Оглавление.
Введение. 2
I. Общая характеристика, свойства, функции белков. 3-5
II. Общая характеристика, свойства, функции углеводов. 5-7
III. Общая характеристика, свойства, применение жиров. 8-12
IV. Минеральные вещества. 12-18
Заключение. 19
Список литературы. 20
Введение.
Мы знаем, что наша пища состоит из белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, воды, а также содержит витамины. Сегодня созданы пищевые консерванты, ароматизаторы и красители. В связи с этим появился новый раздел химии – химия пищи. Данный раздел появился относительно недавно, так как нужно было исследование продуктов питания созданных генной инженерией, изучение веществ, созданных для улучшения вкуса, цвета и хранения продукта. В данном реферате я расскажу об основных составляющих пищи, т.е. об основах химии пищи – белках, жирах, углеводах, минеральных веществах, об их важности и о сложном химическом составе.
I. Общая характеристика, свойства, функции белков.
I.I. Общая характеристика
Белки
- это азотсодержащие высокомолекулярные органические вещества со сложным составом и строением молекул. Белок можно рассматривать как сложный полимер аминокислот. Белки входят в состав всех живых организмов, но особо важную роль они играют в животных организмах, которые состоят из тех или иных форм белков (мышцы, покровные ткани, внутренние органы, хрящи, кровь).Растения синтезируют белки (и их составные части -аминокислоты) из углекислого газа СО2 и воды Н2О за счет фотосинтеза, усваивая остальные элементы белков (азот N, фосфор Р, серу S, железо Fe, магний Mg) из растворимых солей, находящихся в почве. Животные организмы в основном получают готовые аминокислоты с пищей и на их базе строят белки своей организма. Ряд аминокислот (заменимые аминокислоты) могут синтезироваться непосредственно животными организмами. Характерной особенностью белков является их многообразие, связанное с количеством, свойствами и способах соединения входящих в их молекулу аминокислот. Белки выполняют функцию биокатализаторов ферментов, регулирующих скорость и направление химических реакций в организме. В комплексе с нуклеиновыми кислотами обеспечивают функции роста и передачи наследственных признаков, являются структурной основой мышц и осуществляют мышечное сокращение. В молекулах белков содержатся повторяющиеся амидные связи С(0)NH, названные пептидными (теория русского биохимика А.Я.Данилевского). Таким образом, белок представляет собой полипептид, содержащий сотни или тысячи аминокислотных звеньев.
Структура белков.
Особый характер белка каждого вида связан не только с длиной, составом и строением входящих в его молекулу полипептидных цепей, но и с тем, как эти цепи ориентируются. В структуре любого белка существует несколько степеней организации:
1.Первичная структура белка специфическая последовательность аминокислот в полипептидной цепи.
2.Вторичная структура белка способ скручивания полипептидной цепи в пространстве (за счет водородной связи между водородом амидной группы NH и карбонильной группы СО, которые разделены четырьмя аминокислотными фрагментами).
3. Третичная структура белка реальная трехмерная конфигурация закрученной спирали полипептидной цепи в пространстве (спираль, скрученная в спираль). Третичная структура белка обуславливает специфическую биологическую активность белковой молекулы. Третичная структура белка поддерживается за счет взаимодействия различных функциональных групп полипептидной цепи: дисульфидный мостик (-S-S-) между атомами серы, сложноэфирный мостик между карбоксильной группой (-СО-) и гидроксильной(-ОН), солевой мостик - между карбоксильной (-СО-) и аминогруппами (NH2).
4. Четвертичная структура белка тип взаимодействия между несколькими полипептидными цепями. Например, гемоглобин представляет из себя комплекс из четырех макромолекул белка.
I
.
II
. Физические и химические свойства.
Физические свойства.
Белки имеют большую молекулярную массу (104107 г/моль), многие белки растворимы в воде, но образуют, как правило, коллоидные растворы, из которых выпадают при увеличении концентрации неорганических солей, добавлении солей тяжелых металлов, органических растворителей или при нагревании (денатурация).
Химические свойства.
1. Денатурация разрушение вторичной и третичной структуры белка.
2. Качественные реакции на белок: биуретовая реакция: фиолетовое окрашивание при обработке солями меди в щелочной среде (дают все белки), ксантопротеиновая реакция: желтое окрашивание при действии концентрированной азотной кислоты, переходящее в оранжевое под действием аммиака (дают не все белки), выпадение черного осадка (содержащего серу) при добавлении ацетата свинца (II), гидроксида натрия и нагревании. 3. Гидролиз белков при нагревании в щелочном или кислом растворе с образованием аминокислот.
I
.
III
. Биологические функции белков.
Множество химических связей, характерных для белковых макромолекул, предопределяет их функциональное многообразие.
1. Каталитические – относятся к биологическим катализаторам.
2. Транспортные – выполняет функции переноса веществ из одного компартмента клетки в другую или между органами целого организма.
3. Регуляторные – регуляторные функции, в первую очередь к ним относятся гормоны.
4. Защитные – представлены антителами или иммуноглобулинами.
5. Сократительные – позволяют сокращаться и перемещаться, обычно содержатся в мышечной ткани.
6. Структурные – входят в состав мембран клеток.
7. Рецепторные – участвуют при передаче нервного или гормонального сигнала.
8. Запасные и питательные – резервный и питательный материал клетки.
9. Токсические – представлены токсинами яда змей, скорпионов, пчел.
Наибольше всего мы употребляем запасные и питательные белки (например, мясо, питательный белок птичьих яиц, молоко и другие).
Наиболее часто употребляемые человеком белки:
Альбумины – белки животных и растительных тканей. Они относятся к питательным белкам. Отличия Альбуминов в животной клетке и растительной заключается в разном количестве метионина и триптофана. А также множество сложных белков липопротеины, гликопротеины, фосфопротеины, хромопротеины.
Фрагмент молекулы хромопротеина.
Продукты с наибольшим содержанием белка (на 100г продукта):
кисломолочные продукты (творог, сыр), яйца куриные (
I
категории), свинина, рыба, икра осетровая, орехи фундук.
II
. Общая характеристика, свойства, функции углеводов.
II
.
I
. Общая характеристика.
Углеводы – важный класс природных веществ – встречаются повсеместно в растительных, животных и бактериальных организмах.
Углеводы – это не очень удачный термин, поскольку так называют большое количество соединений, обладающих различной химической структурой и биологическими функциями. Более 100 лет назад этим термином было предложено называть природные соединения, состав которых соответствовал формуле (CH2
O)n
,
, т.е. гидраты углерода. По мере открытия новых углеводов оказалось, что не все они соответствуют этой формуле, а некоторые представители других классов обладают такой же формулой. Большой вклад в развитие учения об углеводах внесли отечественные ученые А.М. Бутлеров, А.А. Колли, Н.Н. Кочетков.
Углеводы включают соединения, начиная от низкомолекулярных, содержащих всего несколько атомов углерода, до веществ, молекулярная масса которых достигает нескольких миллионов.
Углеводы составляют 80% массы сухого вещества растений и около 2% сухого вещества животных организмов.Животные и человек не способны синтезировать сахара и получают их с различными пищевыми продуктами растительного происхождения.
Классификация всех видов углеводов.
Углеводы
Простые Сложные
МОНОСАХАРИДЫ ДИСАХАРИДЫ
Тетрозы С4
Н8
О4
сахароза C12H22O11
элитроза лактоза
треоза мальтоза
Пентозы С5
Н10
О5
целобиоза
арабиноза ПОЛИСАХАРИДЫ
ксилоза (С5
Н8
О4
)n
рибоза пентозаны
ГЕКСОЗЫ С6
Н12
О6
(С6
Н10
О5
)n
глюкоза целлюлоза
манноза крахмал
галактоза гликоген
фруктоза
Моно-
( 1 молекула)
|
Олиго-
(< 10 молекул)
|
Поли-
(>10 молекул)
|
Дисахариды
Сахароза Трегалоза
II
.
II
. Физические и химические свойства.
Физические свойства.
Моносахариды - это твердые вещества, способные кристаллизоваться. Они гидроскопичны, очень легко растворимы в воде, легко образуют сиропы, из которых выделить их в кристаллическом виде бывает очень трудно.
Дисахариды - кристаллические углеводы, молекулы которых построены из соединённых между собой остатков двух молекул моносахаридов.
Молекулы полисахаридов можно рассматривать как продукт поликонденсации моносахаридов. Общая формула полисахаридов (СбН10О5)п. Мы рассмотрим важнейшие природные полисахариды — крахмал и целлюлозу.
Химические свойства.
1. Свойства,характерные для спиртов:
- взаимдействие с карбоновыми кислотами с образованием сложных эфиров (реакция этерификации).
2. Свойства, характерные для альдегидов:
взаимодействие с оксидом серебра ( I ) в аммиачном растворе (реакция "серебряного зеркала").
3. Специфические реакции - брожение:
спиртовое брожение.
4. Сахароза подвергается гидролизу - разложению в присутствии минеральной кислоты и повышенной температуре на глюкозу и фруктозу.
С12Н22О11 + Н2О = С6Н12О6 +С6Н12О6
сахароза фруктоза глюкоза
II
.
III
Биологические функции.
Для большинства организмов природные углеводы выполняют две основные функции: являются источниками углерода, который необходим для синтеза белков, нуклеиновых кислот, липидов и другие, обеспечивает до 70% потребности организма в энергии. При окислении 1г углеводов выделяется 16,9 кДж энергии.
Другими функциями углеводов являются следующие:
1. Резервная. Крахмал и гликоген представляют собой форму хранения питательных веществ.
2. Структурная. Целлюлоза и многие полисахариды входят в состав мембран растительных клеток
3. Защитная. Кислые гетерополисахариды выполняют роль смазочного материала, выстилая трущиеся поверхности суставов, дыхательных и пищеварительных путей.
4. Участие в создании комплексных молекул, например, гликопротеины.
Продукты с наибольшим содержанием углеводов (на 100г продукта): сахар-рафинад, крупы, хлебобулочные изделия, макаронные изделия.
III
. Общая характеристика, свойства, применение жиров.
III
.
I
. Общая характеристика. Физические и химические свойства.
Жиры, органические соединения, полные сложные эфиры глицерина (триглицериды) и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов. Наряду с углеводами и белками Ж. — один из главных компонентов клеток животных, растений и микроорганизмов. Строение Ж. отвечает общей формуле:
CH2-O-CO-R’
|
CH-О-CO-R’’
|
CH2-O-CO-R’’’,
где R’, R’’ и R’’’ — радикалы жирных кислот. Все известные природные жиры содержат в своём составе три различных кислотных радикала, имеющих неразветвлённую структуру и, как правило, чётное число атомов углерода. Из насыщенных жирных кислот в молекуле жиры чаще всего встречаются стеариновая и пальмитиновая кислоты, ненасыщенные жирные кислоты представлены в основном олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами.
Жиры нерастворимы в воде, хорошо растворимы в органических
растворителях, но обычно плохо растворимы в спирте. При обработке перегретым паром, минеральными кислотами или щёлочью жиры подвергаются гидролизу (омылению) с образованием глицерина и жирных кислот или их солей образуя мыла. При сильном взбалтывании с водой образуют эмульсии. Примером стойкой эмульсии жиров в воде является молоко. Эмульгирование жиров в кишечнике (необходимое условие их всасывания) осуществляется солями жёлчных кислот.
Природные жиры подразделяют на жиры животные и растительные
( масла жирные). В организме жиры — основной источник энергии. Энергетическая ценность жиров в 2 с лишним раза выше, чем углеводов. Жиры, входящие в состав большинства мембранных образований клетки и субклеточных органелл, выполняют важные структурные функции. Благодаря крайне низкой теплопроводности жиров, откладываемый в подкожной жировой клетчатке, служит термоизолятором, предохраняющим организм от потери тепла, что особенно важно для морских теплокровных животных (китов, тюленей и др.). Вместе с тем жировые отложения обеспечивают известную эластичность кожи. Содержание жира в организме человека и животных сильно варьирует. В некоторых случаях (при сильном ожирении, а также у зимнеспящих животных перед залеганием в спячку)
содержание жира в организме достигает 50%. Особенно высоко содержание жира у с/х животных при их специальном откорме. В организме животных различают жиры:
запасные
(откладываются в подкожной жировой клетчатке и в сальниках) и
протоплазматические
(входят в состав протоплазмы в виде комплексов с
белками, называемые липопротеидами). При голодании, а также при
недостаточном питании в организме исчезает запасной жир, процентное же
содержание в тканях протоплазматических жиров остаётся почти без изменений даже в случаях крайнего истощения организма. Запасный жир легко извлекается из жировой ткани органическими растворителями. Протоплазматические жиры удаётся извлечь органическими растворителями только после предварительной обработки тканей, приводящей к денатурации белков и распаду их комплексов с жирами.
В растениях жиры содержатся в сравнительно небольших количествах.
Исключение составляют масличные растения, семена которых отличаются высоким содержанием жира.
Жиры в живых организмах в присутствии ферментов гидролизуются. Кроме рефкции с водой, жиры взаимодействуют также со щелочами:
Так как в состав растительных масел входят сложные эфиры непредельных карбоновых кислот, то их можно подвергнуть гидрированию:
III
.
II
. Применение жиров.
Жиры в основном применяются в качестве пищевого продукта. К группе пищевых жиров относятся следующие виды жиросодержащей продукции: растительные масла, маргарин, майонез, кулинарные жиры, животные жиры. Свойства и пищевая ценность жиров зависят от соотношения в их составе насыщенных и ненасыщенных жиров. Жиры, в которых преобладают ненасыщенные жирные кислоты имеют твердую консистенцию, высокую температуру плавления, низкую усвояемость. В жидких растительных маслах преобладают ненасыщенные эфирные кислоты.
Ненасыщенные жирные кислоты влияют на количество холестерина, стимулируют его окисление и выведение из организма, повышают эластичность кровеносных сосудов, активизируют ферменты желудочно-кишечного тракта, повышают устойчивость к инфекционным заболеваниям и действию радиации.
Пищевые жиры используют непосредственно в пищу, для приготовления консервов, кондитерских и других изделий.
В процессе хранения жиры окисляются и приобретают неприятный вкус и запах. Окисляются жиры быстрее при повышенных температурах и на свету. Особенно быстро прогоркают жиры, содержащие много ненасыщенных жирных кислот (рыбий жир, куриный жир).
Растительные масла
Состояние рынка растительных масел
Подумать только: еще несколько лет назад у российского покупателя не было проблем с выбором растительного масла. На прилавках встречались только подсолнечное, кукурузное и иногда оливковое. А теперь, когда глаза разбегаются от предлагаемых названий и производителей, потребителю и товароведам-экспертам необходимы основополагающие знания, чтобы разобраться в этом многообразии.
На рынке растительного масла, пользующегося у российского потребителя неизменным успехом, поскольку его добавляют и в салаты, и широко используют при жарении, покупателю иногда трудно выбрать качественное масло из широко рекламируемого низкокачественного.
Поэтому как у производителя, так и у реализатора возникают соблазны подделать или увеличить объемы своей реализации путем подмены одного вида масла другим, менее ценным. Кроме того, на сегодняшний день на рынок поступает не только пищевое масло, но и масло техническое, технологически переработанное под пищевое. Поэтому возникают проблемы с проведением всесторонней экспертизы подлинности всех видов растительных масел, реализуемых на продовольственных рынках России.
При проведении экспертизы подлинности растительных масел могут достигаться следующие цели исследования: идентификация вида растительного масла; идентификация сорта растительного масла;
способы фальсификации и методы их выявления.
При проведении экспертизы подлинности с целью идентификации вида растительного масла эксперт должен владеть современными методами исследования данной группы товаров, а затем уже определить для себя круг решаемых им при этом задач исходя из своего уровня знаний в этой области.
Идентификация растительных масел.
Растительное масло — это готовый к употреблению продукт, полученный из семян или зародышей семян, плодов растений путем прессования и/или экстракции и очищенный от тех или иных примесей в зависимости от вида получаемого изделия.
По виду жиросодержащего сырья растительное масло вырабатывается: подсолнечное, кукурузное, горчичное, хлопковое, соевое, арахисовое, оливковое, кунжутное (сезамовое), кокосовое, пальмоядровое, пальмовое, какао-масло, рапсовое.
Подсолнечное масло вырабатывают из семян подсолнечника путем прессования или экстракции бензином и в зависимости от стадии очистки (рафинации) выпускают в продажу: нерафинированным, гидратированным, рафинированным недезодорированным и рафинированным дезодорированным.
Кукурузное масло получают из зародышей зерна (отделяемого при крупяном или паточном производствах) путем прессования или экстракции бензином и в зависимости от стадии очистки (рафинации) реализуют в виде: нерафинированном, рафинированном недезодорированном, рафинированном дезодорированном.
Горчичное масло изготавливается из семян горчицы путем прессования и выпускается нерафинированным, гидратированным, и рафинированным н
Хлопковое масло производят из семян хлопчатника путем прессования или экстракции бензином и в зависимости от стадии очистки (рафинации) реализуют только в рафинированном виде: нейтрализованное недезодорированное, нейтрализованное дезодорированное. Это связано с тем, что нерафинированное масло может использоваться только для технических целей, поскольку в нем содержится ядовитое вещество — госсипол. Относится к низкокачественному виду растительного масла.
Соевое масло вырабатывают из бобов сои путем прессования или экстракции бензином и в зависимости от стадии очистки (рафинации) выпускают в реализацию: нерафинированным, гидратированным, рафинированным недезодорированным, рафинированным дезодорированным.
Арахисовое масло получают из бобов арахиса путем прессования или экстракции бензином и в зависимости от стадии очистки (рафинации) реализуют в виде: нерафинированном, рафинированном недезодорированном, рафинированном дезодорированном.
Оливковое масло изготавливают из мякоти плодов оливкового дерева путем прессования или экстракции бензином
в зависимости от стадии очистки (рафинации) реализуют
в виде: нерафинированном, рафинированном недезодорированном, рафинированном дезодорированном.
Прованским маслом называют оливковое масло, полученное только путем холодного прессования (высококачественное масло, используемое в нерафинированном виде).
Деревянное масло вырабатывают путем горячего прессования жмыха, оставшегося после холодного прессования (низкокачественное оливковое масло, так же, как и экстракционное, требует дополнительной рафинации).
Кунжутное (сезамовое) масло производят из семян кунжута путем прессования и в зависимости от стадии очистки (рафинации) выпускают в виде: нерафинированном, рафинированном.
Кокосовое масло изготавливают из подсушенной и раздробленной мякоти орехов кокосовых пальм путем горячего прессования и выпускают только в рафинированном виде. При комнатной температуре имеет твердую консистенцию.
Пальмоядровое масло получают из мякоти плодов масличных пальм путем прессования и вырабатывают только рафинированным дезодорированным. Очень нестойкое при хранении масло. При комнатной температуре имеет твердую консистенцию.
Какао-масло вырабатывают из какао-бобов путем прессования и используют в основном для получения шоколада и шоколадных изделий. При комнатной температуре имеет твердую консистенцию.
Рапсовое масло производят из семян рапса путем прессования или экстракции бензином и реализуют для питания только после специальной обработки (удаление эруковой кислоты и гликозинолатов). Для переработки на пищевые продукты используется только рафинированное недезодорированное и нерафинированное масло первого сорта. Низкокачественное рапсовое масло, в основном используется для получения маргарина и кулинарных жиров.
А также жиры участвуют в производстве синтетических моющих средств весьма устойчивых и с трудом подвергаются разрушению. Поэтому они могут оказывать вредное воздействие на окружающую среду. Чтобы сточные воды очистить от синтетических моющих средств, их подвергают длительному биологическому и химическому разложению.
IV
. Минеральные вещества.
IV
.
I
. Общая характеристика.
Минеральные вещества не обладают энергетической ценностью, как белки, жиры и углеводы. Однако без них жизнь человека невозможна. Особенно важна их роль в построении костной ткани. Минеральные вещества участвуют в важнейших обменных процессах организма: водно-солевом и кислотно-щелочном. Многие ферментативные процессы в организме невозможны без участия тех или иных минеральных веществ.
Вы когда-нибудь наблюдали, как малыш увлеченно грызет кусок мела или известняка? Что это означает? Всего лишь то, что ребенок самостоятельно, доступными ему средствами, стремится пополнить в организме недостаток кальция.
Обычно минеральные вещества делят на две группы. Первая – состоит из макроэлементов, содержащихся в пище в больших количествах. К ним относят кальций, фосфор, магний, натрий, калий, хлор, серу. Вторая – состоит из микроэлементов, концентрация которых в организме невелика. В эту группу входят железо, цинк, йод, фтор, медь, марганец, кобальт, никель.
IV
.
II
. Макроэлементы.
Кальций непосредственно участвует в самых сложных процессах, например таких, как свертывание крови, поддержание необходимого равновесия между возбуждением и торможением коры головного мозга, расщепление резервного полисахарида – гликогена, поддержание должного кислотно-щелочного равновесия внутри организма и нормальной проницаемости стенок кровеносных сосудов. Кроме того, длительный недостаток кальция в пище нежелательно сказывается на возбудимости сердечной мышцы и ритме сокращений сердца. Рацион взрослого человека должен содержать от 0,8 до 1 г кальция.
Больше всего кальция (120 мг%) содержится в молоке и молочных продуктах, например в сыре около 1000 мг% (мг% – это миллиграмм вещества на 100 г продукта, условно принимаемого за 100%). Почти 80% всей потребности в кальции удовлетворяется молочными продуктами. Однако в некоторых растительных продуктах содержатся вещества, уменьшающие всасывание кальция. К их числу относятся фитиновые кислоты в злаковых и щавелевая кислота в щавеле и шпинате. В результате взаимодействия этих кислот с кальцием образуются нерастворимые фитаты и оксалаты кальция (соли фитиновой и щавелевой кислот соответственно), которые затрудняют всасывание и усвоение этого элемента. Пища, богатая жирами, также замедляет усвоение кальция.
Среди овощей и фруктов высоким содержанием кальция отличаются фасоль, хрен, зелень петрушки, репчатый лук, урюк и курага, яблоки, сушеные персики, груши, сладкий миндаль.
При склонности организма к повышенной свертываемости крови и образованию тромбов в кровеносных сосудах количество продуктов, богатых кальцием, в рационе должно быть снижено.
Фосфор входит в состав фосфопротеидов, фосфолипидов, нуклеиновых кислот. Соединения фосфора принимают участие в важнейших процессах обмена энергии. Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатинфосфат являются аккумуляторами энергии, с их превращениями связаны мышление и умственная деятельность, жизнеобеспеченность организма.
Потребность в фосфоре для взрослых составляет 1200 мг в день. Относительно много фосфора содержат, мг%: рыба – 250, хлеб – 200, мясо – 180, еще больше фасоль – 540, горох – 330, овсяная, перловая и гречневая крупы – 320–350, сыр – 500–600. Основное количество фосфора человек потребляет с молоком и хлебом. Обычно усваивается 50–90% фосфора. Если человек употребляет растительные продукты, то в этом случае фосфора поглощается меньше, поскольку он в значительной части находится там в виде трудно усваиваемой фитиновой кислоты.
Для правильного питания важно не только абсолютное содержание фосфора, но и соотношение его с кальцием, которое считается оптимальным для взрослого человека – 1:1,5. При избытке фосфора может происходить выведение кальция из костей, а при избытке кальция развивается мочекаменная болезнь.
Магний участвует в формировании костей, регуляции работы нервной ткани, обмене углеводов и энергетическом обмене. По данным Института питания РАМН, потребность в магнии для взрослых – 400 мг в день. Почти половина этой нормы удовлетворяется хлебом и крупяными изделиями. В хлебе содержится 85 мг% магния, овсяной крупе – 116, ячневой – 96, фасоли – 103 мг%. Из других источников питания следует отметить орехи – 170–230 мг% и большинство овощей – 10–40 мг% магния. В молоке и твороге содержится относительно мало магния – 14 и 23 мг% соответственно. Однако в отличие от растительных продуктов магний находится в них в легко усвояемой форме – в виде цитрата магния (магниевой соли лимонной кислоты). В связи с этим молочные продукты, потребляемые в значительных количествах, являются существенным источником магния для организма человека.
При нормальном питании организм, как правило, полностью обеспечивается магнием. Однако следует помнить, что избыток магния снижает усвояемость кальция. Оптимальное соотношение кальция и магния 1:0,5, что обеспечивается обычным подбором пищевых продуктов. При этом следует учитывать, что больше всего магния содержат продукты растительного происхождения, особенно пшеничные отруби, соевая мука, сладкий миндаль, горох, пшеница, абрикосы, белокочанная капуста.
Натрий участвует в образовании желудочного сока, регулирует выделение почками многих продуктов обмена веществ, активирует ряд ферментов слюнных желез и поджелудочной железы, а также более чем на 30% обеспечивает щелочные резервы плазмы крови. Кроме того, ионы натрия способствуют набуханию коллоидов тканей, это задерживает воду в организме.
Содержание природного натрия в пищевых продуктах относительно невелико – 15–80 мг%; его потребляют не более 0,8 г в день. Но обычно взрослый человек «съедает» натрия больше –
4–6 г в день, в том числе около 2,4 г натрия с хлебом и 1–3 г при подсаливании пищи. Основное количество натрия – около 80% – организм получает при поглощении продуктов с добавлением поваренной соли.
В древности человек не добавлял соль в пищу. Поваренную соль в питании начали использовать примерно в последние две тысячи лет, сначала как вкусовую приправу, а затем и как консервирующее средство. Однако до сих пор многие народности Африки, Азии и Севера прекрасно обходятся без пищевой соли.
Потребность в натрии существует, но она невелика – около 1 г в день и в основном удовлетворяется обычной диетой без добавления пищевой соли (0,8 г в день). Однако потребность в этом макроэлементе существенно возрастает при сильном потоотделении в жарком климате или при больших физических нагрузках. Вместе с тем установлена прямая зависимость между избыточным потреблением натрия и гипертонией. С наличием натрия в организме связывают также способность тканей удерживать воду. В связи с этим избыточное потребление поваренной соли перегружает почки; при этом страдает и сердце. Вот почему при заболеваниях почек и сердца рекомендуется резко ограничить потребление соли. Для большинства людей совершенно безвредно 4 г натрия в день. Другими словами, помимо 0,8 г естественного натрия можно потреблять еще 3,2 г натрия, т. е. 8 г поваренной соли.
Калий – внутриклеточный элемент, регулирующий кислотно-щелочное равновесие крови; участвует в передаче нервных импульсов и активирует работу ряда ферментов. Считается, что калий обладает защитным действием против нежелательного действия избытка натрия и нормализует давление крови. По этой причине в некоторых странах предложено выпускать поваренную соль с добавлением хлорида калия.
В большинстве продуктов содержание калия колеблется в пределах 150–170 мг%. Заметно больше его лишь в бобовых, например в горохе – 870, фасоли – 1100 мг%. Много калия содержится в картофеле – 570, яблоках и винограде – около 250 мг%.
Ежедневная потребность взрослого человека в калии составляет 2500–5000 мг и удовлетворяется обычным рационом за счет картофеля, которого в нашей стране потребляется относительно много.
Хлор участвует в образовании желудочного сока, формировании плазмы; активирует ряд ферментов. Естественное содержание хлора в пищевых продуктах колеблется в пределах 2–160 мг%. Рацион без добавления поваренной соли содержал бы около 1,6 г хлора. Основное его количество (до 90%) взрослые получают с поваренной солью.
Потребность в хлоре (около 2 г в день) с избытком удовлетворяется обычным рационом, содержащим 7–10 г хлора; из них около 4 г мы получаем с хлебом и 1,5–4,6 г при подсаливании пищи поваренной солью.
Малосоленая пища рекомендуется при ревматизме, гнойных процессах в легких, ожирении, сахарном диабете, аллергических состояниях, переломах костей и, как уже отмечалось, заболеваниях сердечно-сосудистой системы и почек.
Кроме того, малосоленая пища полезна при заболеваниях поджелудочной железы, печени и желчевыводящих путей, некоторых болезнях желудка, а также в тех случаях, когда в лечебно-профилактических целях назначаются гормональные препараты.
Сера в организме человека – непременная составная часть клеток, ферментов, гормонов, в частности инсулина, вырабатываемого поджелудочной железой, и серосодержащих аминокислот. Довольно много ее в нервной, соединительной и костной тканях. Считается, что суточный пищевой рацион взрослого здорового человека должен содержать 4–5 г серы. Такое ее количество обычно обеспечивает правильно организованное питание, которое включает мясо, куриное яйцо, овсяную и гречневую крупы, хлебобулочные изделия, молоко, сыры, бобовые и капусту.
IV
.
III
. Микроэлементы.
Железо незаменимо в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена. Примерно 55% железа входит в состав гемоглобина эритроцитов, около 24% участвует в формировании красящего вещества мышц (миоглобина), примерно 21% откладывается «про запас» в печени и селезенке. Суточная потребность взрослого здорового человека в железе составляет 10–20 мг и восполняется обычным сбалансированным питанием. Однако следует учитывать, что при использовании в пище хлеба из муки тонкого помола, содержащей мало железа, у городских жителей весьма часто наблюдается дефицит железа. Обращает на себя внимание тот факт, что зерновые продукты, богатые фосфатами и фитином, образуют с железом труднорастворимые соли и снижают его усвояемость организмом. Так, если из мясных продуктов усваивается около 30% железа, то из зерновых – не более 10%. Чай также снижает усвояемость железа из-за связывания его с дубильными веществами с образованием труднорасщепляемого комплекса. Люди, страдающие железодефицитной анемией, должны поэтому употреблять больше мяса и не злоупотреблять чаем.
Наиболее богаты железом сушеные белые грибы, печень и почки убойного скота, персики, абрикосы, рожь, зелень петрушки, картофель, репчатый лук, тыква, свекла, яблоки, айва, груши, фасоль, чечевица, горох, толокно, куриное яйцо, шпинат.
Цинк – элемент, значение которого определяется тем, что он входит в состав гормона инсулина, участвующего в углеводном обмене, и многих важных ферментов, обеспечивающих должное течение окислительно-восстановительных процессов и тканевого дыхания. Специфические последствия длительного недостатка цинка в пище – это прежде всего снижение функции половых желез и гипофиза головного мозга. Чтобы этого не случилось, взрослый здоровый человек должен ежедневно получать с пищей 10–15 мг цинка, которого больше всего в мясе гусей, фасоли, горохе, кукурузе, говядине, свинине, курице, рыбе, говяжьей печени, а также в молоке, яблоках, груше, сливе, вишне, картофеле, капусте, свекле и моркови.
Йод является необходимым элементом, участвующим в выработке щитовидной железой гормона тироксина, поэтому почти половина его концентрируется именно в этой железе. При длительном недостатке йода в пище развивается зобная болезнь (тиреотоксикоз). Особенно чувствительны к недостатку йода дети школьного возраста. Потребность в нем колеблется в пределах 100–150 мкг в день. Содержание йода в пищевых продуктах обычно невелико – 4–15 мкг%. Однако в морской рыбе его содержится около 50 мкг%, печени трески – до 800, морской капусте в зависимости от вида и сроков сбора – от 50 до 70 000 мкг%. Следует учитывать, что при длительном хранении или тепловой обработке пищи теряется от 20 до 80% этого микроэлемента.
Содержание йода в наземных растительных и животных продуктах сильно зависит от его количества в почвах. В районах, где йода в почве мало, чаще всего в горных районах, содержание его в пищевых продуктах может быть в 10–100 раз меньше среднего. В этих районах для предупреждения зобной болезни добавляют в поваренную соль небольшие количества йодида калия –
25 мг на 1 кг соли. Однако срок хранения такой соли всего полгода, поскольку йод при хранении соли постепенно улетучивается.
Фтор – элемент, при недостатке которого развивается такая болезнь зубов, как кариес, приводящая к разрушению зубной эмали. Потребность в нем взрослого человека составляет 3 мг в день. При этом одну треть фтора человек получает с пищей и две третьих – с водой. В пищевых продуктах фтора обычно содержится мало. Исключение составляет морская рыба – в среднем 500 мг%, при этом в скумбрии содержится до 1400 мг%.
В районах, где фтора в воде меньше 0,5 мг/л, производят ее фторирование. Однако избыточное потребление фтора также нежелательно, поскольку вызывает флуороз, выражающийся в пятнистости зубной эмали.
Медь необходима для регулирования процессов снабжения клеток кислородом, образования гемоглобина и «созревания» эритроцитов. Она также способствует более полной утилизации организмом белков, углеводов и повышению активности инсулина. Для осуществления всех этих процессов здоровому человеку необходимо 2 мг меди, которая, как правило, содержится в рационе, включающем горох, овощи и плоды, мясо, хлебобулочные изделия, рыбу. Считается также, что 1 л питьевой воды содержит 1 мг меди. Больше всего ее в печени убойных животных.
Марганец активно влияет на обмен белков, углеводов и жиров. Важной также считается способность марганца усиливать действие инсулина и поддерживать определенный уровень холестерина в крови. В присутствии марганца организм полнее использует жиры. Сравнительно богаты этим микроэлементом крупы (в первую очередь овсяная и гречневая), фасоль, горох, говяжья печень и многие хлебобулочные изделия, которыми практически восполняется суточная потребность человека в марганце – 5,0–10,0 мг.
Кобальт находится в составе витамина В12
(кобаламин), содержащего его около 4,5%. При недостаточном потреблении кобальта проявляются некоторые нарушения функции центральной нервной системы, малокровие, снижение аппетита.
Кобальт способен избирательно угнетать дыхание клеток злокачественных опухолей и тем самым, конечно, их размножение. Другим специфическим достоинством кобальта считают его способность в два–четыре раза интенсифицировать противомикробные свойства пенициллина. Больше всего кобальта содержат говядина, виноград, редис, салат, шпинат, свежий огурец, черная смородина, клюква, репчатый лук, говяжья и особенно телячья печень. В сутки человек должен поглощать с пищей 0,1–0,2 мг кобальта.
Никель в сочетании с кобальтом, железом, медью также участвует в процессах кроветворения, а самостоятельно – в обмене жиров, обеспечении клеток кислородом. В определенных дозах никель активизирует действие инсулина. Потребность в никеле вполне обеспечивается рациональным питанием, содержащим, в частности, мясо, овощи, рыбу, хлебобулочные изделия, молоко, фрукты и ягоды.
Заключение
.
Таким образом, белки, жиры, углеводы являются неотъемлемой частью живого организма, а также необходимость поступления их в организм человека. Их сложное строение дает представление о сложном химическом составе продуктов питания, употребляемые человеком, а также их сложное строение дает различные функции клетки. Не остались в стороне и минеральные вещества: макро- и микроэлементы. Они позволяют достраивать сложные молекулы органических веществ, а также являются строительным материалом организма.Список литературы.
1. В.П. Комов, В.Н. Шведова. Биохимия. М: Дрофа, 2004. – с.28-47, 52-59, 222-237, 284-300.
2. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. Химия 10. М: Просвещение, 1993. – с.117-134.
3. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. Химия 11. М: Просвещение, 1997.
4. А.И.Артеменко, И.В. Тикунова. Химия 10-11. М: Просвещение, 1993.