Введение
Питание является основным условием существования людей, поскольку с пищей организм человека получает все необходимое для построения клеток и тканей, а также он нуждается в регулярном поступлении энергии из внешней среды для поддержания процессов обмена веществ и нормальной жизнедеятельности. Источниками энергии служат пищевые вещества (белки, жиры, углеводы), попадающие в организм с продуктами питания. Кроме того, в пищевых продуктах содержатся витамины, минеральные вещества, вода, органические кислоты, дубильные и другие компоненты. Не являясь источниками энергии, эти вещества необходимы для обменных процессов в организме.
Характер питания населения складывается постепенно в зависимости от уровня экономического и культурного развития. Научные достижения биологической химии, физиологии, гигиены питания, витаминологии позволили установить и научно обосновать физиологические потребности человека в пищевых веществах в зависимости от возраста, профессии, пола, климатических особенностей, степени коммунального обслуживания и других факторов. Следует отметить, что характер питания определяется физиологическими и профессиональными особенностями организма и влиянием факторов внешней среды. Питание должно быть полноценным и сбалансированным по основным пищевым веществам.
Потребности человека в пищевых веществах и энергии, пищевая, биологическая и энергетическая ценность продуктов питания
По формуле сбалансированного питания суточная потребность человека составляет: белков 80-100 г (1-1,5 г на 1 кг массы тела), в том числе незаменимых аминокислот около 30 % г, углеводов 400-500 г, органических кислот 2 г, жиров 80-100 г. Таким образом, соотношение белков, жиров и углеводов в пище должно быть 1:1:4-5.
В практической работе, связанной с производством пищевых продуктов и организацией питания, необходимо четко подразделять понятие пищевой, биологической и энергетической ценности пищи.
Понятие пищевая ценность довольно широко и включает энергетическую и биологическую ценность продукта, содержание в нем питательных и биологически активных веществ (химический состав), его органолептические достоинства (вкус, запах, цвет, консистенцию) и отражает всю полноту полезных качеств.
Термин биологическая ценность отражает количество белковых компонентов продукта, связанных как с перевариваемостью белка, так и со степенью сбалансированности его аминокислотного состава. Биологическая ценность пищевого продукта отражает его способность удовлетворять потребность организма в незаменимых аминокислотах, немаловажное значение имеет их доступность.
Термин энергетическая ценность характеризует ту долю энергии, которая может высвобождаться из пищевых веществ в процессе биологического окисления и использоваться для обеспечения физиологических функций организма. Образующуюся в организме в процессе превращения углеводов, жиров и белка энергию принято измерять в единицах тепловой энергии – килокалориях или единицах энергии – килоджоулях. В процессе полного окисления 1 г белка в организме образуется 4 ккал, или 16,7 кДж, 1 г жира – 9 ккал, или 37,7 кДж, 1 г углеводов – 3,75 ккал, или 15,7 кДж, 1 г органических кислот (уксусная, яблочная, молочная, лимонная) – около 3 ккал, или 12,5 кДж.
Энергетические затраты человеческого организма складываются из следующих компонентов:
1) основной обмен – энергия, расходуемая на биохимические процессы, обеспечивающие функции внутренних органов, систем и тканей, что в среднем составляет 20 ккал на 1 кг массы человека (1400-1700 ккал);
2) энергия, расходуемая на процессы пищеварения и превращения пищевых веществ, что составляет 10-15 % от основного обмена;
3) энергетические затраты на выполнение работы по профессии, учебы, домашнего труда, активного отдыха, спортивную деятельность и т. д.
Таким образом, суточные затраты энергии человека составляют 2500-4500 ккал и более в зависимости от возраста, пола, физической и умственной активности, интенсивности обмена веществ, климатических условий (рис. 1). Средняя суточная потребность в энергии для студентов составляет 2800 ккал для девушек и 3300 ккал для юношей. При составлении сбалансированного рациона питания калорийность пищи должна удовлетворять потребности человека в энергии, причем более половины ее должны обеспечить углеводы, около 30 % – жиры и только 15 % – белки.
Итак, общие требования к пищевым продуктам заключаются в следующем:
· высокая пищевая ценность, определяющаяся химическим составом продуктов (содержанием белков, жиров, углеводов, витаминов, микроэлементов и других полезных веществ) и органолептическими показателями (привлекательный внешний вид, хороший вкус и запах);
· достаточная энергетическая ценность (калорийность), позволяющая удовлетворять потребности человека в необходимом количестве энергии для нормального функционирования организма;
· определенная биологическая ценность, отражающая способность удовлетворять потребность организма в незаменимых аминокислотах, при этом обеспечивая высокую переваримость и усвояемость белка;
· экологическая чистота и безвредность продуктов для организма человека, заключающаяся в отсутствии или в содержании ниже предельно допустимых концентраций (ПДК) ядохимикатов, токсических веществ, нитратов, консервантов, гликозидов, болезнетворных микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности (например, микотоксинов).
Компоненты питания – совокупность веществ, которые являются биологической потребностью организма для существования. От регулярности их поступления зависит жизнеспособность, работоспособность человека.
Основные компоненты пищевых продуктов:
1. Жиры – органические соединения, выполняющие структурную, энергетическую, питательную функции.
2. Белки – материал для построения тканей, структурных элементов клеток организма.
3. Углеводы – источник энергии для человеческого тела.
4. Витамины – компоненты, входящие в состав ферментов, гормонов (биологических катализаторов), которые выступают регуляторами обменных процессов.
5. Минеральные вещества – химические макро- и микроэлементы, необходимые для выработки собственных молекул.
6. Вода – источник жизни, без данного компонента питания невозможно протекание не одного процесса жизнедеятельности.
Помимо этого, важную роль в организме выполняют источники построения собственного белка – незаменимые аминокислоты. Поскольку внутренние органы человека не способны синтезировать данные соединения, важно обеспечить их ежедневное поступление с продуктами питания. Для облегчения всасывания компонентов пищи организму нужны буферные вещества (клетчатка). Баланс белков, жиров, углеводов, минералов, витаминов, воды, аминокислот – это залог здоровья и долголетия!
Белки.
Белки представляют собой важнейшую составляющую часть пищи. Это своего рода строительный материал, обеспечивающий создание и обмен клеток и тканей организма, обмена веществ.
При недостаточности белков в пище появляется повышенная восприимчивость организма к инфекционным заболеваниям, также может нарушаться деятельность нервной системы, печени и других органов.
Физиологическая потребность в белке для взрослого населения - от 65 до 117 г/сутки для мужчин и от 58 до 87 г/сутки для женщин.
Физиологическая потребность в белке детей до 1 года - 2,2 - 2,9 г/кг массы тела, детей старше 1 года от 36 до 87 г/сутки.
1 грамм белка при окислении в организме даёт 4 ккал.
Белки подразделяются на белки животного и растительного происхождения.
Белки животного происхождения имеют очень высокую биологическую ценность, так как именно животные белки являются основными перевозчиками незаменимых аминокислот. Белки животного происхождения содержатся в молочных продуктах, во всех видах мяса, морепродуктах, яйцах.
Для взрослого человека рекомендуемая в суточном рационе доля белков животного происхождения от общего количества белков составляет 50 %, для детей 60 %.
Белки растительного происхождения, в отличие от животных содержат такой тип жира, который не позволяет увеличить уровень холестерина, и небольшое его количество помогает сократить каллорийность.
Белки растительного происхождения содержатся в овощах, фруктах, злаковых культурах.
Жиры.
Жиры это ещё одна важная составляющая нашего питания. Жиры это источник энергии. Они придают блюдам высокие вкусовые качества, тем самым способствуют возбуждению аппетита.
Физиологическая потребность в жирах - от 70 до 154 г/сутки для мужчин и от 60 до 102 г/сутки для женщин.
Физиологическая потребность в жирах - для детей до года 6 - 6,5 г/кг массы тела, для детей старше года - от 40 до 97 г/сутки.
Жиры подразделяются на два основных класса насыщенные и ненасыщенные.
Насыщенные жиры это жиры животного происхождения. К таким жирам относятся бараний, говяжий, свиной и ряд других. Насыщенные жиры участвуют в строении клеток. Поэтому избыточное потребление насыщенных жиров является важнейшим фактором риска развития диабета, ожирения, сердечно-сосудистых и других заболеваний.
Ненасыщенные жирные кислоты в основном содержатся в растительной пище, а также встречаются в морепродуктах.
Эти кислоты подразделяются на мононенасыщенные и полиненасыщенные. К мононенасыщенным кислотам относятся жиры рыб, морских млекопитающих, оливковое, кунжутное масла.
Физиологическая потребность в мононенасыщенных жирных кислотах для взрослых должно составлять 10% от калорийности суточного рациона.
1 грамм жира при окислении в организме даёт 9 ккал.
Полиненасыщенные жиры содержатся в подсолнечном, кукурузных маслах, в масле градских орехов, льняном, конопляном маслах, жирной морской рыбе.
Углеводы
Большую часть энергии, которая необходима для нормальной жизнедеятельности организма организм человека получает с углеводами.
Углеводы делятся на два основных класса: простые и сложные. Простые состоят из моносахаридов и олигосахаридов, сложные из полисахаридов и пищевых волокон.
К моносахаридам относятся глюкоза, фруктоза и галактоза. При снижении уровня глюкозы и наоборот высокой её концентрации наступает сонливость, потеря сознания. Моносахариды содержатся в чистом виде в овощах, фруктах, винограде, вишне, землянике, сливе, арбузе также в мёде.
Основными представителями олигосахаридов в питании человека являются сахароза и лактоза.
Самый распространённый вид сахарозы это сахар. Лактоза это так называемый молочный сахар. Она содержится в молочных и кисломолочный продуктах.
Полисахариды подразделяются на крахмальные полисахариды (крахмал и гликоген) и неусвояемые полисахариды пищевые волокна (клетчатка, пектины).
Физиологическая потребность в усвояемых углеводах для взрослого человека составляет 50 - 60% от энергетической суточной потребности (от 257 до 586 г/сутки).
Физиологическая потребность в углеводах - для детей до года 13 г/кг массы тела, для детей старше года от 170 до 420 г/сутки.
1 грамм углеводов при окислении в организме даёт 4 ккал.
Белки, жиры, углеводы играют очень важную роль, поэтому нельзя обеспечить полноценное существование и развитие организма без достаточного поступления питательных веществ, так как каждое из них выполняет свою функцию.
Витамины
Они играют большую роль в жизни человека. Это ускорители всех химических реакций, но их главные задачи - укрепление иммунитета, повышение работоспособности, снижение влияния вредных факторов. Большинство витаминов не вырабатывается в организме и поступает в него вместе с пищей. Лишь частично некоторые из них могут синтезироваться в толстой кишке под воздействием микроорганизмов. Самые важные задачи отдельных видов витаминов:
А повышает сопротивляемость инфекциям, препятствует заболеваниям глаз. Основные источники - печень, яйца, сливочное масло, морковь, помидоры, зеленый лук.
В1 содействует укреплению нервной системы, росту волос, улучшению состояния кожи. Больше всего его в дрожжах, овсяной и гречневой крупах, яблоках, картофеле и др.
В2 способствует росту, участвует в обмене веществ, помогает в заживлении ран. Его много в пивных дрожжах, твороге, мясных и молочных продуктах.
Д предупреждает рахит, влияет на обмен кальция и фосфора. Его недостаток является частой причиной ночных судорог. Вещество содержится в сливочном масле, рыбьем жире, печени, молоке и др.
С помогает бороться с инфекционными заболеваниями, укрепляет организм, повышает работоспособность. Его много в черной смородине, лимонах, капусте, апельсинах, зеленом луке, помидорах.
Р поддерживает нормальное состояние сосудов. В основном он содержится в цитрусовых, винограде, черной смородине, чае.
РР укрепляет нервную систему, препятствует кожным заболеваниям. Содержится в мясе, почках и сердце крупного рогатого скота.
Е улучшает состояние кожи и волос, способствует репродуктивной функции. Он полезен при малокровии, содержится преимущественно в растительных маслах, петрушке, брокколи и белокочанной капусте.
В последние годы учеными были выделены еще два крайне важных элемента сбалансированного питания оказывающих колоссальное влияние на наше здоровье – это жирные кислоты омега 3 и омега 6.
Омега 3
Свойства: снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний, здоровье кожи, подавление воспалений, развитие мозга, глаз и нервов
Источники: морская рыба и рыбий жир, льняное и рапсовое масло, грецкий орех, миндаль
Дефицит: проблемная кожа, болезни почек, замедление роста, сердечно-сосудистые заболевания
Омега 6
Свойства: снижение уровня холестерина, уменьшение воспалительных процессов, лечение рассеянного склероза, здоровье кожи, ногтей
Источники: подсолнечное и кукурузное масло, орехи и семечки
Дефицит: проблемная кожа, болезни почек, замедление роста, сердечно-сосудистые заболевания
В рационе современного человека практически нет дефицита омега 6 и в то же время наблюдается хронический недостаток омега 3. Особенность этих жирных кислот заключается в том, что нашему организму ежедневно необходимо количество омега 6 и омега 3 в соотношении 4:1, При дефиците омега 3 или при избытке омега 6, когда указанное соотношение не соблюдается (например 8:1), кислота омега 6 кроме положительного эффекта, начинает также оказывать и определенное негативное воздействие на организм.
Макроэлементы
Их главная функция - поддержание кислотно-щелочного баланса. Эти вещества поступают в организм преимущественно с пищей. Основными из них являются сера, фосфор, натрий, калий, кальций, хлор, магний. Соблюдение баланса между кислотами и щелочами необходимо для правильного теплообмена. Оптимальный для человека объем потребления макроэлементов составляет 200 мг в сутки.
Микроэлементы
Они участвуют в обмене веществ, репродуктивной функции, кроветворении, костеобразовании, теплообмене, помогают организму синтезировать белки. Для человека самыми важными из них являются йод, магний, железо, цинк, кальций, калий, фосфор, селен, фтор. Недостаток одного из этих элементов ведет к нарушениям работы органов и болезням: кобальта, меди или марганца вызывает малокровие, фтора - кариес зубов, йода - нарушение функции щитовидной железы, цинка - замедление роста. Наиболее богаты микроэлементами субпродукты, яйца, морепродукты, дрожжи, бобовые и зелень.
Вода
Вода составляет от 55 до 70 % массы тела. Она является универсальным растворителем и средой, в которой протекают биохимические процессы. Вода необходима для биосинтеза и расщепления веществ, пищеварения, удаления шлаков, кровообращения и других процессов. В сутки взрослому человеку требуется около 2,5 л воды. Из них 1-1,5 л приходится на свободную жидкость (суп, чай, компот, соки и др.), 1-1,5 л находится в пищевых продуктах, 0,3-0,4 л образуется в организме в ходе обмена веществ. Потери воды за сутки также составляют 2.б5 л:: около 1,4 л выводится с мочой, 0,5 л — через кожу с потом, 0,5 л – через легкие с выдыхаемым воздухом, 0,1 л — с калом. Потери воды возрастают при усилении потоотделения, диарее, рвоте, обширных ожогах.
Недостаточное содержание воды в организме приводит к сгущению крови, увеличению концентрации мочи и уменьшению выделения продуктов обмена веществ. При снижении количества воды в организме на 20 % наступает смерть от обезвоживания. Избыточное употребление воды приводит к состоянию водной интоксикации (или отравления), чрезмерной нагрузке на сердце и почки. Постоянное переполнение желудка водой рефлекторно повышает деятельность потовых желез, усиливает потоотделение. При этом переваривание пищи в желудке замедляется.
Химически чистая вода в природе встречается редко. Как правило, она содержит растворенные минеральные; вещества, в том числе микроэлементы. Усвоение многих из них из воды выше, чем из пищевых продуктов. Так, кальций из воды усваивается на 90 %, а кальций из пищевых веществ - только на 30 %. При кипячении воды содержание минеральных компонентов снижается, поэтому рекомендуется периодически употреблять сырую воду, если она соответствует санитарно-гигиеническим нормам.
При недостатке воды в организме возникает чувство жажды. Различают истинную и ложную жажду. Истинная жажда обусловлена уменьшением жидкости в организме. Хорошо утоляют жажду компоты, морсы, хлебный квас, зеленый чай, минеральные воды. Для утоления жажды в воде должно быть не более 1-2 % сахара. Ложная жажда возникает при подсыхании слизистой оболочки рта (при высокой внешней температуре, нервном напряжении, необходимости много говорить). Ложную жажду устраняют путем полоскания рта водой.
При высокой температуре окружающей среды, когда человек с потом теряет много влаги, быстрое выравнивание водного дефицита и предотвращение перегревания возможно лишь при употреблении теплой воды. Питье холодной воды (ниже +5°С) немедленно подавляет потоотделение, при этом возрастает риск перегревания. Вода температурой выше +36°С резко усиливает потоотделение. О том, что для организма человека не безразлично, какая вода будет употреблена, свидетельствует тысячелетний опыт людей, населяющих пустыни. Местное население в жару утоляет жажду исключительно горячим чаем. Эти рекомендации важны и для людей, посещающих сауну.