Бiолого-екологiчна роль бiлкiв, жирiв та вуглеводiв в харчуваннi людини

КУРСОВА РОБОТА

за темою тАЬБiолого-екологiчна роль бiлкiв, жирiв та вуглеводiв в харчуваннi людинитАЭ

Змiст

Вступ

1. Бiлки

2. Лiпiди

3. Вуглеводи

3.1 Засвоюванi вуглеводи

3.2 Незасвоюванi вуглеводи

Використана лiтература

Вступ

Органiзм людини складаiться з бiлкiв (19,6%), жирiв (14,7%), вуглеводiв (1%), мiнеральних речовин (4,9%), води (58,8%). Вiн постiйно витрачаi цi речовини на утворення енергii, необхiдноi для функцiонування внутрiшнiх органiв, пiдтримання тепла i здiйснення всiх життiвих процесiв, у тому числi фiзичноi та розумовоi працi. Щоб органiзм людини функцiонував, його структурнi елементи мають безперервно вiдновлюватися, тобто маi здiйснюватися обмiн речовин. У середньому кожнi 60 дiб у людини змiнюiться 50% усiх тканинних бiлкiв, а деякi ферменти печiнки можуть вiдновлюватися впродовж годин i навiть хвилин. Можна сказати, що нинi кожен iз нас хiмiчно iнший, нiж був учора.

Регенерацiя можлива лише за безперервного потоку харчових речовин i джерел енергii, а також бiологiчно активних сполук з iжею. Обмiн речовин перебуваi в тiсному зв'язку з енергетичним, адже органiзм людини постiйно потребуi енергii, без якоi життiдiяльнiсть припиняiться. Таким чином, здоров'я людини великою мiрою визначаiться його харчовим статусом.

1. Бiлки

Це складнi органiчнi сполуки з амiнокислот, до складу яких входять карбон; 50-55%), гiдроген (6-7%), оксиген (19-24%), нiтроген (15-19%), а також можуть входити фосфор, сульфур, ферум та iншi елементи.

Бiлки харчових продуктiв неможливо замiнити iншими речовинами, i роль iх з органiзмi людини надзвичайно важлива.

Вони вiдiграють ключову роль у життi клiтини, становлячи матерiальну основу ii хiмiчноi дiяльностi. Функцii бiлкiв такi:

ü структурна - здатнi мимовiльно створювати певну, властиву лише цьому бiлку просторову структуру;

ü регуляторна - i регуляторами i каталiзаторами, що прискорюють перебiг бiохiмiчних реакцiй у процесi обмiну речовин;

ü транспортна - переносять по кровi гормони, гемоглобiн, ферум, лiпiди та iн.;

ü захисна - синтез антитiл;

ü скорочувальна - м'язи в основному побудованi з бiлкiв;

ü енергетична - бiлки можуть бути джерелом енергii для людини, але вони нiколи не вiдкладаються про запас - надлишкова кiлькiсть бiлка витрачаiться для отримання енергii.

Бiологiчна цiннiсть бiлкiв харчових продуктiв залежить вiд спiввiдношення в них незамiнних амiнокислот, якi не можуть синтезуватися в органiзмi i мають надходити тiльки з iжею.

Незамiнних амiнокислот десять - лiзин, метiонiн, триптофан, фенiлаланiн, лейцин, iзолейцин, треонiн, валiн, аргiнiн i гiстидин. Особливо дефiцитними i лiзин, метiонiн i триптофан.

Потреба дорослоi людини в лiзинi становить 3-5 г на добу; нестача його в органiзмi призводить до порушення росту, кровообiгу, зменшення вмiсту гемоглобiну в кровi.

Метiонiн бере участь в обмiнi жирiв i фосфолiпiдiв, вiтамiнiв В12 i фолiiвоi кислоти; вiн i найсильнiшим лiпотропним засобом. Добова потреба в ньому - 1 г.

Триптофан сприяi росту, утворенню гемоглобiну, бере участь у процесi вiдновлення тканин. Потреба в ньому органiзму становить близько 1 г на добу.

Фенiлаланiн бере участь у забезпеченнi функцii щитоподiбноi i надниркових залоз.

Лейцин, iзолейцин i треонiн впливають на процеси росту. За нестачi лейцину зменшуiться маса тiла, виникають змiни в нирках i щитоподiбнiй залозi.

Нестача валiну призводить до розладу координацii рухiв.

Гiстидин входить до складу гемоглобiну, його недостатнiсть чи надлишок в органiзмi погiршуi умовно-рефлекторну дiяльнiсть.

Аргiнiн бере участь в утвореннi сечовини - кiнцевого продукту обмiну речовин.

Експерти ФАО вважають, що 1 г харчового бiлка маi мiстити {в iдеальному варiантi) таку кiлькiсть незамiнних амiнокислот, мг:

РЖзолейцин 40

Лейцин 70

лiзин 55

метiонiн i цистин 35

фенiлаланiн i тирозин Ва60

триптофан 10

треонiн 40

валiн 50

Замiннi амiнокислоти також виконують в органiзмi рiзноманiтнi функцii i вiдiграють не менш важливу роль, нiж незамiннi. Так, наприклад, глутамiнова кислота i iдиною кислотою, яка пiдтримуi дихання клiтин мозку.

Амiнокислоти мiстяться в багатьох продуктах рослинного i тваринного походження.

Однак вмiст амiнокислот i спiввiдношення iх у бiлкових продуктах рiзнi. Для оцiнки бiологiчноi цiнностi харчовоi продукцii ii амiнокислотний склад порiвнюють з амiнокислотним складом iдеального бiлка через визначення амiнокислотного хiмiчного скору.

Один iз способiв розрахунку амiнокислотного скору - розрахунок вiдношення кiлькостi кожноi незамiнноi кислоти в дослiджуваному бiлку до кiлькостi цiii амiнокислоти в iдеальному бiлку:

де АК - будь-яка незамiнна амiнокислота.

В iдеальному бiлку амiнокислотний скор кожноi незамiнноi кислоти приймають за 100%. Амiнокислотою, що лiмiтуi бiологiчну цiннiсть, вважаiться та, зкор якоi маi найменше значення, тобто саме ця амiнокислота визначатиме ступiнь використання певного бiлка в органiзмi i називатиметься першою лiмiтуючою амiнокислотою.

Не всi харчовi продукти повноцiннi за амiнокислотним складом. Найоптимальнiшим i спiввiдношення незамiнних амiнокислот у продуктах тваринного походження - молоцi, м'ясi, рибi, яйцях.

Рослиннi харчовi продукти дефiцитнi за окремими амiнокислотами: бiлок бiльшостi бобових мiстить близько 6-80% метiонiну i цистину, бiлок пшеницi -50% лiзину порiвняно з iдеальним бiлком (табл. 1).

Вiдомостi про бiологiчну цiннiсть бiлкiв необхiдно враховувати пiд час складання рацiонiв харчування, взаiмно доповнюючи лiмiтуючi амiнокислоти. Найбiльшою мiрою цього можна досягти, поiднуючи рослиннi i твариннi бiлки.

Вмiст бiлка в деяких харчових продуктах наведено в таблицi 2.

Таблиця 1. Бiологiчна цiннiсть основних харчових продуктiв

Таблиця 2. Вмiст бiлка в основних харчових продуктах

Потрiбно зазначити, що рослиннi i твариннi бiлки неоднаковою мiрою засвоюються органiзмом: бiлки молока i яiць - у середньому на 96%, м'яса i риби - 95%, хлiба i хлiбобулочних виробiв з борошна першого i другого сортiв -85%, овочiв - 80%.

Потреба органiзму людини в бiлку залежить вiд вiку, статi, клiматичних особливостей регiону i характеру трудовоi дiяльностi. Оптимальним вважаiться надходження бiлка з розрахунку не менш як 1 г на 1 кг маси тiла. Потреба дорослоi людини в бiлках у середньому становить 70-110 г на добу, потреба дiтей у бiлку - 1,5-4 г на 1кг маси.

Бiлки тваринного i рослинного походження мають бути в спiввiдношеннi 1:1. Проте результати дослiджень свiдчать, що мiнiмально достатня потреба в бiлках може бути знижена вдвiчi i бiльше. Причому розумне зниження бiлково-енергетичного компонента в харчуваннi на тлi достатнього вiтамiнного i мiнерального забезпечення сприяi, за даними багатьох авторiв, збiльшенню тривалостi життя у тварин на 50-100%. Припускають, що пiд час голодування i використання обмеженого за бiлком харчування з бiльшою кiлькiстю натуральних рослинних продуктiв вiдбуваiться суттiва перебудова обмiну речовин у бiк економноi i повноi витрати бiлка, стимуляцiя процесiв синтезу бiлка шлунково-кишкового каналу людини бактерiями з азоту та кисню повiтря.

Потреба в бiлках визначаiться ефективнiстю обмiну й утилiзацiiю бiлка органiзмом. Залежнiсть мiж кiлькiстю бiлка, що надходить з iжею, i станом органiзму набагато складнiша.

Негативнi наслiдки недостатнього та надмiрного надходження бiлка в органiзм людини наведено в таблицi 3.

Таблиця 3. Наслiдки недостатностi та надлишку бiлка

2. Лiпiди

Жири належать до групи простих лiпiдiв i i складними ефiрами жирних кислот i триатомного спирту глiцеролу. Джерелом для утворення жиру в органiзмi людини i жири харчових продуктiв тваринного й рослинного походження; крiм того, вони можуть синтезуватися в органiзмi з вуглеводiв i меншою мiрою - з бiлкiв.

Харчовi жири всмоктуються в тонкiй кишцi пiсля попереднього розщеплення на жирнi кислоти i глiцерол, iз яких потiм утворюються специфiчнi для органiзму жири. Доведена можливiсть всмоктування харчових жирiв без попереднього розщеплення, в емульгованому станi. Жири з низькою температурою плавлення (рослиннi олii, риб'ячий жир та iн.), як i емульгованi жири (молочний, вершкове масло та iн.), засвоюються легше, нiж жири з високою температурою плавлення яловичий, баранячий, свинячий та iн.).

Функцii лiпiдiв в органiзмi, як i бiлкiв, рiзноманiтнi:

ü енергетична - i основним енергетичним матерiалом для органiзму Пiд час згорання 1 г триацилглiцеролiв, головного компонента лiпiдiв, видiляiться 38,9 кДж (9 ккал), що вдвiчi бiльше, нiж пiд час згорання бiлкiв чи вуглеводiв;

ü резервна - в органiзмi використовуiться пiд час погiршення харчування чи захворювань;

ü структурна - входять до складу клiтинних оболонок i внутрiшньоклiтинних утворень. У нервовiй тканинi мiститься до 25% лiпiдiв, у клiтинних мембранах - до 40%;

ü синтезувальна - i джерелом синтезу стероiдних гормонiв, якi забезпечують пристосування органiзму до рiзних стресових ситуацiй;

ü транспортна - лiпопротеiни - сполуки лiпiдiв iз бiлками i переносниками жиророзчинних вiтамiнiв (A, D, Е i К) в органiзмi;

ü захисна - i джерелом для синтезу простагландинiв, тромбоксанiв i групи iнших сполук, якi захищають органiзм. Крiм того, лiпiди сприяють закрiпленню у певному положеннi таких внутрiшнiх органiв, як нирки, кишечник, i захищають iх вiд змiщення пiд час струсу;

ü терморегулювальна - захищають органiзм вiд холоду.

Харчовi жири належать до класу лiпiдiв, що i групою сполук тваринного, рослинного чи мiкробного походження. Вони практично нерозчиннi у водi i добре розчиннi в неполярних органiчних розчинниках. Жири, що добуваються з рослинноi сировини, називають рослинними жирними олiями, а жири наземних тварин - тваринними жирами. Особливу групу становлять жири морських ссавцiв i риб.

Найважливiший складник жирiв - жирнi кислоти (насиченi i ненасиченi).

Особливе фiзiологiчне значення мають полiненасиченi жирнi кислоти (ПНЖК), якi входять до структури клiтинних мембран та iнших структурних елементiв клiтини. Ненасиченi жирнi кислоти - лiнолева i лiноленова - не синтезуються в органiзмi людини. Арахiдонова кислота може утворюватися в органiзмi з лiнолевоi за наявностi B₆ i бiотину. Цi кислоти необхiднi для росту й обмiну речовин живих органiзмiв, еластичностi iхнiх судин. ПНЖК, якi становлять велику частину рослинних олiй, вiдiграють також важливу роль у синтезi простагландинiв - гормоноподiбних речовин, якi беруть участь у регуляцii багатьох процесiв в органiзмi. За повноi вiдсутностi ПНЖК у харчуваннi спостерiгаiться припинення росту, некротичнi ураження шкiри, змiна проникностi капiлярiв. На вiдмiну вiд насичених жирних кислот полiненасиченi кислоти сприяють видаленню холестеролу з органiзму - за порушення холестеролового обмiну виникаi таке поширене захворювання, як атеросклероз.

Вiдповiдно до сучасних уявлень, збалансованим вважають такий жирнокислотний склад триацилглiцеролiв:

В· полiненасиченi жирнi кислоти - 10%,

В· мононенасиченi - 60%,

В· насиченi - 30%.

Добова потреба людини в лiнолевiй кислотi становить 4-10 г, що вiдповiдаi 20-30 г рослинноi олii.

За бiохiмiчною класифiкацiiю лiнолева кислота i продукти ii перетворення об'iднуються в родину ώ(омега)-6 - за положенням першого подвiйного зв'язку в молекулi жирноi кислоти, рахуючи вiд метильного (першого в ланцюзi) атома карбону. Продукти перетворення другоi незамiнноi жирноi кислоти - лiноленовоi - вiдрiзняються вiд представникiв жирних кислот родини со-6 тим, що в них перший подвiйний зв'язок вiд метильного атома карбону займаi положення 3. Тому лiноленова кислота та ii продукти перетворення утворюють родину ώ(омега)-3. Жирнi кислоти першоi родини в живих органiзмах не переходять у другу.

На основi сучасних уявлень про фiзiологiчну роль ПНЖК рiзних родин у сучаснiй дiiтологи виник самостiйний напрям. Практичним наслiдком нового напряму стало визнання необхiдностi нормування i забезпечення постiйного надходження з iжею ПНЖК родини ώ(омега)-3. Розглядаiться необхiднiсть забезпечення вiд 0,2 до 0,8% енергоцiнностi рацiону за рахунок лiноленовоi кислоти, тодi як час лiнолевоi (родина ώ(омега)-6) маi бути 4-8%. Отже, потреба в лiноленовiй кислотi оцiнюiться в 1/8-1/10 потреби в лiнолевiй. Встановлено, що лише один вид iз широко застосовуваних рослинних олiй - соiва - маi спiввiдношення цих двох кислот, близьке до рекомендованого.

Лiпiди морських риб i безхребетних мiстять головним чином двi кислоти родини (ώ(омега)-3: ейкозапентаiнову та докозагексаiнову. Такий тип лiпiдiв отримав назву "морського". Застосування ПНЖК родини ώ(омега)-3 у клiнiцi i ефективним методом профiлактики атеросклерозу i його iшемiчноi стадii. У хворих, якi перенесли iнфаркт мiокарда, пiдвищення вмiсту в iжi лiнолевоi жирноi кислоти у виглядi виготовленого з риб'ячого жиру маргарину впродовж п'яти рокiв знизило смертнiсть вiд iшемiчноi хвороби серця на 50%.

Британський фонд харчування визначив iдеальне спiввiдношення в рацiонi харчування людини мiж ПНЖК родин ώ(омега)-6 i ώ(омега)-3 як 6 : 1, тодi як, за iншими джерелами, це спiввiдношення маi становити 10:1. На цьому спiввiдношеннi базуiться вiдома рекомендацiя iстотного збiльшення споживання жирноi риби.

Фосфолiпiди - основний компонент бiомембран клiтинних структур; вони вiдiграють вагому роль у проникностi клiтинних оболонок i внутрiшньоклiтинному обмiнi. Найважливiший iз фосфолiпiдiв - фосфатидилхолiн, або лецитин, проявляi лiпотропну дiю, перешкоджаючи ожирiнню печiнки i кращому засвоiнню жирiв. Загальна потреба людини у фосфолiпiдах - до 5 г на добу.

Холестерол i структурним компонентом усiх клiтин i тканин людини. Вiн бере участь в обмiнi жовчних кислот, низки гормонiв, кальциферолу. Основна його частина утворюiться в печiнцi (70-80%), iнша надходить з iжею. Найбiльше холесте-ролу мiститься в таких продуктах, у %:

- яйця - 0,57;

- вершкове масло - 0,17-0,27;

- печiнка - 0,13-0,27;

- риба - до 0,3.

У звичайному харчовому рацiонi в середньому мiститься близько 500 мг холестеролу. Його надлишок у харчовому рацiонi сприяi розвитку атеросклеротичного кардiосклерозу, iнфаркту мiокарда, iнсульту. Нестача холестеролу призводить до посилення процесiв пошкодження мембран i погiршення обмiнних процесiв.

РЖз ситостеринiв, якi мiстяться в жирi рослинних харчових продуктiв, найактивнiшим вважаiться ситостерин. Вiн i антагонiстом холестеролу, затримуi його всмоктування в кишечнику.

Рекомендований вмiст жирiв у рацiонi людини становить 90-100 г на добу. 1/3 iх потреби мають становити рослиннi олii, 2/3 - твариннi.

За даними ВООЗ, нижня межа безпечного споживання жирiв становить для дорослих чоловiкiв i жiнок 25-30 г/доб.

Вмiст жирiв (лiпiдiв) в основних харчових продуктах наведено в таблицi 4.

Таблиця 4. Вмiст жирiв у харчових продуктах, г/100 г

Недостатнiсть або надлишок жирiв практично однаково небезпечнi для органiзму людини (табл. 5).

Припускають, що iснуi прямий зв'язок мiж раком товстого кишечника i споживанням iжi, багатоi жирами. Високий вмiст жиру в iжi призводить до збiльшення концентрацii жовчних кислот, якi надходять iз жовчю в кишечник. Жовчнi кислоти i деякi iншi складники жовчi, а також продукти розпаду тваринних бiлкiв здiйснюють на кишкову стiнку канцерогенний вплив безпосередньо або пiд дiiю кишковоi мiкрофлори перетворюються на продукти, якi мають канцерогенний ефект. Аналогiчно цьому за надлишку ПНЖК, якi надходять за рахунок рослинних олiй або риб'ячих жирiв, утворюiться багато окиснених продуктiв iхнього обмiну - вiльних радикалiв, що отруюють печiнку i нирки, якi знижують iхнiй iмунiтет i також проявляють канцерогенну дiю.

Таблиця 5. Наслiдки недостатностi та надлишку жирiв

3. Вуглеводи

Вуглеводи - органiчнi речовини, якi складаються з карбону, гiдрогену й оксигену. Вони i основним складником харчового рацiону людини, оскiльки iх споживають приблизно вчетверо бiльше, нiж жирiв i бiлкiв. Функцii вуглеводiв в органiзмi досить рiзноманiтнi:

ü енергетична - головна функцiя вуглеводiв. Упродовж життя людина в середньому споживаi близько 14 т вуглеводiв, у тому числi бiльш як 2,5 т моно-i дисахаридiв. За рахунок вуглеводiв забезпечуiться близько 60% добовоi енергоцiнностi, тодi як за рахунок бiлкiв i жирiв, разом узятих, - лише 40%;

ü синтезувальна - вуглеводи необхiднi для бiосинтезу нуклеiнових кислот, замiнних амiнокислот як складник структурноi частини клiтин;

ü пластична - вуглеводи входять до складу гормонiв, ферментiв i секретiв слизових залоз;

ü регуляторна - вуглеводи протидiють нагромадженню кетонових тiл пiд час окис-нення жирiв, регулюють обмiн вуглеводiв i дiяльнiсть центральноi нервовоi системи;

ü захисна - глюкуронова кислота, поiднуючись iз деякими токсичними речовинами, утворюi розчиннi у водi нетоксичнi складнi ефiри, якi легко виводяться з органiзму.

Середньодобова потреба у вуглеводах становить 350-500 г.

За збiльшення фiзичного навантаження частка вуглеводiв маi пiдвищуватися.

За харчовою цiннiстю вуглеводи подiляють на засвоюванi та незасвоюванi.

3.1 Засвоюванi вуглеводи

Засвоюванi вуглеводи перетравлюються i метаболiзуються в органiзмi людини. До них належать глюкоза, фруктоза, сахароза (цукроза), лактоза, мальтоза, глюкановi полiсахариди - крохмаль, декстрини i глiкоген.

Вiдомо бiльш як 200 рiзних природних моносахаридiв (моноцукридiв), однак лише деякi з них використовують у харчуваннi. Найбiльшу харчову цiннiсть мають альдози (глюкоза, галактоза, маноза, ксилоза), а також кетози (фруктоза). Споживання глюкози i фруктози - двох найпоширенiших у природi моноцукридiв - досягаi 20% загального споживання вуглеводiв. З кишечника вуглеводи всмоктуються в кров лише у виглядi глюкози i фруктози. Глюкозу як поживний матерiал в органiзмi людини використовують винятково нервовi клiтини, мозкова речовина нирок та еритроцити. Основними джерелами фруктози i такi харчовi продукти, як мед (37%), виноград (7,7%), грушi та яблука (5-6%), кавуни, малина, аТСрус, чорна смородина (близько 4%).

Основнi харчовi дицукриди в харчуваннi людини - сахароза i лактоза.

Цукор, основним компонентом якого i сахароза, виконуi в органiзмi роль енергоносiя.

За цукром закрiпилася назва "бiла смерть". У лiтературi з дiiтологii з'явилося поняття "сахаролiк". Справа в тому, що цукор i рафiнованим продуктом. Це призводить до недоотримання людиною сотнi, а можливо, i тисячi рiзноманiтних бiологiчно активних речовин, якi засвоювали нашi предки з iжею впродовж мiльйонiв рокiв. Пiд час потрапляння в кишечник сахароза швидко розщеплюiться до глюкози та фруктози i всмоктуiться в кров. У кровi вiдчутно пiдвищуiться концентрацiя глюкози. Це своiрiдний удар по пiдшлунковiй залозi, якiй потрiбно постачати органiзму д

Вместе с этим смотрят:

10 интересных фактов о пищевых продуктах окружающих человека

Development of technology of crude smoked sausage

Алкогольные напитки

Анализ ведения технической документации на предприятиях питания

Анализ качества молочнокислых йогуртов