Rodzaje węglowodanów

Jak dzieli się węglowodany według budowy chemicznej?

Polskie normy żywienia z 2020 roku dzielą węglowodany według budowy na proste i złożone¹. Są to związki węgla, wodoru i tlenu, nazywane też sacharydami lub cukrowcami. Wśród cukrów prostych, czyli monosacharydów, najczęściej występują heksozy: glukoza, fruktoza, galaktoza i mannoza. Do węglowodanów złożonych normy zaliczają:

• disacharydy, czyli dwucukry: sacharozę z glukozy i fruktozy, laktozę z glukozy i galaktozy oraz maltozę z dwóch reszt glukozy;
• oligosacharydy, zbudowane z 3–10 reszt cukrów prostych, na przykład rafinozę, maltodekstryny i fruktooligosacharydy;
• polisacharydy, czyli długie łańcuchy proste lub rozgałęzione: skrobię, glikogen i celulozę z samych reszt glukozy oraz pektyny i hemicelulozy z różnych cukrów.

Klasyfikację przyjętą w 1997 roku na konsultacji ekspertów Organizacji Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa oraz Światowej Organizacji Zdrowia (FAO/WHO) wyznaczają trzy cechy: rodzaj cukrów prostych, stopień polimeryzacji, czyli liczba połączonych reszt, oraz typ wiązania, alfa lub beta². Wyróżnia ona trzy główne grupy: cukry o stopniu polimeryzacji 1–2, oligosacharydy, czyli węglowodany krótkołańcuchowe, o stopniu 3–9 i polisacharydy o stopniu 10 i wyższym. Granica między oligosacharydami a polisacharydami leży więc w polskich normach o jedną resztę dalej.

Prawo Unii Europejskiej na potrzeby etykiet liczy do węglowodanów wszystkie węglowodany przemieniane w organizmie, także alkohole wielowodorotlenowe, czyli poliole, a do cukrów wszystkie cukry proste i dwucukry z wyjątkiem polioli. Poliole, na przykład sorbitol, ksylitol i mannitol, słodzą niektóre produkty.

Które węglowodany są przyswajalne, a które nie?

Przyswajalne są przede wszystkim glukoza, fruktoza, sacharoza, laktoza, malto-oligosacharydy i skrobia. Podział żywieniowy zależy od tego, czy węglowodan ulega strawieniu i wchłonięciu w jelicie cienkim. Celuloza, hemicelulozy, pektyny i oporne oligosacharydy przechodzą przez jelito kręte niestrawione, a częściowo rozkładają je drobnoustroje okrężnicy. Wchodzą w skład błonnika pokarmowego, do którego normy zaliczają też niewęglowodanowe ligniny.

Cummings i Stephen zauważają, że podział chemiczny służy pomiarom i szacowaniu spożycia, ale nie przekłada się prosto na działanie w organizmie. Właściwości grup się nakładają, a na skutki wpływają też cechy fizyczne, jak rozpuszczalność w wodzie, tworzenie żeli i związanie w ścianach komórek roślin. Dlatego obok podziału chemicznego funkcjonują określenia opisowe, na przykład węglowodany złożone i skrobia oporna, a część z nich autorzy uznają za bardziej użyteczne.

W jakich produktach są cukry, a w jakich skrobia?

Glukoza i fruktoza w postaci wolnej występują w owocach, warzywach, ich przetworach i miodzie. W owocach ilość fruktozy i glukozy jest na ogół zbliżona. Sacharoza występuje przede wszystkim w żywności przetworzonej, jako cukier dodany. Laktoza jest cukrem mleka. Cukry dodane mają tę samą budowę cząsteczki co cukry obecne w żywności naturalnie; ich definicje omawia hasło Cukry dodane.

Skrobia jest głównym węglowodanem ziaren zbóż, mąki, kasz, makaronów, pieczywa, suchych nasion roślin strączkowych i ziemniaków. Składa się z amylozy i silniej rozgałęzionej, łatwiej trawionej amylopektyny. Skrobie woskowe, otrzymywane między innymi z odmian ziemniaków i jęczmienia, zawierają dużo amylopektyny i mało amylozy³.

Englyst i wsp. podzielili skrobię na szybko trawioną, wolno trawioną i oporną; w oznaczeniu laboratoryjnym dwie pierwsze frakcje odzwierciedlają tempo trawienia w organizmie⁵. Wynik dla skrobi opornej jest zbliżony do ilości skrobi, która u osób z ileostomią omija trawienie w jelicie cienkim, i wskazuje, ile skrobi prawdopodobnie trafi do fermentacji w okrężnicy. Normy wymieniają cztery typy skrobi opornej: fizycznie niedostępną, granulowaną, żelowaną i retrogradowaną oraz modyfikowaną chemicznie. Wymieniają ją też wśród składników, które mogą wchodzić do błonnika.

Jak organizm utlenia różne cukry w czasie wysiłku?

Według przeglądu Mortona i wsp. z 2026 roku utlenianie glukozy i jej polimeru, maltodekstryny, przyjmowanych w wysiłku rośnie z dawką i osiąga szczyt 0,5–1,1 g/min przy spożyciu co najmniej 1,0–1,2 g/min, czyli 60–72 g/h⁴. Maltodekstryna jest mało słodka, trawi się bardzo szybko i dlatego zachowuje się jak glukoza⁶.

Dla pozostałych cukrów prostych diety, fruktozy i galaktozy, nie prowadzono badań zależności od dawki. W badaniach porównawczych przy spożyciu 0,65–1,2 g/min ich utlenianie było zwykle niższe niż glukozy: fruktozy o 25%, a galaktozy o 50–60%. Niższe utlenianie fruktozy autorzy przeglądu wiążą prawdopodobnie po części z jej wolniejszym wchłanianiem w jelicie lub z koniecznością przekształcenia w wątrobie w glukozę.

Do 60 g/h zaleca się zwykle jedno źródło: glukozę lub jej polimer. Mieszanki glukozy z fruktozą, także w postaci sacharozy, albo glukozy z galaktozą, także w postaci laktozy, mogą jednak być przy takim spożyciu równie dostępne do utleniania, zwłaszcza w długim wysiłku o umiarkowanej intensywności. Przy dużym spożyciu wyraźną przewagę nad samą glukozą daje połączenie glukozy z fruktozą, bo oba cukry wchłaniają się przez różne transportery jelitowe. Ilości w napojach i żelach energetycznych omawia hasło Żywienie w trakcie wysiłku.

Które węglowodany najszybciej odbudowują glikogen?

W badaniu Jozsiego i wsp. po 24 godzinach glikogenu w mięśniach odbudowało się najwięcej po glukozie, a kolejno mniej po skrobi woskowej, maltodekstrynie i najmniej po skrobi opornej. Strawność węglowodanu wpływa więc na odbudowę glikogenu mięśniowego. W tym badaniu, opisanym w przeglądzie Murraya i Rosenbloom, 8 mężczyzn jechało 60 minut na rowerze z intensywnością 75% VO2max, czyli pułapu tlenowego, i wykonało sześć 1-minutowych sprintów, a przez następne 12 godzin dostało 3 000 kcal, z czego 65% z węglowodanów: glukozy, maltodekstryny, skrobi woskowej albo skrobi opornej. W badaniu Goodpastera i wsp. u 10 mężczyzn glukoza i skrobia woskowa zjedzone przed wysiłkiem poprawiły wynik jazdy na rowerze, a skrobia oporna nie.

Przegląd Gonzaleza i wsp. z 2017 roku wskazuje, że odbudowę glikogenu w mięśniach prawdopodobnie maksymalizuje spożycie co najmniej 1,2 g węglowodanów na kilogram masy ciała na godzinę. Podanie tych węglowodanów jako mieszanki glukozy z fruktozą albo sacharozy nie przyspiesza jej bardziej niż sama glukoza lub jej polimery⁷. Glikogen wątroby odbudowuje się przy takiej mieszance mniej więcej dwa razy szybciej niż przy tej samej energii z samej glukozy. Glukoza z fruktozą łagodzi też dolegliwości żołądkowo-jelitowe, gdy spożycie zbliża się do zdolności wchłaniania glukozy w jelicie, około 1,2 g/min, albo ją przekracza.

Przegląd Alghannama i wsp. wskazuje, że sama fruktoza, wykorzystywana głównie do odbudowy glikogenu w wątrobie, nie pobudza w mięśniach jego odbudowy tak silnie jak glukoza lub sacharoza⁸. Przegląd z 2016 roku podaje, że glukoza z fruktozą albo z galaktozą może po wysiłku podwoić tempo odbudowy glikogenu w wątrobie. W chwili jego publikacji nie było wytycznych, jak maksymalnie odbudować glikogen wątrobowy⁹. Ilości węglowodanów po wysiłku omawia hasło Posiłek potreningowy i „okno anaboliczne”.

Jakie są ograniczenia badań nad rodzajami węglowodanów?

Porównanie skrobi woskowej i opornej w przeglądzie Murraya i Rosenbloom opiera się na dwóch małych badaniach z udziałem 8 i 10 mężczyzn. Ten sam przegląd przytacza wniosek Burke i wsp., że odbudowa glikogenu w dłuższym czasie, co najmniej 24 godzin, nie zależy od pory ani rodzaju węglowodanów, a najbardziej od ich łącznej ilości. Murray i Rosenbloom uznają dalsze badania skrobi woskowych za potrzebne z powodu ich niedostatku. Różnice w utlenianiu fruktozy i galaktozy pochodzą z badań porównawczych przy umiarkowanym spożyciu, bez badań zależności od dawki.

Najczęstsze pytania

Czy fruktoza jest w wysiłku gorszym paliwem niż glukoza?

Przyjmowana osobno zwykle tak: w badaniach porównawczych jej utlenianie było o 25% niższe niż glukozy. Przy dużym spożyciu połączenie glukozy z fruktozą daje jednak wyraźną przewagę nad samą glukozą.

Czym różnią się oligosacharydy od polisacharydów?

Liczbą połączonych reszt cukrów prostych. Polskie normy zaliczają do oligosacharydów związki z 3–10 resztami, klasyfikacja FAO/WHO te o stopniu polimeryzacji 3–9, a dłuższe łańcuchy to polisacharydy.

Czy cukier dodany różni się budową od cukru obecnego w żywności naturalnie?

Nie. Ten sam cukier ma taką samą cząsteczkę bez względu na to, czy dodano go do produktu, czy występuje w nim naturalnie.

Czy rodzaj węglowodanów zmienia odbudowę glikogenu w ciągu doby?

Nie w dłuższym czasie. Według wniosku Burke i wsp. odbudowa glikogenu w ciągu co najmniej 24 godzin zależy najbardziej od łącznej ilości węglowodanów, a nie od ich pory ani rodzaju.

Zobacz też: Węglowodany w sporcie.

Artykuły: Dieta sportowca.