Значение углеводов в питании человека

Значение углеводов в питании здорового и больного человека

Углеводами называют органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода в соотношении 1:2:1 и имеющие в своем составе функциональные группы двух типов: альдегидную (или кетонную) и спиртовую. Углеводы делятся на три подгруппы: моно-, олиго- и полисахариды.

Моносахариды, или простые углеводы, содержат одну молекулу углеводов, не расщепляются при гидролизе. В зависимости от числа углеродных атомов в молекулах моносахариды делятся на триозы, тетрозы, пентозы и гексозы. Для человека наибольшее значение имеют две последние группы, к которым относятся рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза.

Глюкоза является структурной единицей, из которой построены все важнейшие полисахариды, такие как клетчатка, крахмал, гликоген (запасной углевод человеческого организма) и дисахариды – сахароза, лактоза и мальтоза. Глюкоза очень быстро всасывается в желудочно-кишечном тракте и поступает в кровь, из которой ее получают все ткани и органы, где она окисляется. При ее окислении образуется большое количество энергии в виде АТФ. При избыточном поступлении глюкозы в организм она с легкостью превращается в гликоген. Содержание глюкозы в крови благодаря сложным регуляторным процессам колеблется в пределах 0,08–0,12%. Гликоген по мере снижения сахара в крови расщепляется до глюкозы и снова поступает в кровь. Таким образом поддерживается постоянный уровень сахара в крови.

Фруктоза по своим свойствам очень похожа на глюкозу: входит в состав сахарозы, участвует в построении гемицеллюлоз, также является быстро утилизируемым продуктом. Фруктоза еще в большей степени склонна к превращению в триглицериды. Часть фруктозы превращается в печени в глюкозу. Фруктоза более медленно всасывается в желудочно-кишечном тракте и поэтому лучше переносится больными сахарным диабетом.

Галактоза входит в состав лактозы и гемицеллюлоз. В организме человека в печени большая часть галактозы превращается в глюкозу.

Пентозы являются необходимыми компонентами ряда биологически важных соединений, таких как нуклеиновые кислоты, коферменты, АТФ. В свободном виде пентозы в пищевых продуктах не встречаются и поступают в организм в составе нуклеопротеидов.

Олигосахариды представляют собой сложные соединения, построенные из нескольких (2–10) остатков моносахаридов. Они подразделяются на дисахариды, трисахариды и т.д. Наиболее важны для человека следующие дисахариды: сахароза, лактоза и мальтоза.

Сахароза по своим биологическим превращениям в организме идентична глюкозе.

Лактоза, илимолочный сахар, является основным углеводом молока и молочных продуктов. В желудочно-кишечном тракте расщепляется под действием ферментов до глюкозы и галактозы.

Мальтоза, или солодовый сахар, является промежуточным продуктом расщепления крахмала и гликогена в желудочно-кишечном тракте. В дальнейшем из нее образуются два остатка глюкозы.

Полисахариды – высокомолекулярные соединения-полимеры, мономерами которых являются остатки моносахаридов. Полисахариды делятся на перевариваемые и неперевариваемые. К перевариваемым относятся крахмал и гликоген, к неперевариваемым – клетчатка, гемицеллюлоза и пектиновые вещества, которые очень важны для нормального процесса пищеварения.

Гемицеллюлозы представляют собой весьма обширный и разнообразный класс растительных углеводов. В их состав входят разнообразные пентозы и гексозы.

Клетчатка является самым распространенным в природе соединением. На ее долю приходится 50% углерода всех органических соединений биосферы. Клетчатка является полимером глюкозы, входит в состав клеточных оболочек и выполняет опорную функцию. Значение вводимой клетчатки заключается в том, что она является стимулятором кишечной перистальтики, усиливает секрецию кишечных желез и придает пище объем, что важно с точки зрения ощущения сытости. Значение клетчатки для перистальтики кишечника приходится учитывать в борьбе с атонией кишечника, особенно при хронических запорах.

Пектины – вещества, способные в присутствии органических кислот и сахара образовывать желе. Это свойство широко используется в кондитерской промышленности. Пектины образуют составную часть клеточного скелета и защитного вещества свежей питательной ткани фруктов и зеленых частей растений.

Протопектины представляют собой особые нерастворимые комплексы пектина с клетчаткой, гемицеллюлозой, ионами металлов. При созревании фруктов и овощей, а также при их тепловой обработке эти комплексы разрушаются с освобождением из протопектина свободного пектина, с чем связано происходящее при этом размягчение фруктов.

Крахмал игликоген являются полимерами глюкозы. Крахмал – важнейший запасной углевод растений, гликоген – резервный углевод животных тканей. Общее содержание гликогена в организме – 500 г, причем 30% находится в печени, 70% – в скелетных мышцах. Если углеводы не поступают с пищей в течение 16 ч, то эти резервы оказываются полностью исчерпанными.

Потребность организма взрослого человека в углеводах составляет 500 г в сутки, при тяжелом физическом труде этот показатель может быть увеличен до 800 г в сутки. В рационе здорового человека углеводы должны составлять около 60% суточного калоража пищи. Источниками углеводов в питании человека служат в основном продукты растительного происхождения: сахар, хлеб, крупы, овощи, фрукты, ягоды. Углеводы являются основным источником покрытия энергетических расходов. Это первенство обусловлено свойственным им быстрым распадом и окислением с образованием большого количества энергии, а также способностью к их быстрой мобилизации из органов-депо. При резком снижении сахара в крови (гипогликемической коме) до 0,04% наблюдаются резкая мышечная слабость, головокружение, чувство страха, побледнение, потливость, угнетение сознания. Если не будут приняты срочные меры, направленные на повышение уровня сахара в крови, может наступить смерть.

Ценность углеводов заключается и в том, что вещества, входящие в них, значительно улучшают вкус пищи, дают возможность построить разнообразные диеты. Углеводы, в особенности фрукты и овощи, являются основными носителями витамина С. Очень важно помнить о том, что избыток углеводов с легкостью переходит в жиры. Это необходимо учитывать при составлении диет, если нужно достижение увеличения либо снижения веса.

Углеводы в кишечнике вызывают бродильные процессы, чем создаются оптимальные условия для развития определенной бактериальной флоры, что, в свою очередь, противодействует развитию гнилостных процессов, возникающих под влиянием гнилостных микробов, что имеет значение при лечении поносов. Наоборот, при наличии бродильной диспепсии необходимо резко ограничить количество вводимых углеводов за счет увеличения содержания в рационе белков.

Быстрота всасывания в организме концентрированных углеводов и использования организмом их потенциальной энергии делает углеводы особенно показанными тогда, когда человеку нужно в течение короткого времени выполнить очень интенсивную и напряженную работу (студентам во время сессии, роженицам, лицам, занимающимся тяжелым физическим трудом).

При построении рационов чрезвычайно важно не только удовлетворить потребность человека в абсолютных количествах углеводов, но и подобрать оптимальные соотношения продуктов, содержащих легкоусвояемые и медленно всасывающиеся в кишечнике углеводы. Потребление с пищей больших количеств легкоусвояемых углеводов вызывает гипергликемию, которая способствует раздражению инсулярного аппарата поджелудочной железы и усиленному выбросу гормона в кровь. Такое систематическое раздражение приводит к истощению инсулярного аппарата и может вызвать развитие сахарного диабета. Поступающие с пищей избыточные количества углеводов не могут полностью превращаться в гликоген и частично превращаются в триглицериды, способствуя усиленному развитию жировой ткани, являясь ведущей причиной развития алиментарно-обменной формы ожирения. Следует иметь в виду, что потребление продуктов, богатых крахмалом, а также овощей и фруктов имеет несомненное преимущество перед высокорафинированными продуктами (такими как сахар, конфеты), так как с первой группой продуктов человек получает не только углеводы, но и витамины, минеральные вещества, растительные волокна и микроэлементы.

StudFiles.ru

Значение углеводов и минеральных веществ в питании человека

Значение углеводов в питании

Углеводы являются основной составной частью пищевого рациона. За счет углеводов обеспечивается не менее 55 % суточной калорийности. (Вспомним соотношение основных питательных веществ по калорийности в сбалансированном рационе — белки, жиры и углеводы — 120 ккал : 333 ккал : 548 ккал — 12 % : 33 % : 55 % — 1 : 2,7 : 4,6). Основное назначение углеводов — компенсация энергозатрат. Углеводы являются источником энергии при всех видах физической работы. При сгорании 1 г углеводов образуется 4 ккал. Это меньше, чем у жиров (9 ккал). Однако в сбалансированном питании наблюдается преобладание углеводов: 1 : 1,2 : 4,6; 30 г : 37 г : 137 г. При этом среднесуточная потребность в углеводах составляет 400—500 г. Углеводы как источник энергии обладают способностью окисляться в организме как аэробным, так и анаэробным путем.

Углеводы входят в состав клеток и тканей организма, и таким образом в какой-то мере участвуют в пластических процессах. Несмотря на постоянное расходование клетками и тканями своих углеводов на энергетические цели, содержание в них этих веществ поддерживается на постоянном уровне при условии достаточного их поступления с пищей.

Углеводы тесно связаны с обменом жира. При больших физических нагрузках, когда расход энергии не покрывается углеводами пищи и углеводными запасами организма, происходит образование сахара из жира, который находится в жировом депо. Однако чаще наблюдается обратное влияние, т. е. образование новых количеств жира и пополнение ими жировых депо организма за счет избыточного поступления углеводов с пищей. При этом превращение углеводов идет не по пути полного окисления до воды и углекислого газа, а по пути превращения в жир. Избыток потребления углеводов — широко распространенное явление, лежащее в основе формирования избыточной массы тела.

Обмен углеводов тесно связан и с обменом белка. Так, недостаточное поступление углеводов с пищей при интенсивной физической нагрузке вызывают усиленный расход белка. Наоборот, при ограниченных белковых нормах введением достаточного количества углеводов можно добиться минимального расходования белка в организме.

Некоторые углеводы обладают и выраженной биологической активностью, выполняя специализированные функции. Это гетерополисахариды крови, определяющие группы крови, гепарин, предотвращающий образование тромбов, аскорбиновая кислота, обладающая С-витаминными свойствами, маркерная специфичность за счет углеводсодержащих компонентов в ферментах, гормонах и др.

Основным источником углеводов в питании являются растительные продукты, в которых углеводы составляют не менее 75 % сухого вещества. Значение животных продуктов как источников углеводов невелико. Основной животный углевод — гликоген, обладающий свойствами крахмала, содержится в животных тканях в небольших количествах. Другой животный углевод — лактоза (молочный сахар) — содержится в молоке в количестве 5 г на 100 г продукта (5 %).

В целом усвояемость углеводов достаточно высока и составляет 85—98 %. Так, коэффициент усвояемости углеводов овощей составляет 85 %, хлеба и круп — 95 %, молока — 98 %, сахара — 99 %.

Химическая структура и классификация углеводов

Само называние «углеводы», предложенное в 1844 г. К. Шмидтом, основано на том, что в химической структуре этих веществ атомы углерода сочетаются с атомами кислорода и водорода в таких же соотношениях, как в составе воды. Например, химическая формула глюкозы С6(Н2О)6, сахарозы С12(Н2О)11, крахмала С5(Н2О)n. В зависимости от сложности строения, растворимости, быстроты усвоения и использования для гликогенообразования углеводы могут быть представлены в виде следующей классификационной схемы:

1) простые углеводы (сахара):

а) моносахариды: глюкоза, фруктоза, галактоза;

б) дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза;

2) сложные углеводы: полисахариды (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, клетчатка).

Значение простых и сложных углеводов в питании

Простые углеводы. Моносахариды и дисахариды характеризуются легкой растворимостью в воде, быстрой усвояемостью (всасываемостью) и выраженным сладким вкусом.

Моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза) — это гексозы, имеющие в своей молекуле 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода. В пищевых продуктах гексозы находятся в неусвояемой α- и β-формах. Под действием ферментов поджелудочной железы гексозы переходят в усвояемую форму. При отсутствии гормона (например, инсулина при диабете) гексозы не усваиваются и выводятся с мочой.

Глюкоза в организме быстро превращается в гликоген, идущий на питание тканей мозга, сердечной мышцы, поддержания сахара в крови. В связи с этим глюкоза применяется для поддержания послеоперационных, ослабленных и тяжело больных.

Фруктоза, обладая теми же свойствами, что и глюкоза, медленнее усваивается в кишечнике и быстро покидает кровяное русло. Обладая большей сладостью, чем глюкоза и сахароза, фруктоза позволяет снизить потребление сахаров, а следовательно, и калорийность рациона. При этом сахар меньше переходит в жир, что благоприятно влияет на жировой и холестериновый обмен. Употребление фруктозы является профилактикой кариеса и гнилостных колитов кишечника, она применяется для питания детей и пожилых людей.

Галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не встречается, а является продуктом расщепления лактозы.

Источником гексоз являются фрукты, ягоды и другая растительная пища.

Дисахариды. Из них в питании имеют значение сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) и лактоза (молочный сахар). При гидролизе сахароза распадается до глюкозы и фруктозы, а лактоза — до глюкозы и галактозы. Мальтоза (солодовый сахар) — продукт расщепления крахмала и гликогена в желудочно-кишечном тракте. В свободном виде встречается в меде, солоде и пиве.

Больше всего из дисахаров употребляется сахар — до 40—45 кг в год, избыточное количество которого оказывает влияние на развитие атеросклероза, ведет к гипергликемии.

Сложные углеводы, или полисахариды, характеризуются сложностью молекулярного строения и плохой растворимостью в воде. К ним относят крахмал, гликоген, целлюлоза (клетчатка) и пектиновые вещества. Два последних полисахарида относят к пищевым волокнам.

Крахмал. На его долю в пищевом рационе человека приходится до 80 % общего количества потребляемых углеводов. Источником крахмала являются зерновые продукты, бобовые и картофель. Крахмал в организме проходит целую стадию превращений полисахаридов: сначала до декстринов (под действием ферментов амилазы, диастазы), затем до мальтозы и конечного продукта — глюкозы (под действием фермента мальтазы). Этот процесс сравнительно медленный, что создает благоприятные условия для полного использования крахмала. Поэтому при средних энергетических затратах организм обеспечивается сахаром в основном за счет крахмала пищи. При значительных энергетических затратах возникает необходимость введения сахаров, являющихся источником быстрого гликогенообразования. Необходимость параллельного использования крахмала и сахара допускается тем, что крахмал пищи не удовлетворяет потребности организма в ощущении вкуса. При средних энергетических затратах (2500—3000 ккал) количество сахара в рационе взрослого составляет 15 % от общего количества углеводов, для детей и юношей — 25 %. Суточная потребность сахара составляет 50—80 г. Сбалансированное поступление крахмала и сахара в составе пищи обеспечивает благоприятные условия для поддержания нормального уровня сахара в крови.

Гликоген (животный крахмал). Присутствует в животной ткани, в печени до 230 % от сырого веса, в мышцах — до 4 %. В организме расходуется для энергетических целей. Его восстановление происходит путем ресинтеза гликогена за счет глюкозы крови.

Пектиновые вещества — коллоидные полисахариды, гемицеллюлоза (желирующее вещество). Различают два вида этих веществ: протопектины (нерастворимые в воде соединения пектина и целлюлозы) и пектины (растворимые вещества). Пектины под действием пектиназы подвергаются гидролизу до сахара и тетрагалактуроновой кислоты. При этом от пектина отщепляется метоксильная группа (ОСН3), и образуются пектиновая кислота и метильный спирт. Способность пектиновых веществ преобразовываться в водных растворах в присутствии кислоты и сахара в желеобразную, коллоидную массу широко используется в пищевой промышленности. Сырьем для пектинов служат отходы яблок, подсолнечника и арбузов.

Пектины благотворно влияют на процессы пищеварения. Они оказывают детоксирующее действие при отравлении свинцом, находят применение при лечебно-профилактическом питании.

Клетчатка (целлюлоза) по своей структуре весьма близка к полисахаридам. Организм человека почти не продуцирует ферментов, расщепляющих целлюлозу. В небольшом количестве эти ферменты выделяют бактерии нижних отделов пищеварительного тракта (слепая кишка). Клетчатка расщепляется под действием фермента целлюлазы с образованием растворимых соединений, которые активно выводят холестерин из организма. Чем нежнее клетчатка (картофель), тем полнее она расщепляется.

Значение клетчатки состоит:

1) в стимулировании перистальтики кишечника за счет сорбции воды и увеличения объема каловых масс;

2) способности выведения из организма холестерина за счет сорбции стеринов и препятствия их обратного всасывания;

3) в нормализации микрофлоры кишечника;

4) способности вызывать чувство сытости.

Суточная потребность клетчатки и пектиновых веществ составляет около 25 г.

За последнее время роли пищевых волокон (целлюлозы, пектина, камеди, или гумми и других балластных веществ растительного происхождения) в питании стали придавать большее значение. Рафинированные продукты (сахар, мука тонкого помола, соки) полностью освобождены от пищевых волокон, которые плохо перевариваются и всасываются в желудочно-кишечный тракт. Однако не следует забывать, что некоторые виды пищевых волокон удерживают воды в 5—30 раз больше, чем их собственная масса. В результате значительно увеличивается объем каловых масс, ускоряется их передвижение по кишечнику и опорожнение толстой кишки. Последнее крайне полезно для больных с гипомоторной дискинезией и синдромом запора. Пищевые волокна изменяют состав кишечной микрофлоры, увеличивая общее число микробов при одновременном снижении количества кишечных палочек. Важным свойством пищевых продуктов с высоким содержанием пищевых волокон является их низкая калорийность при значительном объеме продукта. Вместе с тем избыточное потребление пищевых волокон может привести к уменьшению всасывания некоторых минеральных веществ (кальция, марганца, железа, меди, цинка).

Основным источником пищевых волокон являются зерновые продукты, фрукты и овощи. Наиболее высоким уровнем пищевых волокон характеризуются ржаной хлеб грубого помола, горох, бобовые, овсяная крупа, капуста, малина, черная смородина. Больше всего пищевых волокон в отрубях. В пшеничных отрубях содержится 45—55 % пищевых волокон, из них 28 % — гемицеллюлозы, 9,8 % целлюлозы, 2,2 % пектина. 3/4 всех биологически активных веществ содержится в отрубях. Добавление к суточному рациону 2—3 ст. л. отрубей в достаточной степени усиливает моторно-эвакуационную функцию толстой кишки, желчного пузыря, уменьшают возможность камнеобразования в желчном пузыре, сдерживает повышение сахара крови после еды при сахарном диабете.

Камеди широко используют в пищевой промышленности для придания растворам вязкости. Их получают из некоторых растений и используют для кристаллизации сахара, изготовления жевательной резинки. Имеются данные, что гумми снижают кислотность желудочного сока и замедляют опорожнение желудка у больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки. Камеди повышают чувство насыщения, позволяют уменьшить калорийность пищевого рациона, что имеет значение в диетотерапии ожирения.

Суммарный уровень пищевых волокон для организма составляет около 25 г в сутки. При некоторых заболеваниях (запорах, дискинезии желчного пузыря, гиперхолестеринемии, сахарном диабете) необходимо увеличить содержание пищевых волокон в рационе до 40—60 г в сутки.

При построении рационов следует иметь в виду, что потребление продуктов, богатых крахмалом, а также фруктов и овощей, содержащих сахара, имеет преимущество перед приемом такого высококалорийного продукта, как сахар и кондитерские изделия, поскольку с первой группой продуктов человек получает не только углеводы, но и витамины, и минеральные соли, микроэлементы и пищевые волокна. Сахар же является носителем «голых», или пустых, калорий и характеризуется лишь высокой энергетической ценностью. Поэтому квота сахара в суточном рационе не должна превышать 10—20 % (50—100 г в сутки).

Потребность и нормирование углеводов

Потребность в углеводах определяется величиной энергетических затрат, т. е. характером труда, возрастом и т. д. Средняя потребность в углеводах для лиц, не занятых тяжелым физическим трудом, равна 400—500 г в сутки, в том числе крахмала — 350—400 г, моно- и дисахаридов — 50—100 г, пищевых волокон (клетчатки и пектина) — 2 г. Нормирование углеводов должно производиться соответственно энергетической ценности суточного пищевого рациона. На каждую мегакалорию предусматривается 137 г углеводов.

Основным источником углеводов для детей должны быть фрукты, ягоды, соки, молоко (лактоза), сахароза. Количество сахара в детском питании не должно превышать 20 % общего количества углеводов. Резкое преобладание в рационе ребенка углеводов нарушает обмен и снижает устойчивость организма к инфекциям (возможны отставание в росте, общем развитии, ожирение).

Минеральные вещества. Роль и значение в питании человека

Ф. Ф. Эрисман писал: «Пища, не содержащая минеральных солей и удовлетворительная по другим показателям, ведет к медленной голодной смерти, так как обеднение организма солями неминуемо ведет к расстройству питания».

Минеральные вещества участвуют во всех физиологических процессах:

1) пластических — формировании и построении тканей, в построении костей скелета, где кальций и фосфор являются основными структурными компонентами (в организме более 1 кг кальция и 530—550 г фосфора);

2) поддержании кислотно-щелочного равновесия (кислотность сыворотки не более 7,3—7,5), создании концентрации водородных ионов в ткани, клетках, межклеточных жидкостях, придавая им определенные осмотические свойства;

3) в формировании белка;

4) в функциях эндокринных желез (и особенно йод);

5) в ферментативных процессах (каждый четвертый фермент — металлофермент);

6) в нейтрализации кислот и предупреждении развития ацидоза;

7) нормализации водно-солевого обмена;

8) поддержании защитных сил организма.

В теле человека обнаружено более 70 химических элементов, из них более 33 — в крови. Кислотно-щелочное равновесие изменяется под влиянием характера питания. Поступление с пищей (бобовыми, овощами, фруктами, ягодами, молочными продуктами) кальция, магния, натрия повышает щелочную реакцию и способствует развитию алкалоза. Поступление с пищей (мясными и рыбными продуктами, яйцами, хлебом, крупами, мукой) хлор-иона, фосфора, серы увеличивает кислотную реакцию — ацидоз. Даже при смешанном характере питания в организме наблюдается сдвиг в сторону ацидоза. Поэтому необходимо вводить в рацион обязательно фрукты, овощи и молоко.

С учетом вышесказанного минеральные вещества делятся на вещества:

1) щелочного действия (катионы) — натрий, кальций, магний, калий;

2) кислотного действия (анионы) — фосфор, сера, хлор.

Макро- и микроэлементы, их роль и значение

Условно все минеральные вещества дополнительно делят по уровню содержания в продуктах (десятки и сотни мг%) и высокой суточной потребности на макро- (кальций, магний, фосфор, калий, натрий, хлор, сера) и микроэлементы (йод, фтор, никель, кобальт, медь, железо, цинк, марганец и др.).

Кальций — микроэлемент, участвующий в формировании костей скелета. Это основной структурный компонент кости. Кальция в костях содержится 99 % от общего его количества в организме. Кальций — это постоянная составная часть крови, клеточных и тканевых соков. Он входит в состав яйцеклетки. Кальций укрепляет защитные функции организма и повышает устойчивость к внешним неблагоприятным факторам. Кальций, являясь элементом щелочного действия, предупреждает развитие ацидоза. Кальций нормализует нервно-мышечную возбудимость (понижение содержания кальция может привести к возникновению тетанических судорог). В биологических жидкостях (плазме, тканях) кальций содержится в ионизированном состоянии.

Обмен кальция характеризуется тем, что при его недостатке в пище он продолжает выделяться из организма в больших количествах за счет запасов. Создается отрицательный баланс кальция в организме. У растущих детей скелет полностью обновляется за 1—2 года, у взрослых — за 10—12 лет. У взрослого человека за сутки из костей выводится до 700 мг кальция и столько же откладывается вновь.

Кальций — трудноусваиваемый элемент, так как в пищевых продуктах он находится в трудно- или нерастворимом состоянии. В кислом содержимом желудка рН = 1 (0,1 Т кислота) кальций переходит в растворимые соединения. Но в тонком кишечнике (кислотность резко щелочная) кальций вновь переходит в труднорастворимые соединения и только под воздействием желчных кислот вновь легко усваивается организмом.

Усвояемость кальция зависит от соотношения его с другими компонентами: жиром, магнием и фосфором. Хорошее усвоение кальция наблюдается, если на 1 г жира приходится 10 мг кальция, поступающего с пищей. Это объясняется тем, что кальций образует с жирными кислотами соединения, которые, взаимодействуя с желчными кислотами, образуют комплексное, хорошо усвояемое соединение. При избытке жира в пищевом рационе ощущается недостаток желчных кислот для перевода кальция солей жирных кислот в растворимые состояния, и их большая часть выделяется с калом.

Отрицательное влияние на всасывание кальция оказывает избыток магния, так как для его усвоения тоже требуется его соединение с желчными кислотами. Таким образом, чем больше поступает в организм магния, тем меньше остается желчных кислот для кальция. Поэтому увеличение количества магния в пищевом рационе усиливает выведение кальция из организма; в суточном рационе магния должно содержаться наполовину меньше, чем кальция. Суточная потребность в кальции составляет 800 мг, а магния — 400 мг.

Содержание фосфора влияет на усвоение кальция. Кальций с фосфором в организме образует соединение Са3РО4 — кальциевую соль фосфорной кислоты. Это соединение под действием желчных кислот мало растворяется и всасывается, т. е. значительное увеличение фосфора в пище ухудшает баланс кальция и приводит к уменьшению всасывания кальция и увеличению выведения кальция. Оптимальное усвоение кальция происходит при соотношении кальция и фосфора как 1 : 1,5 или 800 : 1200 мг. Для детей это соотношение кальция и фосфора выглядит как 1 : 1. Процесс окостенения в растущем организме идет нормально при правильном соотношении кальция и фосфора. Так как в пищевом рационе это соотношение часто бывает неоптимально, то назначают специальные регуляторы (например, витамин D, который способствует усвоению кальция и задержанию его в организме). Важным рахитогенным фактором является и белково-витаминный (полноценный белок и витамины А, В1 и В6) баланс. Всасыванию кальция способствуют белки пищи, лимонная кислота и лактоза. Аминокислоты белков образуют с кальцием хорошо растворимые комплексы. Аналогичен механизм действия лимонной кислоты. Лактоза, сбраживаясь в кишечнике, поддерживает значение кислотности, что препятствует образованию нерастворимых фосфорно-кальциевых солей.

Лучшим источником кальция в питании человека являются молоко и молочные продукты. 0,5 л молока или 100 г сыра обеспечивают суточной потребности в кальции. Составляя суточные рационы, необходимо принимать во внимание не столько общее количество кальция, сколько условия, обеспечивающие его оптимальное усвоение. Необходимо учитывать и тот факт, что вода — тоже важный источник кальция. Здесь кальций находится в виде иона и усваивается на 90—100 %. Суточная потребность кальция для всех категорий — 800 мг. Детям до 1 года — 250—600 мг, 1—7 лет — 800—1200 мг, 7—17 лет — 1200—1500 мг.

Фосфор — жизненно необходимый элемент. В организме человека содержится от 600 до 900 г фосфора. Фосфор участвует в процессах обмена и синтеза белков, жиров и углеводов, оказывает влияние на деятельность скелетной мускулатуры и сердечной мышцы. Исключительно важны метаболические функции фосфора. Входя в состав ДНК и РНК, он принимает участие в процессах кодирования, хранения и использования генетической информации. Значение фосфора в энергетическом обмене обусловлено не только ролью АТФ, но и тем, что все превращения углеводов (гликолиз, пентозные циклы) происходят не в свободной, а фосфорилированной форме). Фосфор играет существенную роль в поддержании кислотно-щелочного состояния кислотности плазмы крови в пределах 7,3—7,5. Фосфору принадлежит ведущая роль в функции центральной нервной системы. Фосфорные кислоты участвуют в построении ферментов, катализаторов процесса распада органических веществ пищи, создающих условия для использования потенциальной энергии.

Потребность в фосфоре возрастает при физической нагрузке и при недостатке белков в рационе.

Усвояемость фосфора связана с усвоением кальция, содержанием белков в рационе и другими сопутствующими факторами. Соотношение фосфора к белкам составляет 1 : 40. Фосфор с белками и полиненасыщенные жирные кислоты образуют комплексные соединения, отличающиеся большой биологической активностью. Отсутствие в кишечнике человека фитазы делает невозможным всасывание фосфора фитиновой кислоты, в виде которой находится значительная его часть в растительных продуктах. Эффективность всасывания фосфора зависит от их расщепления кишечными фосфатазами и обычно составляет 40—70 %. Фосфор выводится из организма с мочой (до 60 %) и калом. Выделение его с мочой увеличивается при голодании и после усиленной мышечной работы.

Наибольшее количество фосфора находится в молочных продуктах, особенно в сырах (до 600 мг%), а также в яйцах (в желтке 470 мг%). Высоким содержанием фосфора отличаются и некоторые растительные продукты (бобовые — фасоль, горох — содержат до 300—500 мг%. Хорошими источниками фосфора являются мясо, рыба, икра. Суточная потребность в фосфоре составляет 1200 мг.

Магния в организме содержится до 25 г. Его биологическая роль изучена недостаточно. Однако хорошо известна его роль в процессе углеводного и фосфорного обмена. Магний нормализует возбудимость нервной системы, обладает антиспастическим и сосудорасширяющим свойствами, стимулирует перистальтику кишечника, повышает желчевыделение, участвует в нормализации женских специфических функций, снижает уровень холестерина, обладает антибластогенным действием (в местностях, где магний содержится в почве и в воде в больших количествах, меньше смертность от злокачественных новообразований).

Источниками магния являются хлеб, крупа, горох, фасоль, гречневая крупа. Его мало в молоке, овощах, фруктах и яйцах. Суточная потребность для женщин составляет 500 мг, для мужчин — 400 мг.

Сера — структурный компонент некоторых аминокислот (метионин, цистин), витаминов и инсулина. Содержится преимущественно в продуктах животного происхождения. Суточная потребность в сере составляет для взрослых 1 г.

Велика роль хлорида натрия в питании здорового и больного человека. Организм человека содержит около 250 г хлорида натрия. Более 50 % этого количества находится во внеклеточной жидкости и костной ткани, и только 10 % — внутри клеток мягких тканей. И, наоборот, ионы калия локализуются внутри клеток. Они отвечают за поддержание постоянства объема жидкости в организме, транспорт аминокислот, сахаров, калия, а также секрецию соляной кислоты в желудке.

Ионы натрия, хлора и калия поступают с хлебом, сыром, мясом, овощами, концентратами и минеральной водой. Выводятся с мочой (до 95 %). При этом за ионами натрия следуют ионы хлора.

Богатая калием пища вызывает повышенное выделение натрия. И, наоборот, потребление в большом количестве натрия приводит к потере организмом калия. Выведение натрия почками регулируется гормоном альдостероном. Значительные нарушения баланса хлорида натрия могут возникнуть при поражении надпочечников, хронических заболеваниях почек.

Потребность в суточном рационе хлорида натрия составляет 10—12 г, при работе в горячих цехах, при большой физической нагрузке — 20 г. Бессолевая диета назначается при заболеваниях сердечно-сосудистой системы с нарушениями кровообращения II и III степеней, остром и хроническом нефрите, гипертонической болезни II—III степеней.

Суточная потребность в натрии составляет 4000—6000 мг, в хлоре — 5000—7000 мг, в калии — 2500—5000 мг.

Биомикроэлементы участвуют в кроветворении.

Железо является незаменимой частью гемоглобина и миоглобина. 60 % железа сосредоточено в гемоглобине. Другая важная сторона железа — участие в окислительных процессах, так как оно входит в состав ферментов: пероксидазы, цитохромоксидазы и др.

Недостаток железа ведет к железодефицитной анемии. В организме взрослого содержится до 4 г железа (2,5 г из них — в гемоглобине). Железо депонируется в клетках ретикуло-эндотелиальной системы (печени, селезенке, костном мозге). Наиболее богаты железом печень, кровавые колбасы, зернобобовые, гречневая крупа. Всасывание железа в организме затруднено из-за его связывания фитиновой кислотой. Хорошо всасывается железо мясных продуктов. Железо в легкоусвояемой форме в растительных продуктах содержится в чесноке, свекле, яблоках и др.

Потребность в железе составляет 10 мг для мужчин и 18—20 мг в сутки для женщин.

Медь активно участвует в синтезе гемоглобина, входит в состав цитохромоксидазы. Медь необходима для превращения железа в органическую связанную форму, способствует переносу железа в костный мозг. Медь обладает инсулиноподобным действием. Под влиянием приема 0,5—1 мг меди у больных диабетом улучшается состояние, снижается гипергликемия, исчезает глюкозурия. Установлена связь меди с функцией щитовидной железа. При тиреотоксикозе содержание меди в крови повышается. Суточная потребность для взрослых составляет 2—3 мг, для детей раннего возраста — 80 мкг/кг, старшего детского возраста — 40 мкг/кг.

Содержание меди наиболее высоко в печени, зернобобовых, продуктах моря, орехах. Его нет в молочных продуктах.

Кобальт — третий биомикроэлемент, участвующий в кроветворении, что проявляется при достаточно высоком уровне меди. Кобальт влияет на активность фосфатаз кишечника, является основным материалом для синтеза в организме витамина В12.

В наибольшем количестве кобальт содержится в поджелудочной железе и участвует в образовании инсулина. В природных пищевых продуктах его содержание невелико. В достаточном количестве он содержится в речной и морской воде, водорослях, рыбе. Суточная потребность составляет 100—200 мкг.

Биомикроэлементы, связанные с костеобразованием: марганец — 5—10 мг/сутки и стронций до 5 мг/сутки.

Биомикроэлементы, связанные с эндемическими заболеваниями: йод — 100—200 мкг/сутки (эндемический зоб), фтор — предельно допустимый коэффициент в воде составляет 1,2 мг/л, в пище — 2,4—4,8 мг/кг пищевого рациона.

StudFiles.ru

Вопрос: Углеводы, их значение для организма

Углеводы-это полиатомные альдегидо- и кетоспирты, простые (моно- и дисахариды), сложные (олиго- и полисахариды), являются основными источниками энергии для человека.

Углеводы являются основной составной частью рациона человека. Они являются основным энергонесущим нутриентом. За счет углеводов обеспечивается от 50 до 70% потребности организма в энергии. При физической работе углеводы расходуются в первую очередь. Только после истощения их запасов расход энергии восполняется за счет имеющегося в организме жира. При расщеплении 1грамма углеводов высвобождается 4ккал энергии.

Основными поставщиками углеводов являются продукты растительного происхождения. Около 60% углеводов поступает в организм с зерновыми продуктами, от 15 до 28%- с сахаром и кондитерскими изделиями, до 10%0 с корнеплодами, 5-7%- с овощами и фруктами.

По количеству углеводных остатков в молекуле углеводы делятся на: простые и сложные. К простым относятся моно-, ди- и олигосахариды. К сложным- полисахариды.

1) моносахариды- глюкоза, фруктоза и галактоза;

2) дисахариды- сахароза и лактоза;

3) полисахариды- крахмал, гликоген, пищевые волокна.

Углеводы подразделятся на усвояемые и неусвояемые. К усвояемым углеводам относятся глюкоза, сахароза, лактоза, фруктоза, мальтоза, гликоген и крахмал.

К неусвояемым углеводам относятся пищевые волокна- пектиновые вещества, лигнин, целлюлоза и др. Они не расщепляются в ЖКТ но существенно влияют на процессы переваривания пищи, ее усвоение, микрофлору толстого кишечника, формирование и эвакуацию каловых масс.

Глюкоза-основной структурный мономер всех поливахаридов. Она поступает в чистом виде с ягодами, фруктами и овощами, а также в качестве компонента сахарозы и лактозы. Глюкоза практически полностью из ЖКТ всасывается в кровь и разносится по всем органам и тканям. Уровень глюкозы в крови является сигналом для участков головного мозга, регулирующих пищевое поведение человека и уровень насыщения. Избыток глюкозы легко превращается в жиры и откладывается в запас.

Фруктоза-поступает в организм с медом, ягодами и фруктами. Фруктоза в два раза медленнее всасывается в кишечнике и в большей степени, чем глюкоза, задерживается в печени. Такой тип метаболизма не вызывает напряжения инсулярного аппарата. Однако чрезмерное поступление фруктозы способствует развитию сахарного диабета второго типа.

Сахароза или столовый сахар- основной промышленно получаемый дисахарид. Получают сахар из сахарной свеклы и сахарного тростника. Натуральными источниками сахарозы являются арбузы, дыни, ягоды, фрукты. Сахароза легко усваивается и в организме распадается на глюкозу и фруктозу, которые затем вовлекаются в присущие им обменные процессы. Сахароза способна превращаться в жир. Избыточное содержание в пище сахарозы вызывает нарушение углеводного и жирового обмена, что способствует увеличению риска развития сахарного диабета, атеросклероза, ожирения и осложнений этих заболеваний.

Лактоза-молочный сахар. Имеет большое значение для питания детей, так как способствует нормальному формированию микрофлоры кишечника. У взрослых часто развивается лактозонепереносимость.

Крахмалсоставляет до 80% от общего количества потребляемых человеком углеводов. Конечным продуктом метаболизма крахмала является глюкоза. Содержание крахмала в хлебобулочных изделиях- 40-70%, в бобовых- 40-45%, в картофеле- 10-15%.

Гликоген-является резервным углеводом животных тканей. Содержится, в основном, в печени и частично в скелетных мышцах. Избыток углеводов, поступающих с пищей, превращается в гликоген. Гликоген образует депо углеводов. Общее содержание гликогена в организме взрослого человека около 500г. Истощение депо углеводов ведет к возникновению жировой дистрофии печени. Источники гликогена- печень, мясо, рыба.

Физиологическая потребность в усвояемых углеводах для взрослого человека составляет 50-60% от суточной калорийности пищи, что составляет от 257 до 586г/сутки. Для детей до года- 13г/кг массы тела, для детей старше 1года- 170-420г/сутки. В общем количестве потребляемых углеводов на крахмал должно приходиться 350-400г, 50-100г- на моно- и дисахариды, 25г- на клетчатку.

studopedia.ru

4 Функциональные свойства белков.

Белки и белковые концентраты находят широкое применение в производстве пищевых продуктов благодаря присущим им уникальным функциональным свойствам, под которыми понимают физико-химические характеристики, определяющие поведение белков при переработке в пищевые продукты и обеспечивающие определенную структуру, технологические и потребительские свойства готового продукта.

К наиболее важным функциональным свойствам белков относятся растворимость, водосвязывающая и жиросвязывающая способность, способность стабилизировать дисперсные системы (эмульсии, пены, суспензии), образовывать гели.

Растворимость– это первичный показатель оценки функциональных свойств белков, характеризуется количеством белка, переходящего в раствор. Растворимость в наибольшей степени зависит от присутствия нековалентных взаимодействий: гидрофобных, электростатических и водородных связей. Белки с высокой гидрофобностью хорошо взаимодействуют с липидами, с высокой гидрофильностью хорошо взаимодействуют с водой. Поскольку белки одного типа имеют одинаковый по знаку заряд, то они отталкиваются, что способствует их растворимости. Соответственно в изоэлектрическом состоянии, когда суммарный заряд белковой молекулы равен нулю, а степень диссоциации минимальна, белок обладает низкой растворимостью, даже может скоагулировать.

Водосвязывающаяспособность характеризуется адсорбцией воды при участии гидрофильных остатков аминокислот,жиросвязывающая– адсорбцией жира за счёт гидрофобных остатков. В среднем на 1 г белка может связывать и удерживать на своей поверхности 2÷4 г воды или жира.

Жироэмульгирующаяипенообразующаяспособность белков широко используются при получении жировых эмульсий и пен, то есть гетерогенных систем вода-масло, вода-газ. Благодаря наличию в белковых молекулах гидрофильных и гидрофобных зон они взаимодействуют не только с водой, но и с маслом и воздухом и, выступая в качестве оболочки на границе раздела двух сред, способствуют их распределению друг в друге, то есть созданию устойчивых систем.

Гелеобразующиесвойства белков характеризуются способностью их коллоидного раствора из свободного диспергированного состояния переходить в связанодисперсное с образованием систем, обладающих свойствами твёрдых тел.

Вязко-эластично-упругиесвойства белков зависят от их природы (глобулярные или фибрилярные), а также наличия функциональных групп, которыми белковые молекулы связываются между собой или с растворителем.

Лекция №4 Тема: Физиологическое значение углеводов в питании человека.

1 Общая характеристика углеводов.

2 Физиологическое значение углеводов.

3 Функции моносахаридов и олигосахаридов в пищевых продуктах.

4 Функции полисахаридов в пищевых продуктах.

1 Общая характеристика углеводов.

Углеводы – это класс соединений, образованных углеродом, водородом и кислородом, с наиболее часто встречающейся химической формулой Cn(H2O)m. По своей природе углеводы – это многоатомные спирты с наличием альдегидной (альдозы) или кетонной группы (кетозы).

Углеводы составляют три четверти биологического мира и примерно 60–80% калорийности пищевого рациона.

Согласно принятой в настоящее время классификации углеводы под­разделяются на три основные группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды обычно содержат от 3 до 9 атомов углерода, причем наиболее распространены пентозы и гексозы. Моносахариды присутствуют, как в развёрнутой, так и в циклической формах.

Среди моносахаридов широко известны глюкоза, фруктоза, галактоза.

Глюкоза (виноградный сахар) содержится в ягодах, фруктах и меде. Из молекул глюкозы построены крахмал, гликоген, мальтоза; глюкоза является составной частью сахарозы, лактозы.

Фруктоза (плодовый сахар) содержится в меде, фруктах; является составной частью сахарозы.

Галактоза - составная часть молочного сахара (лактозы), которая со­держится в молоке млекопитающих, растительных тканях, семенах.

Полисахариды – это основной источник углеводов в пище человека и животных. Ониподразделяются на полисахариды первого порядка (олигосахариды) и второго порядка (полиозы).

Олигосахариды содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями. Наиболее распространенны дисахариды сахароза (обычный пищевой сахар) илактозасодержится только в молоке и состоит из гaлактозы и глюкозы.

Полисахариды второго порядкаможно разделить на гомополисахариды (состоят из моносахаридных единиц только одного типа) и гетерополисахариды (для них характерно наличие двух или более типов мономерных звеньев).

Крахмал состоит из двух гомополисахаридов: ли­нейного – амилозы (задействованы связи 1-4) и разветвленного – амилопектина (задействованы связи 1-6). Крахмал является главной составной частью пищи человека, содержится в хлебе, картофеле, крупах, овощах.

Гликоген – полисахарид, широко распространенный в тканях живот­ных, близкий по своему строению к амилопектину.

Целлюлоза (или клетчатка) является одним из наиболее распростра­ненных растительных гомополисахаридов. Она выполняет роль опорного материала растений, из нее строится жесткий скелет стеблей, листьев.

Слизи (содержатся в большом количестве в льняных семенах и в зерне ржи) и гумми (камеди – выделяемые в виде наплывов вишневыми, сливовыми или миндальными деревьями в местах повреждения ветвей и стволов).

Пектиновые вещества, содержащиеся в растительных соках и плодах, представляют собой гетерополисахариды. Пектины составляют основу фруктовых гелей.

StudFiles.ru

Читайте также