Состав и значение пищевых продуктов. Нормы питания

Белки

Жизнь организма связана  с непрерывным распадом и обновлением  белков. Для равновесия этих процессов  необходимо ежедневное восполнение  белковых потерь. Белки, в отличие от жиров и углеводов не накапливаются в резерве и не образуются из других пищевых веществ, то есть являются независимой частью пищи.

Для восполнения энергетических затрат возможна замена белков жирами и углеводами, в то время как  пластическая роль белков не может быть заменена никакими другими веществами.

Белки в организме  человека обновляются постоянно  и независимо от его возраста. В  молодом растущем организме скорость синтеза белков превышает скорость распада, а при голодании и  тяжелых заболеваниях наоборот. Наиболее быстро обновляются белки печени и слизистой оболочки кишечника - до 10 дней. Наиболее медленно – белки мышц (миозин), соединительной ткани (коллаген), мозга (миелин) – до 180 дней. Период обновления гормонов измеряется часами и даже минутами (инсулин и др.). Скорость обновления белков выражается временем, необходимым для обмена половины всех молекул и называется период полужизни (Т1/2). Средняя величина Т1/2 для белков всего организма составляет примерно 3 недели. Общая скорость синтеза белков у человека достигает 500 г в день, что значительно превосходит их потребление с пищей. Это является результатом повторного использования продуктов распада белков и предшественников аминокислот в организме.

Белковая недостаточность.

При нарушении равновесия между образованием и распадом белка в сторону распада у взрослого человека и недостаточным накоплением белка у детей развивается белковая недостаточность организма.

Алиментарная (пищевая) белковая недостаточность возникает как  при недостатке белка в пище (количественный недостаток), так и при преобладании белков низкой биологической ценности (качественный недостаток). По данным ВОЗ половина населения земного шара испытывает хронический белковый голод. Особенно чувствительны к белковому голоданию дети.

Белковая недостаточность  приводит к снижению массы тела, замедлению роста у детей, ухудшению  костеобразования, снижению прочности  костей, атрофии мышц, истончению и  сухости кожи, задержке психического и умственного развития, снижению выработки гормонов, ферментов, в том числе пищеварительных, ожирению печени и циррозу ее, уменьшению в крови количества эритроцитов, лейкоцитов, лимфоцитов, гемоглобина, белков крови, снижению естественного и искусственного иммунитета, развитию гиповитаминозов, поражению сердечно-сосудистой и выделительной систем, возникновению белковых отеков и др.  
Избыточное белковое питание

Длительное избыточное потребление белка также оказывает  неблагоприятное влияние на организм. Избыток белка приводит к гипертрофии  печени и почек, усилению процессов гниения в кишечнике, угнетению нормальной микрофлоры кишечника, нарушению функции центральной нервной системы (перевозбуждение, неврозы и др.). Повышенное потребление белков за счет мяса, рыбы, внутренних органов животных способствует накоплению в организме мочевой кислоты - продукта обмена пуринов. Соли мочевой кислоты (ураты) откладываются в суставах, хрящах и других тканях, что ведет к подагре и мочекаменной болезни.

Азотистый баланс

Для определения потребности  организма в белках необходимо изучение азотистого баланса.

Азотистый баланс - это  разность между потребленным с пищей  азотом и азотом, выделенным из организма (с мочой, калом и другими путями). Различают следующие виды азотистого баланса:

Азотистое равновесие - характеризуется равенством количества азота, поступившего с пищей и выделенного из организма. Этот вид баланса отмечается у здорового взрослого человека при полноценном питании. Исследованиями установлено, что азотистое равновесие у взрослого человека поддерживается при поступлении 50-60 г белка.

Положительный азотистый  баланс – азота с пищей поступает  больше, чем его выводится из организма. Задержка азота физиологична для  детей, беременных и кормящих женщин, после голодания и т. д., что  связано с преобладанием пластических процессов в организме.

Отрицательный азотистый  баланс - развивается в случае превышения выделения азота из организма  над поступлением его с пищей. Он свидетельствует о потере организмом белков тканей. Отрицательный азотистый  баланс наблюдается при голодании, при отсутствии в пище одной или нескольких незаменимых аминокислот, а также при нарушении усвояемости пищи при некоторых заболеваниях. Длительное нахождение в таком состоянии приводит к гибели.

Биологическая ценность белков пищи.

Биологическая ценность - характеризуется содержанием незаменимых аминокислот в пищевых белках, их сбалансированностью и степенью усвоения организмом.

Для полного усвоения белка пищи содержание в нем аминокислот  должно быть в определенном соотношении, т. е. быть сбалансированным. Для взрослого человека может быть принята следующая формула сбалансированность незаменимых аминокислот (г/сут): триптофана 1, лейцина 4-6, изолейцина 3-4, валина 3-4, треонина 2-3, лизина 3-5, метионина 2-4, фенилаланина 2-4. Для ориентировочной оценки сбалансированности незаменимых кислот принята упрощенная формула, согласно которой соотношения триптофан : лизин : метионин (вместе с цистином) равно 1:3:3 (г/сут).

В зависимости от биологической  ценности различают три группы пищевых белков.

Белки высокой биологической  ценности - это белки, содержащие все незаменимые аминокислоты в достаточном количестве, в оптимальной сбалансированности и обладающие легкой перевариваемостью и высокой усвояемостью (более 95%). К ним относятся белки яиц, молочных продуктов, мяса и рыбы-содержат все незаменимые аминокислоты, но они недостаточно сбалансированы и усваиваются на 70-80%. Так, недостаток лизина - основная причина пониженной ценности белков хлеба. Кукуруза дефицитна по лизину и триптофану, рис - по лизину и треонину. Более полноценен белок картофеля, но количество его в этом продукте невелико - около 2%. Кроме того белки почти всех растительных продуктов трудно перевариваемы, так как они заключены в оболочки из клетчатки, что препятствует действию пищеварительных ферментов, особенно в бобовых, грибах, крупах из цельных зерен.

Неполноценные белки – в них отсутствует одна или несколько незаменимых аминокислот, что приводит к неполному усвоению других аминокислот и всего белка. К ним относят коллаген, эластин (содержатся в соединительной, хрящевой ткани), кератин (волосы, ногти, шерсть) и др. Так, в эластине и коллагене отсутствует триптофан и снижено количество незаменимых аминокислот.

Наиболее быстро перевариваются в желудочно-кишечном тракте белки  молочных продуктов, яиц и рыбы, затем мяса (говядины быстрее, чем свинины и баранины), хлеба и круп (быстрее белки пшеничного хлеба из муки высших сортов и манной крупы). Белки рыбы перевариваются быстрее, чем мяса, так как в рыбе меньше соединительной ткани. Из коллагена получают желатин, который, несмотря на неполноценность, легко усваивается без напряжения секреции пищеварительных желез.

На усвояемость белков влияет технологическая обработка. Так, денатурация белковых молекул, образующаяся при тепловой обработке, взбивании, мариновании улучшает доступ пищеварительных ферментов и улучшает усвоение белков. Чрезмерная тепловая обработка (например, жарка) ухудшает усвояемость белков в результате избыточной денатурации, которая затрудняет ферментативную обработку. Избыточное нагревание отрицательно влияет на аминокислоты. Так, биологическая ценность молочного белка казеина падает на 50% при нагреве до 200оС, При сильном и длительном нагреве продуктов, богатых углеводами, в них уменьшается количество доступного для усвоения лизина. Поэтому рационально предварительное замачивание круп в целях сокращения времени варки. Лучше усваиваются вареное мясо и рыба потому что содержащаяся в них соединительная ткань при варке приобретает желеобразное состояние, белки при этом частично растворяются в воде и легче расщепляются. Измельчение пищевых продуктов облегчает процесс переваривания белков.

Пути повышения белковой ценности.

Для удовлетворения потребности  организма в незаменимых аминокислотах  целесообразно сочетание животных и растительных белков, которое улучшает суммарную сбалансированность аминокислот: молочные продукты с крупами, макаронами, хлебом; мучные изделия с творогом, мясом, рыбой; картофель и овощи с мясом и т. д.

Для повышения белковой ценности пищевых продуктов используют естественные белковые обогатители: соя, молоко и молочная сыворотка, белки крови убойных животных различные гидролизаты, белковые изоляты и концетраты, хлопковый и подсолнечный жмых, белок семян томатов, винограда и т. п. Выпускают молочные продукты с повышенным содержанием белков, созданы крупы с повышенным до 16-21% содержанием белков и сбалансированным аминокислотным составом, используют белково-пшеничный и белково-отрубяной хлеб (23% белка против 7% в обычном хлебе).

Перспективным считается  использование в питании продуктов моря (водоросли, рыбные и нерыбные продукты промысла). 
Одним из путей решения проблемы дефицита белка является селекция сельскохозяйственных продуктов с высоким уровнем белка, а также добавление искусственных аминокислот в продукты, лимитированные по отдельным аминокислотам, например добавление лизина в муку высших сортов.

Основные источники  белка в питании.

Основными источниками  белка в питании являются мясные, рыбные, молочные и зернобобовые продукты. Больше всего белка содержится в сое – 35%, в сырах - около 25%, в горохе и фасоли - 22-23%. В разных видах мяса, рыбы и птицы содержится 16-20% белка, в нежирном твороге – 18%, в жирном твороге – 14%, яйцах – 13%, в гречневой крупе – 13%, овсяной крупе и пшене – 12%, макаронах – 10%, в хлебе пшеничном - около 8%, ржаном - 6%, молоке - около 3%. В большинстве овощей содержится не более 2% белка. Еще меньше его во фруктах и ягодах. Основным источником животного белка в питании является мясо, молоко, яйца, рыба. Основными поставщиками растительного белка являются хлеб и крупы.

Потребность и нормирование белков в питании.

Потребность в белках взрослого здорового человека зависит  от возраста, пола, физической активности, вида труда, физиологического состояния. Для взрослого человека достаточно 0,75 г белка в сутки на 1 кг массы тела. При этом имеются в виду белки высокой биологической ценности и усвояемости. При смешанном растительно-животном рационе требуется примерно 1 г на кг массы тела. Потребление белка выше 1,5 г/кг нежелательно, а более 2 г/кг оказывает неблагоприятное действие.

Доля животных белков в среднем должна составлять около 55% от общего количества рационе. Предусмотрено  повышение доли животных белков для  детей до 60-70%, для кормящих матерей до 60%.

Увеличивается потребность в белке в период выздоровления после тяжелых инфекций, хирургических операций, переломах костей, при туберкулезе и др.

Белок ограничивают при  остром нефрите, недостаточности функции  почек и печени, подагре и некоторых  других заболеваниях. Возможно даже временное исключение белка из рациона. В малобелковых диетах при хронической почечной недостаточности содержание белка снижается до 20-40 г/сут, из них 60-70% составляют животные белки.

Жиры

Жиры - не растворяющиеся в воде соединения, являются самым концентрированным источником энергии, так как в них по сравнению с другими основными пищевыми веществами больше всего углерода. Жиры делятся на животные (большей частью твердые при комнатной температуре) и растительные, или масла, как правило жидкие. Исключение составляет какао – масло.

Состоят жиры из молекул  глицерина (трехатомного спирта) и жирных кислот разной длины углеродной цепочки  и степени насыщенности, соединенных  эфирной связью. Наряду с протоплазменными жирами, входящими в состав органоидов клетки, и играющими большую роль в процессах жизнедеятельности организма, в организме человека имеются «запасные» жиры, которые откладываются в подкожной клетчатке и расходуются, когда организм попадает в неблагоприятные условия (отсутствие пищи, болезнь). В основном состоит из жиров растительное мосло, животное масло, маргарин, кулинарные жиры, богаты жирами некоторые кондитерские изделия и сдобные хлебобулочные изделия. Жирные кислоты, которые входят в состав жиров подразделяются на насыщенные (предельные) и ненасыщенные (непредельные). Насыщенные жирные кислоты имеют по сравнению с ненасыщенными гораздо более высокую точку плавления. Поэтому жиры с приемущественным содержанием насыщенных кислот, как правило, твердые, а ненасыщенные – жидкие.

Свойства жиров зависят в основном от строения и состава жирных кислот. В наибольших количествах в жирах встречаются пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая и арахидоновая кислоты. Первые две из перечисленных чаще встречаются в жирах животного происхождения, вторые – в растительных жирах. По своим биологическим свойствам предельные жирные кислоты уступают непредельным. Насыщенные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая и др.) используются организмом как энергетический материал. Ненасыщенные жирные кислоты различаются по степени «ненасыщенности» – мононенасыщенные (одна ненасыщенная водородная связь между углеродными атомами) и полиненасыщенные, когда таких связей несколько (2, 3, 4, 5, 6). Мононенасыщенной олеиновой кислоты много в оливковом масле (67 %), маргарине (43 – 47), свином жире (43), говяжьем жире (37), сливочном масле (23 %). Особое значение имеют полиненасыщенные жирные кислоты - линолевая, линоленовая, арахидоновая. Они входят в состав структурных элементов клеток и тканей, обеспечивают нормальный рост и обмен веществ, эластичность сосудов.