dnes je 25.6.2022

Input:

Terminologie a klasifikace dietetických sacharidů

1.10.2008, , Zdroj: Verlag Dashöfer

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.

Klasifikace

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

       
Skupina (DP) Podskupina Základní složky
Cukry (1–2) Monosacharidy Glukóza, fruktóza, galaktóza
Disacharidy Sacharóza, laktóza, maltóza, trehalóza
Polyoly (alkoholické cukry) Sorbitol, mannitol, laktitol, xylitol, erytritol, isomalt, maltitol
Oligosacharidy (3–9) (sacharidy s krátkými řetězci) Maltooligosacharidy (α-glukany) Maltodextriny
Oligosacharidy jiné než α-glukany Rafinóza, stachyóza, frukto- a galaktooligosacharidy, polydextróza, inulin
Polysacharidy (10) Škrob (α-glukany) Amyláza, amylopektin, modifikované škroby
Neškrobové polysacharidy (NSP) Celulóza, hemicelulóza, pektin, arabinoxylany, β-glukan, glukomannany, rostlinné gumy a slizy, hydrokoloidy

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.

Terminologie

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:

  1. výpočtem ("z rozdílu“),

  2. 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:

  1. 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.
  2. 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:

  • amylózou (DP 10 3 ),

  • amylopektinem (DP 10 4 –10 5 ).

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 %.

Terminologie založená na fyziologii

Klasifikace dietetických sacharidů výhradně na základě chemického složení neumožňuje získat přehled o nutričním prospěchu, neboť každá hlavní

Z důvodu údržby našich serverů budou v úterý 28. 6. 2022 od 17:30 nedostupné naše služby. Plánovaná doba výpadku je jedna hodina. Omlouváme se.
Více informací

Nahrávám...
Nahrávám...