Вещества, входящие в состав пищевых продуктов. Состав продуктов питания
Основными компонентами пищевых продуктов являются белки, углеводы, жиры, пищевые кислоты, соли минеральных кислот, ферменты витамины, вода.
Белки. Белки – органические высокомолекулярные соединения, в состав которых входят 5 элементов: N 2 , C, O 2 , H 2 , S. Белковые вещества построены из аминокислот, имеют 2 группы NH 2 и COOH, молекулы соединены пептидными связями. Суточная потребность в белках 100-120 г. Белками богато мясо, молоко. Свойства белков, которые применяются в пищевых отраслях:
1) способность к гидратации, то есть к поглощению и удержанию влаги. В нормальных условиях белки способны удерживать двух- трехкратное количество воды. Набухание обусловлено способностью белков относящихся к гидрофильным веществам поглощать воду и при определенных условиях образовывать растворы называемые студнями. Свойство набухания применяется в пищевых технологиях: набухание белков масличных семян при производстве растительного масла;
2) денатурация, то есть изменение пространственной ориентации белковой молекулы. Денатурация обуславливается повышением температуры, механическим и химическим воздействием, например, в свеклосахарном производстве необходимо разрушить протоплазму свекловичной клетки, которая состоит из белков, нагреваемых выше 60 0 С, при этом белок свертывается и в оболочке клетки открываются поры обеспечивающие экстрагирование сахарозы (С 12 Н 22 О 11) и других растворенных веществ из вакуоли в окружающую среду;
3) пенообразование, то есть образование эмульсии в системе «жидкость-газ» называющиеся пенами. Белки как пенообразователи широко используются при приготовлении кондитерских изделий (безе, зефир, пастила);
4) способность к гидролизу, то есть расщеплению на составные части в присутствии кислот и ферментов. Эта способность используется при рафинировании масла.
Жиры (липиды). Нормирование жира может производится соответственно калорийной ценности суточной нормы пищевого рациона, при этом на 1000 ккал предусматривается 35 г жира. Жиры обладают определенными свойствами, которые необходимо учитывать в пищевых технологиях, к ним относятся:
1) все жиры в воде не растворимы, но растворимы в органических растворителях, это свойство используется при получении растительных масел экстракционным способом;
2) жиры хорошо растворяют в себе многие органические вещества, в том числе и ароматические;
3) при нагревании под давлением жиры расщепляются на глицерин и соответствующие жирные кислоты, в присутствии щелочи эта реакция идет с образованием глицерина и солей жирных кислот, это свойство жиров используется в парфюмерной и сахарной промышленности;
4) жиры в присутствии ПАВ (эмульгаторов) способны образовывать стойкие эмульсии (производство маргарина и майонеза);
5) при хранении в неблагоприятных условиях (повышенная температура, влажность, свет) жиры под воздействием фермента липазы гидролизуются на глицерин и свободные жирные кислоты, которые под воздействием кислорода окисляются с образованием продуктов с горьким вкусом – прогоркание жиров;
6) при высоких температурах (250-300 0 С) жиры гидролизуются на жирные кислоты и глицерин, который разлагается до вещества с неприятным запахом – акролеин;
7) в результате гидрогенизации (насыщение водородом полиненасыщенных жирных кислот) жиры могут переходить из жидкого
состояния в твердое – производство маргарина.
Углеводы. Природные органические соединения, состоящие из 3 элементов: С, Н 2 и О 2 . углеводы образуются в зеленых листьях растений из диоксида углерода, воды под воздействием солнечной радиации при участии природного фотокатализатора – фотосинтез. Углеводы делятся на:
1) простые (моносахариды) – углеводы, которые не способны гидролизоваться с образованием более простых соединений. К ним относятся гексозы: глюкоза, фруктоза, арабиноза, ксилоза – являются структурными компонентами сложных полисахаридов. В этой группе важное значение имеют глюкоза и фруктоза, которые присутствуют в плодах, ягодах. Промышленным способом глюкозу получают путем кислотного и ферментативного гидролиза крахмала. Глюкоза сбраживается дрожжами, сладость ее составляет 70% всей сладости сахарозы. Фруктоза (левулеза) на воздухе гигроскопична, что затрудняет ее использование в чистом виде. В водных растворах быстро разлагается, как и глюкоза сбраживается дрожжами. По сладости более чем в два раза превышает глюкозу;
2) сложные углеводы (ди- и полисахариды), они способны гидролизоваться на более простые, у них число атомов углерода не равно числу атомов кислорода. Сложные углеводы делятся на 2 вида:
Низкомолекулярные (сахароподобные или олигосахариды);
Высокомолекулярные (несахароподобные).
К первой группе относится сахароза, мальтоза, лактоза. Они обладают свойством подвергаться кислотному или ферментативному гидролизу с образованием двух моноз. Сахароза наиболее распространенный в растительном мире сахар, содержится в сахарной свекле, тростнике, плодах дыни и арбуза. Хорошо сбраживается дрожжами, подвергается гидролизу
С 12 Н 22 О 11 +Н 2 О→С 6 Н 12 О 6 +С 6 Н 12 О 6
Смесь глюкозы и фруктозы называется инвертным сахаром.
Мальтоза при гидролизе распадается на 2 молекулы глюкозы. Она содержится в семенах злаковых, особенно при их прорастании. Мальтоза получается в результате ферментативного гидролиза крахмала.
Лактоза при гидролизе распадается на галактозу и глюкозу, содержится в молоке.
Ко второй группе относится крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества. Крахмал является наиболее важным по пищевой ценности полисахаридом. При кипячении с разбавленными кислотами превращается в глюкозу, при ферментативном гидролизе (солодовой амилазой) образуется мальтоза и частично глюкоза. В пищевой промышленности крахмал является основным сырьем для производства глюкозы и патоки, которая применяется в кондитерском производстве. Целлюлоза (клетчатка) – пищевой углевод, практического значения как источник энергии не имеет, но, хотя клетчатка в тонком кишечнике почти не усваивается, нормальное пищеварение без нее практически невозможно. Недостаток клетчатки в диете способствует развитию ожирения, желчнокаменной болезни, сердечно-сосудистых заболеваний. Клетчатка создает благоприятные условия для нормального продвижения пищи по желудочно-кишечному тракту. Кроме того, клетчатка нормализует деятельность полезной кишечной микрофлоры, способствует (особенно вместе с пектином, содержащемся в овощах и фруктах) выведению из организма холестерина. Пектиновые вещества образуют комплексные соединения с тяжелыми металлами и радионуклидами и выводят их из организма. В кислой среде в присутствии сахара и кислоты образуют плодово-ягодные студни, на этом свойстве пектиновых веществ основано производство джемов, пастилы.
Пищевая ценность углеводов. Относительная сладость сахаров в условных единицах по данным РАМН: сахароза 100%, фруктоза 173%, глюкоза 74%, галактоза 32,1%, мальтоза 32,5%, лактоза 16%, инвертный сахар 130%.
Свойства углеводов, используемых в пищевых технологиях:
1) способность простых углеводов сбраживаться ферментами дрожжей (получение вина, пива);
2) простые углеводы можно получить предварительным гидролизом полисахаридов (спиртовое производство);
3) способность растворяться в воде и кристаллизоваться (сахарная промышленность);
4) отсутствие свойства растворения в воде (технология получения чистого крахмала из картофеля);
5) способность крахмала к гидролизу дает возможность получать полные и неполные продукты гидролиза;
6) способность пектиновых веществ образовывать студни в присутствии сахарозы и органических кислот (кондитерское производство).
Ферменты. Ферментами или энзимами называют сложные биологические катализаторы белковой природы, изменяющие скорость химических реакций. Ферменты в одних случаях ускоряют технологические процессы пищевых производств, в других затрудняют.
Превращение исходного сырья в готовые продукты в виноделии, пивоварении, производстве спирта, сыроделии, хлебопечении ускоряют технологические процессы. В сахарном производстве ферменты разлагают сахарозу – отрицательное влияние. Ферменты обладают резко выраженным специфическим действием, например, инвертаза расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу; амилазы – группа ферментов гидролизующих крахмал с образованием декстринов и мальтозы. Гидролиз пектиновых веществ протекает с участием пектолитических ферментов, их применение дает возможность повышать выход продукта и осветлять плодово-ягодные соки.
Органические кислоты. Во многих случаях определяют вкусовые достоинства. Суточная потребность в них около 2 г, удовлетворяется за счет фруктов, овощей. В продуктах питания преобладают молочная, яблочная, винная, лимонная кислоты.
Минеральные вещества. Не обладают энергетической ценностью как белки, жиры и углеводы, однако без них жизнь человека невозможна. Минеральные вещества делятся на 2 группы:
1) макроэлементы – Са, Р, Мg, Nа, К, Сl, S, содержатся в пище в относительно больших количествах;
2) микроэлементы – Fe, Zn, Cu, J, F. Содержание минеральных веществ в продуктах составляет в среднем 1%: 0,99% - макроэлементы, 0,01% - микроэлементы.
Витамины. Витаминами называют группу веществ органической природы, играющих исключительно важную роль в деятельности организма, они необходимы человеку для нормального обмена веществ, роста тканей, защиты от болезней. Организм человека не синтезирует витамины, он должен получать их с пищей. Витамины делятся на водорастворимые: С, Н, В и жирорастворимые: А, D, Е, К. Тепловая обработка, хранение приводят к снижению их пищевой и витаминной ценности, например, при помоле муки высших сортов с отрубями теряется 20% витаминов содержащихся в исходном сырье.
Вода. Организм человека на ⅔ состоит из воды. Приблизительно 87% воды человек получает с пищей и напитками, остальные 13% образуются в результате окисления пищевых веществ. Вода является идеальной средой, в которой совершаются все процессы синтеза и распада, кроме того вода сама участвует в химических реакциях. Содержание воды в пищевых продуктах колеблется, например, в сахаре, чае, соле, растительном масле ее почти нет, в овощах ее 95%. Влажность, в % некоторых продуктов:
Мука, зерно 12-15%;
Хлеб 38-48%;
Сахар-песок 0,14%;
Крахмал 13%;
Фрукты 75-90%;
Овощи 65-95%;
Молоко 87-88%;
Сливочное масло 14-15%;
Растительное масло 1%;
Мясо говяжье 54-79%;
Избыточная влажность пищевых продуктов способствует поражению их плесенями и другими вредными микроорганизмами, активизирует действие ферментов, которые могут вызвать порчу продукта, и, наоборот, удаление воды высушиванием или замораживанием дает возможность длительного хранения.
В состав продовольственных товаров входят неорганические и органические вещества.
К неорганическим веществам относятся вода и минеральные вещества, к органическим- белки, углеводы, жиры, витамины, органические кислоты, ферменты, красящие, пектиновые, дубильные вещества, фитонциды, гликозиды, алкалоиды.
Пищевые продукты являются источником энергии, строительным материалом и участвуют в регулировании процесса обмена веществ.
Вода – принимает участие во всех процессах жизнедеятельности живого организма. Содержание воды в организме человека составляет в среднем 2/3 массы тела. Суточная потребность человека в воде зависит от физической нагрузки, климатических условий и составляет 1,5-2 л. Так без пищи человек может существовать около месяца, тогда как без воды – не более 10 дней.
В пищевых продуктах вода может быть в свободном и связанном состоянии. Свободная вода находится в виде мельчайших капель на поверхности или в массе продукта. Свободная вода легко удаляется при усушке и замораживании продуктов.
Связанной водой называют воду, молекулы которой более или менее прочно соединены с другими веществами продукта. Вода свободная и связанная при хранении и переработке может переходить из одного состояния в другое и вызвать изменение их свойств. Например, во время хранения хлеба связанная вода частично переходит в свободное состояние, в результате чего происходит его черствение. Пищевые продукты с большим содержание воды нестойки в хранении, т.к. в них легко развиваются микроорганизмы. Чем больше в продуктах воды, тем ниже их питательная ценность и меньше их срок хранения. В каждом продукте содержание воды должно быть определенным: увеличение содержание воды в печенье, крупе, муке, чае вызывает плесневение, в варенье, меде -брожение, а ее уменьшение в овощах, плодах приводит к их быстрой порче.
Определенные требования предъявляются к качеству питьевой воды. Она должна быть бесцветной, прозрачной, без запаха, посторонних привкусов и вредных микроэлементов и иметь соответствующий химический состав.
Минеральные вещества- входят в состав всех клеток, тканей, костей; они поддерживают кислотно-щелочное равновесие в организме человека и оказывают большое влияние на обмен веществ. Минеральные вещества подразделяют на микро и макроэлементы . К макроэлементам относят натрий, калий, кальций, магний, хлор, кремний, серу, железо и др. Натрий и хлор содержатся в поваренной соли. Калий улучшает работу сердца. Много калия содержится в овощах. Кальций входит в состав костей и зубов-содержится в молоке и молочных продуктах, бобовых, хлебе, яйцах, овощах. Магний способствует снижению холестерина, оказывает влияние на нервную систему. Богаты магнием горох, овсяная крупа, ржаной хлеб. Сера содержится в крупах, хлебе, мясе, сыре, рыбе- входит в гомон инсулина. Железо входит в состав гемоглобина, его недостаток вызывает упадок сил, малокровие. Большое количество железа содержится в мясе, печени, гречневой и овсяной крупах, желтке яйца, ягодах. Фосфор входит в состав костей и зубов, участвует в нервных тканях, а также в процессе усвоения углеводов, белков и жиров. Богаты фосфором рыба, овощи, сыр, мясо, ржаной хлеб, яйца, орехи, крупы, молочные продукты.
Кмикроэлементам относятся вещества, содержание которых в продуктах ничтожно мало- это йод, цинк, медь, фтор, бром, марганец и др.Йод необходим для нормальной деятельности щитовидной железы. Много йода в морепродуктах, грецких орехах, салате, шпинате. Марганец участвует в формировании костей, образовании гемоглобина, росту организма. Много марганца в листовых овощах, крупах, хлебе, плодах. Медь икобальт участвуют в кроветворении. Они содержатся в говяжий печени, рыбе, свекле. Фтор необходим для формирования костей и зубов. Находится он в молоке и мясе, в хлебе из муки простого помола. Цинк входит в состав всех тканей, влияет на функцию поджелудочной железы, жировой обмен, способствует росту молодого организма. Цинк содержится в печени, говядине, яйцах, репчатом луке. Цинк в больших количествах может привести к отравлению организма. Потребность человека в микроэлементах выражается в миллиграммах или долях миллиграмма, но их отсутствие или недостаток в питании приводит к серьезным осложнениям.
Белки -наиболее важные биологические вещества живых организмов. Они являются основным строительным материалом, из которого строятся клетки, ткани и органы человека. По составу белки подразделяют на простые (протеины) и сложные (протеиды). Суточная потребность взрослого человека в белках составляет 80-100 гр.
Углеводы - содержатся в основном в продуктах растительного происхождения. Взрослому человеку требуется в сутки 400-500 г углеводов. Из углеводов почти целиком состоят сахар, крахмал, мед, крупы, макаронные изделия и др. продукты, они легко усваиваются в организме. При избыточном потреблении углеводов, они в организме человека превращаются в жир.
Жиры – важная составная часть пищевых продуктов. Значение жиров в питании человека обусловлено, прежде всего их высокой энергетической способностью. Жиры различают по происхождению: животные, растительные, комбинированные; по консистенции – жидкие и твердые.
Витамины – незаменимые вещества в пище человека, необходимые ему в малых количествах. Отсутствие витаминов в пище приводит к заболеванию- авитаминоз. Витамины делятся на водорастворимые и жирорастворимые.
Водорастворимые: витамин С (аскорбиновая кислота) – является одним из наиболее важных. Он принимает участие в обмене веществ, повышает стойкость организма к инфекционным заболеваниям. Содержится в овощах, фруктах, ягодах. Больше всего в плодах шиповника, черной смородине, цитрусовых, стручковом перце, картофеле, капусте. Витамин В-1 (тиамин) регулирует углеводный и жировой обмен в организме. Наиболее богаты им ржаной хлеб, печень, почки, дрожжи, все виды овощей и др. Витамин В-2 (рибофлавин) играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах. Недостаток его приводит к вялости, утомляемости, бессоннице, ослаблению зрения, неврастении, нарушению пищеварения, задержке роста, выпадению волос. Богаты витамином В-2 молоко, печень, яйца, зерновые, орехи, свекла, абрикосы. К водорастворимым витаминам относят В-3, В-6, В-12, Р, РР, Н, U.
Жирорастворимые витамины : витамин А необходим для нормального зрения, роста, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, благоприятствует восстановлению крови, предохраняет кожу и слизистые оболочки от ороговения. Много витамина А в молоке, сливочном масле, желтке яиц, печени трески. В растительной пище витамин А находится в виде каротина. Много каротина в моркови, абрикосах, красном перце, тыкве, персиках. Витамин D (кальциферол) регулирует усвоение кальция и фосфора. При недостатке витамина у детей развивается рахит. Он содержится в рыбьем жире, молоке, сливках, печени рыб, пивных дрожжах, грибах. Витамин Е (токоферол) – защищает от окисления витамины, участвует в энергетическом обмене. Необходим при дистрофии, неврастении, переутомлении, гипертонической болезни, дерматозе, псориазе. Этот витамин называют фактором размножения (при его недостатке наступает бесплодие). Этот витамин содержится в зародышах хлебных злаков, салатах, растительных маслах (облепиховом, кукурузном, соевом и др.). Витамин К (фоллохинон) – является крове свёртывающим. Он обладает сильным болеутоляющим и антимикробным действием, способствует заживлению ран, ожогов, обморожений. Источником витамина К являются: салат, зеленые листья капусты, томаты, картофель, огурцы, фасоль, соевое масло.
Органические кислоты- придают вкус продуктам, способствуют сохраняемости некоторых из них. Органические кислоты чаще встречаются в растительных продуктах. К ним относят: яблочную, лимонную, винную, щавелевую кислоты; в продуктах животного происхождения – молочную.
Ферменты – это белковые вещества, которые играют роль в процессе обмена веществ. Под их влиянием происходят все процессы жизнедеятельности организма. Ферменты применяются в хлебопечении, в сыроделии, при получении плодово-ягодных соков, осветляя их.
Красящие вещества придают цвет пищевым продуктам. Каротин обуславливает оранжевую окраску (морковь, абрикосы и др.). Ликопин придает красный цвет (томаты, яблоки), ксантофилл – желтую окраску (апельсин, яичный желток). Хлорофилл - зеленый пигмент, окрашивает листья растений, овощи, плоды. Антоцианы – пигменты различной окраски, содержатся в кожице сливы, винограда, черники, бруснике, свекле.
Пектиновые вещества – пектин, протопектин, пектиновая кислота – содержится в ягодах, плодах. В присутствии сахара и кислоты пектин способен образовывать желе,
применяется в производстве мармелада, пастилы, конфитюра. Желирующей способностью обладает крыжовник, смородина, алыча и др.
Дубильные вещества – придают продуктам терпкий, вяжущий вкус. Много дубильных веществ в хурме, айве, чае, кофе. Дубильные вещества под действием кислорода воздуха окисляются и приобретают темно-коричневый цвет. Дубильные вещества обладают бактерицидным свойством, способствуют заживлению ран, укрепляют стенки сосудов.
Пищевые продукты содержат и другие вещества: ароматические, экстрактивные, фитонциды и др.
Вопросы для повторения:
1. Перечислите органические и неорганические вещества, входящие в состав продовольственных товаров.
2. Ответьте, почему содержание влаги в некоторых продуктах является обязательным показателем качества.
3. Назовите, какова роль минеральных веществ в питании человека.
4. Назовите, какое значение имеют витамины в питании человека.
5. Перечислите органические кислоты, обладающие бактерицидными свойствами.
6. Назовите, в каком производстве применяют пектиновые вещества.
Итак, для того, чтобы бесперебойно работало схема производитель - качественный продукт – реализация через предприятия по торговле – потребитель. Необходимо комплексное исследование продуктов, до того как они дойдут до потребителя. Комплексное исследование возможно лишь на основе использование современных методов анализа, позволяющих изучить структуру вещества входящих в состав каждого продукта и сделать объективную оценку его состава и свойств.
Коротко вспомним состав пищевых продуктов, это основные вещества: белки, углеводы, минеральные вещества, витамины.
Белки – ценные, незаменимые компоненты пищи. Попадая в организм, расщепляются под действием ферментов до аминокислот, из которых организм синтезирует необходимые для организма аминокислоты, белки, ферменты и др. 8 аминокислот не синтезируются организмом, а попадают только с пищей. Их называют незаменимыми: изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланил, триптофан, трионин, валин. Организм грудных детей не синтезирует гистидин и цистин – поэтому они считаются частично незаменимыми. При дефиците этих аминокислот в пище происходит глубокие нарушения обмена веществ и жизнедеятельности.
Поэтому продукты по содержанию в них этих аминокислот в белке бывают полноценными и неполноценными. Белок животный пищи ближе к нам и усваивается лучше, чем растительный белок (белок яиц и молока-96%, хлеба, муки-85, овощей-80%, картофеля, бобовых-70%).
Избыток, также вреден, т.к. при распаде образуется вещества азотсодержащие, которые создают нагрузки на почки и печень при их выведении, а также откладывается в виде отложение солей в суставах на внутренних органах.
Норма потребления белка для молодых и взрослых мужчин и женщин 1-1,5г в день на 1кг массы тела. А уже на качество белка влияет тепловая или технологическая обработка сырья и пищевых продуктов.
Жиры - их роль не только энергетическая, но и строительная т.к. они являются необходимым компонентом клеток, а также источником жирорастворимых витаминов. Содержат биологически активные добавки - ненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды, стерины. Об их роли вы достаточно много изучили в физиологии питании, суточное потребление – в среднем 107г
Углеводы – это простые и сложные сахара. Глюкоза, фруктоза, лактоза, крахмал, гликоген, клетчатка, пектин. Главный и более безвредный источник энергии, выполняет функцию питания клеток при получении энергии, а также источник глубоких пищевых волокон имеющих большое значение при ряде заболеваний желудочно-кишечного тракта и в профилактике рака. Пектин (содержится в свекле, черной смородине, яблоках, сливе) необходим при отравлении токсическими элементами т.к. выходит их из организма.
Итогом всего сказанного будет то, что в пище должно содержаться правильное соотношение белков, жиров и углеводов норма 1:1:4.
Минеральные вещества – не обладают энергетической ценностью, однако участвуют во всех жизненных функциях. Делятся минеральные вещества на макро- и микроэлементы.
Макроэлементы содержание которых в организме превышает 0,001% (Ca, P, Mg, Na, Cl, Fe, O, C, H, K, N, S) и микроэлементы содержание которых колеблется от 0,001 до 0,000011 % (Cu, Mn, Zn, Bo, Co, J, F, Cr) и ультромикроэлементы (свинец, ванадий, золото и т.д.) менее 0,000001% от общей массы организма.
Так, кальций составляет основу костей скелета, медь, железо и магний необходимы для транспортировки белков и углеводов через клеточные мембраны, железо обеспечивает перенос газов кровью. Различные минеральные вещества необходимы для нормальной свертываемости крови, обеспечения процессов возбудимости мышечной и нервной ткани... Перечислять можно еще очень и очень долго.
Все необходимые минеральные вещества наш организм получает только с пищей, поэтому они являются незаменимыми компонентами питания.
При недостатке тех или иных минеральных веществ возникают различные расстройства здоровья. К примеру, различные нарушения деятельности центральной нервной системы могут вызываться недостатком натрия, кальция, калия, фосфора, хлора, брома; дефицит йода приводит к снижению функций щитовидной железы и развитию зобной болезни. В свою очередь избыток некоторых минеральных веществ также вреден для здоровья.
Важна также сбалансированность минеральных веществ как между собой, так и с другими питательными веществами. Так, усвояемость кальция резко снижается при избытке фосфора и магния и при недостатке жира и жирорастворимых витаминов. Наиболее благоприятное соотношение фосфора, кальция и магния - 3:2:1.
Минеральными веществами богаты многие продукты как животного, так и растительного происхождения, однако в очень многих растительных продуктах содержание микроэлементов плохо (с точки зрения человеческого организма) сбалансировано. В продуктах же животного происхождения сбалансированность минеральных веществ гораздо лучше. В самом оптимальном сочетании микроэлементы содержатся в молоке и в молочных продуктах.
Витамины занимают особое место среди жизненно необходимых нам питательных веществ. Недаром само слово витамин происходит от латинского vita - жизнь.
Витамины участвуют практически во всех биохимических процессах, протекающих в нашем организме. Они необходимы для обеспечения функции желез внутренней секреции и их гормональной активности, повышения умственной и физической работоспособности, поддержания устойчивости организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды (жара, холод, инфекции, интоксикации...).
Нехватка витаминов приводит к развитию таких патологических состояний, как авитаминоз и гиповитаминоз.
Авитаминоз - это самая тяжелая форма витаминной недостаточности. Авитаминозы развиваются при полном отсутствии или очень значительной нехватке того или иного витамина в пище и вызывают такие заболевания, как цинга (при недостатке витамина C), рахит и остеопороз (при нехватке витамина D), пеллагра (за нее "отвечает" витамин PP), бери-бери (витамин B1).
Гиповитаминоз, то есть незначительная нехватка витаминов, конечно же, не так страшен, как авитаминоз, но тоже не несет нам ничего хорошего. При гиповитаминозах наблюдаются такие неприятные явления, как снижение иммунитета, работоспособности, памяти, расстройство сна, плохое самочувствие и другие.
Витамины не синтезируются в нашем организме, мы получаем их извне, и главный (а правильнее сказать - единственный естественный) источник витаминов - это наша пища. (Заметим в скобках, что некоторые витамины наш организм синтезировать все же может, но только из других веществ, так называемых провитаминов, которые, опять же, мы получаем только с пищей. Так, витамин А вырабатывается человеческим организмом из вещества под названием каротин, которое в значительных количествах содержится в моркови, плодах шиповника, смородины, рябины, облепихи и ряда других растений.). Подсчитывая количество потребляемых витаминов, надо помнить, что содержание витаминов в продуктах в значительной степени зависит от способов хранения и режимов кулинарной обработки. Так, некоторые витамины практически полностью разрушаются в течение нескольких минут при температуре 80-100 градусов. То есть при обычной варке на маленьком огне.
При полноценном, сбалансированном питании мы получаем с пищей все витамины в достаточном количестве. Применение витаминных препаратов бывает необходимо в зимне-весенний период, в других случаях, когда в пище содержится мало витаминов (питание больных, находящихся на строгой диете, питание в крайних климатических зонах и т.д.), а также в случаях повышенной потребности витаминов при некоторых физиологических состояниях (усиленный рост в детском и подростковом возрасте, беременность, лактация, некоторые болезни).
Токсиканты. В условиях, сложившихся в наше время, в месте с продуктами питания человек постоянно употребляет в пищу различные микрокомпоненты, которые могут оказывать неблагоприятный эффект на организм, будучи накоплены или употреблены в относительно повышенных количествах. Рассмотрим некоторые такие вещества.
Во-первых, в их число входят так называемые природные токсиканты. К ним относятся натуральные, присущие данному виду продукта, образующиеся в ходе самого роста биологически активные вещества, которые, при условии возникновения определенных обстоятельств, могут вызвать токсический эффект.
Ко второму типу относятся "загрязнители", т.е. токсичные вещества, которые поступают в пищевые продукты из окружающей среды из-за различных нарушений технологии выращивания, производства или хранения продуктов, а также других причин, к которым можно отнести загрязнение среды, плохую экологию и техногенные загрязнения.
В число природных токсикантов входят такие вещества, как биогенные амины, некоторые алкалоиды, цианогенные гликозиды, кумарины и др.
Пищевые добавки. История применения пищевых добавок насчитывает тысячелетия. Первоначально это были всем известные специи – соль, сахар, уксус. С развитием химической и пищевой промышленности в наш обиход вошло великое множество пищевых добавок, которые на этикетках продуктов обозначаются буквенные кодом Е.
Современные пищевые добавки выполняют две главные задачи:
· увеличивают срок хранения продуктов питания, что необходимо для их транспортировки в разные уголки земного шара;
· придают продуктам питания необходимые и приятные свойства – красивый цвет, привлекательный вкус и аромат, густую консистенцию.
По мнению производителей продуктов питания, в современных условиях невозможно обойтись без применения пищевых добавок для производства вкусных и красивых продуктов с длительным сроком хранения. Сейчас в пищевой промышленности используется около 500 различных пищевых добавок, а в сочетании друг с другом их становится в несколько раз больше.
Каждой пищевой добавке присвоен трех- или четырехзначный номер с предшествующей буквой Е.
Можно долго рассуждать о превосходстве духовного над телесным, но в конце концов вы все равно захотите… поесть. Еда - неотъемлемая часть жизни, такая же как остальные физиологические потребности - дыхание, движение, сон. Однако едим мы не только для того, чтобы удовлетворить голод, но и ради удовольствия. Поэтому часто возникает конфликт между желанием съесть что-то вкусное и вредное или невкусное, но полезное. Так или иначе, все понимают, что еда должна нести пользу. От съедаемых нами продуктов в огромной степени зависит наше здоровье. Поэтому, покупая продукты в супермаркете, люди все чаще смотрят на этикетку и читают состав. Так что же такое состав продуктов?
Легко представить, из чего состоит блюдо, приготовленное дома по привычному рецепту. Например, в борще вполне естественно встретить свеклу и морковь, а в салате оливье - колбасу и зеленый горошек. Но все это никак нельзя назвать химическим составом продуктов. Наука смотрит на продукты под совсем иным углом и выделяет в них две группы компонентов: макрокомпоненты и микрокомпоненты.
Макрокомпоненты
Макрокомпоненты можно назвать основой продукта. Они обычно составляют большую часть его массы. Это знакомые нам по этикеткам на упаковках и многочисленным диетам белки, жиры и углеводы. Все они жизненно необходимы, и важно соблюдать их здоровый баланс. Они являются топливом для нашего организма и несут энергию.
Белки
Белки, они же протеины, устроены очень интересно и сложно. Их молекулы напоминают длинные цепочки из аминокислот, свернутые клубком и кое-где соединенные связями. Слово «белок», а тем более «протеин» знакомо всем, кто стремится нарастить мускулатуру. Это так и есть, тем более в наших мышечных волокнах сократительную функцию играют именно белки. Но их роль в организме человека значительно шире. Например, белками являются антитела и некоторые гормоны. Белки можно получить в основном из животной пищи, но и в некоторых растительных продуктах они содержатся в заметном количестве. Это бобовые и орехи. Во фруктах и овощах же их настолько мало, что их доля незначительна и ее можно не брать в расчет.
Жиры
Теперь пара слов о жирах. Слово «жир» вызывает ужас и отвращение у тех, кто стремится к идеальной фигуре и ассоциируется с лишним весом. Но те, кто более грамотен в вопросах питания, понимают, что это источник энергии. Энергоемкость молекулы жира превышает таковую у углеводов. Жиры необходимы как в тарелке, так и в теле. Совсем обойтись без них никак нельзя. К примеру, жиры входят в состав клеточных мембран и нервных клеток.
Углеводы
Различные сахара, такие как глюкоза и фруктоза, а также крахмал и множество других соединений - все это углеводы. Даже хитин, покрывающий тело насекомых и ракообразных - тоже углевод. Эти вещества делятся на моносахариды, олигосахариды и полисахариды в зависимости от количества мономеров в цепочке. Углеводы, как и жиры, пополняют истраченную энергию. Как известно, они необходимы мозгу, особенно при умственных нагрузках, так что съесть шоколадку перед экзаменом - дельный совет. Тем более в состав продукта входят не только углеводы, но и кофеин, который будет тонизировать и повысит концентрацию внимания.
Воду тоже можно было бы отнести к макрокомпонентам, но она играет в составе продуктов настолько особую роль, что ученые предпочитают рассматривать ее отдельно.
Мал да удал
Микрокомпоненты содержатся в блюдах в гораздо меньших количествах, но это не уменьшает их значения. К ним относятся минералы и биологически активные соединения. Последние - это не только витамины, но и другие вещества, а также пищевые волокна, которые хотя и не перевариваются пищеварительными ферментами, но перевариваются населяющими его бактериями и стимулируют работу желудочно-кишечного тракта. Интересно, что в них входят целлюлоза и лигнин - вещества, составляющие древесину. Но вот дерево человек есть не может. Переварить его нашему желудку не под силу. Зато пищевые волокна можно получить из практически любой растительной пищи - злаковых, бобовых, овощей, фруктов, зелени.
Витамины же, несмотря на расхожий стереотип, содержатся не только в овощах и фруктах. Некоторые можно найти только в продуктах животного происхождения. Например, витамин B12 можно получить из печени, почек, рыбы, говядины или молочных продуктов, к примеру сыра. Этот витамин важен для процессов кроветворения и работы нервной системы. Разумеется, химический состав продуктов питания еще богаче, однако всех составляющих не охватить, да и не все играют такую огромную роль в нашей жизнедеятельности.
Нежеланные гости
Но не все компоненты продуктов для нас желанны. Очень часто внимательное чтение состава продукта наводит на совсем другие мысли. В пищевой промышленности очень популярны консерванты, благодаря которым продукты хранятся дольше, а также красители и ароматизаторы, которые улучшают вкус и внешний вид товара и делают его более привлекательным для покупателя. К сожалению, в погоне за деньгами о людях часто забывают, поэтому не все из этих компонентов безвредны. В таблице будет показано, какие особо вредные добавки могут оказаться в составе продуктов. Конечно, от одного взгляда на этот список может охватить страх, а в голове поселиться мысль, что нас всех хотят отравить. Разумеется, зла никто никому не желает, производители преследуют цели выгоды и удобства при хранении. Но все равно приходится быть начеку. От небольшого количества вредных добавок никто еще не умер и не заболел раком, а вот регулярное попадание этих веществ в организм может привести к непредсказуемым последствиям.
Вред могут нести не только указанные вещества. В продуктах могут содержаться трансжиры и просто растительные жиры низкого качества. И вообще, важно понимать, из чего состоит продукт, есть ли в нем все необходимое для организма или он сделан, как говорят в народе, "из туалетной бумаги".
Справочник Скурихина
Справочник состава продуктов Скурихина позволяет сориентироваться, в каких продуктах что содержится и в каких пропорциях. Он незаменим для работников пищевой промышленности. Впервые книга была издана в 1979 году, затем переиздавалась в 1987-м. Изучению были подвергнуты зерно и хлеб, кондитерские изделия, молочные продукты, масла, овощи, фрукты, грибы и разные виды продуктов животного происхождения - мясо, птица и рыба. В настоящее время очень легко найти огромное количество литературы о химическом составе пищевых продуктов. Это вызвано увлечением здоровым питанием и повальной заботой о фигуре. Кто знает, сколько авторов воспользовались таблицами Скурихина! А автор, родившийся в 1929 году в Ленинграде, жив и работает. В 2005 году вышла его книга «Химия коньяка и бренди». Наверное, этот труд заинтересует любителей алкоголя!
Стремление к балансу
Изучая состав пищевых продуктов, важно избегать вредных веществ, а полезные и необходимые употреблять в правильных дозах. Лучше всего, если питание будет сбалансированным и включать в себя источники белков, жиров и углеводов, продукты растительного и животного происхождения и разные виды витаминов. Тогда еда будет служить здоровью организма, а не разрушать его. В современном мире трудно совсем избежать добавок под буквой E, но в наших силах выбирать еду с умом. Не всем по душе переезд куда-нибудь в глухую сибирскую деревню и ведение натурального хозяйства. Поэтому остается сочетать осмотрительность с легким подходом к жизни, ведь стрессы несут ничуть не меньше вреда, чем ненатуральные продукты!
Химические составляющие пищевых продуктов очень разнообразны, и их условно можно разделить на две большие группы: макрокомпоненты и микрокомпоненты.
Макрокомпоненты входят в состав практически всех пищевых продуктов. Перечислим вещества, включаемые в данную категорию:
- (собственно протеины, являющиеся высокомолекулярными веществами – полимерами аминокислот по своей химической сути, а также свободные аминокислоты и пептиды);
- (триглицериды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина, различающиеся по расположению жирных кислот и их составу);
- (олигомерные и полимерные – декстрины, крахмал, а также дисахариды и моносахариды – глюкоза, сахароза, фруктоза и т.п.).
С химической точки зрения к макрокомпонентам, содержащимся в составе продуктов питания, относится и . Однако функции данного компонента кардинально отличаются от других веществ, входящих в эту группу, поэтому связанные с ним аспекты рассматриваются в отдельном порядке.
К микрокомпонентам принято относить ниже перечисленные вещества:
- минеральные вещества (макроэлементы: натрий, калий, кальций, фосфор, сера и т.п.; микроэлементы: марганец, железо, цинк, молибден , хром, селен и т.п.);
- биологически активные соединения (витамины и витаминоподобные вещества, пищевые волокна, органические кислоты, флавоноиды, фитостерины и пр.).
Представители обеих рассмотренных групп имеют свое значение. Так, макрокомпоненты (главным образом углеводы и жиры, гораздо реже – белки) требуются человеческому организму в качестве источника энергии. Кроме того, углеводы, белки и жиры выполняют пластическую функцию, иными словами, являются строительным материалом для обновления и роста.
Макрокомпоненты участвуют в физиологических реакциях организма (характерно для витаминов и минеральных веществ), формирование электрического потенциала на клеточной мембране (это область действия минералов), передача наследственной информации (за нее отвечают нуклеотиды) и прочие функции.
Химический состав продуктов питания и их энергетическая ценность
Энергетическая ценность или калорийность пищевых продуктов - это параметр, характеризующий количество высвобождаемой энергии при полном усвоении и утилизации вещества, имеющий такое же значение, как и химический состав продуктов питания.
Потребность в энергии обусловлена тем, что абсолютно все процессы в человеческом организме происходят с ее использованием. При этом и дефицит, и переизбыток энергетической ценности рациона способен оказывать негативное влияние на наше здоровье.
Организму человека требуются и макрокомпоненты, и микрокомпоненты, и определенное количество энергии. Уровень этой потребности и ее дифференциация зависят от множества факторов: пола, возраста, характера деятельности, наличия определенных заболеваний и иных параметров.
Именно поэтому состав пищевых продуктов традиционно рассматривается в тесной связи с необходимостью человеческого организма в определенных веществах. Существует ошибочное мнение, что некоторые пищевые продукты идеальны, т.е. способны удовлетворять большую часть потребностей организма. Подобное утверждение справедливо, к примеру, когда речь идет о материнском молоке – идеальном питании для грудного ребенка, позволяющем полностью покрыть его потребности.
Однако вместе с ростом организма возрастают и его потребности, причем как в количественном, так и в качественном отношении. И если младенцам на первых порах достаточно ввести прикорм, то потребности взрослого организма настолько разнообразны, что ни один пищевой продукт (или даже определенная группа продуктов) не может удовлетворить их полностью.
В качестве примера обратим внимание на состав сухого пайка у военнослужащих различных государств. Даже в периоды, когда полноценное горячее питание недоступно, он состоит как минимум из 7-10 компонентов, в том числе и сложных (концентрированных супов, каш с мясом и т.д.).
С другой стороны, есть большое количество пищевых продуктов, химический состав которых никак не вписываются в потребности человека. Чаще всего это обусловлено резким дисбалансом рациона в пользу единственного компонента или группы продуктов. Ярким тому примером являются кондитерские изделия, в составе которых заметен явный перевес жиров и углеводов. Частое употребление подобной пищи нельзя компенсировать с помощью простого изменения остального меню.
Из всего вышесказанного следует, что наиболее рациональный подход к собственному здоровью – питание, сбалансированное по всем необходимым компонентам, включающее максимальное количество разнообразных продуктов. Такие меры позволят не только снизить риск развития множества алиментарно-зависимых заболеваний, но и повысить устойчивость организма к агрессивному воздействию окружающей среды.
