Íslendingar eru með feitasta fólki í heimi. Það segir tölfræðin. Heilir árgangar af fólki eru of feitir og við öll vitum það. En það er viðkvæmt mál og helst má enginn snerta það málefni.  En það hafa verið rituð heil ósköp um málið, en lítið stendur eftir í útskýringum. Hvers vegna er það? 1)  Ein skýring er sú, að þetta eru mjög flókin mál.  Og svo annað: Mjölvaefnin í matvælum hafa verið kölluð kolvetni. Það er alrangt. Þau heita kolhydröt. Skiptir það verulegu máli? Já, það skiptir verulegu máli. Það er að mjölvaefnin hafa verið rangnefnd í marga áratugi í öllum kennslubókum um efnið, sem ég hef komist yfir. Megum við ekki skíra kjúklinga kalkúna? Nei, það veldur ruglingi.  Og það sem meira er. Ég veit um enga aðra þjóð en okkur, sem kallar mjölvaefnin kolvetni. Það er málfarslegt og kennslubóka-vandamál að skýra það allt saman.

Kolvetni eru efni eins og steinolía eða bensín og eiga ekkert að vera í matvælum.

Skoðið formúluna:  Cn (H2O)n  sem er almenn formúla fyrir mjölvaefni eða sykrur. Er ekki augljóst að þessi efni eigi að heita kol-hydröt? Þau eru búin til úr frumefnum kolefnis og vatns.

2) Meðal fólks hefur leynst sú skoðun, að borðsykur eða súkrósi sé einn aðalvaldur fitu. Og sé á einhvern hátt bundinn eða tengdur „kolvetnum.“ Rétt er að súkrósi getur verið nokkur fituvaldur eða hitaeiningagjafi, en hann er miklu fremur sykra, sem veldur vandamálum í æðum og efnaskiptum (sbr. sykursýki) og barnaóvana auk þess sem hann er sætugjafi í matvælum. – Aðalefnið, sem öll mjölvaefnaskiptin snúast um er:  Glúkósi Hann er efni, sem heimurinn snýst um. – Til að draga fram mikilvægi hans verður fjallað í eftirfarandi undirköflum. –  Allt tré og öll tré og trjáblöð í heiminum er samansett af glúkósa, að vísu á flókinn hátt.  Náttúran er byggð upp af glúkósa sem og jarðargróður af öllu tagi og kornmeti.

Hér má sjá 4 glúkósaeiningar, en þær eru tengdar saman með svokölluðu alfatengi.

Það hefur ekki tilgang hér að fara nákvæmlega niður í stereákemíska tengingu glúkósaeininga.  En þessi tenging skiptir geysilega miklu máli. Þegar svokölluð alfatenging er, þá er efnið kolhydrat, en þegar snúið er uppá tenginguna stereókemískt (rúmtakslega eða efnafræðileg lögun), þá fær maður beta-tengingu. Þannig keðjur (alfa) af glúkósa eru vel meltanlegar í maga venjulegra dýra eins og mannsins og helstu húsdýra. Ef glúkósinn er tengdur í keðjum með svokölluðu betatengi, þá eru þau ekki meltanleg eða kljúfanleg í maga okkar og t.d. fugla og svína. Þannig keðjur af glúkósa (betatenging) mynda tréni eða tré og harðefni í plöntum.  – Í maga jórturdýranna eru gerlar, sem kljúfa betatengin. Því er tréni nýtanlegt í fóðri jórturdýra og hesta, svo dæmi séu tekin. Þannig er hægt að fóðra kýrnar með Morgunblaðinu.

3) Magn kolhydrata á heimsvísu. (áður nefnd ranglega kolvetni, ennþá einu sinni) og eiginleikar þeirra. Kolhýdrötin venjulegu eru fyrst of fremst langar glúkósakeðjur, eða fjölglúkósi, og einstaka þeirra er með hóp bundinn, sem kallast mætti trénishópur. Einnig eru þvertengi á milli alfakeðjanna. Núorðið eru kolhýdrötin meginorkugjafi í mat allrar heimsbyggðarinnar.

Í töflunni að neðan ( Tafla 1.) má sjá % heildarorku í fæði eða mat einstakra þjóða. –  Talan fyrir Ísland er afbrigðileg í þessari töflu. Skýringin er sú, að í íslenskum mat er mjög mikið um mjólkurafurðir, prótein og fitu. Prótein er dýrasti þátturinn og því er hlutfall próteins í mat þjóða yfirleitt miklu lægra en hjá okkur Íslendingum. Hjá Afríkuþjóðunum er neyslan aðallega byggð á kornmeti og plöntuafurðum eins og sjá má í töflu 1. – Í sumum ríku þjóðunum er þó mikið af kjöti og meira, en gengur og gerist meðal flestra annarra þjóða. Af tölunum í töflunni má sjá, að kornmeti er stærstur hluti af hitaeiningum (eða vatnsfríum þunga af matvælum) allrar heimsbyggðarinnar:

Tafla 1.

Greinilegt er, að megnið af orku í matvælum allra þjóða eru kolhydröt. (mjölvaefni) og auk þess nokkuð af súkrósa (sérframleiðsla) og laktósa (úr mjólk) eða mjólkursykri. Þar sem framleiðsla á dýraafurðum (kjöt, fiskur) er tiltölulega ódýr, (Bandaríkin, Argentína) er mikið neytt af því og þá kemur hlutfallslega aðeins minni orka frá kolhýdrötum. En í næstum öllum öðrum löndum er hlutfallið mun hærra. Það byggist á því, að framleiðsla plöntuafurða er ódýrasta matvælaframleiðslan nánast alls staðar. Þar er framleitt korn ásamt grænmeti og ávöxtum til matar og tiltölulega minna af dýraafurðum. En orkan kemur úr kolhýdrötunum og fyrst og fremst þeim, sem eru í mjölvaástandi.

4) Orka í matvælum. Líffræðileg orka í aðalflokkum matvæla er eftirfarandi: – Prótein: 4,1 kcal/g (4,1 kílókalóría í grammi), fita: 9,0 kcal/g, kolhydröt : 4,0 kcal/g. Þessar tölur eru ekki hárnákvæmar en nægilega nákvæmar til að fara eftir þeim í tengslum við matvæli og fara að nokkru leyti eftir öðrum atriðum, sem getið verður sérstaklega. Gildin fara að nokkru leyti eftir öðrum atriðum, sem fjallað verður um sérstaklega (matvælaframleiðsla, aðferðir). Ef reiknuð er út heildarorka frá einstökum matarflokkum þá er ljóst, að kolhydrötin eru stærsti þátturinn eða viðamestur. Og matarorkay er ódýrust almennt í kolhydrötum. Það byggist aðallega á því, að með iðnbyltingunni jókst framleiðsla á korni af öllu tagi á ökrum Evrópu og Ameríku og í seinni tíð einnig í Suður-Ameríku og Ástralíu.  En próteinin eru lífsnauðsynleg, þ.e. megnið af þeim. Þau brotna niður í 20 amínósýrur, en helmingur þeirra er lífsnauðsynlegur. Fitan nýtist að mestu sem orkugjafi, sem er með mikilli orku eins og áður segir.

„Við lifum í glúkósaheimi.“ En fjölglúkósakeðjur með beta-samtengingum meltast ekki í mögum okkar eða húsdýra utan jórturdýranna, kúm og kinda og hesta, sem hafa öðru vísi magakerfi en maðurinn. Þannig geta þau dýr (ásamt fuglum og skordýrum) melt næstum allan grasgróður á landi og eru eða voru forsendur nýtingar á grasgróðri á landi. Þau geta einnig melt venjulegt tré ef það er rifið niður nægilega smátt eins og sag. Þau geta einnig melt dagblaðapappír eins og áður getur.

Þau þekja næstum því yfirborð jarðar sem plöntur af ýmsu tagi. Langstærstur hluti plantna eru fjölglúkósakeðjur, en hluti þeirra tengist beta-tengingum. Allt timbur á yfirborði jarðar er byggt upp af glúkósa með beta-tengingum. Hvorki meira né minna.

5) Efnasamsetning helstu kolhýdratamatvæla. Kolhýdröt (mjölvi) eru mjög mismunandi  mikil í helstu matvælum. Áður hefur komið fram, að kolhýdrötin eru stærsti hluti matvæla mannsins (Tafla 1.) og þau matvæli, sem leggja mest af kolhýdrötum af mörkum má sjá í Töflu 2. Þar má sjá, að öll helstu kolhýdratamatvæli eru korntegundir og kartöflur. En efnainnihaldið er einkennilega líkt  frá einni korntegund til annarrar og er þá mjölvinn rétt rúmlega 2/3 af korninu. Í kartöflunum er svo mikið vatn, að það verður að taka burt fyrst og þá sér maður að kartöflur eru næstum eins og korntegundirnar með mjölva liðlega tveir þriðju.

Neðst í Töflu 2. má sjá heildarframleiðslu heimsins á korntegundunum hverri fyrir sig. Þá sér maður, að hveitið er ein helsta tegundin og jöfn á við maísinn og hrísgrjónin.  Maísinn fer hérlendis að mestu leyti í dýrafóður, en hann er líka notaður í matvæli, aðallega í Bandaríkjunum, sem nota hann á ýmsan hátt og ekki bara í poppkorn. Hann er notaður í brauð og ýmis unnin matvæli eða iðnaðarmatvæli eða í hitasprengdu morkunkorni. Hrísgrjón eru aðalmatvæli fjölda þjóða í Asíu. Hér á Íslandi er hveitið aðaluppspretta mjölva.

Ef farið er út í bakarí má sjá, að næstum allar vörur eru byggðar á hveiti að meira eða minna leyti. (sjá mynd). Þó má sjá dökkt rúgbrauð af ýmsu tagi. Hveitivörurnar líta mjög mismunandi út. Þær er t.d. unnar úr fínasta hvíta hveitinu, heilhveiti af ýmsu tagi með mismunandi miklum ytri lögum hveitikornsins og klíði möluðu og sigtuðu með heilkorni (misstór sigtunarop) og reyndar fjölmörgum tegundum eða þáttum í hveitikorninu auk þess sem hveitikornið er mismunandi. –  Þó má sjá, að bygg er líka framleitt í umtalsverðu magni og notað í matvæli til daglegs brúks. Þá er stuðst við byggmjöl aðallega og það notað í blöndur af mjöli, sem notað er til brauðframleiðslu, en bakarar þekkja ýmsar hliðar á bygginu. – Frá því ég var barn man ég vel eftir svokölluðu bankabyggi, sem notað var i grauta.

Tafla 2.)

6) Orkugjafar helstu efnaflokka matvæla eru þrír. Prótein, fita og mjölvi. Þar fyrir utan má telja t.d. alkóhól og önnur efnafræðileg alkóhól sem og mjólkursýru og glyserol.  Í þeim samanburði, sem hér er gerður þá er því haldið fram, að mjölvinn sé mikilvægastur. Það byggist á því, að mjölvinn er fljótastur að hafa áhrif lífeðlisfræðilega. Prótein innihalda lífsnauðsynlegar amínósýrur, en eðli þeirra mála er nokkuð óskylt því sem hér er um fjallað.  Ef neytt er máltíðar af mat, sem samanstendur af þremur tegundum orkugjafa, þá má best sjá mismuninn á mynd  a)

Melting meginefnaflokka. Myndin sýnir almennt yfirlit um meltingu efnaflokkanna í matvælum. Munurinn á efnaflokkunum eða efnunum prótein, fita og mjölvi kemur hér skýrt fram. Eftir 1 klst. er melting mjölvans í fullum gangi, en melting próteina rétt byrjuð. Ef haldið er áfram að borða og þá byrjað aftur eftir 1 klst. þá er ljóst, að mjölvinn hefur meginþýðinguna. ,,Hann meltist fyrst“ og skilar glúkósa af sér. Próteinmeltingin tekur síðan við nokkru seinna og fitan meltist mun hægar. Þau efni meltast síðar og koma sinni orku til skila þótt síðar verði. – Í þessu sambandi vakna margar spurningar.  Hvers vegna skiptir þetta svona miklu máli þar sem öll efnin skila sinni orku til þess líkama, sem neytir ?

Myndin sýnir hvernig efnaflokkarnir meltast í meltingarfærum mannsins, en myndin er skematísk, þ.e. gildir almennt, en einstök dæmi geta gefið lítillega öðruvísi mynd. Myndin er fengin með því að fylgjast með meltingarhraða einstakra efnaflokka í tilraun, en þá má gera með því að einfaldlega vigta eða ákvarða öðru vísi hvað mikið af efni er eftir í meltingarvegi og er ómelt eftir svo og svo langan tíma. Þá eru efnin vegin eða titruð.

En hvað skiptir hér öllu máli? Það er myndun glúkósa, en eins og áður hefur verið fjallað um þá mynda kolhýdrötin glúkósa með tilverknaði lífhvata.  Sykra eða kolhýdrat Cn(H2O)n + H2O = Glúkósi C6(H2O)6 + C(n-6)(H2O)(n-6). Svo heldur meltingin áfram og annað mólekúl glúkósa losnar. – Þannig gengur kolhýdratið til þurrðar.

7.) Mismunur á milli mjölvategunda. Þegar mismunandi sykrur eða kolhýdröt eru skoðuð þá kemur í ljós mikill eðlismunur á þeim.  Tilraunir hafa sýnt með einstakar mjölvategundir, að þær veita glúkósa mishratt inn í blóðfarveginn eða með mismunandi þrýstingi.  Gerðar eru mælingar á glúkósa í blóði eftir neyslu á tilteknu magni af mjölva (alltaf sama magnið af mjölva notað) í skýrt skilgreindum mjölva, bæði hvað varðar uppruna og meðferð. Mælingarnar eru eingöngu samanburðarmælingar og þá er miðað við að staðlað franskbrauð gefi töluna 100 í GI (glycemic index eða glúkósavísi) einingum. Við getum alveg eins notað hér hugtakið „glúkósavísir“, en þá er í raun mælingar á glúkósa í blóðfarveginum, sem eru í mælingagrunni.

Tafla 3) ,,Glúkósavísar“ í helstu matvælum sem eru með umtalsverðum kolhýtrödum

GV í töflunni eru vísbending um hversu mikill þrýstingur er á glúkósalosun í meltingarvegi og uppsogun inn í blóðfarveginn (alltaf sama magn mjölva). Það er bara hægt að útskýra mismuninn efnafræðilega ef með þarf. GV talan fæst í byrjun mælingar, en fljótlega dregur úr henni í mælingum og hún lækkar eftir því sem meira hefur uppsogast í blóðfarveginn. Talan endurspeglar eðliseiginleika einstakra kolhýdrata í byrjun meltingar. En ekki nákvæmlega því matvælaiðnaðurinn framkvæmir athafnir, sem hafa veruleg áhrif á GV sbr. tafla 3), GV er því bara lausleg ábending en enginn staðall.

8). Hvaða þýðingu hefur GV talan? Mjölvi með háa tölu gefur vísbendingu um meltingarhraðann.  Háar tölur benda til mikils meltingarhraða. Rannsóknir á glúkósastyrk í blóðfarvegi benda til þess, að til séu efri mörk á styrk glúkósa. Insúlín er hormón, sem stuðlar að „nýtingu“ á glúkósa, en það er flókið mál allt saman. En framleiðsla á glúkósa í blóði er sambærilegt við kyndingu á gufuvél. GV er kyndarinn, sem mokar glúkósa inn í kerfið. Glúkósi er orkueining, sem myndar hita eða fitu í kerfinu, sem sest að í fituvef (adipose tissue). Orkuþurrð í kerfinu tekur glúkósa með þökkum, en gnægð glúkósa leiðir til útskilnaðar á fitu. Þau efni, sem hafa háa GV tölu eru virkari glúkósamokari en önnur efni af sömu ástæðum og lýst er að framan. Þau valda því fljótt, að mörkum á nýtingarhraða á ,,glúkósa“  er fljótt náð og adrenalínframleiðsla í kerfinu er á fullu. Hún stuðlar að nýtingu og niðurbroti á glúkósa til orkuframleiðslu eða fituútskilnaðar.-  En það er ekki bara útskilnaðurinn á glúkósa í stuttan tíma heldur í lengri tíma. Þá þarf eina neyslumáltíðina ofan í aðra til að viðhalda glúkósaþrýstingnum í kerfinu. Og ein neyslan ofan í aðra er forsenda fitusafnaðar.

Hver neytir matar þannig? Til er nokkuð, sem heitir glúkósafíkn. Allir þekkja svokallaða sykurfíkn, en þá er átt við eftirsókn í sykur eða súkrósa. Sú fíkn er ekki eins virk og glúkósafíkn, sem skilar heilli „dímensjón“ meiri orku en sykurfíkn. – Glúkósafíknin er væntanlega ekki eins áberandi og sykurfíkn, en hún tengist neyslu á miklu meira magni.

Dæmi: Ungur drengur kemur inn í sjoppu og kaupir sér eina kók og kexpakka. Hann drekkur kókið og borðar nokkrar kexkökur, en þær innihalda 50 g af virkum mjölva, en kókið inniheldur 18 g af súkrósa. Drengurinn fær fimm sinnum meiri orku með hveitinu í kexinu en með súkrósanum í kókinu. Auk þess er hveitimjölvinn mun hraðari mokari en súkrósinn.

9).  Fitnunarhætta og mjölvaneysla. Ef fólk borðar mat, sem inniheldur kolhydröt þá nýtast þau fljótt sem fyrr segir. Glúkósainnihald nær fljótt þolmörkum, en það er væntanlega adrenalín, sem takmarkar nýtinguna. Ef farið er yfir mörkin þá safnast glúkósi fyrir og bíður nýtingar. Ef fólk borðar mikið af mat, sem inniheldur glúkósa í virku ástandi eða fljótlosandi ástandi þá fær það tilfinningu mettunar eða saðningar (andstæðu svengdar). Það eitt og sér á ekki að leiða til offitu, ef matarins er neytt á tilteknum matmálstímum. Það er eins og efri mörk nýtingar geti hækkað, ef fólk temur sér þessa neyslu og það borðar umfram heilbrigða mettunartilfinningu. Ef slíkt gerist oft og til langframa þá er eins og efri mörkin á glúkósastyrk í blóði geti hækkað (neysluþol vex) og þá myndast ákveðin fíkn í glúkósa. Þegar þannig ástand hefur myndast og einstaklingur neytir viðvarandi matar með ,,virkum kolhýdrötum“ þá tekur ofneysla við og síðan myndast offita. Fitan sest mjög víða á líkamanum.

Fitnunarhætta heilbrigðs fólks er ekki bara afleiðing af neyslu tiltekins mjölva heldur líka hversu mikils af honum er neytt. Þau valda því fljótt, að mörkum nýtingarhraða á ,,glúkósa“ er fljótt náð og adrenalínframleiðsla í kerfinu er á fullu. Hún stuðlar að nýtingu og niðurbroti á glúkósa og nýtingu á orku. Viðvarandi neysla á hávirkum glúkósagjöfum hækkar efri þolmörk glúkósa í blóðkerfinu. Það samsvarar því að kyndarinn fái stærri katla til að kynda. Og hann fýrar undir kötlunum með kolum. Persónan neytir þá meira af virkum mjölva eða hefur hæfni til að geta það. Og mjölvi með háar GV tölur er virkari fitnunarvaldur en annar með lægri tölur. – Þetta er á nokkurn hátt sambærilegt við áfengisdrykkju.

Einn maður er líklegri til að fá áfengissýki ef hann drekkur mjöð reglulega með hárri prósenttölu af áfengi  í staðinn fyrir annan mjöð með lægri tölu. – Feitur eða feitlaginn maður kann að hafa vanið sig á viðvarandi mjölvaneyslu og heldur áfram að fitna. Hann velur kannski matvæli með háum GV tölum, en það eru hin þróaðri matvæli í matvælaiðnaði.

Mynd c) sýnir hvernig matvælaiðnaður breytir innihaldi af mjölva. Beitt er mölun, sigtun og hitameðferðum, þ.e. suðu og bakstri, fitusteikingu og hitasprengingu. Til viðbótar koma aðferðir bakara og kokka á sín matvæli við lokaundirbúning fyrir neyslu. Næstum allar umræddar meðferðir leiða til hærri GV talna og væntanlega bragðbætinga einnig. Mynd c) sýnir yfirlit og hvernig aðferðir geta breytt eiginleikum matvæla. Öll matvæli, sem komin eru inn í litla hringinn á Mynd c) eru orðin virkustu matvælin. Eins og áður segir, þá eru þau varasömust út frá þeim sjónarmiðum, að þau séu í raun hættuleg feitu fólki.

Höfundur:  Jónas Bjarnason Dr. rer.nat. Efnaverkfræðingur hjá Technische Universitat Munchen, Dosent fv. hjá Háskóli Íslands, læknadeild

Þessari grein fylgdu myndir árið 2015 þegar hún var fyrst sett á síðuna en því miður töpuðust þær þegar síðan var uppfærð í nóvember 2018.  I.S.

Flokkar:Ýmislegt

Flokkar/Töggbeta-samtenging, fita, glúkósa, glúkósi, hrísgrjón, hveiti, kolhýtrat, kolydröd, maís, mjölvi, offita, prótein