Тема 3. Современная наука о питании, роль и значение основных компонентов пищи

2.1 Цель работы:

- ознакомиться с основными терминами в области полезности пищевых продуктов;

- изучить методы определения биологической ценности пищевых белков, определить биологическую ценность белков на конкретных примерах;

- ознакомиться с формулой сбалансированного питания по А.А. Покровскому

2 Общие теоретические сведения

Пищевая ценность продуктов характеризуется химическим составом и органолептическими показателями. Когда употребляется термин «биологическая ценность» обращают внимание на присутствие в продуктах широкого набора незаменимых аминокислот, незаменимых жирных кислот, витаминов, жизненно важных микроэлементов, т.е. всех групп биологически активных веществ.

Вещества (нутриенты), присутствующие в пищевых продуктах обнаружены в огромном количестве. Человек постоянно должен потреблять более 600 пищевых веществ, среди них неорганические (вода, минеральные элементы) и органические (белки, жиры, углеводы, органические кислоты и др.).

Белки – наиболее ценные пищевые вещества и в питании человека занимают особое место, так как в отличие от углеводов и жиров, которые в организме могут взаимозаменяться, белки для удовлетворения физиологической потребности должны поступать с пищей. Одна из сложных проблем в питании - получение достаточного количества пищевого белка. Белки являются пластичным строительным материалом. Из них состоят мышцы, связки, частично кости, хрящи, кровь и все внутренние органы. Из них построены ферменты и многие гормоны. Наиболее сложные белки – нуклеопротеиды – носители наследственных свойств организма, связанные с нуклеиновыми кислотами РНК и ДНК. Недостаточное поступление белков в организм вызывает замедление роста, умственного развития, кроветворения, снижения устойчивости организма к заболеваниям. Хроническое недополучение белков может привести к гибели, а при чрезмерном потреблении поражается печень и почки, развивается ожирение, образуется большое количество мочевой кислоты, и как следствие, заболевание суставов, появление подагры, образование камней в мочевыводящих путях. Белки построены из органических веществ – аминокислот с числом до 20, которые считаются заменимыми (12) и незаменимыми (8).

Белки являются полноценными, если содержат все незаменимые аминокислоты и неполноценными, если отсутствует хотя бы одна. Особенно ценными являются три незаменимых аминокислоты – триптофан, лизин и метионин. Повышенное количество триптофана содержится в молоке, мясе, зерновых; лизина - в мясе, продуктах из крови, рыбе, твороге и яйцах; метионина в твороге, мясе, горохе, фасоли, сое. Белки расщепляются в организме с помощью ферментов до аминокислот, из которых строятся белки организма человека. 1г. белков выделяет 4 кКал при расщеплении или 16,744 кДж энергии. По степени усвоения и использования организмом белковые продукты можно расположить: яйца (90-100%), молоко (83%), творог (75%), мясо (более 70%), рыба, картофель, хлеб, овощи, бобовые.

Растительные белки хуже усваиваться в связи с содержанием клетчатки, усвояемость – 50-70%. Потребность человека в белке неодинакова и зависит от возраста, пола, условий работы, здоровья. Для рабочих людей потребность в сутки 1,5 г на 1 кг массы тела, для малоподвижных – 1 г на 1 кг массы тела. Суточная потребность для взрослого человека 60-120 г, среди них 50-55% - животные белки. По содержанию белков пищевые продукты можно расположить: сыр, фасоль, горох, мясо, творог, яйца. Меньше их в гречневой крупе, овсянке, пшеничной крупах, макаронах, хлебе, молоке и совсем мало во фруктах, ягодах и овощах.

Полезность пищевых продуктов зависит от их хи­мического состава, обусловленного присутствием совокупности пищевых ве­ществ: белков, жиров, углеводов и др.

Пищевая ценность характеризует всю полноту полезных свойств про­дукта и его вкусовые достоинства. Она тем выше, чем в большей степени про­дукт удовлетворяет потребности организма в пищевых веществах.

Биологическая ценность - показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма.

Биологическая эффективность – показатель качества жировых компонентов, пищевых продуктов, отражающий содержание в них полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой). Эти компоненты пищи имеют химические структуры, которые не синтезируются ферментными системами организма и потому не могут быть заменены другими пищевыми веществами. Поступают они только с пи­щей, и их еще называют эссенциальными (незаменимыми).

Энергетическая ценность, или калорийность, характеризуется суммарным количеством энергии, высвобождающейся при биологическом окислении пи­щевых веществ продуктов и используемой для обеспечения физиологических функций организма. Коэффициенты энергетической ценности важнейших пи­щевых веществ следующие (в ккал на 1 г): белки – 4,0; углеводы усвояемые – 3,75; жиры – 9,0; органические кислоты – 3,0. Суточный пищевой рацион по общей энергоемкости составляет для взрослого человека 2500 – 3000 ккал.

Для перевода энергетической ценности в кДж следует иметь в виду, что 1 ккал содержит 4,184 кДж.

Энергетическая ценность зависит от степени использования организмом питательных веществ, в них содержащихся. При смешанном питании усвояе­мость отдельных пищевых веществ составляет: для углеводов – 95,6 %, для белков – 84,5 %, для жиров – 90,0 %

При этом различают теоретическую и реальную энергетическую цен­ность.

Теоретическая энергетическая ценность рассчитывается путем умноже­ния количества соответствующих пищевых веществ на вышеуказанные коэф­фициенты калорийности. В количественном выражении она всегда будет выше реальной энергетической ценности, так как рассчитывается на 100 % усвояе­мость.

Реальная же энергетическая ценность с учетом процента усвояемости будет ниже теоретической.

Методы определения биологической ценности. Зависимость функционирования организма от количества незаменимых аминокислот используется при определении биологической ценности белков химическими методами. Наиболее широко используется метод Х.Митчела и Р.Блока, в соответствии с которым рассчитывается показатель аминокислотного скора (а.с.).

Биологическая ценность белка по аминокислотному составу оценивается путем сравнения с аминокислотным составом эталона - «идеального белка». Для взрослого человека в качестве идеального белка принята аминокислотная шкала ФАО/ВОЗ (1985 г.).

Аминокислотный скор, % = (мг а.к. в 1 г белка/мг а.к. в 1 г эталона)*100

Аминокислота, скор которой имеет самое низкое значение, называется первой лимитирующей аминокислотой. Значение скора этой аминокислоты определяет биологическую ценность и степень усвоения белков..

Другой метод определения биологической ценности белков заключается в определении индекса незаменимых аминокислот (ИНАК). Этот метод позволяет учитывать количество всех незаменимых кислот. Индекс рассчитывают по формуле:

n

ИНАК = √ Лизб/Лизэ*Триб/Триэ*…*Гисб/Гисэ

где n – число аминокислот; индексы б и э – содержание аминокислот в изучаемом и эталонном белке, соответственно.

Помимо химических методов на практике широко применяют биологические методы с использованием микроорганизмов и животных. Основными показателями оценки при этом является привес (рост животных) за определенный период времени, расход белка и энергии на единицу привеса, коэффициенты перевариваемости и отложения азота в теле, доступность аминокислот.

Показатель, определяемый отношением привеса животных (в г) к количеству потребляемого белка (в г), разработан Осборном(1919 г.) и носит название коэффициента эффективности белка (КЭБ).

Формула сбалансированного питания по А.А. Покровскому

Пищевые вещества

Суточная потребность

Вода, г в т.ч.: Питьевая (чай, кофе и т.д.) В супах В продуктах питания Белки, г В т.ч. животных Незаменимые аминокислоты, г Триптофан Лейцин Изолейцин Валин Треонин Лизин Метионин Фенилаланин Заменимые аминокислоты, г Гистидин Аргинин Цистин Тирозин Аланин Серин Глутаминовая кислота Аспарагиновая кислота Пралин Гликокол Углеводы, г В т.ч.: Крахмал Сахар Органические кислоты (лимонная, молочная и др.), г Балластные вещества (клетчатка, пектин), г Жиры, г В т.ч.: Растительные Незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты, г Холестерин, г Фосфолипиды, г Минеральные вещества, мг Кальций Фосфор Натрий Калий Хлориды Магний Железо Цинк Марганец Хром Медь Кобальт Молибден Селен Фториды Йодиды Витамины и витаминоподобные соединения, мг Аскорбиновая кислота (витамин С) Рутин (витамин Р) Тиамин (витамин В1) Рибофлавин (витамин В2) Пиридоксин (витамин В6) Ниацин (никатиновая кислота) Филацин (фолиевая кислота) Цианокобалломин (витамин В12) Паптотеновая кислота (витамин В3) Биотин Витамин А – различная форма Витамин D – различная форма (для детей) Витамин Е – различная форма Витамин К – различная форма Холинохлорид Инозит Липоевая кислота

1750 – 2200 800 – 1000 250 – 500 700 80 – 100 50 1 4 – 6 3 – 4 4 2 – 3 3 – 5 2 – 4 2 – 4 2 6 2 – 3 3 – 4 3 3 16 6 5 3 400 – 500 400 – 450 50 – 100 2 25 80 – 100 20 – 25 3 – 6 0,3 – 0,6 5 800 – 1000 1000 – 1500 4000 – 6000 2500 – 5000 5000 – 7000 300 – 500 15 10 – 15 5 – 10 2 – 2,5 2 0,1 – 0,2 0,5 0,5 0,5 – 1 0,1 – 0,2 70 – 100 25 1,5 – 2 2 – 2,5 2 – 3 15 – 25 0,2 – 0,4 0,002 – 0,003 5 – 10 0,15 – 0,3 1,5 – 2,5 100 – 400 МЕ 2 – 6 2 500 – 1000 500 – 1000 0,5

Задание:

1. Пользуясь справочником «Химический состав пищевых продуктов» рассчитать биологическую ценность белков мяса, рыбы, молока, сои, гречневой крупы;

2. Рассчитайте энергетическую ценность100 г перечисленных продуктов, учитывая только содержание в них белка;

3. Рассчитайте степень удовлетворения суточной потребности в энергии за счёт содержания белка, сравните с формулой сбалансированного питания. Результаты расчётов занесите в таблицу.

Контрольные вопросы:

1. Что такое полезность пищевых продуктов и от чего она зависит?

2. Что характеризует пищевая ценность?

3. Что характеризует биологическая ценность?

4. Чем характеризуется энергетическая ценность?

5. Каково значение белков в питании?

6. Что такое заменимые и незаменимые аминокислоты, назовите их количество?

7. Как рассчитывается биологическая ценность белков?

8. Как рассчитывается теоретическая и реальная энергетическая ценность?

9. В каких единицах выражается энергетическая ценность пищевых продуктов?

28