3.1 Вода в сырье и пищевых продуктах

Вода является необходимым условием жизни и входит в состав всех пищевых продуктов и материалов.

Известный венгерский биолог Сент-Дьердьи пишет: «Странное вещество – вода … Она обладает свойствами капризно изменять молекулярную структуру… Вода не только мать, но и матрица жизни»

Часто мы рассматриваем воду просто как безвредную инертную жидкость, удобную для практического использования в разных целях. Хотя в химическом отношении вода весьма устойчива, она ``представляет собой вещество с довольно необычными свойствами. Вода и продукты ее ионизации – ионы Н⁺ и ОН^- оказывают очень большое влияние на свойства многих важных компонентов клетки, таких как ферменты, белки, нуклеиновые кислоты и липиды. Например, каталитическая активность ферментов в значительной мере зависит от концентрации ионов Н⁺ и ОН^{- .} Гидратацию также можно рассматривать как химическую реакцию между ионом и водой.

Молекулы воды в пространстве ориентированы определенным образом. Каждая молекула воды тетраэдрически координирована с четырьмя другими молекулами воды, благодаря водородным связям (рис.1)

Способность воды образовывать трехмерные водородные связи, для разрушения которых необходима дополнительная энергия, объясняет необычные свойства воды. Например, высокие значения теплоемкости, точек плавления и кипения, поверхностного натяжения.

3.1.1 Значение воды для организма человека

Вода является главным компонентом организма человека. Тело человека на 2/3 построено из воды. Особенно богаты водой ткани молодого организма. С возрастом количество воды постепенно уменьшается: в теле новорожденного ребенка содержится 70%, в теле зрелого человека 60%, к старости количество воды снижается еще больше. Многие ученые считают одной из причин старения организма - понижение способности коллоидных веществ тела, особенно белков, связывать большое количество воды.

В разных тканях тела содержание воды неодинаково. Она входит в состав костей и зубов – 10-20 %, в сердце и легких и головном мозге – около 80 %, в мышцах – 76 %, в лимфе – около 96 %.

Вода распространена в организме между двумя основными пространствами: внутриклеточным (внутриклеточная жидкость) внеклеточным (внеклеточная жидкость) – плазма, лимфа. Вода свободно диффундирует между этими пространствами, тогда как движение растворенных в ней веществ строго регламентируется.

Вода выполняет в организме следующие функции:

• растворяет вещества, поступающие с пищей;

• участвует во всех реакциях окисления, гидролиза сложных органических веществ;

• вымывает отходы из клеток;

• служит смазочным материалом в суставах;

• предохраняет организм от перегрева и охлаждения, равномерно распределяя тепло;

• входит в состав всех органов и тканей организма.

Важная роль воды в биологических системах обусловлена способностью ее молекул, образовывать множественные водородные связи. Они объясняют особые химические и физические свойства воды (точка кипения и замерзания, высокая диэлектрическая проницаемость, универсальность как растворителя, способность образовывать ионы Н⁺ и ОН^-).

Организм строго регулирует содержание воды в каждом органе и каждой ткани. Постоянство внутренней среды человеческого тела является одним из главных условий нормальной жизнедеятельности.

При недостатке воды в организме происходит некоторое сгущение крови. Это отрицательно сказывается на снабжении организма кислородом и пищевыми веществами, затрудняется работа почек, ухудшается работа мозга. При избытке воды в организме усиливается работа почек, с большой перегрузкой работает сердце, так как увеличивается объем крови.

Потеря организмом 10 % воды вызывает прекращение мочеотделения, а при потере 20 % воды человек погибает.

Суточная потребность человека в воде составляет примерно 40 г на каждый килограмм массы его тела (в среднем 2,5 л), у детей грудного возраста значительно выше 120-150 г.

Содержание воды в организме определяется равновесием между ее поступлением и выходом. Основная часть воды поступает с питьем (1,3 л) и пищей (0,85 л), меньшая ее часть (0,35 л) образуется при обмене веществ (в результате метаболических процессов). При окислении 1г глюкозы образуется 0,6г воды, 1г жира – 1г воды, 1г белка – 0,4г воды. Таким образом, наибольшее количество воды освобождается при окислении жиров.

Некоторые животные, например верблюды, при длительном пребывании в пустыне используют окисление резервного жира в качестве дополнительного источника воды. Способность организма перерабатывать жиры в воду используют врачи при борьбе с тучностью, когда рекомендуют ограничивать количество выпиваемой жидкости, в результате чего интенсивно протекает распад жиров и быстрее уменьшается масса тела.

Соблюдение рационального водного режима является важным условием сохранения здоровья.