Минеральные вещества не обладают энергетической ценностью, но необходимы для жизнедеятельности организма.
Поступают они в организм с продуктами питания в виде минеральных солей. Минеральные вещества, содержащиеся в пищевых продуктах и тканях организма в значительном количестве, относятся к макроэлементам. Макроэлементы бывают основного и кислотного характера. К основным относятся кальций, магний, калий, натрий, к кислым — фосфор, сера, хлор. К продуктам питания, содержащим макроэлементы кислотного характера, относятся мясо, птица, яйца, творог, сыр, хлеб, бобовые, брусника, клюква.
В молоке, кефире, простокваше, овощах, многих ягодах, фруктах (особенно в миндале) содержатся макроэлементы основного характера.
Кальций — основная составная часть костной ткани, важнейший компонент свертывающей системы крови, активатор ряда ферментов, гормонов, играет важную роль во многих физиологических и биохимических процессах. Суточная потребность в кальции взрослого человека составляет 800 мг. Он лучше усваивается в соотношении с фосфором 1 : 1,5, и в соотношении с магнием 1 : 0,5 (0,6). Основной источник кальция — молоко и молочные продукты. В них кальций оптимально сбалансирован с фосфором. Употребление пол-литра коровьего молока обеспечивает поступление в организм 600 мг прекрасно усвояемого кальция. Хорошо сбалансирован кальций в плодах и овощах, но его в этих продуктах мало. Неблагоприятная сбалансированность кальция, фосфора и магния в хлебе, мясе и пшене ухудшает усвояемость кальция этих продуктов. Уменьшают всасывание кальция фитиновые кислоты, находящиеся в зерновых продуктах, и щавелевая кислота, содержащаяся в шпинате. Снижается усвояемость кальция также при избыточном потреблении жиров.
Магний играет важную роль в передаче нервного импульса и нормализации состояния нервной системы, регулирует кальциевый и холестериновый обмен, оказывает сосудорасширяющее действие, способствует снижению артериального давления. Суточная потребность в магнии взрослого человека составляет 400 мг. Главными источниками магния являются разные крупы, горох, фасоль, хлеб из муки грубого помола. Есть он и в рыбных продуктах, особенно в консервах (шпротах, горбуше). Мало магния в молоке и молочных продуктах, яйцах, фруктах.
Фосфор регулирует функции центральной нервной системы, энергетическое обеспечение процессов жизнедеятельности организма. Суточная потребность в фосфоре взрослого человека составляет 1200 мг; при усиленной физической нагрузке потребность в фосфоре возрастает. Большинство продуктов питания богаты фосфором, и поэтому недостатка в нем практически не отмечается. Опасно избыточное потребление фосфора, особенно у детей первых месяцев жизни. Чрезмерное количество фосфора приводит к уменьшению содержания кальция в организме. Это необходимо иметь в виду при кормлении детей первого года жизни коровьим молоком, где фосфора в 5—7 раз больше, чем в женском молоке, а кальция по отношению к фосфору меньше, чем в женском. Наиболее богаты фосфором молоко и молочные продукты, мясо, рыба, зерновые и бобовые. Из растительных источников фосфор усваивается хуже, чем из продуктов животного происхождения.
Калий особенно необходим для обеспечения нормальной деятельности органов кровообращения, процессов нервного возбуждения в мышцах, внутриклеточного обмена. Калий усиливает мочевыделение. Суточная потребность взрослого человека в нем составляет 3—5 г. Особенно много калия в продуктах растительного происхождения: сое, фасоли, горохе, картофеле, морской капусте, в сухофруктах — урюке, черносливе, изюме, грушах, яблоках. Его много также в молоке.
Натрий участвует в процессах внутриклеточного и межклеточного обмена, в поддержании осмотического давления протоплазмы и биологических жидкостей организма, он принимает активное участие в водном обмене. Содержание натрия в пищевых продуктах незначительно. Мало его в картофеле, фруктах; несколько больше в моркови, свекле, злаковых, мясе и рыбе. Поэтому в организм натрий поступает в основном в виде хлорида натрия (поваренной соли). Хотя потребность в натрии невелика (около 1 г в сутки), современный человек потребляет его в сутки до 6 г, что соответствует 15 г пищевой поваренной соли. В последние годы установлена взаимосвязь между избыточным потреблением поваренной соли и возникновением гипертонической болезни. Рекомендуется ограничивать потребление пищевой поваренной соли до 8 г в сутки, что соответствует 4 г натрия (3,2 г — за счет самой пищевой поваренной соли и 0,8 г — за счет поступления с пищевыми продуктами).
Хлор регулирует осмотическое давление в клетках и тканях, нормализует водный обмен, а также участвует в образовании соляной кислоты в желудке. Суточная потребность в хлоре взрослого человека составляет 5—7 г, что удовлетворяется за счет хлорида натрия (пищевой поваренной соли).
Сера — необходимый структурный элемент аминокислот метионина и цистина; она входит в состав инсулина, принимает участие в его образовании. Суточная потребность в сере взрослого человека — около 1 г Сера содержится преимущественно в продуктах животного происхождения: говядине, свинине, морском окуне, треске, ставриде, яйцах, молоке, сыре; в меньшем количестве она находится в хлебе, крупах, фруктах.
Микроэлементы и их роль в питании
Микроэлементы — это группа химических элементов, присутствующих в организме человека и животных в малых концентрациях. Суточная потребность в них выражается в миллиграммах или долях миллиграмма. Микроэлементы обладают высокой биологической активностью и необходимы для жизнедеятельности организма. К таким биомикроэлементам относятся железо, медь,’ кобальт, никель, марганец, стронций, цинк, хром, йод, фтор. Недостаток данных веществ в питании может приводить к структурным и функциональным изменениям в организме, а их избыток может оказывать токсическое действие.
На земном шаре существуют районы, в почве которых количество микроэлементов может быть большим или меньшим (биогеохимические провинции). Недостаток или избыток микроэлементов в этих районах обусловливает возникновение различных заболеваний среди населения, например эндемического зоба, кариеса, флюороза, заболеваний крови.
Железо, медь, кобальт, никель относятся к биомикроэлементам, которые необходимы для кроветворения.
Более половины всего количества железа, имеющегося в организме, содержится в гемоглобине крови. Железо участвует в окислительно-восстановительных процессах, входит в состав ферментов, стимулирует внутриклеточные процессы обмена. Потребность взрослого человека в железе составляет для мужчин 10 мг, для женщин — 18 мг в сутки. Очень важно, чтобы железо регулярно и в достаточном количестве поступало в детский организм, поскольку у детей запасы его ограничены, а недостаток этого микроэлемента может привести к развитию малокровия. Источниками железа являются продукты животного и растительного происхождения. Много железа в печени, почках, мозгах, мясе кроликов, яйцах, гречневой крупе, пшене, бобовых, яблоках, персиках. Мясные продукты обеспечивают около 30 % потребности организма в железе. В овощах, ягодах и фруктах его меньше. Относительно беден железом хлеб из пшеничной муки тонкого помола. «
Медь необходима для синтеза гемоглобина, ферментов, белков, для превращения поступающего с пищей железа в органически связанную форму. Медь способствует нормальному функционированию желез внутренней секреции, выработке инсулина, адреналина. Потребность в меди взрослого человека — 2 мг в сутки. Больше всего меди в печени, в продуктах моря, зерновых, гречневой и овсяной крупах, орехах. Мало ее в молоке и молочных продуктах. Так как медь широко распространена в продуктах питания, дефицит ее у взрослых людей практически не встречается.
Третьим (после железа и меди) микроэлементом, который участвует в кроветворении, является кобальт. Он активизирует процессы образования эритроцитов и гемоглобина, оказывает влияние на активность некоторых ферментов, участвует в выработке инсулина. Кобальт необходим для синтеза в организме цианокобаламина (витамина В12). Потребность взрослого человека в кобальте ориентировочно составляет 100—200 мкг в сутки. В пищевых продуктах кобальта содержится немного, однако при смешанном рационе питания он поступает в организм в достаточном количестве. Относительно много кобальта в морских растениях, горохе, свекле, красной смородине, клубнике.
Никель стимулирует процессы кроветворения. Но его избыток неблагоприятен для организма. В большом количестве никель содержится в растениях, выращенных на почве «никелевых» районов, в морской, озерной и речной воде, в организме морских животных и рыб У населения «никелевых» районов наблюдается повышенная заболеваемость роговицы глаз.
Роль марганца в жизнедеятельности организма многообразна, однако основным его свойством является участие в процессах костеобразования. Марганец стимулирует процессы роста, участвует в кроветворении, функциях эндокринной системы, обмене витаминов, регуляции углеводного и минерального обмена, обладает липотропным свойством. Потребность в марганце —10 мг в сутки. Содержание марганца в мясе, рыбе, молочных продуктах, яйцах невелико. Больше его в злаковых, бобовых, орехах. Богаты марганцем кофе и чай. Одна чашка чая содержит до 1,3 мг марганца.
Биологическая роль йода связана с его участием в образовании гормона щитовидной железы — тироксина, который контролирует состояние энергетического обмена, активно воздействует на физическое и психическое развитие, созревание тканей, участвует в регуляции функционального состояния центральной нервной системы, оказывает выраженное влияние на обмен белков, жиров, углеводов, водно-солевой обмен. При недостаточности йода в организме нарушается функция щитовидной железы, она увеличивается в размере, и развивается зоб. Йод в природе распространен неравномерно. Наибольшее его количество содержится в морской воде, воздухе и почве приморских районов, наименьшее — в воздухе и почве горных районов. Высокое содержание йода выявляется в морских рыбах (особенно в треске), креветках, морской капусте. Хранение и кулинарная обработка пищевых продуктов приводят к значительным потерям йода (до 65 %). Оптимальная суточная норма йода для человека — 100—200 мкг. Эта потребность в нем организма покрывается в основном за счет пищевых продуктов. В местностях, где отмечается дефицит йода в воде, население обеспечивается йодированной поваренной солью.
Фтор участвует в развитии зубов, костеобразовании, нормализует фосфорно-кальциевый обмен. Неблагоприятным является как избыточное поступление фтора, так и его недостаток. Основной источник фтора — питьевая вода, I л которой содержит около 1 мг этого микроэлемента. Обычно человек с водой получает —1,5 мг фтора в сутки. В пищевых продуктах фтора мало. С пищей в организм поступает 0,23—0,35 мг фтора в сутки. Он содержится в рыбе, баранине, телятине, овсяной крупе, орехах. При недостаточном поступлении фтора развивается кариес зубов — особенно при содержании фтора в воде менее 0,5 мг/л. В СССР в местностях с низким содержанием фтора в воде питьевую воду фторируют, доводя уровень его до 0,7—1,5 мг/л. При избыточном поступлении фтора в организм развивается флюороз — крапчатость зубной эмали и ее дистрофия. Флюороз распространен в районах, где содержание фтора в воде превышает
мг/л. В таких случаях питьевую воду дефторируют, т. е. уменьшают в ней количество фтора.
Роль цинка в организме не менее важна, чем других микроэлементов. Цинк находится в составе многих ферментов, участвует в кроветворении, синтезе аминокислот. Он необходим для нормальной деятельности эндокринных желез, входит в состав инсулина, обладает липотропными свойствами, нормализует жировой обмен. Потребность в цинке — 10—15 мг в сутки. Цинк широко представлен в пищевых продуктах. Высоким содержанием цинка отличаются печень, мясо, яичный желток, грибы. Много его в злаковых и бобовых, отрубях, чесноке, картофеле, свекле, орехах.
Хром участвует в регуляции углеводного и минерального обмена, метаболизме (превращении) холестерина, активирует ряд ферментов. В пищевых продуктах он содержится в небольшом количестве, поэтому при однообразном, несбалансированном рационе питания очень быстро развивается недостаточность хрома. Хром содержится в большом количестве в говяжьей печени, мясе, птице, зерновых и бобовых, перловой крупе, ржаной обойной муке.