Питание, пища, пищевые вещества

Вопросы для проверки

1. В чем заключаются особенности строения белка?
2. Какие функции выполняют белки в нашем организме?
3. В чем отличие незаменимых аминокислот от заменимых?
4. Назовите пищевые продукты, богйтыё белком. Чем различаются белки растительного и животного происхождения?
5. От чего зависит и как оценивается качество пищевого белка?
6. Что такое азотистый баланс и что он характеризует?
7. Какие могут быть последствия недостаточного потребления белка с пищей?
8. Какова суточная потребность взрослого человека в белке?
9. Назовите причины белково-калорийной недостаточности.

10. В чем значение разнообразного питания и почему необходимо смешивать продукты различных групп?

ГЛАВА 2. ЖИРЫ

Жиры и масла относятся к  липидам. В этот класс органических соединений входят и другие вещества, которые не растворяются в иоде (гидрофобны — буквально «боятся воды»), но растворимы в )фире, хлороформе, бензине и прочих органических растворителях. Например, холестерин или витамин D относятся к липидам, но их не называют жирами.

Термины «жиры и масла» обычно используют для описания пищевых жиров, основным компонентом которых являются триглицериды.

Липиды — обязательные компоненты любой живой клетки. Они 1!Ходят  во все оболочки (биологические мембраны) клеток, в том числе клеток мозга.

Жиры пищи вместе с белками и  углеводами служат важнейшими для нас источниками энергии пищи. Жиры характеризуются наибольшей энергетической ценностью. При окислении 1 г жира выделяется 9 ккал энергии — в 2,5 раза больше, чем при окислении белков или углеводов. Избыток потребляемой с пищей энергии запасается в виде жира, который откладывается в подкожной клетчатке и вокруг внутренних органов.

Пищевые жиры являются источниками  незаменимых жирных кислот — линолевой и линоленовой, а также витаминов A, D, Е (эти витамины поступают в организм в составе жиров и всасываются также в присутствии жиров). С животными жирами поступает в организм холестерин. С одной стороны, холестерин является обязательным компонентом биологических мембран клеток, с другой стороны, с его отложением в стенках сосудов связывают заболевание атеросклероз.

2.1. Строение и  классификация жиров пищи

Пищевые жиры делят по происхождению  на растительные (масла) и животные (жиры). Различие между ними в том, что жиры при комнатной температуре находятся обычно в твердом состоянии, а масла — в жидком. Исключениями являются рыбий жир (он как правило жидкий), а также пальмовое масло, твердое при комнатной температуре.

Растительные масла получают из семян подсолнечника, кукурузы, сои, льна, оливок, рапса и других так называемых масличных культур (табл. 4). Соответственно масла из них называются подсолнечное, кукурузное, оливковое и т.д. Животные жиры присутствуют в продуктах как составные части — сливки в молоке, свиное сало, бараний, говяжий, рыбий жир, но их можно выделить в концентрированном виде (жир бараний, говяжий, свиной, сливочное масло и т.п.).

Липиды, как и белки, подразделяют на простые и сложные. Простые липиды состоят из трех элементов — углерода, кислорода и водорода, сложные содержат еще фосфор и азот. Молекулы простых липидов построены из тех же трех элементов, что и углеводы (сахар). Однако соотношение атомов кислорода к суммарному числу атомов углерода и водорода в простых жирах от 1:7 до 1:30 (1 атом кислорода на 7—30 атомов углерода или водорода), тогда как в простых саха- рах оно равно 1:2. Благодаря этому жиры имеют более высокую энергетическую ценность (калорийность), чем углеводы.

Триглицериды. Основная доля пищевых жиров и масел (95— 96 % их массы) приходится на смесь простых липидов — триглицеридов жирных кислот, или триацилглицеринов. Состоят они из трехатомного спирта глицерина, к которому присоединены три остатка различных жирных, или карбоновых, кислот (радикалы).

О

• II h₂c-o-c-r.

о

• II

Н—С—О—С—IL

О

• II h₂c-o-c-r₃

1,2,3 — углеродные  атомы глицерина; R,_₃ — остатки жирных кислот.

В жирах и маслах могут присутствовать в незначительном количестве глицериды с одной или двумя молекулами жирных кислот — моно- и диацилглицерины.

Триглицериды жиров и масел  имеют высокую температуру кипе и ия, что позволяет жарить на них пищу.

Жирные кислоты. Многообразие простых глицеридов и их свойств обусловлено входящими в их состав остатками жирных кислот (радикалов). В природных жирах и маслах обнаружено около 300 кар- Ооновых кислот.

Наиболее часто встречаются  жирные кислоты с длиной цепи 12—18 (определяется по числу атомов углерода). На одном конце жирная кислота  имеет метальную группу (СН₃), на другом конце расположена карбоксильная группа (СООН). Если в углеродной цепи присутствуют двойные связи, то такие жирные кислоты относятся к ненасыщенным (рис. 2). Жирные кислоты с одной двойной связью называются мононенасыщенными (МНЖК), а с двумя и более — полиненасыщенными (ПНЖК).

Жирные кислоты подразделяют на два семейства: п-6, или со-6 (омега-6), и п-3, или со-3. Линолевая кислота, содержащая первую двойную связь в положении С-6 от метального конца, относится к семейству п-6. Линоленовая кислота входит в семейство п-3 жир- пых кислот, содержащих двойную связь в положении С-3.

Растительные масла содержат преимущественно  ненасыщенные жирные кислоты (жидкие при  комнатной температуре), в животных жирах (сало, говяжий и бараний жиры, сливочное масло), напротив, больше насыщенных жирных кислот (твердые при комнатной температуре).

Двойные связи в жирных кислотах могут иметь цис- или транс- конфигурацию. Большинство природных ненасыщенных жирных кислот имеют мс-конфигурацию двойных связей. Транс-конфигурация может образоваться в процессе гидрирования полиненасыщенной жирной кислоты (насыщение двойной связи водородом) при получении маргаринов. Небольшие количества транс-изомеров жирных кислот присутствуют в сливочном масле. Появление их связано с гидрированием жирных кислот растений в рубце (желудке) коров.

Жирно кислотный состав каждого жира имеет свои характерные особенности. В целом в твердых животных жирах преобладают насыщенные жирные кислоты 12:0—18:0. В растительных маслах доминируют олеиновая и линолевая кислоты (только в льняном и соевом маслах много линоленовой кислоты семейства омега-3). К высоконенасыщенным относятся жиры рыб. Они уникальны тем, что содержит ПНЖК семейства n-З с очень длинной боковой цепью, которых нет в других жирах и маслах.

Фосфолипиды. Как нам уже известно, сложные липиды содержат кроме углерода, кислорода и водорода два других элемента — фосфор и азот. Наиболее важная и распространенная группа сложных липидов — фосфолипиды. Хотя фосфолипиды составляют небольшую фракцию пищевых жиров, они включают незаменимые ПНЖК. Фосфолипиды — обязательный компонент биологических мембран всех живых клеток и внутриклеточных структур.

Содержание фосфолипидов в сем* нах масличных культур составляет 1,5—2%, в курином яйце — 2,4%, в печени — 2,5% от общего содержания жиров. В рафинированных растительных маслах (готовый продукт) фосфолипиды отсутствуют — они теряются при очистке (рафинировании). Фосфолипиды используются в хлебопекарной и кондитерской промышленности, при производстве маргарина в качестве эмульгаторов (см. гл. 12).

Жирорастворимые витамины. Растительные масла — важнейший источник витамина Е (токоферолы). Из всей группы токоферолов (а-, Р~ и у-) наиболее важен а-токоферол. Токоферолы растительных масел являются эффективными антиоксидантами, которые предотвращают окисление (порчу) растительных масел, а также играют роль антиоксидантов и в нашем организме.

Каротиноиды — растительные пигменты, придающие овощам и фруктам, а также жирам и маслам, в которых они содержатся, желтый или красно-коричневый цвет. Известны а-, (3- и у-каротины, ликопин, лютеин и ксантопил. Каротиноиды в организме человека превращаются в витамин А. Самой высокой А-витаминной активностью обладает (3-каротин. Природные и синтетические каротиноиды широко используются в пищевой промышленности как красители.

В сливочном масле присутствует витамин А; рыбий жир (обычно его получают из печени трески) богат витамином D. В некоторых странах маргарины специально обогащаются витаминами А и D, что способствует профилактике недостаточности этих витаминов.

Стерины. Наиболее известен из животных стеринов холестерин, он присутствует в животных жирах, яичном желтке. В растениях также есть стерины, которые называются фитостеринами. Содержание стеринов в жирах и маслах составляет от 0,01 до 2%.

2.2. Переваривание и всасывание жиров

Триглицериды в желудочно-кишечном тракте растворяются под воздействием желчи, после чего ферментами липазами расщепляются до моноацилглицеринов и свободных жирных кислот. Продукты гидролиза всасываются в клетки слизистой оболочки тонкого кишечника, где из них синтезируются новые, нужные организму триглицериды. В составе так называемых липопротеидных частиц хило микронов триглицериды поступают вначале в лимфатическую систему, а затем в кровь.

Липопротеины представляют собой  липидсодержащие шарики, центральная часть которых состоит из различных липидов, а оболочка покрыта слоем фосфолипидов и молекулами белков аполи-попротеинов. Благодаря белковому и фосфолипидному окружению липопротеины способны циркулировать в водной среде плазмы крови. Липопротеины являются транспортной (переносной) формой жиров в организме. Кроме хило микронов в плазме крови циркулируют еще два типа липопротеинов: низкой и высокой плотности. Липопротеины содержат наибольшие количества холестерина, они способны переносить и откладывать холестерин в стенки кровеносных сосудов. Липопротеины высокой плотности состоят из фосфолипидов и холестерина, который переносится в печень или передается другим липопротеидным частицам.

В кровеносных капиллярах мышц и  жировой ткани триглицериды хило микронов гидролизуются до свободных жирных кислот под действием фермента липопротеид липазы. Освобожденные жирные кислоты в жировой ткани попадают в жировые клетки, где превращаются в запасные триглицериды. Жирные кислоты, образующиеся в капиллярах мышечной ткани, используются для окисления и получения энергии для мышечного сокращения. Часть жирных кислот связывается с белками альбуминами и циркулирует в крови.

В печени жирные кислоты захватываются  из плазмы крови и расходуются  для образования новых биологически активных веществ или окисляются до С0₂ и воды с выделением энергии.

Поперечно-полосатые мышцы используют жирные кислоты для получения энергии, как и глюкозу. Глюкоза окисляется преимущественно при интенсивной мышечной нагрузке, а жирные кислоты служат источником энергии главным образом для отдыхающей или длительно работающей мышцы. Мышечные ткани запасают углеводы в форме гликогена, а жиры — в форме триглицеридов.

2.3. Незаменимые  жирные кислоты

Качество пищевых жиров и  соотношение в них жирных кислот различных видов и семейств (т.е. жирно кислотный состав рациона питания) оказывают влияние на функцию биомембран клеток.

Две жирные кислоты — линолевая и линоленовая — признаются в настоящее время незаменимыми и должны поступать с пищей. Дефицит линолевой кислоты у человека встречается редко, так как она содержится во всех растительных маслах. Недостаточность линолевой кислоты была обнаружена у детей, потреблявших без жировую диету, а также может развиваться при белково-калорий- ной недостаточности и длительном нарушении всасывания жиров. Рекомендуемая величина потребления незаменимых ПНЖК выражается в количестве энергии, которая должна поступать с этими кислотами. Желательно, чтобы линолевая кислота обеспечивала 3—5 % общей калорийности суточного рациона; это составляет 8—10 г линолевой кислоты, или 1—2 столовых ложки растительного масла.

Линоленовая кислота (семейство п-3) играет важную роль в развитии нервной  системы и сетчатки глаза, особенно у новорожденных детей.

Соотношение линолевол и линоленовой кислот (п-б/п-3) в рационе питания не должно превышать 10:1. Пропорция жирных кислот п-3 и п-6 влияет на соотношение и активность биосинтеза в тканях эйкозаноидов. Эйкозаноиды, происходящие из различных семейств жирных кислот, обладают различными биологическими эффектами, часто прямо противоположными.

2.4. Значение холестерина  и пищевых жиров в развитии  атеросклероза

Количество и качество жиров  пищи считаются важнейшими факторами, которые влияют на риск развития или  предупреждение атеросклероза. Это заболевание характеризуется поражением сосудов сердца, головного мозга, других органов. В артериях образуются атеросклеротические бляшки, суживающие или полностью закупоривающие просвет артерий. Тем самым нарушается кровоснабжение органов. Атеросклероз может стать причиной инфаркта миокарда, мозгового инсульта или омертвения пальцев ног. В состав бляшек входит холестерин, поэтому его повышенное содержание в плазме крови (гиперхолестеринемия) является одним из признаков развития атеросклеротического процесса.