VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Влияние сахара на организм человека
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Сахар – бытовое название сахарозы, которая является углеводом, веществом, обеспечивающим организм необходимой энергией. Это дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов – α-глюкозы и β-фруктозы. Самыми популярными являются тростниковый и свекловичный сахар, бывают также пальмовый, кокосовый, кленовый сахар.
Сахар — это не продукт питания, а химическое вещество в чистом виде, добавляемое в пищу для улучшения вкуса. Это вещество может быть получено разными способами: из нефти, газа, древесины и др. Но наиболее экономически выгодным способом получения сахара является переработка свеклы и особого вида тростника, который так и назвали — сахарный тростник.
До определенного времени сахар считали важным пищевым продуктом, и лишь в последние годы исследователи выявили массу негативных последствий от его повышенного употребления рафинированного сахара [4].
Цель: изучить свойства сахара и влияние на организм человека.
Задачи:
1. Расширить знания об углеводах.
2. Изучить разновидности сахара.
3. Рассмотреть болезни, вызываемые высоким или низким содержанием сахара в организме.
4. Проанализировать влияние сахара на свой организм.
5. Определить правила правильного питания.
1 Основная часть
1.1 История происхождения сахара
Сахарный тростник с давних пор использовался людьми для получения сахара. Растение рода Saccharum выращивали в Индии более 3000 лет до н.э. Первыми европейцами, которые увидели и попробовали сахар, были воины Александра Македонского. Множество чудесных вещей они увидели в походе, а особенно их поразил белый сладкий камень: сахар-сырец.
В индийском походе великого полководца участвовал историк Онесикрит. Его удивил индийский мед из тростника, к получению которого пчелы не имеют никакого отношения. Экстракт, который получали индийцы из тростника, назывался саккара, что в переводе с древнеиндийского значит галька, песок. Со временем корень этого слова перешел в языки народов мира, поэтому название этого продукта звучит одинаково как по-латыни, так и по-русски.
Инстинкты человека влекут человека к употреблению сладкого, поэтому, наверное, природа обеспечила людей множеством натуральных источников сахара.
С давних пор использование меда и сахарного тростника позволяло иметь сахар в нужном количестве. Такое положение дел оставалось вплоть до наступления индустриальной эпохи. С технологической точки зрения тростник идеально подходит для извлечения сахарозы, которая представляет собой концентрированный сахар. Производство этого продукта не требовало применения высокотехнологичного оборудования, и не было сложным в хранении.
О возможности использования сахарного тростника знали еще наши далекие предки, первобытные люди. Современная наука считает, что родиной этого растения является Новая Гвинея и близлежащие острова. Позднее оно распространилось на восток и в северо-западном направлении, достигло материка и прочно закрепилось в Юго-Восточной Азии, Китае и Индии [5].
Сахарный тростник на Среднем Востоке начали культивировать на заре III в. до н.э. В этот период арабы завезли его из Индии. В научном сообществе существует версия, согласно которой Персия является изобретательницей способа получения рафинированного сахара. Персы первыми стали переваривать сырец по нескольку раз, очищая его.
Испанские и португальские путешественники и купцы узнали от арабов об этом замечательном растении и стали выращивать его на плантациях, расположенных на Канарских островах и Мадейре.
Стоимость сахара приближала продукт к разряду элитных. Вероятно, высокая цена привела к использованию сахара во времена средневековья в лечебных целях. Однако это только предположение. Существует другое мнение, согласно которому аптекарям предписывалось обеспечивать население сладостями, то есть им пришлось играть роль простых торговцев.
Согласно письменным свидетельствам индийского культурного наследия, в регионе Бенгальского залива использовали сахар очень давно. Поблизости с Раджмахалом когда-то существовал город, ныне разрушенный, с названием Сахар, а Бенгалию называли сахарной страной. Индийский эпос описывает положительные характеристики продукта и указывает на божественное происхождение сахара.
Китайцы задолго до наступления нашей эры были знакомы с сахаром. Ветхий Завет содержит неоднократные упоминания об этом продукте. В Европе тростниковый сахар стал известен в 325 году до н.э. после путешествия Неарка, когда он отправился исследовать Индийский океан. Этот флотоводец Александра Великого впервые рассказал о растении, дающем мед.
В трудах Плиния можно встретить описание твердого продукта, который имел небольшой размер и обладал сладким вкусом. Можно предположить на основании этого, что уже в I веке н.э. сахар производили специально в твердом виде, чтобы облегчить его перевозку по Средней Азии к портам Средиземноморья [5].
Знакомство с сахаром еще не означало его широкое распространение. Вплоть до VII в., когда арабы захватили Азию, его редко использовали. Завезенное в Средиземноморье растение начали удачно акклиматизировать, и оно прижилось в Египте. Также благоприятный климат позволил расти ему в Долине Нила и Палестине. Под влиянием арабов твердый сахар стали производить в Персии. Со временем культуру стали выращивать в Сирии, и далее она полностью завоевала Северную Африку. Тростник выращивался на Кипре и Родосе, а также он достиг Балеарских островов. Через некоторое время южная часть Испании была покорена тростником.
Любопытен тот факт, что в Европе к сахару относились безразлично. Он стал появляться у царственных особ, как некая диковина, а также у небольшого числа лекарей и аптекарей.
Походы крестоносцев, начиная с XII века, дали толчок распространению и популяризации сахара. На пути воинов Христовых повстречались сирийские и палестинские плантации сахарного тростника, с которых растение попало в страны Средиземноморья. Привезенный из Азии сахар считали пряностью и продавали очень дорого в виде пудры, конусов и бесформенных голов, а страны Востока становятся ключевыми поставщиками этого продукта.
С развитием торговли сахаром так сложилось, что Венеция становится монополистом в этой сфере. Рождение сахарной промышленности также связано с эти городом. Венеция в XIV-XV веках становится сахарной столицей, в которую стекается через Александрию весь сахар, приходящий из Индии. Обработка и очистка продукта производится здесь же, в городе на воде. В процессе производства сахару придавали форму конуса, и в таком виде он транспортировался по всей Европе [5].
Распространение сахарного тростника в начале XV столетия достигает Атлантических островов. После захвата Мадейры португальцами под руководством Дона Анри начинается культивация растения, которое доставлялось из Сицилии. Испанские Канарские острова также становятся местом выращивания сахарного тростника. В это время наступает переломный момент, так как сахар, который производится на Атлантических островах, становится полноправным конкурентом азиатскому сладкому продукту. С открытием водного пути в Индию прославленным путешественником Васка да Гама Лиссабон становится портом, в котором пересекались транспортные пути сахара.
История сахара получило новое развитие вместе с открытием Нового Света. Во время второго путешествия Христофора Колумба был посеян сахарный тростник, привезенный с Канар, на острове Сан-Доминго. Первый сахар на нем был произведен в 1505 году, а уже через тринадцать лет его производили 28 предприятий. К 1520 году культура распространилась по всему Карибскому бассейну.
Одновременно с этими событиями на территорию Мексики Фернандо Кортесом был завезен тростник, а в Перу он появился благодаря Франческо Пизарро. После завоевания португальцами Бразилии, плантации растения появились и в ней. В результате колонизации Нового Света все страны становятся производителями тростникового сахара.
В Карибском бассейне находилось сосредоточение всего объема мирового производства сахара на протяжении трех столетий. Однако экспансия сахарного тростника на этом не закончилась. Оказалось, что очень благоприятен для него климат французских колоний, расположенных на островах Индийского океана. Индонезия, Филиппинский архипелаг и Гавайи также хорошо приспособлены для выращивания тростника. В начале XIX столетия сахарный тростник покорил весь Земной шар, и для этого ему потребовалось около двух тысячелетий [3].
С этого момента каждая из европейских стран стремится к обеспечению себя сахаром самостоятельно путем развития колониального производства. При этом разрабатываются пути транспортировки и сбыта товара. Практически в каждом европейском порту имеется завод по переработке сахарного тростника. Венеция и Лиссабон утрачивают свое значение, а сахарный центр в XVI столетии перемещается в Антверпен. В Англии также разворачивалось производство, не отставали Германия и Франция.
Перед революцией Франция была на первом месте среди производителей сахара. Антильские острова были основным его поставщиком, а торговые пути вели в северные регионы Европы через Голландию и Германию. Французы также становятся лидерами по потреблению сладкого продукта.
Французская революция 1789 года ярко высветила проблемы мирового масштаба. С началом войны Франции и Великобритании в 1792 году происходит блокада всех портов на континенте, а колонии захвачены неприятелем. В результате этого в Европе образовался огромный дефицит сахара. Поиски путей выхода из сложившейся ситуации привели к использованию сахарной свеклы для получения столь необходимого продукта.
То, что сахар присутствует в свекле, было известно еще в 1575 году из трудов Оливье де Серра. Спустя почти два века в 1745 году Маргграф — химик из Германии — на основании проведенных опытов доказал возможность получения сахара из континентальных растений. Фредерик Ашард, как преданный ученик учителя, подхватил дело и организовал получение сахара в промышленных масштабах. Первое, хоть и экспериментальное предприятие, было создано в 1786 году, а в качестве сырья на нем использовали сахарную свеклу. Полученные результаты превзошли ожидания, производство было расширено и появились заводы в Силезии и Богемии. Позднее заводы по производству сахара были сооружены в пригороде Парижа. Однако качество их продукции было ниже, чем у тростникового сахара, а себестоимость была достаточно высока.
Русские люди узнали сахар приблизительно в XII веке, однако он не пользовался популярностью. Сладкий продукт можно было встретить только на пиру у царей, что стало возможным в связи с развитием торговых связей в XVI веке, которые налаживались морем через Архангельск [3].
Только в следующем XVII веке сахар начинает входить в моду вместе с чаем и кофе. Ввоз продукта в страну с этот период несколько увеличивается, но стоимость делает его недоступным для большинства населения.
Для Петра Великого не существовало неразрешимых проблем, и он издает указ о строительстве сахарного завода в обязательном порядке на собственные средства одного из купцов. Также на новоявленного промышленника возлагалась обязанность содержать предприятие за свой счет.
При низком спросе один завод справлялся с поставленной задачей, но постепенно потребности в сахаре возрастают, и возникает вопрос о поиске источника сырья. В это время в Европе уже имеются предприятия по производству сахара из сахарной свеклы, поэтому перенимается зарубежный опыт и налаживается собственное производство с использованием этого сахаросодержащего овоща. Таким образом, привозной сахарный тростник в XVIII веке полностью заменяется отечественным сырьем.
О вреде и пользе сахара ведутся многочисленные споры, но факт остается фактом: сладкий продукт завоевал любовь человечества и присутствует почти на всех столах мира [3].
1.2 Виды сахара
Сахаром или сахарами часто называют все простые короткоцепочечные углеводы. К углеводам относится целый ряд веществ.
По химическому строению сахара делятся на четыре группы: моносахариды, олигосахариды, дисахариды и полисахариды. Рассмотрим их.
Моносахариды – это простые углеводы, которые не расщепляются при гидролизе, наиболее важными из них являются гексозы: глюкоза, фруктоза и галактоза. Если представить себе углеводы в виде конструктора из кубиков, то моносахариды – это самые маленькие кубики конструктора.
Олигосахариды – это углеводы, которые состоят из нескольких моносахаридных остатков – от 2 до 10.
Самые важные для нас дисахариды: сахароза, мальтоза и лактоза. Дисахариды состоят из 2 кубиков вместе, а другие олигосахариды включают в себя до 10 кубиков вместе. Именно моно– и дисахариды и называют «сахарами», поскольку они обладают сладким вкусом. В природе в свободном виде наиболее распространена D-глюкоза (виноградный сахар или декстроза, С6Н12О6). Полисахариды – это очень длинные молекулы – цепи, образованные из моносахаридов. Это сложные углеводы, которые состоят из простых. Если представить их в виде конструктора, то это будут длинные и очень длинные цепи из множества кубиков. Они не обладают сладким вкусом. Полисахариды могут быть перевариваемые – крахмал и гликоген, и не перевариваемые – растительные волокна, из которых наиболее важными являются клетчатка, гемицеллюлоза и пектин.
До поступления в кишечник сахарами мы называем сладкие углеводы –моно– и дисахариды.
Что же происходит у нас в организме после всасывания сахаров? [3].
Все сахара после всасывания в кишечнике поступают в кровь в виде одной структурной единицы – мономера – глюкозы. Именно глюкоза входит в состав дисахаридов – сахарозы, мальтозы и лактозы, из глюкозы построены длинноцепочечные полисахариды: гликоген, крахмал, целлюлоза.
И фруктоза, и галактоза также являются источниками глюкозы, которая образуется из них в печени.
Таким образом, получается, что для организма не имеет значения, съели ли вы кусок сахара (содержит сахарозу), выпили ли стакан молока (содержит лактозу), съели ли фрукт или мед (содержит глюкозу, сахарозу и фруктозу), картофель или макароны (содержат крахмал). Он все равно получит энергию, заключенную в этих углеводах, и поступит она в кровь только в виде одной структурной единицы – мономера – глюкозы.
Именно глюкозу часто называют сахаром крови. А заболевание, связанное с избыточной циркуляцией глюкозы в крови, называют сахарным диабетом.
Итак, глюкоза – это все, что остается в организме от всего разнообразия перевариваемых углеводов растительной пищи. Практически все эффекты и биологическая роль углеводов проявляются в организме действием глюкозы [2].
1.3 Вред сахара
Имеется ли у вас зависимость от сахара? Если ответ «да», вы далеко не одиноки.
Пищевая промышленность скармливает каждому из нас по 63,5–68 килограммов сахара в год. Еще 18 процентов калорий мы получаем из белой муки, которая ведет себя в организме почти как сахар. Неудивительно, что мы превратились в сахарных наркоманов. Как и многие другие вызывающие привыкание вещества, сахар на какое-то время улучшает самочувствие, а потом наносит организму мощнейший удар.
Существует четыре основных вида зависимости от сладкого. У каждого из них — свои причины, но из-за избытка сахара человек в любом случае чувствует себя хуже. Устранив причины именно вашего типа зависимости, вы не только перестанете отчаянно жаждать сладкого, но и почувствуете себя намного лучше.
Люди едят сладкое тысячи лет. Сахар присутствует в любой натуральной пище. Но он всегда был не проблемой, а лакомством. Сегодня же более трети потребляемых калорий мы получаем из сахара и белой муки, которую добавляют в продукты во время производства, а наш организм просто не приспособлен справляться с такой огромной дозой.
Поначалу сахар дает прилив сил, однако уже спустя несколько часов человек выдыхается, и ему требуется новая порция. В этом отношении сахар похож на ростовщика, дающего взаймы энергию: он отнимает больше сил, чем дает. В конце концов, человек уже не может платить по кредиту: его силы на пределе, он испытывает раздражение, его мучают перепады настроения [1].
Кроме быстрой усталости и психологических проблем сахар порождает множество долгосрочных проблем со здоровьем. Например, за последние 15 лет потребление высокофруктозного кукурузного сиропа выросло на 250 процентов, и за тот же период примерно на 45 процентов подскочила заболеваемость диабетом. Иногда сахарная промышленность пытается сбить общественность с толку и утверждает, что кукурузный сироп — это не сахар. Но с точки зрения организма это все тот же сахар, причем более вредный, чем произведенный из сахарного тростника.
Вот лишь некоторые хронические проблемы со здоровьем, связанные с избытком сахара в пище: синдром хронической усталости, многие виды болей, ухудшение иммунитета, хронический синусит, рак, болезни сердца, гормональные нарушения, синдром дефицита внимания с гиперактивностью.
Список далеко не полон. Настоящий перечень растянулся бы на множество страниц! Кроме того, сахар не лучшим образом влияет на настроение: это вам скажет любой сладкоежка. Так что весьма вероятно, что, если бы производители сахара попытались сегодня получить одобрение.
Тем не менее, в нашей диете сахар присутствует повсеместно, им буквально напичканы продукты, которые мы едим и пьем. Учитывая, что из сахара и белой муки мы получаем треть калорий, а современная жизнь доставляет нам все больше стрессов, на наших глазах нарастает девятый вал медицинских проблем. При употреблении сахара подскакивает уровень глюкозы в крови, взлетает инсулин, по всему телу откладываются запасы жира. Ожирение, которое часто сопровождается диабетом и сердечными заболеваниями, — всего лишь одно из последствий диеты с повышенным содержанием сахара [1].
2 Практическая часть
Отказаться от сладкого бывает непросто. Это слишком удобный и легкий способ получить удовольствие и энергию. Но за все приходится платить. Сахар работает как организация «Кредит за 2 минуты»: получить деньги легко и просто, но платить за это приходиться очень дорого, переплата составляет несколько сотен процентов. И платим мы своим пошатнувшимся здоровьем, расплывшейся фигурой, плохим самочувствием.
Я решила провести эксперимент на себе, исключив из питания сладости, булочки, фастфуд, переработанные продукты, газировку и фруктовые напитки.
До эксперимента я питалась всем, чем только можно было и нельзя. Мой рацион составлял около 2300 калорий в день. Например, как минимум, я потребляла по одной булочке со сгущенкой в день, а как известно, в одной булочке содержится 14 ложек сахара. Также сахар, добавленный в чай в количестве двух чайных ложек. Бывало так, что из – за нехватки времени для приготовления нормальной пищи я питалась бутербродами с колбасой и сыром, йогуртами, сырками. В среднем, в колбасе содержится 20 чайных ложек сахара на килограмм продукта, в буханке хлеба 4 чайных ложки сахара, в небольшой баночке йогурта целых 8 чайных ложек сахара.
Во время эксперимента в моем рационе была только здоровая пища - мой рацион составлял также как и при не правильном питании, около 2300 калорий в день: 50% — жиры (авокадо, орехи), 26% — белок (рыба, мясо, яйца) и 24% — углеводы (свежие овощи). Питалась через каждые 2,5 часа, но по чуть – чуть. Перед приемом пищи за 20 минут выпивала стакан воды.
В результате эксперимента, который длился два месяца, вес снизился с 67,9 до 61 кг, учитывая то, что количество потребляемых калорий осталось таким же. Также были произведены замеры, в общей сумме ушло лишних 50 см. При этом не было посещения фитнес зала, присутствовали только простые домашние физические упражнения и много ходьбы. После отказа от "лишнего" сахара были "ломки", было очень тяжело и плохо. В ходе эксперимента также мне удалось выяснить, что «полезные» продукты скрывают сахар. Производители продуктов питания используют хитрости и уловки, чтобы заставить нас потреблять «полезную» пищу. Ужасно то, что индустрия пищевой промышленности строится таким хитрым образом, что нас пытаются убедить в правильности нашей системы питания и полезности тех продуктов, которые мы употребляем. На деле же нас просто подсаживают на "сахарную иглу", вынуждая покупать все больше и больше. Запомните, что надпись на упаковке продукта "диетический" вообще ни о чем не говорит.
Если вы твердо решили отказаться от сахара, нужно не просто перестать класть его в чай и кофе, но и внимательно относиться ко всему, что отправляется к вам в желудок. Рекомендуется снизить потребление сахара до 6 чайных ложек.
Не так уж важно количество потребляемых калорий, но важно то, откуда мы эти калории берём. Читая этикетки в магазине, не забывайте, что чем ближе ингредиент к началу списка, тем выше его содержание. Вот почему ежедневно мы едим сахара в 5 раз больше нормы.
Мы все сахарозависимые наркоманы. Особенно это касается детей. И с этим я, безусловно, соглашусь. Сахар встраивается в метаболизм нашего организма почище героина и наше самочувствие, а особенно настроение, начинает напрямую зависеть от того количества сладкого, какое мы приняли с утра.
А теперь представьте - мы постоянно едим не менее 20 ложек сахара в день! И с усердием считаем калории, но это не приводит к результатам, потому что продукты, которые можно купить в супермаркете и которые кажутся нам безобидными (йогурты, мюсли и т. д.), на деле просто сахарные бомбы.
Заключение
Калории не равны друг другу. Кажется, что нужно просто тратить больше, чем потребляешь. Но на деле, калории, получаемые из сахара, наносят вред организму и их нужно минимизировать. То есть нельзя поставить себе условие есть определенное количество калорий в день и питаться чем попало, при этом ожидая внушительных результатов.
Нужно питаться максимально простой едой. Это я знала и раньше, но никогда не думала, что за йогуртом тем же скрываются такие неприятные вещи. Если и покупать магазинные продукты, то контролировать, чтобы сахара в них не было или было совсем немного.
Сахар напрямую влияет на настроение. Все эти классические скачки, от радости до подавленности, в большинстве случаев обоснованы не тем, что "я вся такая внезапная", а резкими подъемами и падениями уровня сахара в крови. Чем больше съедаешь за раз сахара, тем быстрее организм пытается понизить уровень сахара в крови, выделяя инсулин, после чего уровень сахара резко падает, и теперь организм вынужден выделять адреналин, чтобы уровень этот поднять. Эти качели разбалтывают нервную систему и приводят даже к паническим атака (что, собственно говоря, я пережила и больше не хочу).
Обезжиренные продукты не всегда диетические. В нашем мире принято считать диетическим обезжиренные продукты, но на деле в них может быть гораздо больше сахара, чем в откровенно вредных продуктах.
Конечно, полностью избавиться от него невозможно. Сахар, как и пластик, везде. Но, даже, если мы уменьшим его содержание в своем питании хотя бы на 30 %, наше тело будет нам безмерно благодарно и ответит здоровьем, силой и энергией.
Список используемых источников и литературы
1. Фадеева Н. И. Как заблуждения убивают нас.- М.: Эксмо.: 2015 г. - 200 с.
Интернет-ресурсы:
2. https://zdorovyda.ru/saxar/ - Чем вреден сахар.
3. http://food-tips.ru/000103748-saxar-istoriya-proisxoz..– Сахар: история происхождения продукта и появление его в России.