Лекции по "Пищевая химия"

В тонком кишечнике завершается разрушение основных компонентов пищи и происходит заключительный этап пищеварения – всасывание питательных веществ через многочисленные микроворсинки на эпителиальных клетках тонкого кишечника. Далее продукты пищеварения транспортируются в капилляры кровеносной системы и в лимфатические сосуды, расположенные в стенках кишечника.

В толстом кишечнике, длина которого составляет 1,5–4,0 м, пищеварение практически отсутствует. Здесь всасываются вода (до 95%), соли, глюкоза, некоторые витамины и аминокислоты, продуцируемые кишечной микрофлорой.

Кишечная  микрофлора является важным органом  вторичного переваривания пищи. Её основными функциями являются:

• синтез витаминов группы В, фолиевой и пантотеновой кислот, витаминов Н и К;
• метаболизм желчных кислот с образованием нетоксичных метаболитов;
• утилизация в качестве питательного субстрата некоторых токсичных для организма продуктов пищеварения;
• стимуляция иммунной реактивности организма.

 

3 Схемы  процессов переваривания макронутриентов

Основными конечными продуктами гидролитического расщепления высокомолекулярных веществ, содержащихся в пище, являются мономеры. Каждый из трех видов макронутриентов имеет свою схему процесса переваривания.

Переваривание углеводов. Из углеводов у человека перевариваются, в основном, дисахариды и крахмал, содержащиеся в растительной пище, а также гликоген, содержащийся в пище животного происхождения. Этапы переваривания этих полисахаридов сходны. Оба полисахарида полностью расщепляются ферментами желудочно-кишечного тракта до составляющих их структурных блоков, а именно – до свободной D-глюкозы. Процесс начинается во рту под действием амилазы слюны с образованием смеси, состоящей из мальтозы, глюкозы и олигосахаридов, а продолжается и заканчивается в тонком кишечнике под действием амилазы поджелудочной железы, поступающей в двенадцатиперстную кишку.

Переваривание белков. Белки пищи расщепляются ферментами в желудочно-кишечном тракте до составляющих их аминокислот. Переваривание белков осуществляется в результате последовательного действия сначала пепсина в кислой среде желудка, а затем трипсина и химотрипсина в тонком кишечнике при рН 7–8. Далее, короткие пептиды гидролизуются до свободных аминокислот, которые проникают в капилляры ворсинок тонкого кишечника и переносятся кровью в печень.

Переваривание жиров. Этот процесс осуществляется, главным образом, в тонком кишечнике липазой поджелудочной железы, поступающей в виде зимогена (пролипазы), который только в кишечнике превращается в активную липазу. В присутствии желчных кислот активная липаза катализирует гидролиз триацилглицерина с отщеплением крайних ацилов и образованием смеси свободных высших жирных кислот в виде мыл (калиевых и натриевых солей) и 2-моноацилглицеринов, которые эмульгируются при помощи желчных кислот и всасываются через ворсинки тонкого кишечника.

Водорастворимые витамины, вода и минеральные вещества непосредственно всасываются из тонкого кишечника в кровь.

За  исключением большей части триацилглицеринов, питательные вещества, поглощенные в кишечном тракте, поступают в печень, которая является основным центром распределения питательных веществ, где сахара, аминокислоты и некоторые липиды подвергаются дальнейшим превращениям и распределяются между разными органами и тканями.

 

 

Лекция  №12

Тема: Основы рационального питания

1 Теории и концепции питания

2 Принципы рационального питания

3 Пищевой рацион современного человека

4 Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты и продукты

 

1 Теории и концепции питания

Формирование  научных представлений о питании  и роли пищевых веществ в процессах  жизнедеятельности началось лишь в  середине XIX в. благодаря ряду научных открытий, непосредственно или опосредованно связанных с питанием.

Суть  первой научной парадигмы питания сводилась к необходимости обеспечения организма требуемыми питательными веществами. Эта парадигма использована в теории сбалансированного питания, в основе которой лежат три главных положения.

1. При идеальном питании приток веществ точно соответствует их потере.
2. Приток питательных веществ обеспечивается путем разрушения пищевых структур и использования организмом образовавшихся органических и неорганических веществ.
3. Энергетические затраты организма должны быть сбалансированы с поступлением энергии.

Формула сбалансированного питания по А. А. Покровскому представляет собой таблицу, включающую перечень пищевых компонентов с потребностями в них в соответствии с физиологическими особенностями организма: белки, жиры, углеводы; незаменимые аминокислоты; незаменимые жирные кислоты; витамины; минеральные вещества.

Также человеку необходима вода для воспроизведения потерь в различных биологических процессах.

Балансовый подход к питанию привел к ошибочному заключению, что ценными являются только усваиваемые организмом компоненты пищи, остальные же относятся к балласту.

В 80-е гг. XX в. была сформулирована новая теория питания, представляющая собой развитие теории сбалансированного питания с учетом новейших знаний о функциях балластных веществ и кишечной микрофлоры в физиологии питания.

Эта теория, автором которой явился российский физиолог академик А. М. Уголев, была названа  теорией адекватного питания. В  основе теории лежат четыре принципиальных положения:

• пища усваивается как поглощающим ее организмом, так и населяющими его бактериями;
• приток нутриентов в организме обеспечивается за счет извлечения их из пищи и в результате деятельности бактерий, синтезирующих дополнительные питательные вещества;
• нормальное питание обусловливается не одним, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ;
• физиологически важными компонентами пищи являются балластные вещества, получившие название «пищевые волокна».

 

2 Принципы  рационального питания

Теория  адекватного питания формулирует  основные принципы, обеспечивающие рациональное питание, в котором учитывается  весь комплекс факторов питания, взаимосвязи этих факторов в обменных процессах и соответствие ферментных систем организма индивидуальным особенностям протекающих в нем химических превращений.

Первый  принцип рационального питания

Пища  для человеческого организма, прежде всего, является источником энергии. Именно при ее превращениях происходит выделение энергии, необходимой организму в процессах жизнедеятельности (поддержание температуры тела, пищеварение, работа мышц). Энергию выражают в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж); 1 ккал соответствует 4,18 кДж. Калорийность белков – 4 ккал/г; жиров – 9 ккал/г; углеводов – 4 ккал/г. Доля энергии, которая может высвободиться из макронутриентов в ходе биологического окисления, характеризует энергетическую ценность (калорийность) продукта.

Организму человека в зависимости от пола, возраста, вида деятельности необходимо определённое количество энергии. При  этом должен соблюдаться баланс между энергией потребляемой и расходуемой. Избыток энергии будет аккумулироваться в виде жира, что приводит к избыточной массе тела.

Второй  принцип рационального питания

В соответствии со вторым принципом рационального  питания, должно быть обеспечено удовлетворение потребности организма в основных пищевых веществах.

Углеводы  являются наиболее распространенными  питательными веществами. Суточная потребность организма человека в углеводах составляет 400–500 г, что соответствует 53–58% калорийности дневного рациона.

Жиры  или триацилглицерины являются одним из основных источников энергии, а кроме того, служат источником углеродных атомов в биосинтезе холестерина и других стероидов. Суточная потребность организма в жирах составляет 60–80 г, что соответствует 30–35% от общей энергетической ценности рациона.

Белки являются источником незаменимых и  заменимых аминокислот, а также вносят хотя и небольшой, но важный вклад в ежедневный общий расход энергии. Суточная потребность в белках 85–90 г.

Витамины  участвуют в метаболизме, укрепляют  иммунную систему организма. Минеральные вещества, как функциональные ингредиенты, влияют на осмотическое давление межклеточной жидкости, работу мышц, участвуют в процессах кроветворения, участвуют в построении костной ткани и иммунной системы человека.

Третий  принцип рационального питания

В основу третьего принципа рационального  питания положены четыре основных правила:

• регулярность питания связана с соблюдением времени приема пищи;
• дробность питания в течение суток, которая должна составлять не менее 3–4 раз в день с целью равномерной нагрузки на пищеварительный аппарат;
• рациональный подбор продуктов при каждом приеме для обеспечения оптимального усвоения пищи;
• оптимальное распределение пищи в течение дня дифференцируется в зависимости от возраста, характера физической активности, распорядка дня.

 

3 Пищевой рацион современного человека

Согласно  принципам рационального питания, для сохранения здоровья, человек должен поддерживать баланс энергии, потреблять разнообразный и сбалансированный рацион, соблюдать режим питания. При неправильном потреблении пищи, что вызвано постоянным дефицитом определённых нутриентов или просто несбалансированным рационом возможно развитие таких болезней, как раковые, сердечно-сосудистые заболевания, нарушение функций желудочно-кишечного тракта, остеопорозы, ожирение.

Пищевой рацион современного человека, определяющий в итоге его здоровье, формируется  на базе физиологических потребностей в энергии, макро- и микронутриентах с учетом трех принципов рационального питания. Общие рекомендации специалистов по формированию пищевого рациона включают:

• потребление разнообразных пищевых продуктов;
• поддержание идеальной массы тела;
• снижение потребления жиров, насыщенных жиров и холестерина;
• повышение потребления углеводов (крахмала, клетчатки);
• сокращение потребления сахара;
• сокращение потребления натрия (NaCl).

С учетом тенденций к дальнейшему  снижению потребностей человека в энергии, особенно остро возникает вопрос достаточном содержании в уменьшенном пищевом рационе эссенциальных микронутриентов. Последние, по всей видимости, необходимо целенаправленно использовать для обогащения пищевых продуктов или принимать отдельно в виде мультивитаминных и витаминно-минеральных комплексов.

 

 

 

 

4 Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты и продукты

Концепция здорового (позитивного, функционального) питания была сформулирована в начале 80-х гг. в Японии, где приобрели  большую популярность так называемые функциональные продукты, т. е. продукты питания, содержащие ингредиенты, которые приносят пользу здоровью человека, повышают его сопротивляемость заболеваниям, способны улучшить многие физиологические процессы в организме человека, позволяя ему долгое время сохранять активный образ жизни.

В составе продуктов функционального  питания содержатся функциональные ингредиенты:

• пищевые волокна (растворимые и нерастворимые);
• витамины (А, группа В, D и т. д.);
• минеральные вещества (кальций, железо);
• полиненасыщенные жиры (растительные масла, рыбий жир, ω-3- и ω-6-жирные кислоты);
• антиоксиданты: β-каротин, витамин С и витамин Е;
• пробиотики (препараты живых микроорганизмов);
• пребиотики (олигосахариды как субстрат для полезных бактерий).

Функциональные  свойства пищевых волокон связаны, в основном, с работой желудочно-кишечного тракта.

Роль  витаминов и минеральных веществ  см. пункт 2.

Ненасыщенные  жирные кислоты предотвращают агрегацию  кровяных тел и образование тромбов, снимают воспалительные процессы и т. д.

Пробиотики  – препараты и продукты питания, в состав которых входят вещества микробного и немикробного происхождения, оказывающие при естественном способе введения (с пищей) благоприятные эффекты на физиологические функции и биохимические реакции организма человека через оптимизацию состава его кишечной микрофлоры.

Пробиотическими эффектами обладают, в частности, различные виды бифидо- и лактобактерий. Максимальный положительный эффект на организм человека оказывают продукты, содержащие живые бифидобактерии в количестве не менее 10⁷ КОЕ/см³.

Пребиотики  – пищевые добавки немикробного происхождения, неперевариваемые в кишечнике человека и способные оказывать благоприятный эффект на его организм через селективную стимуляцию роста и активности микрофлоры (бифидогенные факторы – олигосахариды, например, лактулоза).

Максимальный  физиологический эффект достигается  при комбинации пробиотиков и  пребиотиков.

В настоящее время выпускаются  четыре группы продуктов функционального  питания: зерновые завтраки, молочные продукты, жировые эмульсионные продукты и растительные масла, безалкогольные напитки.