3.3.2
Terminologie a klasifikace dietetických sacharidů
Ing. Alexandra Kvasničková
Rozdělení dietetických sacharidů a jejich funkce v organismu.
Základní fyziologické vlastnosti. Definice prebiotik a vláknina
stravy.
Funkčnost dietetických sacharidů v organizmu a vliv na
zdraví
Dietetické sacharidy tvoří širokou skupinu látek s řadou chemických,
fyzikálních a fyziologických vlastností. Ačkoliv jsou sacharidy hlavně
substráty pro metabolismus k získání energie, ovlivňují sytost, množství
glukózy a inzulinu v krvi, metabolismus lipidů a prostřednictvím fermentace
mají hlavní kontrolu nad funkcí tlustého střeva (osídlení a průchod tlustým
střevem, metabolismus a rovnováha mikroflóry, zdravotní stav buněk epitelu
tlustého střeva). Rovněž ovlivňují imunitu a absorpci vápníku. Tyto vlastnosti
sacharidů mají důsledky pro naše celkové zdraví, přispívají zejména k regulaci
tělesné hmotnosti, diabetes a stárnutí, kardiovaskulárním onemocněním,
minerální hustotě kostí, rakovině tlustého střeva, zácpě a odolnosti vůči
střevní infekci.
NahoruKlasifikace
Společná skupina expertů FAO/WHO navrhla v Římě v roce 1997 primární
klasifikaci dietetických sacharidů, a to podle:
-
velikosti molekuly dané stupněm polymerace (DP),
-
typu vazby ( a nebo jiná než a ),
-
charakteru jednotlivých monomerů (viz následující tabulka).
Hlavní dietetické sacharidy
Tato klasifikace je analogická klasifikaci používané pro dietetické
tuky, která je založená na délce uhlíkatého řetězce, počtu a poloze dvojných
vazeb a jejich konfiguraci (cis nebo trans).
Vedle klasifikace podle FAO/WHO existuje přístup na základě
chemického složení. V podstatě odpovídá dělení, které je uvedeno v předchozí
tabulce, až na některé výjimky, např. inzulin, který existuje v přírodě v
četných molekulárních formách. Inulin (GFN) z rostlinných zdrojů může mít 2 –
200 fruktózových jednotek, a tak může spadat mezi oligosacharidy i
polysacharidy.
NahoruTerminologie
Celkové sacharidy
Ačkoliv jsou jednotlivé složky dietetických sacharidů snadno
identifikovatelné, existují určité nejasnosti kolem toho, co tvoří celkové
sacharidy uváděné v potravinových tabulkách. Existují dva základní přístupy
stanovení celkových sacharidů:
-
výpočtem ("z rozdílu“),
-
přímým měřením jednotlivých složek, které pak dají celkové.
Výpočet sacharidů "z rozdílu“ se používal od počátku 20. století a
stále se ve světě hojně používá. Stanoví se obsah vody, bílkovin, tuku, popela
a alkoholu a odečte se od celkové hmotnosti potraviny – zůstatek se považuje za
sacharidy. Tento přístup má řadu nedostatků. Do obsahu sacharidů vypočtených z
rozdílu jsou zahrnuty nesacharidické složky, např. lignin, organické kyseliny,
třísloviny, vosky a některé produkty Maillardovy reakce. Kromě této chyby se
projevují všechny analytické chyby z analýz jednotlivých složek. Jediné celkové
číslo pro sacharidy v potravinách tak nemá žádnou vypovídací hodnotu, neboť
nejsou identifikovány různé typy sacharidů, které udělují potravinám různý
potenciální prospěch.
Přímou analýzou sacharidických složek a jejich součtem se získají
celkové sacharidy. Ve Velké Británii se tento postup používá od roku 1929.
Takto získaný obsah sacharidů (také nazývaných "available carbohydrate“,
dostupné/využitelné sacharidy) se liší od sacharidů získaných z rozdílu, a to v
tom, že neobsahuje polysacharidy buněčných stěn rostlin (vlákninu). Neprojevují
se zde chyby při analytickém stanovení jiných složek potravin. Použitím přímé
analýzy lze vyšetřovat geografické rozdílnosti a změny příjmu jednotlivých typů
sacharidů a jejich význam pro zdraví. Preferují se tak celkové sacharidy
získané přímým měřením.
Hodnoty celkových sacharidů získané z rozdílu nebo přímou analýzou
nejsou stejné zvláště pro komplexní směsi a potraviny obsahující vlákninu nebo
určitý typ škrobu, např. v těstovinách. Při stejném seznamu konzumovaných
potravin to může vést ke značně rozdílným hodnotám příjmu sacharidů. Při
porovnávání příjmu sacharidů mezi různými zeměmi je třeba přihlížet k tomu,
jakým postupem byl obsah sacharidů stanoven.
Cukry
Termín "cukry“ se konvenčně používá k popisu mono- a disacharidů v
potravinách. Tři základní monosacharidy jsou: glukóza, fruktóza a galaktóza,
což jsou stavební jednotky přirozeně se vyskytujících di-, oligo- a
polysacharidů. Vzhledem k tomu, že se cukry vnímají jako složky s negativním
vlivem na zdraví, používá se řada termínů, které je pro účely značení lépe
specifikují.
Celkové cukry
Byly navrženy pro účely značení. Zahrnují všechny cukry z
jakéhokoliv zdroje v potravině. Definují se jako "celkové mono- a disacharidy
jiné než polyoly“. Tento termín nyní akceptuje EU, Austrálie a Nový Zéland a
dobře ho akceptují i jiné země.
Volné cukry
Tradičně se termín "volné cukry“ používal pro jakékoliv cukry v
potravině, které byly volné a ne vázané. Zahrnovaly se všechny mono- a
disacharidy přítomné v potravině včetně laktózy. Nově se použití termínu "volné
cukry“ změnilo a nyní představuje všechny "mono- a disacharidy přidané do
potravin výrobcem, kuchařem nebo spotřebitelem plus cukry přirozeně přítomné v
medu, sirupech a ovocných šťávách“. FAO/WHO (2003) upřednostňuje používání
tohoto termínu.
Přidané cukry
Jde o termín běžně používaný v USA. V nových nutričních tabulkách
složení potravin USDA (2005) se přidané cukry definují jako cukry přidané do
potravin a nápojů během výroby nebo domácí přípravy. Zahrnují cukry uváděné na
seznamu složek potravinářského výrobku. Je to med, melasa, koncentrát ovocné
šťávy, hnědý cukr, kukuřičné sladidlo, sacharóza, laktóza, glukóza, HFCS a
sladový sirup.
Exogenní a endogenní cukry
Tyto termíny mají svůj původ ve Velké Británii (ministerstvo
zdravotnictví, 1989) a vznikly při vyšetřování úlohy cukrů ve stravě. Termíny
byly vytvořeny proto, aby se "rozlišil cukr, který je přirozeně integrován do
buněčné struktury potraviny (endogenní) od cukrů, které jsou volné v potravině
nebo přidány do potraviny (vnější)“. Rozlišování cukrů na endogenní a exogenní
vede k problémům při analýze, a proto i při značení potravin. Ačkoliv lze
seznam složek využít k identifikaci zdroje cukrů v potravinách, analyticky není
snadné ve zpracovaných potravinách rozlišit jejich původ.
Oligosacharidy, sacharidy s krátkým řetězcem
"Oligosacharidy jsou sloučeniny, ve kterých jsou monosacharidické
jednotky spojeny glykosidickými vazbami.“ Stupeň polymerace oligosacharidů je
různými subjekty definován různě, a to od 2 do 19 monosacharidických jednotek.
Vzhledem k tomu, že existuje značně rozdílný pohled na to, co považovat za
oligosacharidy, se tato kategorie někdy nazývá "sacharidy s krátkým
řetězcem“.
Potravinářské oligosacharidy spadají do dvou skupin:
- Maltodextriny, které se většinou získávají ze škrobu a zahrnují
maltotriózu a výhradně α-dextriny s vazbou a (1–4) a α (1–6) a průměrným DP 8.
Maltodextriny se v potravinářském průmyslu široce používají jako sladidla,
náhražky tuku a k modifikaci textury potravinářského výrobku. Tráví se stejně
jako ostatní a-glukany.
- Oligosacharidy, které nejsou α-glukany, např. rafinóza,
stachyóza a verbaskóza. Nacházejí se v řadě rostlinných semen, např. v hrachu,
fazolích a čočce. Důležitou skupinu v této kategorii tvoří inulin a
fruktooligosacharidy. Jde o fruktany, které jsou zásobními sacharidy v artyčoku
a čekance. Malé množství nízkomolekulárních sloučenin se nachází v pšenici,
žitu, chřestu, cibuli, pórku, česneku. Vyrábějí se také průmyslově. Jsou známé
jako nestravitelné oligosacharidy. Některé z nich, hlavně fruktany a galaktany,
vykazují ve střevech jedinečné vlastnosti a jsou známy jako prebiotika.
Mléčné oligosacharidy
Mléko, zvláště humánní mléko, obsahuje oligosacharidy, které
obsahují převážně galaktózu. I když jsou známy velké rozdíly ve složení
mléčných oligosacharidů, téměř všechny nesou laktózu na svém redukujícím konci.
K dalším monomerům patří L-fukóza a sialová kyselina. Základním oligosacharidem
v mléku je lacto-N-tetraóza. Celkový obsah oligosacharidů v mateřském mléku je
5,0 – 8,0 g/l. V kravském mléku se oligosacharidy nacházejí pouze ve stopovém
množství.
Oligosacharidy mateřského mléka se již dlouho považují za cenné
látky, neboť představují základní růstový faktor pro bifidobakterie ve střevech
kojenců. Primárně jsou tak odpovědné za to, že tyto bakterie v mikroflóře
kojených dětí převažují. V tomto kontextu působí mléčné oligosacharidy jako
prebiotika. Na rozdíl od laktobacilů rostou bifidobakterie na mléčných
oligosacharidech jakožto na výhradním zdroji uhlíku. Podobnost mezi strukturou
mléčných oligosacharidů a sacharidů na povrchu buněk epitelu ve střevech vede k
domněnce, že mléčné oligosacharidy působí jako rozpustné receptory pro střevní
patogeny, a tak tvoří základní součást odolnosti vůči jejich usidlování ve
střevech. Mají také vliv na modulaci imunity.
Škrob
Škrob, základní sacharid většiny stravy, je zásobní sacharid
rostlin, např. cereálií, kořenové zeleniny a luštěnin. Skládá se výhradně z
molekul glukózy. Vyskytuje se v částečně krystalické formě v granulích a je
tvořen dvěma polymery:
Nejběžnější cereální škroby obsahují 15 – 30 % amylózy (nerozvětvený
řetězec glukózových zbytků spojených α-1,4 glukosidickými vazbami). Amylopektin
je vysokomolekulární, vysocerozvětvený polymer obsahující jak α-1,4, tak α-1,6
vazby. Některé škroby z kukuřice, rýže, čiroku a ječmene obsahují velké
množství amylopektinu a jsou známy jako "waxy“ (voskové).
Existují tři typy škrobu: A, B a C. Typ A je charakteristický pro
cereálie (rýži, pšenici a kukuřici), typ B pro brambory, banány a vysoce
amylózové škroby a typ C je něco mezi škrobem typu A a B a nachází se v
luštěninách. Ve své nativní formě jsou škroby B rezistentní k trávení
pankreatickou amylázou. Krystalická struktura mizí, jestliže se škrob zahřívá
ve vodě (gelatinizace), a to dovoluje trávení škrobu. Po tepelném opracování
dochází v různém rozsahu k rekrystalizaci (retrogradaci) škrobu (vzniká B
forma).
Modifikovaný škrob
Podíl amylózy a amylopektinu ve škrobnatých potravinách je
proměnlivý a lze měnit šlechtěním rostlin. Různé kultivary běžných druhů, např.
rýže, mají velmi široký poměr amylózy k amylopektinu. Objevují se techniky,
které umožňují genetickými modifikacemi plodin produkovat škroby pro specifické
účely.
K dispozici je již řadu let kukuřičný škrob s vysokým obsahem
amylózy a kukuřičný škrob s vysokým obsahem amylopektinu. Mají zcela odlišné
funkční a nutriční vlastnosti. Škroby s vysokým obsahem amylózy vyžadují vyšší
teploty pro gelovatění a jsou více náchylné k retrogradaci a k vytváření
komplexů amylóza-lipid. Tyto vlastnosti lze využít při vytváření potravin s
vysokým obsahem rezistentního škrobu (RS).
Škrob lze rovněž modifikovat chemicky. Lze tak získat funkční
vlastnosti potřebné pro dosažení určitých kvalit u potravin, např. nižší
viskozity a vyšší stability gelu, lepšího vjemu v ústech, vzhledu a textury a
odolnosti při tepelném opracování. Používají se různé postupy modifikace
škrobu, přičemž dva jsou nejvýznamnější: substituce a zesíťování.
Substituce zahrnuje esterifikaci nebo esterifikaci relativně malého
počtu hydroxylových skupin na glukózových jednotkách amylózy a amylopektinu. To
snižuje retrogradaci, která je např. součástí procesu tvrdnutí chleba.
Substituce rovněž snižuje teplotu gelatinizace, vede ke stabilitě při
zmrazování-rozmrazování a zvyšuje viskozitu.
Zesíťování zahrnuje vytvoření omezeného počtu vazeb mezi řetězci
amylózy a amylopektinu. Zesíťování zvyšuje teplotu gelatinizace, zvyšuje
stabilitu vůči kyselinám a teplu, inhibuje vytváření gelu a reguluje viskozitu
během výroby. Změna chemické povahy škrobu vede k tomu, že se škrob stává
rezistentním vůči trávení.
Neškrobové polysacharidy (NSP)
NSP jsou polysacharidy jiného typu než α-glukany. Jde v zásadě o
"makromolekuly skládající se z velkého počtu reziduí monosacharidů navzájem
spojených glykosidickými vazbami“ (IUB-IUPAC a Společná komise pro biochemickou
nomenklaturu, 1982). Nacházejí se hlavně v buněčné stěně rostlin. Termín NSP
byl prvně použit v roce 1978 při diskusi o výsledcích analýzy 9 potravin z
hlediska "vlákniny stravy“, provedené řadou různých metod použitých v
laboratořích po světě. NSP jsou nejrozmanitější ze všech skupin sacharidů.
Podíl celulózy na NSP v potravinách je v rozmezí 10 – 30 %.
NahoruTerminologie založená na fyziologii
Klasifikace dietetických sacharidů výhradně na základě chemického
složení neumožňuje získat přehled o nutričním prospěchu, neboť každá hlavní
…
