Физиология питания. Практикум

61

го глюкозы поступает в связанном виде – в составе дисахаридов, крахмала. Для выполнения своих функций центральная нервная система расходует около 140 г глюкозы за сутки, эритроциты крови – 40 г, мышечная ткань расходует глюкозу также в больших количествах, в зависимости от выполняемой физической работы.

При недостатке углеводов в организме появляются слабость, головокружение, головная боль, чувство голода, сонливость, потливость, дрожь в руках.

Избыточное (превышающее энергетические потребности организма) потребление углеводов также приводит к нежелательным последствиям.

«Лишняя» глюкоза превращается в жир, что приводит к увеличению массы тела, а также способствует разрушению зубов (кариес).

Помимо исключительной роли неусвояемых пищевых волокон для процессов пищеварения, очень важна их способность выводить из организма токсические вещества. Так, одним из важнейших свойств пектиновых веществ является образование молекулами пектина комплексов с ионами тяжелых металлов и радионуклидов. Поэтому дополнительные количества пектина рекомендуется включать в рацион питания лиц, контактирующих с соединениями тяжелых металлов или находящихся в среде, загрязненной радионуклидами.

Лигнины способны связывать соли желчной кислоты и другие органические вещества. Обезвреживающее (детоксицирующее) действие пищевых волокон позволяет использовать их в программах комплексной профилактики нарушений жирового обмена, атеросклероза, сахарного диабета, желчнокаменной болезни.

Чрезмерное потребление пищевых волокон может привести к неполному перевариванию пищи, нарушению всасывания в кишечнике кальция и других биоэлементов, а также жирорастворимых витаминов. Избыток пищевых волокон в рационе сопровождается чувством дискомфорта от образования газов в кишечнике, болями в животе и диареей.

62

Углеводы в пищевых продуктах

Углеводы составляют 3/4 сухой массы растений и водорослей, они содержатся в зерновых, фруктах, овощах и других фруктах.

Главными усваиваемыми углеводами в питании человека являются крахмал и сахароза. Крахмал является основным энергетическим ресурсом человеческого организма. Источники крахмала – зерновые, бобовые, картофель. На долю крахмала приходится примерно 80 % всех потребляемых человеком углеводов.

Моносахариды и олигосахариды (в том числе сахароза) присутствуют в зерновых относительно малых количествах. Сахароза обычно поступает в человеческий организм с продуктами, в которые она добавляется (кондитерские изделия, напитки, мороженое и др). Принимая во внимание то, что сахароза в значительной степени способствует росту глюкозы в крови, следует отметить, что продукты с высоким содержанием сахара (в первую очередь кондитерские изделия) являются наименее ценными из всех углеводных продуктов.

Внастоящее время можно считать доказанным, что необходимо увеличить в рационе пищевые волокна. Источником их являются ржаные и пшеничные отруби, овощи, фрукты. Хлеб их цельного зерна с точки зрения содержания пищевых волокон гораздо более ценен, чем хлеб из муки высших сортов, не содержащих алейронового слоя и зародыша.

Втабл. 4.5 представлены углеводы зерна и продуктов его переработки.

63

Углеводы плодов представлены в основном сахарозой, глюкозой и фруктозой, а также клетчаткой и пектиновыми веществами (в черной смородине 1,1 %; в сливе 0,9; в клюкве 0,7; в корках цитрусовых 20–30; в корках яблок 8–20 % пектиновых веществ).

Втабл. 4.6 представлено содержание различных углеводов

вплодах в (%)

Животные продукты содержат значительно меньше усваиваемых углеводов, чем растительные. Мясной и печеночный гликоген подобные по строению крахмальному амилопектину и усваиваются так же, как крахмал.

Контрольные вопросы

1.Что представляют собой углеводы?

2.Какова основная функция углеводов в организме?

3.Что такое простые углеводы?

4.Что такое сложные углеводы?

5.Какова роль в организме простых и сложных углеводов?

6.Что такое неусваиваемые полисахариды?

7.В чем физиологическое значение пищевых волокон?

8.Каковы пищевые источники углеводов?

9.Что такое гликемический индекс углеводов?

10.В чем заключается оздоровительное действие пищевых

волокон?

64

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 7

ИЗУЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ УГЛЕВОДОВ

Задание 1. Определить степень деполимеризации крахмала

В основе классической реакции на определение крахмала при действии раствора йодистого калия лежит способность йода накапливаться внутри спирально свернутой молекулы крахмала.

Синяя окраска, возникающая при взаимодействии йода и крахмала, характерна для крахмала, не подвергнутого гидролизу. При гидролизе крахмала, связанного с образованием промежуточных продуктов гидролиза – декстринов – с более короткой молекулой, йод окрашивает их в красно-фиолетовый и красный цвета. При этом амилодекстрины окрашиваются в красно-бурый цвет. Ахродекстрины и мальтодекстрины окраски с йодом, как мальтоза и глюкоза, не образуют. Таким образом, по окраске продуктов деления крахмала, образующихся с йодом, можно судить о глубине гидролиза крахмала: чем короче длина молекулы полисахарида, тем более красный оттенок окраски, а чем длиннее – тем более синий.

Реактивы

Вода дистиллированная; раствор йода; растворы с массовыми долями: оклейстеренного крахмала 2 %; сырого картофельного крахмала 2 %; модифицированного крахмала 2 %.

Ход работы

В четыре пробирки вносят по 5 мл раствора оклейстеренного крахмала, сырого крахмала, и по 5мл раствора модифицированного крахмала двух разных видов. Содержимое перемешивают, и пробирки ставят в термостат на 20 мин при 37–38 С. По окончании инкубации, в пробирки добавляют по 3 капли раствора йода, содержимое хорошо перемешивают и по результатам опыта делают вывод о степени деполимеризации крахмала. Результаты оформляют в табл. 4.7.

65

66

ТЕМА 5. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ МИКРОНУТРИЕНТОВ

Теоретические положения

5.1. Минеральные вещества

Минеральные вещества, не обладая энергетической ценностью, выполняют жизненно важные функции в организме человека: участвуют в формировании костной ткани; в водносолевом и кислотно-щелочном обмене; являются основным компонентом ферментов, секретов, гормонов.

Минеральные вещества подразделяются на: макроэлементы (Са, Р, Мg, Na, К, Сl, S), содержатся в пище в относительно больших количествах и микроэлементы (Fe, Zn, Cu, I, Fu и др.), количество которых в пище невелико.

5.1.1. Макроэлементы

Кальций

Необходимый элемент минерального матрикса кости, выступает регулятором нервной системы, участвует в мышечном сокращении. Дефицит кальция приводит к деминерализации позвоночника, костей таза и нижних конечностей, повышает риск развития остеопороза. Среднее потребление в разных странах 680–950 мг/сутки, в Российской Федерации – 500– 750 мг/сутки. Установленный уровень потребности 500– 1200 мг/сутки. Верхний допустимый уровень 2500 мг/сутки.

Усвояемость кальция зависит от вида соединения, в котором он поступает в организм с пищей. Хорошо усваивается кальций, находящийся в молочных продуктах. Присутствие в растительных продуктах щавелевой и фитиновой кислот затрудняет всасывание и усвоение кальция. Содержание кальция в отдельных продуктах составляет (мг/100 г): молоко – 120; рыба

– 40; хлеб – 30; картофель – 10.

67

Уточненная физиологическая потребность для взрослых - 1000 мг/сутки, для лиц старше 60 лет – 1200 мг/сутки.

Физиологическая потребность для детей – от 400 до 1200 мг/сутки.

Фосфор

В форме фосфатов принимает участие во многих физиологических процессах, включая энергетический обмен (в виде высокоэнергетического АТФ), регуляции кислотно-щелочного баланса, входит в состав фосфолипидов, нуклеотидов и нуклеиновых кислот, участвует в клеточной регуляции путем фосфорилирования ферментов, необходим для минерализации костей и зубов. Дефицит приводит к анорексии, анемии, рахиту. Оптимальное для всасывания и усвоения кальция соотношение содержания кальция к фосфору в рационе составляет 1:1, а в рационе россиян приближается к 1:2. Среднее потребление в разных странах 1110–1570 мг/сутки, в Российской Федерации - 1200 мг/сутки. Установленные уровни потребности 550 - 1400 мг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Содержание фосфора в продуктах в среднем составляет (мг/100г): рыба – 250; мясо – 180; хлебные изделия – 200; моло-

ко – 90; овощи – 40.

Уточненная физиологическая потребность для взрослых – 800 мг/сутки.

Физиологическая потребность для детей – от 300 до 1200 мг/сутки.

Магний

Является кофактором многих ферментов, в том числе энергетического метаболизма, участвует в синтезе белков, нуклеиновых кислот, обладает стабилизирующим действием для мембран, необходим для поддержания гомеостаза кальция, калия и натрия. Недостаток магния приводит к гипомагниемии, повышению риска развития гипертонии, болезней сердца. Среднее потребление в разных странах – от 210–350 мг/сутки, в РФ

68

300 мг/сутки. Установленные уровни потребности 200– 500 мг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Избыток магния в организме человека снижает усвояемость кальция. Содержание магния составляет, (г/100г): хлебные изделия – 80; рыба – 30; мясо – 25; молоко – 15; овощи – 20; фрукты – 15.

Физиологическая потребность для взрослых – 400 мг/сутки. Физиологическая потребность для детей – от 55 до

400 мг/сутки.

Калий

Калий является основным внутриклеточным ионом, принимающим участие в регуляции водного, кислотного и электролитного баланса, участвует в процессах проведения нервных импульсов, регуляции давления. Среднее потребление в разных странах – от 2650–4140 мг/сутки, в РФ – 3100 мг/сутки. Установленные уровни потребности 1000–4000 мг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Содержание калия составляет (мг/100г): фасоль – 1100; горох – 870; картофель – 570; яблоки – 250; мясо– 350; рыба – 300.

Физиологическая потребность для взрослых – 2500 мг/сутки. Физиологическая потребность для детей – от 400 до

2500 мг/сутки.

Натрий

Основной внеклеточный ион, принимающий участие в переносе воды, глюкозы крови, генерации и передаче электрических нервных сигналов, мышечном сокращении. Клинические проявления гипонатриемии выражаются как общая слабость, апатия, головные боли, гипотония, мышечные подергивания. Среднее потребление 3000–5000 мг/сутки. Установленный уровень потребности 1300–1600 мг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Основное количество натрия организм получает при потреблении продуктов, приготовленных с добавлением поваренной соли.

69

Физиологическая потребность для взрослых – 1300 мг/сутки. Физиологическая потребность для детей – от 200 до

1300 мг/сутки.

Хлориды

Хлор необходим для образования и секреции соляной кислоты в организме. Среднее потребление 5000–7000 мг/сутки. Установленный уровень потребности 2000–2500 мг/сутки. Верхний допустимый уровень потребления не установлен.

Основное количество организм получает при потреблении продуктов, содержащих поваренную соль.

Физиологическая потребность для взрослых – 2300 мг/сутки. Физиологическая потребность детей – от 300 до

2300 мг/сутки.

5.1.2. Микроэлементы

Железо

Входит в состав различных по своей функции белков, в том числе ферментов. Участвует в транспорте электронов, кислорода, обеспечивает протекание окислительновосстановительных реакций и активацию перекисного окисления. Недостаточное потребление ведет к гипохромной анемии, миоглобиндефицитной атонии скелетных мышц, повышенной утомляемости, миокардиопатии, атрофическому гастриту. Среднее потребление в разных странах от 10–22 мг/сутки, в РФ – 17 мг/сутки. Установленные уровни потребностей для мужчин 8– 10 мг/сутки и для женщин – 15–20 мг/сутки. Верхний допустимый уровень не установлен.

Наибольшее содержание железа в бобовых культурах до 20000 мкг/100 г, мясныеи рыбныепродукты – до3000 мкг/100 г.

Физиологическая потребность для взрослых – 10 мг/сутки (для мужчин) и 18 мг/сутки (для женщин).

Физиологическая потребность детей – от 4 до 18 мг/сутки.

70

Цинк

Входит в состав более 300 ферментов, участвует в процессах синтеза и распада углеводов, белков, жиров, нуклеиновых кислот и в регуляции экспрессии ряда генов. Недостаточное потребление приводит к анемии, вторичному иммунодефициту, циррозу печени, половой дисфункции, наличию пороков развития плода. Исследованиями последних лет выявлена способность высоких доз цинка нарушать усвоение меди и тем способствовать развитию анемии. Среднее потребление 7,5– 17,0 мг/сутки. Установленные уровни потребности 9,5–15,0 мг/сутки. Верхний допустимый уровень 25 мг/сутки.

Содержание цинка в пищевых продуктах составляет мкг/100г: мясо – 2500; рыба – 1000; хлеб – 1500; молоко – 400;

картофель – 360.

Уточненная физиологическая потребность для взрослых – 12 мг/сутки.

Физиологическая потребность для детей – от 3 до 12 мг/сутки.

Йод

Участвует в функционировании щитовидной железы, обеспечивая образование гормонов (тироксина и трийодтиронина). Необходим для роста и дифференцировки клеток всех тканей организма человека, митохондриального дыхания, регуляции трансмембранного транспорта натрия и гормонов. Недостаточное поступление приводит к эндемическому зобу с гипотиреозом и замедлению обмена веществ, артериальной гипотензии, отставанию в росте и умственном развитии у детей. Потребление йода с пищей широко варьирует в различных геохимических регионах: 65–230 мкг/сутки. Установленные уровни потребности 130–200 мкг/сутки. Верхний допустимый уровень 600 мкг/сутки.

Наибольшее количество йода содержится в морской рыбе 50 мкг/100г и морской капусте до 70 000 мкг/100 г.

Физиологическая потребность для взрослых – 150 мкг/сутки. Физиологическая потребность для детей – от 60 до

150 мкг/сутки.