Пищевые вещества
Белки и жиры пищи по составу и химическому строению отличаются от белков и жиров тканей животных и человека. Например, растительные белки отличаются от животных белков, белки мышечной ткани человека — от белков мышечной ткани животных; жир, который входит в состав жировой ткани человека, отличается от жира животных и тем более от растительных жиров.
При постоянно происходящем процессе дыхания и обязательном участии воды, минеральных веществ и витаминов пищевые вещества превращаются в белки, жиры и углеводы, характерные для организма человека.
Под пищей следует понимать сложную смесь, состоящую из белков, жиров, липоидов, углеводов, минеральных солей, витаминов, воды и различных вкусовых веществ, используемую для постоянного обновления организма и обеспечения нормальных жизненных процессов.
Однако назначение пищи не ограничивается только поддержанием жизни организма и его здоровья. Хорошая пища служит одним из условий правильной и продуктивной деятельности человека, источником хорошего самочувствия, поэтому пища должна быть питательной и вкусной.
Белки, жиры и углеводы, содержащиеся в пище, являются для организма источником энергии. Энергетическая ценность их неодинакова. При окислении в организме до конечных продуктов 1 г жира выделяется 9,3 ккал, 1 г белка или 1 г углеводов — 4,1 ккал.
Жиры и углеводы полностью окисляются в организме до углекислого газа и воды. При сжигании углеводов и жиров в калориметре (приборе, которым определяют количество тепла, выделяемого при сжигании различных веществ) образуются те же продукты и выделяется такое же количество тепла.
При окислении в организме 1 г белка выделяется, как указывалось, 4,1 ккал, а при сжигании в калориметре — 5,6 ккал. Это объясняется тем, что в организме конечными продуктами обмена белков являются соединения, содержащие еще некоторый запас энергии, например мочевина. При сжигании же в калориметре энергия сжигаемого белка выделяется полностью.
Зная химический состав пищи, т. е. содержание в ней белков, жиров и углеводов, можно легко подсчитать общую калорийность пищевого продукта.
Мясо в среднем содержит 68,5% воды, 19% белка, 10,5% жира, 1 % углеводов, 1 % золы. Умножив содержание белков на 4,1, жиров на 9,3 и углеводов на 4,1, получим 179,7 ккал. Следовательно, калорийность 100 г мяса выражается 179,7 ккал.
Куриное яйцо в среднем содержит 73,7% воды, 12,6% белка, 12% жира, 0,7% углеводов, 1% золы. Калорийность 100 г яиц равна 166,2 ккал.
Для нормального протекания обмена веществ необходимо правильно сочетать составные части пищи — белки, жиры и углеводы, т. е. в организм они должны поступать в нужном соотношении.
Также необходимы минеральные соли, которые участвуют во многих процессах обмена между клетками и межклеточной жидкостью и являются структурными элементами клеток и тканей.
Нормальный обмен веществ в тканях тела не может происходить без постоянного поступления и выделения минеральных солей. Поэтому в пище человека и животных должны содержаться минеральные соли. Основными катионами пищевых продуктов являются кальций, магний, натрий, калий, железо, основными анионами — анионы фосфорной, соляной и серной кислот. К микроэлементам, т. е. элементам, содержащимся в животных тканях в количестве менее 1 мг %, следует отнести медь, цинк, марганец, йод, бром, мышьяк, фтор, кобальт, никель, которые также должны поступать в организм с пищей.
При больших потерях влаги в виде пота, например при работе в горячих цехах или усиленной физической работе, особенно в жаркое время года, теряется большое количество минеральных веществ.
Жажда, обычно появляющаяся в этих случаях, не может быть удовлетворена водой. «Чем больше пьешь, тем больше хочется». Это происходит потому, что организм, получая воду, не получает минеральных солей. Лучше удовлетворяют жажду в этих случаях минеральные воды, так как они содержат соли.
Современные суточные нормы основных пищевых веществ в рационах населения Советского Союза следующие: белков 110— 165 г; жиров 105—150 г; углеводов 430—630 г.
Эти нормы зависят от характера выполняемой работы. Норма 165 г белка предусмотрена для лиц, выполняющих работу с большой нагрузкой. Суточная норма белка, принятая в Советском Союзе, основана на расчетах оптимальных количеств, покрывающих с избытком потребности организма человека в белке. Минимальные нормы белка 45—50 г.
Следует отметить, что чем больше содержится безазотистых веществ в пище, тем меньше тратится белков для энергетических целей, так как в первую очередь на это расходуются углеводы и жиры.
Средняя норма, покрывающая потребность в энергии, составляет 3050 ккал, причем за счет белков должно быть обеспечено 14% общей калорийности, за счет жиров — 30% и за счет углеводов 56%. Однако оценка пищи только по калорийности будет неполной, и ею нельзя ограничиваться при установлении норм в рационах.
При установлении пищевой ценности продуктов нельзя ограничиваться лишь определением в них содержания основных пищевых веществ — белков, жиров, углеводов и общего количества минеральных веществ; надо определять и их качество. Кроме того, необходимы данные о содержании витаминов.
Потребность в минеральных веществах для взрослого человека в сутки выражается следующими величинами в г:

Эти количества изменяются в зависимости от возраста, выполняемой работы, а также состояния организма (беременность, болезнь и т. д.).
Минимальная суточная потребность взрослого человека в витаминах при средней затрате труда составляет:

При тяжелом труде, а также для беременных и кормящих женщин эти нормы повышаются. Для детей они изменяются в зависимости от возраста.
При составлении меню суточного рациона приведенные нормы надо рассматривать как минимальные. При невозможности обеспечить поступление в организм того или иного витамина за счет пищи следует обогатить рацион витаминными препаратами.
Особенно большие требования предъявляют к качеству белков, так как они являются основными веществами, входящими в состав тканей человека и животных. Для постоянного самообновления белков при жизни организма требуется обязательное поступление белковых веществ с пищей.
По элементарному составу белки отличаются от жиров и углеводов тем, что в их состав входит азот. Этим объясняется то, что ни жиры, ни углеводы, поступающие в организм с пищей, не могут заменить белки. Безазотистая часть белков используется организмом подобно жирам и углеводам. При отсутствии белков в пище в процессе обмена расходуются белки тканей и органов.
Нормально организм взрослого животного находится в состоянии азотистого равновесия, характеризующегося тем, что количество азота, выводимого с мочой и калом, приблизительно равно содержанию азота, поступающему с пищей. Если животное получает с пищей определенное количество азота, то количество азота, выделяемого из организма, находится на некотором постоянном уровне. При небольшом увеличении содержания белка в пище соответственно увеличивается количество выводимого азота. С уменьшением количества белка в пище уменьшается и количество выводимого азота. Ho в том и другом случае устанавливается азотистое равновесие.
Если из организма азота выводится больше, чем его вводится, это значит, что в организме происходит распад белков органов и тканей. Это наблюдается, например, при недостаточном поступлении белков с нищей (белковое голодание).
Количество белка, необходимое для поддержания азотистого равновесия, при условии покрытия энергетических расходов за счет безазотистых составных частей пищи, называется белковым минимумом.
Недостаточное содержание белка в пище вызывает задержку роста, уменьшение веса тела, снижение работоспособности, быструю утомляемость и нарушение важнейших функций организма. Например, не могут вырабатываться ферменты и другие биологически активные вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности.
Пищевая ценность белков зависит от их усвояемости и аминокислотного состава. Недостаточное содержание хотя бы одной незаменимой аминокислоты в пищевом белке может обусловить резкое снижение степени использования всех прочих аминокислот.
Если при построении белка совершенно отсутствует или недостаточно количество какой-нибудь одной незаменимой аминокислоты, то этот белок не может образоваться в организме, несмотря на изобилие всех других необходимых для его построения аминокислот. Таким образом, для характеристики пищевой ценности белков необходимо знать их аминокислотный состав.
Пища должна доставлять минимально необходимое количество каждой незаменимой аминокислоты и минимальное количество азота, необходимого для синтеза заменимых аминокислот в организме.
Благодаря высокой калорийности жиры являются главным образом энергетическим материалом. Однако этим не исчерпывается их значение как пищевых веществ. С пищей вводятся в организм человека жирорастворимые витамины, усвоение которых зависит от содержания жиров в пище и степени их всасывания в кишечнике. В состав жиров входят ненасыщенные высокомолекулярные жирные кислоты.
Высокомолекулярные жирные кислоты, в молекуле которых содержится не менее двух двойных связей, не могут синтезироваться в организме и должны быть введены с пищей.
Такими кислотами являются линолевая, линоленовая и арахидоновая. Полное отсутствие их в пище является причиной нарушения обмена.
В питании человека на долю углеводов приходится больше половины общей калорийности.
Содержание углеводов в продуктах животного происхождения незначительно. Например, общее количество углеводов (гликогена, глюкозы и т. д.) в мышечной ткани составляет около 1%. Растительные продукты, наоборот, в основном состоят из углеводов — клетчатки, крахмала, сахарозы, глюкозы, фруктозы и пр. Из них наибольшее значение для питания человека имеет крахмал. Клетчатка в пищеварительном тракте человека не переваривается.
Наибольшее количество крахмала содержится в хлебе, крупе, картофеле (в картофеле содержится около 20% крахмала).
Сахароза содержится в больших количествах в сахарной свекле (до 20%) и в сахарном тростнике (до 25%). Сахароза, глюкоза, фруктоза поступают в организм при употреблении сахара, плодов и других продуктов.
Углеводы являются важным источником энергии. Первостепенную роль в организме животных играет глюкоза; она содержится во всех тканях и органах; в результате ее окисления образуется энергия, которая используется организмом для выполнения различных функций.
Мясо является основным продуктом питания, содержащим полноценные белковые вещества. Энгельс в книге «Диалектика природы» писал: «Мясная пища содержит в почти готовом виде наиболее важные элементы, в которых нуждается организм для обмена веществ».
Кроме мяса, много белковых веществ содержится также в рыбе, яйцах, молоке, твороге. Основные зерновые культуры — пшеница, рожь, ячмень, овес — содержат в среднем около 12% белка и являются также источником его в пищевых рационах.
В организме человека используется не все, что съедается, а только то, что после переваривания в пищеварительном тракте всасывается через стенки кишечника и поступает в кровь.
Под усвояемостью питательных веществ подразумевают разницу между количеством питательного вещества, поступившего в организм с пищей, и количеством его, выделенным с калом.
Степень усвояемости белков, жиров и углеводов зависит от доступности их воздействию комплекса пищеварительных ферментов. Например, если они окружены клетчаткой или хитиноподобным веществом, как это наблюдается в грибах или других растительных продуктах, то воздействие ферментов значительно меньше. Поэтому многие растительные продукты усваиваются хуже, чем животные.
- Классификация ферментов
- Свойства ферментов
- Химическая природа ферментов
- Ферменты
- Минеральные соли
- Полисахариды
- Дисахариды
- Моносахариды
- Углеводы
- Липиды
- Классификация белков
- Биологические особенности белков
- Изоэлектрическая точка белков
- Коллоидальная природа белков
- Молекулярный вес белков
- Денатурация белков
- Методы выделения белков
- Теории строения белков
- Способ связи аминокислот в белковой молекуле
- Аминокислоты
- Белки
- Химия важнейших веществ, входящих в состав организма животных
- Активная реакция среды
- Значение воды для жизни организма
- Элементарный состав организмов
- Понятие об обмене веществ
- Производство зубных щеток
- Производство гребней и расчесок
- Производство костяных (бельевых) пуговиц
- Сырье для производства предметов широкого потребления