Гигиеническая характеристика основных компонентов пищи

Для нормальной жизнедеятельности организма человек постоянно нуждается в определенном количестве энергии, которая расходуется на работу внутренних органов, поддержание температуры тела, функционирование всех систем организма, а также на обеспечение двигательной активности человека, выполнение физической и умственной работы. Основным источником этой энергии является пища.

Отслужившие свой срок клетки отмирают, разрушаются, и их место занимают новые молодые клетки. Этот процесс позволяет организму оперативно, достаточно точно и адекватно реагировать на все воздействия окружающей среды. Восстановление клеток, тканей и органов происходит за счет веществ, поступающих и организм, прежде всего с пищей. Процесс накопления питательных веществ и энергии в организме называется ассимиляцией. Ассимиляция в единстве с диссимиляцией, т. е. распадом веществ в организме, составляют обмен веществ. Образующиеся в результате диссимиляции простые вещества (вода, диоксид углерода, аммиак, мочевина) выводятся из организма с мочой, калом, выдыхаемым воздухом и через кожу.

Обмен веществ находится в прямой зависимости от расхода энергии (включая теплообмен и работу внутренних органов – основной обмен и затраты на труд) и состава пищи. В определенный период жизни (рост и развитие человека в детском, подростковом возрасте, во время беременности) преобладает ассимиляция. В это время в организме увеличивается число клеток, накапливаются питательные вещества. Наоборот, при повышенных физических нагрузках, голодании, тяжелых заболеваниях преобладает диссимиляция, сокращаются запасы питательных веществ, наблюдается похудание. Кроме того, в пожилом и старческом возрасте наблюдается снижение интенсивности всех обменных процессов.

В процессе переваривания в организме питательные вещества подвергаются воздействию пищеварительных соков, которые выделяются особыми железами, находящимися или имеющими выход во рту, в желудке, кишечнике. В этих железах содержатся особые вещества – ферменты, под действием которых пищевые продукты расщепляются на более простые вещества, способные переходить в растворимое состояние и, всасываясь через кишечник, поступать в лимфу и кровь.

Как уже отмечалось, основные компоненты пищи – белки, жиры, углеводы, пищевые волокна, минеральные соли, витамины, вода и др. Белки – сложные органические соединения, состоящие из аминокислот, в состав которых, в свою очередь, входят углерод, водород, кислород, азот, также могут присутствовать фосфор, сера, железо и другие элементы.

Белки составляют основу ферментов, гормонов, антител и других образований, выполняющих сложные функции в жизни живого организма (пищеварение, рост, размножение, иммунитет и др.), способствуют нормальному обмену витаминов и минеральных веществ. Белки участвуют в образовании энергии, особенно в период больших энергетических затрат или при недостаточном количестве в рационе питания углеводов и жиров. При сгорании 1 г белка в организме человека выделяется 4 ккал.

Белок образуется в организме непрерывно из аминокислот, как поступающих в результате переваривания белка пищи, так и в результате реутилизации аминокислот организма. Для синтеза белка в организме человека необходим белок пищи определенного аминокислотного состава. В настоящее время известно более 100 аминокислот, из которых 22 наиболее распространены в пищевых продуктах. По пищевой ценности аминокислоты делят на заменимые и незаменимые.

Незаменимые аминокислоты – лизин, триптофан, метионин, лейцин, изолейцин, валин, треонин, фенилаланин. Детям еще необходимы гистидин и цистин. Эти аминокислоты в организме не синтезируются и должны обязательно поступать с пищей в определенном соотношении. Заменимые аминокислоты могут синтезироваться в организме. Биологическая ценность белка зависит от сбалансированного содержания в нем заменимых и незаменимых аминокислот.

Суточная норма потребления белка 1…1,6 г на 1 кг массы от человека, т.е. всего 57…118 г в зависимости от пола, возраста, характера трудовой деятельности. Белки животного происхождения должны составлять не менее 55% суточной нормы. Кроме того, при составлении рациона питания важно учитывать сбалансированность аминокислотного состава белка.

Жиры – обязательный компонент сбалансированного питания, Физиологическая значимость жиров многообразна. Они входят в состав клеток и тканей как пластический материал, используется организмом как источник энергии. До 30 % энергии организм получает в результате сгорания жиров. Энергетическая ценность 1 г жира – 9 ккал. Важное значение жиров состоит в том, что многие вещества растворяются в них и таким образом становятся и доступными для переваривания. Это прежде всего все так называемые жирорастворимые витамины (Е, D, К, А), а также – биологически активные вещества – фосфолипиды, токоферолы стерины.

Жиры придают пище сочность, вкус, повышают ее питательную ценность, вызывают чувство насыщения. Остаток поступившего жира после удовлетворения потребностей организма откладывается в подкожной клетчатке, в соединительной ткани окружающей внутренние органы. Это основной резерв энергии. Жирные кислоты, входящие в состав жиров, делятся на насыщенные (предельные) и ненасыщенные (непредельные). Насыщенные жирные кислоты не обладают высокой биологической активностью, легко синтезируются в организме. Эти жирные кислоты в большом количестве содержатся в животных жирах, обладают высокой температурой плавления и сравнительно низкой усвояемостью (85…88 %).

Ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая, линоленовая и арахидоновая и др.) представляют собой биологически активные соединения, называемые еще полиненасыщенными жирными кислотами. По биологическим свойствам их относят к жизненно важным соединениям. Они принимают активное участие в жировом и холестериновом обмене, повышают эластичность и снижают проницаемость кровеносных сосудов, предупреждают образование тромбов.

Полиненасыщенные жирные кислоты в организме человека не синтезируются и должны вводиться с пищевыми жирами. Содержатся они в свином сале, растительных маслах, особенно в оливковом, подсолнечном, кукурузном и др., а также в сливочном масле и рыбьем жире. Они характеризуются низкой температурой плавления (28…30 %) и высокой (до 98 %) усвояемостью. Суточная норма потребления жиров 1,4…2,2 г на 1кг массы тела, т.е. 63…158 г в зависимости от возраста, пола, характера труда и климатических условий, причем жиры животного происхождения должны составлять в рационе 70%, растительные – 30%.

Углеводы служат основным источником энергии, используемой в мышечной деятельности человека. Энергетическая ценность 1г углеводов – 4 ккал. Они обеспечиваю ими 54…56% всей потребности организма в энергии. Кроме того, углеводы входят в состав клеток и тканей, содержатся в крови в виде гликогена (животного крахмала) в печени. В тканях организма углеводов мало – до 1% массы тела.

Фруктоза, обладая теми же свойствами, что и глюкоза, втрое слаще нее и вдвое сахарозы. Это позволяет, не снижая сладости пищи, употреблять ее, что важно при диабете и ожирении. Фруктоза не повышает содержание сахара в крови, так как в кишечнике медленно всасывается в кровь быстро превращаясь в печени в гликоген. Содержится фруктоза в меде, яблоках, грушах, арбузах, смородине и др. Дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) – сладкие на вкус растворимые в воде углеводы, в организме расщепляются на молекулы моносахаридов с образованием из сахарозы – глюкозы фруктозы из лактозы – глюкозы и галактозы, из мальтозы – двух молекул глюкозы. Мальтоза (или солодовый сахар) в особенно больших количествах содержится в проросшем зерне (солоде), ячмене и других зерновых культурах.

Сахарозу человек употребляет в основном в виде сахара, в котором ее 99,7%. Лактоза поступает в организм с молоком, моно- и дисахариды легко усваиваются и покрывают основные энергетические потребности организма. Полисахариды – крахмал, гликоген, клетчатка. Крахмал расщепляется в организме до глюкозы. Благодаря крахмалу многие содержащие его продукты вызывают у человека чувство насыщения. Гликоген поступает в организм в составе продуктов животного происхождения (мясо, печень), в процессе переваривания расщепляется до глюкозы. При снижении содержания сахара в крови гликоген превращается в глюкозу, поддерживая тем самым его постоянный уровень (4,4…6,6 ммоль/л).

Клетчатка в организме человека не переваривается, но она выполняет важную роль в пищеварении, стимулируя перистальтику кишечника, создавая условия для развития полезных кишечных бактерий. Источники снабжения организма углеводами – картофель, другие растительные продукты, в которых они представлены в виде моно-, ди- и полисахаридов. Суточная потребность в углеводах 5…8,5 г на 1 кг массы тела, 275…600 г. У лиц, занимающихся умственным трудом, и людей пожилого возраста легкоусвояемые углеводы должны составлять 15%, у лиц, занимающихся физическим трудом, – 20…25% суточной нормы углеводов, причем 80…85% этого количества должно приходиться на полисахариды, в основном в виде крахмала.

Организм человека и животных не синтезирует витамины или синтезирует их в недостаточном количестве (никотиновая кислота, витамин D) и поэтому должен получать в готовом виде, в основном с пищей. Витамины обладают исключительно высокой биологической активностью и требуются организму в очень небольших количествах – от нескольких мкг до нескольких мг в день. В отличие от других незаменимых пищевых веществ (незаменимые аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты и др.), витамины не являются пластическим материалом или источником энергии и участвуют в обмене веществ преимущественно как необходимые компоненты биокатализа и регуляции отдельных биохимических и физиологических процессов.

Недостаточное потребление витаминов приводит к развитию гиповитаминозов, а отсутствие в питании витаминов вызывает авитаминозы. Витамин А содержится в рыбьем жире, печени, а также в виде провитамина А – в моркови, перце, щавеле, зеленом луке, томатах; 1 мг витамина А содержится в 6 г говяжьей или 15 г свиной печени, в 10 г сладкого перца или 12 г моркови или щавеля, в 20 г кураги.

Витамин D (эргокальциферол) участвует в обмене кальция и фосфора. Его недостаток отражается на здоровье детей, замедляется отложение кальция в костях, уменьшается прочность костей, происходит их размягчение и деформация. Витамин D содержите в рыбьем жире, печени трески, яичных желтках.

Витамин B1 (тиамин) принимает участие в обмене углеводов, недостаток его ведет к поражению нервной и сердечно – сосудистой систем, нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта, а также к мышечной слабости, разнообразным болевым ощущениям. Суточная норма витамина содержится в 20…40 г сухих пивных дрожжей, 40 граммах пшеничного или 650 г ржаного хлеба.

Недостаток витамина В6 (рибофлавина) проявляется в замедлении роста, образовании трещин, язвочек в углах рта, шелушении кожи, воспалении слизистой оболочки глаз. Содержится он в бородинском хлебе, гречневой, овсяной крупах, куриных яйца пивных дрожжах. Суточная доза данного витамина содержится 75 г сухих пивных дрожжей, в 1… 1,5 л коровьего молока, 600 г сыра. Недостаток витамина РР проявляется в изменении кожных покровов (дерматиты), поносах (диарея) и снижении умственных способностей (деменция). Заболевание это называется пеллагра. Витамин РР содержится в пшеничном хлебе, гречневой и овсяной крупах, фасоли, мясе, рыбе. Больше всего его в сухих пивных дрожжах.

При недостатке витамина С, или аскорбиновой кислоты, воспаляются десны, повышается ломкость сосудов, появляется кровоточивость. Заболевание это – цинга (скорбут). Потребность человека в витамине С составляет 80… 100 мг в день. Витамин С содержится (из расчета в 100 г продукта) в черной смородине – 200 мг в свежем шиповнике – 470, укропе – 100 мг и т. д. Под авитаминозом понимают состояние глубокого дефицита данного витамина с развернутой клинической картиной его недостаточности (цинга, рахит, бери-бери, анемия Бирмера и др.).

Ряд авторов выделяет также маргинальные (пограничные) состояния, при которых поступление витамина в организм находится на нижней границе физиологической потребности, вследствие чего какие-либо запасы этого витамина отсутствуют и любое увеличение потребности (при болезни, стрессе, физической нагрузке) приводит к быстрому развитию дефицита. Наряду с дефицитом одного какого-либо витамина, на практике более часто встречаются полигиповитаминозы и полиавитаминозы, при которых организм испытывает недостаток нескольких витаминов. Однако и в этих условиях одна из витаминных недостаточностей, как правило, является ведущей, а остальные – сопутствующими.

Основная причина гипо- и авитаминозов – недостаточное поступление витаминов с пищей. Такие гипо- и авитаминозы называются первичными, или экзогенными. Наряду с этим, дефицит витаминов может возникать и при их достаточном содержании в пище, но вследствие нарушения их утилизации в организме или резкого повышения потребности. Такие гипо- и авитаминозы носят название вторичных, или эндогенных. Особую группу подобных состояний составляют врожденные, генетически обусловленные нарушения обмена и функции витаминов.

Угнетение кишечной микрофлоры, продуцирующей некоторые витамины:

• Болезни желудочно-кишечного тракта
• Последствия химиотерапии (дисбактериозы).

Повышенная потребность в витаминах:

• Особые физиологические состояния организма (интенсивный рост, беременность, лактация).
• Особые климатические условия, в частности, условия Крайнего Севера.
• Интенсивная физическая нагрузка.
• Значительная нервно-психическая нагрузка, стрессовые состояния.
• Воздействие вредных факторов производства.
• Инфекционные заболевания и интоксикации.
• Заболевания внутренних органов и эндокринных желез.
• Повышенная экскреция витаминов.

Прием ряд витаминов в дозах, существенно превышающих физиологическую потребность, может давать нежелательные, побочные эффекты, а в ряде случаев вести к серьезным патологическим расстройствам, обозначаемым как гипервитаминозы. Особенно опасны в этом отношении витамины D и А, хотя на практике они встречаются крайне редко, главным образом при случайном приеме в пищу высококонцентрированных масляных препаратов этих витаминов, предназначенных для специальных целей.

Минеральные вещества играют важную роль в различных обменных процессах организма: выполняют пластическую функцию, участвуют в построении костной ткани, регуляции водно-солевого и кислотно-щелочного равновесия, входят в состав ферментных систем. Попадая в организм в больших количествах, могут проявлять токсические свойства, поэтому содержание некоторых неорганических соединений в пищевых продуктах регламентируется медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества.

Характеристика основных минеральных веществ, представлена в табл. 2.

Обычное содержание минеральных веществ в пищевых продуктах находится на уровне 0,5 – 0,7% съедобной части. Подразделяются на макроэлементы (кальций, фосфор, магний, натрий, калий, хлор, сера и др.) и микроэлементы (железо, цинк, медь, йод, фтор и др.). Организм человека нуждается в систематическом пополнении минеральными веществами.