Химический состав пищи

Для нормальной жизнедеятельности организма человеку нужна пища строго определенного состава. В ней в необходимых количествах должны быть белки, жиры, углеводы, вода, витамины, минеральные и другие вещества, включая и балластные, которые, не обладая питательными свойствами, придают пище объем, вызывают чувство насыщения и способствуют процессам пищеварения. Рассмотрим значение в питании каждого из этих веществ.

Белки

Белки являются важнейшей составной частью живой клетки, иначе говоря — основой жизни. Будучи главным строительным материалом, они являются также источником энергии.

Молекула белка очень сложна; она состоит из более двадцати аминокислот. По аминокислотному составу белки делят на полноценные и неполноценные. Полноценные содержат все необходимые организму незаменимые ами­нокислоты, т. е. такие, которые не могут образовываться а организме, а поступают только с пищей. Полноценными являются белки животного происхождения, сочетание аминокислот в которых наиболее близко к аминокислот­ному составу клеток организма. В рационе взрослого человека они должны составлять не менее половины суточной потребности в белках.

Из растительных белков полноценны только немногие. Поэтому для полного удовлетворения потребностей организма в аминокислотах необходимо сочетать продукты животного и растительного происхождения. Примерами такого сочетания могут служить: мясные и рыбные блюда с картофелем или крупяными гарнирами, крупяные и картофельные запеканки с мясом, каши с молоком, крупеник, пельмени и т. д.

Преобладание в питании растительных продуктов (особенно злаковых) привело к определенному дефициту трех незаменимых аминокислот: триптофана, лизина и метионина. Продукты животного происхождения значительно богаче этими аминокислотами, поэтому они не только хорошо усваиваются сами, но и намного повышают усвоение белков растительного происхождения. Однако аминокислотный состав различных животных продуктов неодинаков. Если лизин в наибольших количествах содержится в яйцах, нежирном твороге и молоке, то метионином наиболее богаты треска и нежирный творог, а триптофаном — говядина, яйца и опять нежирный творог. Таким образом, биологическая ценность рациона человека может быть обеспечена определенным сочетанием продуктов, в котором имеется наиболее благоприятное соотношение важнейших аминокислот. Следует иметь в виду, что не только недостаток, но и избыток незаменимых аминокислот в питании может привести к нарушению обмена веществ и тяжелым последствиям для здоровья.

Концентратом трех дефицитных аминокислот, лимитирующих биологическую ценность пищи, является белковый продукт белип, разработанный ещё в Институте питания Академии медицинских наук СССР. Он состоит из равных весовых частей трески и пресного кальцинированного творога, полученного из цельного или обезжиренного молока. В состав белипа входит также растительное масло, которое содержит полиненасыщенные жирные кислоты, имеющие важное биологическое значение. Белки белипа усваиваются полнее, чем белки мяса; очень ценен и его минеральный состав. Из белипа приготовляют котлеты, начинки для пирожков и другие изделия.

Поиски белковых обогатителей пищи привели к созданию ряда новых продуктов. Так, из мелкой креветки, обитающей в Антарктике, получена белковая паста «Океан», в которой содержится до 20% белков, 10% жира, 2-3% минеральных веществ. По аминокислотному составу эта паста не уступает таким продуктам, как цыплята, треска. Вкус ее напоминает вкус крабов; она хорошо сочетается с картофелем, капустой, рисом, сыром, майонезом и другими продуктами. В сухом обезжиренном молоке содержатся все незаменимые аминокислоты, что особенно важно для питания детей (триптофан, лизин, гистидин), а также соли калия, кальция, фосфора, железа, почти все известные витамины. Чем меньше в молоке содержится жира, тем больше в нем белков. Не случайно в настоящее время промышленность выпускает обезжиренные продукты (творог, сырки и др.), а сухое молоко добавляют в хлеб, колбасы, мороженое. В таком молоке содержится 32,5% белка, 0,2% жира и 48% углеводов. Добавление его, даже в незначительном количестве в мясные и рыбные блюда, овощные запеканки не только повышает их биологическую ценность, но и улучшает вкус. Блюда из субпродуктов и морских рыб при этом теряют специфический запах, становятся нежнее.

В изделия из картофеля сухое молоко вводить не следует, так как оно придает им сладковатый вкус.

Хорошим источником полноценных белков является соевая мука.

В суточный рацион взрослого человека должно входить 100—120 г белка; предельная норма — 160 г.

Жиры

Жиры, являясь важным источником энергии для организма, также играют большую роль в процессах, происходящих в клетках. Вместе с белками они образуют комплексные соединения, которые входят в состав клеточных оболочек и внутриклеточных образований и способствуют регуляции обменных процессов в клетке. Часть жиров откладывается в организме в виде запаса и при необходимости может служить источником энергии. Даже при полном голодании организм может существовать несколько недель за счет резервного жира, откладываемого «в жировых депо».

В противоположность белкам жиры могут синтезироваться в организме из других веществ, и в первую очередь из углеводов. Однако жир, образовавшийся из них, отличается от жира, содержащегося в тканях организма, так как линоленовая и арахидоновая жирные кислоты в организме не синтезируются. Кроме того, в нем отсутствуют жирорастворимые витамины, единственным источником которых являются жиры, попадающие с пищей.

Жиры представляют собой соединение глицерина и жирных кислот. Последние по своей структуре делятся на насыщенные (неспособные присоединять к себе другие вещества) и ненасыщенные. Наибольшую биологическую ценность представляют ненасыщенные жирные кислоты, особенно линолевая, линоленовая и арахидоновая, которые называют полиненасыщенными, так как в их молекулах имеется по несколько двойных связей.

Животные жиры имеют твердую консистенцию и высокую температуру плавления. В их составе преобладают насыщенные жирные кислоты. Растительные масла содержат больше ненасыщенных жирных кислот и имеют при комнатной температуре жидкую консистенцию. Кроме того, в них содержатся полиненасыщенные жирные кислоты, которые являются незаменимыми, так как почти но синтезируются в организме. Недостаток их в пище приводит к задержке роста, вызывает сухость и воспаление кожных покровов, способствует развитию атеросклероза.

Дневная норма жиров для взрослого человека составляет 80-100 г. При большой физической нагрузке это количество может быть увеличено до 150 г. Сюда должны входить не только чистые жиры, но и те, которые входят в состав продуктов и вводятся при приготовлении пищи. Не менее четверти этого количества должны составлять растительные жиры.

Избыточное количество жира крайне нежелательно, так как создает излишнюю нагрузку для пищеварительного аппарата, приводит к ожирению и способствует образованию вредных продуктов распада.

Углеводы

Углеводы — основной источник энергии для организма. Наличие их в пище способствует лучшему усвоению белков. Поставщиками углеводов являются продукты растительного происхождения, однако небольшое их количество содержится и в животных продуктах (молочный сахар, животный крахмал).

Углеводы поступают в организм в виде простых и сложных соединений. Простыми углеводами являются глюкоза и фруктоза, содержащиеся в плодах, ягодах, меде. Употребляемые в пищу свекловичный и молочный сахара представляют собой комбинацию двух молекул простых сахаров. Под действием ферментов пищеварительного тракта они распадаются на простые и всасываются в кровь. Более сложным углеводом является крахмал, молекула которого состоит из нескольких молекул простых сахаров. В организме крахмал расщепляется до глюкозы. В растительных продуктах содержатся также клетчатка и другие балластные вещества, например пектин. Они в организме не расщепляются и не усваиваются.

Глюкоза, получающаяся в результате расщепления более сложных углеводов, всасывается в кровь и почти полностью сгорает (окисляется), выделяя тепло. Незначительная ее часть откладывается в печени и мышцах в виде животного крахмала — гликогена, который, будучи резервным углеводом, при необходимости снова расщепляется до глюкозы, пополняя энергетические ресурсы организма.

Расщепление крахмала протекает медленно и получающаяся глюкоза поступает в кровь постепенно. При этом в крови поддерживается постоянный уровень сахара, являющийся одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности организма. При поступлении с пищей большого количества сахаристых углеводов образование и всасывание глюкозы происходит быстро и количество ее в крови резко повышается. По этой причине потребление сахаристых веществ следует ограничивать и вводить углеводы преимущественно за счет крахмала, который содержится в крупах, макаронных изделиях, хлебе, картофеле. Уровень сахара в крови регулируется нервной системой и некоторыми гормонами (адреналин, инсулин).

Общая потребность в углеводах составляет 400-500 г в сутки, что в 4—5 раз превышает потребность в белках и жирах. Однако избыточное количество углеводов в пище нежелательно, так как из них могут синтезироваться жиры. Избыток углеводов в пище нарушает деятельность нервной системы, поддерживает воспалительные процессы в организме, способствует образованию холестерина. Следует знать, что холестерин связывается пектином; поэтому при заболевании атеросклерозом рекомендуется в пищу вводить плоды, ягоды, свеклу, богатые пектином. Количество сахаристых углеводов не должно превышать 100 г в сутки. Увеличение этой нормы допускается при значительном физическом или умственном напряжении, перед спортивными соревнованиями и т. д.

Минеральные вещества

Важную роль в жизнедеятельности организма человека играют минеральные вещества. Они участвуют в пластических процессах, кроветворении, деятельности нервной системы, влияют на сокращаемость мышц, регулируют содержание воды в тканях.

Соли кальция и фосфора являются составной частью костной системы, а кальций, кроме того, — мощным про­тивовоспалительным фактором. Соли кальция содержатся и сыре, яичных желтках, молоке, салате, шпинате, капусте. Фосфора много в мясе, сыре, твороге, хлебе, в некоторых крупах. Взрослому человеку требуется в сутки 0,8—1 г солей кальция и 1,2—1,5 г солей фосфора.

Соли натрия, калия и хлора поддерживают неизменными солевой состав крови и постоянный уровень осмоти­ческого давления. Соли натрия задерживают воду в организме, а соли калия способствуют ее выведению. Натрий и хлор мы получаем с поваренной солью, потребность в которой составляет 10—15 г в сутки. Солей калия много в капусте, картофеле, изюме, кураге. При болезнях сердца и почек употребление поваренной соли ограничивают или исключают. Для рабочих горячих цехов в жаркое время года потребление соли увеличивают до 20 г в день.

Недостаток в пище солей магния нарушает нормальную возбудимость нервной системы, сокращаемость мышц. Соли магния активируют ферменты, участвующие в усвоении фосфора. Магний содержится в хлебе, крупах (особенно овсяной), суточная потребность в нем составляет 0,3—0,5 г в день.

Соли железа входят в состав многих тканей; они необходимы для образования красных кровяных шариков. Недостаток их в пище вызывает малокровие. Много железа содержится в говяжьей печени, легких, мясе, персиках, яблоках, белых грибах. Суточная потребность в нем составляет 15 мг в день.

Большое значение в питании имеют и микроэлементы, т. е. соединения, содержащиеся в тканях организма в минимальных количествах (менее 0,01%). Так, наличие даже следов меди в пище обеспечивает нормальный рост организма. Соли фтора входят в состав зубной эмали и недостаток их вызывает заболевание зубов, особенно среди детей.

В районах, где питьевая вода содержит мало фтора, его добавляют в поваренную соль или фторируют воду. Йод входит в состав гормона щитовидной железы и стимулирует обменные процессы в организме. Недостаток его в пище отражается на интенсивности обменных процессов, вызывает заболевание щитовидной железы. Соли йода в значительных количествах содержатся в продуктах моря, особенно в морской капусте.

Количество солей, поступающих с пищей, у взрослого человека точно уравновешивается количеством солей, выводимых из организма.

Вода

Тело человека на две трети состоит из воды. Она входит в состав крови, лимфы, тканей, участвует в процессах расщепления и синтеза веществ в организме, в ней растворяются многие питательные вещества. Вода является средой, а во многих случаях участником множества химических реакций, протекающих в организме; она является одним из главных конечных продуктов обмена веществ. Вода регулирует температуру тела человека, выводит из организма продукты обмена. Без пищи человек может прожить несколько недель, а без воды — не более нескольких суток.

Существует равновесие между количеством потребляемой и выделяемой воды. Потребность организма в воде зависит от ряда условий, в частности климатических, и составляет в среднем 2,5 л в сутки. Поскольку вода содержится в пищевых продуктах, входит в состав супов, соусов, компотов, а также выделяется в самом организме, количество свободной жидкости, потребляемой человеком течение суток, не должно превышать 0,8—1,0 л. Избыток жидкости затрудняет работу сердца, ускоряет процессы распада белка, вызывает потери минеральных веществ. Водный обмен тесно связан с солевым обменом.

Витамины

Витамины — жизненно необходимые вещества, участвующие в самых различных процессах, происходящих в организме. Они ускоряют обмен веществ, способствуют кроветворению, оказывают влияние на работу органов пищеварения, деятельность нервной системы и желез внутренней секреции. Витамины входят в состав ферментов, в организме не синтезируются.

При отсутствии витаминов в пище возникают тяжелые заболевания, называемые авитаминозами. При недостаточном их количестве развиваются гиповитаминозы, характеризующиеся повышенной утомляемостью, снижением сопротивляемости организма простудным и инфекционным заболеваниям.

Витамины А, D, Е и К растворяются в жирах, остальные — в воде.

Витамин А называют витамином роста, он особенно необходим детям. Кроме того, он имеет огромное значение для органов зрения, кожных и слизистых покровов, обладает защитными свойствами против инфекций. Суточная потребность в витамине А составляет 1,5 мг. Содержится он в говяжьей печени, рыбьем жире, печени морских рыб (трески, палтуса, морского окуня), китов и тюленей, а также в сливочном масле, молоке, яичном желтке.

В организме витамин А образуется из каротина, которого много в моркови (особенно красной), абрикосах, мандаринах, шиповнике. Для превращения каротина в витамин А необходимо присутствие жира. Поэтому морковь, следует вводить в супы в пассерованном виде, причем желательно пассеровать тертую морковь, так как в этом случае каротин переходит в жир более полно.

В связи с тем что витамин А легко разрушается на воздухе, особенно при ярком освещении, овощи необходимо хранить в темном помещении, а очищенные — в закрытой посуде. Измельчают их незадолго до тепловой обработки.

Витамин D способствует усвоению кальция, его отложению в костях. Недостаток этого витамина в пище особенно отражается на здоровье детей. Авитаминоз D проявляется в размягчении и деформации костей, разрушении зубов, отечности (ткани теряют способность удерживать влагу), глубоком расстройстве фосфорно­кальциевого обмена. При рахите поражается не только костная система, но также нервная и мышечная. Мышцы становятся вялыми, наблюдается общее отставание в развитии ребенка.

Избыточное количество витамина D способствует отложению кальция на стенках кровеносных сосудов, в почках и других органах, ухудшает самочувствие, вызывает повышенную возбудимость, раздражительность. Поэтому чрезмерные дозы витамина D вредны, особенно для пожилых людей и больных атеросклерозом.

Витамин D содержится в печени трески, палтуса, камбалы, в жирной сельди, икре, яйцах. Он устойчив при хранении и нагревании.

Витамин С (аскорбиновая кислота) предохраняет от заболевания цингой, повышает сопротивляемость организма инфекционным заболеваниям. Авитаминоз С проявляется в воспалении и кровоточивости десен, выпадении зубов, резком падении сопротивляемости организма инфекциям. Весной у многих людей возникает гиповита­миноз С — быстрая утомляемость, кровоточивость десен, частые простудные заболевания.

Суточная потребность взрослого человека в витамине С — 70—120 мг. Он содержится в свежей зелени, овощах, фруктах, ягодах. Особенно богаты витамином С шиповник, черная смородина, лимоны, белокочанная квашеная капуста. Зимой главными источниками витамина С являются картофель и капуста, хотя содержание его в них невелико. В любое время года в питание следует вводить свежие овощи и фрукты, посыпать блюда зеленью петрушки и сельдерея или зеленым луком, включать в меню салаты из свежих овощей и квашеной капусты, закуски из стручкового перца и другие блюда, содержащие витамины. Зимой и весной из-за недостаточности витамина С в пищу вводят витаминные препараты.

Витамин С крайне неустойчив. К весне количество его в продуктах резко понижается. Кулинарная обработка также неизбежно приводит к потерям витамина С, поскольку он легко окисляется кислородом воздуха, разрушается под действием ферментов и солей тяжелых металлов (железа, меди). Поэтому при приготовлении блюд из овощей, плодов и ягод необходимо соблюдать правила, обеспечивающие максимальную сохранность витамина С.

Нельзя допускать длительного хранения обработанных овощей на воздухе или в воде. Нарезанные корнеплоды и лук лучше всего хранить пассерованными. Овощи, плоды и ягоды при варке следует закладывать только в кипящую воду, не переваривая их и не допуская выкипания воды; варить при закрытой крышке. Пищу необходимо готовить небольшими партиями, нельзя хранить ее на раздаче и подвергать повторному разогреванию, так как не варка оказывает на витамин С столь разрушительное действие, а хранение готовой пищи.

Поскольку витамин С лучше сохраняется в кислой среде, по возможности ее следует создавать. Так, свеклу для борща перед тушением сбрызгивают уксусом, нарезанные яблоки хранят в подкисленной воде, а при варке из них компота добавляют лимонную кислоту. Квашеную капусту нельзя хранить без рассола и промывать, если нет излишней кислотности. При изготовлении овощных супов, блюд из тушеных овощей, смешанных компотов, закладку всех компонентов следует производить в такой последовательности, чтобы они дошли до готовности одновременно.

Посуду и инвентарь необходимо использовать из нержавеющей стали, не следует протирать ягоды через металлические сита и измельчать их на мясорубке.

Витамин B₁ оказывает влияние на деятельность нервной системы, сердца и органов пищеварения. При недостатке этого витамина повышается утомляемость, появляется слабость, головная боль, ухудшается аппетит. При длительном отсутствии в питании витамина B₁ развивается тяжелое заболевание нервной системы — полиневрит.

Большое количество витамина B₁ содержится в отрубях, хлебе грубого помола, дрожжах, гречневой и овсяной крупах, бобовых, квасе. Суточная потребность в нем составляет 1,5—2 мг. При больших затратах энергии норма должна быть повышена.

Витамин B₁ растворим в воде, легко окисляется, сохраняется в кислой среде и разрушается в щелочной. Продукты, богатые этим витамином, не следует долго хранить на воздухе или в воде. При варке для размягчения гороха и сохранения цвета зеленого горошка нельзя добавлять соду.

Витамин B2 способствует выработке энергии в организме. Особенно он необходим детям, так как его отсутствие в пище замедляет их рост и прибавление в весе. При гиповитаминозе B₂ на коже и слизистых оболочках появляются трещины, в углах рта — язвочки, шелушится кожа, воспаляется слизистая оболочка глаз, появляется слезотечение, светобоязнь, ухудшается зрение.

Суточная потребность взрослого человека в витамине B₂ составляет 2,5—3,5 мг. Содержится он в молоке, твороге, сыре, яйцах, печени, мясе. Особенно много его в дрожжах. Витамин B₂ лучше усваивается при наличии в пище достаточного количества белков.

Витамин РР входит в состав ферментов и принимает участие в окислительных процессах в организме. При ги­повитаминозе РР появляются воспалительные изменения кожных покровов, утомляемость, раздражительность, бессонница. Авитаминоз РР (пеллагра) выражается в покраснении и отечности открытых участков кожи (кисти рук, лицо), нарушении пищеварения, нервно-психических расстройствах.

Основными источниками этого витамина являются дрожжи, гречневая крупа, хлеб пшеничный, мясо, рыба, фасоль. Суточная потребность в витамине РР — 10-15 мг.

Кроме перечисленных витаминов, в медицинской практике имеют большое значение и другие витамины, недостаточность которых возникает в организме не от низкого содержания их в пище, а от изменения условий усвояемости их самим организмом.