestinului, absorb substanţele toxice. Prin scindarea hidrolitică a substanţelor pectice se eliberează acid galacturonic, care are un efect suplimentar de detoxifiere şi de inactivare a microflorei de putrefacţie. Acidul galacturonic a fost identificat în mere, piersici, grapefruit şi alte specii de fructe.

Pectinele au efect favorabil şi în diabetul zaharat, întrucât prin reglarea metabolismului lipidic, determină o scădere a glicozuriei şi contribuie la creşterea de circa două ori a secreţiei de insulină, ceea ce permite diminuarea dozei de insulină administrată artificial. De aceea, pectinele din fructe contribuie la combaterea bolilor cardio-vasculare. În prezenţa substanţelor pectice creşte disponibilitatea vitaminelor din complexul B, cu excepţia vitaminei B12, a cărei absorbţie în intestinul subţire este dereglată sub acţiunea substanţelor pectice şi a celulozei, care intensifică excreţia ei în fecale.

S-a constatat, de asemenea, că pectinele au rol important în prevenirea apariţiei gastro-intestinal. Mulţi cercetători recomandă diete bogate în pectină pentru profilaxia(prevenirea) intoxicaţiilor cu plumb. În mai multe ţări(Franţa, Germania, S.U.A., Rusia) se folosesc produse cu adaos de 3-8% pectină(băutură de mere cu pectină, marmeladă de mere cu pectină, piureurile şi crema de fructe cu 6-8% pectină, etc.). cercetările arată că efectul profilactic se manifestă şi la o concentraţie de 2-3% pectină. În condiţii optime, pectina leagă de 4 ori mai multe lipide decât masa ei şi, prin aceasta, previne creşterea concentraţiei colesterolului în sânge, fenomen care se constată în unele boli ca diabetul, ateroscleroza, insuficienţa tiroidiană, etc.

Dintre speciile de fructe, cele mai bogate în pectină sânt: zmeura, merele, gutuile, agrişele, murele, coacăzele, afinele, coarnele, caisele şi prunele, iar mai sărace cireşele, vişinele şi perele.

Celuloza este un polizaharid cu un grad înalt de polimerizare, format din 3000-6000 molecule de glucoză; ea se găseşte în pereţii celulari. Proporţia celulozei în fructe este de 0,3-0,5%. Mai multă celuloză conţin măceşele, moşmoanele, coarnele, coacăzele, murele, zmeura, perele, prunele şi caisele, iar mai sărace în celuloză sânt vişinele, cireşele, etc. Bolnavii de gastrită, de ulcer gastrointestinal şi de enterocolite tolerează mai greu componenta celulozică a fructelor.

Fructele sânt o sursă importantă de celuloză, cu o structură mai fină, în comparaţie cu celuloza din cereale, şi care trece mai uşor prin intestin, sub formă de hidrocoloid.

În vegetaţie, celuloza se găseşte combinată cu substanţe pectice, formând complexul pecto-celuloză.

Hemicelulozele constituie un grup de polizaharide care însoţesc celuloza în hexozani şi pentozani(cele mai simple forme de celuloze).

Lignina(de la lat. lignum=lemn). Este o substanţă organică complexă prezentă, alături de celuloză, în pereţii celulari şi în sclereidele fructelor(gutui, pere). În organismul uman lignina are capacitatea de a absorbi acizii biliari şi produşii de degradare; acest proces este mai activ în mediu acid şi mai redus în mediu alcalin.

Lignina, celuloza, hemicelulozele şi derivaţii uronici fac parte din aşa-numitele fibre alimentare sau substanţe de balast.

Fibrele alimentare, deşi nu sânt digerabile, au două proprietăţi funcţionale esenţiale: a) capacitatea mare de absorbţie a apei şi b) însuşirea de legare a diferitelor substanţe nocive care sânt eliminate odată cu apa absorbită, prin fecale.

Capacitatea de hidratare a fibrelor alimentare este de 312% la mango(pom cultivat în sud-estul Asiei), de 177% la mere şi de 68% la banane, faţă de 447% la tărâţe(care au capacitatea de hidratare cea mai mare) şi de 41 la cartofi.

Dieta bogată în fibre alimentare are efecte fiziologice complexe micşorează timpul de golire a stomacului, prin creşterea vitezei de tranzit intestinal(previne constipaţiile); măreşte cantitatea de apă reţinută şi formează un bol alimentar gelatinos, care absoarbe şi elimină substanţele nocive; reduce colesterolul hepatic; favorizează excreţia acizilor biliari şi modifică, în sens favorabil, metabolismul lipoproteinelor. Adăugarea de fibre în raţia alimentară micşorează toxicitatea unor substanţe, inclusiv a celor cancerigene. Fibrele influenţează favorabil eliminarea hormonilor gastrointestinali şi funcţia secretoare pancreatică. Datorită acestor efecte, fibrele alimentare au un rol important în prevenirea dislipidemiilor, în cardiopatia ischemică, diabet, litiază biliară, în constipaţie cronică, apendicită, cancerul colonului(intestinul gros), etc.

Efectul favorabil al fibrelor în prevenirea cancerului de colon s-ar datora, după unii cercetători, asigurarea unei microflore intestinale normale, scurtării duratei de menţinere a deşeurilor în colon şi creşterea cantităţii de apă reţinută. Fibrele vegetale, precum şi vitaminele A, C şi E sânt factorii de protecţie anticancerigenă.

S-a constat că diabetul are o frecvenţă redusă la populaţiile care introduc în dieta zilnică o cantitate mare de fibre.

Rolul glucidelor în organismul uman este multiplu, în primul rând situându-se cel energetic. Glucidele asigură mai mult de jumătate din energia necesară organismului omenesc în 24 de ore. Deşi în celule şi ţesuturi au loc descompuneri permanente ale glucidelor pentru necesităţi energetice, conţinutul în glucide rămâne constant, în condiţiile unui aport suficient de glucide în alimentaţie. Glucidele mai sânt utilizate pentru menţinerea nivelului glicogenului în ficat şi reînnoirea rezervei sale, precum şi pentru menţinerea constantă a nivelului glucozei în sânge. Pe lângă rolul energetic, glucidele au şi rol plastic, deoarece ele intră în compoziţia celulelor şi ţesuturilor, participă la procesele plastice. Rezervele de glucide ale organismului sânt totdeauna limitate. La un efort intens, glucidele se epuizează relativ repede, dar se pot regenera pe seama lipidelor din organism. Glucidele în exces se transformă în lipide, care se acumulează în ţesutul adipos, determinând obezitatea. Necesarul de glucide al organismului este de 4-5g/kg corp în 24 de ore. Din întreaga cantitate de glucide, circa 65% trebuie să fie poliglucide, iar restul de 35% monozaharide şi dizaharide. În condiţii de efort fizic mediu, raportul dintre glucide, proteine şi grăsimi trebuie să fie de 4:1:1.

Glucidele, îndeosebi cele solubile, sânt detoxifianţi ai organismului, datorită atât formării acidului glucoronoic, cât şi a efectului lor asupra permeabilităţii membranelor; ele protejează organismul contra intoxicaţiilor cu fosfor şi cloroform. În cazul tratamentului cu insulină(în diabet) sau cu sulfamide hipoglicemiante, este obligatorie asigurarea unui regim satisfăcător de glucide, pentru a preveni apariţia unei hipoglicemii(de exemplu, în cura de slăbire) care, în unele situaţii, poate fi mortală.

Pentru fiecare specie de fructe este necesar să se cunoască nu numai conţinutul total de zaharuri(glucide), ci şi aportul dintre principalele lor forme(glucoza, fructoza şi zaharoza.
Fructele în care predomină fructoza(levuloza), iar zaharoza se găseşte în cantitate foarte mică(merele, perele, gutuile, zmeura, coacăzele, agrişele) pot fi consumate şi de diabetici.