Каждое из пищевых веществ выполняет свои специфические функции в организме человека и входит в состав почти всех клеточных элементов и ферментативных систем.
В процессе превращения из пищевых веществ синтезируются специфические именно для данного индивидуума вещества.
Белки имеют исключительное значение в жизнедеятельности организма. Без них невозможны жизнь, рост и развитие организма. Это пластический материал для формирования клеток и межклеточного вещества. Белки входят в состав гормонов, иммунных тел, ферментов. Они участвуют в обмене витаминов, минеральных веществ, в доставке кровью кислорода, липидов, углеводов, витаминов, гормонов, лекарственных веществ. Из белков могут образоваться жиры и углеводы, однако белки не могут быть заменены другими пищевыми веществами.
Наиболее ранним проявлением белковой недостаточности является снижение защитных свойств организма по отношению к действию неблагоприятных факторов окружающей среды. При недостатке белков нарушаются процессы пищеварения, кроветворения, деятельность эндокринных желез, нервной системы, тормозятся рост и развитие организма, уменьшается масса мышц, печени, возникают трофические нарушения кожных покровов, волос, ногтей. Недостаточность белков ослабляет умственную деятельность и снижает работоспособность человека. Она может развиться не только в результате надостаточного поступления белков с пищей, но и вследствие нарушения принципов сбалансированного питания, при возникновении различных заболеваний, когда нарушается переваривание и всасывание белков и аминокислот.
Избыточное поступление белков в организм вызывает усиленную работу пищеварительного аппарата, образование в кишках продуктов их распада и неполного расщепления, что может привести к интоксикации и увеличению нагрузки на печень, почки, к нарушению функции головного мозга.
Жиры снабжают организм энергией, полиненасыщенными жирными кислотами, фосфолипидами (лецитинами), стеринами. Они участвуют в пластических процессах, способствуют поступлению в организм жирорастворимых витаминов — ретинола (витамина А), эргокальциферола (витамина Эг), а-токоферола (витамина Е), филлохинонов (витамина К) — и их усвоению. Жиры улучшают вкусовые свойства пищи. Недостаточное поступление их в организм может привести к нарушению функции центральной нервной системы, заболеванию кожи, почек, органа зрения, снижению сопротивляемости организма.
Углеводы являются основным источником энергии. Они необходимы для обеспечения обмена веществ. Углеводы выполняют и пластическую роль, так как входят в состав клеток и тканей, стимулируют усвоение белков, способствуют нормальной деятельности печени, мышц, нервной системы, сердца и других органов. Полное исключение углеводов из пищи резко нарушает жизнедеятельность организма; происходит значительная потеря массы тела, ухудшается усвоение белков и жиров, теряются минеральные соли. Вместе с тем углеводы являются основным источником образования в организме жира, поэтому чрезмерное их употребление приводит к ожирению. Из каждых лишних 100 г углеводов образуется 30 г жира, накапливающегося в организме, а избыток сахара приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в крови.
Витамины обеспечивают нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме, являясь биологическими регуляторами обмена веществ и входа в состав ферментов.
Деятельность всех систем и органов, защитные функции организма зависят от степени обеспеченности его витаминами. Поскольку витамины в организме человека синтезируются в очень малых количествах, а многие совсем не синтезируются, то они должны в достаточном количестве поступать с пищей.
Минеральные вещества имеют жизненно важное значение для организма человека и, наряду с другими пищевыми компонентами, являются обязательной составной частью рациона питания. Они играют большую роль в пластических процессах, входят в состав всех тканей организма, особенно костной ткани. Минеральные вещества принимают участие в процессах обмена веществ; в синтезе и обеспечении функций ферментов; входят в состав витаминов, гормонов; нормализуют водно-солевой обмен; поддерживают кислотно-основное состояние.
Роль белков и аминокислот в питании
Биологическая ценность белков пищевых продуктов зависит от количества и соотношения в них аминокислот, в частности незаменимых (которые не могут синтезироваться в организме и поступают только с пищей).
Незаменимых аминокислот всего 8 (лизин, метионин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин), а для детского организма — 10 (еще аргинин и гистидин). Каждая из них играет определенную биологическую роль. Особо дефицитными являются лизин, метионин и триптофан. Потребность взрослого человека в лизине — 3—5 г в сутки; недостаток его в организме приводит к нарушению роста, кровообращения, кальцинации костей, к уменьшению содержания гемоглобина в крови. Метионин участвует в обмене жиров и фосфатидов, является наиболее сильным лцпотропным (предупреждающим ожирение печени) средством, участвует в обмене цианокобаламина (витамина В|2) и фолиевой кислоты. Он необходим для нормальной деятельности надпочечников. Суточная потребность человека в метионине — 1г. Триптофан способствует росту, образованию
Таблица 6. Содержание белков в основных пищевых продуктах, %
Наименование продукта | Содержание белков | Наименование продукта | Содержание белков |
Говядина | 18,6—20 | ||
Свинина нежирная | 14 | Хлеб белковопшеничный | 21,0 |
Мясо кролика | 21,1 | Крупа манная | 10,3 |
Куры | 18—20 | —»— овсяная | 11,0 |
Печень говяжья | 17,4 | Соя | 34,9 |
Рыба | 14—18 | Горох | 20,5 |
Паста «Океан» | 13,6 | Фасоль | 21,0 |
Творог жирный | 14,0 | ||
— »— нежирный | 18,0 | Капуста белокочанная | 1,8 |
Сыры (твердые) | 19—31 | Морковь | 1,3 |
Молоко коровье | 2,8 | Свекла | 1,7 |
Яйца | 12,7 | Картофель | 2,0 |
Хлеб ржаной | 6,0 | Яблоки, груши | 0,4 |
— »— пшеничный | 8,1 | Смородина черная | 1,0 |
гемоглобина, сывороточных белков, участвует в процессе восстановления тканей. Потребность в нем организма составляет 1 г в сутки. Фенилаланин участвует в обеспечении функции щитовидной железы и надпочечников. Лейцин, изолейцин и треонин влияют на процессы роста. При недостатке лейцина уменьшается масса тела, возникают изменения в почках и щитовидной железе. Недостаток валина приводит к расстройству координации движений.
Гистидин входит в состав гемоглобина, его недостаток или избыток в организме ухудшает условнорефлекторную деятельность. Аргинин принимает участие в образовании мочевины — конечного продукта обмена белков.
Заменимые аминокислоты выполняют в организме разнообразные функции и играют не меньшую физиологическую роль, чем незаменимые. Так, например, глутаминовая кислота является единственной кислотой, поддерживающей дыхание клеток мозга.
Аминокислоты содержатся во всех продуктах растительного и животного происхождения, за исключением таких рафинированных продуктов, как сахар, крахмал, различные масла. Однако содержание и соотношение их в продуктах разное. Продукты животного происхождения — молоко, мясо, рыба, яйца — содержат незаменимые аминокислоты в наиболее благоприятных соотношениях. Белок молока особенно ценен тем, что в нем содержатся дефицитные аминокислоты — триптофан, лизин, метионин — в наилучшем соотношении. Тощее мясо содержит больше белков, чем жирное. Много белков и в таких продуктах растительного происхождения, как горох, фасоль, гречневая и перловая крупы, пшено, рис. Содержание белков в основных продуктах питания приведено в табл. 6.
Скорость переваривания белков различных пищевых продуктов разная. Быстро перевариваются рыбные и молочные белки, несколько дольше — белки мяса и еще дольше — белки круп и хлеба. На скорость и полноту переваривания белков влияет кулинарная обработка продуктов. Варка пищи повышает усвояемость белков.
Липиды
Липиды — это группа органических соединений, в состав которых входят собственно жиры (или триглицериды) и липоиды (жироподобные вещества). К липоидам, имеющим особенно важное значение в организме человека, относятся стерины (в частности, холестерин) и фосфолипиды.
Биологическая ценность жиров заключается, прежде всего, в их высокой энергоемкости. Однако в организме человека они выполняют и другие жизненно важные биологические функции. В виде соединений с белками жиры входят в состав клеточных оболочек и ядер, участвуют в регулировании обмена веществ в клетках.
Дефицит жиров в пище ослабляет иммунитет и, следовательно, понижает сопротивляемость инфекциям. При недостаточном поступлении жиров потребность организма в энергии удовлетворяется в основном за счет углеводов и, частично, белков, что увеличивает расход белков и незаменимых аминокислот.
Вместе с жирами в организм поступают жирорастворимые витамины (ретинол, или витамин А; эргокальциферол, или витамин О, токоферолы, или витамин Е, филлохиноны, или витамин К) и биологически важные фосфолипиды (лецитин и холин).
Жиры состоят из глицерина и жирных кислот, которые могут быть насыщенными (пальмитиновая, стеариновая, масляная, капроновая и др.) и ненасыщенными (олеиновая, линолевая, линоленовая и арахидоновая). Линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты относятся к полиненасыщенным жирным кислотам. Арахидоновая кислота синтезируется в организме из линолевой, являющейся незаменимым компонентом питания.
Полиненасыщенные жирные кислоты повышают эластичность и уменьшают проницаемость сосудистой стенки, образуют с холестерином легкорастворимые соединения и увеличивают его выведение, обеспечивают нормальный рост и развитие организма, усиливают липотропное (уменьшающее жировую инфильтрацию печени) действие холина и способствуют его синтезу.
Минимальная суточная потребность взрослого человека в ли- нолевой жирной кислоте составляет 2—6 г, что содержится в 10— 15 г растительного масла (подсолнечного, кукурузного, хлопкового).
Для создания некоторого избытка линолевой кислоты в организме рекомендуется вводить в состав суточного рациона 20— 25 г растительного масла.
Абсолютного дефицита линолевой кислоты в питании не наблюдается, однако имеются случаи недостаточного ее потребления. Так, если человек потребляет в сутки 100 г сливочного масла и совсем не употребляет жиров растительного происхождения, то организм получает всего около 1 г линолевой кислоты. Недостаточность полиненасьнценных жирных кислот может возникнуть и у детей первого года жизни при вскармливании их молочными смесями, приготовленными из коровьего молока (женское молоко содержит в 12—15 раз больше линолевой кислоты, чем коровье). В связи с этим в современные молочные смеси для питания детей («Малютка») вводится растительное масло, являющееся источником линолевой кислоты.
При недостаточном поступлении с пищей линолевой кислоты нарушается синтез арахидоновой кислоты, являющейся жизненно важным веществом. Из жиров животного происхождения больше всего арахидоновой кислоты содержит свиной и особенно рыбий жиры.
Потребность организма человека в жирах зависит от характера работы, пола, возраста и других факторов. Чем тяжелее физический труд, тем больше потребность в жирах. При этом учитываются не только жиры явные, поступающие с теми или иными жировыми продуктами, но и скрытые, содержащиеся в остальных продуктах питания.
В настоящее время население экономически развитых стран потребляет жирную пищу в количестве, соответствующем 40— 45 % общей энергоценности рациона питания. В нашей стране также отмечается увеличение потребления жировых продуктов. Это опасная тенденция. Чрезмерное увлечение жировой пищей неблагоприятно сказывается на состоянии организма, приводит к развитию различных заболеваний, в частности органов кровообращения и др.
Очень ценным для организма человека является лецитин,содержащийся во многих пищевых продуктах. Этот липоид участвует в обмене холестерина, способствует выведению его из организма. Вообще фосфолипиды, к которым относится и лецитин, способствуют лучшему всасыванию и усвоению пищевых веществ. Особенно богаты ими клетки нервной системы. Фосфолипиды улучшают окислительные процессы, стимулируют рост, повышают сопротивляемость организма кислородному голоданию и действию высокой температуры.
В большом количестве фосфолипиды содержатся в яйцах (3,4 %), нерафинированных растительных маслах (1—2 %), сырах (0,2—1,1 %), мясе (0,8 %), птице (0,5—2,5 %), рыбе (0,3—2,4 %), сливочном масле (0,3—0,4 %), хлебе (0,3 %) и других зерновых продуктах.
Роль холестерина в организме человека
Постоянным компонентом жировых продуктов являются стерины, из которых наиболее изучен холестерин. Он присутствует во всех клетках и тканях организма, особенно много его в нервной ткани и головном мозге (4 %), меньше в печени (0,3 %) и мышцах (0,2-0,25 %).
В сыворотке крови здоровых людей содержится 3,6—ммоль/л холестерина.
Холестерин необходим для образования гормонов надпочечников, половых гормонов, кальциферолов и других важных соединений. Являясь постоянной составной частью клеточного содержимого, он участвует в поддержании определенного уровня воды в клетке, тpaнcпopfe различных веществ через клеточные мембраны. Он обладает свойством связывать некоторые яды, способствуя их обезвреживанию.
Наряду с положительной ролью, холестерин при нарушении обменных процессов участвует в развитии атеросклероза и ишемической болезни сердца. Высокое содержание холестерина в крови приводит к возникновению этих заболеваний. Холестерин в крови связан с белковыми веществами в составе липопротеидов. Входящий в состав так называемых а-липопротеидов (липопротеидов высокой плотности) холестерин не стимулирует развитие атеросклероза. Наоборот, высокое содержание а-липопротеидов в крови человека считается антисклеротическим фактором. Повышение же в крови уровня р-липопротеидов (липопротеидов низкой плотности) с большим количеством холестерина способствует развитию атеросклероза и ишемической болезни сердца. Холестерин липопротеидов низкой плотности откладывается в стенках артерий и уплотняет их.
В организме человека в результате обмена веществ поддерживается постоянный уровень холестерина как за счет поступления его с пищей, так и благодаря синтезу из жиров и углеводов. Источником пищевого холестерина являются продукты животного происхождения. Особенно много его в желтках яиц, сливочном масле, говяжьем жире, сметане, мозгах животных.
С пищей в организм поступает ежедневно 0,5 г холестерина, а синтезируется его значительно больше. Ограничение холестерина в пище резко стимулирует его синтез. Раньше избыток холестерина в пище считали главным пищевым фактором развития атеросклероза, поэтому рекомендовалось резко ограничивать и даже исключать из питания продукты, содержащие это вещество. В настоящее время ученые связывают развитие атеросклероза с чрезмерным потреблением животных жиров (богатых не только холестерином, но и насыщенными жирными кислотами), простых углеводов и нарушением вследствие этого обмена веществ. Прием холестерина с нищей в пределах суточной нормы (0,6 г) существенно не повышает уровень его в крови. Так, наблюдение показало, что при ежедневном употреблении двух яиц, содержащих 0,4—0,5 г холестерина, в течение 54 дней уровень его в крови здоровых молодых людей заметно не изменяется. Однако если эти же люди съедали по 9 желтков в день, поставляющих организму около 2 г холестерина, то уже через 2 нед содержание его в крови существенно нарастало.
При нарушении липидного обмена употребление пищи, содержащей даже незначительно повышенное количество холестерина, приводит к увеличению его уровня в крови. Поэтому в питании больных атеросклерозом, ишемической болезнью сердца, а также в питании пожилых и старых людей следует ограничивать продукты с высоким содержанием холестерина. Однако и в этих случаях не следует исключать из рациона яйца и молочные жиры. В яичных желтках холестерин находится в сочетании с лецитином, который способствует улучшению обмена холестерина и препятствует развитию атеросклероза. Сметана и сливки содержат больше лецитина, чем сливочное масло, поэтому их необходимо широко использовать в питании пожилых людей.
В растительных маслах холестерина нет. Там содержатся фитостерины (Р-ситостерин), обладающие биологической активностью. Они способствуют нормализации жирового и холестеринового обмена. Под влиянием полиненасыщенных жирных кислот, содержащихся в растительных маслах, холестерин переносится из клеток в плазму крови и выводится из организма, превращаясь частично печенью в желчные кислоты, которые поступают в кишки. В кишках часть поступившего с желчью холестерина под влиянием микроорганизмов, постоянно здесь присутствующих, превращается в нерастворимые вещества и выводится из организма.
Углеводы, их роль в питании
Различают две основные группы углеводов: простые и сложные. К простым углеводам относятся глюкоза, фруктоза, галактоза, сахароза, лактоза и мальтоза. К сложным — крахмал, гликоген, клетчатка и пектиновые вещества. Основным источником углеводов в питании человека является растительная пища, и только лактоза и гликоген содержатся в продуктах животного просхождения. Простые углеводы легко растворимы в воде, быстро всасываются в пищевом канале и легко усваиваются. Они обладают выраженным сладким вкусом.
Сахароза в питании человека используется преимущественно в виде сахара.
Сладкие блюда и напитки (третьи блюда) полезно употреблять в конце еды, поскольку они тормозят выделение желудочного сока и создают чувство насыщения.
Лактоза — молочный сахар — содержится только в молоке (4—6 %) и молочных продуктах. В присутствии лактозы развиваются молочнокислые бактерии, которые подавляют рост других микроорганизмов в кишечнике.
Сложные углеводы плохо растворимы в воде и всасываются в организм постепенно, после расщепления соответствующими ферментами до простых углеводов. В питании человека основным углеводом является крахмал, он составляет 75—80 % потребляемых углеводов в сутки. Крахмал содержится в большом количестве в зернах пшеницы, ржи, ячменя, риса, кукурузы, до 20 % крахмала содержит картофель. Поэтому основным источником поставки крахмала организму являются хлеб, крупы, картофель (табл. 7).
Таблица 7. Общее количество углеводов в 100 г пищевых продуктов (основных источников углеводов)
Название продукта |
Содержание углеводов, % |
Название продукта |
Содержание углеводов, % |
Сахар (рафинад) | 99,9 |
рисовая |
71,4 |
Мед натуральный | 74,8 | овсяная | 49,7 |
Крахмал (картофельный) | 79,6 | Макаронные изделия | 69,7 |
Молоко | 4,7 | ||
Хлеб ржаной | 40—45 | Картофель | 16,3 |
пшеничный | 40—50 | Капуста белокочанная | 4,7 |
Морковь | 7,0 | ||
белково-пшеничный | 23,1 | Свекла | 9,1 |
Крупа манная | 67,7 | Яблоки | 9,6 |
гречневая | 65,9 |
Гликоген, или животный крахмал,— сложный углевод животного происхождения. Он находится в небольшом количестве в печени и мясе. В организме человека гликоген образуется из глюкозы. Он накапливается в печени и мышцах. При значительных физических нагрузках гликоген может использоваться как резервный энергетический материал.
В обычных условиях гликоген поддерживает нормальные функции печени.