Лекция № 2

Тема: БЕЛКИ, ЖИРЫ, УГЛЕВОДЫ, МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА

И ВИТАМИНЫ, ИХ РОЛЬ В ПИТАНИИ. НОРМАТИВЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ.

Качественный состав питания - это содержание в рационе бел­ков, жиров, углеводов, минеральных солей и витаминов. Все пищевые веще­ства по их преимущественному назначению можно разделить на 3 группы:

1) белки и минеральные соли: кальций и фосфор — с преиму­щественно пластической функцией;

2) жиры и углеводы — с преимущественно энергетической функ­цией;

3) витамины и минеральные соли (микро- и макроэлементы) - вещества, выполняющие в организме специфическую функцию катализаторов обменных процессов.

Качественный состав является основой для разработки норм по­требления различных продуктов питания, обеспечивающих необходи­мое поступление с пищей отдельных ее компонентов, как в количествен­ном, так и в качественном отношении.

БЕЛКИ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ПИТАНИИ

Белки относятся к незаменимым веществам, необхо­димым для жизни, роста и развития организма. Не­достаточность белка в организме приводит к развитию алиментарных (от лат. alimentum—пища) заболеваний.

Белки используются как пластический материал для построения различных тканей и клеток организма, а также гормонов, ферментов, антител и специфических белков. Белки — необходимый фон для нормального обмена в организме других веществ, в частности витами­нов, минеральных солей.

Белки участвуют и в поддержании энергетического баланса организма. Особое значение они имеют в период больших энергетических затрат или в том случае, когда пища содержит недостаточное количество углеводов и жиров. За счет белка восполняется 11—13% затраченной энергии.

Все белки принято делить на простые (протеины) и сложные (протеиды). Под простыми белками понимают соединения, включающие в свой состав лишь полипептидные цепи, под сложными — соединения, в которых наряду с белковой молекулой имеется также небелковая часть.

К числу простых белков относятся альбумины, глобулины, глютелины. Альбумины и глобулины составляют основную часть белков сыворотки крови, молока и яичного белка. Глютелины относятся к растительным белкам и характеризуются низким содержанием таких аминокислот, как лизин, метионин и триптофан.

К сложным белкам относятся нуклеопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды, небелковую группу которых составляют нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы, фосфорная кислота и др.

Белок составляет основу протоплазмы и ядер клеток, а также межклеточных веществ. Важное значение имеют специфические белки. Например, белок глобин (входит в состав гемоглобина эритроцитов), миозин и актин обеспечивают мышечное сокращение, γ-глобулины образуют антитела. Белок сетчатки глаза (родопсин) обеспечивает нормальное восприятие света.

Основными составными частями и структурными компонентами белковой молекулы являются аминокисло­ты. Биологические свойства белков определяются их аминокислотным составом и усвояемостью. Пищевая ценность белков определяется качественным и количе­ственным соотношением отдельных аминокислот, обра­зующих белок.

Белки пищи в процессе пищеварения распадаются на аминокислоты, которые, поступая из кишечника в кровь и далее в ткани, используются для синтеза белка организма.

Из 80 известных аминокислот в науке о питании интерес представляют 22—25 аминокислот, которые наиболее часто представлены в белках продуктов пита­ния, используемых человеком.

Различают заменимые и незаменимые аминокислоты.

Заменимые аминокислоты могут синтезироваться в организме. К ним относятся: аланин, аспарагиновая кислота, пролин, серии, тирозин, цистин, цистеин и др.

Незаменимые аминокислоты в организме не синтезируются и могут поступать только с продуктами питания. В настоящее время незаменимыми считаются 9 аминокислот: валин, гистидин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, лизин, лейцин, изолейцин.

Наиболее полный комплекс незаменимых аминокислот содержат белки животного происхождения (мясо, рыба, яйца, молоко, молочные продукты).

В некоторых продуктах растительного происхождения также содержатся все незаменимые аминокислоты, но либо в небольшом количестве, либо общее содержание белка в этих продуктах невелико (в капусте, картофеле — менее 1—2%).

Для полного и наиболее оптимального удовлетворения потребности организма в аминокислотах 60% суточного количества белка у взрослого человека и 80% у детей должно поступать за счет продуктов животного про­исхождения.

Потребность в белке зависит от возраста, пола, характера трудовой деятельности и т. д. Белковыми резервами организм не обладает и требует постоянного поступления белка с пищей в количестве 80 - 120 г.

Если количество белка в составе пищевого рациона невелико, то устанавливается состояние отрицательного азотистого баланса, свидетельствующее о том, что расход тканевых белков превышает поступление незаменимых аминокислот с белками пищевого рациона.

ЖИРЫ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ПИТАНИИ

Жиры в организме человека играют как энергети­ческую, так и пластическую роль, являясь структурной частью клеток. Жиры служат источником энергии, пре­восходящей энергию всех других пищевых веществ. При сгорании 1 г жира образуется 37,7 кДж (9 ккал), тогда как при сгорании 1 г углеводов и 1 г белков — 16,7 кДж (4 ккал).

Жиры являются хорошими растворителями ряда витаминов и источниками биологически активных ве­ществ. Они участвуют в построении тканей организма, входя в состав протоплазмы клеток. Протоплазматические жиры обеспечивают проницаемость веществ - продуктов обмена.

Основное значение, определяющее свойства жиров, имеют жирные кислоты, которые подразделяются на предельные (насыщенные) и непредельные (ненасыщен­ные).

Предельные (насыщенные) жирные кислоты в боль­шом количестве встречаются в составе животных жиров. По биологическим свойствам предельные жирные кисло­ты уступают непредельным. Считается, что насыщенные жирные кислоты отрицательно влияют на жировой обмен.

Непредельные (ненасыщенные) жирные кислоты содержатся прежде всего в растительных маслах. Они содержат двойные нена­сыщенные связи, что обусловливает их значительную биологическую активность. Самыми распространенными являются олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая жирные кислоты, играющие большую роль в регуляции обменных процес­сов в клеточных мембранах, а также процессах образова­ния энергии в митохондриях.

Полиненасыщенные жирные кислоты (кислоты, имею­щие несколько свободных связей) не синтезируются в ор­ганизме, потребность в них может быть удовлетворена только за счет пищи.

Поступление необходимого количества полинена­сыщенных жирных кислот обеспечивается приемом 25— 30 г растительного масла в суточном пищевом рационе взрослого человека.

Недостаток ненасыщенных жирных кислот в рационе приводит к изменениям кожи (сухость, шелушение, экзема, гиперкератоз), повышает восприимчивость к УФ-лучам, увеличивает проницаемость кровеносных сосудов, оказывает влияние на сократительную способность сердечной мышцы.

В состав жиров входят также витамины A, D, Е (токоферол) и пигменты, часть которых обладает био­логической активностью. К таким пигментам жиров относятся β-каротин, сезамол, госсипол.

Потребность и нормирование жиров. Нормирование жира производится с учетом возраста, пола, характера трудовой деятельности, национальных и климатических особенностей. За счет жира должно быть обеспечено 33% суточной энергетической ценности раци­она, что, по современным данным, является оптимальным. Суммарное количество жиров в рационе составляет 90 – 110 г.

Оптимальным в биологическом отношении является соотношение в пищевом рационе 70% жира животного и 30% жира растительного происхождения. В зрелом и пожилом возрасте соотношение может быть изменено в сторону увеличения удельного веса растительных жиров.

УГЛЕВОДЫ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ПИТАНИИ

Углеводы являются основной составной частью пище­вого рациона. Физиологическое значение углеводов определяется их энергетическими свойствами. Каждый грамм углеводов обеспечивает поступление 16,7 кДж (4 ккал).

Углеводы используются в организме также в качестве пластического материала, для биологи­ческого синтеза, входят в состав структур многих клеток и тканей. Например, глюкоза постоянно содержится в крови, гликоген — в печени и мышцах, галактоза входит в состав липидов мозга, лактоза — в состав женского молока.

В организме углеводы депонируются ограниченно и запасы их невелики. Поэтому для удовлетворения потребностей организма углеводы должны поступать бесперебойно в составе пищи. Углеводы тесно связаны с обменом жира. Избы­точное поступление в организм человека углеводов при недостаточной физической нагрузке человека способст­вует превращению углеводов в жир.

В естественных пищевых продуктах углеводы пред­ставлены в виде моно-, ди- и полисахаридов. В зависи­мости от строения, растворимости, быстроты усвоения и использования для гликогенообразования углеводы пищевых продуктов могут быть представлены в виде следующей схемы:

Простые углеводы

Моносахариды:

глюкоза фруктоза галактоза

Дисахариды:

сахароза лактоза мальтоза

Сложные углеводы

Полисахариды:

крахмал гликоген пектиновые вещества клетчатка

Простые углеводы обладают хорошей раствори­мостью, легко усваиваются, используются для образо­вания гликогена.

Наиболее распространенный моносахарид глюкоза содержится во многих плодах и ягодах, а также образуется в организме в результате расщепления дисахаридов и крахмала пищи.

Фруктоза обладает теми же свойствами, что и глюкоза, отличается повышен­ной сладостью среди прочих сахаров. Содержится в пчелином меде, хурме, винограде, яблоках, грушах, арбузах, смородине, других продуктах.

Галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается. Галактоза является продуктом расщепле­ния основного углевода молока лактозы (молочного сахара).

Дисахариды представлены сахарозой, лактозой и мальтозой.

Источ­никами сахарозы в питании человека являются главным образом тростниковый и свекловичный сахар. Натуральными источ­никами сахарозы в питании являются бахчевые, бананы, абрикосы, персики, сливы, морковь.

Лактоза (молочный сахар) содержится в молоке, имеет невысокую сладость. Способствует развитию молочнокислых бактерий, которые подавляют действие гнилостной микрофлоры. Лактоза рекомендуется в питании детей и лиц пожилого возраста. Содержание лактозы в молоке сельскохозяйственных животных составляет 4—6%.

Полисахариды характеризуются сложностью строения молекулы, плохой растворимостью в воде. К сложным углеводам относятся крахмал, гликоген, пектиновые вещества и клетчатка.

Крахмал имеет основное пищевое значение. В пищевых рационах человека на долю крахмала при­ходится около 80% общего количества потребляемых углеводов.

Гликоген содержится в значительном количестве в печени.

Пектиновые вещества представлены пектином и протопектином. Под влиянием пектина уничто­жается гнилостная микрофлора кишечника. Высоким содержанием пектина отличаются яблоки, апельсины, абрикосы, сливы, груши, морковь, свекла.

Клетчатка поступает в организм человека с растительными продуктами. В процессе пищеварения она способствует передвижению пищевых масс по кишечному каналу. Клетчатка способствует выведению из организма избыточного коли­чества холестерина. Источниками клетчатки являются бобовые, овощи, фрукты, хлеб грубого помола.

Потребность в углеводах. Общее количество углево­дов в рационе рекомендуется в зависимости от энерге­тических затрат, пола, возраста и других показателей в количестве 250—440 г. Количество сахара, меда, конфет не должно превышать 60—70 г в сутки. Соотношение простых и сложных сахаров в рационе рекомендуется 1 : 3—4.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ПИТАНИИ

Современные исследования подтверждают жизненную важность минеральных элементов. Установлена важность таких биологически активных веществ как биомикроэлементы. Рациональное потребление минеральных веществ необходимо для предупреждения ряда эндемических заболеваний: эндемического зоба, флюороза, кариеса, стронциевого рахита и др.

Классификация минеральных элементов

Минеральные элементы щелочного характера (катионы)	Минеральные элементы кислотного характера (анионы)	Биомикроэлементы
Кальций	Фосфор	Железо
Магний	Сера	Медь
Калий	Хлор	Кобальт
Натрий		Йод
		Фтор
		Цинк
		Стронций
		Марганец
		Никель
		Сурьма и др.

Физиологическое значение минеральных элементов определяется их участием:

• в образовании струк­тур и осуществлении функции ферментных систем;

• в пластических процессах в орга­низме;

• в построении тканей организма, особенно костной ткани;

• в поддержании кислотно-основного состояния и нормального солевого состава крови;

• в нор­мализации водно-солевого обмена.

Минеральные элементы щелочного характера (катио­ны).

Кальций является наиболее распространенным минеральным элементом, который содержится в организ­ме человека в количестве 1500 г. Около 99% кальция находится в костях, участвует в процессах свертывания крови и стимулирует сократи­тельную способность сердечной мышцы.

Источниками кальция являются молоко и молочные продукты: 0,5 л молока или 100 г сыра обеспечивают су­точную потребность взрослого человека в кальции (800 мг). Для беременных и кормящих матерей — 1500 мг в сутки. Дети должны по­лучать 1100—1200 мг кальция в сутки в зависимости от возраста.

Магний играет существенную роль в углеводном и фосфорном обмене, обладает антиспастическими и со­судорасширяющими свойствами.

Основными источниками магния являются злаковые: крупы, горох, фасоль. Продукты животного происхожде­ния содержат очень мало магния.

Потребность взрослого человека в магнии — 400 мг в сутки. Детей - 250—350 мг в сутки в зависимости от возраста.

Натрий участвует в процессах внеклеточного и межтканевого обмена, в поддержании кислотно-основ­ного равновесия и осмотического давления. Натрий в основном поступает в организм с поваренной солью. Потребление натрия составляет 4—6 г в сутки, что соответствует 10—15г хлорида натрия. Потребность в натрии повышается при тяжелом физическом труде, обильном потоотделении, рвотах и поносе.

Калий. Значение калия заключается прежде всего в его способности уси­ливать выведение жидкости из организма. Высо­ким содержанием калия отличаются сухие фрукты – курага, урюк, сушеная вишня, чернослив, изюм. Значительное количество калия содержится в картофеле. Суточная потреб­ность взрослых людей в калии составляет 3—5 г.

Минеральные элементы кислотного характера (анио­ны) - фосфор, хлор, сера.

Фосфор, так же как и кальций, участвует в образо­вании костной ткани, имеют значение в функции нервной системы и мозговой ткани, мышц и печени. Соотношение кальция и фосфора в пище не должно превышать 1 : 1,5.

Наибольшее количество фосфора находится в молоч­ных продуктах, яйцах, рыбе. Содержание фосфора в сыре — до 600, яичном желтке — 470, фасоли — 504 мг в 100 г продукта.

Потребность взрослого человека в фосфоре — 1200 мг в сутки.

Хлор поступает в организм в основном с хлористым натрием. Принимает участие в регуляции осмотического давления, нормализации водного обмена, а также в об­разовании соляной кислоты железами желудка

Содержится хлор преимущественно в продуктах жи­вотного происхождения: в яйце — 196, моло­ке — 106, сыре — 880 мг в 100 г продукта.

Потребность в хлоре составляет 4—6 г в сутки.

Сера входит в состав некоторых аминокислот — метионина, цистина, цистеина, витами­нов — тиамина и биотина, а также в состав фермента инсулина.

Источниками серы служат преимущественно продукты животного происхождения: в сыре содержится 263, рыбе—175, мясе—230, яйцах—195 мг в 100 г про­дукта.

Потребность взрослых людей в сере ориентировочно определена в количестве 1 г/сут.

Биомикроэлементы представлены в пищевых про­дуктах в небольших количествах, но характе­ризуются выраженными биологическими свойствами. К ним относятся железо, медь, кобальт, йод, фтор, цинк, стронций и т. д.

Железо играет важную роль в кроветворении, нормализации состава крови. Около 60% железа в организме, сосредото­чено в гемохромогене — основной части гемоглобина. Наибольшее количество железа находится в печени, почках, икре, мясных продуктах, яйцах, орехах.

Потребность взрослого человека в железе составляет 10 мг/сут для мужчин и 18 мг/сут для женщин.

Медь является вторым (после железа) кроветвор­ным биомикроэлементом. Медь способствует переносу железа в костный мозг.

Содержится медь в печени, рыбе, яичном желтке и зеленых овощах. Суточная потребность - около 2,0 мг.

Кобальт является третьим биомикроэлементом, участвующим в кроветворении, он активирует процессы образования эритроцитов и гемоглобина, является исходным материалом для образования в организме витамина B₁₂.

Кобальт содержится в печени, свекле, землянике, в крупе овсяной. Потребность в ко­бальте 100—200 мкг/сут.

Марганец активирует процессы костеобразования, кроветворения, способствует обмену жиров, обладает липотропными свойствами, влияет на функцию эндокрин­ных желез.

Основные источники его - растительные продукты, особенно листовые овощи, свекла, черника, ук­роп, орехи, бобовые, чай.

Потребность в марганце составляет около 5 мг в сутки.

Биомикроэлементами, являются йод, фтор, они связаны с эндемическими заболеваниями.

Йод участвует в образовании гормона щитовидной железы — тироксина. Он распространен в природе неравномерно. В районах с низким природ­ным содержанием йода в местных продуктах возникает эндемический зоб. Это за­болевание характеризуется увеличением щитовидной же­лезы, нарушением ее функции.

Профилактика эндемического зоба включает специфи­ческие и общие мероприятия. К специфическим меро­приятиям относится продажа насе­лению йодированной соли с целью обеспечить ежедневное поступление в организм человека около 200 мкг йода.

Фтор играет существенную роль в процессах раз­вития зубов, формирования дентина и зубной эмали, а также костеобразования. Следует заметить, что основным источником фтора для человека являются не пищевые продукты, а питьевая вода.

ВИТАМИНЫ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ПИТАНИИ

Витамины представляют собой низкомолекулярные органические соединения, различные по своей химиче­ской структуре. В организме витамины не синтезируются или синтезируются в малых количествах, поэтому должны поступать с пищей. Они принимают участие в обмене веществ, оказывают большое влияние на состояние здоровья, адаптационные способности, трудоспособность. Длительное отсутствие в пище того или иного витамина вызывает авитаминоз (гиповитаминоз). Для всех гиповитаминозов характерны общие признаки, которые проявляются слабостью, повышенной утомляемостью, сниженной тру­доспособностью, подверженностью различным простуд­ным заболеваниям. Повышенное поступление витаминов в организм человека приводит к гипервитаминозам (на­пример, гипервитаминозы витаминов A и D у детей).

В основу современной классификации вита­минов положен принцип растворимости их в воде и жире.

Классификация витаминов

Жирорастворимые витамины	Водорастворимые витамины	Витаминоподобные вещества
Витамин A (ретинол)	Витамин B1 (тиамин)	Пангамовая кислота (витамин B15)
Провитамин A (каротин)	Витамин В2 (рибофлавин)	Парааминобензойная кислота (витамин Н1)
Витамин D (кальциферолы)	Витамин РР (никотиновая кислота)	Оротовая кислота (витамин B13)
Витамин K (филлохиноны)	Витамин B6 (пиридоксин)	Холин (витамин В4)
Витамин E (токоферолы)	Витамин B12 (цианкобаламин)	Инозит (витамин B8)
	Фолиевая кислота	Карнитин (витамин ВТ)
	Витамин Вс (фолацин)	Полиненасыщенные жирные кислоты (витамин F)
	Витамин В3 (пантотеновая кислота)	S-метилметионин сульфоний-хлорид (витамин U)
	Витамин Н (биотин)
	Витамин N (липоевая кислота)
	Витамин C (аскорбиновая кисло­та)
	Витамин P (биофлавиноиды)