Какие потребности удовлетворяют пищевые продукты
Население земного шара использует в пищу тысячи разнообразных продуктов, и ещё большим разнообразием отличаются блюда из них. При этом все многообразие продуктов питания складывается из различных комбинаций пищевых веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и воды.
К настоящему времени выяснено, что оптимальным в рационе практически здорового человека является соотношение белков, жиров и углеводов, близкое к 1 : 1,2 : 4. Это соотношение наиболее благоприятно для максимального удовлетворения как пластических, так и энергетических потребностей организма человека. Белки в большинстве случаев должны составлять 12%, жиры – 30-35% общей калорийности. Теплота сгорания 1 грамма жиров, как мы говорили, значительно больше теплоты сгорания того же количества белков или углеводов. Лишь в случае значительного увеличения доли физического труда и потребности в энергии содержание белков в рационе может быть снижено до 11% общей калорийности рациона (при увеличении доли жиров и углеводов как поставщиков калорий).
Приближенная суточная потребность взрослого человека, занимающегося лёгким физическим трудом, в энергетической ценности пищи составляет 2750-2800 килокалорий, в белках – 80-90 граммов, в жирах – 100-105 граммов, в углеводах – 360-400 граммов.
Ниже приведены данные усреднённой потребности в основных пищевых веществах и энергии для взрослого человека 18-29 лет (усреднённая потребность – среднеарифметическая величина между потребностями мужчины и женщины).
Итак, мы знаем, сколько белков, жиров и углеводов человеку нужно и в каком соотношении. Однако сами по себе белки, жиры и углеводы имеют разный состав. Посмотрим, какие компоненты белков, жиров и углеводов нужны и в каком количестве.
Оптимальное соотношение белковых компонентов в рационе. Белки пищевых продуктов (более подробно мы расскажем о них позднее) состоят из 8 незаменимых для человека (взрослого) аминокислот и 12 заменимых. Для нормального питания необходимо определённое количество как незаменимых, так и заменимых аминокислот. Требуемое соотношение незаменимых и заменимых аминокислот зависит от возраста.
Незаменимые аминокислоты в сумме (с учётом также нистина и тирозина) должны составлять примерно 40% от суммы аминокислот в питании детей дошкольного возраста, 36% – в питании взрослых, то есть при суточной норме белка 80-90 граммов (для взрослого) должно потребляться около 30 граммов незаменимых аминокислот в оптимальном соотношении. Однако общее содержание незаменимых аминокислот не может считаться удовлетворительным, если хотя бы одной аминокислоты в белке будет меньше установленного оптимального количества. Соотношение заменимых аминокислот, по некоторым данным, тоже имеет значение, однако не такое серьёзное.
Белок, который содержал бы все незаменимые и заменимые аминокислоты в оптимальном соотношении, или так называемый идеальный белок, в природе не встречается. Однако белки животного происхождения, содержащиеся в мясе, рыбе, птице, яйцах, молоке и молочных продуктах, считаются полноценными, потому что незаменимых аминокислот в них столько же или больше, чем в идеальном белке. Растительные белки в своем подавляющем большинстве являются неполноценными, так как они содержат некоторые незаменимые аминокислоты в значительно меньших количествах, чем идеальный белок. Например, в белках пшеницы и ржи, а следовательно, и в белках пшеничного и ржаного хлеба содержится недостаточное количество лизина (почти в 2 раза меньше оптимального), а также треонина, изолейцина и валина.
В повседневной жизни человек использует для питания смесь белков, которая обычно включает как животные, так и растительные белки. Эта смесь не является идеальной, и принято считать, что ее биологическая ценность для населения нашей страны составляет 70%, если за 100% принять биологическую ценность идеального белка. Таким образом, суточная потребность человека в белке зависит от качества белка: чем более неполноценным являются потребляемые белки, тем выше должна быть суточная норма (до разумного предела), и, наоборот, чем ближе по составу потребляемые белки к идеальному белку, тем ниже должна быть эта норма (теоретически 56-63 грамма). Хотя растительные белки неполноценны, они играют существенную роль в питании человека. Оптимальное соотношение животных и растительных белков находится в пределах от 60:40 до 50:50 (в зависимости от качества растительного белка), а в среднем составляет 55:45.
Оптимальное соотношение жировых компонентов в рационе.
Весьма важное значение имеют растительные жиры, так как они содержат в большом количестве полиненасыщенные жирные кислоты (незаменимые пищевые вещества), а также фосфолипиды, необходимые для обновления клеток и внутриклеточных структур. Желательно, чтобы растительные жиры составляли в пищевом рационе человека не менее 30% общего количества жиров.
Как
свидетельствует мировая статистика, доля жиров в суточном рационе населения высокоразвитых стран постоянно увеличивается (например, в нашей стране она составляет в среднем 30% по калорийности). Это объясняется высокой энергетической ценностью, вкусовыми качествами жиров, доступностью их при благосостоянии парода. Однако повышенное содержание жиров в пищевом рационе, особенно насыщенных жиров животного происхождения, способствует развитию таких заболеваний, как атеросклероз и ишемическая болезнь сердца.
Оптимальным считается следующее соотношение жирных кислот в пищевом рационе: насыщенные жирные кислоты – 30%, мононенасыщенные (типа олеиновой кислоты) – 60%, полиненасыщенные – 10%. Это можно достичь, если соотношение растительных и животных жиров в рационе будет соответствовать 3 : 7.
Оптимальная потребность в углеводах.
Углеводная часть пищевого рациона человека (365-400 граммов) состоит преимущественно из крахмала, но включает также целлюлозу, гемицеллюлозу, пектин, ди- и моносахариды (сахарозу, лактозу, глюкозу, фруктозу). Потребление сахара (сахарозы) и кондитерских изделий (содержащих большое количество сахара) неуклонно возрастает, что становится опасным для здоровья. Дело в том, что сахароза быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте на молекулы глюкозы и фруктозы, а глюкоза легко всасывается в кровь, вызывает секрецию инсулина (специфического гормона) поджелудочной железы. Когда количество попадающей в кровь глюкозы слишком велико, происходит усиленная секреция инсулина, который, с одной стороны, резко влияет на углеводный и липидный обмен в организме, а с другой стороны, оказывает существенное действие на синтез и секрецию целого ряда других гормонов, то есть может весьма значительно изменить нормальный гормональный статус организма человека. Поэтому рекомендуется, чтобы содержание моно- и дисахаридов в суточном пищевом рационе не превышало 50-100 граммов (50 – для тех, кто занимается лёгким физическим трудом, 100 – для занятых тяжёлым физическим трудом), причём важно, чтобы это количество более или менее равномерно распределялось по отдельным приёмам пищи.
Установлена прямая зависимость между потреблением сахара и возникновением кариеса зубов. Чрезмерное потребление сахара является фактором риска при расположенности к сахарному диабету.
Оптимальная потребность в пищевых волокнах. В рацион здорового человека обязательно должны входить так называемые пищевые волокна, и прежде всего такие растительные волокна, как пектин и клетчатка. Рекомендуемое потребление этих веществ составляет 10- 15 граммов в сутки (в том числе 9-10 граммов клетчатки и 5-6 граммов пектиновых веществ). Растительные волокна улучшают моторную функцию желудочно-кишечного тракта, способствуют ликвидации застойных явлений в кишечнике. Обнаружена обратная зависимость между их содержанием в пище и частотой возникновения рака толстого кишечника.
Потребность в витаминах.
В далёком и даже сравнительно недавнем прошлом людей подстерегали тяжёлые бедствия в результате развития гипо- и авитаминозов (гиповитаминоз – начальная стадия авитаминоза). Такие тяжёлые заболевания, как цинга, пеллагра, рахит, полиневрит (болезнь «бери-бери»), некоторые виды анемии (малокровия) и гемофилии (усиленного кровотечения), а также многие другие возникали в результате резкого уменьшения в пище тех или иных витаминов. В настоящее время эти заболевания встречаются относительно редко благодаря широкой пропаганде медицинских знаний и соответствующим мероприятиям органов здравоохранения.
В наши дни серьёзные опасения вызывает увлечение некоторых лиц и даже групп населения вегетарианством (полное исключение из пищи продуктов животного происхождения), когда в организм человека не поступает витамин В12 и создаются предпосылки для развития анемии и других патологических симптомов недостаточности этого витамина.
Надо сказать, что в период хранения овощей, фруктов и других продуктов питания в них происходит неуклонное снижение содержания витаминов. Поэтому в странах умеренного и холодного климата в зимне-весенний период, когда содержание витаминов в пищевых продуктах значительно снижено, можно применять (но только по совету врача!) имеющиеся в аптеках поливитаминные препараты, естественно, в тех дозах, которые диктуются этикеткой.
Потребность в минеральных веществах.
Обычный набор пищевых продуктов, включающий достаточное количество овощей, фруктов, хлеба и молока, как правило, удовлетворяет потребности организма человека во всех необходимых ему минеральных веществах.
В нашей стране и во многих других странах выявлены те районы и области, в почве которых содержалось пониженное количество того или иного минерального вещества, что приводило к недостаточному потреблению этого вещества населением и к развитию определённых патологических симптомов. Были приняты меры. Чаще всего они выражаются в том, что в продукты массового потребления искусственным путём добавляются недостающие минеральные вещества, например в поваренную соль вводится йод (для правильного функционирования щитовидной железы) или в воду – фтор (для профилактики кариеса зубов).
Потребность в пищевых веществах в различные периоды жизни.
Питание человека существенно меняется в различные периоды жизни, что связано с изменениями физиологических функций и обмена веществ в организме.
Так, в организме детей кроме процессов восстановления происходят также процессы роста, поэтому потребности детей в основных пищевых веществах и энергии в расчёте на 1 килограмм массы тела значительно выше, чем у взрослых. Абсолютные нормы потребности детей в пищевых веществах и энергии находятся в прямой зависимости от массы тела, которая, в свою очередь, зависит от возраста. Важно отметить, что для детей незаменимыми являются не 8, как для взрослого человека, а 10 аминокислот, так как в организме детей не может происходить образование гистидина, а также взаимного преобразования метионина в цистин. Дополнительными незаменимыми аминокислотами для детей являются гистидин и цистин.
Повышенные требования предъявляются к питанию новорожденных детей, поскольку у них недостаточно совершенная пищеварительная система. Самой природой был создан замечательный, идеальный продукт для новорожденных – женское молоко, содержащее все необходимое для их жизни и развития. В состав женского молока входят наиболее легкоусвояемые белки с необходимым количеством незаменимых аминокислот; жиры с незаменимыми, а также легкоусвояемыми жирными кислотами; углеводы, витамины, минеральные вещества. В женском молоке имеются уже готовые антитела к различным антигенам (чужеродным клеткам или чужеродным соединениям), а также ферменты, способствующие правильному пищеварению. Кроме того, женское молоко содержит ростовые вещества, благоприятные для умственного развития детей.
Иногда по тем или иным причинам матери оказываются частично или полностью лишёнными возможности кормить грудью своего ребёнка. Во многих странах мира, разработаны специальные продукты – заменители женского молока. Основой для них служит коровье молоко. Однако коровье молоко существенным образом отличается от женского молока: в нем больше белка, другой аминокислотный и жирнокислотный состав. Чтобы максимально приблизить коровье молоко по составу к женскому, к нему добавляют ряд других продуктов или соединений. Естественно, что приближение это довольно грубое. Поэтому в тех случаях, когда у матери нет или не хватает собственного молока, рекомендуется, если есть возможность, использовать все же донорское женское молоко, а не заменители, которые следует применять только в крайнем случае.
Дети, особенно когда они интенсивно растут, обычно не страдают отсутствием аппетита. Однако часто находятся чересчур сердобольные матери и бабушки, которые считают своим долгом буквально закармливать (и тем самым перекармливать) своих детей и внуков. Надо помнить, что процессы обмена веществ у детей весьма лабильны, то есть могут сравнительно легко перестроиться, например в ответ на чрезмерное поступление в организм пищевых продуктов, особенно углеводов. При этом излишки углеводов в организме начинают усиленно переходить в жиры с повышенным отложением последних в жировой ткани. В результате нередко наступает гипертрофия жировой ткани с усиленным образованием в ней новых клеток, что получило название гиперцеллюлярной формы ожирения. К сожалению, эта форма ожирения наиболее трудно поддаётся лечению. Следует сказать, что процент детей, страдающих ожирением, у нас, так же как и в других развитых странах, непрерывно увеличивается, и это в значительной степени связано с их перекармливанием.
Существенную опасность представляет чрезмерное увлечение детей сладостями. Оно пагубно отражается на состоянии зубов (приводит к кариесу); является фактором риска в развитии диабета. Известно, что заболеваемость диабетом среди детей неуклонно увеличивается, и это, несомненно, связано с избыточным потреблением сладостей.
Учитывая важность рационализации детского питания, рассмотрим потребности детей в основных пищевых веществах и энергии несколько подробнее, с разбивкой по возрастам.
Характерными особенностями отличается питание женщин в периоды беременности и кормления ребёнка.
Источник
Основы рационального питания, состав и пищевая ценность продуктов
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).
Студент Атлет-бодибилдер Майкл Фелпс
3300 ккал 7000 ккал 18-кратный олимпийский
чемпион по плаванию
12000 ккал
Рисунок 1 – Суточная потребность человека в энергии
1.2 Белки в питании человека, их значение, функции, пищевая и
биологическая ценность
Белки играют в питании человека чрезвычайно важную роль, так как они являются главной составной частью клеток всех органов и тканей организма. Основное назначение белков пищи – это построение новых клеток и тканей, обеспечивающих развитие молодых растущих организмов. В зрелом возрасте, когда процессы роста уже полностью завершены, остается потребность в регенерации изношенных, отживших клеток. Для этой цели требуется белок, причем пропорционально изнашиваемости тканей. Установлено, что чем выше мышечная нагрузка, тем больше потребности в регенерации и соответственно в белке.
Белки в организме человека выполняют несколько важных функций:
1) Пластическую, из них состоят все клетки тканей и органов. Белки входят в состав крови, лимфы, мышечных волокон, костей, многих гормонов, а также ферментов и антител, вырабатываемых организмом в процессе борьбы с опасными для здоровья, микробами и их токсинами. Пластическая роль белка особенно важна для растущего организма. В процессе роста увеличивается число клеток, и основным материалом для этого являются белки. Организм человека практически лишен резервов белка. Единственным источником их являются белки пищи, вследствие чего они относятся к незаменимым компонентам рациона. Белок не может быть заменен другими пищевыми веществами.
2) Каталитическую, или ферментативную, специфические белки (ферменты) выполняют роль биологических катализаторов. Каждый фермент катализирует только определенные реакции. Использование ферментов в пищевой технологии значительно ускоряет технологические процессы, улучшает качество и повышает выход готовых продуктов.
3) Гормонально-регуляторную, белки служат регуляторами обменных процессов, входят в состав гормонов щитовидной железы, гипофиза, поджелудочной железы. Белки необходимы для нормального обмена в организме других веществ, в частности витаминов, минеральных солей. Известно, что при недостатке белка плохо усваиваются витамины.
4) Энергетическую, хотя эта роль белков менее значительна для организма, так как за их счет восполняется только 14-15 % затраченной энергии. Для энергетических затрат белки могут быть заменены углеводами и жирами.
Недостаток белков в питании вызывает серьезные нарушения в организме: у детей замедляются рост и развитие, у взрослых возникают глубокие изменения в печени (жировая инфильтрация), а при длительной недостаточности – даже цирроз, нарушение деятельности желез внутренней секрецию (щитовидная, половые, поджелудочная), изменяется белковый состав крови, снижается устойчивость организма к инфекционным заболеваниям, страдает умственная деятельность человека (снижается память, нарушается работоспособность). Белковая недостаточность вызывает также дефицит кальция и фосфора в костях, в результате чего нарушается костеобразование, замедляется рост костей, появляются атрофия мышц, сухость и шелушение кожи, ломкость ногтей, ломкость и выпадение волос. Однако вреден и избыток белка. Избыточность белка в питании в течение длительного времени вызывает увеличение размеров печени и почек, снижает активность некоторых ферментов печени, усиливает, а затем угнетает секреторную функцию желудка, повышает возбудимость центральной нервной системы.
Белки пищевых продуктов, поступая в желудочно-кишечный тракт, под влиянием различных ферментов расщепляются на аминокислоты, из которых синтезируются собственные белки. Всего организм получает более 20 аминокислот, из которых 8 не синтезируются в организме и поэтому являются незаменимыми аминокислотами. К ним относятся: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, являются полноценными.
Биологическая ценность белка зависит от следующих факторов:
Сбалансированный аминокислотный состав, в первую очередь по незаменимым аминокислотам. Для построения подавляющего большинства белков организма человека требуются все 20 аминокислот, причем в определенных соотношениях. Более того, важно не столько достаточное количество каждой из незаменимых аминокислот сколько их соотношение, максимально приближенное к таковому в белках тела человека. Например, оптимальное соотношение и суточная норма (г) трех критически незаменимых аминокислот – лизин, метионин, триптофан – составляет 4:3:1. Нарушение сбалансированности аминокислотного состава пищевого белка приводит к нарушению синтеза собственных белков, сдвигая динамическое равновесие белкового обмена в сторону преобладания распада собственных белков организма, в том числе белков-ферментов. Недостаток той или иной незаменимой аминокислоты лимитирует использование других аминокислот в процессе биосинтеза белка. Значительный же избыток ведет к образованию высокотоксичных продуктов обмена неиспользованных для синтеза аминокислот.
Доступность отдельных аминокислот, может снижаться при наличии в пищевых белках ингибиторов пищеварительных ферментов (присутствующих, например, в бобовых) или тепловом повреждении белков и аминокислот, при кулинарной обработке.
Степень усвояемости белка отражает его расщепление в желудочно-кишечном тракте и последующее всасывание аминокислот. По скорости переваривания пищеварительными ферментами пищевые белки можно расположить в следующей последовательности: яичные и молочные, мясные и рыбные, растительные. Перевариванию белков способствует тепловая обработка пищи.
Для того чтобы питание было правильным, не менее 50 % белков должны быть животного происхождения, а для молодого организма – до 80 %.
Источник