Біолого-екологічна роль білків, жирів та вуглеводів в харчуванні людини

Біолого-екологічна роль білків, жирів та вуглеводів в харчуванні людини

1

КУРСОВА РОБОТА

за темою “Біолого-екологічна роль білків, жирів та вуглеводів в харчуванні людини”

Зміст

Вступ

1. Білки

2. Ліпіди

3. Вуглеводи

3.1 Засвоювані вуглеводи

3.2 Незасвоювані вуглеводи

Використана література

Вступ

Організм людини складається з білків (19,6%), жирів (14,7%), вуглеводів (1%), мінеральних речовин (4,9%), води (58,8%). Він постійно витрачає ці речовини на утворення енергії, необхідної для функціонування внутрішніх органів, підтримання тепла і здійснення всіх життєвих процесів, у тому числі фізичної та розумової праці. Щоб організм людини функціонував, його структурні елементи мають безперервно відновлюватися, тобто має здійснюватися обмін речовин. У середньому кожні 60 діб у людини змінюється 50% усіх тканинних білків, а деякі ферменти печінки можуть відновлюватися впродовж годин і навіть хвилин. Можна сказати, що нині кожен із нас хімічно інший, ніж був учора.

Регенерація можлива лише за безперервного потоку харчових речовин і джерел енергії, а також біологічно активних сполук з їжею. Обмін речовин перебуває в тісному зв'язку з енергетичним, адже організм людини постійно потребує енергії, без якої життєдіяльність припиняється. Таким чином, здоров'я людини великою мірою визначається його харчовим статусом.

1. Білки

Це складні органічні сполуки з амінокислот, до складу яких входять карбон; 50-55%), гідроген (6-7%), оксиген (19-24%), нітроген (15-19%), а також можуть входити фосфор, сульфур, ферум та інші елементи.

Білки харчових продуктів неможливо замінити іншими речовинами, і роль їх з організмі людини надзвичайно важлива.

Вони відіграють ключову роль у житті клітини, становлячи матеріальну основу її хімічної діяльності. Функції білків такі:

ь структурна - здатні мимовільно створювати певну, властиву лише цьому білку просторову структуру;

ь регуляторна - є регуляторами і каталізаторами, що прискорюють перебіг біохімічних реакцій у процесі обміну речовин;

ь транспортна - переносять по крові гормони, гемоглобін, ферум, ліпіди та ін.;

ь захисна - синтез антитіл;

ь скорочувальна - м'язи в основному побудовані з білків;

ь енергетична - білки можуть бути джерелом енергії для людини, але вони ніколи не відкладаються про запас - надлишкова кількість білка витрачається для отримання енергії.

Біологічна цінність білків харчових продуктів залежить від співвідношення в них незамінних амінокислот, які не можуть синтезуватися в організмі і мають надходити тільки з їжею.

Незамінних амінокислот десять - лізин, метіонін, триптофан, фенілаланін, лейцин, ізолейцин, треонін, валін, аргінін і гістидин. Особливо дефіцитними є лізин, метіонін і триптофан.

Потреба дорослої людини в лізині становить 3-5 г на добу; нестача його в організмі призводить до порушення росту, кровообігу, зменшення вмісту гемоглобіну в крові.

Метіонін бере участь в обміні жирів і фосфоліпідів, вітамінів В12 і фолієвої кислоти; він є найсильнішим ліпотропним засобом. Добова потреба в ньому - 1 г.

Триптофан сприяє росту, утворенню гемоглобіну, бере участь у процесі відновлення тканин. Потреба в ньому організму становить близько 1 г на добу.

Фенілаланін бере участь у забезпеченні функції щитоподібної і надниркових залоз.

Лейцин, ізолейцин і треонін впливають на процеси росту. За нестачі лейцину зменшується маса тіла, виникають зміни в нирках і щитоподібній залозі.

Нестача валіну призводить до розладу координації рухів.

Гістидин входить до складу гемоглобіну, його недостатність чи надлишок в організмі погіршує умовно-рефлекторну діяльність.

Аргінін бере участь в утворенні сечовини - кінцевого продукту обміну речовин.

Експерти ФАО вважають, що 1 г харчового білка має містити {в ідеальному варіанті) таку кількість незамінних амінокислот, мг:

Ізолейцин 40

Лейцин 70

лізин 55

метіонін і цистин 35

фенілаланін і тирозин 60

триптофан 10

треонін 40

валін 50

Замінні амінокислоти також виконують в організмі різноманітні функції і відіграють не менш важливу роль, ніж незамінні. Так, наприклад, глутамінова кислота є єдиною кислотою, яка підтримує дихання клітин мозку.

Амінокислоти містяться в багатьох продуктах рослинного і тваринного походження.

Однак вміст амінокислот і співвідношення їх у білкових продуктах різні. Для оцінки біологічної цінності харчової продукції її амінокислотний склад порівнюють з амінокислотним складом ідеального білка через визначення амінокислотного хімічного скору.

Один із способів розрахунку амінокислотного скору - розрахунок відношення кількості кожної незамінної кислоти в досліджуваному білку до кількості цієї амінокислоти в ідеальному білку:

де АК - будь-яка незамінна амінокислота.

В ідеальному білку амінокислотний скор кожної незамінної кислоти приймають за 100%. Амінокислотою, що лімітує біологічну цінність, вважається та, зкор якої має найменше значення, тобто саме ця амінокислота визначатиме ступінь використання певного білка в організмі і називатиметься першою лімітуючою амінокислотою.

Не всі харчові продукти повноцінні за амінокислотним складом. Найоптимальнішим є співвідношення незамінних амінокислот у продуктах тваринного походження - молоці, м'ясі, рибі, яйцях.

Рослинні харчові продукти дефіцитні за окремими амінокислотами: білок більшості бобових містить близько 6-80% метіоніну і цистину, білок пшениці -50% лізину порівняно з ідеальним білком (табл. 1).

Відомості про біологічну цінність білків необхідно враховувати під час складання раціонів харчування, взаємно доповнюючи лімітуючі амінокислоти. Найбільшою мірою цього можна досягти, поєднуючи рослинні і тваринні білки.

Вміст білка в деяких харчових продуктах наведено в таблиці 2.

Таблиця 1. Біологічна цінність основних харчових продуктів

Таблиця 2. Вміст білка в основних харчових продуктах

Потрібно зазначити, що рослинні і тваринні білки неоднаковою мірою засвоюються організмом: білки молока і яєць - у середньому на 96%, м'яса і риби - 95%, хліба і хлібобулочних виробів з борошна першого і другого сортів -85%, овочів - 80%.

Потреба організму людини в білку залежить від віку, статі, кліматичних особливостей регіону і характеру трудової діяльності. Оптимальним вважається надходження білка з розрахунку не менш як 1 г на 1 кг маси тіла. Потреба дорослої людини в білках у середньому становить 70-110 г на добу, потреба дітей у білку - 1,5-4 г на 1кг маси.

Білки тваринного і рослинного походження мають бути в співвідношенні 1:1. Проте результати досліджень свідчать, що мінімально достатня потреба в білках може бути знижена вдвічі і більше. Причому розумне зниження білково-енергетичного компонента в харчуванні на тлі достатнього вітамінного і мінерального забезпечення сприяє, за даними багатьох авторів, збільшенню тривалості життя у тварин на 50-100%. Припускають, що під час голодування і використання обмеженого за білком харчування з більшою кількістю натуральних рослинних продуктів відбувається суттєва перебудова обміну речовин у бік економної і повної витрати білка, стимуляція процесів синтезу білка шлунково-кишкового каналу людини бактеріями з азоту та кисню повітря.

Потреба в білках визначається ефективністю обміну й утилізацією білка організмом. Залежність між кількістю білка, що надходить з їжею, і станом організму набагато складніша.

Негативні наслідки недостатнього та надмірного надходження білка в організм людини наведено в таблиці 3.

Таблиця 3. Наслідки недостатності та надлишку білка

2. Ліпіди

Жири належать до групи простих ліпідів і є складними ефірами жирних кислот і триатомного спирту гліцеролу. Джерелом для утворення жиру в організмі людини є жири харчових продуктів тваринного й рослинного походження; крім того, вони можуть синтезуватися в організмі з вуглеводів і меншою мірою - з білків.

Харчові жири всмоктуються в тонкій кишці після попереднього розщеплення на жирні кислоти і гліцерол, із яких потім утворюються специфічні для організму жири. Доведена можливість всмоктування харчових жирів без попереднього розщеплення, в емульгованому стані. Жири з низькою температурою плавлення (рослинні олії, риб'ячий жир та ін.), як і емульговані жири (молочний, вершкове масло та ін.), засвоюються легше, ніж жири з високою температурою плавлення яловичий, баранячий, свинячий та ін.).

Функції ліпідів в організмі, як і білків, різноманітні:

ь енергетична - є основним енергетичним матеріалом для організму Під час згорання 1 г триацилгліцеролів, головного компонента ліпідів, виділяється 38,9 кДж (9 ккал), що вдвічі більше, ніж під час згорання білків чи вуглеводів;

ь резервна - в організмі використовується під час погіршення харчування чи захворювань;

ь структурна - входять до складу клітинних оболонок і внутрішньоклітинних утворень. У нервовій тканині міститься до 25% ліпідів, у клітинних мембранах - до 40%;

ь синтезувальна - є джерелом синтезу стероїдних гормонів, які забезпечують пристосування організму до різних стресових ситуацій;

ь транспортна - ліпопротеїни - сполуки ліпідів із білками є переносниками жиророзчинних вітамінів (A, D, Е і К) в організмі;

ь захисна - є джерелом для синтезу простагландинів, тромбоксанів і групи інших сполук, які захищають організм. Крім того, ліпіди сприяють закріпленню у певному положенні таких внутрішніх органів, як нирки, кишечник, і захищають їх від зміщення під час струсу;

ь терморегулювальна - захищають організм від холоду.

Харчові жири належать до класу ліпідів, що є групою сполук тваринного, рослинного чи мікробного походження. Вони практично нерозчинні у воді і добре розчинні в неполярних органічних розчинниках. Жири, що добуваються з рослинної сировини, називають рослинними жирними оліями, а жири наземних тварин - тваринними жирами. Особливу групу становлять жири морських ссавців і риб.

Найважливіший складник жирів - жирні кислоти (насичені і ненасичені).

Особливе фізіологічне значення мають поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК), які входять до структури клітинних мембран та інших структурних елементів клітини. Ненасичені жирні кислоти - лінолева і ліноленова - не синтезуються в організмі людини. Арахідонова кислота може утворюватися в організмі з лінолевої за наявності B6 і біотину. Ці кислоти необхідні для росту й обміну речовин живих організмів, еластичності їхніх судин. ПНЖК, які становлять велику частину рослинних олій, відіграють також важливу роль у синтезі простагландинів - гормоноподібних речовин, які беруть участь у регуляції багатьох процесів в організмі. За повної відсутності ПНЖК у харчуванні спостерігається припинення росту, некротичні ураження шкіри, зміна проникності капілярів. На відміну від насичених жирних кислот поліненасичені кислоти сприяють видаленню холестеролу з організму - за порушення холестеролового обміну виникає таке поширене захворювання, як атеросклероз.

Відповідно до сучасних уявлень, збалансованим вважають такий жирнокислотний склад триацилгліцеролів:

· поліненасичені жирні кислоти - 10%,

· мононенасичені - 60%,

· насичені - 30%.

Добова потреба людини в лінолевій кислоті становить 4-10 г, що відповідає 20-30 г рослинної олії.

За біохімічною класифікацією лінолева кислота і продукти її перетворення об'єднуються в родину ю(омега)-6 - за положенням першого подвійного зв'язку в молекулі жирної кислоти, рахуючи від метильного (першого в ланцюзі) атома карбону. Продукти перетворення другої незамінної жирної кислоти - ліноленової - відрізняються від представників жирних кислот родини со-6 тим, що в них перший подвійний зв'язок від метильного атома карбону займає положення 3. Тому ліноленова кислота та її продукти перетворення утворюють родину ю(омега)-3. Жирні кислоти першої родини в живих організмах не переходять у другу.

На основі сучасних уявлень про фізіологічну роль ПНЖК різних родин у сучасній дієтологи виник самостійний напрям. Практичним наслідком нового напряму стало визнання необхідності нормування і забезпечення постійного надходження з їжею ПНЖК родини ю(омега)-3. Розглядається необхідність забезпечення від 0,2 до 0,8% енергоцінності раціону за рахунок ліноленової кислоти, тоді як час лінолевої (родина ю(омега)-6) має бути 4-8%. Отже, потреба в ліноленовій кислоті оцінюється в 1/8-1/10 потреби в лінолевій. Встановлено, що лише один вид із широко застосовуваних рослинних олій - соєва - має співвідношення цих двох кислот, близьке до рекомендованого.

Ліпіди морських риб і безхребетних містять головним чином дві кислоти родини (ю(омега)-3: ейкозапентаєнову та докозагексаєнову. Такий тип ліпідів отримав назву "морського". Застосування ПНЖК родини ю(омега)-3 у клініці є ефективним методом профілактики атеросклерозу і його ішемічної стадії. У хворих, які перенесли інфаркт міокарда, підвищення вмісту в їжі лінолевої жирної кислоти у вигляді виготовленого з риб'ячого жиру маргарину впродовж п'яти років знизило смертність від ішемічної хвороби серця на 50%.

Британський фонд харчування визначив ідеальне співвідношення в раціоні харчування людини між ПНЖК родин ю(омега)-6 і ю(омега)-3 як 6 : 1, тоді як, за іншими джерелами, це співвідношення має становити 10:1. На цьому співвідношенні базується відома рекомендація істотного збільшення споживання жирної риби.

Фосфоліпіди - основний компонент біомембран клітинних структур; вони відіграють вагому роль у проникності клітинних оболонок і внутрішньоклітинному обміні. Найважливіший із фосфоліпідів - фосфатидилхолін, або лецитин, проявляє ліпотропну дію, перешкоджаючи ожирінню печінки і кращому засвоєнню жирів. Загальна потреба людини у фосфоліпідах - до 5 г на добу.

Холестерол є структурним компонентом усіх клітин і тканин людини. Він бере участь в обміні жовчних кислот, низки гормонів, кальциферолу. Основна його частина утворюється в печінці (70-80%), інша надходить з їжею. Найбільше холесте-ролу міститься в таких продуктах, у %:

§ яйця - 0,57;

§ вершкове масло - 0,17-0,27;

§ печінка - 0,13-0,27;

§ риба - до 0,3.

У звичайному харчовому раціоні в середньому міститься близько 500 мг холестеролу. Його надлишок у харчовому раціоні сприяє розвитку атеросклеротичного кардіосклерозу, інфаркту міокарда, інсульту. Нестача холестеролу призводить до посилення процесів пошкодження мембран і погіршення обмінних процесів.

Із ситостеринів, які містяться в жирі рослинних харчових продуктів, найактивнішим вважається ситостерин. Він є антагоністом холестеролу, затримує його всмоктування в кишечнику.

Рекомендований вміст жирів у раціоні людини становить 90-100 г на добу. 1/3 їх потреби мають становити рослинні олії, 2/3 - тваринні.

За даними ВООЗ, нижня межа безпечного споживання жирів становить для дорослих чоловіків і жінок 25-30 г/доб.

Вміст жирів (ліпідів) в основних харчових продуктах наведено в таблиці 4.

Таблиця 4. Вміст жирів у харчових продуктах, г/100 г

Страницы: 1, 2